DE875752C

DE875752C - Gasfilter

Info

Publication number: DE875752C
Application number: DEW6028A
Authority: DE
Original assignee: Wingfoot Corp
Current assignee: Wingfoot Corp
Priority date: 1950-12-21
Filing date: 1951-06-14
Publication date: 1953-05-07
Also published as: FR1044748A; BE507927A; GB694901A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Gasfilter, die insbesondere zum Reinigen von atmosphärischer Luft dienen., die durch eine mit einem Haftmittel für den Staub versehene, vorzugsweise faser- oder streifenförmige Trägerschicht hindurchgeleitet wird.

Die atmosphärische Luft enthält im allgemeinen Staub- und Fremdkörperteilchen, deren Enfernung wünschenswert ist, um die Luft für Wohnungen, Hotels und andere Aufenthaltsräume geeigneter zu machen, in denen das Vorhandensein dieser Verunreinigungen sowohl der menschlichen Gesundheit als auch den Wänden, Gardinen, Fußbodenbelägen, Möbeln sowie den Waren in Verkaufsläden und Warenhäusern oder in Fabriken abträglich ist; ferner ist in Laboratorien ein Arbeiten unter staubfreien Bedingungen erwünscht. Außerdem besteht vielfach das Bedürfnis, üblicherweise in der Luft nicht enthaltene staubartige Verunreinigungen, wie Farbdämpfe, Rauch, wieder zu entfernen.

Zu diesem Zweck sind Filter bekannt, die eine Trägerschicht aus Stahlwolle, Holzwolle, mineralischen oder Glasfasern haben, die mit einem Haftmittel aus Petroleum, Trikresolphosphat oder Äthylenglykol benetzt sind. Das Gas wird zum Reinigen durch eine derart behandelte Trägerschicht hindurchgedrückt, und die in ihm enthaltenen Verunreinigungen und Fremdkörper werden beim Auftreffen auf den Haftüberzug zurückgehalten. Der Wirkungsgrad eines derartigen Filters hängt davon ab, daß die Staubpartikel die Möglichkeit haben, mit dem Haftmittel zusammen-

zutreffen. Hierbei ist es aber nicht zweckmäßig, je Volumeneinheit des verunreinigten Gases eine zu große Oberfläche zur Verfugung zu stellen, da sonst der Durchgangswiderstand des .Gases beim Durchlaufen des Filters einen zu hohen Energieaufwand erfordern würde.' Für den maximalen Druckabfall für Filter dieser Art haben sich im Laufe der Entwicklung geeignete Werte herausgebildet.

ίο Die bekannten Filter haben jedoch den Nachteil, daß sie die feinen Teilchen 'der Verunreinigungen von der Größenordnung des Rußes nicht wirksam genug entfernen. Es sind jedödh gerade diese feinen Teilchen, die die /Wände, Gardinen, Fußbodenbeläge oder die Ware in den (Geschäften beschmutzen und deren Reinigung auf die eine oder andere Weise erfordern.

Ein weiterer Nachteil von Filtern dieser Art besteht darin, daß sie die .Neigung haben, die durchgeleitete Luft insofern zu verschlechtern, als ein Teil des Haftmittels durch Verdampfen oder auf physikalische Weise frei und von der das Filter durchströmenden Luft mitgenommen wird. Ferner wurde beobachtet, daß bei mit einer Trägerschicht aus Glaswolle versehenen Filtern kleine Glasfaserteilchen von der gereinigten Luft mitgeführt wurden.

Schließlich haben die genannten Filter den Nachteil, daß sie auf wirtschaftliche und wirksame Weise nicht wieder gebrauchsfähig gemacht werden können. Beim Versuch, das Filter mit einem Reinigungsmittel zu säubern, wird zusammen mit dem Schmutz das die Filterwirkung ausübende Haftmittel entfernt, so daß das Filter wirkungslos wird. Das erneute Aufbringen eines Haftmittels erfordert Zeit und Kosten und wird vom Benutzer des Filters leicht unterlassen.

Ein wirksameres Filter zum Reinigen von Gasen von Fremdkörpern ist das Elektrofilter; dieses ist jedoch für viele Zwecke, insbesondere für den Hausgebrauch, unerschwinglich teuer. Die hohen Kosten betreffen sowohl die Gestehungs- als auch die Unterhaltungskosten.

Es wurde nun ein Filter gefunden, das im wesentlichen die Wirksamkeit des Elektrofilters erreicht, aber nur etwa die Kosten eines einfachen Filters erfordert. Hierbei wird eine der durchströmenden Luft eine große Oberfläche darbietende, insbesondere streifen- oder faserförmige Trägerschicht aus Papier, Holzwolle, Glasfaser od. dgl, verwendet, deren Oberfläche als Haftmittel für die niederzuschlagenden Verunreinigungen erfindungsgemäß mit Wachs überzogen ist, dessen Dielektrizitätskonstante gleich oder kleiner als 2,5 nach ömonatiger Aufbewahrung in 3,5°/oigem Salzwasser ist. Vorteilhaft 'kann Paraffin verwendet werden.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines Filters gemäß der Erfindung, teilweise im Schnitt, dargestellt, das als wirksame Substanz erfindungsgemäß Streifen aus mit einem Wachsüberzug versehenem Papier enthält.

Das allgemein mit 1 bezeichnete Filter weist ein aus geeignetem Werkstoff, wie Karton, Stahl, Aluminium od. dgl., gefertigtes rahmenartiges Gehäuse auf, dessen Seitenteile zwei U-förmig einwärts gebogene Kantenteile 4 und 5 haben. Das Gehäuse kann beispielsweise aus einem Aluminiumstreifen hergestellt werden, bei dem zur Bildung der Ecken 6 entsprechende Ausschnitte vorgenommen und die Kantenteile 4 und 5 U-förmig einwärts gebogen wurden; ferner sind die Halter 7 eingepreßt, die die Klinken 9 der vorderen abnehmbaren Gehäuseseite 8 aufnehmen. Auf den umgebogenen Kantenteilen 4 bzw. 5 ruht je ein Sieb 10 l)zw. Ii mit einer vornehmlich unter 12,5 mm betragenden Maschenweite, und zwischen diesen Sieben befindet sich das gewachste Papier, das in Bänder oder Streifen derart geschnitten und eingebracht ist, daß ein möglichst großer Teil seiner Oberfläche mit dem durchströmenden und zu reinigenden Gas in Berührung kommt.

Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung bewegen sich Breite und Dicke der in geeigneter Länge verwendeten Streifen aus gewachstem Papier zwischen etwa 0,4 und 3,2 mm für die Breite und zwischen 0,05 und 0,2 mm für die Dicke. Allgemein soll das Verhältnis von Breite zu Dicke der verwendeten, mit Wachsüberzug versehenen Streifen zwischen 5 : 1 und 100 : 1 liegen. -

Neben dem als Filtersubstanz besonders vorteilhaft zu verwendenden gewachsten Papier eignen sich auch andere Stoffe, wie lose geschichtete und mit Wachs überzogene Glasfasern oder entsprechend behandelte Holzwolle.

Wenn man ein derartiges Filter, dessen Trägerschicht erfindungsgemäß mit einem Wachsüberzug versehen ist, benutzt, ergibt sich eine unerwartet günstige Filterwirkung. Bei Versuchen wurde u. a. ein handelsübliches Filter, dasmitTrikresolphosphat überzogene Glasfasern enthielt, mit einem erfindungsgemäß ausgebildeten Filter gleicher Abmessung aus gewachsten Papierstreifen hintereinandergeschaltet, und zwar zunächst so, daß der zu reinigende Luftstrom zuerst das handelsübliche Filter durchströmen mußte. Nach 786 Betriebsstunden waren beide Filter schmutzig und verfärbt, das Wachsfilter enthielt außerdem eine erhebliche Menge feiner Teilchen von Fremdkörpern, die das handelsübliche Filter nicht hatte zurückhalten können. Der Betrieb beider Filter in umgekehrter no Reihenfolge ergab nach der gleichen Betriebszeit von 786. Stunden, daß lediglich das iWacfasfiliter schmutzig und verfärbt war, während das dahinterliegende handelsübliche Filter praktisch keine Verfärbung zeigte und frei von sichtbarem Schmutz war.

Es hat sich ferner gezeigt, daß die erfindungsgemäß ausgebildeten Filter keine Neigung haben, am Eingang zu verstopfen. Die aufgenommenen Verunreinigungen verteilen sich vielmehr ziemlich gleichmäßig über die ganze Ausdehnung der Filter- χ20 schicht, so daß insgesamt größere Staubmengen niedergeschlagen werden können und das Filter einen außerordentlich günstigen Wirkungsgrad aufweist.

Eine Erklärung für dieses überraschende Ergebnis wurde darin gefunden, daß das Wachs die

Fähigkeit hat, eine elektrostatische Ladung auf seiner Oberfläche zu entwickeln, und zwar dann, wenn ein Gas gezwungen wird, seine Oberfläche zu bestreichen. Der neue Effekt des erfindungsgemäß ausgebildeten Filters wird daher offenbar dadurch bewirkt, daß das verwendete Wachs ein genügend starkes elektrisches Feld bildet, um die in einem Gasstrom feinverteilten Fremdkörper festzuhalten, und daß das Wachs in einer derartigen Form vorgesehen ist, daß es wiederholt mit den Gasteilen in Berührung kommt.

Für die Zwecke der Erfindung ist jedes pflanzliche, tierische oder mineralische Wachs geeignet, sofern es verhältnismäßig hart ist und einen Schmelzpunkt unter etwa 48⁰ C und eine Anfangsdielektrizitätskonstante von nicht mehr als 2,35, gemessen nach Trocknung über Calciumchlorid, und nicht mehr als 2,5 nach Eintauchen in eine 3,5°/oige Kochsalzlösung während 6 Monaten 'hat.

Ein Wachs, dessen Dielektrizitätskonstante in dieser Nähe liegt, ist besonders zweckmäßig für die Erfindung. Paraffinwachs hat beispielsweise eine Dielektrizitätskonstante von 2,1'g nach Trocknung über Calciumchlorid und eine von 2,24 nach Eintauchen in 3,5°/oiges Salzwasser während 6Monaten sowie ebenfalls eine niedrige elektrische Leitfähigkeit von etwa 0,37-¹IO^-12 Siemens/cm—¹ und einen hohen Durchgangswiderstand von etwa 290· io~¹³ Ohm/cm. Die mikrokristallinen Paraffinwachse

schmelzen bei 60 bis 85⁰ C und sind für den Erfindungszweck geeignet, wenn ihre Dielektrizitätskonstante nicht größer als 2,5, gemessen nach Eintauchen in Kochsalzlösung in der oben beschriebenen Weise, ist. Ceresinwachs hat einen Erstarrungspunkt von 70 bis 73⁰ C und eine Anfangsdielektrizitätskonstante von 2,16 bis 2,24 nach Eintauchen in Salzwasser von 2,29 bis 2,32%. Das Superlawachs der Standard Oil Company hat einen Schmelzpunkt von 74⁰ C (Tropfpunktmethode) und eine Anfangsdielektrizitätskonstante von 2,32 bis 2,35, nach Eintauchen in Salzwasser von 2,36 bis 2,37 °/o. Sowohl Ceresin- als auch Superlawachs können für den Erfindungszweck verwendet werden. Im allgemeinen ist ein Wachs mit einem Schmelzpunkt über 48⁰ C vorzuziehen, da ein mit diesen härteren Wachsen hergestelltes Filter eine Reinigung durch Waschen besser übersteht und daher öfter wiederverwendet werden kann. Wachse mit einem Schmelzpunkt unter 48⁰ C neigen zum Weich- und Klebrigwerden, waschen sich leichter ab und vertragen daher eine wiederholte Reinigung nicht. Wird jedoch auf eine wiederholte Reinigungsmöglichkeit verzichtet, so können diese klebrigen Wachse mit einer Dielektrizitätskonstante unter 2,5 nach Eintauchen gut verwendet werden, da sie nicht nur durch ihr elektrisches Feld, sondern auch durch ihre Haftwirkung filtern.

Ein Filter gemäß der Erfindung läßt sich leicht durch Eintauchen in mit einem Reinigungsmittel versehenes Wasser säubern. Es wurde festgestellt, daß bei Verwendung eines Filters nach der Erfindung in einer Belüftungsanlage für eine mittlere Wohnung das Erfordernis, Staub von den Möbeln zu entfernen, um 25 bis 50% geringer wird. Ferner wurde beobachtet, daß Personen, die an durch Blütenstaub verursachten Allergien leiden, nach Aufenthalt in einem Raum mit durch ein erfindungsgemäß ausgebildetes Filter gereinigter Luft eine entschiedene Linderung verspüren. Schließlich entfernt das Filter nach der Erfindung auch den unangenehmen Geruch des Tabakrauches um einen bemerkenswerten Betrag, was bei den bekannten Filtern nicht der Fall ist.

Claims

Patentansprüche:

1. Gasfilter, insbesondere zum Reinigen von atmosphärischer Luft, die durch eine mit einem Haftmittel für Staub versehene, vorzugsweise faser- oder streifenförmige Trägerschicht hindurchgeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Haftmittel für die niederzuschlagenden Verunreinigungen Wachs verwendet wird, dessen Dielektrizitätskonstante gleich oder kleiner als 2,5nach6monatigerAufbewahrung in 3,5%igem Salzwasser ist.

2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Wachs Paraffin verwendet wird.

3. Filter nach den Ansprüchen 1 und 2, da- gu durch gekennzeichnet, daß als Trägerschicht für das Wachs eine streifen- oder faserförmige Schicht, \-orzugsweise aus Papier, Holzwolle oder Glasfaser, verwendet wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen