WO2007028176A1 - Filtermodul - Google Patents

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WO2007028176A1
WO2007028176A1 PCT/AT2005/000359 AT2005000359W WO2007028176A1 WO 2007028176 A1 WO2007028176 A1 WO 2007028176A1 AT 2005000359 W AT2005000359 W AT 2005000359W WO 2007028176 A1 WO2007028176 A1 WO 2007028176A1
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filter module
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PCT/AT2005/000359
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Erich Peteln
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Dexwet Usa Llc
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01D45/04—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by utilising inertia
    • B01D45/08—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by utilising inertia by impingement against baffle separators
    • B01D45/10—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by utilising inertia by impingement against baffle separators which are wetted
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/0002—Casings; Housings; Frame constructions
    • B01D46/0005—Mounting of filtering elements within casings, housings or frames
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01D—SEPARATION
    • B01D45/00—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces
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    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/0027—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours with additional separating or treating functions
    • B01D46/0035—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours with additional separating or treating functions by wetting, e.g. using surfaces covered with oil
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01D47/00—Separating dispersed particles from gases, air or vapours by liquid as separating agent
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/14—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
    • B01D53/18—Absorbing units; Liquid distributors therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2273/00—Operation of filters specially adapted for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D2273/10—Allowing a continuous bypass of at least part of the flow, e.g. of secondary air, vents
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49826—Assembling or joining

Definitions

  • the invention relates to a filter module for the separation of extraneous substances from machine exhaust air, comprising a filter housing having an inlet opening and an outlet opening for the passage of machine exhaust air, at least one fastening element for fastening the filter module to a machine and a filter housing arranged in the filter arrangement of at least two in the flow direction filter groups of rod-shaped, parallel to each other in a constant center distance and with its longitudinal axis substantially transversely to the flow direction arranged filter elements with a filter medium, wherein the filter elements of two adjacent filter groups are parallel to each other and are arranged transversely to their longitudinal axes and the flow direction relative to each other.
  • US Pat. No. 6,726,749 B2 discloses a generic filter device for the separation of extraneous substances from exhaust air from machines, in particular office machines. This has in a filter housing on a plurality of filter rods, which are supplied from a liquid container with liquid, and a holder for fixing the filter housing to a machine, wherein the filter rods are positioned in the exhaust air stream. As can be seen in FIG. 7 of the US patent, in one embodiment the filter rods are arranged in a row and the rows are offset relative to one another. The non-airborne ingredients are adsorbed when passing from the wetted with liquid filter rods and thereby separated from the exhaust air stream.
  • a disadvantage of this system is that the filter rods are each fastened individually in the filter housing and maintenance or replacement of the filter rods is correspondingly tedious and lengthy.
  • Another disadvantage is that the liquid is consumed during the period of use of the filter device and the liquid container to extend the service life must be refilled regularly to maintain the wetting of the filter rods on. Infestation requires great care or additional aids to avoid contamination. Irrespective of the supply of liquid, if the filter rods are heavily soiled after prolonged service life or heavily contaminated machine exhaust air, cleaning or replacement of the filter rods or of the entire filter apparatus may be necessary, as can be seen from the separately fastened filters. Terstäbe higher costs caused by increased Manipulationsaurwand or a complete replacement.
  • the object of the invention is now to provide a generic filter device, which is characterized by a further simplified application and causes only small costs in production and use.
  • the summary of the filter elements with at least one filter support to at least one filter insert proves that can be solved by the filter housing.
  • the filter cartridge can thereby be manipulated independently of the filter housing, e.g. in order to facilitate cleaning of the filter elements or of the filter medium, to replace individual filter elements or to replace the entire filter insert.
  • the filter support may be a strip-shaped element, to which the individual filter elements are preferably attached at right angles, parallel to each other and at a constant center distance, or also, e.g. be formed frame-shaped and fix both ends of the individual filter elements.
  • the filter medium can be arranged both on the outer surface of the filter elements, as well as in the interior of the filter elements when the filter medium through openings in the surface of the filter elements can come into contact with the exhaust air, for example, when the filter element is formed like a cage.
  • a further advantageous effect is achieved by the formation of a plurality of filter cartridges, in particular in that a plurality of rows of filter elements, preferably the individual filter groups are combined, each with its own filter carrier.
  • the individual filter rows or filter groups can thereby be cleaned or replaced independently of each other depending on the degree of contamination, whereby the cost of replacing the filter cartridges are reduced because still usable filter cartridges can be used.
  • the displacement of the filter elements of two filters arranged one behind the other in the flow direction terluid by half the center distance causes the exhaust air is deflected when passing the filter elements maximum and the separation efficiency of the filter module is improved.
  • an insertion opening for the filter cartridges in the filter housing allows a more direct and better access to the individual filter cartridges, as through the inlet opening or outlet opening, since they allow only a sequential access to the individual filter cartridges.
  • the insertion opening can also be formed by a series of openings through which the individual filter elements protrude into the interior of the filter housing, while the filter carrier remains outside of the filter housing.
  • guide elements for securing the mounting position can be designed in the form of a longitudinal guide, along which the filter inserts are inserted into the filter housing, or else in the form of punctiform guide elements, which only become effective shortly before reaching the correct installation position.
  • An advantageous possibility to position a filter insert in the installed position consists according to a further embodiment is to make the Einschuböffhung as a guide element by the latter receives the filter carrier with little play and thus takes place a fixation of the inserted filter insert transversely to the insertion direction. It is possible to provide a separate insertion opening for each filter insert or to place the filter inserts tightly through a common feed opening.
  • An additional form of a guide element may be formed according to a further sub-claim by a recess or enforcement in the filter housing relative to the insertion opening into which protrude one or more filter elements or a frame-shaped filter carrier.
  • the recess may be limited to the housing wall alone or be formed by a sleeve-shaped, projecting into the interior of the filter housing Tarhahme- element that receives an end portion of the filter elements or the filter cartridge.
  • the filter assemblies forming a filter inserts perform identical.
  • the production by the larger quantities and the storage cost-effective reduces the possibility of confusion for the user.
  • a further increase in user-friendliness can be achieved according to a further embodiment feature by a symmetrical design of the filter cartridges.
  • the offset between the individual filter cartridges is effected in the embodiments with two or three planes of symmetry by the offset of the guide elements or the insertion openings.
  • the filter elements according to a further embodiment with a large effective cross-section, i.
  • a further increase in the degree of separation can be achieved by arranging more than two filter elements behind one another or a plurality of filter modules in succession, which, however, also increases the flow resistance, which may occur only to a limited extent so as not to adversely affect the heat removal of the exhaust-emitting machine. permissible to adversely affect.
  • One way to save costs for the filter inserts is to releasably connect the filter elements according to a further subclaim with the filter carrier, whereby also individual filter elements can be replaced.
  • individual filter elements when the individual filter elements are loaded by the flow conditions to different degrees with the air-foreign substances or dust particles, swapping individual filter elements may be advantageous.
  • the filter elements can be removed individually, which in certain embodiments of the filter elements (eg with a star-shaped cross section) or the filter inserts can facilitate cleaning.
  • the filter elements are connected to the filter carrier by means of a press fit and thus no additional fastening means are required.
  • the choice of the material for the filter medium according to a described embodiment of the filter module from the group of porous material, fibrous tissue, pulp material or a plastic foam is advantageous to positively affect the separation efficiency of the filter module.
  • the pores and fibrous components in these act are advantageous to positively affect the separation efficiency of the filter module.
  • materials as additional mechanical deposition surfaces may simultaneously serve as a storage medium for a chemically and / or physically effective liquid that adsorbs or absorbs the non-airborne ingredients.
  • the porous material may e.g. be formed by a ceramic or metallic foam, which have high mechanical strength and are therefore insensitive to damage during assembly or cleaning.
  • the fibrous web of inorganic or organic and natural fibers e.g. Cellulose, cellulose acetate, polyester, etc. is also characterized by high filtration efficiency.
  • Plastic foams or latex foam can also be used as a filter medium, in particular open-cell materials such as PU foam, which is often used as a wet filter medium.
  • a plurality of different filter media can also be used in a filter arrangement in order to combine the respective advantageous properties.
  • the filter volume can be increased considerably, whereby the service life of the filter cartridges can increase or the storage volume for liquid can be increased. Furthermore, the reduction in the number of materials used can reduce the manufacturing costs for the filter elements. It may also be advantageous in certain embodiments to integrally form the filter medium and the filter element, in particular if the strength of the filter medium is sufficient to absorb the forces occurring during assembly and handling of the filter inserts without damage, for example if the filter medium is sufficiently compacted. As a result, the production costs can also be reduced with a suitable choice of material.
  • the filter medium is in each case arranged only on a partial section of the filter element. It is thus possible, for example, to provide the filter medium in a material-saving manner only on the upstream side of the filter elements.
  • the expansion of the filter medium may also be restricted to a section inside a filter element.
  • the ends of the filter elements may be designed without filter medium in order to facilitate attachment to the filter carrier or in the filter housing by a plug connection.
  • the arrangement of the filter medium according to another sub-claim on the surface of the filter elements provides a largely free design possibility of the shape of the supporting filter elements, as well as good accessibility in a possible cleaning of the filter elements. Complex cross-sectional shapes can be made difficult with the filter media mentioned in some cases, which is why in these cases a subsequent attachment to the surface of the filter elements is easier to accomplish.
  • the connection between the filter medium and the filter elements may be mechanical, e.g. by clamping or re-clamping the filter medium as well as by a separate adhesive layer or applying the filter medium in a sticky state, e.g. by foaming the filter elements with a mass which forms the filter medium in the hardened state.
  • An improvement of the separation effect of the filter module can be achieved according to a further subclaim by wetting the filter medium with a liquid selected from the group of liquids glycerol, silicone oil, essential oil, paraffin oil and / or latex emulsion.
  • a liquid selected from the group of liquids glycerol, silicone oil, essential oil, paraffin oil and / or latex emulsion.
  • the non-airborne ingredients in the exhaust air of the machine such as dust, fine dust, ultrafine particles, pollen, spores, bacteria, other aerosols with solid or liquid particles, in the case of an office machine in particular toner dust and / or paper abrasion can be good mechanical contact with the wetted filter medium bound and gaseous impurities such as ozone, benzene, phenol, carbon dioxide, formaldehyde or unpleasant odors may also be chemisorbed and / or neutralized by contact with the liquid.
  • An advantageous effect of these components is a low vapor pressure and a
  • liquids promote a uniform distribution in the filter medium due to the capillary action that occurs when wetting the filter medium.
  • a correspondingly adjusted high viscosity and surface tension direct wetting of the filter element is also possible, as a result of which the filter medium is formed by the liquid.
  • Another possible embodiment of the filter module is to add to the liquid an olfactory substance, whereby the air flowing out of the filter module air can trigger a pleasant Gerachsempfindung.
  • the concentration and the rate of evaporation of the olfactory substance By adjusting the concentration and the rate of evaporation of the olfactory substance, the duration of the fragrance delivery can be adapted to the service life of the liquid, whereby the declining smell sensation can be used as an indicator for a necessary replacement of the filter elements or a renewal of the liquid.
  • liquid an antibacterial, -virale, -mykotic or fungicidal substance to mix, which on the one hand on the machine delivered bacteria or fungal spores are rendered harmless in contact with the liquid and on the other hand, the enrichment or colonization the filter elements with bacteria, viruses or fungi is prevented.
  • the filter medium it is advantageous to equip the filter medium with an antibacterial surface. This can be achieved, for example, by coating or impregnation with silver, in particular nanoscale silver, or a silver coating. take place.
  • the liquid in cavities within the filter elements it is advantageous to store the liquid in cavities within the filter elements and pass through openings, e.g. small holes or slits to slowly dispense to the filter medium.
  • the liquid losses in the filter medium by the evaporation can be compensated in this way constantly and the service life of the filter elements can be extended.
  • a possible development is to form at least part of the filter medium by activated carbon, which is characterized by high adsorption capacity for air-foreign gases and odors.
  • the filter elements with activated charcoal constituents in the filter medium are therefore to be arranged in the flow direction before the scent-emitting filter elements.
  • ferromagnetic particles e.g. Iron abrasion from the machine according to one embodiment is provided to equip one or more filter elements with a magnetic element or a magnetic component.
  • This can be formed by a permanent magnet, but also by an electromagnet.
  • a further embodiment of the filter module is characterized in that the rod-shaped filter elements have an oblong cross section, that is to say a cross section with a pronounced longitudinal axis.
  • the ratio of surface area to volume of the filter elements increases, whereby a large filter area can be accommodated in a relatively small space.
  • the filter module as seen in the throughflow direction, can also be built short with a plurality of filter inserts arranged one behind the other.
  • the cross-section of the filter elements can be performed in a quadrangular, triangular, star-shaped or round according to a further embodiment of the filter module.
  • the quadrangular, triangular or round, in particular circular design of the filter elements manufacturing technology is easy to manufacture, further favors the quadrangular and circular cylindrical shape a symmetrical design of the filter cartridges.
  • the star-shaped cross-section offers a high value in the ratio of surface area to volume of the filter element, whereby a large filter area can be accommodated in a relatively small space.
  • the cross-sectional shape can also be used to influence the flow of exhaust air through the filter assembly, for example, to swirl the flow through unfavorable, eg rectangular cross-sections and to intensify the contact of the exhaust air with the filter medium or to calm the flow through flow-favorable, eg triangular cross-sections If the exhaust air flow of the machine is strong and turbulent and thus possibly disturbing.
  • the fastening element for fastening the filter module to the exhaust-emitting machine can advantageously be formed by an adhesive layer, an adhesive tape, a Velcro strip, a screw, a socket pin, a snap connector, these fastening possibilities being mentioned only as examples and also using other fastening means can be.
  • a Velcro connection between the filter housing and machine easy mounting and handling by the user is possible. Due to the intimate connection between the hook tape and the loop tape of the Velcro connection a seal between the machine and the filter housing is effected, whereby the exhaust air flow is largely guided by the filter module.
  • a separate sealing element e.g. a self-adhesive sponge rubber strip can be used.
  • fastening element in the region of the inlet opening of the filter housing, in order to achieve small and inexpensive components for the attachment and an optically inconspicuous attachment.
  • a further advantageous fastening possibility of the filter module is achieved if a groove is formed on the back of the filter housing facing the machine, in which a winkelprof ⁇ lmés compensation element is inserted and that the compensation element by means of the fastener, preferably a Velcro fastener, attached to the machine.
  • the filter housing it is also advantageous to equip the filter housing with one or more connecting elements for connection to additional filter modules.
  • it is of course possible to adapt the size of a filter module in each case to the exhaust air opening of the machine it is generally more economical to produce the filter modules in a uniform size and to assemble a filter device of suitable size by connecting a plurality of filter modules. Due to the many different types and sizes of machines in which the filter modules can be used, the custom combination of a standard size is more convenient than a variety of custom designs.
  • connection between two filter modules can be formed according to a further embodiment in each case by a locking pin, a mounting rail or mounting groove, a dovetail connection, a Velcro connection.
  • connection can be formed according to a further embodiment in each case by a locking pin, a mounting rail or mounting groove, a dovetail connection, a Velcro connection.
  • All other types of connection such as Gluing, screws, clamps, snap connections or similar can be used.
  • the embodiment according to another claim comprising two boundary walls of two filter housings at their edges with a clamping element, can advantageously be done on the front and / or the back of the filter housing.
  • the clamping element is designed, for example, as a U-profile, which achieves the clamping effect when plugged in by a press fit.
  • the filter cartridge on the filter carrier has a grip element on which the filter cartridge can be gripped by the user when installed.
  • a production of the components of a filter module, in particular of the filter housing, the filter support and / or the filter element according to a subclaim in the plastic injection molding process is particularly economical for large quantities and consistently achieves high workpiece accuracies and qualities.
  • the temperature of the exhaust air must be taken into account, so that in use by the exhaust air temperatures no impermissible changes in shape of the components of the filter module.
  • An easily manufactured embodiment of the releasable connection between filter insert and filter housing is according to another claim is to provide a non-positive snap connection, in particular with a engaging in a detent recess, spherical locking projection jump.
  • the filter module at the outlet opening i. be equipped with a grille on the visible front.
  • a grille on the visible front.
  • This offers on the one hand protection against accidental contact with the filter elements, in particular if they are wetted with liquid and on the other hand an optical design possibility for the front of the filter module.
  • the flow of the exiting, filtered air can also be influenced, e.g. be distracted in a certain direction.
  • the cover grille come again all common types of mounting in question such. Screws, clamps, gluing etc.
  • FIG. 1 shows a filter module with a partially pulled-out filter element in a perspective view
  • Figure 2 is a filter module in elevation along the line II-II in Figure 3 in a simplified representation ..;
  • FIG. 3 shows two embodiments of the filter module in plan view along the line III-III in Figure 2 in a simplified, fragmentary illustration ..;
  • FIG. 4 shows several embodiments of the detachable connection between a filter insert and a filter housing in sections and in a simplified representation
  • FIG. 5 embodiments of filter cartridges with one, two and three planes of symmetry in a simplified representation, in elevation and plan view;
  • Fig. 6 shows two embodiments of a filter element in a simplified, perspective Presentation
  • Fig. 7 shows two further embodiments of a filter element in a simplified, perspective view
  • Fig. 8 shows a Aus collirungsform the connection between two filter modules in a simplified, sectional representation.
  • Fig. 1 shows an embodiment of a filter module 1 according to the invention for the separation of non-airborne ingredients from machine exhaust.
  • the exhaust air can come from a variety of different machines, an important application of the filter modules 1 of the invention is in machines that emit their exhaust air in closed rooms in which people are. This particularly applies to office machines such as copiers, printers or fax machines, which are used in many places and frequently.
  • Ingredients which are separated or filtered are dust, particulate matter, ultrafine particles, pollen, spores, microorganisms, e.g. Bacteria and other aerosols with solid or liquid particles, in the case of an office machine in particular toner dust or paper abrasion and gaseous impurities such as ozone, benzene, phenol, solvents of printing ink and inks, carbon dioxide, formaldehyde or unpleasant odors.
  • the main body of the filter module 1 is formed by a filter housing 2, which is designed for the passage of the exhaust air of a machine.
  • the exhaust air flow or the throughflow direction 3 of the exhaust air is represented by an arrow 3.
  • the filter housing 2 is formed in the illustrated embodiment as a rectangular frame with four boundary walls 4, but in the flow direction 3, another, e.g. have circular cross section and a greater extent, and thus be tubular. Furthermore, the cross section in the flow direction 3 can be constant or variable.
  • the exhaust air flows through an inlet opening 5 to an outlet opening 6 of the filter housing 2, which offer the largest possible free cross-section for low-loss transmission.
  • the filtering of the exhaust air takes place by means of a filter arrangement 7 arranged in the interior of the filter housing 2, which comprises at least two, one behind the other in the direction of flow 3
  • Filter groups 8 is formed. Each filter group 8 consists of several rod-shaped, parallel to each other in a constant center distance 9 and arranged with their longitudinal axes substantially transverse to the flow direction 3 filter elements 10. Furthermore, the filter elements 10 of at least two adjacent filter groups 8 are parallel to each other. If there are more than two filter groups 8 in a filter arrangement 7, one or more filter groups 8 may also have orientations of the filter elements 10 deviating from the two adjacent and parallel filter groups 8.
  • a filter insert 12 is in the illustrated embodiment, in each case a largely planar structure, wherein the surface is aligned normal to the flow direction 3.
  • the individual filter elements 10 are rod-shaped with a rectangular transverse formed, wherein the longer rectangular side is aligned transversely to the flow direction 3.
  • other shapes for example square, triangular, star-shaped, circular-cylindrical or oval cross-sections, are possible, with which in particular the effects set out in the introduction to the description can be achieved.
  • the filter supports 11 form a connection of a plurality of filter elements 10, wherein in the illustrated embodiment, in each case the arranged in a plane perpendicular to the flow direction 3 filter elements 10 are combined and thus exactly one filter group 8 is contained in a filter element 12.
  • the filter elements 10 of a filter arrangement 7 can be combined in many different ways by the formation of the filter carriers 11, e.g. by the strip-shaped filter carrier 11 are oriented in the flow direction 3 and filter elements 10 of different filter groups 8 connect together.
  • all filter elements 10 are combined with a filter carrier 11, whereby the filter arrangement 7 is formed from only one filter insert 12.
  • the filter elements 10 of two successive Filtergrappen 8 are seen in the flow direction 3 is not arranged in a straight line one behind the other, but offset from one another transversely to the flow direction 3 parallel.
  • two identical filter inserts 12 are offset from each other by half of the center distance 9 arranged in the filter housing 2, whereby successive filter elements 10 are also offset from each other and behind each one of two adjacent filter elements 10 of a filter group 8 formed gap centrally oriented a filter element 10 of an adjacent filter group 8 is located. If the width of the filter elements 10, as in the example shown, is greater than half the center distance 9, a straight pass of the filter assembly 7 is impossible and forced a strong deflection of the exhaust air flowing through, which increases the deposition effect.
  • the filter cartridges 12 can be introduced with appropriate dimensions through the inlet opening 5 and / or the outlet opening 6 axially relative to the flow direction in the filter housing 2, but it is expedient, as shown in the embodiment, in the filter housing 2 has its own insertion opening 13 for the or to provide the filter cartridges 12.
  • the insertion opening 13 is designed so that two adjacent and staggered filter carrier 11 can be received with little play.
  • a separate insertion opening 13 may be provided for each filter element 12, whereby a larger distance between successive filter groups 8 is formed.
  • the insertion opening 13 simultaneously forms a guide element 14 in that it receives the filter inserts 12 with little play in the installed position and thus defines its position.
  • Further guide elements 14 are formed by recesses 15 in the filter housing 2, in which engage the free ends of the filter elements 10 in the installed state. In many cases, however, the guidance by fixing the filter support 11 in the insertion opening 13 is sufficient.
  • this has a plurality of connecting elements 16 on the boundary walls 4, which allow simple assembly of larger filter devices from individual filter modules 1.
  • two types of connecting elements 16 are exemplified, wherein on a filter module 1 different, but also only the same connection elements 16 can be used.
  • On the vertical boundary walls 4 are each a vertically oriented dovetail rail 17 and a dovetail groove 18 are arranged with which filter modules 1 can be connected in the horizontal direction.
  • holes 19 are arranged on the horizontal B, which can be introduced into the connecting pin, not shown, and a connection of filter modules 1 can be made in the vertical direction.
  • a filter module 1 is shown cut in elevation, wherein a filter insert 12 inserted in the filter housing 2 can be seen.
  • a filter medium 20 is arranged, which is indicated by a hatching in sections.
  • the filter medium 20 is a porous material which has cavities and / or capillaries in its interior and can be impregnated with a liquid.
  • the liquid is a silicone oil type AK 2000 from the company Wacker Chemie can be replaced by all liquids mentioned in the introduction.
  • the pores contained ne the effective surface of the filter medium 20 against a smooth surface greatly increased, at the same time form the pores necessary for storing the liquid volume.
  • the filter medium 20 is constructed of polyester fibers which are pressed into a fibrous composite.
  • Filter media of this and similar type are available, for example, from Filtrona. Of course, other materials for constructing the filter medium 20 can be used.
  • the strength of this composite makes it possible to construct the filter element 10 entirely from the material of the filter medium 20. Filter element 10 and filter medium 20 are thus formed inexpensively in one piece.
  • the filter elements 10 are connected to the filter carrier 11 by a press fit and can be exchanged by simply pulling out and inserting.
  • Fig. 3 shows two embodiments of the filter module cut in plan.
  • a filter module 1 is attached to a machine housing 22, in such a way that the inlet opening 5 of the filter housing 2 is positioned in extension of the exhaust ports 23 of the machine.
  • the filter housing 2 is connected by means of a fastening element 24 with the machine housing 22.
  • the fastening element 24 is formed in the exemplary embodiment by a Velcro tape with cooperating loop tape and hook tape, wherein the hook tape with the filter housing 2, for example by gluing, connected and the loop tape is connected to the machine housing 22 or vice versa.
  • the fastener 24 is disposed directly on the boundary wall 4, while in Fig.
  • the fastener 24 is disposed on a winkelprof ⁇ lartigen compensation element 25.
  • This is mounted on the machine-facing back of the filter housing 2 in a groove 26, whereby an adjustment of the distance between the filter module 1 and machine housing 22 is possible by a leg of the compensating element 25 in the groove 26 is displaceable.
  • the compensating element 25 has a higher flexibility than the entire filter module 1 and can therefore more easily adapt to unevenness of the machine housing 22, as a result of which attachment to non-planar machine housings 22 is also possible. At the same time a lateral escape of the exhaust air between the machine housing 22 and filter module is prevented by the compensation element 25.
  • a grille 27 is attached, on the one hand provides protection of the filter elements against accidental contact, as well as by the execution of the grid elements 28 allows influencing the exhaust air flow.
  • FIGS. 4a to 4f show various examples of the connection of the filter carrier 11 and the filter insert 12 to the filter housing 2 and an upper boundary wall 4, respectively.
  • Fig. 4a shows a connecting plate 28 which overlaps two adjacent edges of the filter housing 2 and filter carrier 11 and with these solvable, z. B. an adhesive film is connected.
  • FIG. 4b shows a filter carrier 11 which overlaps the filter housing 2 in the region of the insertion opening 13, wherein in the overlapping area a detachable connecting means 29, e.g. a reusable adhesive film or a Velcro tape is arranged.
  • a detachable connecting means 29 e.g. a reusable adhesive film or a Velcro tape is arranged.
  • Fig. 4c also shows an overlapping arrangement of filter support 11 and filter housing 2, wherein a connection is made by a screw 30.
  • FIG. 4 d shows an embodiment in which the filter carrier 11 rests on a support strip 31, which is connected to the filter housing 2.
  • the support bar 31 may be formed as a separate component as well as integrally with the filter housing 2.
  • Fig. 4f shows a frictional snap connection between the filter carrier 11 and the filter housing 2, in which engages a convex locking projection 33 on the filter carrier 11 in the installed position in a detent recess 34 in the filter housing.
  • FIGS. 4 g to 4 j show examples of the positioning of the filter elements 10 or of a filter insert 12 in the interior of the filter housing 2.
  • FIG. 4g shows a recess 35 into which a filter carrier 11 of a filter insert 12 enters. protrudes.
  • the recess 35 may have a bevel, not shown.
  • 4h shows a bush-shaped receptacle 36, which is arranged on the inside of a boundary wall 4. This can be formed in one piece by the boundary wall 4, or as a separate component which is attached to the boundary wall 4.
  • the positioning pin 37 which projects into a recess on the end face of the filter element 10 or of the filter carrier 11.
  • the positioning pin 37 may also have a tip, which does not require a separate recess, in particular for relatively soft filter elements.
  • FIG. 4j shows, as a guide element for a filter element 10 or a filter carrier 11, an enforcement 38 in a boundary wall 4.
  • filter inserts 12 are shown in simplified form in elevation and plan view in FIG.
  • FIG. 5 a shows a filter insert 12 with a pronounced longitudinal axis 39, a vertical axis 40 and a transverse axis 41, comprising a filter carrier 11 and four parallel filter elements 10 fastened thereto.
  • the filter insert 12 is only clamped with respect to a plane from the longitudinal axis 39 and the vertical axis 40, symmetrical.
  • the offset between successive filter elements 10 can be achieved by half turning the filter insert 12 about the vertical axis 40, wherein the filter supports 11 are not offset from each other.
  • FIG. 5b shows a filter cartridge 12, with two planes of symmetry, namely the plane spanned by the longitudinal axis 39 and the vertical axis 40 and the plane spanned by the vertical axis 40 and the transverse axis 41.
  • two planes of symmetry namely the plane spanned by the longitudinal axis 39 and the vertical axis 40 and the plane spanned by the vertical axis 40 and the transverse axis 41.
  • FIG. 5 c shows a filter insert 12 with a third plane of symmetry, spanned by the longitudinal axis 39 and the transverse axis 41.
  • both ends of the filter elements 10 must be fastened to a filter carrier 11.
  • two identical filter carrier 11 or a frame-shaped filter carrier 11 can be used.
  • Fig. 6a shows a filter element 10 with a cuboid base body. From the surface of which only a portion of the filter element 10 is provided with the filter medium 20. The free ends of the filter element 10 can be easily pressed into a filter carrier 11 in this embodiment. In this asymmetrical design, attention must be paid to the orientation of the filter medium 20 during assembly.
  • Fig. 6b shows a cuboid filter element 10, wherein the filter medium 20 extends over the entire circumference.
  • a filter cartridge 12 can be turned to extend the service life.
  • a magnetic element 42 is arranged from a permanent magnet, with which the separation effect for ferromagnetic particles is increased in the exhaust air flow.
  • Fig. 7 two embodiments of filter elements 10 with circular cross-section in a simplified, perspective view are included.
  • FIG. 7 a shows a circular-cylindrical filter element 10, which is formed entirely from the filter medium 20. Within the porous filter medium 20, the adsorbent liquid is stored and largely uniformly distributed by the capillary action. This embodiment is very inexpensive to manufacture.
  • Fig. 7b shows a circular cylindrical filter element 10, comprising a circular cylindrical
  • Container 43 with arranged on its outer jacket filter medium 20. This is through openings 44, for example, fine holes or slots, with the interior of the container 43 fluid-connected id.
  • the container 43 serves as a storage for the liquid and passes through the Openings 44 to the filter medium 20 during the period of use.
  • FIG. 8 shows a further variant of connecting two filter modules 1.
  • the connecting means used is a clamping element 45, which frictionally connects two boundary walls 4 of two filter housings 2 or filter modules 1.
  • the clamping element 45 is formed as a U-shaped profile, which is inserted over two adjacent edges of two boundary walls 4.
  • the clamping element 45 is elastically deformed and caused by acting between the mounting walls 4 contact force the non-positive connection by friction.
  • the clamping element 45 can be used on the front side and / or on the rear side of the filter housing 2. If the clamping connection is used only on one side, a distance can occur between the boundary walls 4 when force is applied on the other side - the composite of several filter modules 1 thus acquires a certain flexibility for adaptation to non-planar machine housings 22.
  • FIGS. 1 to 8 can form the subject of independent solutions according to the invention.
  • the relevant objects and solutions according to the invention can be found in the detailed descriptions of these figures.

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Abstract

Die Erfindung beschreibt ein Filtermodul (1) zur Abscheidung von luftfremden Inhaltsstoffen aus Maschinenabluft, umfassend ein Filtergehäuse (2) mit einer Eintrittsöffnung (5) und einer Austrittsöffnung (6) zur Durchleitung von Maschinenabluft, zumindest ein Befestigungselement (24) zur Befestigung des Filtermoduls (1) an einer Maschine und eine im Filtergehäuse (2) angeordnete Filteranordnung (7) aus zumindest zwei in Durchströmrichtung (3) hintereinanderliegenden Filtergruppen (8) aus stabförmigen, zueinander in einem gleichbleibenden Mittenabstand (9) parallelen sowie mit ihrer Längsachse weitgehend quer zur Durchströmrichtung (3) angeordneten Filterelementen (10) mit einem Filtermedium (20), wobei die Filterelemente (10) zweier benachbarter Filtergruppen (8) zueinander parallel sind und quer zu ihren Längsachsen und zur Durchströmrichtung (3) relativ zueinander versetzt angeordnet sind. Die Filterelemente (10) sind mit zumindest einem Filterträger (11) zu mindestens einem Filtereinsatz (12) verbunden und der Filtereinsatz (12) ist mit dem Filtergehäuse (2) lösbar verbunden.

Description

Filtermodul
Die Erfindung betrifft ein Filtermodul zur Abscheidung von luftfremden Inhaltsstoffen aus Maschinenabluft, umfassend ein Filtergehäuse mit einer Eintrittsöffnung und einer Austritts- Öffnung zur Durchleitung von Maschinenabluft, zumindest ein Befestigungselement zur Befestigung des Filtermoduls an einer Maschine und eine im Filtergehäuse angeordnete Filteranordnung aus zumindest zwei in Durchströmrichtung hintereinanderliegenden Filtergruppen aus stabförmigen, zueinander in einem gleichbleibenden Mittenabstand parallelen sowie mit ihrer Längsachse weitgehend quer zur Durchströmrichtung angeordneten Filterelementen mit einem Filtermedium, wobei die Filterelemente zweier benachbarter Filtergruppen zueinander parallel sind und quer zu ihren Längsachsen und zur Durchströmrichtung relativ zueinander versetzt angeordnet sind.
Aus US 6 726 749 B2 ist eine gattungsgemäße Filtervorrichtung für die Abscheidung von luftfremden Inhaltsstoffen aus Abluft von Maschinen, insbesondere Büromaschinen bekannt. Diese weist in einem Filtergehäuse eine Vielzahl von Filterstäben auf, die aus einem Flüssigkeitsbehälter mit Flüssigkeit versorgt werden, sowie eine Halterung zur Befestigung des Filtergehäuses an einer Maschine, wobei die Filterstäbe im Abluftstrom positioniert sind. Wie in Fig. 7 der US-Schrift erkennbar, sind die Filterstäbe in einer Ausführungsform reihenformig angeordnet und die Reihen zueinander versetzt. Die luftfremden Inhaltsstoffe werden beim Passieren von den mit Flüssigkeit benetzten Filterstäben adsorbiert und dadurch aus dem Abluftstrom abgeschieden.
Nachteilig bei diesem System ist, dass die Filterstäbe jeweils einzeln im Filtergehäuse befes- tigt sind und eine Wartung oder ein Austausch der Filterstäbe entsprechend mühsam und langwierig ist. Ebenfalls nachteilig ist, dass die Flüssigkeit während der Einsatzdauer der Filtervorrichtung verbraucht wird und der Flüssigkeitsbehälter zur Verlängerung der Gebrauchsdauer regelmäßig nachgefüllt werden muss um die Benetzung der Filterstäbe weiter aufrechtzuerhalten. Das Befallen erfordert eine hohe Sorgfalt oder zusätzliche Hilfsmittel um Verunreinigungen zu vermeiden. Unabhängig von der Versorgung mit Flüssigkeit kann bei starker Verschmutzung der Filterstäbe nach längerer Gebrauchsdauer oder stark verunreinigter Maschinenabluft eine instandsetzende Reinigung oder ein Austausch der Filterstäbe oder der gesamten Filtervorrichtung erforderlich sein, was durch die einzeln befestigten FiI- terstäbe höhere Kosten durch erhöhten Manipulationsaurwand oder einen Komplettaustausch verursacht.
Die Aufgabe der Erfindung besteht nunmehr darin, eine gattungsgemäße Filtervorrichtung bereitzustellen, die sich durch eine weiter vereinfachte Anwendung auszeichnet und bei Herstellung und Gebrauch nur geringe Kosten verursacht.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Filtermodul gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Als vorteilhaft bei dem erfindungsgemäßen Filtermodul erweist sich die Zusammenfassung der Filterelemente mit zumindest einem Filterträger zu mindestens einem Filtereinsatz, der vom Filtergehäuse gelöst werden kann. Der Filtereinsatz kann dadurch unabhängig vom Filtergehäuse manipuliert werden, z.B. um eine Reinigung der Filterelemente bzw. des Filter- mediums leichter durchzuführen, einzelne Filterelemente zu ersetzen oder den gesamten Filtereinsatz zu tauschen. Der Filterträger kann dabei ein streifenförmiges Element sein, an dem die einzelnen Filterelemente vorzugsweise rechtwinkelig, zueinander parallel und in einem gleichbleibenden Mittenabstand befestigt sind, oder auch z.B. rahmenformig ausgebildet sein und jeweils beide Enden der einzelnen Filterelemente fixieren. Das Filtermedium kann dabei sowohl an der äußeren Oberfläche der Filterelemente angeordnet sein, als auch im Inneren der Filterelemente, wenn das Filtermedium durch Öffnungen in der Oberfläche der Filterelemente mit der Abluft in Kontakt treten kann, beispielsweise wenn das Filterelement käfigartig ausgebildet ist.
Einen weiteren vorteilhaften Effekt erzielt man durch die Ausbildung von mehreren Filtereinsätzen, insbesondere indem mehrere Reihen von Filterelementen, vorzugsweise die einzelnen Filtergruppen mit jeweils einem eigenen Filterträger zusammengefasst sind. Die einzelnen Filterreihen bzw. Filtergruppen können dadurch unabhängig voneinander je nach Verschmutzungsgrad gereinigt oder ersetzt werden, wodurch die Kosten für den Austausch der Filtereinsätze reduziert werden, da noch gebrauchsfähige Filtereinsätze weiter verwendet werden können.
Das Versetzen der Filterelemente zweier in Durchströmrichtung hintereinanderliegender FiI- tergruppen um die Hälfte des Mittenabstandes gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Filtermoduls bewirkt, dass die Abluft beim Passieren der Filterelemente maximal umgelenkt wird und der Abscheidegrad des Filtermoduls verbessert ist.
Die Ausbildung einer Einschuböffnung für die Filtereinsätze im Filtergehäuse ermöglicht einen direkteren und besseren Zugriff auf die einzelnen Filtereinsätze, als durch die Eintritts- öffhung oder Austrittsöffhung, da diese nur einen sequentiellen Zugriff auf die einzelnen Filtereinsätze gestatten. Die Einschuböffnung kann aber auch durch eine Reihe von Öffnungen gebildet sein, durch die die einzelnen Filterelemente in das Innere des Filtergehäuses ragen, während der Filterträger außerhalb des Filtergehäuses verbleibt.
Für eine sichere Positionierung der Filtereinsätze im Filtergehäuse ist es gemäß einer Weiterbildung vorteilhaft, Führungselemente zur Sicherung der Einbaulage vorzusehen. Diese können in Form einer Längsführung ausgebildet sein, entlang der die Filtereinsätze in das Filter- gehäuse eingeführt werden, oder aber auch in Form von punktuellen Führungselementen, die erst kurz vor Erreichen der richtigen Einbauposition wirksam werden.
Eine vorteilhafte Möglichkeit einen Filtereinsatz in der Einbaulage zu Positionieren besteht nach einer weiteren Ausfuhrungsform darin, die Einschuböffhung als Führungselement zu gestalten, indem diese den Filterträger mit kleinem Spiel aufnimmt und somit eine Fixierung des eingeschobenen Filtereinsatzes quer zur Einschubrichtung erfolgt. Dabei ist es möglich, für jeden Filtereinsatz eine eigene Einschuböffhung vorzusehen oder die Filtereinsätze enganliegend durch eine gemeinsame Emschuböffnung zu platzieren.
Eine zusätzliche Form eines Führungselements kann gemäß einem weiteren Unteranspruch durch eine Ausnehmung oder Durchsetzung im Filtergehäuse gegenüber der Einschuböffnung gebildet sein, in die ein oder mehrere Filterelemente oder ein rahmenförmiger Filterträger hineinragen. Die Ausnehmung kann sich dabei auf die Gehäusewand allein beschränken oder auch durch ein hülsenförmiges, in das Innere des Filtergehäuses ragendes Aufhahme- element gebildet sein, das einen Endabschnitt der Filterelemente oder des Filtereinsatzes aufnimmt.
Um den Versatz zwischen den Filterelementen hintereinanderliegender Filterreihen zu erzie- len ist es vorteilhaft, die Fülirungselemente für die einzelnen Filtereinsätze gegeneinander zu versetzen. Dadurch wird die für die Reinigungswirkung erforderliche Umlenkung des Abluftstromes sichergestellt.
Aus Gründen der Wirtschaftlichkeit und auch der Anwenderfreundlichkeit ist es sinnvoll, gemäß einem weiteren Unteranspruch die eine Filteranordnung bildenden Filtereinsätze baugleich auszuführen. Dadurch ist einerseits die Herstellung durch die größeren Stückzahlen und die Lagerhaltung kostengünstiger, andererseits die Verwechslungsmöglichkeit für den Anwender reduziert.
Eine weitere Steigerung der Anwenderfreundlichkeit kann gemäß einem weiteren Ausführungsmerkmal durch eine symmetrische Ausbildung der Filtereinsätze erzielt werden. Je mehr Symmetrieebenen ein Filtereinsatz aufweist, umso geringer ist die Gefahr diesen falsch in das Filtergehäuse einzusetzen, wodurch der Filterwechsel auch von technischen Laien problemlos durchgeführt werden kann. Der Versatz zwischen den einzelnen Filtereinsätzen wird bei den Ausführungen mit zwei oder drei Symmetrieebenen durch den Versatz der Führungselemente bzw. der Einschuböffnungen bewirkt.
Durch die Ausbildung der Filterelemente nach einer weiteren Ausführungsform mit einem großen Wirkquerschnitt, d.h. dass innerhalb einer Filtergruppe die in eine Ebene normal auf die Durchströmrichtung projizierte Fläche der Filterelemente größer ist, als die in eine Ebene normal auf die Durchströmrichtung projizierte, freie Durchtrittsfläche zwischen den Filterelementen, bewirkt, dass in Zusammenwirkung mit dem Versatz zwischen den hintereinan- derliegenden Filterreihen eine starke Umlenkung des Abluftstromes erfolgt und die luftfrem- den Inhaltsstoffe im Abluftstrom mit höherer Wahrscheinlichkeit adsorbiert werden. Eine weitere Erhöhung des Abscheidegrades kann durch die Anordnung von mehr als zwei hinter- einanderliegenden Filtereinsätzen oder mehreren Filtermodulen hintereinander erreicht werden, wodurch allerdings auch der Strömungswiderstand ansteigt, was nur in einem begrenzten Ausmaß eintreten darf, um die Wärmeabfuhr der Abluft abgebenden Maschine nicht un- zulässig zu beeinträchtigen.
Eine Möglichkeit Kosten für die Filtereinsätze einzusparen besteht darin, die Filterelemente gemäß einem weiteren Unteranspruch mit dem Filterträger lösbar zu verbinden, wodurch auch einzelne Filterelemente ausgetauscht werden können. Insbesondere wenn die einzelnen Filterelemente durch die Strömungsverhältnisse unterschiedlich stark mit den luftfremden Stoffen oder Staubpartikeln beladen werden, kann ein Tauschen einzelner Filterelemente vorteilhaft sein. Ebenso können die Filterelemente einzeln entfernt werden, was bei be- stimmten Ausführungsformen der Filterelemente (z.B. mit sternförmigem Querschnitt) oder der Filtereinsätze die Reinigung erleichtern kann.
Gemäß einem weiteren Unteranspruch ist es vorteilhaft, dass die Filterelemente mit dem Filterträger mittels einer Presspassung verbunden sind und somit keine zusätzlichen Befesti- gungsmittel erforderlich sind.
Die Wahl des Werkstoffes für das Filtermedium gemäß einer beschriebenen Ausführungsform des Filtermoduls aus der Gruppe von porösem Material, faserigem Gewebe, Zellstoffmaterial oder einem Kunststoffschaum ist vorteilhaft um den Abscheidegrad des Filtermoduls positiv zu beeinflussen. Einerseits wirken die Poren und faserigen Bestandteile in diesen
Materialien als zusätzliche mechanische Abscheideflächen andererseits können diese Materialien gleichzeitig als Speichermedium für eine chemisch und oder physikalisch wirksame Flüssigkeit dienen, die die luftfremden Inhaltsstoffe adsorbiert bzw. absorbiert. Das poröse Material kann z.B. durch einen keramischen oder metallischen Schaum gebildet sein, die hohe mechanische Festigkeit aufweisen und dadurch gegenüber Beschädigungen bei der Montage oder bei der Reinigung unempfindlich sind. Das faserige Gewebe aus anorganischen oder organischen und natürlichen Fasern, wie z.B. Zellulose, Zelluloseacetat, Polyester, etc. zeichnet sich ebenfalls durch hohe Filterwirkung aus. Kunststoffschäume oder Latexschaum sind als Filtermedium ebenfalls verwendbar, insbesondere offenzellige Materialien wie PU-Schaum, der vielfach als Nassfiltermedium verwendet wird. Für bestimmte Zwecke können in einer Filteranordnung auch mehrere verschiedene Filtermedien zum Einsatz kommen, um die jeweiligen vorteilhaften Eigenschaften zu kombinieren.
Durch die Ausbildung der Filterelemente aus dem gleichen Material wie das Filtermedium kann das Filtervolumen beträchtlich erhöht werden, wodurch die Gebrauchsdauer der Filtereinsätze steigen kann oder das Speichervolumen für Flüssigkeit erhöht werden kann. Weiters kann die Reduktion der Anzahl der verwendeten Materialien die Herstellkosten für die Filterelemente senken. Von Vorteil kann bei bestimmten Ausfuhrungen auch sein, das Filtermedium und das Filterelement einstückig auszubilden, insbesondere wenn die Festigkeit des Filtermediums ausreicht die bei Zusammenbau und Handhabung der Filtereinsätze auftretenden Kräfte ohne Beschädigung aufzunehmen, z.B. wenn das Filtermedium ausreichend verdichtet ist. Dadurch können ebenfalls die Herstellkosten bei geeigneter Materialwahl gesenkt werden.
Bei einer weiteren Ausbildungsform des Filtermoduls ist jeweils das Filtermedium nur an einem Teilabschnitt des Filterelements angeordnet. So ist es möglich, etwa das Filtermedium materialsparend nur auf der angeströmten Seite der Filterelemente vorzusehen. Weiters kann die Ausdehnung des Filtermediums auch auf einen Abschnitt im Inneren eines Filterelements beschränkt sein. Insbesondere können die Enden der Filterelemente ohne Filtermedium ausgeführt sein, um die Befestigung am Filterträger oder im Filtergehäuse durch eine Steckverbindung zu erleichtern.
Die Anordnung des Filtermediums nach einem weiteren Unteranspruch an der Oberfläche der Filterelemente bietet eine weitgehend freie Gestaltungsmöglichkeit der Form der tragenden Filterelemente, sowie eine gute Zugänglichkeit bei einer eventuellen Reinigung der Filterelemente. Komplizierte Querschnittsformen können mit den genannten Filtermedien zum Teil nur schwer hergestellt werden, weshalb in diesen Fällen eine nachträgliche Anbringung an der Oberfläche der Filterelemente leichter zu bewerkstelligen ist. Die Verbindung zwischen dem Filtermedium und den Filterelementen kann dabei mechanisch, z.B. durch Klemmen oder Umspannen des Filtermediums sowie auch durch eine eigene Klebeschicht oder Aufbringen des Filtermediums in einem klebrigen Zustand, z.B. durch Umschäumen der FiI- terelemente mit einer Masse, die im ausgehärteten Zustand das Filtermedium bildet.
Eine Verbesserung der Abscheidewirkung des Filtermoduls kann gemäß einem weiteren Unteranspruch durch ein Benetzen des Filtermediums mit einer Flüssigkeit ausgewählt aus der Gruppe der Flüssigkeiten Glyzerin, Silikonöl, ätherischem Öl, Paraffmöl und/oder Latex- emulsion erzielt werden. Die luftfremden Inhaltsstoffe in der Abluft der Maschine, wie z.B. Staub, Feinstaub, Ultrafeinpartikel, Pollen, Sporen, Bakterien, sonstige Aerosole mit festen oder flüssigen Partikeln, im Fall einer Büromaschine insbesondere Tonerstaub und/oder Papierabrieb können beim Kontakt mit dem benetzten Filtermedium gut mechanisch gebunden sowie gasförmige Verunreinigungen wie beispielsweise Ozon, Benzol, Phenol, Kohlendioxid, Formaldehyd oder unangenehme Gerüche durch Kontakt mit der Flüssigkeit gegebenenfalls auch chemisch absorbiert und/oder neutralisiert werden. Ein vorteilhafter Effekt dieser Bestandteile besteht in einem niedrigen Dampfdruck und einer entsprechend geringen Verdunstungsrate wodurch sich eine lange Gebrauchsdauer ergibt. Die Viskosität dieser
Flüssigkeiten begünstigt zusätzlich eine gleichmäßige Verteilung im Filtermedium durch die auftretende Kapillarwirkung beim Benetzen des Filtermediums. Bei entsprechend eingestellter hoher Viskosität und Oberflächenspannung ist auch eine direkte Benetzung des Filterelements möglich, wodurch das Filtermedium durch die Flüssigkeit gebildet ist.
Eine weitere mögliche Ausführung des Filtermoduls besteht darin, der Flüssigkeit eine olfaktorische Substanz beizumengen, wodurch die aus dem Filtermodul ausströmende Luft eine angenehme Gerachsempfindung auslösen kann. Durch entsprechende Einstellung der Konzentration und der Verdunstungsrate der olfaktorischen Substanz kann die Dauer der Duftab- gäbe an die Gebrauchsdauer der Flüssigkeit angepasst werden, wodurch die mit der Zeit nachlassende Geruchsempfindung als Indikator für einen erforderlichen Austausch der Filterelemente oder eine Erneuerung der Flüssigkeit herangezogen werden kann.
Nach einem weiteren Unteranspruch ist es auch vorteilhaft, der Flüssigkeit eine antibakteri- eile, -virale, -mykotische oder fungizide Substanz beizumengen, wodurch einerseits über die Maschine abgegebene Bakterien oder Pilzsporen beim Kontakt mit der Flüssigkeit unschädlich gemacht werden und andererseits die Anreicherung bzw. Besiedelung der Filterelemente mit Bakterien, Viren oder Pilzen verhindert wird.
Um eine Beeinträchtigung der Umwelt durch die Reinigung oder Entsorgung des mit der Flüssigkeit benetzten Filtermediums bzw. der Filterelemente zu vermeiden ist es möglich gemäß einem Unteransprach zur Benetzung eine biologisch leicht abbaubare Flüssigkeit zu verwenden. Der biochemische Sauerstoffbedarf zum biologischen Abbau in Abwasser (z.B. BSB5-Wert) und die Wassergefährdungsklasse sollten möglichst niedrig sein.
Weiters ist es nach einer weiteren Ausführung des Filtermoduls vorteilhaft das Filtermedium mit einer antibakteriellen Oberfläche auszustatten. Dies kann beispielsweise durch eine Be- schichtung oder Imprägnierung mit Silber, insbesondere nanoskaligem Silber, oder einer Sil- berverbindung erfolgen.
Nach einer weiteren Ausführungsform ist es vorteilhaft, die Flüssigkeit in Hohlräumen innerhalb der Filterelemente zu speichern und durch Öffnungen, z.B. kleine Bohrungen oder Schlitze, langsam an das Filtermedium abzugeben. Die Flüssigkeitsverluste im Filtermedium durch die Verdunstung können auf diese Weise ständig ausgeglichen werden und die Gebrauchsdauer der Filterelemente verlängert werden.
Eine mögliche Weiterbildung besteht darin, zumindest einen Teil des Filtermediums durch Aktivkohle zu bilden, die sich durch hohe Adsorptionsfähigkeit für luftfremde Gase und Geruchsstoffe auszeichnet. In der Kombination mit duftabgebenden Filterelementen sind die Filterelemente mit Aktivkohlebestandteilen im Filtermedium deshalb in Durchströmrichtung betrachtet vor den duftabgebenden Filterelementen anzuordnen.
Zur Abscheidung von ferromagnetischen Partikeln, z.B. Eisenabrieb, aus der Maschine ist gemäß einer Ausführungsform vorgesehen, ein oder mehrere Filterelemente mit einem Magnetelement oder einem magnetischen Bestandteil auszustatten. Dieses kann durch einen Dauermagnet, aber auch durch einen Elektromagneten gebildet sein.
Eine weitere Ausführungsform des Filtermoduls ist dadurch gekennzeichnet, dass die stab- förmigen Filterelemente einen länglichen Querschnitt, also einen Querschnitt mit einer ausgeprägten Längsachse aufweisen. Dadurch steigt das Verhältnis von Oberfläche zu Volumen der Filterelemente, wodurch auf relativ kleinem Raum eine große Filterfläche untergebracht werden kann.
Zusätzlich ist es vorteilhaft die Längsachsen der Querschnitte gemäß einem folgenden Unteranspruch quer zur Durchströmrichtung auszurichten um große Wirkflächen und eine starke Umlenkung der Abluft zu erzielen. Durch diese Anordnung der Filterelemente kann das Filtermodul in Durchströmrichtung betrachtet auch mit mehreren hintereinanderliegenden FiI- tereinsätzen kurz gebaut werden.
Der Querschnitt der Filterelemente kann nach einer weiteren Ausbildung des Filtermoduls viereckig, dreieckig, sternförmig oder rund ausgeführt sein. Die viereckige, dreieckige oder runde, insbesondere kreisförmige Ausführung der Filterelemente ist fertigungstechnisch leicht herzustellen, weiters begünstigt die viereckige und kreiszylindrische Form eine symmetrische Ausbildung der Filtereinsätze. Der sternförmige Querschnitt hingegen bietet einen hohen Wert im Verhältnis von Oberfläche zu Volumen des Filterelements, wodurch auf rela- tiv kleinem Raum eine große Filterfläche untergebracht werden kann. Die Querschnittsform kann auch dazu verwendet werden, die Strömung der Abluft durch die Filteranordnung zu beeinflussen, z.B. die Strömung durch strömungsungünstige, z.B. rechteckige Querschnitte zu verwirbeln und den Kontakt der Abluft mit dem Filtermedium zu intensivieren oder die Strömung durch strömungsgünstige, z.B. dreieckige Querschnitte zu beruhigen, falls der Abluftstrom der Maschine stark und turbulent und dadurch gegebenenfalls störend ist.
Das Befestigungselement zur Befestigung des Filtermoduls an der Abluft abgebenden Maschine kann vorteilhaft durch eine Klebstoffschicht, ein Klebeband, ein Klettband, eine Schraube, einen Steckbolzen, einen Schnapp Verbinder gebildet sein, wobei diese Befesti- gungsmöglichkeiten nur als Beispiele genannt sind und auch sonstige Befestigungsmittel verwendet werden können. Insbesondere bei der Verwendung einer Klettbandverbindung zwischen Filtergehäuse und Maschine ist eine leichte Montage und Handhabung durch den Anwender möglich. Durch die innige Verbindung zwischen dem Hakenband und dem Schlaufenband der Klettbandverbindung wird auch eine Abdichtung zwischen Maschine und Filtergehäuse bewirkt, wodurch der Abluftstrom weitgehend durch das Filtermodul geführt wird. Zur Abdichtung kann aber auch ein eigenes Dichtelement z.B. ein selbstklebender Moosgummistreifen verwendet werden.
Günstig ist es, das Befestigungselement im Bereich der Eintrittsöffnung des Filtergehäuses anzuordnen, um kleine und kostengünstige Bauteile für die Befestigung sowie eine optisch unscheinbare Befestigung zu erzielen.
Eine weitere vorteilhafte Befestigungsmöglichkeit des Filtermoduls erreicht man, wenn an der der Maschine zugewandten Rückseite des Filtergehäuses eine Nut ausgebildet ist, in der ein winkelprofϊlartiges Ausgleichselements eingesteckt ist und dass das Ausgleichselement mittels des Befestigungselements, vorzugsweise einer Klettbandverbindung, an der Maschine befestigt ist. Gemäß einem weiteren Unteranspruch ist es auch vorteilhaft, das Filtergehäuse mit einem oder mehreren Verbindungselementen zur Verbindung mit zusätzlichen Filtermodulen auszustatten. Obwohl es natürlich möglich ist, die Größe eines Filtermoduls jeweils an die Abluft- öffhung der Maschine anzupassen, ist es im allgemeinen wirtschaftlicher, die Filtermodule in einer einheitlichen Größe herzustellen und durch Verbindung mehrerer Filtermodule eine Filtervorrichtung passender Größe zusammenzustellen. Aufgrund der vielen verschiedenen Arten und Baugrößen der Maschinen, bei denen die Filtermodule eingesetzt werden können ist die individuelle Zusammenstellung aus einer Standardgröße zweckmäßiger als eine Vielzahl von Sonderanfertigungen.
Die Verbindung zwischen zwei Filtermodulen kann gemäß einer weiteren Ausführungsform jeweils durch einen Steckbolzen, eine Befestigungsschiene bzw. Befestigungsnut, eine Schwalbenschwanzverbindung, eine Klettverbindung gebildet sein. Es können aber auch alle sonstigen Verbindungsarten wie z.B. Kleben, Schrauben, Klemmen, Schnappverbindungen oder ähnliche eingesetzt werden.
Die Ausführung gemäß einem weiteren Anspruch, zwei Begrenzungswände zweier Filtergehäuse an ihren Kanten mit einem Klemmelement zu umfassen, kann vorteilhaft an der Vorderseite und/oder der Rückseite der Filtergehäuse erfolgen. Das Klemmelement ist beispiels- weise als U-Profil ausgebildet, das beim Aufstecken durch eine Presspassung die Klemmwirkung erzielt.
Zur leichteren Handhabung der Filtereinsätze ist es weiters vorteilhaft, wenn der Filtereinsatz am Filterträger ein Griffelement aufweist, an dem der Filtereinsatz vom Anwender im einge- bauten Zustand ergriffen werden kann.
Eine Herstellung der Bestandteile eines Filtermoduls, insbesondere des Filtergehäuses, des Filterträgers und/oder des Filterelements nach einem Unteranspruch im Kunststoff- Spritzgussverfahren ist besonders bei großen Stückzahlen wirtschaftlich und erzielt gleich- bleibend hohe Werkstückgenauigkeiten und -qualitäten. Bei der Auswahl des dazu verwendeten Kunststoffs ist die Temperatur der Abluft zu berücksichtigen, damit im Gebrauch durch die Ablufttemperaturen keine unzulässigen Formänderungen an den Bestandteilen des Filtermoduls entstehen. Eine leicht herstellbare Ausbildung der lösbaren Verbindung zwischen Filtereinsatz und Filtergehäuse besteht gemäß einem weiteren Anspruch darin, eine kraftschlüssige Schnappverbindung, insbesondere mit einem in eine Rastvertiefung eingreifenden, balligen Rastvor- sprung vorzusehen.
Nach einer weiteren Ausfuhrungsform kann das Filtermodul an der Austrittsöffnung, d.h. an der sichtbaren Vorderseite mit einem Abdeckgitter ausgestattet sein. Dadurch bietet sich einerseits ein Schutz vor unbeabsichtigter Berührung der Filterelemente, insbesondere wenn diese mit Flüssigkeit benetzt sind und andererseits eine optische Gestaltungsmöglichkeit für die Vorderseite des Filtermoduls. Bei lamellenartiger Ausführung der Gitterstäbe kann auch die Strömung der austretenden, gefilterten Luft beeinflusst werden, z.B. in eine bestimmte Richtung abgelenkt werden. Für die Befestigung des Abdeckgitters kommen wieder alle gängigen Befestigungsarten in Frage wie z.B. Schrauben, Klemmen, Kleben usw..
Es zeigen:
Fig. 1 ein Filtermodul mit einem teilweise herausgezogenen Filtereinsatz in perspektivischer Darstellung;
Fig. 2 ein Filtermodul im Aufriss geschnitten entlang der Linie II-II in Fig. 3 in vereinfachter Darstellung;
Fig. 3 zwei Ausführungsformen des Filtermoduls im Grundriss geschnitten entlang der Linie III-III in Fig. 2 in vereinfachter, ausschnittsweiser Darstellung;
Fig. 4 mehrere Ausführungsformen der lösbaren Verbindung zwischen einem Filtereinsatz und einem Filtergehäuse ausschnittsweise und in vereinfachter Darstellung;
Fig. 5 Ausführungsformen von Filtereinsätzen mit einer, zwei und drei Symmetrieebenen in vereinfachter Darstellung, jeweils in Aufriss und Grundriss;
Fig. 6 zwei Ausführungsformen eines Filterelements in vereinfachter, perspektivischer Darstellung;
Fig. 7 zwei weitere Ausfuhrungsformen eines Filterelements in vereinfachter, perspektivischer Darstellung;
Fig. 8 eine Ausfülirungsform der Verbindung zwischen zwei Filtermodulen in vereinfachter, geschnittener Darstellung.
Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen. Weiters können auch Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen Ausführungsbeispielen für sich eigenständige, erfinderische oder erfindungsgemäße Lösungen darstellen.
Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Filtermoduls 1 zur Abscheidung von luftfremden Inhaltsstoffen aus Maschinenabluft. Die Abluft kann dabei aus einer Vielzahl von verschiedenen Maschinen stammen, ein wichtiges Einsatzgebiet der erfindungsgemäßen Filtermodule 1 liegt bei Maschinen, die ihre Abluft in geschlossenen Räumen abgeben, in denen sich Personen aufhalten. Insbesondere trifft dies für Büromaschinen wie Kopie- rer, Drucker oder Faxgeräte zu, die vielerorts und häufig in Einsatz sind. Die luftfremden
Inhaltsstoffe, die abgeschieden bzw. gefiltert werden sind Staub, Feinstaub, Ultrafeinpartikel, Pollen, Sporen, Mikroorganismen, wie z.B. Bakterien, und sonstige Aerosole mit festen oder flüssigen Partikeln, im Fall einer Büromaschine insbesondere Tonerstaub oder Papierabrieb sowie gasförmige Verunreinigungen wie beispielsweise Ozon, Benzol, Phenol, Lösemittel aus Druckfarben und Tinten, Kohlendioxid, Formaldehyd oder unangenehme Gerüche.
Folgende weitere Einsatzgebiete der erfindungsgemäßen Filtermodule seien beispielhaft für die vielfältigen Anwendungsgebiete genannt: Einbau in oder am Auslass von Abgasleitungen bzw. Schornsteinen, Verwendung als Nachrüstfilter oder Zusatzfϊlter für Staubsauger, Einsatz in Kraftfahrzeugen, z.B. als Ergänzung zu Luftfiltern oder als Filter für die Innenraumluft z.B. als Pollenfilter, als Industriefilter in Kraftwerksanlagen, Filter für raumluftteclinische Anlagen wir beispielsweise Klimaanlagen oder Belüftungsanlagen. Auf die mögliche Ver- wendung als Filter für die Zuluft, Umluft oder Ansaugluft von den verschiedensten Maschinenarten sei in diesem Zusammenhang ausdrücklich hingewiesen.
Der Grundkörper des Filtermoduls 1 ist durch ein Filtergehäuse 2 gebildet, das zur Durchleitung der Abluft einer Maschine ausgebildet ist. Die Abluftströmung bzw. die Durchström- richtung 3 der Abluft ist durch einen Pfeil 3 dargestellt. Das Filtergehäuse 2 ist in der dargestellten Ausführung als rechteckiger Rahmen mit vier Begrenzungswänden 4 ausgebildet, kann jedoch in Durchströmrichtung 3 betrachtet einen anderen, z.B. kreisförmigen Querschnitt sowie eine größere Ausdehnung aufweisen, und somit rohrförmig ausgebildet sein. Weiters kann der Querschnitt in Durchströmrichtung 3 gleichbleibend oder veränderlich sein. Die Abluft strömt durch eine Eintrittsöffnung 5 zu einer Austrittsöffnung 6 des Filtergehäuses 2, wobei diese einen möglichst großen freien Querschnitt zur verlustarmen Durchleitung bieten.
Die Filterung der Abluft erfolgt durch eine im Inneren des Filtergehäuses 2 angeordnete FiI- teranordnung 7, die aus zumindest zwei, in Durchströmrichtung 3 hintereinanderliegenden
Filtergruppen 8 gebildet ist. Jede Filtergruppe 8 besteht aus mehreren stabförmigen, zueinander in einem gleichbleibenden Mittenabstand 9 parallelen sowie mit ihren Längsachsen weitgehend quer zur Durchströmrichtung 3 angeordneten Filterelementen 10. Weiters sind die Filterelemente 10 von zumindest zwei benachbarten Filtergruppen 8 zueinander parallel. Bei mehr als zwei Filtergruppen 8 in einer Filteranordnung 7 können eine oder mehrere Filtergruppen 8 auch von den zwei benachbarten und parallelen Filtergruppen 8 abweichende Orientierungen der Filterelemente 10 aufweisen.
Unabhängig von dieser Einteilung in hintereinanderliegende Filtergruppen 8 sind jeweils mehrere Filterelemente 10 mit einem Filterträger 11 zu einem Filtereinsatz 12 zusammenge- fasst. Ein Filtereinsatz 12 ist in der figürlich dargestellten Ausführungsform jeweils ein weitgehend ebenflächiges Gebilde, wobei die Fläche normal zur Durchströmrichtung 3 ausgerichtet ist. Die einzelnen Filterelemente 10 sind stabförmig mit einem rechteckigen Quer- schnitt ausgebildet, wobei die längere Rechteckseite quer zur Durchströmrichtung 3 ausgerichtet ist. Alternativ zu dieser streifenförmigen Ausbildung sind auch andere Formen, z.B. quadratische, dreieckige, sternförmige, kreiszylindrische oder ovale Querschnitte, möglich, womit insbesondere die in der Beschreibungseinleitung dargelegten Effekte erreicht werden können.
Die Filterträger 11 bilden eine Verbindung mehrerer Filterelemente 10, wobei in der dargestellten Ausführung jeweils die in einer Ebene rechtwinkelig zur Durchströmrichtung 3 angeordneten Filterelemente 10 zusammengefasst sind und somit genau eine Filtergruppe 8 in einem Filtereinsatz 12 enthalten ist. Die Filterelemente 10 einer Filteranordnung 7 können jedoch durch die Ausbildung der Filterträger 11 auf verschiedenste Weise zusammengefasst werden, z.B. indem die streifenförmigen Filterträger 11 in Durchströmrichtung 3 orientiert sind und Filterelemente 10 aus verschiedenen Filtergruppen 8 miteinander verbinden. Weiters ist es auch möglich, dass alle Filterelemente 10 mit einem Filterträger 11 zusammenge- fasst sind, wodurch die Filteranordnung 7 aus nur einem Filtereinsatz 12 gebildet ist.
Die Filterelemente 10 aus zwei hintereinanderliegenden Filtergrappen 8 sind in Durchströmrichtung 3 gesehen nicht in einer geraden Linie hintereinander angeordnet, sondern zueinander quer zur Durchströmrichtung 3 parallel versetzt. Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 sind zwei baugleiche Filtereinsätze 12 gegeneinander um die Hälfte des Mittenabstandes 9 versetzt im Filtergehäuse 2 angeordnet, wodurch hintereinanderliegende Filterelemente 10 ebenfalls gegeneinander versetzt sind und hinter jeweils einem von zwei benachbarten Filterelementen 10 einer Filtergruppe 8 gebildeten Spalt mittig orientiert ein Filterelement 10 einer benachbarten Filtergruppe 8 liegt. Wenn die Breite der Filterelemente 10 wie im dargestellten Beispiel größer ist, als die Hälfte des Mittenabstandes 9, ist ein geradliniges Passieren der Filteranordnung 7 unmöglich und eine starke Umlenkung der durchströmenden Abluft erzwungen, was den Abscheideeffekt erhöht.
Die Filtereinsätze 12 können bei entsprechenden Abmessungen durch die Eintrittsöffnung 5 und/oder die Austrittsöffnung 6 bezogen auf die Durchströmrichtung axial in das Filtergehäuse 2 eingebracht werden, es ist jedoch zweckmäßig, wie im Ausführungsbeispiel dargestellt, im Filtergehäuse 2 eine eigene Einschuböffnung 13 für den bzw. die Filtereinsätze 12 vorzusehen. Die Einschuböffnung 13 ist so gestaltet, dass zwei aneinandergrenzende und gegeneinander versetzte Filterträger 11 mit geringem Spiel aufgenommen werden können. Alternativ, kann für jeden Filtereinsatz 12 eine separate Einschuböffnung 13 vorhanden sein, wodurch ein größerer Abstand zwischen hintereinanderliegenden Filtergruppen 8 entsteht. Die Einschuböffnung 13 bildet gleichzeitig ein Führungselement 14, indem es in der einge- bauten Lage die Filtereinsätze 12 mit geringem Spiel aufnimmt und somit ihre Position festlegt.
Weitere Führungselemente 14 sind durch Ausnehmungen 15 im Filtergehäuse 2 gebildet, in die die freien Enden der Filterelemente 10 im eingebauten Zustand eingreifen. In vielen Fäl- len ist allerdings die Führung durch die Fixierung des Filterträgers 11 in der Einschuböffnung 13 ausreichend.
Zur Verbindung mehrerer Filtermodule 1 weist dieses an den Begrenzungswänden 4 mehrere Verbindungselemente 16 auf, die ein einfaches Zusammenstellen von größeren Filtervor- richtungen aus einzelnen Filtermodulen 1 gestatten. In Fig. 1 sind beispielhaft zwei Arten von Verbindungselementen 16 dargestellt, wobei an einem Filtermodul 1 verschiedene, aber auch ausschließlich gleiche Verbindungselemente 16 zum Einsatz kommen können. An den vertikalen Begrenzungswänden 4 sind jeweils eine vertikal orientierte Schwalbenschwanzschiene 17 und eine Schwalbenschwanznut 18 angeordnet, mit denen sich Filtermodule 1 in horizontaler Richtung verbinden lassen.
Zur Erweiterung in vertikaler Richtung sind an den horizontalen B egrenzungs wänden 4 Bohrungen 19 angeordnet, in die nicht dargestellte Verbindungsbolzen eingebracht werden können und eine Verbindung von Filtermodulen 1 in vertikaler Richtung hergestellt werden kann.
In Fig. 2 ist ein Filtermodul 1 im Aufriss geschnitten dargestellt, wobei ein im Filtergehäuse 2 eingesetzter Filtereinsatz 12 erkennbar ist. An den im Abluftstrom liegenden Filterelementen 10 ist ein Filtermedium 20 angeordnet, das durch eine abschnittsweise Schraffur ange- deutet ist. Das Filtermedium 20 ist ein poröses Material, das in seinem Inneren Hohlräume und/oder Kapillaren aufweist und mit einer Flüssigkeit getränkt werden kann. Die Flüssigkeit ist ein Silikonöl Type AK 2000 der Fa. Wacker Chemie kann aber durch alle in der Beschreibungseinleitung genannten Flüssigkeiten ersetzt werden. Durch die enthaltenen Poren ist ei- nerseits die wirksame Oberfläche des Filtermediums 20 gegenüber einer glatten Oberfläche stark vergrößert, gleichzeitig bilden die Poren das zur Speicherung der Flüssigkeit notwendige Volumen. Im Ausführungsbeispiel ist das Filtermedium 20 aus Polyesterfasern aufgebaut, die zu einem faserigen Verbund gepresst sind. Filtermedien dieser und ähnlicher Art sind beispielsweise bei Fa. Filtrona erhältlich. Es können selbstverständlich auch andere Materialien zum Aufbau des Filtermediums 20 verwendet werden. Die Festigkeit dieses Verbunds erlaubt es, das Filterelement 10 zur Gänze aus dem Material des Filtermediums 20 aufzubauen. Filterelement 10 und Filtermedium 20 sind also kostengünstig einstückig ausgebildet. Die Filterelemente 10 sind mit dem Filterträger 11 durch eine Presspassung verbunden und kön- nen durch einfaches Herausziehen und Einstecken getauscht werden.
Zum leichteren Ergreifen eines Filtereinsatzes 12 beim Herausnehmen aus dem Filtergehäuse 2 weist dieser jeweils ein Griff element 21 auf.
Fig. 3 zeigt zwei Ausführungsbeispiele des Filtermoduls im Grundriss geschnitten. Dabei ist jeweils ein Filtermodul 1 an einem Maschinengehäuse 22 befestigt, und zwar in der Weise, dass die Eintrittsöffnung 5 des Filtergehäuses 2 in Verlängerung der Abluftöffnungen 23 der Maschine positioniert ist. Dazu ist das Filtergehäuse 2 mittels eines Befestigungselements 24 mit dem Maschinengehäuse 22 verbunden. Das Befestigungselement 24 ist im Ausführungs- beispiel durch ein Klettband mit zusammenwirkendem Flauschband und Hakenband gebildet, wobei das Hakenband mit dem Filtergehäuse 2, z.B. durch Kleben, verbunden ist und das Flauschband mit dem Maschinengehäuse 22 verbunden ist oder umgekehrt. In Fig. 3 a ist das Befestigungselement 24 direkt an der Begrenzungswand 4 angeordnet, während in Fig. 3b das Befestigungselement 24 an einem winkelprofϊlartigen Ausgleichselement 25 angeordnet ist. Dieses ist an der der Maschine zugewandten Rückseite des Filtergehäuses 2 in einer Nut 26 gelagert, wodurch eine Verstellung des Abstandes zwischen Filtermodul 1 und Maschinengehäuse 22 möglich wird, indem ein Schenkel des Ausgleichselements 25 in der Nut 26 verschiebbar ist. Das Ausgleichselement 25 besitzt eine höhere Flexibilität als das gesamte Filtermodul 1 und kann sich daher leichter an Unebenheiten des Maschinengehäuses 22 an- passen, wodurch auch eine Befestigung an nicht ebenen Maschinengehäusen 22 möglich wird. Gleichzeitig ist durch das Ausgleichselement 25 ein seitliches Entweichen der Abluft zwischen Maschinengehäuse 22 und Filtermodul verhindert. Über der Austrittsöffhung 6 des Filtergehäuses 2 ist ein Abdeckgitter 27 befestigt, das einerseits Schutz der Filterelemente vor unbeabsichtigter Berührung bietet, als auch durch die Ausfuhrung der Gitterelemente 28 eine Beeinflussung des Abluftstromes ermöglicht.
In den Figuren 4a bis 4f sind verschiedene Beispiele der Verbindung des Filterträgers 11 bzw. des Filtereinsatzes 12 mit dem Filtergehäuse 2 bzw. einer oberen Begrenzungswand 4 dargestellt.
Fig. 4a zeigt eine Verbindungslasche 28 die zwei benachbarte Kanten von Filtergehäuse 2 und Filterträger 11 überlappt und mit diesen lösbar, z. B. einem Klebefilm, verbunden ist.
Fig. 4b zeigt einen das Filtergehäuse 2 im Bereich der Einschuböffnung 13 überlappenden Filterträger 11, wobei im Überlappungsbereich ein lösbares Verbindungsmittel 29, z.B. ein mehrfach verwendbarer Haftfilm oder ein Klettband, angeordnet ist.
Fig. 4c zeigt ebenfalls eine überlappende Anordnung von Filterträger 11 und Filtergehäuse 2, wobei eine Verbindung durch eine Schraube 30 hergestellt ist.
Fig. 4d zeigt eine Ausführung, bei der der Filterträger 11 auf einer Tragleiste 31 aufliegt, die mit dem Filtergehäuse 2 verbunden ist. Die Tragleiste 31 kann als eigener Bauteil als auch einstückig mit dem Filtergehäuse 2 ausgebildet sein.
Fig. 4e zeigt eine Lösung, bei der die einzelnen Filterelemente 10 durch Öffnungen 32 in das Innere des Filtergehäuses 2 ragen und der Filterträger 11 auf dem Filtergehäuse 2 aufliegt.
Fig. 4f zeigt eine kraftschlüssige Schnappverbindung zwischen Filterträger 11 und Filtergehäuse 2, bei der ein balliger Rastvorsprung 33 am Filterträger 11 in der eingebauten Lage in eine Rastvertiefung 34 im Filtergehäuse eingreift.
Die Figuren 4g bis 4j zeigen Beispiele der Positionierung der Filterelemente 10 bzw. eines Filtereinsatzes 12 in Inneren des Filtergehäuses 2.
Fig. 4g zeigt eine Ausnehmung 35, in die ein Filterträger 11 eines Filtereinsatzes 12 hinein- ragt. Zum leichteren Einfuhren kann die Ausnehmung 35 eine nicht dargestellte Anschrägung aufweisen.
Fig. 4h zeigt eine buchsenförmige Aufnahme 36, die an der Innenseite einer Begrenzungs- wand 4 angeordnet ist. Diese kann einstückig von der Begrenzungswand 4 gebildet sein, oder aber auch als eigener Bauteil, der an der Begrenzungswand 4 befestigt ist.
Fig. 4i zeigt einen Positionierstift 37, der in eine Ausnehmung an der Stirnseite des Filterelements 10 bzw. des Filterträgers 11 ragt. Der Positionierstift 37 kann auch eine Spitze auf- weisen, die insbesondere bei relativ weichen Filterelementen keine eigene Ausnehmung erfordert.
Fig. 4j zeigt als Führungselement für ein Filterelement 10 bzw. einen Filterträger 11 eine Durchsetzung 38 in einer Begrenzungswand 4.
Verschiedene Ausführungsformen von Filtereinsätzen 12 sind in Fig. 5 jeweils vereinfacht in Aufriss und Grundriss dargestellt.
Fig. 5 a zeigt einen Filtereinsatz 12 mit einer ausgeprägten Längsachse 39, einer Hochachse 40 und einer Querachse 41, umfassend einen Filterträger 11 und vier daran befestigte, zueinander parallele Filterelemente 10. Der Filtereinsatz 12 ist nur bezüglich einer Ebene, aufgespannt aus der Längsachse 39 und der Hochachse 40, symmetrisch. Bei zwei hintereinander- liegenden Filtereinsätzen 12 gemäß Fig. 5 a kann der Versatz zwischen hintereinanderliegen- den Filterelementen 10 durch eine halbe Drehung des Filtereinsatzes 12 um die Hochachse 40 erzielt werden, wobei die Filterträger 11 zueinander nicht versetzt sind.
Fig. 5b zeigt einen Filtereinsatz 12, mit zwei Symmetrieebenen, nämlich der Ebene aufgespannt von der Längsachse 39 und der Hochachse 40 sowie der Ebene aufgespannt von der Hochachse 40 und der Querachse 41. Um einen Versatz zwischen hintereinanderliegenden Filterelementen 10 zu erreichen, müssen hintereinanderliegende Filterträger 11 zueinander versetzt werden. Vorteilhaft an dieser Ausführung ist, dass einzelne Filtereinsätze 12 im Filtergehäuse 2 gewendet werden können, um die Abscheideflächen an Vorder- und Rückseite gleich auszunutzen und die Gebrauchsdauer zu verlängern. Fig. 5 c zeigt einen Filtereinsatz 12 mit einer dritten Symmetrieebene, aufgespannt von der Längsachse 39 und der Querachse 41. Dazu müssen beide Enden der Filterelemente 10 an einem Filterträger 11 befestigt sein. Dazu können zwei baugleiche Filterträger 11 oder ein rahmenförmiger Filterträger 11 verwendet werden.
In Fig. 6 sind zwei Ausfülirungsformen von Filterelementen 10 mit rechteckigem Querschnitt in vereinfachter, perspektivischer Darstellung enthalten.
Fig. 6a zeigt ein Filterelement 10 mit quaderförmigem Grundkörper. Von dessen Oberfläche ist nur ein Abschnitt des Filterelements 10 mit dem Filtermedium 20 versehen. Die freien Enden des Filterelements 10 können in dieser Ausführung leicht in einen Filterträger 11 ein- gepresst werden. Bei dieser unsymmetrischen Ausführung muss bei der Montage auf die Orientierung des Filtermediums 20 geachtet werden.
Fig. 6b zeigt ein quaderförmiges Filterelement 10, wobei sich das Filtermedium 20 über den gesamten Umfang erstreckt. Bei dieser Ausführung kann ein Filtereinsatz 12 gewendet werden, um die Gebrauchsdauer zu verlängern. Im Inneren des Filterelements 10 ist ein Magnetelement 42 aus einem Dauermagnet angeordnet, mit dem die Abscheidewirkung für ferro- magnetische Partikel im Abluftstrom erhöht wird.
In Fig. 7 sind zwei Ausführungsformen von Filterelementen 10 mit kreisförmigem Querschnitt in vereinfachter, perspektivischer Darstellung enthalten.
Fig. 7a zeigt ein kreiszylindrisches Filterelement 10, das zur Gänze aus dem Filtermedium 20 gebildet ist. Innerhalb des porösen Filtermediums 20 ist die adsorbierende Flüssigkeit gespeichert und durch die Kapillarwirkung weitgehend gleichmäßig verteilt. Diese Ausfuhrungsform ist sehr kostengünstig herzustellen.
Fig. 7b zeigt ein kreiszylindrisches Filterelement 10, umfassend einen kreiszylindrischen
Behälter 43 mit an seinem äußeren Mantel angeordnetem Filtermedium 20. Dieses ist durch Öffnungen 44, z.B. feine Bohrungen oder Schlitze, mit dem Innenraum des Behälters 43 flu- idverbunden. Der Behälter 43 dient als Speicher für die Flüssigkeit und gibt diese durch die Öffnungen 44 während der Gebrauchsdauer an das Filtermedium 20 ab.
In Fig. 8 ist eine weitere Variante zwei Filteraiodule 1 zu verbinden dargestellt. Als Verbindungsmittel dient ein Klemmelement 45, das zwei Begrenzungswände 4 von zwei Filterge- hausen 2 bzw. Filtermodulen 1 kraftschlüssig verbindet. Das Klemmelement 45 ist als U- förmiges Profil ausgebildet, das über zwei benachbarte Kanten von zwei Begrenzungswänden 4 gesteckt ist. Das Klemmelement 45 wird dabei elastisch verformt und bewirkt durch die zwischen den Befestigungswänden 4 wirkende Kontaktkraft die kraftschlüssige Verbindung durch Reibung. Das Klemmelement 45 kann an der Vorderseite und/oder an der Rück- seite des Filtergehäuses 2 eingesetzt werden. Wird die Klemmverbindung nur an einer Seite verwendet, kann sich bei Krafteinwirkung auf der anderen Seite zwischen den Begrenzungswänden 4 ein Abstand einstellen - der Verbund aus mehreren Filtermodulen 1 erlangt dadurch eine gewisse Flexibilität zur Anpassung an nicht ebene Maschinengehäuse 22.
Der Ordnung halber sei abschließend daraufhingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus des Filtermoduls 1 dieses bzw. dessen Bestandteile teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden.
Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten des Filtermoduls 1, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass die Erfindung nicht auf die speziell dargestellten Ausführungsvarianten desselben eingeschränkt ist, sondern vielmehr auch diverse Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten untereinander möglich sind und diese Variationsmöglichkeit aufgrund der Lehre zum technischen Handeln durch gegenständliche Erfindung im Können des auf diesem technischen Gebiet tätigen Fachmannes liegt. Es sind also auch sämtliche denkbaren Ausfuhrungsvarianten, die durch Kombinationen einzelner Details der dargestellten und beschriebenen Ausführungsvariante möglich sind, vom Schutzumfang mit- umfasst.
Vor allem können die einzelnen in den Fig. 1 bis 8 gezeigten Ausführungen den Gegenstand von eigenständigen, erfindungsgemäßen Lösungen bilden. Die diesbezüglichen, erfindungsgemäßen Aufgaben und Lösungen sind den Detailbeschreibungen dieser Figuren zu entnehmen. Bezugszeichenaufstellung
1 Fütermodul 41 Querachse
2 Filtergehäuse 42 Magnetelement
3 Durchströmrichtung 43 Behälter
4 Begrenzungswand 44 Öffnung
5 Eintrittsöffnung 45 Klemmelement
6 Austrittsöffiiung
7 Filteranordnung
8 Filtergruppe
9 Mittenabstand
10 Filterelement
11 Filterträger
12 Filtereinsatz
13 Einschuböffnung
14 Führungselement
15 Ausnehmung
16 Verbindungselement
17 Schwalbenschwanzschiene
18 Schwalbenschwanznut
19 Bohrung
20 Filtermedium
21 Griffelement
22 Maschinengehäuse 23 Abluftöffnung
24 Befestigungselement
25 Ausgleichselement
26 Nut 27 Abdeckgitter
28 Verbindungslasche
29 Verbindungsmittel
30 Schraube 31 Tragleiste
32 Öffnung
33 Rast vor Sprung
34 Rastvertiefung
35 Ausnehmung
36 Aufnahme
37 Positionierstift
38 Durchsetzung
39 Längsachse 40 Hochachse

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Filtermodul (1) zur Abscheidung von luftfremden Inhaltsstoffen aus Maschinenabluft, umfassend ein Filtergehäuse (2) mit einer Eintrittsöffnung (5) und einer Austritts- Öffnung (6) zur Durchleitung von Maschinenabluft, zumindest ein Befestigungselement (24) zur Befestigung des Filtermoduls (1) an einer Maschine und eine im Filtergehäuse (2) angeordnete Filteranordnung (7) aus zumindest zwei in Durchströmrichtung (3) hintereinanderlie- genden Filtergruppen (8) aus stabförmigen, zueinander in einem gleichbleibenden Mittenabstand (9) parallelen sowie mit ihrer Längsachse weitgehend quer zur Durchströmrichtung (3) angeordneten Filterelementen (10) mit einem Filtermedium (20), wobei die Filterelemente
(10) zweier benachbarter Filtergruppen (8) zueinander parallel sind und quer zu ihren Längsachsen und zur Durchströmrichtung (3) relativ zueinander versetzt angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterelemente (10) mit zumindest einem Filterträger (11) zu mindestens einem Filtereinsatz (12) verbunden sind und der Filtereinsatz (12) mit dem Filterge- häuse (2) lösbar verbunden ist.
2. Filtermodul (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Filterelemente (10) einer Filteranordnung (7) mit zwei oder mehreren Filterträgern (11) zu mehreren Filtereinsätzen (12) verbunden sind.
3. Filtermodul (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterelemente (10) zweier in Durchströmrichtung (3) hintereinanderliegender Filtergruppen (8) zueinander um die Hälfte des Mittenabstandes (9) quer zu ihren Längsachsen und zur Durchströmrichtung (3) versetzt angeordnet sind.
4. Filtermodul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtergehäuse (2) zumindest eine Einschuböffnung (13) zum Einschieben der Filtereinsätze (12) quer zur Durchströmrichtung (3) aufweist.
5. Filtermodul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass am Filtergehäuse (2) zumindest ein Führungselement (14) zur Positionierung der Filtereinsätze (12) im eingebauten Zustand ausgebildet ist.
6. Filtermodul (1) nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (14) durch die Einschuböffhung (13) gebildet ist.
7. Filtermodul (1) nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Führungselement (14) durch eine gegenüber der Einschuböffnung (13) angeordnete Ausnehmung (15) oder Durchsetzung im Filtergehäuse (2) gebildet ist.
8. Filtermodul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungselemente (14) für jeweils zwei in Durchströmrichtung (3) hintereinander- liegende Filtereinsätze (12) quer zu den Längsachsen der Filterelemente (10) und der Durchströmrichtung (3) zueinander versetzt angeordnet sind.
9. Filtermodul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtereinsätze (12) einer Filteranordnung (7) baugleich sind.
10. Filtermodul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtereinsätze (12) eine, zwei oder drei Symmetrieebenen aufweisen.
11. Filtermodul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb einer Filter gruppe (8) die in eine Ebene normal auf die Durchströmrichtung
(3) projizierte Fläche der Filterelemente (10) größer ist, als die in eine Ebene normal auf die Durchströmrichtung (3) projizierte, freie Durchtrittsfläche zwischen den Filterelementen (10).
12. Filtermodul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterelemente (10) mit dem Filterträger (11) lösbar verbunden sind.
13. Filtermodul (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterelemente (10) mit dem Filterträger (11) mittels einer Presspassung verbunden sind.
14. Filtermodul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterelemente (10) ein Filtermedium (20) aus einer Gruppe umfassend poröses Material, faseriges Gewebe, Zellstoffmaterial und/oder Kunststoffschaum, aufweisen.
15. Filtermodul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermedium (20) und die Filterelemente (10) aus dem gleichem Material bestehen.
16. Filtermodul (1) nach Ansprach 15 , dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermedium (20) und Filterelement (10) einstückig ausgebildet sind.
17. Filtermodul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermedium (20) jeweils nur an einem Teilabschnitt der Filterelemente (10) ange- ordnet ist.
18. Filtermodul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermedium (20) jeweils an der Oberfläche der Filterelemente (10) angeordnet ist.
19. Filtermodul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bestandteil des Filtermediums (20) eine Flüssigkeit aus der Gruppe Glyzerin, SiIi- konöl, ätherisches Öl, Paraffmöl und/oder Latexemulsion ist.
20. Filtermodul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit eine olfaktorische Substanz enthält.
21. Filtermodul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit eine antibakterielle, antivirale, antimykotische oder fungizide Substanz enthält.
22. Filtermodul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit biologisch abbaubar ist.
23. Filtermodul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermedium (20) eine antibakterielle, -virale, -mykotische und/oder funigzide O- berfläche aufweist.
24. Filtermodul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterelemente (10) Hohlräume zur Aufnahme der Flüssigkeit aufweisen, die durch Öffnungen (44), wie z.B. Bohrungen oder Schlitze, mit dem Filtermedium (20) fluidverbun- den sind.
25. Filtermodul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermedium (20) zumindest teilweise aus Aktivkohle gebildet ist.
26. Filtermodul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (10) ein Magnetelement (42) oder einen magnetischen Bestandteil umfasst.
27. Filtermodul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterelemente (10) einen länglichen Querschnitt aufweisen.
28. Filtermodul (1) nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsachse des Querschnitts quer zur Durchströmrichtung (3) ausgerichtet ist.
29. Filtermodul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterelemente (10) einen viereckigen, dreieckigen, sternförmigen oder runden Quer- schnitt aufweisen.
30. Filtermodul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement (24) durch eine Klebstoffschicht, ein Klebeband, ein Klettband, eine Schraube, einen Steckbolzen, einen Schnappverbinder oder ein sonstiges Befesti- gungsmittel gebildet ist.
31. Filtermodul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement (24) im Bereich der Eintrittsöffnung (5) des Filtergehäuses (2) angeordnet ist.
32. Filtermodul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass an der der Maschine zugewandten Rückseite des Filtergehäuses (2) eine Nut (26) ausgebildet ist, dass in die Nut (26) ein winkelprofϊlartiges Ausgleichselement (25) eingesteckt ist und dass das Ausgleichselement (25) mittels des Befestigungselements (24) an der Maschine befestigt ist.
33. Filtermodul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtergehäuse (2) zumindest ein Verbindungselement (16) zur Verbindung mit einem oder mehreren weiteren Filtermodulen (1) aufweist.
34. Filtermodul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (16) durch einen Steckbolzen, eine Befestigungsschiene bzw. Befestigungsnut, eine Schwalbenschwanzverbindung (17, 18) oder eine Klettverbindung gebildet ist.
35. Filtermodul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (16) durch ein zwei Kanten der Begrenzungswände (4) zweier Filtergehäuse (2) umfassendes Klemmelement (45) gebildet ist.
36. Filtermodul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass der Filtereinsatz (12) am Filterträger (11) ein Griffelement (21) aufweist.
37. Filtermodul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtergehäuse (2), der Filterträger (11) und/oder die Filterelemente (10) aus Kunst- stoffspritzguss gebildet sind.
38. Filtermodul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass die lösbare Verbindung zwischen Filtereinsatz (12) und Filtergehäuse (2) durch eine kraftschlüssige Schnappverbindung, z.B. mit einem in eine Rastvertiefung (34) im Filtergehäuse (2) eingreifenden Rastvorsprung (33), am Filtereinsatz (12) gebildet ist.
39. Filtermodul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 38, dadurch gekennzeichnet, dass an der Austrittsöffnung (6) des Filtergehäuses (2) ein Abdeckgitter (27) angeordnet ist.
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