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Luftfilter
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Die Erfindung betrifft einen Luftfilter, insbesondere für fetthaltige
und/oder kohlenstoffhaltige Luft, mit mindestens einem Filtereinsatz, der in einem
Rahmen eine mehrschichtige Filterfläche enthält.
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Zur Filterung der Abluft von Küchen, Gaststätten u.dgl.
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werden in der Regel Aktivkohlefilter benutzt, die die in der Abluft
enthaltenen Kohlenstoffe absorbieren. Die bekannten Filter sind aufwendig in der
Herstellung und sie setzen sich leicht mit Fett zu. Sie haben eine sehr große Baugröße
und ihre Filterwirkung ist häufig unzureichend.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Luftfilter der eingangs
genannten Art zu schaffen, der bei geringen Herstellungskosten eine wirksame Filterung
mit einfachen Mitteln ermöglicht und bei vergleichbarer
Filterleistung
eine wesentlich geringere Baugröße hat als vergleichbare Luftfilter.
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Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß an entgegengesetzten
Seiten des Rahmens zwei Filterflächen angeordnet sind, die einen Luftverteilraum
für die Zuluft begrenzen, und daß jede Filterfläche eine Mineralfasermatte, die
im unkomprimierten Zustand mindestens etwa 15 mm stark und im zusammengepreßten
Zustand mindestens etwa 10 mm stark ist, sowie eine mehrlagige Zellstoffschicht.
aufweist.
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Versuche haben gezeigt, daß Mineralfaserplatten, wie sie im Baugewerbe,
z.B. als Estrich-Dämmplatten für Tritt- und Luftschalldämmung, verwendet werden,
ausgezeichnete Filtereigenschaften haben. Derartige Dämmschichten bestehen aus zahlreichen
Vlies schichten aus Textilglasfasern. Überraschenderweise hat sich ergeben, daß
eine derartige relativ starke Mineralfaserplatte im unkomprimierten Zustand einen
sehr niedrigen Luftdurchgangswiderstand hat, jedoch die in der Luft enthaltenen
Fettstoffe wirksam zurückhält. Hinter der Mineralfasermatte befindet sich eine mehrlagige
Zellstoffschicht, die die noch in der Luft enthaltenen feinsten Fremdstoffe, z.B.
Aromastoffe, zurückhält. Die Zellstoffschicht besteht im Prizip aus demselben Material,
aus dem Papiertaschentücher hergestellt sind, jedoch kann das hier zu verwendende
Zellstoffmaterial grobfaseriger sein. Die einzelnen Lagen der Zellstoffschicht sind
lose gegeneinandergelegt, so daß Zellstoffschichten und Luftzwischenräume einander
abwechseln, wodurch die Filterwirkung verbessert wird.
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Vorzugsweise sind die Außenseiten der Mineralfasermatte und der Zellstoffschicht
mit einem Gitternetz bedeckt.
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Ein solches Gitternetz in Form einer Gaze-Bahn dient einerseits dem
mechanischen Zusammenhalt der Filterfläche und bewirkt andererseits bei entsprechender
Bemessung der Maschenweite eine Vorfilterung und einen Schutz der relativ empfindlichen
Filterfläche gegen mechanische Beschädigungen. Es hat sich herausgestellt, daß die
Vorfilterung des Gitternetzes, das aus Kunststoff bestehen kann, einen nicht unerhebliche
Bedeutung hat, insbesondere wenn die Zuluft fett- oder teerhaltig ist. Hierbei bilden
sich an dem der Zuluft zugewandten Gitternetz starke Ablagerungen, die jedoch den
Luftdurchgang nicht wesentlich behindern, so daß die eigentlichen Filterflächen
entlastet werden. Der Filter hat somit eine nach außen vergrößerte Ablagerungsfläche
und er kann länger benutzt werden, bevor er sich zusetzt und der Luftdurchgang zu
stark behindert wird.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen,
daß die Ränder einer jeden Filterfläche von einem Hilfsrahmen zusammengepreßt sind,
wobei die Ränder der Mineralfaserplatte mit einem abdichtenden Bindemittel getränkt
sind. Die Mineralfasermatte wird nur im Bereich ihres umlaufenden Randes verpreßt,
ist im übrigen aber nahezu ungepreßt. Durch die Tränkung im Randbereich wird verhindert,
daß ungefilterte Luft seitlich austritt. Dadurch werden aufwendige separate Dichtungen
im Randbereich vermieden.
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Vorzugsweise ist die Außenfläche der Mineralfasermatte aufgerauht.
Dieses Aufrauhen, das beispielsweise mit einer harten Bürste durchgeführt werden
kann, hat zur Folge, daß die Fasern im Zuluftbereich größere gegen-
seitige
Abstände haben, so daß die Porengröße in Strömungsrichtung der Luft zunehmend verringert
wird. Hierdurch wird ein frühzeitiges Zusetzen der Filterfläche mit den aufgefangenen
Fremdstoffen verhindert. Besonders vorteilhaft ist, daß eine derartige Mineralfasermatte
mit den Filterstoffen annähernd gleichmäßig beladen wird, so daß sich keine blockierenden
Schichten im Anfangsbereich bilden.
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Bei dem erfindungsgemäßen Filter können relativ große Filterflächen,
die nicht durch Rahmenteile versperrt werden, an dem Rahmen angebracht werden. Dies
ist insbesondere dann möglich, wenn die Außenseiten der Filterflächen von einem
an dem Hilfsrahmen verspannten Spannfaden überzogen sind. Dieser Spannfaden trägt
wesentlich zur Formstabilisierung bei und verhindert ein Ausbauchen der Filterfläche
infolge der Druckdifferenz.
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Der Rahmen besteht aus einem Kasten mit V-förmigen geschlossenen Schmalseiten,
einer geschlossenen kleinen Stirnwand, offenen Seitenwänden und einer offenen großen
Stirnwand. Ein derartiger Filtereinsatz, von denen mehrere zu einem Filter zusammengesetzt
sein können, ist einfach, kostengünstig und leichtgewichtig in Serienfertigung herstellbar.
Da der Luftverteilraum sich in Strömungsrichtung immer mehr verengt, wird ein gleichmäßiger
Luftdurchgang durch alle Flächenbereiche der Filterflächen ermöglicht. Andererseits
ergibt sich eine geringe Baulänge dadurch, daß die Querschnitte der Luftverteilräume
in Strömungsrichtung in dem Maße abnehmen, wie Luft durch die Filterflächen hindurch
geht und daß andererseits die Querschnitte der austrittsseitigen Sammelräume in
Strömungsrichtung zunehmen.
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Hierdurch kann ein großes Filtervolumen auf einer geringen Baulänge
zusammengefaßt werden, ohne daß der Luftdurchgangswiderstand unzulässig groß würde.
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Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung näher erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Seitenansicht des Filters, Fig.
2 einen Schnitt entlang der Linie II-II von Fig. 1, Fig. 3 einen Schnitt entlang
der Linie III-III von Fig. 1, Fig. 4 einen Schnitt durch den Randbereich einer Filterfläche
entlang der Linie IV-IV von Fig. 2 und Fig. 5 eine Explosionsdarstellung eines Rahmens
mit zwei Hilfsrahmen.
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Der dargestellte Luftfilter weist ein Gehäuse 10 aus Stahlblech auf,
in welchem mehrere Filtereinsätze 11 nebeneinander angeordnet sind. Die Einlässe
der Filtereinsätze 11 sind mit einer gemeinsamen Anschlußhaube 12 für die Zufuhr
von Zuluft verbunden. Im Gehäuse 10 ist hinter den Filtereinsätzen ein Sauggebläse
13 angeordnet, das von einem Motor 14 angetrieben ist und die Abluft nach oben oder
in einer anderen Richtung aus dem Gehäuse 10 herausbefördert.
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Die Saugseite des Gebläses 13 steht mit der Abluftseite der Filtereinsätze
11 in Verbindung. An den Auslaß des Sauggebläses 13 kann ein Aktivkohlefilter angeschlossen
werden,
der aus der von Feststoffen und Fett befreiten Luft die eventuell noch verbliebenen
Geruchsstoffe herausfiltert. Ein solcher Aktivkohlefilter hat wegen der intensiven
Vorfilterung eine sehr lange Standzeit, bevor er sich zusetzt und ausgewechselt
werden muß.
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Jeder Filtereinsatz 11 weist einen in Fig. 5 dargestellten Rahmen
15 auf, dessen parallele Schmalseiten 151 geschlossen sind. Die vordere Stirnseite
152 ist offen, während die rückwärtige Stirnwand 153 geschlossen ist. Die Breitseiten
oder Seitenwände 154 sind ebenfalls offen. Die offenen Seiten 152 und 154 sind jeweils
von einem leistenartigen Rand 16 bzw. 17 umgeben.
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Ferner sind zwei Hilfsrahmen 18 vorgesehen, die aus Flachmaterial
bestehen und von denen jeder gegen den Rand 17 einer offenen Seitenwand 154 gesetzt
wird. Die Ränder 17 und die Hilfsrahmen 18 haben Löcher, um Schrauben hindurchstecken
zu können.
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Die offenen Seitenwände 154 des Rahmens 15 sind durch die Filterflächen
19 verschlossen. Wie Fig. 4 zeigt, weist jede Filterfläche 19 an ihrer Außenseite
ein Gitternetz 20 auf, das aus Polyethylenfäden mit einer Fadenstärke von 0,28 mm
besteht. Die Maschenweite des Gitternetzes beträgt 1,4 mm. Hinter dem Gitternetz
20 befindet sich eine etwa 25 mm starke Mineralfasermatte 21 aus Textilglasfasern,
die aus einer Vielzahl übereinandergeschichteter dünner Vlieslagen besteht. Derartige
Mineralfasermatten werden von der Firma Grünzweig + Hartmann und Glasfaser-AG unter
der Bezeichnung Isover-Estrich-Dämmplatten 73T vertrieben. Die Mineralfasermatte
21 ist jedoch zusätzlich vorbehandelt wor-
den, indem ihre Außenseite,
die dem Gitternetz 20 zugewandt ist, aufgerauht worden ist.
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Hinter der Mineralfasermatte 21 befindet sich eine mehrlagige Zellstoffschicht
22 aus z.B. zwölf oder mehr Lagen mit einer Gesamtstärke von etwa 3 mm. An der Innenseite
wird die Filterfläche von einem weiteren Gitternetz 23 begrenzt, das aus demselben
Material besteht wie das Gitternetz 20.
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Die übereinandergelegten Schichten 2#,21,22 und 23 werden auf den
Rand 17 des Rahmens aufgelegt und anschließend wird der Hilfsrahmen 18 darübergelegt
und mit den Schrauben 24, die durch sämtliche Schichten hindurchgehen, an dem Rand
17 verspannt. Das die Filterfläche 19 bildende Paket wird nur zwischen dem Rand
17 und dem Hilfsrahmen 18 zusammengepreßt, wobei die Stärke der Mineralfasermatte
21 um etwa 1/4 bis 1/3 ihrer ursprünglichen Stärke zusammengepreßt wird. Der eingespannte
Randbereich der Filterfläche 19 wird mit einem Kunstharz 25 getränkt, das insbesondere
von der Mineralfasermatte 21 aufgesaugt wird und anschließend aushärtet, wodurch
der Randbereich luftundurchlässig wird. Hierdurch wird verhindert, daß zwischen
dem Rand 17 und dem Hilfsrahmen 18 keine Nebenluft austreten kann.
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Jeder Hilfsrahmen 18 weist einen Spannfaden 26 auf, der sich zickzackförmig
zwischen den beiden längslaufenden Rahmenteilen erstreckt und eine äußere Bespannung
bildet, die gegen das Gitternetz 20 drückt und Ausbauchungen der Filterfläche 19
nach außen verhindert.
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Die Filterflächen 19 begrenzen zusammen mit den Schmalseiten 151 und
der kleinen Stirnwand 153 den Luftverteilraum 27, in den die verschmutzte Zuluft
von der Haube 12 aus eingeführt wird. Die offenen Stirnwände 152 sämtlicher Filtereinsätze
11 sind gemäß Fig. 2 in einer gemeinsamen Ebene angeordnet, so daß die Zuluft sich
auf die Luftverteilräume 27 sämtlicher Filtereinsätze 11 gleichmäßig verteilt. Die
Luft geht dann in jedem Filtereinsatz 11 durch eine der beiden Filterflächen 19
hindurch und gelangt in den Abluftraum 28, der von den Außenseiten zweier benachbarter
Filtereinsätze 11 begrenzt wird. Da die Filterflächen 19 eines Filtereinsatzes V-förmig
angeordnet sind, d.h. daß sich ihr gegenseitiger Abstand vom vorderen zum rückwärtigen
Filterende hin verringert, nimmt der Querschnitt der Luftverteilräume 27 in Strömungsrichtung
der Luft ab, während der Querschnitt der Sammelräume 28 in Strömungsrichtung zunimmt.
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