DE4124762A1

DE4124762A1 - Luftfilter fuer pkw-innenraumbelueftung, bus, lkw und baumaschinen, bestehend aus einem plissiertem partikelfilter mit reinluftseitig in den falten des partikelfilters eingebettetem gassorptionsfilter, wobei die fuellkoerper fuer das gassorptionsmaterial als abstandshalter fuer das plissierte partikelfilter eingesetzt werden koennen

Info

Publication number: DE4124762A1
Application number: DE19914124762
Authority: DE
Inventors: Hermann Hoening
Original assignee: Delbag Luftfilter GmbH
Current assignee: Delbag Luftfilter GmbH
Priority date: 1991-07-23
Filing date: 1991-07-23
Publication date: 1993-01-28

Description

Die Erfindung betrifft ein Luftfilter zur Gasreinigung mit dem Partikel- und Schadgase abgeschieden werden können.

Luftfilter für die Innenraumbelüftung von PKW′s, Bussen, LKW′s und Baumaschinen sind bekannt.

Der überwiegende Teil dieser bekannten Luftfilter ist lediglich zur Filtrierung von Feststoffpartikeln ge eignet. Aktivkohlebeschichtete Filtermaterialien sind für die Gassorption nicht ausreichend geeignet. Neueste Messungen haben ergeben, daß die Schadstoffbelastung für die Insassen vor genannter Fahrzeugkabinen um den Faktor 10 bis 15 höher liegen als in der Außenluft. Giftige gasförmige Schadstoffe wie CO, NO, NO_x, SO₂ oder die policyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffe, werden von den meisten, bekannten Luftfiltern nicht abge schieden. Es ist bekannt, daß diese Schadgase eine kanzerogene Wirkung haben. Von den bisher genannten Schadstoffen lassen sich Feststoffpartikel aus der Zu luft der Frischluftgebläse am einfachsten entfernen.

Mit spezialfiltermedien können ca. 80% der 0,5µm großen Partikel aus der Zuluft entfernt werden.

Theoretisch sind natürlich noch bessere Abscheide ergebnisse mit Partikelfiltern erreichbar.

Die Ventilatorleistungen sind aber hierfür nicht ausgelegt. Aus heutiger Sicht hat sich das sogenannte Elektret - Filtermaterial für die genannten Einsatzzwecke gut bewährt. Bei diesem Material wird die Abscheideleistung durch die elektrisch unterschied liche Ladung auf den Fasern deutlich verbessert. Die Druckdifferenzen halten sich in Grenzen. Die Ventilator leistungen reichen aus, um z. B. das Beschlagen der Scheiben zu verhindern. Diese Elektretfilter sind aber nur dazu in der Lage, Partikel aus der Zuluft zu ent fernen.

Gasförmige Schadstoffe können mit diesen Filtern nicht abgeschieden werden.

Auch Schadgasfilter sind am Markt bekannt. In der Regel sind dies Aktivkohlepackungen, ähnlich den in der Klima technik bekannten Schüttgutfiltern, oder Aktivkohle beschichtete Schaumstoffe. Beide Versionen haben hohe Druckdifferenzen, reduzieren die Ventilatorleistung derart, daß unter Umständen nicht mehr genügend Frisch luft in die Fahrzeugkabine transportiert werden kann.

Ein weiterer Nachteil ist der, daß diese Filter einen großen, zusätzlichen Platzbedarf benötigen, der in der Regel bei den heutigen, mit Elektronik vollgestopften Fahrzeugen, nicht vorhanden ist.

Eine perfekte Lösung mit 100% Abscheidegrad für Partikel und 100% Abscheidegrad für Schadgase, wird es für diesen Anwendungsfall nicht geben können.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die bekannten Luftfilter, in Hinblick auf eine erforder liche Gasabscheidung unter Berücksichtigung der maximal zulässigen Druckdifferenzen ohne zusätzlich erforder lichen Platzbedarf zu verbessern.

Diese neu entwickelten Luftfilter, können gegen teilweise schon vorhandene Luftfiltersysteme ausge tauscht werden. Zum Einbau dieser neu entwicklten Luftfilter sind weder Adapterteile noch sonstige Hilfsmittel erforderlich.

Die erste Filterstufe ist nahezu identisch mit den am Markt bekannten Luftfiltern.

Diese Filterstufe besteht in der Regel aus plissiertem Filtermaterial mit unterschiedlichen Faltenhöhen, ein gegossen in ein Kunststoffrahmensystem.

Es ist deutlich erkennbar, daß diese Filter aufgrund ihrer optimierten Filterfläche, große Abstände von Falte zu Falte haben. In diese reinluftseitigen Falten abstände können erfindungsgemäß gasabscheidende Filter eingebaut werden.

Die Filtermaße müssen nicht verändert werden.

Die reinluftseitige Integration eines Schadgasfilters kann durch verschiedene Möglichkeiten geschehen.

Die einfachste Art wäre das reinluftseitige Auffüllen der Hohlräume zwischen den Falten des Luftfilters mit gassorptionsfähigen Materialien, wie z. B. Aktivkohle.

Das Filtermaß wird nicht verändert.

Nach der Befüllung dieser Hohlräume wird eine Gase über den Falten am Filterrahmen befestigt. Die gas sorptionsfähigen Materialien werden zwischen den Falten fixiert. Wegen des Druckdifferenzproblems muß darauf geachtet werden, daß diese Materialien gekörnt sind, d. h. die zu reinigende Luft muß durch freie Poren der sorptionsfähigen Materialien hindurchströmen können.

Bei dieser Luftfilterart muß die Faltenfixierung - Abstandshaltung zwischen den Falten vom Filterrahmen erfolgen.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, bekannte mit gassorptionsmitteln beschichtet Schaumstoffe in Form zu schneiden. Das verzahnte Schnittbild entspricht dem Faltenabstand des Luftfilters.

Das vorplissierte Luftfiltermedium kann auf den in Form geschnittenen Schaumstoff aufgesetzt werden.

Die Faltenabstände des Filtermediums werden durch den in Form geschnittenen Schaumstoff bestimmt.

Das Filtermaß wird nicht verändert.

Die zu reinigende Luft kann durch den offenen Filter schaum hindurchströmen. Gasförmige Schadstoffe werden adsorbiert.

Wie schon in der Beschreibung erwähnt, darf die Venti latorleistung durch hohe Druckdifferenzen des Filters nicht zu stark beeinträchtigt werden.

Dies kann bei den vorgenannten Ausführungen nicht ausgeschlossen werden. Sie ist abhängig von der Korngröße des Adsorptionsmittels, von der Form des Adsorptionsmittels, von der Offenporigkeit des Filter schaums und von der Packungsdichte des Adsorptionsmittels.

Die Erfindungsgemäße Aufgabe besteht darin, einen geeigneten Träger für das Gassorptionsmaterial zu finden, bei dem ein Teil des Luftstroms durch die Gassorptionsschicht strömt und ein anderer Teil durch das Gitter des Trägermaterials strömen kann. Der Zu luftstrom wird vorher von einem Partikelfilter gereinigt.

Es ist bekannt, daß bei Einsatz von Gassorptionsfilter schichten, die Verweilzeit der Schadgase in dieser Filterschicht entscheidend ist, für deren Abscheide leistung.

Aus diesen Gründen sollten die Gassorptionsfilter mit einem speziellen Volumenstrom betrieben werden.

Eine spezielle Ventilatorstufe wird empfohlen.

Bei dem erfindungsgemäßen Luftfilter wird ein Teil der Zuluft, bei hohen Ventilatorstufen/Volumenströmen, durch die Gitter des Trägermaterials gesaugt.

Bei hohen Ventilatorstufen kann die Zuluft geradlinig an den mit Gassorptionsmittel gefüllten Gitterhütchen vorbei, durch das offenporige Gitter des Träger materials in das Zuluftsystem des Fahrzeuginnenraums gelangen.

Eine Gassorption ist bei diesen Luftgeschwindigkeiten nahezu ausgeschlossen. Dies gilt auch für alle anderen bekannten Systeme.

Nicht so bei einer niedrigen Ventilatorstufe mit niedrigem Volumenstrom und Luftgeschwindigkeiten.

Hier kommt es beim Austritt der Luft aus dem Partikel filter zu erheblichen Luftturbulenzen. Diese werden von den mit Gassorptionsmittel gefüllten Gitterhütchen zwischen den Falten des Partikelfilters erzeugt.

Luftturbulenzen führen reinluftseitig zwischen den Falten des Partikelfilters zur Luftverwirbelung. Die Verweilzeit der Luft in dieser Zone wird um ein Viel faches verlängert.

Die Abscheideleistung für Schadgase nimmt bei konstant niedrigen Druckdifferenzen zu.

Dies ist ein Vorteil gegenüber bekannten Gassorp tionsfiltern. Ein weiterer Vorteil ist die große Füllmenge des Gassorptionsmittels in den Gitter hütchen. Diese Vorteile haben einen entscheidenden Einfluß auf den Gasabscheidegrad und die Standzeit.

Durch entsprechende Anordnung der mit Gassorptionsmittel gefüllten Füllkörper-Gitterhütchen sind auch reine Gassorptionsfilter herstellbar.

Zu diesem Zweck können die Füllkörper-Gitterhütchen platten mehrfach übereinander zu Paketen gestapelt werden, oder als Patrone aufgerollt werden.

Die Luftführung muß zweckmäßigerweise geändert werden.

Es entstehen sogenannte Gassorptionsfilterkartuschen, die gerade für den anfangs, genannten Einsatzbereich geeignet wären.

Die Gassorptionsfilterkartuschen sind aber auch für den Wohnraumbereich und den Klimaanlagensektor geeignet.

Ebenso für den Bürobereich, z. B. der Einbau in Kopier geräten.

Wegen der hohen Elastizität der Füllkörper-Gitterhütchen wäre auch ein Einsatz in Schutzanzügen oder Atemschutz masken denkbar.

Fig. 1 zeigt das erfindungsgemäße Luftfilter, bei dem reinluftseitig zwischen den Falten des plissierten Partikelfilters 1, mit einem Gassorptionsmittel gefüllte Füllkörper - Gitterhütchen 2 montiert sind.

Das Gassorptionsmittel wird durch eine Deckschicht 3 in den Gitterhütchen gehalten.

Fig. 2 zeigt das erfindungsgemäße Luftfilter in Seiten ansicht. Die Füllkörper-Gitterhütchen 2 stehen in Reihe.

Fig. 3 zeigt das erfindungsgemäße Luftfilter als reines Gassorptionsfilter ohne Partikelfilter 1.

Die von Schadgasen zu reinigende Luft strömt durch die Deckschicht 3, zwischen den Abständen der Füllkörper - Gitterhütchen 2 hindurch. Durch den Kontakt der mit Schadgasen beladenen Luft und dem Gassorptionsmittel kommt es zur Adsorption von Schadgasen.

Fig. 4 zeigt das erfindungsgemäße Luftfilter als reines Gassorptionsfilter. Die in Fig. 1 gezeigten, mit Gas sorptionsmittel gefüllten Füllkörper-Gitterhütchen 2 können beliebig aneinander gereiht werden. Die Luft führung wird geändert, sie wird zwischen die Füll körper-Gitterhütchen 2 gelenkt. Durch den Kontakt der Luft mit dem Gassorptionsmittel kommt es zur Gas abscheidung. Es können auch patronenähnliche Pakete hergestellt werden.

Inhalt:
1. Plissiertes Filter.
2. Mit einem Gassorptionsmittel gefüllte Füllkörper - Gitterhütchen.
3. Offenporige Deckschicht.

Claims

1. Luftfilter für PKW Innenraumfilter, Bus, LKW und Baumaschinen, bestehend aus plissiertem Partikel filter (1) mit reinluftseitig in den Falten des Partikelfilters eingebettetem Gassorptionsfilter dadurch gekennzeichnet, daß die Füllkörper-Gitterhütchen (2) als Hohlkörper zur Aufnahme für Gassorptionsmittel dienen können, die reinluftseitig durch eine offenporige Deckschicht (3) hermetisch eingeschlossen worden sind und gleich zeitig zwischen den Falten des Luftfilters als Ab standshalter für plissierte Partikelfilter (1) ein gesetzt werden können.

2. Luftfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllkörper-Gitterhütchen (2) aus einem perforierten, tiefgezogenem, formstabilen Material bestehen, wobei die Verbindungsflächen ebenfalls perforiert und luftdurchlässig sind.

3. Luftfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß verschiedene Gassorptionsmitteln unterschiedlichen Schichtdicken, für unterschiedliche Schadgase in die Füllkörper-Gitterhütchen (2) eingefüllt werden können.

4. Luftfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die erfindungsgemäße Anordnung der Füll körper-Gitterhütchen (2) zwischen den Falten des Partikelfilters (1) ein Luftspalt entsteht, in dem Luftturbulenzen erzeugt werden, die die Verweilzeit der Schadgase in dieser Zone verlängern und zur effektiven Gasabscheidung führen.

5. Luftfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die besondere Form der Füllkörper-Gitterhütchen (2), große Mengen an Gassorptionsmitteln eingefüllt werden können, was zu langen Filterstandzeiten führt.

6. Luftfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllkörper-Gitterhütchen (2) als reine Gas sorptionsfilter zusammengesetzt werden können, in Platten oder Patronen als Gassorptionskartuschen separat einbaubar hinter dem Partikelfilter (1).