DE3228156C2 - Verwendung eines flexiblen Flächenfilters in einem Luftreinigungsgerät für Kraftfahrzeugkabinen - Google Patents

Description

Durch die Abgase von Kraftfahrzeugen, insbesondere im Stadtverkehr, bei Kolonnenfahrt und einem Stau ergeben sich erhebliche Gesundheitsrisiken für die Teilnehmer am Straßenverkehr und in den Fahrgastzellen von Kraft­ fahrzeugen.

Aus der DE-A 28 20 314, ihrer Zusatzanmeldung DE-A 28 24 041 und der DE-A 29 11 428 sind Chemiesorptions- Fließfilter für Autokabinen in Form von mehrere Zenti­ meter dicken Kissen oder Paketen aus einem Trägervlies mit eingelagerten Chemiesorptionsmassen bekannt. Diese bestehen z. B. aus Puffperlit oder Blähton, der mit Chemiesorptionsflüssigkeiten, z. B. Alkalilauge getränkt ist, um Stickoxid- oder Bleiverbindungen entfernen zu können. Den Chemiesorptionsmassen können Kupferstaub, Natronkalk oder pulverförmige Aktivkohle beigemischt werden.

Um eine größere Anzahl von Schadstoffen zurückhalten zu können, bedient sich die DE-OS 29 11 428 bei sonst gleichem Aufbau unterschiedlicher Chemiesorptionsmas­ sen und -schüttungen.

Diese Filter haben sich nicht einführen können, weil der Druckfall für Kraftfahrzeugkabinen zu hoch ist, sich die Chemiesorptionsmassen absetzen und keine aus­ reichende Entfernung von anderen Schadstoffen oder gar unangenehmen Gerüchen erreicht wird.

Aus den gleichen Gründen sind auch stationäre Filter­ elemente, z. B. für Dunstabzüge ungeeignet, die ohnehin nicht für die Verwendung in Autokabinen bestimmt und beschrieben sind (DE-AS 12 79 917, DE-PS 29 38 234).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Abgase von Kraftfahrzeugen, insbesondere im Stadtverkehr, bei Kolon­ nenfahrt oder im Stau mit Hilfe eines Luftreinigungsge­ rätes nicht in den Innenraum von Fahrzeugen dringen zu lassen. Dazu gehört, daß das Filtermaterial kompakt und gut transportfähig, d. h. biegsam und geschmeidig sein soll, denn es ist in einem Kraftfahrzeug oder einer Bahn bekanntlich ständigen Erschütterungen ausgesetzt. Die Anforderungen an ein Filtermaterial zur Beseitigung von Gerüchen im Frischluftstrom von Fahrzeugen sind von ganz besonderer Art, denn es steht wenig Platz zur Verfügung, es sind Luftmengen bis zu mehreren Kubikmetern pro Minu­ te zu bewältigen und der Druckabfall soll möglichst ge­ ring sein, um mit der vorhandenen Gebläseleistung auszu­ kommen.

Der menschliche Geruchssinn empfindet Abgase, insbeson­ dere Dieselabgase, noch in hunderttausendfacher Verdün­ nung und in geringsten Mengen von wenigen ppm als äußerst störend. Um möglichst einen Abscheidungseffekt von 99,9% zu erreichen, ist trotz unterschiedlicher Luftzufuhr eine ausgezeichnete Adsorptionskinetik und -kapazität erforderlich. Schließlich sollte das Filter­ material eine hohe Unempfindlichkeit gegenüber Feuchtig­ keit aufweisen, weil die Beseitigung von Geruchs- und Schadstoffen auch bei Regen funktionieren muß.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Verwendung von flexiblen Flächenfiltern aus einer luftdurchlässi­ gen Trägerschicht und daran punktförmig fixierter Aktiv­ kohle gemäß den Patentansprüchen gelöst.

Im ersten Fall handelt es sich um die aus der DE-C 29 51 827 bekannten Flächenfilter aus einer luftdurch­ lässigen flexiblen Trägerschicht, insbesondere einem Gewebe, und daran auf mindestens einer Seite mit Säulen­ bekrönungen, Tragsäulen oder -sockeln aus einer erstarr­ ten Haftmasse in einer Menge zwischen 50 und 500 g/m² fixierten Aktivkohlekörnern eines Durchmessers von 0,1 bis 0,7, insbesondere 0,5 mm.

Alternativ kann das in einem Luftreinigungsgerät zur Beseitigung von Geruchs- und Schadstoffen in Kraftfahr­ zeugkabinen zu verwendende flexible Flächenfilter aus einer luftdurchlässigen Schaumstoffschicht und darin in einer Menge von zwischen 20 und 5000 g/m² fixierten Aktivkohlekörnern eines Durchmessers von 0,1 bis 0,7 mm, insbesondere 0,5 mm bestehen.

Die dritte Modifikation eines für die Zwecke der Erfin­ dung geeigneten flexiblen Flächenfilters ist ein luft­ durchlässiges textiles Flächengebilde, auf das ein Ge­ misch aus pulverförmiger Aktivkohle einer Teilchengröße von 0,1 bis 50 µm und 20 bis 200 Gew.% eines polymeren Bindemittels, bezogen auf die Aktivkohle, durch Rota­ tionssiebdruck in einem punktförmigen Muster aufgedruckt ist, das eine Höhe von 0,05 bis 1 mm und einen Durchmes­ ser von 0,2 bis 1 mm hat, 20 bis 150 g Aktivkohle pro m² enthält und 20 bis 80% der Oberfläche des textilen Flä­ chengebildes bedeckt. Solche textilen Flächenfilter sind Gegenstand der älteren nicht vorveröffentlichten deut­ schen Patentanmeldung P 32 11 322.6.

Das Gewebe der Trägerschichten kann ein Vollgewebe oder ein Gittergewebe sein und aus Naturfasern pflanzlichen oder tierischen Ursprungs, aus synthetischen Fasern oder auch aus Glasfasern oder metallischen Fasern hergestellt sein.

Im Unterschied zu Schüttfiltern werden Flächenfilter teils angeströmt, teils durchströmt. Dabei läßt sich der Druckabfall durch die Anordnung und Beschaffenheit des Filters hinsichtlich der Art des Trägers, Dichte der Be­ ladung, Größe der Adsorbentien usw. in weitem Maße be­ einflussen und den Erfordernissen anpassen.

Von großer Wichtigkeit für die Effektivität des erfin­ dungsgemäß verwendeten Filters ist die richtige Wahl des Adsorbens. Als Adsorbens kommen für die Zwecke der Erfindung Aktivkohlen verschiedener Provenienzen in Frage. Die Aktivkohle kann aus geeigneten organischen Materialien in bekannter Weise hergestellt werden. Neben einer hohen Unempfindlichkeit gegen Feuchtigkeit sollte die Aktivkohle auch in der Lage sein, schwer adsorbier­ bare Stoffe, wie Schwefel- und Stickstoffoxide zu binden. Die innere und äußere Oberfläche der Adsorbentien kann mit Additiven, wie Schwermetallkatalysatoren oder flamm­ hemmenden, antibakteriellen oder fungiziden Substanzen beladen sein. Vorzugsweise wird eine modifizierte, bei­ spielsweise gemäß der deutschen Patentanmeldung P 30 13 255.9 hergestellte Aktiv-Kohle oder auch eine stickstoffmodifizierte Aktiv-Kohle verwendet.

Hochwertige Adsorbentien sind bekanntlich sehr aufwendig und teuer. Um ihre Lebensdauer zu erhöhen und damit die Kosten für die Luftreinigung zu senken, sieht die Erfin­ dung vor, den flexiblen Aktivkohle-Flächenfilter ein ebenfalls als Flächenfilter ausgebildetes und mit einem handelsüblichen preiswerten Adsorbens, z. B. handelsüb­ liche Aktivkohle versehenes Filter vorzuschalten, wel­ ches nicht-gasförmige Luftverunreinigungen mechanisch abscheidet, aber auch gasförmige leicht adsorbierbare Stoffe adsorbiert.

Durch die erfindungsgemäße Verwendung von flexiblen Flächenfiltern in den drei Modifikationen wurden die Nachteile, wie eine verringerte Adsoptionskapazität und -kinetik, schwierige Handhabbarkeit und Verwendung unterschiedlichster Chemiesorptionsmittel zur Erlangung der gewünschten Reinigungseffekte, bzw. die begrenzte Anwendbarkeit der Filter, behoben.

Flächenfilter haben den großen Vorteil, daß sie sich in sehr einfacher Weise an die jeweiligen Erfordernisse an­ passen und in der verschiedensten Weise herstellen las­ sen. So ergeben sich sehr günstige räumliche Abmessungen bei gleichzeitig großer nutzbarer Filterfläche durch die Ausbildung in einem Rohr angeordneter runder Wickel, wo­ bei dann je nach Zweckmäßigkeit oder Erfordernis eine größere Anzahl solcher mit einem Wickel versehener Roh­ re parallel geschaltet sein können. Nach einem anderen Vorschlag der Erfindung ist vorgesehen, das Filter als vorzugsweise mehrfach über Umlenkrollen hin- und herge­ führtes und gegebenenfalls mittels einer Transportvor­ richtung kontinuierlich oder nach Bedarf von einer Vor­ ratsrolle ab- und auf eine Aufwickelrolle aufwickelbares Band auszubilden. Aus Kostengründen könnte selbstver­ ständlich auch vorgesehen werden, den Transport des Ban­ des von Hand vorzunehmen, so daß immer eine ausreichende ungebrauchte Filterfläche für die Schad- und/oder Ge­ ruchsstoffbindung bzw. -beseitigung zur Verfügung steht.

Die Dimensionierung des Filters hängt von der Größe des Raums ab, in welchem die Schad- und/oder Geruchsstoff­ konzentration herabgesetzt werden soll, aber auch von der Schad- und/oder Geruchsstoffkonzentration selbst.

Entsprechend wird man beispielsweise für den Innenraum eines Personenkraftwagens, der mit gedrosselter Frisch­ luftzufuhr hinter einem qualmenden Lastkraftwagen her­ fährt, das Filter so bemessen, daß der Luftdurchsatz pro Minute etwa dem Gesamtvolumen des Fahrzeuginnen­ raums entspricht.

Claims (5)

1. Verwendung eines flexiblen Flächenfilters aus einer luftdurchlässigen flexiblen Trägerschicht, insbeson­ dere einem Gewebe, und daran auf mindestens einer Seite mit Säulenbekrönungen, Tragsäulen oder -sockeln aus einer erstarrten Haftmasse in einer Menge zwischen 50 und 500 g/m² fixierten Aktivkohle­ körnern eines Durchmessers von 0,1 bis 0,7, insbe­ sondere 0,5 mm, in einem Luftreinigungsgerät zur Be­ seitigung von Geruchs- und Schadstoffen in Kraftfahr­ zeugen, Straßen- und Eisenbahnen.

2. Verwendung eines flexiblen Flächenfilters aus einer luftdurchlässigen Schaumstoffschicht und darin in einer Menge von zwischen 20 und 5000 g/m² fixierten Aktivkohlekörnern eines Durchmessers von 0,1 bis 0,7 mm, insbesondere 0,5 mm für den Zweck des Anspruchs 1.

3. Verwendung eines flexiblen Flächenfilters aus einem luftdurchlässigen textilen Flächengebilde, auf das ein Gemisch aus pulverförmiger Aktivkohle einer Teil­ chengröße von 0,1 bis 50 µm und 20 bis 200 Gew.% eines polymeren Bindemittels, bezogen auf die Aktiv­ kohle, durch Rotationssiebdruck in einem punktförmi­ gen Muster aufgedruckt ist, das eine Höhe von 0,05 bis 1 mm und einen Durchmesser von 0,2 bis 1 mm hat, 20 bis 150 g Aktivkohle pro m² enthält und 20 bis 80% der Oberfläche des textilen Flächengebildes bedeckt, für den Zweck des Anspruchs 1.

4. Verwendung eines Flächenfilters nach einem der An­ sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ak­ tivkohle eine modifizierte, insbesondere stickstoff­ modifizierte Aktivkohle ist.

5. Verwendung eines Flächenfilters nach einem der An­ sprüche 1 bis 4 in Verbindung mit einem vorgeschal­ teten, ebenfalls als Flächenfilter ausgebildeten und mit einer handelsüblichen Aktivkohle versehenen Vorfilter.