WO2014184348A1 - Luftfilter für die innenraumluft von kabinen von fahrzeugen, land-, bau- und arbeitsmaschinen - Google Patents

Luftfilter für die innenraumluft von kabinen von fahrzeugen, land-, bau- und arbeitsmaschinen Download PDF

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WO2014184348A1
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Joachim Stinzendörfer
Angelika Gohle
Manfred Winter
Andreas Scope
Dieter Weiss
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Mann+Hummel Gmbh
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    • B01D2275/10Multiple layers
    • B01D2275/105Wound layers

Definitions

  • Air filters for the interior air of cabins of vehicles are Air filters for the interior air of cabins of vehicles.
  • the invention relates to an interior air filter, in particular for the air supplied to a driver's cab in vehicles, agricultural machinery, construction machines and work machines.
  • this filter may not be sufficient for applications in which, for example, high levels of pesticide or (liquid) fertilizer concentrations in the ambient air occur, especially when handling sprayers for these materials. This may be particularly detrimental to the application of liquid pesticides and / or fungicides with agricultural or forestry tractors and self-propelled crop protection equipment for drivers or operators.
  • an interior air filter element for a driver's cab of agricultural and industrial machines in particular with spraying or spraying devices for crop protection or fertilizers, comprising a filter body with at least one adsorption filter area, in particular for separating gases and at least one fine filter area, in particular for the separation of Aerosols, wherein at least the adsorption filter region of the filter body is designed as a wound body having at least one winding layer and enclosing a central flow space. More preferably, the fine filter region may also be formed as a wound body or integrated as a layer in the winding of the adsorption filter body.
  • the cabin air filter element is preferably only radially through-flow. This means that the fluid to be cleaned can flow either from the central flow space through the cylindrical filter body to the outside or in the opposite direction of the particular cylindrical Au z Chemistry the interior filter element through the cylindrical filter body inward into the central flow space.
  • Adsorptionsfilter #2 may be provided a single adsorbent or a mixture of different adsorbents or a mixture with other materials such as at least one absorbent.
  • the adsorbent may in particular be activated carbon and / or at least one material from the group of zeolites, silica gels, metal oxides, molecular sieves, sheet silicates, nanoclays.
  • one or more ion exchangers may additionally be provided.
  • the first layer may function as a protective layer by employing a specialized material having a high affinity and capacity for a gas A.
  • a specialized material having a high affinity and capacity for a gas A.
  • wound layers are formed without separate grooves or spacers, as occur, for example, with closed pleated filter bodies or when using embossed filter media, and without defined throughflow channels, which facilitates the manufacture and handling of the filter element.
  • no mutual closure of flow channels is required, which facilitates the production.
  • Conventional filter elements with filter bodies made of pleated filter media do not provide the required contact time due to the high flow rates, which ensures reliable adsorption or absorption of pollutants in the filter, which is critical for the functionality of a filter for gas purification or filtration efficiency and / or adsorption efficiency. This is especially true for high flow filter elements of the medium to be filtered. Due to the design of the filter body as a wound body with one or more winding layers, the filter element provides a sufficiently high contact time of the medium to be filtered with the adsorbent, which can clean the medium to be filtered while doing so.
  • the filter element according to the invention can be used in particular for the driver's cab of agricultural machines and working machines, in particular with spray devices or spray devices for pesticides or fertilizers. Due to the combination of adsorption filter area and fine filter area, it is also possible to achieve greatly improved air qualities in the interior of the driver's cab in the aforementioned heavily loaded environments. In the adsorption filter area in particular harmful and / or unpleasant-smelling gases are bound, in the upstream or downstream of the Adsorptionsfilter Schemes arranged fine filter area fine dust, vapors and Aerosols removed from the breath. An arrangement of the fine filter region may preferably be provided upstream of the adsorption filter region.
  • an unfolded or zigzag folded filter medium with glass fibers can be provided for the fine filter region, in particular a glass fiber filter medium, which is preferably provided with one or two outer layers of a spunbonded nonwoven.
  • the filter medium is suitable for the efficient separation of aerosols.
  • an upstream-side prefilter region can be provided in particular for the separation of dusts.
  • a combination of pre-filter area, fine filter area and adsorption filter area results in a highly efficient filter element with a high safety standard.
  • an unfolded or zigzag folded filter medium of cellulose, plastic foam or non-woven, for. B. plastic fleece may be provided.
  • the filter medium may in particular also comprise a single-layer or multi-layer combination of layers of such filter media.
  • the filter medium is suitable for the efficient separation of particles.
  • the prefilter region can also be formed as a wound body or integrated as a layer in the winding of the adsorption filter body
  • the adsorption filter region can be formed from a semifinished product comprising at least one carrier layer and at least one fixed adsorber layer with at least one adsorbent. Fixing or immobilizing the adsorbent in the adsorbent layer prevents entrainment of particles from the adsorption filter region.
  • the winding body may be wound onto a tubular element which remains as a supporting body in the wound body.
  • the manufacturing process of the filter element can be simplified.
  • the tube element itself may be a prefilter region and / or a fine filter region.
  • the winding body can also be wound on a mandrel, which is removed after winding.
  • the filter medium of the pre-filter region and / or the fine filter region can be integrated into the winding body, in particular as a carrier layer or additional layer to the carrier layer.
  • the filter efficiency can be increased, also an integrated cabin air filter assembly can be easily and inexpensively produced in this way.
  • a plurality of successive filter media layers for pre-filter region and / or fine filter region can be represented in this way, a multiple passage of the medium to be filtered, such as air, is made possible by the respective filter medium of the pre-filter region and / or fine filter region.
  • the Filtrationsef- improved efficiency In particular, the direction of flow of the filter element can be directed from the inside to the outside, relative to the winding body, or from outside to inside.
  • the shape of the winding filter is also variable.
  • other cross sections such as elliptical, triangular, polygonal, shapes are possible. These forms can be produced in a simple manner by winding a flat carrier layer on a suitable inner core. For an optimal space utilization is possible.
  • the design of the cabin air filter element is uncomplicated and robust and allows a long service life in use. Furthermore, filter properties z. B. by specific distribution of other components in the at least one winding layer in the radial and / or axial direction of the filter element can be specified.
  • the cabin air filter element may have a circumferential seal for separating the raw side from the clean side when installed in a filter housing.
  • an upstream prefilter layer in particular for the separation of dusts, may additionally be provided. This is upstream of the adsorption filter area with an adsorber winding layer or a plurality of adsorber winding layers and the fine filter layer and arranged on the inflow side of the cabin air filter element.
  • activated carbon as an adsorbent
  • activated carbon can be obtained from wood or hard coal, be polymer-based, tar-based, or be coconut shell-based.
  • the base material used for the activated carbon is ion exchange spheres which are produced on a polymer basis, for example from synthetic resins, in particular from polystyrene crosslinked with divinylbenzene.
  • a hydrophobic adsorbent in particular hydrophobic activated carbon
  • hydrophobic adsorbents are understood in particular to be those which have a comparatively low water absorption capacity.
  • an adsorbent is preferably used, for. B. an activated carbon, which at a relative humidity of 50%, a water absorption of ⁇ 10 mass percent, in particular based on the Adsorptionsast the isotherm. This water absorption is particularly preferably ⁇ 5% by mass.
  • the adsorbent may have a BET surface area of greater than 600 m 2 / g, preferably greater than 800 m 2 / g (preferably measured according to DIN ISO 9277: 2003-05). As a result, a sufficient adsorption can be ensured in a small space.
  • the adsorbent can be used in a pourable or free-flowing form, for example in the form of granular or spherical or otherwise shaped particles.
  • the adsorbent particles preferably have particle sizes (average diameters) of between 0.1 and 1 mm, preferably 0.2 to 0.7 mm, and can be present, for example, in the form of rods, granules or spheres, e.g. B. in the form of granular activated carbon or activated carbon ball.
  • the defined adsorbent is a porous, preferably solid, preferably non-fibrous and preferably flowable substance which, due to its inner surface, is capable of selective enrichment of certain substances at its interface from gaseous or liquid mixtures, in particular from air laden with gaseous or liquid substances , Examples of these are activated carbon, alumina, silica gel, silica, zeolites, silica gel or synthetic adsorbent resins.
  • a prefilter region may be an unfolded or zigzag folded filter medium.
  • This can for example consist of cellulose, plastic foam or fleece or comprise a single or multi-layer combination of layers of such filter media.
  • a plastic foam filter media layer for the prefilter region can for example consist of a reticulated foam, in particular polyurethane foam, for example based on polyether or polyester, or comprise one or more layers of this foam. Bulk weights of such foams can range from 20 to 70 kg per m 3 .
  • a cellulose filter medium with epoxy impregnation can be used as cellulosic filter medium for the pre-filter area.
  • the cellulose filter medium preferably has a basis weight of 80-120 g / m 2 .
  • the filter medium has a maximum pore size in the range of 30 to 40 ⁇ and / or an air permeability of about 100 to 400 l / m 2 s, preferably between 200 and 300 l / m 2 s, each measured at a Pressure difference of 200 Pa (measured here and hereinafter preferred according to DIN EN ISO 9237).
  • the impregnation content ie the weight fraction of the impregnating agent in the basis weight of the filter medium, is between 15 and 30%.
  • nonwoven filter medium for the prefilter region, it is preferable to use a combination of a spunbonded nonwoven layer and a meltblown layer (nonwoven fabric made of meltblown synthetic fibers). Both layers can be made of polyamide (PA), polyester (PES), polycarbonate (PC) or polypropylene (PP). be present.
  • the nonwoven filter medium preferably has a basis weight between 60 and 140 g / m 2 , preferably between 80 and 120 g / m 2 and / or a thickness in the range of 0.5-1 mm, particularly preferably 0.5-0. 8 mm. More preferably, the air permeability is in the range of 1000-2000 l / m 2 s, more preferably between 1200 and 1800 l / m 2 s at a pressure difference of 200 Pa.
  • the prefilter region in particular according to ISO 501 1, has a separation efficiency of 99% for test dust PTI, in particular according to ISO 14269-4.
  • the prefilter region has a basis weight of 75-125 g / m 2 .
  • the filter medium of the prefilter region preferably has an air permeability of 100-200 l / m 2 s at a pressure difference of 200 Pa.
  • the prefilter region By using the prefilter region, it can be achieved that the adsorption filter region and the fine filter region are protected against excessive dust loading. As a result, their function (gas separation of the adsorption filter area and aerosol separation of the fine filter area) is impaired to the lowest possible extent even with very dust-laden intake air.
  • an open-cell foam with free-flowing Adsor- bens, z. B. free-flowing activated carbon be provided.
  • plastics such as polyurethane, polyurethane-ether or polyurethane esters are used.
  • adsorbent particles are preferably fixed in the foam by means of an adhesive, for example by means of a two-component polyurethane-based adhesive, which can be achieved, for example, by first impregnating the foam with an adhesive and then, before the adhesive dries or hardens, particles of adsorbent are sprinkled with shaking, in which case a two-component adhesive, a hot melt adhesive or an aqueous adhesive can be used.
  • an adhesive for example by means of a two-component polyurethane-based adhesive, which can be achieved, for example, by first impregnating the foam with an adhesive and then, before the adhesive dries or hardens, particles of adsorbent are sprinkled with shaking, in which case a two-component adhesive, a hot melt adhesive or an aqueous adhesive can be used.
  • a layer of a fixed (immobilized) bed with an adsorbent or with a mixture of several adsorbents or with a mixture of at least one adsorbent and at least one absorbent is provided.
  • the semi-finished product can be realized in a single-layer or multi-layer construction.
  • a fixed (immobilized) bed an arrangement is referred to, in which a carrier layer is provided and on this a bulk layer of z.
  • B. adsorbent is fixed.
  • a carrier layer for example, a plastic mesh or a layer of a sheet material, for example a Particle filter medium can be used.
  • the carrier layer used is a nonwoven made of spun-bonded or melt-blown polyester fibers, for example PET fibers (polyethylene terephthalate) or PBT fibers (polybutylene terephthalate).
  • PET fibers polyethylene terephthalate
  • PBT fibers polybutylene terephthalate
  • This may be a basis weight of 25-120 g / m 2 , preferably 50-100 g / m 2 , more preferably 65-85 g / m 2 and an air permeability of> 3000 l / m 2 s, preferably> 5000 l / m 2 s at a pressure difference of 200 Pa.
  • the air permeability is measured in particular according to ISO 9347.
  • the adsorbent particles are applied, for example as a bed to the support layer and preferably fixed by means of a fine adhesive application on the support layer. This takes place, for example, in the form of a multiplicity of adhesive dots applied to the carrier layer or by means of a network of adhesive threads, which is applied between the carrier layer and the bulk layer and / or between the bulk layer during the filling and / or on the bulk layer.
  • the pour layer preferably comprises an overlay of 100-1200 g / m 2 of adsorbent particles, in particular activated carbon, on the carrier layer. Preferably, between 800 and 1000 g / m 2 are used.
  • the position of a fixed bed with carrier layer and pour layer preferably has an air permeability in the range of 800 to 1200 l / m 2 s, in particular between 900 and 1 100 l / m 2 s and a basis weight in the range of 850 to 1250 g / m 2 in particular between 950 and 1 150 g / m 2 with a layer thickness, in particular in the range of 2 to 6 mm.
  • an unfolded layer structure comprising a carrier layer, a cover layer and free-flowing adsorbent introduced therebetween is used for the semifinished product from which the adsorption filter region is wound.
  • a semifinished product is formed, each with a carrier layer and cover layer and an adsorber layer arranged therebetween.
  • Such semi-finished products can again be arranged one above the other in order to increase the filtration performance by winding up the coated carrier layer, so that the wall thickness of the coil corresponds, for example, between two and 20 semi-finished products, preferably between 5 and 15 semi-finished products.
  • the cover layer can be arranged directly on the adsorber layer, and comprise, for example, a plastic grid or a layer of a sheet material, for example a particle filter medium, or consist of this.
  • the cover layer used is a nonwoven made of spunbonded or meltblown polyester fibers. This may be a weight per unit area of 25-120 g / m 2 , preferably 50-100 g / m 2 , particularly preferably 65-85 g / m 2 and an air permeability > 3000 l / m 2 s, preferably> 5000 l / m 2 s have.
  • the adsorber layer has a layer structure of a plurality of fixed (immobilized) beds.
  • a semifinished product with two carrier layers or cover layers and adsorbent layer arranged therebetween is formed.
  • Such semi-finished products can in turn be arranged several times to increase the filtration performance by winding the semi-finished, which results in an advantageous wall thickness of the coil corresponding to a thickness of, for example, between two and ten semi-finished products, preferably between 3 and 7 semi-finished products.
  • a plurality of adsorption filter layers in a layer structure comprising a carrier layer, a cover layer and at least one incorporated, free-flowing adsorbent can form a wound-up overall adsorption filter layer one above the other.
  • a connecting means for example, a glued, molded or welded plastic part or by means of a casting mold to the end faces molded potting compound, in particular of polyurethane, can be used.
  • a heat-swellable sealant usable for example, a present in sheet form, the nitrile rubber and phenolic resin. This can be applied to the winding body and heated, whereby the mass connects to the winding body during swelling and then cured.
  • the connecting means may preferably be formed as an end plate.
  • the adsorbent layer has two regions with different adsorbent density.
  • a region with a higher adsorbent density on the outflow side and a region with a lower adsorbent density on the upstream side are preferably arranged.
  • This can be achieved, for example, by placing two layers of different foams filled with adsorbent particles on top of one another, wherein the downstream side layer has a higher degree of filling of adsorbent than the upstream side layer.
  • a layer structure of layers with fixed beds of adsorbent particles can be used, in which one or more downstream layers or layers, which in particular close the layer structure to the downstream side, have a higher adsorbent density.
  • an activated carbon granules which has a higher bulk density than that used for the lower density layers. This can be done either by activated carbons of different specific gravity or by different ge geometries of the adsorbent particles can be realized.
  • a blocking position is shown, which can reliably enable the deposition of residual concentrations of harmful gases. This can provide additional security for the user.
  • the adsorber layer has an outflow-side region comprising one or more, in particular calendered, layers of fixed bedding.
  • This layer (s) preferably have a coating of activated carbon of 100-1200 g / m 2 of adsorbent particles on the carrier layer. Preferably, between 800 and 1000 g / m 2 are used.
  • the position of a fixed bed with carrier layer and adsorbent layer preferably has an air permeability in the range of 800 to 1200 l / m 2 s, in particular between 900 and 1 100 l / m 2 s and a basis weight in the range of 850 to 1250 g / m 2 , in particular between 950 and 1 150 g / m 2 at a layer thickness, in particular in the range of 1 to 3 mm.
  • these layers or this layer in the downstream region with a higher adsorbent density substantially the same edition of adsorbent particles in relation to the basis weight and / or the type of adsorbent as on the previous, upstream layers with lower adsorbent density.
  • this layer or these layers has a significantly lower layer thickness than the preceding, upstream layers with a lower adsorbent density.
  • the ply thickness may, for example, be less than 2/3 of the thickness of the preceding upstream layers with lower adsorbent density, preferably between 40% and 60% of the thickness of the preceding, upstream layers.
  • the layer or layers with a higher adsorbent density are densified by a calendering step or a similar process in such a way that such a reduction in thickness is achieved compared with the unprocessed layer. In this way, the different regions of different adsorbent density can be made from the same base materials, with only one additional calendering step being required to produce the higher adsorbent density layers.
  • a bed of adsorbent particles is used for the layer or layers with a higher adsorbent density, which has a higher bulk density than the preceding, upstream layers with a lower adsorbent density.
  • the bulk density is preferably 50% higher, and 100% higher, compared to the upstream layers with a lower adsorbent density.
  • a bed of adsorbent particles is used for the layer or layers with a higher adsorbent density, which has a smaller average particle diameter, in particular at least 50% smaller average particle diameter, preferably at least one compared to the preceding, upstream layers with lower adsorbent density 65% lower mean particle diameter.
  • the lower adsorbent density upstream layers comprise adsorbent particles having a particle diameter in the range of 0.7 to 1.2 mm.
  • the layer or layers with a higher adsorbent density have a bed of adsorbent particles with a particle diameter in the range of 0.3 to 0.7 mm.
  • a uniform distribution of the at least one adsorbent in the wound adsorption filter region is achieved, which is ensured even during operation, for example under vibration load. This may help to provide a reliable filter element.
  • an interior air filter element with an adsorption filter region, which is particularly easy to process.
  • an interior air filter element can be provided which reaches downstream a test gas concentration below 10 ⁇ g g according to the cyclohexane method according to EN 12941: 1998 with a test duration of 70 min measured according to EN 15695-2: 2009.
  • an unfolded or zigzag folded filter medium with glass fibers in a glass fiber layer is used as the fine filter region.
  • a glass fiber fleece or glass fiber paper can be used.
  • This preferably has a single or double-sided laminated cover layer of a spunbonded nonwoven.
  • cover layers can serve to improve the mechanical strength of the fine filter region.
  • the glass fibers have a fiber diameter in the range of 800 nm to 5 ⁇ m. Preferably, 90% of the fibers have a fiber diameter within this range. Preferably, fibers with fiber diameters are present essentially in the entire fiber diameter range. Preferably, the average fiber diameter is within said range.
  • the fiber diameters can be measured, for example, according to the methods described in DE 10 2009 043 273 A1 or US 201 1/0235867 A1.
  • the filter medium of the fine filter region preferably has a basis weight between 60 and 100 g / m 2 , particularly preferably between 75 and 90 g / m 2 .
  • a glass fiber layer preferably has a thickness of 0.2-1 mm, more preferably 0.3-0.6 mm. Particular preference is given to using a glass fiber layer which generates a resistance in the range from 300 to 600 Pa, preferably between 400 and 500 Pa, at a flow velocity of 7.5 cm / s.
  • the spunbonded nonwovens of the cover layer (s) are formed, in particular, from a polyester or polypropylene or polyamide as the material. In one embodiment, the spunbonded nonwovens of the cover layer (s) have surface dimensions in the range of 10 and 250 g / m 2 , preferably 20 to 60 g / m 2 and particularly preferably 30-34 g / m 2 . Preferred thicknesses for the cover layers are in the range of 0.1 to 0.3 mm.
  • the spunbonded fabric of the cover layer (s) is formed from continuous fibers which are stretched by means of tempered air and / or godets and are placed on a conveyor belt in a confused manner. It is optionally possible to follow a calendering process for producing a fiber composite and / or influencing the nonwoven surfaces.
  • plastic fibers can also be used for the fine filter area.
  • such a synthetic HEPA medium is used in place of the described fiber optic media.
  • a material can be used for example polyester or polypropylene or polyamide.
  • fiber layers may preferably be formed in a nonwoven form and be produced, for example, by the electrospinning method, by the meltblowing method or by some other means. Due to the material properties of synthetic filter media can be advantageously dispensed with cover layers and protective layers.
  • a layer of melt-blown nonwoven fabric made of polyester with a basis weight of, for example, 80-120 g / m 2 and a thickness of, for example, about 0.4 to 0.8 mm is used. This is further preferably applied to a carrier layer.
  • a carrier layer is for example a plastic support grid or a spunbonded layer into consideration. The other properties may correspond to those of the described fine filter layers with glass fibers.
  • the prefilter region and the fine filter region are integrated in a filter bellows with, in particular, directly one or more layers of a prefilter medium and one or more layers of a fine filter medium.
  • a cover layer is laminated only on one side of a glass fiber layer, on the other side is directly laminated to the pre-filter medium.
  • This layer combination can either be integrated flat in the cabin air filter element or folded as a whole layer combination zigzag and form a bellows. In this way, an interior air filter element can be provided with a plurality of filter stages with low installation costs and in a small space.
  • Cover layers and / or prefilter layers or prefilter region can be applied to the glass fiber layer in different ways.
  • sprayed adhesives are used, for example in aqueous suspension, for example based on PU.
  • spray-applied, powder-applied or applied hotmelt adhesives may be used, for example in the form of adhesive mats or adhesive chords between the layers, which melt during calendering in a fixing step and then harden and thus produce a permanent connection. So that can In particular, a secure connection between fiberglass layer and cover layers are made, which allows a folding of the filter medium.
  • an interior air filter element with a fine filter area, which can be processed particularly well into a bellows.
  • an interior air filter element may be provided that achieves aerosol penetration of ⁇ 0.05% measured according to EN 15695-2: 2009.
  • the prefilter region and / or the adsorption filter region and / or the fine filter region can each form a separate sub-filter element or be wound completely or partially in layers in succession.
  • the semi-finished product which is used for the filter body of the interior air filter element can comprise in succession at least two of the three sub-filter elements pre-filter area, adsorption filter area and fine filter area. These can each have a circumferential seal at the edges, which is sealingly connected to the respective sub-filter area.
  • the peripheral seal may be formed by a circumferential sealing profile made of a polymer, in particular of a foamed, in particular closed-cell foam, for example of polyurethane foam.
  • a circumferential sealing profile made of a polymer, in particular of a foamed, in particular closed-cell foam, for example of polyurethane foam.
  • the seal may be formed integrally with the end plate.
  • an injection-molded end plate made of thermoplastic material can be provided, to which the sealing profile, for example of a silicone or a thermoplastic elastomer, is connected in a two-component injection molding process.
  • the seal has a hardness in the range between 5 and 45 Shore A, more preferably between 10 and 30 Shore A.
  • the sealant can be attached to the filter element, which realizes a seal between the raw air side and clean air side in a housing.
  • the wound adsorber layer and in particular the entire filter element can have a seal at the edges.
  • the sealing of the longitudinal edges of the carrier layer form an end-side end plate. This ensures that the filter element formed in this way can only be flowed through radially.
  • sealing at the two lateral ends of the flat layer along the longitudinal extension of the carrier layer can be effected via a closure element.
  • a closure element may be formed via an adhesive, foam, thermoplastic, staple, welding process, or a combination of the foregoing.
  • two end discs are provided as a closure element, which seal off the end-side end faces of the filter areas at their axial ends.
  • the sealing or sealing on the end faces of the filter element can also be effected by means of a sealing element made of plastic, in particular of thermoplastic material, which can be advantageously designed as an end plate.
  • a sealing element made of plastic in particular of thermoplastic material, which can be advantageously designed as an end plate.
  • This can be melted on one side and applied in the molten state on the axial end faces of the filter areas.
  • the melting can z. B. on ultrasound, heating mirror, infrared radiation, hot air and the deformation by pressing the sealing element on the face and on the outer edge.
  • two end plates are provided as sealing elements of the axial end faces of the filter element, which sealingly seal the front walls of the pre-filter layer, the adsorption filter layer and the fine filter layer which adjoin one another directly in particular.
  • the sealing (sealing) in the edge region of the filter element can be achieved by foaming during the winding process or when using a sealant with delayed swelling behavior and / or foaming behavior, eg. B. over a slow reaction time or by additives which delay the reaction defined or z. B. a thermal pulse to trigger the reaction.
  • a sealant with delayed swelling behavior and / or foaming behavior eg. B. over a slow reaction time or by additives which delay the reaction defined or z. B. a thermal pulse to trigger the reaction.
  • the seal of the roll can be made during or after completion of the roll.
  • a separate end plate as they are known in oil or fuel filter elements.
  • the axial edge of the first and / or the last wound layer in the wound state can also be done with the methods listed above. This can ensure the flow around the at least one adsorbent in the winding layers of the filter element and prevent leaks.
  • the end region of the winding layers can be fixed to the outer jacket and / or inner jacket of the wound-up filter element.
  • the fixation may be formed over a length and / or width of a few millimeters, preferably about 5 millimeters to several centimeters.
  • additional fixing elements are conceivable, such.
  • a cylindrical, permeable to the medium to be filtered element (such as grid, filter material or porous solid material), staples or introduced into the winding layer fibers, wires, etc., can be used, which are then at least once wrapped around in extension at least once around the entire winding of the filter body and connected to the underlying winding layers (filter layer or fiber wire layer).
  • These connections can be z. B. by welding, bonding, knotting, sewing, etc. take place.
  • the circumferential seal between two housing parts of the filter housing can be axially or radially sealingly compressible or clamped.
  • the seal can also be sealingly applied radially or axially exclusively to a sealing surface of a housing or housing part.
  • the force required for the compression can be applied via pressing elements such as knobs, bead, etc., on the side facing away from the seal or designed as a tie rod.
  • the prefilter area for dust filtration and a HEPA fine filter area are also preferably provided primarily for the separation of aerosols, wherein the adsorption filter area comprises at least one wound adsorber layer.
  • the adsorption filter area comprises at least one wound adsorber layer.
  • a center tube remaining in the filter element or a core which is used as a removable tool can be wound.
  • a round, zigzag folded and annularly closed filter bellows as a fine filter area, which can be used as a winding base for the adsorber layers.
  • Immobilized adsorbent particles have advantages in terms of mechanical stability and homogeneity of the filter element. This results in significantly higher residence times of the medium to be filtered in the filter element, resulting in lower perforations and higher capacities of the filter element as a result of the multilayer construction.
  • the adaptation of the adsorption performance to the respective requirement profile as well as the installation space can be optimized by optimized winding layer number (i.e., amount of adsorber) and a suitable material selection.
  • the invention further relates to an interior air filter system for the driver's cab of agricultural machines and work machines, in particular with spraying or spraying devices for crop protection or fertilizers, comprising an interior air filter element according to the invention and a housing with an air inlet and a an air outlet in which the cabin air filter element sealingly separates the inlet side from the outlet side.
  • the invention further relates to a driver's cab of a vehicle or a work machine comprising an inventive cabin air filter system and the use of a nenraumluftfilterelements invention or indoor air filter system according to the invention in a driver's cab of a vehicle or a work machine.
  • filter element of the invention can also be used for filtration of breathing air in other interiors such as motor vehicles, aircraft o .
  • filter element for the filtration of supply air to various processes, such as the supply air to fuel cells in stationary or mobile applications such as motor vehicles or aircraft is conceivable.
  • FIG. 1 shows a longitudinal section of an interior air filter element with a wound filter body according to a first embodiment with a further pleated filter layer placed around the winding;
  • FIG. 2 is a partially cutaway plan view of the cabin air filter element of FIG. 1;
  • FIG. 3 shows a longitudinal section of an interior air filter element with a wound filter body according to a further embodiment with a winding arranged around a filter bellows;
  • FIG. 4 is a partially cutaway plan view of the cabin air filter system of FIG. 3; FIG.
  • FIG. 5 shows a longitudinal section of an interior air filter element with wound filter body. Measure a further embodiment with an integrated in the winding fine filter layer;
  • Fig. 6 is a partially cutaway plan view of the cabin air filter system of Fig. 5;
  • FIG. 7 shows the structure of a semifinished product with a carrier layer and a fixed adsorber layer
  • FIG. 7a shows a layer of a fixed activated carbon bed on a carrier layer
  • FIG. 7b shows a first embodiment of a semifinished product of an adsorption filter layer formed from two layers according to FIG. 7a;
  • FIG. 7c shows a second embodiment of a semifinished product formed from two layers according to FIG. 7a;
  • FIG. 7d shows a semifinished product formed from a layer according to FIG. 7a and a cover layer
  • FIG. 7e shows an adsorption filter layer consisting of two layers of a semifinished product according to FIG. 7d;
  • FIG. 8 shows a longitudinal section of an interior air filter system with a wound filter body according to a further embodiment
  • FIG. 16 shows a driver's cab with an interior air filter system.
  • activated carbon is used as an adsorbent by way of example.
  • adsorbents such as zeolites, silica gels, metal oxides such as alumina, copper oxide or manganese oxide, molecular sieves such.
  • MOFs layered silicates, nanoclay (s), or mixtures of adsorbents.
  • FIG. 1 shows a sectional view of the filter element 10 according to an embodiment of the invention in the manner of a filter candle with a Adsorptionsfilter Scheme 50.
  • a wound semi-finished product forms a winding body 20 as Adsorptionsfilter Scheme 50th around an axial channel 18, wherein the semifinished product has an immobilized adsorber layer 104 with activated carbon as the filter medium 16.
  • FIG. 2 shows a frontal view of a partially cutaway end face 24 of the filter element 10.
  • the winding body is surrounded by a further filter element, which preferably has a fine filter element 70 and / or a particle filter element 80.
  • An end disk 32, 34 is provided on each of the end faces 22, 24, which seals the winding body 20 as well as the fine filter element 70 and / or the particle filter element 80 at the end, so that a medium 60 to be filtered is exclusively only accessible by the wiper.
  • ckellagen the bobbin 20 and the surrounding additional filter element 70, 80 can flow.
  • z. B. lower end plate 32 completely closed, thus sealing the channel 18 down, while the axially opposite, z. B. upper, end plate 34 has in its center an opening 28 through which the medium 60 can pass.
  • the further filter element is designed, for example, with a pleated filter medium, wherein in the plan view in FIG. 2 only a narrow region or section of the pleated filter medium is shown, which surrounds the wound body 20 of the adsorption filter region 50.
  • a medium to be filtered 60, z. B. raw air 62 occurs on the raw side of the filter element 10 through the fine filter element 70 and / or particulate filter element 80 in the winding body 20 of the filter body 12 and leaves the filter body 12 on its clean side and enters as filtered medium 60, z. B. clean air 64, from.
  • FIGS. 3 and 4 show, as a sectional view and plan view, an inverse configuration of a filter element 10, in which the winding body 20 with the adsorption filter region 50 surrounds the further filter element with the fine filter element 70 and / or the particle filter element 80.
  • FIGS. 5 and 6 show, as a sectional view and plan view, a further embodiment of a filter element 10, in which the winding body 20 comprises the functionalities of both the adsorption filter region 50 and that of a fine filter element 70 and a particle filter element 80.
  • the particulate filter element 80 is preferably arranged inside. This is particularly advantageous for filter elements, which are flowed through from the inside to the outside. In this flow direction, the particle filter element 80 is thus connected upstream of the fine filter element 70 and the adsorption filter region 80. When flowing from outside to inside, it is correspondingly advantageous to arrange the particle filter element 80 outside.
  • a filter element For producing a filter element, it is possible to use a semifinished product in which, in addition to the immobilized adsorber layer 104, a fine filter layer and a particle filter layer are joined together and wound up into the winding body 20.
  • the fine filter layer and / or the particle filter layer can be integrated in a carrier layer of the adsorber layer 104 and / or in a cover layer covering it.
  • This embodiment allows a flexible flow direction of a medium to be filtered 60, d. H.
  • the medium to be filtered via the channel 18 in the filter body 12, d. H. the winding body 20, enter and exit through the outer jacket of the winding body 20 and in another operating mode in the reverse flow direction.
  • FIG. 7 illustrates a basic structure of a semifinished product having a layer 100 with a fixed bed of adsorbent particles, comprising a carrier layer 102, a cover layer 103 and an adsorber layer. 104, z. B. in the form of a bulk layer, with immobilized adsorbent particles.
  • a semi-finished product can be used for producing a wound body of a filter element.
  • FIGS. 7a-7e show further possible structures of an adsorption filter layer for a filter element according to the invention.
  • FIG. 7 a shows a layer 100 of a fixed bed of activated carbon particles, comprising a carrier layer 101 and a pour layer 102 with activated carbon particles.
  • Two of these layers can be connected in various ways to semifinished products, which can form an adsorption filter layer in one or more layers.
  • two such layers 100 are arranged on top of one another in such a way that in each case the pour layers 102 rest on one another, whereby a semifinished product is formed, which is bounded on both sides by the carrier layers 101.
  • Several of these semi-finished products can be stacked on each other to form a total adsorption filter layer.
  • a cover layer 103 can be applied to the pour layer 102.
  • FIG. 7d shows an embodiment of a semifinished product 110 having a layer 102 of a fixed bed of activated carbon particles, which are applied to a carrier layer 101 and covered by a cover layer 103.
  • the semifinished product 10 can form a total adsorption filter layer either in single-layer or, as shown in FIG. 7e, in a two- or multilayer arrangement of superimposed semi-finished products 1 10.
  • the fillets 102 are connected in the embodiments by means of fine networks of adhesive threads with the respective carrier and outer layers, but other types of connection can be selected.
  • the carrier layer 102 may each at least partially provide the function of a particulate filter element and optionally also that of a fine filter element.
  • the respective semi-finished product is placed on an inner core with a suitable diameter, z. B. 30 mm to 60 mm diameter, wound into a winding body (round element). During the winding process takes place at the two lateral ends of the carrier layers 101 and other layers a seal. This can be z. Example, via an adhesive, foam, thermoplastic, staple, in a welding or dosing process or a combination thereof. The sealing of the axial cutting edge of the last layer also takes place with the options listed above.
  • the fixation of the end area (a few millimeters, preferably about 5 mm to several centimeters) is carried out by bonding to the underlying layer by means of the seal or via additional fixing elements such as adhesive, Fixietzze, Fixiergitter, rubber, cylindrical air-permeable element (s) (grid, filter material or porous solid material), Staples or placed in the position fibers, wires, etc., which are then at least once wrapped in extension at least once around the entire winding and fixed with the underlying layers (filter layer or fiber wire layer), z. B. by welding, gluing, sewing.
  • additional fixing elements such as adhesive, Fixietzze, Fixiergitter, rubber, cylindrical air-permeable element (s) (grid, filter material or porous solid material), Staples or placed in the position fibers, wires, etc., which are then at least once wrapped in extension at least once around the entire winding and fixed with the underlying layers (filter layer or fiber wire layer), z. B. by welding, glu
  • the wound layers should be additionally sealed in the edge region of the wound body.
  • This sealing can be done by a subsequent thermoplastic deformation (eg., Melting by ultrasound, hot mirror, infrared radiation, hot air with subsequent deformation by pressing) of the sealing element or at z.
  • the structure of the activated carbon layers can include the following variants:
  • backing layer 102 eg, simple spunbond
  • adsorbent layer 104 backing layer 102
  • carrier layer 102 - adsorber layer 104 - particle fleece eg fleece provided with meltblown
  • the particle nonwoven fabric may be made of cellulose or of synthetic materials.
  • a further option is that at least two adsorbents are applied one behind the other in the winding layer, and as a result a different adsorbent is present in the inner region of the coil (for example over 3 layers) than in the outer region. It is not mandatory that the adsorbents are applied to the same or on a one-piece carrier layer or cover layer.
  • a particle separating medium can optionally be applied to the outer surface of the wound body in the form of a flat layer or in a folded version, which is optionally provided with the same or one of the above-described options for the frontal sealing or is arranged as a separate element plugged or pushed ,
  • the front side may also be sealed by way of a side band, a foil or a hardening adhesive layer.
  • a particle / Aerosolabscheideelement which is either mounted directly in front of the outlet of the medium to be filtered or represents the innermost layer of the bobbin.
  • the particle / aerosol can be introduced as a separate element or as an integrated variant, wherein in the integrated variant, a special material or optionally the carrier layer 102 can be used as a particle layer.
  • the particulate filter with z. B. the connection element in one piece (welding) or multi-part (gluing / clamping / compression [z., Open-pored foam]) be connected.
  • connection geometry to the winding body is z. B. via a nozzle element, which protrudes from an end face into the winding body and is connected in an air-tight manner with the frontal sealing of the winding body.
  • a nozzle element which protrudes from an end face into the winding body and is connected in an air-tight manner with the frontal sealing of the winding body.
  • it makes sense in terms of stability to form a bearing surface on the nozzle, on which the end face of the winding body rests.
  • the nozzle can also be omitted on a Hininragen the nozzle into the bobbin into it, if a sufficiently strong connection of the front side seal with the nozzle by z. B. an adhesive bond / adhesion (adhesion / cohesion) can be achieved.
  • a corresponding nozzle element can be attached to both end faces, in which case the second nozzle element does not necessarily have to have the same dimensions of the first nozzle element.
  • the nozzle element can have a fir tree profile or a comparable slip-on geometry for further contacting as well as a bayonet closure or a screw thread with an axial or radial seal.
  • the use of a quick coupling is possible, in which case the nozzle either represents the quick coupling or includes or even the tube to be inserted piece of tubing / which is inserted into such a coupling represents.
  • the nozzle element can also contain further outlet nozzles.
  • the outlet nozzle can be provided with a geometry (for example external hexagon), which makes it possible to produce a secure screw connection / connection with the air duct to the cabin via a commercially available tool.
  • the outlet nozzle can be made of plastic or metal.
  • the outlet nozzle can also be attached to the winding body in the form that the nozzle is cast directly to the winding body with a potting compound.
  • the sealing and attachment of the front side by the potting compound which may be comparable after curing as solid as a conventional thermoplastic such as polypropylene or polyamide.
  • a coarse dust mat can be provided for particle filtration instead of a folded particle filter or additionally pushed over the particle filter.
  • the coarse dust mat can be designed as a foam or non-woven mat.
  • the particulate filter element can thus be changed independently of the bobbin.
  • the adsorber layers can be optimized with regard to material selection (AK grade, zeolites, silica gels, metal oxides such as aluminum, copper or manganese oxide, molecular sieves such as MOFs) and weight per unit area in order to achieve a targeted adaptation to the To realize adsorption task.
  • the filter element 10 described above in various embodiments can be used as a caseless filter system, wherein a connection means can be connected to the opening for a media passage end plate, with which the filter system can be connected to a media line or the like. It is also conceivable to arrange two or more filter elements 10 or filter systems geometrically in series, which corresponds in terms of flow to a parallel connection.
  • FIG. 8 shows an embodiment of a filter system 200 with a filter housing 202, in which a filter element 10 with adsorption filter area 50 in the form of a winding body 20 is arranged.
  • the medium 60 to be filtered, z. B. raw air 62, enters through an inlet nozzle 206 in the lateral surface of the housing 202 in this one.
  • the filter element 10 is embedded with its lower end face 22 in a closed end plate 32 and with its upper end face 24 in an end plate 34 with a central opening 28 into which a connection piece 212 projects with a collar 214.
  • the end plate 34 encloses at its opening 28 the collar 214 sealing, so that the clean side of the filter element 10 is sealingly separated from the raw side.
  • the filter element 10 can be removed from the housing 202 by opening its lid on the housing bottom 204. By closing the lid, the filter element 10 between the housing bottom 204 and the upper housing portion 206 is axially clamped.
  • housing side 204 opposite housing side mounting means 208 are arranged in the upper housing portion 206, z. As screws, with which the filter housing 202 can be securely attached to a mounting location.
  • a free space 210 Between filter housing 202 and filter body 12 is a free space 210 through which a medium to be filtered 60, z. B. raw air 62, flows to the filter element 10. After flowing through the filter element 10, the filtered medium 60, z. B. clean air 64, in the one-sided closed channel 18 and then through a housing port 212 from the filter system 200.
  • FIGS. 9 to 16 show variants of sealing possibilities between the raw side and the clean side of the filter element 10.
  • Figure 9 shows a sealing profile of an end plate 34 with an axially outwardly directed projection 220, wherein the sealing surface is arranged radially inward. This allows a radial seal at the inner diameter of the projection 220 and a sealing area outside of the filter element 10.
  • the projection 220 may also have a collar 222 protruding into the channel 18 of the filter element 10, which allows a radial seal on the inner diameter of the filter element 10 and thus a sealing area within the filter element 10.
  • Figure 10 shows two alternatives of sealing surfaces, which allow a radial seal.
  • a seal against a corresponding surface of a housing or connection means can be made possible at the end plate 34 via a radially inwardly directed sealing surface 230 or via a radially outwardly directed sealing surface 231.
  • the sealing surfaces 230, 231 may be formed on a peripheral edge on the end plate 34, which extends axially away from the filter element 10.
  • a collar 231 may be attached as a sealing profile extending towards the filter element 10 and covering the upper edge, which allows a radial seal on the outer diameter of the filter element 10.
  • FIG. 11 shows a variant of a sealing profile 240 with a key-lock profile, in which two sealing lips running around on the end disk 34 are provided, which first project axially away from the filter element 10.
  • An unspecified counter element with a complementary omega profile can engage sealingly between the two sealing lips, so that the filter element 10 is radially sealed.
  • FIG. 12 shows a radially acting seal.
  • the end plate 34 is preferably formed from a castable material such as polyurethane, for example polyurethane foam and fixedly connected to an end face of the wound filter element 10.
  • the end disk comprises at its outer circumference a sealing profile 250, which has a parallel to the central axis of the filter element extending groove with one or preferably two annular, radially acting sealing surfaces into which a housing-side web or a housing-side edge can engage sealingly with the sealing surfaces in Contact is bringable.
  • the sealing profile 250 may preferably surround the edge of the filter element 10 in a sealing manner.
  • a corresponding filter housing can engage sealingly with a collar between the sealing lips and be sealingly fixed with a lid or the like.
  • the sealing profile 250 is radially supported radially from a further housing part, for example by a housing cover outside, preferably such that the sealing effect is ensured at the sealing surfaces.
  • FIG. 13 shows a filter element 10 with a threaded or bayonet-type socket 256 that extends axially away from the filter element 10.
  • the nozzle 256 may be attached to a central tube, which is arranged in the channel 18 (not shown) or attached to the end plate 34.
  • an axial seal can be achieved by a circumferential around the nozzle 256 sealing ring 252 (shown in the upper half of the figure).
  • a circumferential sealing ring 254 may be arranged in a groove on the outside of the nozzle 256, whereby a radial seal is achieved.
  • the sealing ring 252, 254 may be, for example, an O-ring, a flat gasket or a 2K gasket.
  • FIG. 14 shows a variant in which the filter element 10 is wound onto a winding core 260.
  • the winding core 260 has a receptacle for a separate or a molded seal (not shown). This seal can be designed as a radial and / or axial seal.
  • the filter element 10 remains on the winding core 260, which forms a central tube in the filter element 10 and may be formed with open or closed bottom.
  • FIG. 15 shows a variant in which a radial seal takes place through the end disk 34, which protrudes into the opening 28 at the inner diameter with a lip 36.
  • the seal, z. B. a fleece ring is part of the end plate 34th
  • Figure 16 shows a cab 300 of an agricultural vehicle having an cabin air filter system 200.
  • Fresh air 62 is drawn into the cabin air filter system 200 by a fan 316 through an inlet 312 and passes through the cabin air filter system into an air conditioning device 314.
  • the conditioned and filtered air passes through outlets 318 and 320 in the interior and is partly circulated by means of a recirculation device 322.
  • a cabin filter element according to the invention can of course also in the reverse direction, d. H. be flowed through from the inside out.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Innenraumluftfilterelement (10) für eine Fahrerkabine (302) von Land- und Arbeitsmaschinen, insbesondere mit Spritz- oder Sprühvorrichtungen für Pflanzenschutz- oder Düngemittel, umfassend einen Filterkörper (12) mit einem Adsorptionsfilterbereich (50) sowie einem Feinfilterbereich (80) insbesondere zur Abscheidung von Aerosolen, wobei der Filterkörper (12) als Wickelkörper mit wenigstens einer Wickellage ausgebildet ist.

Description

Beschreibung
Luftfilter für die Innenraumluft von Kabinen von Fahrzeugen,
Land-, Bau- und Arbeitsmaschinen
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft einen Innenraumluftfilter, insbesondere für die einer Fahrerkabine zugeführte Luft in Fahrzeugen, Landmaschinen, Baumaschinen und Arbeitsmaschinen.
Stand der Technik
Aus der WO 00/33940 A1 ist ein Luftfilter bekannt, welcher eine äußere Lage von Aktivkohle mit einer Lage eines HEPA-Filters kombiniert.
Die Filterwirkung dieses Filters kann jedoch für Anwendungen, bei welchen zum Beispiel hohe Pflanzenschutzmittelkonzentrationen oder (Flüssig )-Düngemittel-Konzentrationen in der Umgebungsluft auftreten, insbesondere beim Umgang mit Sprühgeräten für diese Stoffe, nicht ausreichend sein. Dies kann insbesondere beim Ausbringen von flüssigen Pestiziden und/oder Fungiziden mit land- oder forstwirtschaftlichen Traktoren und selbstfahrenden Pflanzenschutzgeräten für Fahrer oder Bedienpersonal nachteilig sein.
Es ist daher Aufgabe dieser Erfindung, einen Innenraumluftfilter bereitzustellen, der eine bessere Filterwirkung in Bezug auf die im Betrieb von Landmaschinen auftretenden Stäube, Aerosole und Dämpfe, insbesondere von Pestiziden und Fungiziden, aufweist.
Offenbarung der Erfindung
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Innenraumluftfilterelement für eine Fahrerkabine von Land- und Arbeitsmaschinen, insbesondere mit Spritz- oder Sprühvorrichtungen für Pflanzenschutz- oder Düngemittel, umfassend einen Filterkörper mit wenigstens einem Adsorptionsfilterbereich insbesondere zur Abschei- dung von Gasen sowie wenigstens einem Feinfilterbereich insbesondere zur Abscheidung von Aerosolen, wobei zumindest der Adsorptionsfilterbereich des Filterkörpers als Wickelkörper mit wenigstens einer Wickellage ausgebildet ist und einen zentralen Strömungsraum umschließt. Weiter bevorzugt kann auch der Feinfilterbereich als Wickelkörper ausgebildet sein oder als Lage in den Wickel des Adsorptionsfilterkörpers integriert sein.
Das Innenraumluftfilterelement ist bevorzugt ausschließlich radial durchströmbar. Dies bedeutet, dass das zu reinigende Fluid entweder von dem zentralen Strömungsraum durch den zylindrischen Filterkörper nach außen strömen kann oder in entgegengesetzter Richtung von der insbesondere zylindrischen Au- ßenfläche des Innenraumfilterelements durch den zylindrischen Filterkörper nach innen in den zentralen Strömungsraum.
Als Adsorbens im Adsorptionsfilterbereich kann ein einzelnes Adsorbens vorgesehen sein oder eine Mischung von verschiedenen Adsorbentien oder auch eine Mischung mit anderen Materialien wie etwa mindestens einem Absorbens. Das Adsorbens kann insbesondere Aktivkohle sein und/oder wenigstens ein Material aus der Gruppe Zeolithe, Silicagele, Metalloxide, Molekularsiebe, Schichtsilikate, Nanoclays. Ebenso können zusätzlich ein oder mehrere lonentauscher vorgesehen sein.
Weitere Vorteile bei Einsatz unterschiedlicher Adsorbentien sind in der individuellen Anpassung der Adsorptionsperformance an die Anforderungen für bestimmte Gase zu sehen. Bei Einsatz von Adsorbentien, die Schadgase chemisch binden, kann eine spätere Desorption der Schadgase verhindert werden. Durch die räumliche Anordnung der Materialien können weitere vorteilhafte Effekte ausgenutzt werden. Z. B. kann die erste Lage als Schutzschicht fungieren, indem ein spezialisiertes Material mit einer hohen Affinität und Kapazität für ein Gas A eingesetzt wird. Somit werden die dahinter liegenden Lagen (z. B. Aktivkohle mit guter Breitenwirkung) vor Gas A geschützt, was die Adsorptionsleistung für ein (dem Gas A ähnliches) Gas B verbessert, da keine Poren durch das Gas A blockiert werden und damit nicht zwei Molekültypen um gleich große Poren in der Aktivkohle konkurrieren müssen.
Vorteilhaft sind gewickelte Lagen (Wickellagen) ohne separate Rillen oder Abstandshalter ausgebildet, wie sie etwa bei geschlossenen plissierten Filterkörpern oder bei Verwendung von geprägten Filtermedien auftreten, und ohne definierte Durchströmungskanäle ausgebildet, was die Herstellung und die Handhabung des Filterelements erleichtert. Bei dem Filterelement ist kein wechselseitiger Verschluss von Durchströmungskanälen erforderlich, was die Herstellung erleichtert. Konventionelle Filterelemente mit Filterkörpern aus plissierten Filtermedien bieten aufgrund der hohen Strömungsgeschwindigkeiten nicht die erforderliche Kontaktzeit, die für eine zuverlässige Adsorption bzw. Absorption von Schadstoffen im Filter sorgt, was kritisch für die Funktionalität eines Filters zur Gasreinigung bzw. die Filtrationseffizienz und/oder Adsorptionseffizienz ist. Dies gilt besonders für Filterelemente mit hohem Durchfluss des zu filternden Mediums. Durch die Ausgestaltung des Filterkörpers als Wickelkörper mit einer oder mehreren Wickellagen bietet das Filterelement eine ausreichend hohe Kontaktzeit des zu filternden Mediums mit dem Adsorbens, welches das zu filternde Medium dabei reinigen kann.
Das erfindungsgemäße Filterelement kann insbesondere für die Fahrerkabine von Landmaschinen und Arbeitsmaschinen, insbesondere mit Spritzvorrichtungen oder Sprühvorrichtungen für Pflanzenschutzmittel oder Düngemittel verwendet werden. Durch die Kombination von Adsorptionsfilterbereich und Feinfilterbereich können zuverlässig auch in den genannten, stark belasteten Umgebungen stark verbesserte Luftqualitäten im Innenraum der Fahrerkabine erzielt werden. Im Adsorptionsfilterbereich werden insbesondere gesundheitsschädliche und/oder unangenehm riechende Gase gebunden, im stromauf oder stromab des Adsorptionsfilterbereichs angeordneten Feinfilterbereich werden feine Stäube, Dämpfe und Aerosole aus der Atemluft entfernt. Eine Anordnung des Feinfilterbereichs kann bevorzugt stromauf des Adsorptionsfilterbereichs vorgesehen sein.
Gemäß einer günstigen Ausgestaltung kann für den Feinfilterbereich ein ungefaltetes oder zickzackförmig gefaltetes Filtermedium mit Glasfasern, vorgesehen sein, insbesondere ein Glasfaserfiltermedium, welches bevorzugt mit einer oder zwei Deckschichten aus einem Spinnvlies versehen ist. Das Filtermedium eignet sich zur effizienten Abscheidung von Aerosolen.
Gemäß einer günstigen Ausgestaltung kann ein anströmseitiger Vorfilterbereich insbesondere zur Abscheidung von Stäuben vorgesehen sein. Eine Kombination aus Vorfilterbereich, Feinfilterbereich und Adsorptionsfilterbereich ergibt ein hocheffizientes Filterelement mit hohem Sicherheitsstandard.
Gemäß einer günstigen Ausgestaltung kann für den Vorfilterbereich ein ungefaltetes oder zickzackförmig gefaltetes Filtermedium aus Zellulose, Kunststoffschaum oder Vlies, z. B. Kunststoffvlies, vorgesehen sein. Das Filtermedium kann insbesondere auch eine ein- oder mehrlagige Kombination aus Lagen derartiger Filtermedien umfassen. Das Filtermedium eignet sich zur effizienten Abscheidung von Partikeln.
Gemäß einer weiteren günstigen Ausgestaltung kann auch der Vorfilterbereich als Wickelkörper ausgebildet sein oder als Lage in den Wickel des Adsorptionsfilterkörpers integriert sein
Gemäß einer günstigen Ausgestaltung kann der Adsorptionsfilterbereich aus einem Halbzeug aus wenigstens einer Trägerlage und wenigstens einer fixierten Adsorberlage mit wenigstens einem Adsorbens gebildet sein. Ein Fixieren oder Immobilisieren des Adsorbens in der Adsorberlage verhindert ein Mitreißen von Partikeln aus dem Adsorptionsfilterbereich.
Gemäß einer günstigen Ausgestaltung kann der Wickelkörper auf ein Rohrelement gewickelt sein, das als Stützkörper im Wickelkörper verbleibt. Hierdurch kann der Herstellprozess des Filterelements vereinfacht werden. Mit Vorteil kann das Rohrelement selbst ein Vorfilterbereich und/oder Feinfilterbereich sein. Alternativ kann der Wickelkörper auch auf einem Dorn gewickelt werden, der nach dem Wickeln entfernt wird.
Gemäß einer günstigen Ausgestaltung kann das Filtermedium des Vorfilterbereichs und/oder des Feinfilterbereichs in den Wickelkörper integriert sein, insbesondere als Trägerlage oder zusätzliche Lage zur Trägerlage. Hierdurch kann die Filtereffizienz erhöht werden, ferner ist auf diese Weise auch ein integrierter Innenraumluftfilteraufbau einfach und kostengünstig herstellbar. Da auf diese Weise eine Mehrzahl von aufeinanderfolgenden Filtermedienlagen für Vorfilterbereich und/oder Feinfilterbereich dargestellt werden kann, wird ein mehrfacher Durchtritt des zu filternden Mediums, etwa Luft, durch das jeweilige Filtermedium des Vorfilterbereichs und/oder Feinfilterbereichs ermöglicht. Dadurch kann die Filtrationsef- fizienz verbessert werden. Insbesondere kann die Durchströmungsrichtung des Filterelement von innen nach außen, bezogen auf den Wickelkörper, oder von außen nach innen gerichtet sein.
Neben der Wandstärke des Wickel körpers, d. h. des Filterelements, die sich aus Anzahl der Wickellagen im Filterelement und Dicke pro Wickellage ergibt, ist auch die Form des Wickelfilters variabel. Neben der üblichen kreisrunden Form sind auch andere Querschnitte, wie elliptische, dreieckige, polygone, Formen möglich. Diese Formen lassen sich auf einfache Weise durch Aufwickeln einer flachen Trägerlage auf einen geeigneten Innenkern herstellen. Damit ist eine optimale Bauraumausnutzung möglich.
Das Design des Innenraumluftfilterelements ist unkompliziert und robust und erlaubt lange Standzeiten im Einsatz. Weiterhin können Filtereigenschaften z. B. durch gezielte Verteilung von weiteren Komponenten in der wenigstens einen Wickellage in radialer und/oder auch axialer Richtung des Filterelements vorgegeben werden.
Günstigerweise kann das Innenraumluftfilterelement eine umlaufende Dichtung zur Trennung der Rohseite von der Reinseite beim Einbau in ein Filtergehäuse aufweisen.
In einer Ausführungsform kann zusätzlich eine anströmseitige Vorfilterlage, insbesondere zur Abschei- dung von Stäuben, vorgesehen sein. Diese ist dem Adsorptionsfilterbereich mit einer Adsorberwickellage oder mehreren Adsorberwickellagen und der Feinfilterlage vorgeschaltet und auf der Anströmseite des Innenraumluftfilterelements angeordnet. Dadurch kann auch in stark staubbelasteten Umgebungen eine zuverlässige Funktion des Adsorptionsfilterbereichs und der Feinfilterlage gesichert und die Staubbeladung der Ansaugluft reduziert werden.
Im Falle von Aktivkohle als Adsorbens kann beispielsweise Aktivkohle aus Holz oder Steinkohle gewonnen, polymer basiert, teerbasiert, oder Kokosnussschalen-basiert sein. In einer günstigen Ausführungsform werden als Grundstoff für die Aktivkohle lonenaustauscherkügelchen verwendet, die auf Polymerbasis, beispielsweise aus Kunstharzen, insbesondere aus mit Divinylbenzen vernetztem Polystyren hergestellt sind.
In einer Ausführungsform kann als Adsorbens ein hydrophobes Adsorbens, insbesondere hydrophobe Aktivkohle, verwendet werden. Als hydrophobe Adsorbentien werden insbesondere solche verstanden, die eine vergleichsweise geringe Wasseraufnahmekapazität aufweisen. Bevorzugt wird beispielsweise ein Adsorbens verwendet, z. B. eine Aktivkohle, welche bei einer relativen Luftfeuchte von 50 % eine Wasseraufnahme von <10 Massenprozent, insbesondere bezogen auf den Adsorptionsast der Isotherme aufweist. Besonders bevorzugt beträgt diese Wasseraufnahme <5 Massenprozent. In einer Ausführungsform kann das Adsorbens eine BET-Oberfläche von größer 600 m2/g aufweisen, bevorzugt größer 800 m2/g (bevorzugt gemessen nach DIN ISO 9277:2003-05). Dadurch kann auf kleinem Bauraum eine ausreichende Adsorption sichergestellt werden.
In einer Ausführungsform kann das Adsorbens in schüttfähiger oder rieselfähiger Form, beispielsweise in Form von körner- oder kugelartiger oder anderweitig geformter Partikel verwendet werden. Die Adsor- benspartikel weisen bevorzugt Partikelgrößen (mittlere Durchmesser) zwischen 0, 1 und 1 mm, bevorzugt 0,2 bis 0,7 mm auf und können beispielsweise in der Form von Stäbchen, Granulat oder Kugeln vorliegen, z. B. in Form von Granulat-Aktivkohle oder Kugel-Aktivkohle.
Als Adsorbens wird definiert ein porenreicher, bevorzugt fester, bevorzugt nicht faservliesartiger und bevorzugt schüttbarer Stoff, der aufgrund seiner inneren Oberfläche zur selektiven Anreicherung von bestimmten Stoffen an seiner Grenzfläche aus gasförmigen oder flüssigen Mischungen, insbesondere aus mit gasförmigen oder flüssigen Stoffen beladener Luft, befähigt ist. Beispiele hierfür sind Aktivkohle, Aluminiumoxid, Kieselgel, Siliziumoxid, Zeolithen, Silicagel oder synthetische Adsorberharze.
In einer Ausführungsform kann als Vorfilterbereich ein ungefaltetes oder zickzackförmig gefaltetes Filtermedium verwendet werden. Dies kann beispielsweise aus Zellulose, Kunststoffschaum oder Vlies bestehen oder eine ein- oder mehrlagige Kombination aus Lagen derartiger Filtermedien umfassen.
Eine Kunststoffschaum-Filtermedienlage für den Vorfilterbereich kann beispielsweise aus einem retiku- lierten Schaum, insbesondere Polyurethanschaum, beispielsweise auf Polyether- oder Polyesterbasis bestehen oder eine oder mehrere Lagen dieses Schaums umfassen. Raumgewichte derartiger Schäume können im Bereich von 20 - 70 kg pro m3 betragen.
Als Zellulose-Filtermedium für den Vorfilterbereich kann beispielsweise ein Zellulose-Filtermedium mit Epoxidimprägnierung zum Einsatz kommen. Bevorzugt weist das Zellulose-Filtermedium ein Flächengewicht von 80 - 120 g/m2 auf. In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Filtermedium eine maximale Porengröße im Bereich von 30 - 40 μιτι und/oder eine Luftdurchlässigkeit von ca. 100 - 400 l/m2s, bevorzugt zwischen 200 und 300 l/m2s auf, jeweils gemessen bei einer Druckdifferenz von 200 Pa (gemessen hier und im Folgenden bevorzugt nach DIN EN ISO 9237). Auf diese Weise können die nachfolgenden Lagen vor Staubablagerung geschützt und damit deren Funktion gesichert werden. In einer Ausführung beträgt der Imprägniergehalt, d. h. der Gewichtsanteil des Imprägniermittels am Flächengewicht des Filtermediums zwischen 15 und 30 %.
Als Vlies-Filtermedium für den Vorfilterbereich kann bevorzugt eine Kombination einer Spinnvlieslage und einer Meltblown-Lage (Vlies aus schmelzgeblasenen Kunststofffasern) verwendet werden. Beide Lagen können jeweils aus Polyamid (PA), Polyester (PES), Polycarbonat (PC) oder Polypropylen (PP) herge- stellt sein. Das Vlies-Filtermedium weist bevorzugt ein Flächengewicht zwischen 60 und 140 g/m2, bevorzugt zwischen 80 und 120 g/m2 und/oder eine Dicke im Bereich von 0,5 - 1 mm, besonders bevorzugt von 0,5 - 0,8 mm. Weiter bevorzugt liegt die Luftdurchlässigkeit im Bereich von 1000 - 2000 l/m2s, besonders bevorzugt zwischen 1200 und 1800 l/m2s bei einer Druckdifferenz von 200 Pa.
In einer Ausführungsform weist der Vorfilterbereich insbesondere nach ISO 501 1 einen Abscheidegrad von 99 % für Prüfstaub PTI fein insbesondere nach ISO 14269-4 auf.
Der Vorfilterbereich weist in einer günstigen Ausführungsform eine Flächenmasse von 75 - 125 g/m2 auf. Bevorzugt weist das Filtermedium des Vorfilterbereichs eine Luftdurchlässigkeit von 100 - 200 l/m2s bei einer Druckdifferenz von 200 Pa auf.
Durch die Verwendung des Vorfilterbereichs kann erreicht werden, dass der Adsorptionsfilterbereich und der Feinfilterbereich vor zu großer Staubbeladung geschützt werden. Dadurch wird deren Funktion (Gas- abscheidung des Adsorptionsfilterbereichs und Aerosolabscheidung des Feinfilterbereichs) auch bei sehr staubbeladener Ansaugluft in möglichst geringem Maße beeinträchtigt.
Für den Adsorptionsfilterbereich kann beispielsweise ein offenporiger Schaum mit rieselfähigem Adsor- bens, z. B. rieselfähiger Aktivkohle, vorgesehen sein. Dabei kommen beispielsweise retikulierte Schäume z. B. aus Kunststoffen wie Polyurethan, Polyurethan-Ether oder Polyurethan-Ester zum Einsatz. Bevorzugt betragen die Porengrößen des Schaumes zwischen 20 und 50 ppi (ppi = pores per inch) oder zwischen 0,5 und 2 Poren pro Millimeter. Gemessen wird in einem vergleichenden optischen Verfahren, wobei unter dem Mikroskop eine vollständig ausgebildete Pore als„Standardpore" definiert und über einen Streckenabschnitt die dort auftretenden Poren mit dieser verglichen und ausgezählt werden. Poren, die im Vergleich zur Standardpore nicht vollständig ausgebildet sind, werden anteilig gezählt. In diesem Schaum sind bevorzugt Adsorbenspartikel eingebracht und vorzugsweise fixiert. Die Adsorbenspartikel sind dabei vorzugsweise mittels eines Klebstoffes, beispielsweise mittels eines Zweikomponentenklebstoffs auf Polyurethanbasis, in dem Schaum fixiert. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass der Schaum zuerst mit einem Klebstoff getränkt wird und anschließend, bevor der Klebstoff trocknet oder aushärtet, Adsorbenspartikel insbesondere unter Rütteln eingerieselt werden. Hierbei kann ein Zweikomponentenklebstoff, ein Schmelzklebstoff oder ein wässriger Klebstoff zum Einsatz kommen.
In einer Ausführungsform ist für ein Halbzeug, aus dem der Adsorptionsfilterbereich gewickelt wird, eine Lage einer fixierten (immobilisierten) Schüttung mit einem Adsorbens oder mit einer Mischung aus mehreren Adsorbentien oder mit einer Mischung aus wenigstens einem Adsorbens und wenigstens einem Absorbens vorgesehen. Das Halbzeug kann in einem einlagigen oder mehrlagigen Aufbau realisiert werden. Als fixierte (immobilisierte) Schüttung wird eine Anordnung bezeichnet, in welcher eine Trägerlage vorgesehen ist und auf dieser eine Schüttlage von z. B. Adsorbenspartikeln fixiert ist. Als Trägerlage kann beispielsweise ein Kunststoffstreckgitter oder eine Lage eines flächigen Materials, zum Beispiel eines Partikelfiltermediums verwendet werden. In einer günstigen Ausführungsform kommt als Trägerlage ein Vlies aus spinn-gebundenen oder schmelzgeblasenen Polyesterfasern, beispielsweise PET-Fasern (Po- lyethylenterephthalat) oder PBT-Fasern (Polybutylenterephtalat) verwendet. Dies kann ein Flächengewicht von 25 - 120 g/m2, bevorzugt 50 - 100 g/m2, besonders bevorzugt 65 - 85 g/m2 und eine Luftdurchlässigkeit >3000 l/m2s, bevorzugt >5000 l/m2s bei einer Druckdifferenz von 200 Pa aufweisen. Gemessen wird die Luftdurchlässigkeit insbesondere nach ISO 9347. Die Adsorbenspartikel werden beispielsweise als Schüttung auf die Trägerlage aufgebracht und bevorzugt mittels eines feinen Klebstoffauftrags auf der Trägerlage fixiert. Dies erfolgt beispielsweise in Form einer Vielzahl von auf der Trägerlage aufgebrachter Klebstoffpunkte oder mittels eines Netzes aus Klebstofffäden, die zwischen Trägerlage und Schüttlage und/oder zwischen die Schüttlage während der Schüttung und/oder auf die Schüttlage aufgebracht ist. Die Schüttlage umfasst bevorzugt eine Auflage von 100 - 1200 g/m2 Adsorbenspartikel, insbesondere Aktivkohle, auf der Trägerlage. Bevorzugt kommen zwischen 800 und 1000 g/m2 zum Einsatz. Die Lage einer fixierten Schüttung mit Trägerlage und Schüttlage weist bevorzugt eine Luftdurchlässigkeit im Bereich von 800 - 1200 l/m2s, insbesondere zwischen 900 und 1 100 l/m2s und ein Flächengewicht im Bereich von 850 bis 1250 g/m2, insbesondere zwischen 950 und 1 150 g/m2 bei einer Lagendicke insbesondere im Bereich von 2 bis 6 mm auf.
Auf diese Weise wird eine stabile, gut zu verarbeitende und leistungsfähige Lage einer fixierten Schüttung bereitgestellt, die maschinell auch zu mehrlagigen Halbzeugen zusammengefasst und zu einem Wickelkörper aufgewickelt werden kann.
In einer Ausführungsform wird für das Halbzeug, aus dem der Adsorptionsfilterbereich gewickelt wird, ein ungefalteter Schichtaufbau aus einer Trägerlage, einer Deckschicht und dazwischen eingebrachtem, rieselfähigem Adsorbens verwendet. Dadurch wird ein Halbzeug mit jeweils einer Trägerlage und Decklage und einer dazwischen angeordneten Adsorberlage gebildet. Derartige Halbzeuge können wiederum zur Erhöhung der Filtrationsleistung durch Aufwickeln der beschichteten Trägerlage mehrfach übereinander angeordnet werden, so dass die Wandstärke des Wickels beispielsweise zwischen zwei und 20 Halbzeuge, bevorzugt zwischen 5 und 15 Halbzeuge, entspricht.
Die Decklage kann direkt auf der Adsorberlage angeordnet sein, und beispielsweise ein Kunststoffgitter oder eine Lage eines flächigen Materials, zum Beispiel eines Partikelfiltermediums umfassen oder aus diesem bestehen. In einer bevorzugten Ausführungsform kommt als Decklage ein Vlies aus spinngebundenen oder schmelzgeblasenen Polyesterfasern zum Einsatz Dies kann ein Flächengewicht von 25 - 120 g/m2, bevorzugt 50 - 100 g/m2, besonders bevorzugt 65 - 85 g/m2 und eine Luftdurchlässigkeit >3000 l/m2s, bevorzugt >5000 l/m2s aufweisen.
In einer Ausführungsform weist die Adsorberlage einen Schichtaufbau aus mehreren fixierten (immobilisierten) Schüttungen auf. So kann beispielsweise eine erste Lage einer fixierten Schüttung mit der Seite, auf der das Adsorbens angeordnet ist (Adsorberseite), auf die Adsorberseite einer zweiten Lage fixierter Schüttung gelegt und mit dieser beispielsweise durch Verkleben verbunden werden. Dadurch wird ein Halbzeug mit zwei Trägerlagen oder Decklagen und dazwischen angeordneter Adsorberlage gebildet. Derartige Halbzeuge können wiederum zur Erhöhung der Filtrationsleistung durch Aufwickeln des Halbzeugs mehrfach übereinander angeordnet werden, was eine vorteilhafte Wandstärke des Wickels entsprechend einer Dicke von beispielsweise zwischen zwei und 10 Halbzeuge, bevorzugt zwischen 3 und 7 Halbzeuge, ergibt. Alternativ oder in Kombination sind auch Anordnungen denkbar, bei welchen jeweils die Trägerlage einer Lage einer fixierten Schüttung auf die Adsorberlage einer anderen fixierten Schüttung aufgelegt ist. Diese Anordnung kann dann durch eine gewendete Lage mit fixierter Schüttung oder eine Decklage abgeschlossen werden. Beispielsweise können zwischen 4 und 20 Lagen einer fixierten Schüttung aufeinander angeordnet sein.
Bevorzugt können mittels der dargestellten Varianten mehrere Adsorptionsfilterlagen in Schichtaufbau umfassend eine Trägerlage, eine Decklage und dazwischen wenigstens ein eingebrachtes, rieselfähiges Adsorbens übereinander eine aufgewickelte Gesamtadsorptionsfilterlage bilden. Es werden dabei insbesondere zwischen 2 und 30, bevorzugt zwischen 5 und 15 Lagen von Halbzeug oder von fixierter Schüttung zur Bildung des Gesamtadsorptionsfilterbereichs durch Aufwickeln aufeinander angeordnet und der Wickelkörper optional stirnseitig mittels eines Verbindungsmittels abgedichtet. Als Verbindungsmittel kann zum Beispiel ein angeklebtes, angespritztes oder angeschweißtes Kunststoffteil oder eine mittels einer Gießform an die Stirnseiten angegossene Vergussmasse, insbesondere aus Polyurethan, verwendet werden. Ferner ist als Verbindungsmittel auch eine unter Wärmeeinwirkung aufquellende Dichtmasse verwendbar, beispielsweise eine in Folienform vorliegende Masse, die Nitrilkautschuk und Phenolharz enthält. Diese kann an den Wickelkörper angelegt und erwärmt werden, wodurch sich die Masse mit dem Wickelkörper beim Aufquellen verbindet und anschließend aushärtet. Das Verbindungsmittel kann bevorzugt als Endscheibe ausgebildet sein.
In einer Ausführungsform weist die Adsorberlage zwei Bereiche mit unterschiedlicher Adsorbensdichte auf. Dabei ist bevorzugt ein Bereich mit höherer Adsorbensdichte auf der Abströmseite und ein Bereich mit geringerer Adsorbensdichte auf der Anströmseite angeordnet. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass zwei Lagen von verschiedenen mit Adsorbenspartikeln gefüllten Schäumen aufeinander gelegt sind, wobei die abströmseitige Lage einen höheren Füllgrad von Adsorbens aufweist als die anströmseitige Lage. Alternativ kann wie oben in verschiedenen Varianten beschrieben ein Schichtaufbau von Lagen mit fixierten Schüttungen von Adsobenspartikeln eingesetzt werden, bei welchem eine oder mehrere abströmseitige Lagen oder Schichten, die insbesondere den Schichtaufbau zur Abströmseite hin abschließen, eine höhere Adsorbensdichte aufweisen. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass bei gleichen Materialien für Trägerlagen, Adsorberlagen und Decklagen die abström- seitigen Lagen insbesondere vor, während oder nach dem Erhärten des Klebstoffes derart kalandriert werden, dass die Schichtdicke reduziert und damit die Adsorbensdichte erhöht wird. Es kann jedoch auch für die Lage(n) mit höherer Adsorbensdichte ein Granulat, z. B. ein Aktivkohlegranulat, verwendet werden, welches eine höhere Schüttdichte aufweist als das für die Lagen mit geringerer Dichte verwendete. Dies kann entweder durch Aktivkohlen mit unterschiedlicher spezifischer Dichte oder durch unterschiedli- che Geometrien der Adsorbenspartikel realisiert werden. Dadurch wird insbesondere eine Sperrlage dargestellt, welche zuverlässig die Abscheidung von Restkonzentrationen von schädlichen Gasen ermöglichen kann. Dadurch kann eine zusätzliche Sicherheit für den Anwender bereitgestellt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Adsorberlage einen abströmseitigen Bereich umfassend eine oder mehrere insbesondere kalandrierte Lagen von fixierter Schüttung auf. Diese Lage(n) weisen bevorzugt eine Auflage von Aktivkohle von 100 - 1200 g/m2 Adsorbenspartikel auf der Trägerlage auf. Bevorzugt kommen zwischen 800 und 1000 g/m2 zum Einsatz. Die Lage einer fixierten Schüttung mit Trägerlage und Adsorberlage weist hierfür bevorzugt eine Luftdurchlässigkeit im Bereich von 800 - 1200 l/m2s, insbesondere zwischen 900 und 1 100 l/m2s und ein Flächengewicht im Bereich von 850 bis 1250 g/m2, insbesondere zwischen 950 und 1 150 g/m2 bei einer Lagendicke insbesondere im Bereich von 1 bis 3 mm auf. Besonders bevorzugt weisen diese Lagen oder diese Lage im abströmseitigen Bereich mit höherer Adsorbensdichte im Wesentlichen die gleiche Auflage von Adsorbenspartikel in Bezug auf das Flächengewicht und/oder die Art der Adsorbenspartikel auf wie die vorhergehenden, anstromseitigen Lagen mit geringerer Adsorbensdichte. Weiter bevorzugt weist diese Lage oder diese Lagen eine deutlich geringere Lagendicke auf als die vorhergehenden, anstromseitigen Lagen mit geringerer Adsorbensdichte. Die Lagendicke kann beispielsweise kleiner 2/3 der Dicke der vorhergehenden, anstromseitigen Lagen mit geringerer Adsorbensdichte betragen, bevorzugt zwischen 40 % und 60 % der Dicke der vorhergehenden, anstromseitigen Lagen. Dazu werden beispielsweise die Lage oder die Lagen mit höherer Adsorbensdichte durch einen Kalandrierschritt oder ein ähnliches Verfahren derart verdichtet, dass gegenüber der unbearbeiteten Lage eine derartige Dickenreduktion erreicht wird. Auf diese Weise können die verschiedenen Bereiche mit unterschiedlicher Adsorbensdichte aus den gleichen Grundmaterialien hergestellt werden, wobei zur Erzeugung der Lagen mit höherer Adsorbensdichte nur ein zusätzlicher Kalandrierschritt erforderlich ist.
In einer günstigen Ausführungsform wird für die Lage oder die Lagen mit höherer Adsorbensdichte eine Schüttung aus Adsobenspartikeln verwendet, die im Vergleich zu den vorhergehenden, anstromseitigen Lagen mit geringerer Adsorbensdichte eine höhere Schüttdichte aufweist. Bevorzugt ist dabei die Schüttdichte im Vergleich zu den anstromseitigen Lagen mit geringerer Adsorbensdichte um 50 %, besonders bevorzugt um 100 % höher.
In einer günstigen Ausführungsform wird für die Lage oder die Lagen mit höherer Adsorbensdichte eine Schüttung aus Adsorbenspartikeln verwendet, die im Vergleich zu den vorhergehenden, anstromseitigen Lagen mit geringerer Adsorbensdichte einen geringeren mittleren Partikeldurchmesser, insbesondere einen um mindestens 50 % geringeren mittleren Partikeldurchmesser, bevorzugt einen mindestens 65 % geringeren mittleren Partikeldurchmesser aufweist.
In einer Ausführungsform weisen die anstromseitigen Lagen mit geringerer Adsorbensdichte Adsorbenspartikel mit einem Partikeldurchmesser im Bereich von 0,7 bis 1 ,2 mm auf. In einer Ausführungsform weisen die Lage oder die Lagen mit höherer Adsorbensdichte eine Schüttung aus Adsorbenspartikeln mit Partikeldurchmesser im Bereich von 0,3 bis 0,7 mm auf.
Mit den beschriebenen Ausführungsformen der Adsorberlage wird insbesondere eine gleichmäßige Verteilung des wenigstens einen Adsorbens im gewickelten Adsorptionsfilterbereich erreicht, die auch während des Betriebs beispielsweise unter Vibrationsbelastung gewährleistet ist. Auf diese Weise kann zur Bereitstellung eines zuverlässigen Filterelements beigetragen werden.
Mit einem erfindungsgemäßen Filtermedium für einen Adsorptionsfilterbereich kann insbesondere ein Innenraumluftfilterelement mit einem Adsorptionsfilterbereich bereitgestellt werden, der insbesondere gut verarbeitbar ist. Insbesondere kann ein Innenraumluftfilterelement bereitgestellt werden, das abströmsei- tig eine Prüfgas-Konzentration unter 10 μg g nach der Zyklohexan-Methode entsprechend EN 12941 :1998 bei einer Prüfdauer von 70 min gemessen nach EN 15695-2:2009 erreicht.
In einer Ausführungsform wird als Feinfilterbereich ein ungefaltetes oder zickzackförmig gefaltetes Filtermedium mit Glasfasern in einer Glasfaserlage verwendet. Hierbei kann beispielsweise ein Glasfaservlies oder Glasfaserpapier verwendet werden. Dieses weist bevorzugt eine einseitig oder beidseitig kaschierte Decklage aus einem Spinnvlies auf. Dadurch wird insbesondere ein mechanischer Schutz des oft sehr empfindlichen Glasfasermediums erreicht. Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn die Glasfaserlage gefaltet wird, da hierdurch insbesondere das Medium vor Beschädigungen beim Falten geschützt werden kann, welche zu lokalen Undichtigkeiten oder zu Rissen führen könnten. Ferner können derartige Decklagen zur Verbesserung der mechanischen Festigkeit des Feinfilterbereichs dienen.
In einer Ausführungsform des Feinfilterbereichs weisen die Glasfasern einen Faserdurchmesser im Bereich von 800 nm bis 5 μιτι auf. Bevorzugt weisen 90 % der Fasern einen Faserdurchmesser innerhalb dieses Bereichs auf. Bevorzugt liegen Fasern mit Faserdurchmessern im Wesentlichen im ganzen Faserdurchmesserbereich vor. Bevorzugt liegt der mittlere Faserdurchmesser innerhalb des genannten Bereiches. Die Faserdurchmesser können beispielsweise nach den in DE 10 2009 043 273 A1 oder US 201 1/0235867 A1 beschriebenen Verfahren gemessen sein. Bevorzugt weist das Filtermedium des Feinfilterbereichs eine Flächenmasse zwischen 60 und 100 g/m2 auf, besonders bevorzugt zwischen 75 und 90 g/m2. Eine Glasfaserlage weist bevorzugt eine Dicke von 0,2 - 1 mm, besonders bevorzugt von 0,3 - 0,6 mm auf. Besonders bevorzugt wird eine Glasfaserlage verwendet, welche bei einer Anströmgeschwindigkeit von 7,5 cm/s einen Widerstand im Bereich von 300 - 600 Pa, bevorzugt zwischen 400 und 500 Pa erzeugt.
In einer Ausführungsform sind die Spinnvliese der Decklage(n) insbesondere aus einem Polyester oder Polypropylen oder Polyamid als Werkstoff gebildet. In einer Ausführungsform weisen die Spinnvliese der Decklage(n) Flächenmaßen im Bereich von 10 und 250 g/m2, bevorzugt 20 bis 60 g/m2 und besonders bevorzugt 30 - 34 g/m2auf. Bevorzugte Dicken für die Decklagen liegen im Bereich von 0,1 bis 0,3 mm.
In einer Ausführungsform wird das Spinnvlies der Decklage(n) aus Endlosfasern gebildet, die mittels temperierter Luft und/oder Galetten verstreckt und auf ein Transportband wirr abgelegt werden. Nachfolgen kann optional ein Kalanderprozess erfolgen zum Erzeugen eines Faserverbunds und/oder Beeinflussung der Vliesoberflächen.
Anstatt von Glasfasern können für den Feinfilterbereich auch Kunststofffasern verwendet werden. In einem Ausführungsbeispiel wird ein solches synthetisches HEPA-Medium an Stelle der beschriebenen Glasfasermedien verwendet. Als Werkstoff kann dabei beispielsweise Polyester oder Polypropylen oder Polyamid verwendet werden. Dabei können Faserlagen bevorzugt in Vliesform ausgebildet sein und beispielsweise im Elektrospinningverfahren, im Schmelzblasverfahren oder auf sonstige Weise hergestellt sein. Aufgrund der Stoffeigenschaften synthetischer Filtermedien kann vorteilhaft auf Decklagen und Schutzlagen verzichtet werden. Bevorzugt wird eine Lage aus schmelzgeblasenem Vlies aus Polyester mit einer Flächenmasse von beispielsweise 80 - 120 g/m2 und einer Dicke von beispielsweise ca. 0,4 bis 0,8 mm verwendet. Diese ist weiter bevorzugt auf eine Trägerlage aufgebracht. Als Trägerlage kommt beispielsweise ein Kunststoff-Stützgitter oder eine Spinnvlies-Lage in Betracht. Die weiteren Eigenschaften können denen der beschriebenen Feinfilterlagen mit Glasfasern entsprechen.
In einer Ausführungsform sind Vorfilterbereich und Feinfilterbereich in einem Filterbalg mit insbesondere unmittelbar aufeinanderliegenden einer oder mehreren Lagen eines Vorfiltermediums und einer oder mehreren Lagen eines Feinfiltermediums integriert.
In einer Ausführungsform ist eine Decklage nur einseitig auf eine Glasfaserlage kaschiert, auf die andere Seite wird direkt das Vorfiltermedium auflaminiert. Diese Lagenkombination kann entweder flach in das Innenraumluftfilterelement integriert oder als gesamte Lagenkombination zickzackförmig gefaltet sein und einen Faltenbalg bilden. Auf diese Weise kann ein Innenraumluftfilterelement mit mehreren Filterstufen mit geringem Montageaufwand und auf kleinem Bauraum bereitgestellt werden.
Decklagen und/oder Vorfilterlagen oder Vorfilterbereich können auf unterschiedliche Weise auf die Glasfaserlage aufgebracht sein. Hierbei kommen beispielsweise gesprühte Klebstoffe, beispielsweise in wäss- riger Suspension zum Beispiel auf PU-Basis zum Einsatz. Alternativ können aufgesprühte, in Pulverauftragsverfahren oder aufgetragene Schmelzklebstoffe, beispielsweise in Form von Klebevliesen oder Klebegittern zwischen den Lagen zum Einsatz kommen, welche beim Kalandrieren in einem Fixierschritt aufschmelzen und anschließend aushärten und damit eine dauerhafte Verbindung herstellen. Damit kann insbesondere eine sichere Verbindung zwischen Glasfaserlage und Decklagen hergestellt werden, die eine Faltung des Filtermediums erlaubt.
Mit einem erfindungsgemäßen Filtermedium für einen Feinfilterbereich kann insbesondere ein Innen- raumluftfilterelement mit einem Feinfilterbereich bereitgestellt werden, der insbesondere gut zu einem Faltenbalg verarbeitbar ist. Insbesondere kann ein Innenraumluftfilterelement bereitgestellt werden, das eine Aerosol-Durchdringung von < 0,05 % gemessen nach EN 15695-2:2009 erreicht.
In dem erfindungsgemäßen Filterelement können im Halbzeug, mit dem der Wickel gebildet wird, Vorfilterbereich und/oder Adsorptionsfilterbereich und/oder Feinfilterbereich jeweils ein separates Teilfilterelement bilden oder vollständig oder teilweise in Schichten aufeinanderfolgend gewickelt miteinander verbunden sein.
In einer Ausführungsform kann das Halbzeug, welches für den Filterkörper des Innenraumluftfilterele- ments eingesetzt wird, aufeinanderfolgend mindestens zwei der drei Teilfilterelemente Vorfilterbereich, Adsorptionsfilterbereich und Feinfilterbereich umfassen. Diese können jeweils an den Kanten eine umlaufende Dichtung aufweisen, welche mit dem jeweiligen Teilfilterbereich dichtend verbunden ist.
In einer Ausführungsform kann die umlaufende Dichtung durch ein umlaufendes Dichtprofil aus einem Polymer, insbesondere aus einem angeschäumten, insbesondere geschlossenporigen Schaum zum Beispiel aus Polyurethanschaum gebildet sein. Ist auch eine Endscheibe aus einem derartigen Material gebildet, kann die Dichtung mit der Endscheibe einstückig ausgebildet sein. Alternativ kann eine spritzgegossene Endscheibe aus thermoplastischem Kunststoff vorgesehen sein, an welche das Dichtprofil, beispielsweise aus einem Silikon oder einem thermoplastischen Elastomer, im Zwei-Komponenden- Spritzgussverfahren angebunden ist. Bevorzugt weist die Dichtung eine Härte im Bereich zwischen 5 und 45 Shore A, besonders bevorzugt zwischen 10 und 30 Shore A auf.
Die Dichtmasse kann an das Filterelement angebracht werden, die eine Abdichtung zwischen Rohluftseite und Reinluftseite in einem Gehäuse realisiert.
Gemäß einer günstigen Weiterbildung kann die gewickelte Adsorberlage und insbesondere das gesamte Filterelement an den Kanten eine Versiegelung aufweisen. Dabei kann die Versiegelung der Längskanten der Trägerlage eine stirnseitige Endscheibe bilden. Dadurch wird sichergestellt, dass das so gebildete Filterelement ausschließlich radial durchströmbar ist. So kann an den beiden seitlichen Enden der Flachlage entlang der Längserstreckung der Trägerlage eine Versiegelung über ein Verschlusselement erfolgen. Beispielsweise kann ein Verschlusselement über einen Klebstoff, Schaum, Thermoplast, Klammer, Schweißprozess oder eine Kombination aus den zuvor genannten Möglichkeiten gebildet werden. Denkbar ist auch der Einsatz von Heißkleber direkt während des Wickelprozesses, wenn die nachfolgende Wickellage auf die vorhergehende Wickellage aufgewickelt wird und der Heißkleber im Randbereich der Wickellagen noch ausreichend flüssig ist, um sich mit dem Kleber der vorherigen Wickellage dichtend zu verbinden. Vorteilhaft sind als Verschlusselement zwei Endscheiben vorgesehen, welche die stirnseitigen Endflächen der Filterbereiche an deren axialen Enden dichtend abschließen.
Die Versiegelung bzw. Abdichtung an den Stirnseiten des Filterelements kann auch mittels eines Versiegelungselements aus Kunststoff, insbesondere aus thermoplastischem Kunststoff, erfolgen, welches vorteilhaft als Endscheibe ausgebildet sein kann. Dieses kann einseitig aufgeschmolzen und in aufgeschmolzenem Zustand auf die axialen Stirnseiten der Filterbereiche aufgebracht werden. Das Aufschmelzen kann z. B. über Ultraschall, Heizspiegel, Infrarotbestrahlung, Heißluft erfolgen und die Verformung durch Anpressen des Versiegelungselementes auf die Stirnfläche und über deren Außenkante.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform sind zwei Endscheiben als Versiegelungselemente der axialen Stirnseiten des Filterelements vorgesehen, die die insbesondere unmittelbar aneinander anschließenden Stirnseiten von Vorfilterlage, Adsorptionsfilterlage und Feinfilterlage dichtend abschließen.
Bei Einsatz von Schaum (z. B. auf Polyurethan-Basis) kann die Versiegelung (Abdichtung) im Randbereich des Filterelements durch ein Aufschäumen während des Wickelprozesses erreicht werden bzw. bei Verwendung einer Versiegelungsmasse mit zeitlich verzögertem Quellverhalten und/oder Schaumverhalten, z. B. über eine langsame Reaktionszeit bzw. durch Zuschlagstoffe, welche die Reaktion definiert verzögern oder z. B. eines thermischen Impulses zur Auslösung der Reaktion bedürfen. Damit kann die Versiegelung des Wickels während bzw. auch nach Fertigstellung des Wickels gefertigt werden. Als weitere Option besteht auch die Möglichkeit der Verwendung einer separaten Endscheibe, wie sie bei Öl- oder Kraftstofffilterelementen bekannt sind.
Eine Versiegelung der Enden der Wickellage, d. h. der axialen Kante der ersten und/oder der letzten Wickellage im aufgewickelten Zustand kann ebenfalls mit den oben aufgeführten Methoden erfolgen. Hiermit kann das Umströmen des wenigstens einen Adsorbens in den Wickellagen des Filterelements sichergestellt und Leckagen unterbunden werden.
Zweckmäßigerweise kann der Endbereich der Wickellagen am Außenmantel und/oder Innenmantel des aufgewickelten Filterelements fixiert sein. Die Fixierung kann über eine Länge und/oder Breite von wenigen Millimetern, vorzugsweise ca. 5 Millimeter bis zu mehreren Zentimetern ausgebildet sein. Sie kann z. B. erfolgen durch Verklebung der äußersten und/oder innersten Wickellage auf die darunter liegende Wickellage und Einbindung in die Versiegelung. Weiterhin sind zusätzliche Fixierelemente denkbar, wie z. B. Klebstoff, Fixiernetze, Fixiergitter, Gummis, etc. Darüber hinaus können ein zylindrisches, für das zu filternde Medium durchlässiges Element (etwa Gitter, Filtermaterial oder poröses Vollmaterial), Klammern oder in die Wickellage eingebrachte Fasern, Drähte etc. zum Einsatz kommen, welche dann in Verlängerung mindestens einmal vollständig um den ganzen Wickel des Filterkörpers herumgewickelt und mit den darunter befindlichen Wickellagen (Filterlage oder Faser-Drahtlage) verbunden werden. Diese Verbin- dung kann z. B. durch Verschweißen, Verkleben, Verknoten, Vernähen, etc. erfolgen.
In einer bevorzugten Ausführungsform, in der das Filterelement in einem Filtergehäuse angeordnet ist, kann die umlaufende Dichtung zwischen zwei Gehäuseteilen des Filtergehäuses axial oder radial dichtend verpressbar oder einspannbar sein. Die Dichtung kann auch radial oder axial ausschließlich an einer Dichtfläche eines Gehäuses oder Gehäuseteils dichtend anlegbar sein. Die für die Verpressung erforderliche Kraft kann über Anpresselemente wie Noppen, Wulst etc. auf der dichtungsabgewandten Seite aufgebracht werden oder als Zuganker ausgebildet sein.
Grundsätzlich ist eine Ausführung eines Filtersystems mit gewickeltem Filterkörper mit und ohne Gehäuse möglich.
Neben dem Adsorptionsfilterbereich sind bevorzugt noch der Vorfilterbereich zur Staubfiltration und ein HEPA-Feinfilterbereich vornehmlich zur Abscheidung von Aerosolen vorgesehen, wobei der Adsorptionsfilterbereich wenigstens eine aufgewickelte Adsorberlage umfasst. Gewickelt werden kann beispielsweise um ein im Filterelement verbleibendes Mittelrohr oder um einen Kern, der als herausnehmbares Werkzeug verwendet wird. Ebenso denkbar ist die Verwendung eines runden, zickzackförmig gefalteten und ringförmig geschlossenen Filterbalgs als Feinfilterbereich, der als Wickelbasis für die Adsorberlagen verwendet werden kann.
Hinsichtlich der unterschiedlichen Anforderungen bezüglich Volumenströmen und Standzeiten kann der Wickelköper als ein Baukasten betrachtet werden, bei dem über die Zylinderhöhe und den Durchmesser auf die verschiedenen Anforderungen unter Verwendung der gleichen Anschlusskomponenten reagiert werden kann, was vorteilhaft Werkzeugkosten einspart.
Immobilisierte Adsorbenspartikel haben Vorteile bzgl. mechanischer Stabilität und Homogenität des Filterelements. Es ergeben sich deutlich höhere Verweilzeiten des zu filternden Mediums im Filterelement, was infolge des mehrlagigen Aufbaus zu niedrigeren Durchbrüchen und höheren Kapazitäten des Filterelements führt.
Die Anpassung der Adsorptionsperformance an das jeweilige Anforderungsprofil sowie den Bauraum kann durch optimierte Wickellagenanzahl (d. h. Adsorber-Menge) und eine geeignete Materialauswahl optimiert werden.
Die Erfindung betrifft ferner ein Innenraumluftfiltersystem für die Fahrerkabine von Land- und Arbeitsmaschinen, insbesondere mit Spritz- oder Sprühvorrichtungen für Pflanzenschutz- oder Düngemittel, umfassend ein erfindungsgemäßes Innenraumluftfilterelement und ein Gehäuse mit einem Lufteinlass und ei- nem Luftauslass, in welchem das Innenraumluftfilterelement dichtend die Einlassseite von der Auslassseite trennt.
Die Erfindung betrifft ferner eine Fahrerkabine eines Fahrzeugs oder einer Arbeitsmaschine umfassend ein erfindungsgemäßes Innenraumluftfiltersystem sowie die Verwendung eines erfindungsgemäßen In- nenraumluftfilterelements oder Innenraumluftfiltersystems in einer Fahrerkabine eines Fahrzeugs oder einer Arbeitsmaschine.
Neben der Verwendung für die Filtration von Innenraumluft in Fahrerkabinen von Land- und Arbeitsmaschinen, insbesondere mit Spritz- oder Sprühvorrichtungen für Pflanzenschutz- oder Düngemittel, kann das erfindungsgemäße Filterelement auch zur Filtration von Atemluft in anderen Innenräumen wie Kraftfahrzeugen, Flugzeugen o. ä. Verwendung finden. Daneben ist auch eine Verwendung des Filterelements für die Filtration von Zuluft zu verschiedenen Prozessen, wie beispielsweise der Zuluft zu Brennstoffzellen in stationären oder mobilen Anwendungen wie Kraftfahrzeugen oder Flugzeugen denkbar.
Weitere mögliche Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale oder Ausführungsformen des Innenraumluftfilterelements oder des Innenraumluftfiltersystems. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der Erfindung zufügen oder abändern.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung. Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigelegten Figuren näher erläutert.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Es zeigen dabei beispielhaft:
Fig. 1 einen Längsschnitt eines Innenraumluftfilterelements mit gewickeltem Filterkörper gemäß einer ersten Ausführungsform mit einer um den Wickel gelegten weiteren insbesondere plissierten Filterlage;
Fig. 2 eine teilaufgeschnittene Draufsicht auf das Innenraumluftfilterelement gemäß Fig. 1 ;
Fig. 3 einen Längsschnitt eines Innenraumluftfilterelements mit gewickeltem Filterkörper gemäß einer weiteren Ausführungsform mit einem um einen Filterbalg angeordneten Wickel;
Fig. 4 eine teilaufgeschnittene Draufsicht auf das Innenraumluftfiltersystem gemäß Fig. 3;
Fig. 5 einen Längsschnitt eines Innenraumluftfilterelements mit gewickeltem Filterkörper ge- maß einer weiteren Ausführungsform mit einer in den Wickel integrierten Feinfilterlage;
Fig. 6 eine teilaufgeschnittene Draufsicht auf das Innenraumluftfiltersystem gemäß Fig. 5;
Fig. 7 den Aufbau eines Halbzeugs mit Trägerlage und fixierter Adsorberlage;
Fig. 7a eine Lage einer fixierten Aktivkohleschüttung auf einer Trägerschicht;
Fig. 7b eine erste Ausführungsform eines aus zwei Lagen gemäß Fig. 7a gebildeten Halbzeugs einer Adsorptionsfilterlage;
Fig. 7c eine zweite Ausführungsform eines aus zwei Lagen gemäß Fig. 7a gebildeten Halbzeugs;
Fig. 7d ein aus einer Lage gemäß Fig. 7a und einer Deckschicht gebildetes Halbzeug einer
Adsorptionsfilterlage;
Fig. 7e eine Adsorptionsfilterlage aus zwei Lagen eines Halbzeugs nach Fig. 7d;
Fig. 8 einen Längsschnitt eines Innenraumluftfiltersystems mit gewickeltem Filterkörper gemäß einer weiteren Ausführungsform;
Fig. 9 - 15 verschiedene Abdichtungsvarianten für ein Filterelement;
Fig. 16 eine Fahrerkabine mit einem Innenraumluftfiltersystem.
Ausführungsform(en) der Erfindung
In den Figuren sind gleiche oder gleichartige Komponenten mit gleichen Bezugszeichen beziffert. Die Figuren zeigen lediglich Beispiele und sind nicht beschränkend zu verstehen.
In den folgenden Ausführungsbeispielen ist beispielhaft Aktivkohle als Adsorbens eingesetzt. Jedoch ist auch die Verwendung anderer Adsorbentien denkbar, wie Zeolithe, Silicagele, Metalloxide wie Aluminiumoxid, Kupferoxid oder Manganoxid, Molekularsiebe wie z. B. MOFs, Schichtsilikate, Nanoclay(s), oder Mischungen von Adsorbentien.
Die Figuren 1 und 2 zeigen zur Erläuterung der Erfindung eine erste Ausgestaltung eines Filterelements 10. Figur 1 zeigt eine Schnittansicht des Filterelements 10 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in der Art einer Filterkerze mit einem Adsorptionsfilterbereich 50. Ein aufgewickeltes Halbzeug bildet einen Wickelkörper 20 als Adsorptionsfilterbereich 50 um einen axialen Kanal 18, wobei das Halbzeug eine immobilisierte Adsorberlage 104 mit Aktivkohle als Filtermedium 16 aufweist. Figur 2 zeigt eine Frontalansicht auf eine teilweise aufgeschnittene Stirnseite 24 des Filterelements 10.
Der Wickelkörper ist von einem weiteren Filterelement umgeben, das vorzugsweise ein Feinfilterelement 70 und/oder ein Partikelfilterelement 80 aufweist. An den Stirnseiten 22, 24 ist jeweils eine Endscheibe 32, 34 vorgesehen, welche den Wickelkörper 20 sowie das Feinfilterelement 70 und/oder das Partikelfilterelement 80 stirnseitig abdichtet, so dass ein zu filterndes Medium 60 ausschließlich nur durch die Wi- ckellagen des Wickelkörpers 20 und das umgebende weitere Filterelement 70, 80 strömen kann. Dabei ist die eine, z. B. untere Endscheibe 32 ganz geschlossen und dichtet so den Kanal 18 nach unten ab, während die axial gegenüberliegende, z. B. obere, Endscheibe 34 in ihrer Mitte eine Öffnung 28 aufweist, durch welche das Medium 60 durchtreten kann.
Das weitere Filterelement ist beispielsweise mit einem plissierten Filtermedium ausgeführt, wobei in der Draufsicht in Fig. 2 nur ein schmaler Bereich oder Ausschnitt des plissierten Filtermediums dargestellt ist, welches den Wickelkörper 20 des Adsorptionsfilterbereichs 50 umgibt.
Ein zu filterndes Medium 60, z. B. Rohluft 62, tritt auf der Rohseite des Filterelements 10 durch das Feinfilterelement 70 und/oder Partikelfilterelement 80 in den Wickelkörper 20 des Filterkörpers 12 ein und verlässt den Filterkörper 12 auf dessen Reinseite und tritt als gefiltertes Medium 60, z. B. Reinluft 64, aus.
Die Figuren 3 und 4 zeigen als Schnittansicht und Draufsicht eine inverse Ausgestaltung eines Filterelements 10, bei dem der Wickelkörper 20 mit dem Adsorptionsfilterbereich 50 das weitere Filterelement mit dem Feinfilterelement 70 und/oder dem Partikelfilterelement 80 umgibt.
Die Figuren 5 und 6 zeigen als Schnittansicht und Draufsicht eine weitere Ausgestaltung eines Filterelements 10, bei der der Wickelkörper 20 die Funktionalitäten sowohl des Adsorptionsfilterbereichs 50 als auch den eines Feinfilterelements 70 und eines Partikelfilterelements 80 umfasst. Dabei ist bevorzugt das Partikelfilterelement 80 innen angeordnet. Dies ist insbesondere für Filterelemente vorteilhaft, welche von innen nach außen durchströmt werden. Bei dieser Durchströmungsrichtung ist somit das Partikelfilterelement 80 dem Feinfilterelement 70 und dem Adsorptionsfilterbereich 80 vorgeschaltet. Bei Durchströmung von außen nach innen ist entsprechend vorteilhaft das Partikelfilterelement 80 außen anzuordnen.
Zur Herstellung eines Filterelements kann ein Halbzeug verwendet werden, bei dem zusätzlich zur immobilisierten Adsorberlage 104 eine Feinfilterlage und eine Partikelfilterlage zusammengefügt und zum Wickelkörper 20 aufgewickelt werden. Dabei kann die Feinfilterlage und/oder die Partikelfilterlage in eine Trägerlage der Adsorberlage 104 und/oder in eine diese abdeckende Decklage integriert sein.
Diese Ausgestaltung erlaubt eine flexible Durchströmungsrichtung eines zu filternden Mediums 60, d. h. in einem ersten Betriebsmodus des Filterelements 10 kann das zu filternde Medium über den Kanal 18 in den Filterkörper 12, d. h. den Wickelkörper 20, eintreten und durch den Außenmantel des Wickelkörpers 20 austreten und in einem anderen Betriebsmodus in umgekehrter Durchströmungsrichtung.
Figur 7 illustriert einen prinzipiellen Aufbau eines Halbzeugs mit einer Lage 100 mit einer fixierten Schüttung von Adsorbenspartikeln, umfassend eine Trägerlage 102, eine Deckschicht 103 und eine Adsorber- läge 104, z. B. in Form einer Schüttlage, mit immobilisierten Adsorbenspartikeln. Ein solches Halbzeug kann zur Herstellung eines Wickelkörpers eines Filterelements eingesetzt werden.
Den Figuren 7a - 7e sind weitere mögliche Aufbauten einer Adsorptionsfilterlage für ein erfindungsgemäßes Filterelement zu entnehmen. Fig. 7a zeigt eine Lage 100 einer fixierten Schüttung von Aktivkohlepartikeln, umfassend eine Trägerschicht 101 und eine Schüttlage 102 mit Aktivkohlepartikeln.
Zwei dieser Lagen können auf verschiedene Weise zu Halbzeugen verbunden werden, welche einlagig oder mehrlagig eine Adsorptionsfilterlage bilden können. In der Ausführungsform gemäß Fig. 7b werden zwei derartige Lagen 100 derart aufeinander angeordnet, dass jeweils die Schüttlagen 102 aufeinander liegen, wobei ein Halbzeug gebildet wird, welches beidseitig von den Trägerlagen 101 begrenzt wird. Mehrere dieser Halbzeuge können zur Bildung einer Gesamtadsorptionfilterlage aufeinander gestapelt werden.
In der Ausführungsform nach Fig. 7c sind zwei derartige Lagen 100 in gleicher Orientierung aufeinander angeordnet, es kann jedoch auch eine größere Anzahl von derartigen Lagen 100 auf diese Weise aufeinanderliegend angeordnet sein. Um eine abgeschlossene Adsorptionsfilterlage zu bilden, kann eine Deckschicht 103 auf die Schüttlage 102 aufgebracht werden.
Fig. 7d zeigt eine Ausführungsform eines Halbzeugs 1 10 mit einer Lage 102 einer fixierten Schüttung aus Aktivkohlepartikeln, die auf eine Trägerschicht 101 aufgebracht und von einer Deckschicht 103 bedeckt sind. Das Halbzeug 1 10 kann entweder einlagig oder wie in Fig. 7e gezeigt in einer zwei- oder mehrlagigen Anordnung von aufeinanderliegenden Halbzeugen 1 10 eine Gesamtadsorptionsfilterlage bilden.
Die Schüttlagen 102 sind in den Ausführungsformen mittels feiner Netze von Klebstofffäden mit den jeweiligen Träger- und Deckschichten verbunden, es können jedoch auch andere Verbindungsarten gewählt werden.
Die Trägerlage 102 kann jeweils zumindest teilweise die Funktion eines Partikelfilterelements bereitstellen und optional auch die eines Feinfilterelements.
Das jeweilige Halbzeug wird auf einem Innenkern mit geeignetem Durchmesser, z. B. 30 mm bis 60 mm Durchmesser, zu einem Wickelkörper (Rundelement) aufgewickelt. Während des Wickel prozesses erfolgt an den beiden seitlichen Enden der Trägerlagen 101 und weiteren Lagen eine Versiegelung. Dies kann z. B. über einen Klebstoff, Schaum, Thermoplast, Klammer, in einem Schweiß- oder Dosierprozess oder einer Kombination davon erfolgen. Die Abdichtung der axialen Schnittkante der letzten Lage erfolgt ebenfalls mit den oben aufgeführten Möglichkeiten. Die Fixierung des Endbereichs (wenige Millimeter, vor- zugsweise ca. 5 mm bis zu mehreren Zentimetern) erfolgt durch Verklebung auf die darunter liegende Lage mittels der Abdichtung bzw. über zusätzliche Fixierelemente wie Klebstoff, Fixiernetze, Fixiergitter, Gummis, zylindrisches luftdurchlässiges Element(e) (Gitter, Filtermaterial oder poröses Vollmaterial), Klammern oder in die Lage eingebrachte Fasern, Drähte etc., welche dann in Verlängerung mindestens einmal vollständig um den ganzen Wickel herumgewickelt werden und mit den darunter befindlichen Lagen (Filterlage oder Faser- Drahtlage) fixiert werden, z. B. durch Verschweißen, Verkleben, Vernähen.
Um das Umströmen der Adsorberlage 104 und damit Leckagen zu vermeiden, sollten die aufgewickelten Lagen im Randbereich des Wickelkörpers zusätzlich abgedichtet werden. Diese Abdichtung kann durch eine nachträgliche thermoplastische Umformung (z. B. Aufschmelzen mittels Ultraschall, Heißspiegel, Infrarotbestrahlung, Heißluft mit folgender Verformung durch Anpressen) des Versiegelungselementes erfolgen bzw. bei z. B. Einsatz von Heißkleber direkt während des Wickelprozesses, wenn die nachfolgende Lage auf die vorhergehende Lage aufgewickelt wird und der Kleber im Randbereich der Lagen noch ausreichend flüssig ist, um sich mit dem Kleber der vorherigen Lage dichtend zu verbinden.
Der Aufbau der Aktivkohlelagen kann dabei folgende Varianten beinhalten:
(a) Trägerlage 102 (z. B. einfaches Spunbond) - Adsorberlage 104 - Trägerlage 102
(b) Trägerlage 102 - Adsorberlage 104 - Partikelvlies (z. B. Vlies mit Meltblown versehen)
(c) Partikelvlies - Adsorberlage 104 - Partikelvlies
(d) Trägerlage 102 - Adsorberlage 104 - Partikelvlies - Adsorberlage 104 - Trägerlage 102
(e) Trägerlage 102 - Adsorberlage 104 - Partikelvlies
Das Partikelvlies kann aus Cellulose oder aus synthetischen Materialien hergestellt sein.
Eine weitere Option besteht darin, dass in der Wickellage mindestens zwei Adsorbentien hintereinander aufgebracht sind und dadurch im inneren Bereich des Wickels (z. B. über 3 Lagen hinweg) sich ein anderes Adsorbens befindet als im äußeren Bereich. Dabei ist es nicht zwingend, dass die Adsorbentien auf derselben bzw. auf einer einstückigen Trägerlage bzw. Decklage aufgebracht sind.
Zur Abscheidung von Partikeln kann optional ein Partikelabscheidemedium auf die Mantelfläche des Wickelkörpers in Form einer Flachlage bzw. in gefalteter Ausführung aufgebracht werden, welche optional mit der gleichen oder einer der oben beschriebenen Optionen zur stirnseitigen Abdichtung versehen wird oder als separates Element aufsteckbar oder aufschiebbar angeordnet ist.
Bei der gefalteten Ausführung kann die Stirnseite auch über ein Seitenband, eine Folie oder eine aushärtende Klebeschicht abgedichtet sein. Es kann im Kern des Wickelkörpers ein Partikel-/Aerosolabscheideelement integriert werden, welches entweder direkt vor dem Austritt des zu filternden Mediums angebracht ist oder die innerste Lage des Wickelkörpers darstellt. Dabei kann der Partikel-/Aerosolabscheider als separates Element oder als integrierte Variante eingebracht sein, wobei bei der integrierten Variante ein spezielles Material bzw. optional die Trägerlage 102 als Partikellage genutzt werden kann. Bei der Variante direkt vor dem Austritt des zu filternden Mediums kann der Partikelfilter mit z. B. dem Anschlusselement einstückig (Verschweißung) bzw. mehrteilig (Verklebung / Klemmung / Verpressung [z. B. offenporiger Schaum]) verbunden sein.
Die Realisierung einer Anschlussgeometrie an den Wickelkörper erfolgt z. B. über ein Stutzenelement, welches von einer Stirnseite aus in den Wickelkörper hineinragt und mit der stirnseitigen Abdichtung des Wickelkörpers luftgasdicht verbunden ist. Je nach Eindringtiefe des Stutzens in den Wickelköper ist es hinsichtlich der Stabilität sinnvoll, eine Auflagefläche an den Stutzen anzuformen, auf der die Stirnseite des Wickelkörpers aufliegt. Je nach Ausführung des Stutzens kann auch auf ein Hineinragen des Stutzens in den Wickelkörper hinein komplett verzichtet werden, wenn eine ausreichend feste Verbindung der Stirnseitenabdichtung mit dem Stutzen durch z. B. eine Klebeverbindung / Haftkraft (Adhäsion/Kohäsion) erreicht werden kann. Optional kann auch ein entsprechendes Stutzenelement an beiden Stirnseiten angebracht werden, wobei dann das zweite Stutzenelement nicht zwingend die gleichen Abmessungen des ersten Stutzenelements haben muss. Das Stutzenelement kann zur weiteren Kontaktierung über ein Tannenbaumprofil oder eine vergleichbare Aufsteckgeometrie verfügen als auch über einen Bajonettver- schluss oder ein Schraubgewinde mit axialer oder radialer Abdichtung. Auch der Einsatz einer Schnellkupplung ist dabei möglich, wobei dann der Stutzen entweder die Schnellkupplung darstellt bzw. beinhaltet oder gar das einzuschiebende Rohrstück / Schlauchstück, welches in eine solche Kupplung eingesteckt wird, darstellt.
Das Stutzenelement kann aber auch weitere Austrittsstutzen beinhalten. Weiterhin kann der Austrittsstutzen mit einer Geometrie (z. B. Außensechskant) versehen sein, welche ermöglicht, dass über handelsübliches Werkzeug eine sichere Verschraubung / Verbindung mit der Luftführung zur Kabine herzustellen ist. Der Austrittsstutzen kann dabei aus Kunststoff oder Metall hergestellt sein.
Als weitere Option kann der Austrittsstutzen auch an den Wickelkörper in der Form angebracht werden, dass der Stutzen direkt mit einer Vergussmasse an den Wickelkörper angegossen wird. Dabei erfolgt die Versiegelung und Befestigung der Stirnseite durch die Vergussmasse, welche nach dem Aushärten vergleichbar fest sein kann wie ein konventioneller Thermoplast wie Polypropylen oder Polyamid.
Ferner kann eine Grobstaubmatte zur Partikelfiltration anstelle eines gefalteten Partikelfilters vorgesehen sein bzw. zusätzlich über den Partikelfilter geschoben sein. Die Grobstaubmatte kann als Schaum oder Vliesmatte ausgeführt sein. Das Partikelfilterelement kann somit unabhängig vom Wickelkörper gewechselt werden. Für den Aufbau von Adsorberlagen und Filteranordnungen lassen sich die Adsorberlagen hinsichtlich Materialauswahl (AK-Sorte, Zeolithe, Silicagele, Metalloxide wie Aluminium-, Kupfer- oder Manganoxid, Molekularsiebe wie z. B. MOFs) und Flächengewicht optimieren, um eine gezielte Anpassung an die Adsorptionsaufgabe zu realisieren.
Das vorstehend in verschiedenen Ausgestaltungen beschriebene Filterelement 10 kann als gehäuseloses Filtersystem eingesetzt werden, wobei ein Anschlussmittel an die für einen Mediendurchtritt offene Endscheibe angeschlossen werden kann, mit dem das Filtersystem mit einer Medienleitung oder dergleichen verbunden werden kann. Denkbar ist auch, zwei oder mehr Filterelemente 10 oder Filtersysteme geometrisch in Serie anzuordnen, was strömungsmäßig einer Parallelschaltung entspricht.
Figur 8 zeigt eine Ausgestaltung eines Filtersystems 200 mit einem Filtergehäuse 202, in welchem ein Filterelement 10 mit Adsorptionsfilterbereich 50 in Form eines Wickelkörpers 20 angeordnet ist. Das zu filternde Medium 60, z. B. Rohluft 62, tritt durch einen Eingangsstutzen 206 in der Mantelfläche des Gehäuses 202 in dieses ein.
Das Filterelement 10 ist mit seiner unteren Stirnseite 22 in eine geschlossene Endscheibe 32 und mit seiner oberen Stirnseite 24 in eine Endscheibe 34 mit einer zentralen Öffnung 28 eingebettet, in die ein Anschlussstutzen 212 mit einem Bund 214 hineinragt. Die Endscheibe 34 umschließt an ihrer Öffnung 28 den Bund 214 dichtend, so dass die Reinseite des Filterelements 10 dichtend von der Rohseite getrennt ist.
Das Filterelement 10 kann aus dem Gehäuse 202 entfernt werden, indem dessen Deckel am Gehäuseboden 204 geöffnet wird. Durch Schließen des Deckels wird das Filterelement 10 zwischen Gehäuseboden 204 und oberem Gehäusebereich 206 axial eingespannt.
An der dem Gehäuseboden 204 gegenüberliegenden Gehäuseseite sind im oberen Gehäusebereich 206 Befestigungsmittel 208 angeordnet, z. B. Schrauben, mit denen das Filtergehäuse 202 an einem Einbauort sicher befestigt werden kann.
Zwischen Filtergehäuse 202 und Filterkörper 12 befindet sich ein Freiraum 210, durch den ein zu filterndes Medium 60, z. B. Rohluft 62, zum Filterelement 10 strömt. Nach Durchströmen des Filterelements 10 strömt das gefilterte Medium 60, z. B. Reinluft 64, in den einseitig geschlossenen Kanal 18 und anschließend durch einen Gehäusestutzen 212 aus dem Filtersystem 200 aus.
In den Figuren 9 bis 16 sind Varianten von Abdichtungsmöglichkeiten zwischen Rohseite und Reinseite des Filterelements 10 dargestellt. Figur 9 zeigt ein Dichtprofil einer Endscheibe 34 mit einem axial nach außen gerichteten Ansatz 220, wobei dessen Dichtfläche radial innen angeordnet ist. Dies ermöglicht eine radiale Abdichtung am Innendurchmesser des Ansatzes 220 und einen Dichtbereich außerhalb des Filterelements 10.
Alternativ oder zusätzlich kann der Ansatz 220 auch einen in den Kanal 18 des Filterelements 10 hinein ragenden Bund 222 aufweisen, der eine radiale Abdichtung am Innendurchmesser des Filterelements 10 und damit einen Dichtbereich innerhalb des Filterelements 10 ermöglicht.
Figur 10 zeigt zwei Alternativen von Dichtflächen, die eine radiale Abdichtung ermöglichen. Dabei kann an der Endscheibe 34 über eine radial nach innen gerichtete Dichtfläche 230 oder über eine radial nach außen gerichtete Dichtfläche 231 eine Abdichtung gegen eine korrespondierende Fläche eines Gehäuses oder Anschlussmittels (nicht gezeigt) ermöglicht werden. Die Dichtflächen 230, 231 können an einem umlaufenden Rand an der Endscheibe 34 ausgebildet sein, der sich axial vom Filterelement 10 weg erstreckt.
Alternativ oder zusätzlich kann an der Endscheibe 34 auch ein Bund 231 als Dichtprofil angesetzt sein, der sich Richtung Filterelement 10 erstreckt und dessen obere Kante abdeckt, was eine radiale Abdichtung am Außendurchmesser des Filterelements 10 ermöglicht.
Figur 1 1 zeigt eine Variante eines Dichtprofils 240 mit Schlüssel-Schloss-Profil, bei dem zwei auf der Endscheibe 34 umlaufende Dichtlippen vorgesehen sind, die sich axial vom Filterelement 10 weg erst- ecken. Ein nicht näher bezeichnetes Gegenelement mit einem komplementären Omega-Profil kann dichtend zwischen die beiden Dichtlippen eingreifen, so dass das Filterelement 10 radial abgedichtet ist.
Figur 12 zeigt eine radial wirkende Dichtung. Die Endscheibe 34 ist bevorzugt aus einem gießbaren Werkstoff wie Polyurethan, beispielsweise Polyurethanschaum gebildet und fest mit einer Stirnseite des gewickelten Filterelements 10 verbunden. Die Endscheibe umfasst an ihrem Außenumfang ein Dichtprofil 250, welches eine sich parallel zur Mittelachse des Filterelements erstreckende Nut mit einer oder bevorzugt zwei ringförmigen, radial wirkenden Dichtflächen aufweist, in welche ein gehäuseseitiger Steg oder eine gehäuseseitige Kante eingreifen kann, der dichtend mit den Dichtflächen in Kontakt bringbar ist. Das Dichtprofil 250 kann bevorzugt die Kante des Filterelements 10 dichtend umgreifen. Ein entsprechendes Filtergehäuse kann mit einem Bund dichtend zwischen die Dichtlippen eingreifen und mit einem Deckel oder dergleichen dichtend fixiert werden. Bevorzugt wird dabei das Dichtprofil 250 radial von einem weiteren Gehäuseteil, beispielsweise von einem Gehäusedeckel radial außen abgestützt, bevorzugt derart, dass die Dichtwirkung an den Dichtflächen gewährleistet ist.
Figur 13 zeigt ein Filterelement 10 mit einem Stutzen 256 mit Gewinde oder Bajonettverschluss, der sich axial weg vom Filterelement 10 erstreckt. Der Stutzen 256 kann an ein Mittelrohr angesetzt sein, das im Kanal 18 angeordnet ist (nicht dargestellt) oder an der Endscheibe 34 angesetzt sein. In einer ersten Variante kann eine axiale Dichtung erreicht werden durch eine um den Stutzen 256 umlaufenden Dichtring 252 (in der oberen Bildhälfte dargestellt). In einer weiteren Variante, die in der unteren Bildhälfte dargestellt ist, kann ein umlaufender Dichtring 254 in einer Nut an der Außenseite des Stutzens 256 angeordnet sein, womit eine radiale Abdichtung erreicht wird. Der Dichtring 252, 254 kann beispielsweise ein O-Ring, eine Flachdichtung oder eine 2K-Dichtung sein.
Figur 14 zeigt eine Variante, bei der das Filterelement 10 auf einen Wickelkern 260 aufgewickelt ist. Der Wickelkern 260 besitzt eine Aufnahme für eine separate oder eine angespritzte Dichtung (nicht dargestellt). Diese Dichtung kann als radiale und/oder axiale Dichtung ausgeführt sein. Das Filterelement 10 verbleibt auf dem Wickelkern 260, das im Filterelement 10 ein Mittelrohr bildet und mit offenem oder geschlossenem Boden ausgebildet sein kann.
Figur 15 zeigt eine Variante, bei der eine radiale Abdichtung durch die Endscheibe 34 erfolgt, die am Innendurchmesser mit einer Lippe 36 in die Öffnung 28 ragt. Die Dichtung, z. B. ein Vliesring, ist Bestandteil der Endscheibe 34.
Figur 16 zeigt eine Fahrerkabine 300 eines landwirtschaftlichen Fahrzeugs mit einem Innenraumluftfilter- system 200. Frischluft 62 wird in das Innenraumluftfiltersystem 200 mittels eines Lüfters 316 durch einen Einlass 312 eingesogen und gelangt über das Innenraumluftfiltersystem in eine Klimatisierungsvorrichtung 314. Die klimatisierte und gefilterte Luft gelangt über Auslässe 318 und 320 in den Innenraum und wird zum Teil mittels einer Umlufteinrichtung 322 umgewälzt.
Neben einer Durchströmung von außen nach innen, wie in den vorstehenden Ausführungsbeispielen gezeigt, kann ein erfindungsgemäßes Innenraumfilterelement selbstverständlich auch in umgekehrter Richtung, d. h. von innen nach außen durchströmt werden.

Claims

Ansprüche
1. Innenraumluftfilterelement (10), insbesondere für eine Fahrerkabine (302) von Land- und Arbeitsma- schinen, insbesondere mit Spritz- oder Sprühvorrichtungen für Pflanzenschutz- oder Düngemittel, umfassend einen Filterkörper (12) mit einem Adsorptionsfilterbereich (50) sowie einem Feinfilterbereich (80) insbesondere zur Abscheidung von Aerosolen,
wobei der Filterkörper (12) als Wickelkörper mit wenigstens einer Wickellage ausgebildet ist und einen zentralen Strömungsraum umschließt.
2. Innenraumluftfilterelement nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass als Feinfilterbereich (80) ein ungefaltetes oder zickzackförmig gefaltetes Filtermedium (82) aus einem Glasfasermedium oder einem synthetischen HEPA-Filtermedium vorgesehen ist, insbesondere ein Glasfasermedium mit einer oder zwei Deckschichten aus einem Spinnvlies.
3. Innenraumluftfilterelement nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen anströmseitigen Vorfilterbereich (70) insbesondere zur Abscheidung von Stäuben.
4. Innenraumluftfilterelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Vorfilterbereich (70) ein ungefaltetes oder zickzackförmig gefaltetes Filtermedium (72) aus Zellulose, Kunststoffschaum oder Vlies verwendet wird.
5. Innenraumluftfilterelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Adsorptionsfilterbereich (50) aus einem Halbzeug aus wenigstens einer Trägerlage (101 ) und wenigstens einer fixierten Adsorberlage (102) mit wenigstens einem Adsorbens gebildet ist.
6. Innenraumluftfilterelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wickelkörper auf ein Rohrelement gewickelt ist, das als Stützkörper im Wickelkörper verbleibt.
7. Innenraumluftfilterelement nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermedium (72, 82) des Vorfilterbereichs (70) und/oder des Feinfilterbereichs (80) in den Wickelkörper integriert sind/ist, insbesondere als Trägerlage (101 ) oder zusätzliche Lage zur Trägerlage (101 ).
8. Innenraumluftfilterelement nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorfilterlage (70) und/oder die Adsorptionsfilterlage (50) und/oder die Feinfilterlage (80) jeweils ein separates Teilfilterelement bilden.
9. Innenraumluftfilterelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine umlaufende Dichtung zur Trennung einer Rohseite von einer Reinseite beim Einbau in ein Filtergehäuse (90).
10. Innenraumluftfilterelement nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung durch ein umlaufendes Dichtprofil aus einem Polymer, insbesondere aus einem angeschäumten, geschlossenporigen Schaum zum Beispiel aus Polyurethanschaum, gebildet ist.
1 1. Innenraumluftfilterelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Adsorbens eine hydrophobe Aktivkohle verwendet wird.
12. Innenraumfilterelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Filterkörper ausschließlich radial durchströmbar ist.
13. Innenraumluftfilterelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Vorfilterbereich (70), Feinfilterbereich (50) und Adsorptionsfilterbereich (50) aufeinander folgend und insbesondere unmittelbar aneinander anliegend im Innenraumluftfilterelement angeordnet sind.
14. Innenraumluftfiltersystem (200) für eine Fahrerkabine (300) von Land- und Arbeitsmaschinen, insbesondere mit Spritz- oder Sprühvorrichtungen für Pflanzenschutz- oder Düngemittel, umfassend ein Innenraumluftfilterelement (10) nach einem der vorgehenden Ansprüche und ein Gehäuse (90) mit einem Lufteinlass und einem Luftauslass, in welchem das Innenraumluftfilterelement (10) dichtend die Einlassseite von der Auslassseite trennt.
15. Verfahren zur Reinigung von insbesondere mit Schadgasen und/oder Aerosolen und/oder Feststoff- partikelstaub beladener Luft, insbesondere der Zuluft von Land- oder Arbeitsmaschinen, insbesondere mit Spritz- oder Sprühvorrichtungen für Pflanzenschutz- oder Düngemittel, umfassend die Schritte a. Zuleitung der ungereinigten Luft zu einem Innenraumluftfilterelement insbesondere nach einem der Ansprüche 1 - 13;
b. Fakultativ Abscheidung von Stäuben aus Feststoffpartikeln mittels eines Vorfilterbereichs (70);
c. Abscheidung von Schadgasen mittels eines Adsorptionsfilterbereichs (50);
d. Abscheidung von Aerosolen mittels eines Feinfilterbereichs (80), insbesondere eines HEPA-Feinfilterbereichs.
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