DE69814468T2 - Filter für chemische sauerstofferzeuger - Google Patents

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Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung:
  • Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf chemische Sauerstoffgeneratoren, und genauer auf ein verbesserten Filter zum Entfernen von Chlor und Kohlenmonoxid in Sauerstoff, der mittels chemischer Sauerstoffgeneratoren erzeugt worden ist.
  • Beschreibung des Standes der Technik:
  • Chemische Sauerstoffgeneratoren werden typischerweise in Situationen verwendet, die Notfall-Zusatzsauerstoff erfordern, wie z. B. in der Luftfahrt während einer Dekompression, bei Bergwerk-Rettungsoperationen, in U-Booten und in anderen ähnlichen Situationen. Chemische sauerstofferzeugende Zusammensetzungen, die auf der Zersetzung von Alkalimetallchloraten oder -perchloraten beruhen, wurden lange als eine Notfallquelle von atembaren Sauerstoff z. B. in einem Passagierflugzeug verwendet. Sauerstoff für solche Zwecke muß eine geeignete hohe Reinheit aufweisen. Zum Beispiel sind häufig die Anforderungen der SAE-Luft- und Raumfahrtnorm AS8010C auf Sauerstoff anwendbar, der für die Atmung in Luftfahrtanwendungen verwendet wird.
  • Eine typische chemische sauerstofferzeugende Kerze kann mehrere Schichten mit verschiedenen Zusammensetzungen aufweisen, um verschiedene Reaktionsraten und Durchflußmengen zu erhalten, die in verschiedenen Phasen während der Betriebsperiode gewünscht sind. Die Kerze weist typischerweise eine im wesentlichen zylindrische Form mit einer Abschrägung auf, wobei eine Aussparung an einem Ende zum Halten einer Zündpille vorgesehen ist. Die Zündpille wird durch Zünden einer Zündladung gezündet, wobei die Wärme von der Zündpille anschließend die Reaktion des Kerzenkörpers, der Sauerstoff erzeugt, zündet.
  • Chemische Sauerstoffgeneratoren verwenden gewöhnlich Natriumchlorat, Kaliumperchlorat und Lithiumperchlorat als Sauerstoffquellen. Bei der Zersetzung setzen das Chlorat oder das Perchlorat Sauerstoff frei. In einem typischen chemischen Sauerstoffgenerator ist eine Natriumchlorat-Kerze in einem Behälter aus rostfreiem Stahl eingeschlossen, wobei der Sauerstoff durch Zersetzen des Natriumchlorats bei Anwesenheit eines gewöhnlich verwendeten Treibstoffes wie z. B. Eisenpulver erzeugt wird, um zusätzliche Wärme bereitzustellen, um die Zersetzung aufrecht zu erhalten. Zusammen mit dem Sauerstoff werden typischerweise bis zu mehreren 100 ppm an Chlorgas über Nebenreaktionen und bestimmte organische Verunreinigungen erzeugt.
  • Das Eisenpulver enthält typischerweise 0,02% bis 1% Kohlenstoff, der ebenfalls den freigesetzten Sauerstoff mit bis zu 1000 ppm an Kohlenmonoxid verunreinigen kann. Über 710°C begünstigen kerbeldynamische Randbedingungen ferner die Kohlenmonoxidbildung gegenüber der Bildung von CO2. Da Eisen ein sehr energiereicher Treibstoff ist, und da die Belastung in bestimmten Abschnitten der Kerze relativ hoch sein kann, können leicht Temperaturen von mehr als 710°C erreicht werden. Selbst nachdem die Sauerstoffentwicklung in diesen Abschnitten der Kerze beendet worden ist, steigen die Temperaturen typischerweise weiterhin an, da die erzeugte oxidierende Umgebung das Ausmaß der Oxidation von Eisen erhöhen kann. Daher sind hohe Pegel an Kohlenmonoxid in dem Sauerstoff üblich, der von den Anfangsstufen einer Kerze erzeugt wird, die mittels kohlenstoffhaltigen Metallpulvern wie z. B. Eisen gefüllt sind, so daß sowohl Chlorgas als auch Kohlenmonoxid entfernt werden müssen, um ein sicheres atembares Gas bereitzustellen. Der Schlagzünder, der gewöhnlich als Betätigungsmittel verwendet wird, enthält organische Verbindungen, die eine Quelle von Kohlenmonoxid sein können. Elektrische Anzündinitiatoren können ebenfalls Kohlenmonoxid erzeugen. Somit kann etwas Kohlenmonoxid eine Verunreinigung des freigesetzten Sauerstoffes sein, selbst wenn Maßnahmen ergriffen werden, um den Kohlenstoffgehalt in den anderen verwendeten Materialien zu reduzieren oder zu eliminieren. Derzeit ist typischerweise nicht mehr als 0,2 ppm Chlor und 15 bis 50 ppm Kohlenmonoxid in dem für die Luftfahrt bereitgestellten Sauerstoff zugelassen.
  • Um Eisenpulver als Treibstoff in einem Sauerstoffgenerator zu verwenden, wird ökonomisch bevorzugt, einen Filter zu verwenden, um das erzeugte Kohlenmonoxid in weniger giftiges Kohlendioxid umzusetzen. Körniger Natronkalk, der gewöhnlich ein Gemisch aus Kalciumoxid mit Natriumhydroxid oder Kaliumhydroxid ist, wurde für die Entfernung von Kohlendioxid, Wasserdampf und Chlorgas aus den mittels chemischen Sauerstoffgeneratoren erzeugten Sauerstoff verwendet, jedoch entfernt Natronkalk nicht das Kohlenmonoxid. Bei der Reaktion mit der Restfeuchtigkeit im Sauerstoff hat der Natronkalk außerdem die Tendenz, ein weiches, klebriges, schlammartiges Material zu bilden, das ein Versagen des Sauerstoffgenerators verursachen kann.
  • Herkömmlicherweise wurde Aktivkohle verwendet, um Chlorgas zu entfernen. Da jedoch Kohlenstoff bei etwa 300°C in Sauerstoff verbrennt, ist es nicht angemessen, Aktivkohle in einer Hochtemperaturumgebung mit reinem Sauerstoff zu verwenden.
  • Eine große Mehrheit der herkömmlichen chemischen Sauerstoffgeneratoren weist entweder gegossene Filter oder Kornbettfilter mit Hopcalite, das ein Gemisch aus Mangandioxid und Kupferoxid ist, als deren aktive Komponenten auf. Ein gegossener Filter wird gewöhnlich hergestellt durch Mischen von Hopcalite und Keramikfasern oder Glasfasern in Wasser oder optional in einer alkalischen Lösung. Der Schlamm wird anschließend in eine Filterform gegossen, wobei die überschüssige Lösung abgeleitet wird, optional unter Verwendung einer Saugkraft, um die Entfernung dieser überschüssigen Lösung zu erleichtern. Der Filter wird anschließend aus der Form entnommen und getrocknet. Da dieser Filter nur Hopcalite und Keramikfasern veewendet, ist er bei der Kohlenmonoxidentfernung wirksam, jedoch für die Chlorgasentfernung weniger effektiv. Die Verwendung der optionalen alkalischen Lösung kann die Chlorentfernung verbessern. Gegossene Filter werden üblicherweise einzeln gegossen, was den Prozeß langsam und teuer macht. Gegossene Filter sind ferner anfällig für eine mechanische Beschädigung, die zu einem Filterversagen führen kann, und können das Gewicht eines mit Eisen betriebenen Sauerstofferzeugungssystems um bis zu 50 Gramm erhöhen, was beträchtliche Nachteile haben kann, wenn das Sauerstofferzeugungssystem an Bord eines Flugzeuges verwendet werden soll.
  • Körnige Hopcalite-Bettfilter werden ebenfalls in einigen chemischen Sauerstoffgeneratoren verwendet, um Kohlenmonoxid zu entfernen, und sind im allgemeinen in ein Filterbett am Auslassende innerhalb der Generatoren gepackt. Die Körner weisen typischerweise eine Partikelgröße zwischen 1,7 und 0,85 mm (10 und 20 mesh) auf. Solche körnigen Hopcalite-Bettfilter sind jedoch nicht sehr effizient, wobei mehr als 40 Gramm Hopcalite für jeden Generator verwendet werden müssen. Körnige Hopcalite-Bettfilter weisen gewöhnlich eine gewissen Aktivität bei der Entfernung von Chlorgas auf, jedoch ist das Leistungsvermögen dieses Typs von Filter für Chlorgas sehr gering; wenn der Pegel an Chlorgas, das von chemischen Sauerstoffgeneratoren erzeugt wird, etwa gleich 100 ppm ist, bricht das Chlorgas typischerweise in weniger als 5 Minuten durch den Filter. Dies ist für Luftfahrtanwendungen nicht akzeptabel, in denen chemische Sauerstoffgeneratoren für wenigstens 10 Minuten Sauerstoff liefern müssen. Körnige Hopcalite-Bettfilter sind ferner anfällig für eine Beschädigung durch Schwingungen, was ein Problem sein kann, da chemische Sauerstoffgeneratoren in Flugzeug häufig Schwingungen ausgesetzt sind. Während der Schwingungen reiben die Körner aneinander, so daß die Partikelgrößen der Körner allmählich reduziert werden und das Filterbett dichter gepackt wird, sich am Boden des Filterbettes absetzt und Kanäle erzeugt werden, die zu einem Versagen des Filters führen können. Um die Effekte der Reibung, des Absetzens und der Kanalbildung zu vermeiden, ist das Filterbett gewöhnlich in Form mehrerer Schichten von Hopcalite-Körnern mit Keramikfaser- oder Glasfaserkissen zwischen den Hopcalite-Schichten geladen. Es ist jedoch schwierig, die Schichten des Hopcalites gleichmäßig innerhalb der Filtertächer zu packen, wobei der Montageprozeß typischerweise langsam und mühsam ist. Die Filterkissen zwischen den Hopcalite-Schichten erhöhen ferner das Gesamt gewicht des Filters.
  • Körniges Hopcalite, das mit Natriumhydroxid beschichtet ist, und insbesondere die Fraktion des körnigen Materials mit Partikelgrößen zwischen 1,7 und 0,85 mm (10 und 20 mesh), wurden verwendet, um Filter für die Chlorentfernung herzustellen. US-A-4.687.640 beschreibt ein solches Filtermaterial. Solche Filter sind jedoch schwer und schwierig zusammenzufügen, wobei drei Schichten des Hopcalites mit Faserkissen zwischen den Schichten verwendet werden, und wobei das Hopcalite allein mehr als 40 Gramm wiegt. Ferner ist Natriumhydroxid hygroskopisch und absorbiert schnell Feuchtigkeit, so daß das Filtermaterial während der Herstellung des Filters von der Umgebungsluft isoliert werden muß, was die Herstellung schwieriger und teuerer macht. Außerdem kann Natriumhydroxid ein Art von Glasur oder Beschichtung bilden, die die Oberfläche reduzieren kann und die Fähigkeit des Filters zum Entfernen von Kohlenmonoxid und Chlorgas deutlich beeinträchtigen kann.
  • Ein weiteres Beispiel ist US-A-5.238.897, das ein Kohlenmonoxidgas-Filtermaterial beschreibt, das aus einem oberflächenmodifizierten Hopcalite-Katalysator gemischt mit Lithium gebildet wird.
  • Es ist daher wünschenswert, ein Filtermaterial zu schaffen, das bei der Entfernung von Chlor und Kohlenmonoxid effektiver ist und die Verwendung von weniger Material bei der Herstellung der Filter erlaubt, so daß die Filter leichter und einfacher herzustellen sind als herkömmliche Filter. Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erfüllen diese Anforderungen.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Kurz und allgemein ausgedrückt schaffen die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ein verbessertes Filtermaterial, das bei der Entfernung von Chlor und Kohlenmonoxid effektiver ist, und das somit die Herstellung viel leichterer Filter erlaubt, die ferner einfacher herzustellen sind.
  • In einem Aspekt schafft die Erfindung ein Filtermaterial zum Entfernen von Chlorgas und Kohlenmonoxid aus einer Quelle zum Erzeugen von atemba rem Gas, wobei das Filtermaterial Hopcalite-Partikel umfaßt, die mit Lithiumhydroxid beschichtet sind, wobei die mit Lithiumhydroxid beschichteten Hopcalite-Partikel eine Partikelgröße von weniger als etwa 0,85 mm (20 mesh), so daß sie klein genug sind, um das Filtermaterial mit Druck zu belasten, und größer als etwa 0,15 mm (100 mesh) aufweisen, so daß sie nicht so klein sind, daß das Filtermaterial im Gebrauch zusammenbäckt und reißt.
  • In einem zweiten Aspekt schafft die Erfindung eine Filteranordnung zum Entfernen von Chlorgas und Kohlenmonoxid aus Gas, das von einem chemischen Sauerstoffgenerator erzeugt wird, um atembares gefiltertes Gas zu erzeugen, wobei die Filteranordnung umfaßt: ein Filtergehäuse mit einem Einlaß zum Aufnehmen des Rohgases und einem Auslaß für das atembare gefilterte Gas; sowie ein körniges Filtermaterial aus Hopcalite-Partikeln, die mit Lithiumhydroxid beschichtet sind, wobei die mit Lithiumhydroxid beschichteten Hopcalite-Partikel eine Partikelgröße von weniger als etwa 0,85 mm (20 mesh), so daß sie klein genug sind, um das Filtermaterial mit Druck zu belasten, und größer als etwa 0,15 mm (100 mesh) aufweisen, so daß sie nicht so klein sind, daß das Filtermaterial im Gebrauch zusammenbäckt und reißt.
  • In einem dritten Aspekt schafft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Filtermaterials zur Herstellung eines Filtermaterials zum Entfernen von Chlorgas und Kohlenmonoxid aus einer Gasquelle, um atembares Gas zu erzeugen, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt: Beschichten von Körnern aus Hopcalite mit Lithiumhydroxid; Zerkleinern des getrockneten, mit Lithiumhydroxid beschichteten Hopcalites, um Partikel aus getrocknetem, mit Lithiumhydroxid beschichteten Hopcalite zu bilden, und Trennen und Sammeln einer Fraktion von mit Lithiumhydroxid beschichteten Hopcalite-Partikeln, wobei die Fraktion der Partikel eine Partikelgröße von weniger als etwa 0,85 mm (20 mesh), so daß sie klein genug sind, um das Filtermaterial mit Druck zu belasten, und größer als etwa 0,15 mm (100 mesh) aufweist, so daß sie nicht so klein sind, daß das Filtermaterial im Gebrauch zusammenbäckt und reißt.
  • Das mit Lithiumhydroxid beschichtete Hopcalite-Filtermaterial ist vorteilhaft, da die Partikelgröße relativ klein ist, das aus dem Filtermaterial gebildete Filterbett elastisch ist und mit Druck belastet werden kann, um zu verhindern, daß die Partikel sich aufgrund von Schwingungen bewegen, so daß das Filtermaterial den Problemen des Abriebs und der Kanalbildung entgegenwirkt, die gewöhnlich bei körnigen Hopcalite-Bettfiltern des Standes der Technik vorhanden sind.
  • Die Partikelgröße des Filtermaterials ist nicht so klein, daß es so leicht wie herkömmliche körnige Hopcalite-Bettfilter zusammenbacken und reißen würde. Da nur eine Schicht des beschichteten Hopcalites erforderlich ist und die Querschnittsfläche des Filterbettes relativ klein ist, ist der Filter einfach zu montieren, wobei das Hopcalite-Pulver leicht gleichmäßig im Filtermaterialhalter gepackt werden kann.
  • Das Filtermaterial ist hocheffizient, was ermöglicht, daß der Filter leichter wird. Typischerweise sind nur 10 bis 15 Gramm des Filtermaterials erforderlich. Die Ausführungsformen der Erfindung weisen somit große Vorteile für Flugzeug-Sauerstofferzeugungssysteme auf. Der Filter ist somit um mehr als 30 Gramm leichter als herkömmliche Filter, wobei das Gehäuse, das für die Filterbauchform erforderlich ist, ebenfalls leichter sein kann als für herkömmliche Filter. Bei Bedarf kann die Gewichtseinsparung verwendet werden, um die Menge des sauerstofferzeugenden chemischen Kerns zu erhöhen, um das Sauerstofferzeugungsvermögen zu steigern, ohne das Gesamtgewicht des chemischen Sauerstofferzeugungssystems zu erhöhen.
  • Der Filter ist einfacher herzustellen, da das Filtermaterial einfach auf einer Volumengrundlage in einen Filterhalter gefüllt werden kann, sogar ohne abzuwiegen. Das Testen des Filtermaterials ist ebenfalls vereinfacht, da nur eine oder einige wenige Proben aus einem großen Los des mit Lithiumhydroxid beschichteten Hopcalites, das geschliffen und gesiebt worden ist, erforderlich sind, wobei ein Los von etwa nur 90 kg (200 Pfund) für etwa 7.000 Filter ausreichend ist.
  • Diese und andere Aspekte und Vorteile der Erfindung werden deutlich anhand der folgenden genauen Beschreibung und der beigefügten Zeichnungen, die beispielhaft die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung zeigen.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine Teilschnittansicht eines chemischen Sauerstoffgenerators, der einen Filter verwendet, der das Filtermaterial gemäß der Erfindung verwendet; und
  • 2 ist eine vergrößerte Ansicht eines Schnitts des chemischen Sauerstoffgenerators der 1.
  • GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Hohe Pegel an Kohlenmonoxid und etwas Chlorgas sind in dem Sauerstoff üblich, der anfangs während der chemischen Sauerstofferzeugung mittels einer Kerze erzeugt wird, die mit kohlenstoffhaltigen Metallpulvern wie z. B. Eisen befüllt ist. Es sind jedoch nicht mehr als 0,2 ppm Chlor und 15 bis 50 ppm Kohlenmonoxid in dem für die Luftfahrt bereitgestellten Sauerstoff zulässig. Somit müssen sowohl das Chlorgas als auch das Kohlenmonoxid aus dem von einem solchen System erzeugten Sauerstoff mittels Filtration entfernt werden, um ein sicheres atembares Gas bereitzustellen. Körniger Natronkalk, Aktivkohle, gegossene Filter und körnige Bettfilter mit Hopcalite haben sich für diesen Zweck nicht als völlig zufriedenstellend erwiesen.
  • Wie in den Zeichnungen gezeigt ist, umfaßt die Erfindung dementsprechend ein Filtermaterial zum Entfernen von Chlorgas und Kohlenmonoxid aus mittels einem chemischen Sauerstoffgenerator erzeugten Gas, um atembares Gas zu erzeugen. Das Filtermaterial ist vorzugsweise aus Hopcalite hergestellt, das mit Lithiumhydroxid beschichtet oder imprägniert ist und auf etwa 0,85 bis 0,15 mm (20 bis 100 mesh) gebrochen worden ist, und ist geeignet für die Entfernung von Chlor und Kohlenmonoxid in dem mittels chemischer Sauerstoffgeneratoren erzeugten Sauerstoff.
  • Hopcalite, ein Gemisch aus Mangandioxid und Kupferoxid, im Handel in Partikelgrößen von 1,7 bis 0,85 mm (10 bis 20 mesh) erhältlich, wird typi scherweise aus feinem pulvrigen Hopcalite mittels Granulierung, Tablettisierung oder Extrusion hergestellt und weist eine Oberfläche von 70 m2/g oder mehr auf. In einem derzeit bevorzugten Verfahren zur Herstellung des Filtermaterials der Erfindung wird das Hopcalite bei Raumtemperatur mit einer Lithiumhydroxid-Lösung in Wasser gemischt, die etwa 11 Gew.-% Lithiumhydroxid enthält. Etwa 100 ml der Lithiumhydroxid-Lösung wird für jeweils 200 Gramm Hopcalite verwendet, wobei dann, wenn das körnige Hopcalite mit der Lösung gemischt wird, das körnige Hopcalite vollständig mit der Lithiumhydroxid-Lösung benetzt wird. Das Mischen kann manuell oder mit einer Mischvorrichtung bewerkstelligt werden.
  • Das mit Lithiumhydroxid beschichtete Hopcalite wird anschließend in einem Ofen bei etwa 200°C für etwa zwei bis vier Stunden getrocknet; wobei das getrocknete, mit Lithiumhydroxid beschichtete Hopcalite anschließend gemahlen und gesiebt wird. Das Gemisch umfaßt typischerweise etwa 1–15% Lithiumhydroxid und etwa 85–99% Hopcalite. Die Fraktion des mit Lithiumhydroxid beschichtete Hopcalites zwischen 0,85 und 0,15 mm (20 und 100 mesh) wird gesammelt und für die Herstellung von Filtern verwendet. Es kann eine beliebige Partikelgröße etwa zwischen 0,85 und 0,15 mm (20 und 100 mesh) verwendet werden. Zum Beispiel können 0,55 bis 0,40 mm (30 bis 40 mesh), 0,40 bis 0,25 mm (40 bis 60 mesh), 0,40 bis 0,18 mm (40 bis 80 mesh), 0,55 bis 0,25 mm (30 bis 60 mesh) und 0,25 bis 0,15 mm (60 bis 100 mesh) alle zufriedenstellend sein. Eine Partikelgröße etwa zwischen 0,55 und 0,18 mm (30 bis 80 mesh) wird allgemein bevorzugt. Filterbetten mit gröberen Partikeln weisen einen geringeren Druckabfall auf, sind jedoch etwas weniger effizient aufgrund diffusionsbezogener Massenübertragungsbeschränkungen innerhalb der Partikel. Filterbetten mit Filtermaterial-Partikelgrößen kleiner als 0,15 mm (100 mesh) erzeugen im allgemeinen einen zu großen Druckabfall.
  • In einem weiteren Verfahren des Beaufschlagens des Hopcalites mit Lithiumhydroxid kann alternativ das körnige Hopcalite in einem perforierten rostfreien Stahlkorb plaziert werden, der anschließend typischerweise für etwa 2 Minuten in eine gesättigte Lithiumhydroxid-Lösung eingetaucht wird, so daß das körnige Hopcalite vollständig mit der Lithiumhydroxid-Lösung benetzt wird. Der Korb wird anschließend entnommen und die überschüssige Lösung aus dem Hopcalite abgeleitet. Das Material wird anschließend bei etwa 200°C getrocknet, woraufhin der obenerwähnte Prozeß folgt.
  • Während des Mahlens und Siebens absorbiert das mit Lithiumhydroxid beschichtete Hopcalite Feuchtigkeit aus der Luft, was dessen Aktivität beim Entfernen von Kohlenmonoxid reduziert, so daß das Material vorzugsweise auf etwa 200°C für etwa 2 Stunden erhitzt wird, bevor es in das Filtergehäuse geladen wird, um die Fähigkeit des Materials zum Entfernen von Kohlenmonoxid aufzufrischen, bevor es in ein Filtergehäuse geladen wird.
  • Wie in 1 gezeigt ist, schlägt der Schlagbolzen 12 dann, wenn der Stift 10 des chemischen Sauerstoffgenerators herausgezogen wird, gegen den Zündungsinitiator 14, wobei die Flamme vom Anzündungsinitiator ihrerseits die Zündpille 16 zündet. Die resultierende Hitze von der Zündpille leitet die Zersetzungsreaktion des chemischen Kerns 18 ein, wobei Sauerstoff erzeugt wird, der typischerweise einige 100 ppm an Kohlenmonoxid und Chlorgas enthält. Der Sauerstoff, das Kohlenmonoxid und das Chlorgas strömen durch die Löcher 22 an der Wanne 24 eines Kernbehälters 20 und durch den Filter 30 zu einem Auslaßventil 50. Das mit Lithiumhydroxid beschichtete Hopcalite 36, das aktive Filtermaterial, ist in einem Filtergehäuse enthalten, das vorzugsweise von einem rostfreien Stahlbecher 37 zwischen einem Drahtsieb 32, das einen Partikelfilter 34 trägt, und einem Partikelfilterkissen 38 zum Zurückhalten des Filtermaterials gebildet wird. Das Drahtsieb 40 trägt das Partikelfilterkissen, wobei das Drahtsieb mittels eines Halterings 42 am Filtergehäuse befestigt ist. Der gefilterte Sauerstoff, der den Filter durchlaufen hat, weist im allgemeinen weniger als 0,2 ppm Chlor und weniger als 10 ppm Kohlenmonoxid auf.
  • BEISPIEL 1
  • In einem ersten Beispiel wurde ein chemischer Sauerstoffgenerator, der zur Erzeugung von 360 Litern an Sauerstoff ausgelegt ist, mit einem Filter wie oben beschrieben versehen, der 15 Gramm an mit Lithiumhydroxid beschichtetem Hopcalite von 0,40-0,18 mm (40–80 mesh) enthielt. Der gefilterte Sauerstoff vom chemischen Sauerstoffgenerator enthielt 4 ppm Kohlenmonoxid und kein Chlor.
  • BEISPIEL 2
  • Eine chemischer Sauerstoffgenerator, der zur Erzeugung von 102 Litern an Sauerstoff ausgelegt ist, wurde mit einem Filter wie oben beschrieben versehen, der 10 Gramm an mit Lithiumhydroxid beschichtetem Hopcalite von 0,40-0,25 mm (40–60 mesh) enthielt. Der gefilterte Sauerstoff vom chemischen Sauerstoffgenerator enthielt 5 ppm Kohlenmonoxid und kein Chlor.
  • BEISPIEL 3
  • Eine chemischer Sauerstoffgenerator, der zur Erzeugung von 138 Litern an Sauerstoff ausgelegt ist, wurde mit einem Filter wie oben beschrieben versehen, der 10 Gramm an mit Lithiumhydroxid beschichtetem Hopcalite von 0,55-0,25 mm (30–60 mesh) enthielt. Der gefilterte Sauerstoff vom chemischen Sauerstoffgenerator enthielt 2 ppm Kohlenmonoxid und kein Chlor.
  • Es ist zu beachten, daß mit Lithiumhydroxid beschichtetes Hopcalite, das die Erfindung verkörpert, auch in Filtern verwendet werden kann, die außerhalb eines chemischen Sauerstoffgenerators angeordnet sind, wie z. B. zwischen einem chemischen Sauerstoffgenerator und Passagiermasken, um Chlor und Kohlenmonoxid zu entfernen, oder auch in Atemmasken für die Verwendung in Umgebungen verwendet werden kann, in denen Kohlenmonoxid und Chlorgas verbreitet sein können, wie z. B. in Bergwerken, in U-Booten und in anderen ähnlichen Situationen.
  • Aus dem Vorangehenden wird offensichtlich, daß, obwohl bestimmte Formen der Erfindung gezeigt und beschrieben worden sind, verschiedene Modifikationen vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen. Dementsprechend soll die Erfindung ausschließlich durch die beigefügten Ansprüche beschränkt sein.

Claims (8)

  1. Filtermaterial zum Entfernen von Chlorgas und Kohlenmonoxid aus einer Quelle zum Erzeugen von atembarem Gas, wobei das Filtermaterial Hopcalite-Partikel umfaßt, die mit Lithiumhydroxid beschichtet sind, wobei die mit Lithiumhydroxid beschichteten Hopcalite-Partikel eine Partikelgröße von weniger als etwa 0,85 mm (20 mesh), so daß sie klein genug sind, um das Filtermaterial mit Druck zu belasten, und größer als etwa 0,15 mm (100 mesh) aufweisen, so daß sie nicht so klein sind, daß das Filtermaterial im Gebrauch zusammenbäckt und reißt.
  2. Filtermaterial nach Anspruch 1, bei dem die mit Lithiumhydroxid beschichteten Hopcalite-Partikel eine Partikelgröße von etwa 0,55 bis 0,18 mm (30 bis 80 mesh) aufweisen.
  3. Filteranordnung zum Entfernen von Chlorgas und Kohlenmonoxid aus Gas, das von einem chemischen Sauerstoffgenerator erzeugt wird, um atembares gefiltertes Gas zu erzeugen, wobei die Filteranordnung umfaßt: ein Filtergehäuse mit einem Einlaß zum Aufnehmen des Rohgases und einem Auslaß für das atembare gefilterte Gas; sowie ein körniges Filtermaterial aus Hopcalite-Partikeln, die mit Lithiumhydroxid beschichtet sind, wobei die mit Lithiumhydroxid beschichteten Hopcalite-Partikel eine Partikelgröße von weniger als etwa 0,85 mm (20 mesh), so daß sie klein genug sind, um das Filtermaterial mit Druck zu belasten, und größer als etwa 0,15 mm (100 mesh) aufweisen, so daß sie nicht so klein sind, daß das Filtermaterial im Gebrauch zusammenbäckt und reißt.
  4. Filteranordnung nach Anspruch 3, bei dem die mit Lithiumhydroxid beschichteten Hopcalite-Partikel eine Partikelgröße von etwa 0,55 bis 0,18 mm (30 bis 80 mesh) aufweisen.
  5. Verfahren zur Herstellung eines Filtermaterials zum Entfernen von Chlorgas und Kohlenmonoxid aus einer Gasquelle, um atembares Gas zu erzeugen, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt: Beschichten von Körnern aus Hopcalite mit Lithiumhydroxid; Zerkleinern des getrockneten, mit Lithiumhydroxid beschichteten Hopcalites, um Partikel aus getrocknetem, mit Lithiumhydroxid beschichteten Hopcalite zu bilden, und Trennen und Sammeln einer Fraktion von mit Lithiumhydroxid beschichteten Hopcalite-Partikeln, wobei die Fraktion der Partikel eine Partikelgröße von weniger als etwa 0,85 mm (20 mesh), so daß sie klein genug sind, um das Filtermaterial mit Druck zu belasten, und größer als etwa 0,15 mm (100 mesh) aufweist, so daß sie nicht so klein sind, daß das Filtermaterial im Gebrauch zusammenbäckt und reißt.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem der Schritt des Beschichtens der Körner aus Hopcalite mit Lithiumhydroxid das Benetzen der Körner aus Hopcalite mit einer Lithiumhydroxidlösung, die etwa 11 Gew.-% Lithiumhydroxid enthält, und das Trocknen der Körner umfaßt.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem das körnige Hopcalite mit der Lithiumhydroxidlösung gemischt wird und vollständig benetzt wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem der Schritt des Beschichtens der Körner aus Hopcalite mit Lithiumhydroxid umfaßt: Plazieren des körnigen Hopcalites in einem perforierten Behälter, Tauchen des körnigen Hopcalites im perforierten Behälter in eine gesättigte Lithiumhydroxidlösung; Entnehmen des Behälters aus der gesättigten Lithiumhydroxidlösung; Ableiten der überschüssigen Lösung vom Hopcalite; und Trocknen des mit Lithiumhydroxid beschichteten Hopcalites.
DE69814468T 1998-01-30 1998-12-18 Filter für chemische sauerstofferzeuger Expired - Lifetime DE69814468T2 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16111 1998-01-30
US09/016,111 US6071329A (en) 1998-01-30 1998-01-30 Filter for chemical oxygen generators
PCT/US1998/027087 WO1999038797A1 (en) 1998-01-30 1998-12-18 Filter for chemical oxygen generators

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Publication Number Publication Date
DE69814468D1 DE69814468D1 (de) 2003-06-12
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DE69814468T Expired - Lifetime DE69814468T2 (de) 1998-01-30 1998-12-18 Filter für chemische sauerstofferzeuger

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