DE3782813T2 - Luftfilter und modul zum zusammenbauen eines solchen filters. - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft ein Modul für ein Luftfilter, wie es in GB-A-2 036 591 offenbart ist.
• Luftfilter werden in sehr großem Ausmaß in Klimaanlagen verwendet, um Materiepartikel aus einem Luftstrom zu entfernen. Elektret-Material, insbesondere das unter dem Warenzeichen "Fitrete" bekannte Material, führt zu ausgezeichneten Ergebnissen, da in der Oberfläche der Fasern sowohl negative als auch positive elektrische Ladungen permanent enthalten sind. Es werden geladene und ungeladene Materiepartikel abgefangen: geladene Partikel, weil sie durch starke Coulomb-Kräfte angezogen werden, und ungeladene Partikel, weil sie durch das starke Feld um die Fasern polarisiert werden und in makroskopische Dipole umgesetzt werden, so daß sie angezogen werden. Da die Partikel von den Fasern angezogen werden, kann das Filtermatetrial eine offene Struktur aufweisen, so daß der Luftwiderstand niedrig ist. In Zusammenwirkung mit den Ladungen der Fasern führt die offene Struktur zu einer hohen Kapazität. Das Material ist feuchtigkeitsabweisend und widerstandsfähig gegen langanhaltende Temperaturbelastungen von bis zu 80ºC und gegen kurzzeitige Temperaturbelastungen von bis zu 100ºC. In einem in dem Luftzirkulationssystem enthaltenen Dukt ist ein Befestigungs-Formteil montiert, und in diesem ist ein Rahmen befestigt, der das faserige Filtermaterial enthält. Die Außenabmessungen des Hauptrahmens sind selbstverständlich den Innenabmessungen des Befestigungs-Formteils angepaßt. In der Praxis existieren zahlreiche Formen und Dimensionierungen von Luftdukten, die sich nach der gewünschten Filterkapazität und dem Konstruktionstyp richten. Die Anpassung ist dabei kosten- und arbeitsaufwendig.
• Die in GB-A-2 036 591 gezeigten Module bestehen aus dünnem Draht; benachbarte Teile der Drahtrahmen sind durch U-förmige Klemmteile miteinander verbunden. Dieses Verbindungssystem ist funktionsfähig zum Verbinden der Rahmen in lediglich einer Richtung, was bedeutet, daß ein aus diesen Drahtrahmen zusammengesetztes Filter veränderbare Querschnittslänge und festgelegte Breite hat. Die Anpassung dieser Filterkonstruktion an die Abmessungen des Luftduktes ist ziemlich unzureichend. Zudem ist die Luftdichtigkeit dieser Rahmenkonstruktion bei Verwendung der U-förmigen Klemmteile weitgehend unbefriedigend.
• Es ist die Hauptaufgabe der Erfindung, diese Nachteile zu vermeiden und ein zur Bildung eines Luftfilters geeignetes Modul zu schaffen, dessen Abmessungen sich in leichter Weise an die Gestalt und die Abmessungen von Luftdukten anpassen lassen.
• Nach der Erfindung ist vorgesehen, daß das Modul viereckig ist und aus Kunststoffmaterialien besteht, daß die Seitenwände mit einem System von Rippen oder Reliefs versehen sind, die nach einem krenelierten Muster angeordnet sind, daß das System von Rippen oder Reliefs zweier Seitenflächen komplementär zu dem System von Rippen oder Reliefs von zwei anderen Seitenflächen ist, daß die Seitenbegrenzungen der Rippen oder Reliefs in bezug zu der Ebene der Seitenflächen geneigt sind, und daß zwei der Seitenflächen mit einem elastischen Verriegelungsteil versehen sind und die anderen beiden Seitenflächen mit einer Rippe oder Kante versehen sind, an oder hinter der ein Verriegelungsteil eines gleichartigen Moduls einschnappen kann.
• Die Verriegelungsteile verhindern, daß sich die miteinander verbundenen Module in bezug zueinander bewegen.
• Die Module können derart zusammengesetzt werden, daß sie Luftfilter mit jeglichen beliebigen Abmessungen bilden. Ein aus den Modulen zusammengesetztes Luftfilter kann in kreisförmigen Dukten angeordnet werden, vorausgesetzt, daß die relativ kleinen Kreisabschnitträume zwischen dem Außenumfang des Luftfilters und dem Innenumfang der Luftdukte abgedeckt werden. Die viereckigen Module haben beispielsweise eine Seitenlänge von etwa 95 Millimetern. Auch bei einem runden Querschnitt eines Luftduktes kann der größtmögliche Nutzen erzielt werden, indem die größtmögliche Filterfläche zur Anwendung kommt.
• Ein wichtiger Vorteil besteht darin, daß die Vertreiber der Luftfilter keine Vorräte großer Stückzahlen von Filtern unterschiedlicher Abmessungen auf Lager zu halten brauchen.
• Es ist wesentlich, daß die Module ohne zusätzliche Mittel luftdicht zusammengefügt werden können, d.h. ausschließlich durch Mittel, welche feste Bestandteile der Module sind.
• Da die Seitenbegrenzungen der Systeme von Rippen oder Reliefs krenelierte Gestalt haben, wird die in die Schwalbenschwanzverbindungen strömende Luft zwei Mal einer Strömungsrichtungsänderung von 90º ausgesetzt. Dadurch wird ein derartig erhöhter Widerstand erzeugt, daß die Luft dem Weg des geringeren Widerstands durch das Filter folgt.
• Die Erfindung betrifft ferner ein Luftfilter mit einer Anzahl im wesentlichen luftdicht miteinander verbundener Rahmen, bei dem jedes der Module mit einem Filterelement versehen ist.
• Die Filterelemente sind als Filterbeutel ausgebildet, die von innen und von außen gehalten sein können; es ist jedoch einfacher und ökonomischer, wenn die Beutel selbsttragend sind, d.h. in der Lage sind, sich ohne irgendeine Hilfe gradlinig von dem Modul zu erstrecken. Diese selbsttragende Ausgestaltung kann unterstützt werden, wenn der Filterbeutel einfach zwei diagonal entgegengesetzt zueinander verlaufende Längsschweißnähte aufweist.
• Im folgenden wird die Erfindung im Zusammenhang mit den Zeichnungen, die ein Ausführungsbeispiel zeigen, näher erläutert.
• Fig. 1 zeigt eine perspektivische Seitenansicht eines Luftfilters nach der Erfindung.
• Fig. 2 zeigt eine perspektivische Seitenansicht eines Moduls des in Fig. 1 gezeigten Filters, wobei ein Teil des Filterbeutels weggeschnitten ist.
• Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt durch zwei Module, die aneinander befestigt sind.
• Das in Fig. 1 gezeigte Luftfilter weist eine Anzahl von Modulen 1 und von Filterbeuteln 2 auf, wobei die Anzahl der Filterbeutel der Anzahl der Module entspricht.
• Jedes der Module 1 ist durch Spritzguß von Kunststoffmaterialien gefertigt und hat die Form eines viereckigen Rahmens mit einer vorstehenden Kante 3, an der ein Filterbeutel 3 durch Schweißen befestigt ist. Das Material der Filterbeutel besteht aus schweißbaren Kunststoffasern.
• Die vorstehende Kante 3 ist mit Rippen 3a versehen, die während der Schweißoperation schmelzen und durch das Filtermaterial dringen.
• Die Seitenflächen der Module weisen ein System von Rippen 5 und ein System von Reliefs 6 auf. Das Reliefsystem 6 der Seitenfläche 1c, die der Seitenfläche 1a direkt gegenüberliegt, entspricht dem Reliefsystem der Seitenfläche 1b. Das Rippensystem der Seitenfläche 1d, die der Seitenfläche 1b direkt gegenüberliegt, entspricht dem Rippensystem 5 der Seitenfläche 1a.
• Die Seitenbegrenzungen des Reliefsystems 6 der Seitenflächen 1b und 1c sowie die Seitenbegrenzungen der Rippen des Rippensystems 5 der Seitenflächen 1a und 1d weisen an dem Außenumfang abgeschrägte Grenzflächen 7 bzw. 8 auf. Das Reliefsystem 6 der Fläche 1b oder 1c kann in das Rippensystem 5 einer Fläche 1a oder 1d eines anderen Moduls gedrückt werden, wobei die abgeschrägten Grenzflächen nach Art einer Schwalbenschwanzvorrichtung zusammengreifen. Falls die Systeme 5,6 präzise hergestellt worden sind, kann man diese Weise eine feste, praktisch luftdichte Verbindung zwischen den Modulen erhalten. Die Verbindung kann sehr schnell hergestellt werden. Wie der Name andeutet, weisen die Module Standardabmessungen auf. Die Länge der Seite des Rechtecks beträgt z.B. 9,5 Zentimeter, und die Gesamthöhe beträgt 4,5 Zentimeter.
• Die geneigten Grenzflächen der Systeme 5 und 6 weisen ein kreneliertes Muster auf. Der resultierende Rahmen kann in einem existierenden oder einem speziell installierten Montage-Formkörper in dem Luftdukt befestigt werden.
• Mit den Modulen können Luftfilter mit einer großen Vielzahl von Abmessungen und Formen gebildet werden, jedoch müssen die Außenabmessungen stets ein ganzzahliges Vielfaches der Längenabmessung der Module betragen. Ein U-förmiger Hauptrahmen 14 kann um den kompletten Filter angebracht sein; Querkanten 15 des Rahmens 14 passen in Nuten 16 in den Modulen.
• Die Filterbeutel bestehen aus zwei Streifen von Filtermaterial, die entlang zweier Längsschweißnähte 9 und einer einzigen Querschweißnaht 10 miteinander verbunden sind. Die Längsschweißnähte 9 tragen mit dazu bei, zu gewährleisten, daß der Beutel über seine gesamte Benutzungslebensdauer selbsttragend ist, d.h. daß keine zusätzlichen Mittel erforderlich sind, die den Beutel rechtwinklig zu dem Rahmen abstehen lassen. Der Anfangswiderstand der Filterbeutel ist relativ niedrig, und ihre Lebensdauer ist lang.
• Ein wichtiger Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Hersteller der Luftfilter für jegliche Abmessungen und Formen des Duktes, in dem der Luftfilter installiert werden soll, lediglich Module mit Standardabmessungen vorrätig zu halten brauchen.
• Zudem können die Benutzer die Anzahl der Module dem gewünschten zu filternden Luftstrom anpassen, wobei die gewünschte Filtereffizienz berücksichtigt werden kann, da die Module derart hergestellt sind, daß sie unabhängig von der Durchstromrate der Luft durch den Filter unterschiedliche Grade an Effizienz bieten können. Falls die Duktöffnung größer als gewünscht ist, kann ein Teil der Öffnung mit Pseudo-Körpern abgedeckt werden, die die gleichen Abmessungen wie die Module haben, jedoch statt des Filterbeutels eine undurchlässige Kunststoffwand aufweisen.
• Mit Hilfe der Module kann ein Filter mit den gewünschten Abmessungen schnell zusammengebaut werden. Ein bevorzugtes Material für die Module ist Polypropylen; es können jedoch auch andere Kunststoffmaterialien verwendet werden.
• Der Einlaßrand 11 der Module ist stromlinienförmig ausgebildet, um den Widerstand niedrig zu halten. Die geneigten Grenzflächen der Systeme 5 und 6 weisen ein kreneliertes Muster auf. Durch das krenelierte Muster der Schwalbenschwanzverbindungen entsteht eine Art Labyrinthdichtung, die einen derart großen Widerstand verursacht, daß die Luft dem durch das Filter verlaufenden Weg des geringeren Widerstandes folgt.
• Die Seitenflächen 1b und 1d sind mit einem elastischen Verriegelungsteil 12 versehen, das einen verdickten Bereich 12a aufweist, welcher in der Verriegelungsposition mit den Rippen 13 des Rippensystems 5 zusammengreift. Durch diesen Aufbau können sich zwei verbundene Module nicht in bezug zueinander bewegen.

Claims (2)

1. Modul für ein Luftfilter, dadurch gekennzeichnet, daß das Modul viereckig ist und aus Kunststoffmaterialien besteht, daß die Seitenwände (1a,1b, 1c,1d) mit einem System von Rippen oder Reliefs (5,6) versehen sind, die nach einem krenelierten Muster angeordnet sind, daß das System von Rippen oder Reliefs (5) zweier Seitenflächen (1a,1d) komplementär zu dem System von Rippen oder Reliefs (6) von zwei anderen Seitenflächen (1b,1c) ist, daß die Seitenbegrenzungen der Rippen oder Reliefs (5,6) in bezug zu der Ebene der Seitenflächen geneigt sind, und daß zwei der Seitenflächen (1b,1c) mit einem elastischen Verriegelungsteil (12) versehen sind und die anderen beiden Seitenflächen (1a,1d) mit einer Rippe oder Kante (13) versehen sind, an oder hinter der ein Verriegelungsteil (12) eines gleichartigen Moduls einschnappen kann.

2. Luftfilter mit einer Anzahl im wesentlichen luftdicht miteinander verbundener Rahmen (1), wobei jeder der Rahmen mit einem Filterelement (2) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Rahmen (1) Module nach Anspruch 1 sind.