DE8809939U1 - Luftfilter für ABC-Schutzräume mit Sandfüllung - Google Patents

Description

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Dr. RiR. NAT. WULF BAUER wolfqanq-moller-8tra88e 12 PATENTANWALT D-6000 KÖLN 61 (MARIENBURQ)

JAN 1/88

Anmeldert Herr Manfred Janitüky, Königstraße 10, 4053 Jtfchen 5 Bezeichnung: Luftfilter für ABC-Schutzräume mit Sandfüllung

Die Erfindung bezieht sich auf einen Luftfilter für Schutzräume, insbesondere ABC-Schutzräume, mit einem rohrförmigen, vorzugsweise zylindrischen Mantel, der nach oben durch einen Deckel und nach unten durch eine Platte abgeschlossen ist und eine Sandfüllung aufnimmt.

Derartige Luftfilter sind bekannt, beispielsweise aus der DE-PS 31 44 141.6. Der Deckel und die Platte sind dicht mit dem Mantel verbunden,-wodurch sichergestellt ist, daß einerseits keine ungefilterte oder verunreinigte Luft durch undichte Stellen angesaugt wird und andererseits keine Flüssigkeit in den Filtersand gelangen kann. Ein Problem bei dem vorbekannten Luftfilter der eingangs genannten Art ist die sichere Trennung zwischen der Sandfüllung und dem Bereich für gefilterte Luft, hier muß sichergestellt sein, daß die Filtersandfüllung austauschbar ist, ohne die untere Trennschicht zu zerstören oder zu beeinträchtigen, andererseits muß die Trennschicht so geartet sein, daß ein Eintrag von Filtersand in die gereinigte Luft nicht auftreten kann. Bei dem Luftfilter der eingangs genannten Art tritt dabei noch das Problem auf, daß an der Grenzschicht zwischen der Innenwand des Mantels und der daran anliegenden Sandfüllung Luft entlangstreichen kann, bei der die Gefahr besteht, daß sie nicht ausreichend gefiltert ist. Je nach Schüttung kann in diesem beschriebenen Randbereich der Strömungswiderstand für die Luft deutlich geringer sein als durch das Volumen der Sandfüllung. Aufgrund des sichtförmigen Aufbaus des Luftfilters der eingangs genannten Art sind derartige Fehlluftwege nicht immer auszuschalten. Sie können aber im Ernstfall zu erheblichen Problemen führen, hängt doch von der Qualität der gefilterten Luft die Gesundheit dor im Schutzraum befindlichen Personen ab. Da insbesondere bei atomaren Störfällen mit relativ längerer Verweildauer der geschützten Personen in dem Schutzraum gerechnet werden muß, ist auch das Langzeitverhalten des

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Filters von entscheidender Bedeutung.

Hier setzt nun die Erfindung ein. Sie hat es sich zur Aufgabe gemacht, den Luftfilter der eingangs genannten Art dahingehend weiterzuentwickeln, daß unter Verwendung möglichst handelsüblicher Bauteile für die Trennung zwischen Filtersand und Austritt für die gefilterte Luft sichergestellt ist, daß randseitige Wege für die Luft so ausreichend lang sind, daß sie praktisch keine Bedeutung für den Filterluftstrom haben.

Diese Aufgabe wird ausgehend von dem Luftfilter der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Mantel in seinem untersten Bereich einen Stützkörper umgreift, der sich auf der Platte abstützt und Durchgangsbohrungen aufweise, in die Filterkerzen eingesteckt sind und die zur Platte hin durch eine Rinne unten verbunden sind, und daß in der Platte ein Rohrstutzen für den Durchlaß gereinigter Luft vorgesehen ist, der unterhalb dieser Rinne mündet.

Im Gegensatz zu einer radialen Trennfläche zwischen Filtersand und dem Austritt für gefilterte Luft schlägt die Erfindung vor, eine größere zahl Fiiterkerzen in einem Stützkörper anzuordnen. Ais Fliterkerzen werden vorzugsweise zylindrische Rohrmäntel mit Schlitzbruckenlochung eingesetzt, derartige Rohrmäntel sind als Brunnenfilter im Handel. Wesentliches Kriterium für die Funktionstüchtigkeit eines Brunnenfilters ist die sandfreie Wasserdurchlässigkeit. Erfindungsgemäß werden diese Filter nun nicht für die Wasserfiltsrong, sondern für die Trennung zwischen Filtersand und Austritt für gefilterte Luft benutzt. Ein derartiger Einsatz ist für Bruruienfilterrohre bislang nicht vorgeschlagen worden.

Die Filterkerzen aus Brunnenfilterrohren werden einfach in die Durchgangsbohrungen des Stiitzkörpers eingesteckt. Nach oben werden sie verschlossen. Auf diese Weise ist es möglich, eine wesentliche höhere Trennfläche zwischen Filtersand und dem Austritt für gereinigte Luft zu schaffen, als dies nach dem Stand der Technik möglich war. Weiterhin wird durch die Brunnenfilterrohre eine wesentlich zuverlässigere

Trennung zwischen Filtersand und Austritt für gefilterte Luft erzielt, wobei durch den Einsatz auf dem Markt befindlicher Brunnenfilterrohre keine besonderen Teile für diesen Zweck angefertigt werden müssen und die Gesamtkonstruktion des Luftfilters somit kostengünstig bleibt. Ein Austausch der Filterkerzen ist einfach möglich, da sie mit dem Stützkörper nicht verbunden sind. Hierdurch wird auch ein Austausch der Sandfüllung des Luftfilters wesentlich gegenüber dem Stand der Technik vereinfacht. Schließlich ist der randseitige Weg für Luft an der Grenze der Sandfüllung wesentlich langer als beim Stand der Technik, weil nun auch eine Teilstrecke des Stützkörpers Bestandteil dieses Grenzflächenweges ist.

Insgesamt ermöglicht die Erfindung also eine wesentliche Vereinfachung des Aufbaus, der Reinigung und eine sicherere Funktion des Luftfilters.

In einer vorteilhaften Weiterentwicklung der Erfindung wird vorgeschlagen, den lichten Abstand zwischen der Oberkante der Filterkerzen und der Unterfläche des Deckeis größer als einen Meter auszubilden. Die Filterkerzen ragen von unten in den Filtersand hinein. Der effektive Filterweg durch die Sandfüllung entspricht daher nicht der Gesamthöhe der Sandfü.1kung, sondern der Gesamthöhe der Sandfüiiung verringett um einen Teil der Höhe der Filterkerzen. Um sicherzugehen, daß sich oberhalb des obersten Bereichs der Filterkerzen eine ausreichend dicke Sandschicht befindet, die auch bei einer explosiven Druckwelle einen ausreichenden Widerstand bietet, wird vorgeschlagen, diese Schicht jedenfalls größer als einen Meter zu machen, so daß die gesamte Füllhöhe an Sand im Mantel deutlich größer ist als ein Meter.

Als sehr vorteilhaft hat es sich erwiesen, die Außenmantelfläche des Rohrmantels der Filterkerzen mit einer luftdurchlässigen Schicht aus Kieselsteinen, die an ihren Berühungspunkten durch einen Kunststoff miteinander verklebt sind, zu überziehen. Hierdurch wird die Trennung zwischen Sand und Austritt für gefilterte Luft weiter verbessert, zugleich wird die Oberfläche, auf der die Trennung zwischen Filtersand und dem Austritt für gereinigte luft stattfindet, vergrößert. Im Filtersand enthaltener Staub wird besser zurückgehalten als ohne eine

derartige Schicht.

Weiterhin wird vorgeschlagen, daß der Rohrstutzen für die Ableitung gereinigter Luft oberhalb der Oberseite der Platte endet und sich unter i'iiivi ein Wassersammelbereich befindet, und daß an der tiefsten Stelle dieses Wassersammelbereichs ein die Platte durchsetzendes Ablaufrohr mündet. Hierdurch wird vermieden, daß aus dem Filtersand stammende oder in den Filtersand hineingelangte, sich am Boden des Filters sammelnde Feuchtigkeit in den Rohrstutzen gelangen kann. Das Ablaufrohr ist vorteilhafterweise mit einem Ventil normalerweise abgeschlossen und hat eine Beobachtungsstrecke, an der abgelesen werden kann, wieviel Wasser sich bereits angesammelt hat.

In vorteilhafter Ausbildung haben Deckel und Platte jeweils eine Zentralbohrung für die Aufnahme einer zentralen Spannschraube. Diese durchsetzt konzentrisch den gesamten Filter und ermöglicht eine einfache, aber allseits dichte Verbindung zwischen dem Mantel, dem Deckel und der Platte.

Für Notfälle und um die ungefilterte Luft im Schutzraum analysieren zu können, wird vorgeschlagen, daß eine den Stützkörper und die Platte durchlaufende Bypaßleitung vorgesehen ist, die oberhalb des Filter sandspiegels und unterhalb des Deckels mündst.

Es ist vorteilhaft, Deckel, Platte und Mantel aus hochwertigem Beton zu fertigen. Andere Werkstoffe, beispielsweise Stahl, sind möglich.

Das erfindungsgemäße Luftfilter eignet sich nicht nur für neue Schutzräume, sondern auch zur Nachrüstung bereits vorhandener Schutzräume. Als (untere) Platte wird üblicherweise der obere Abschluß eirv Schutzraums, also dessen Decke, genenmen. Für die Nachrüstung be^-mti vorhandener Schutzräume kann es aber unter Umständen einfache!, sein, den Filter nicht unmittelbar oberhalb des Schutzraumes, sondern seitlich des vorhandenen Schutzraumes anzuordnen. Der Luftfilter wird dann nach unten durch eine Platte abgeschlossen; die ebenso wie der Deckel ausgebildet ist. Der Rohrstutzen der Platte ist über sine Rohrleitung

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mit dem Innenraum des Schutzraums verbunden. Diese Rohrleitung kann eine größere Länge haben, die Anordnung eines nachgerösteten Luftfilters ist dadurch an die ortlichen Gegebenheiten eines schon vorhandenen Schutzraums optimal anpaßbar.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen sowie der nun folgenden Beschreibung eines nicht einschränkend zu verstehenden Ausfuhrungsbeispiels der Erfindung, das unter Bezugnahme auf die Zeichnung naher erläutert wird. In dieser zeigen:

Fig. 1 einen Axialschnitt durch das erfindungsgemäße Luftfilter, das

auf eine den oberen Abschluß eines Schutzraumes bildende Platte aufgesetzt ist,

Fig. 2 eine Untersicht des Stützkörpers des Luftfilters nach Fig. 1 und Fig. 3 eine perspektivische, teilweise schnittbildliche Ansicht des Luftfilters, das sich oberhalb eines Schutzraumes befindet.

Das Luftfilter ist für ABC-Schutzräume, also Schutzräume gegen atomare, bakterielle oder chemische Waffen oder Katastrophen bestimmt. Es hat einen zylindrischen Mantel 20 in Form eines Betonrohrstücks, der nach oben durch einen Deckel 22 gleichen Außendurchmessers abgeschlossen ist und unten dicht auf eine wesentlich größere Platte 24, die zugleich die Decke eines unter dem Luftfilter befindlichen Schutzraumes bildet, aufgesetzt ist. Für eine Nachrüstung eines bereits vorhandenen Schutzraumes mit einem erfindungsgemäßen Luftfilter wird es nicht iitmer möglich sein, die Decke des vorhandenen Schutzraumes als unteren Abschluß des Luftfilters einzusetzen. Als Platte 24 wird dann ein Teil ähnlich dem Deckel 22 benutzt.

Mantel 20, Deckel 22 und Platte 24 sind durch (hier nicht näher dargestellte) Dichtungen, die ringförmig umlaufen, miteinander dicht verbunden. Ihr Zusammenhalt wird durch eine zentrale Spannschraube erreicht, die abgedichtet eine zentrieche Bohrung Im Deckel 22 und eine entsprechende Bohrung in dor Platte 24 durchgreift. Das so ausgebildete, einzige Befestigungsmittel der Teile 20 bis 24 ermöglicht bei

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Schockwellen eine Bewegung dieser Teile gegeneinander und eine elastische Rückstellung.

Der Innenraum des Mantels 20 ist mit einer Füllung 28 aus Filtersand angefüllt, die bis zu einem Sandspiegel 30, der sich einige Zentimeter unterhalb des Deckels 22 befindet, reicht- Die Füllung 28 ruht nach unten gesehen auf einem kreisscheibenförmigen Stützkörper 32, der sich innerhalb des untersten Bereichs des Mantels 20 befindet und ebenfalls von der Spannschraube 26 zentrisch durchgriffen wird. Er ist jedoch bis auf die radiale Fixierung aufgrund der Spannschraube 26 nicht weiter festgelegt, er wird durch das Gewicht der Füllung 28 auf die Platte 24 gepreßt. Eine Abdichtung des Stutzkörpers 32 ist nicht notwendig, da er sich innerhalb des abgedichteten Innenraumes des Filters befindet.

Die Oberseite des Stützkörpers 32 ist eben, der Stützkörper hat insgesamt zwölf gleichwinklig verteilte Durchgangsbohrungen 34, in jede dieser Bohrungen ist eine Filterkerze 36 eingesteckt. Die Unterseite des Stützkörpers 32 (siehe Figur 2) weist eine relativ breite, ringförmig umlaufende Rinne 38 auf, die sich im Bereich der unteren Austrittsbereiche der Durchgangsbohrungen 34 befindet und diese untereinander verbindet. Sie bildet den Sanmelraum für den Austritt gefilterter Luft. Außerhalb dieser Rinne 38 hat der Stützkörper einen ringförmig umlaufenden Auflagebereich 40 und innerhalb der Rinne 38 einen Abstützbereich 42. Mit beiden Bereichen 40, 42 liegt der Stützkörper 32 auf der Oberseite der Platte 24 auf.

Mantel 20, Deckel 22, Platte 24 und Stützkörper 32 sind aus einem hochwertigen Beton hergestellt. Eine Fertigung aus anderen Materialien, beispielsweise einem Met-all, ist möglich.

Die Filterkerzen 36 sind Teilstücke handelsüblicher Brunnenfilterrohre mit Schlitzbrückenlochung. Sie bestehen jeweils aus einem zylindrischen, die Lochung aufweisenden Rohrmantel, eine auf dessen Außenfläche aufgebrachte Kieselschicht aus untereinander an ihren Berührungestellen durch ein Harz verbundenen Kieselstein einer Körnung von beispielsweise zwei bis vier Millimetern und einem oberen Deckel 48, der den Rohrman-

tel 44 nach oben abschließt und ein Eindringen von Filtersand in axialer Richtung vermeidet. Die Durchgangsbohrungen 34 sind so weit entfernt von der Innenwand des Mantels 20 angeordnet, daß zwischen der Außenseite der Kieselschicht 46 und der Innenwand des Mantels 20 im engsten Bereich immer noch eine Sandschicht mit mehreren Zentimetern Dicke verbleibt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Teilkreis, auf dem sich elf der zwölf Durchgangsbohrungen 34 befinden, etwa um das Maß des Außendurchmessers der Filterkerzen 36 von der Innenwand des Mantels 20 entfernt. Die Deckel 48 sind einfache, tellerförmige Kunststoffteile, die nach unten einen kleinen, zylindrischen Ansatz haben, mit dem sie den Innenraum des Rohrmantels 44 ausfüllen. Ein ungeschlitzter Teil des Rohrmantels ragt in die Durchgangsbohrung 34, deren Innendurchmesser so bemessen ist, daß die Filterkerze 36 locker passend in die Bohrung 34 eingesteckt werden kann.

Un Bereich der Rir-je 38 durchsetzt den Stützkörper 32 ein Bypaßrohr 50,. das mit einen crJeichachsigen Rohrstutzen, der die Platte 24 durchsetzt, dicht verbunden ist. Die Bypaßleitung 50 endet oberhalb des Sandspiegels 30 und unterhalb des Deckels 22. Sie ist im Inneren des Schutzraumes 52, hier jedoch nicht gezeigt, mit entsprechenden Armaturen verbunden, die beispielsweise die Analyse der ungefilterten Luft unterhalb des Deckels 22 eunöglichen oder eine Notluftversorgung bei verstopfter oder verunreinigter Sandfüllung ermöglichen.

An der Stelle der Bypaßleitung 50 würde sich normalerweise eine Durchgangsbohrung 34 befinden, dort ist aber die zwölfte Durchgangsbohrung 34 nach innen hin versetzt, sie befindet sich etwa mittig zwischen der Spannschraube 26 und dem Bypaßrohr 50. Figur 1 zeigt rechts diese zwölfte Filterkerze.

Unterhalb der Rinne 38 befindet sich in der Platte 24 ein Rohrstutzen 54 für den Durchlaß gereinigter Luft. Er endet oberhalb der Oberfläche der Platte 24, Feuchtigkeit, die sich in der Rinne 38 und auf der Platte 24 ansammelt, kann dadurch nicht in den Rohrstutzen 54 hineinlaufen und nachfolgende Feinfilter bzw. die anschließenden Rohrleitungen beeinträchtigen. Derartiges Wasser wird durch ein Ablaufrohr 56

abgeführt, das unmittelbar bündig mit der Oberflache der Platte 24 mündet und nach unten durch ein Ventil (nicht dargestellt) normalerweise abgeschlossen ist. Eine ebenfalls nicht dargestellte Einrichtung zur Überwachung des Wasserspiegels oberhalb der Platte 24 ist vorgesehen, damit automatisch oder rechtzeitig nach Warnsignal angesammeltes Wasser abgeführt werden kann, bevor es den Spiegel des Einlaufs des Kohrstutzens 54 erreicht hat.

Im Deckel 22 ist ein Rohrsystem 58, hier in Form eines T-böicks mit zwei seitlichen Stutzer«, für den Einlaß zu reinigender Luft vorgesehen. Dieses System ermöglicht einen axialen und/oder radialen Einlaß zu reinigender Luft. Wie Figur 3 zeigt, wird das erfindungsgemäße Luftfilter mit der Oberflache des Deckels 22 bündig in das Erdniveau 62 eingebaut. Rings um den Deckel 22 befindet sich eine Kiesschüfctung 64. Im gezeigten Ausführungsbeispiel werden die axialen Einlasse des Rohrsystems 58 verschlossen, der Einlaß zu filternder Luft erfolgt lediglich radial und durch die Kiesschüttung 64 hindurch. Diese ist so ausreichend weit nach unten gezogen, daß Regen- oder Sickerwasser nicht in die Höhe der radialen Einlasse des Rohrsystems 58 kommen kann.

Figur 3 zeigt, daß als Platte 24 für den unteren Aba;hluß des Luftfilters die scheibenförmige, obere Decke des unter dem Filter befindlichen Schutzraumes 52 benutzt wird. Diese ist durch einen seitlichen Tunnel 66 mit Schutztür 08 und durch einen weiteren, hier nicht gezeigten Haupteinstieg erreichbar.

Claims (10)

)J J ■· ·■ « · JAN 1/88 Anmelder: Herr Manfred Janitzky, Königstraße 10, 4053 Juchen 5 Bezeichnung: Luftfilter fur ABC-Schutzräume mit Sandfüllung Ansprüche

1. Luftfilter für Schutzräume, insbesondere ABC-Schutzraume (52), mit einem rohrförmigen, vorzugsweise zylindrischen Mantel (20), der nach oben durch eii?sn Deckel (22) und unten durch eine Platte (24) luftdicht abgeschlossen ist und eine Sandfüllung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (20) in seinem untersten Bereich einen Stutzkörper (32) umgreift, der sich aaf der Platte (24) abstützt und Durchgangsbohrungen (34) aufweist, in die Filterte vzen (36) eingesteckt sind und die zur Platte (24) hin durch eine Rinne (38) unten verbunden sind, und daß in der Platte (24) ein Rohrstutzen (54) für den Durchlaß gereinigter Luft vorgesehen ist, der unterhalb der Rinne (38) mündet.

2. Luftfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterkerzen (36) einen zylindrischen Rohrmantel (44) mit Schlitzbrückenlochung aufweisen und nach oben durch einen Deckel (48) verschlossen sind.

3. Luftfilter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der lichte Abstand zwischen der Oberkante der Filterkerzen (36) und dem Sandspiegel (30) unterhalb des Deckels (22) größer als ein Meter ist.

4. Luftfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgangsbohrungen (34) dem Außendurchmesser schiitzbrückenfreier Steckbereiche der Filterkerzen (36) angepaßt sind.

5. Luftfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,

daß die Außenfläche des Rohrmantels (44) der Filterkerzen (36) mit einer luftdurchlässigen Schicht aus Kieselsteinen, die an den Berührungspunkten miteinander verklebt sind, überzogen ist.

6. Luftfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrstutzen (54) oberhalb der Oberseite der Platte (24) endet und sich unter ihm ein Wassersamnelbereich befindet, und daß an der tiefsten Stelle dieses Wassersnmmelbereichs ein die Platte (24) durchsetzendes Ablaufrohr (56) mündet.

7. Luftfilter nach einen der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß Deckel (22) und Platte (24) eine Zentralbohrung für die Aufnahme einer zentralen Spannschraube (26) haben.

8. Luftfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine den Stützkörper (32) und die Platte (24) durchlaufende Bypaßleitung (50) vorgesehen ist, die oberhalb des Sandspiegels (30) und unterhalb des Deckels (22) mündet.

9. Luftfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß Deckel (22), Platte (24), Maatel (20) und Stützkörper (32j aus hochwertigem, bewehrtem Beton gefertigt sind.

10. Luftfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser des Stützkörpers (32) dem Innendurchmesser des Motels (20) angepaßt ist.