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Patent Searching and Data


Title:
ODOUR FILTER CONTAINING ADSORBENTS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2000/009241
Kind Code:
A1
Abstract:
Disclosed is an odour filter containing adsorbents that absorb odors. More than 50 % of the adsorbents consist of mesopores and macropores. Said adsorbents extend the service life of the filter by virtue of the fact that the macropores enable the odour filter to be continuously regenerated.

Inventors:
HEUBERGER GERHARD
KAMES JOST
Application Number:
PCT/EP1999/005153
Publication Date:
February 24, 2000
Filing Date:
July 20, 1999
Export Citation:
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Assignee:
MHB FILTRATION GMBH & CO KG (DE)
International Classes:
B01D53/02; B01J20/28; (IPC1-7): B01D39/16; B01J20/28; B60H3/06
Foreign References:
DE4134222A11993-04-22
EP0339487B11995-08-09
DE19521666A11996-01-11
Attorney, Agent or Firm:
Voth, Gerhard (Filterwerk Mann + Hummel GmbH Ludwigsburg, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Geruchsfilter, enthaltend Adsorbentien zur Aufnahme von Geruchsstoffen aus dem zu reinigen Fluid, welches den Geruchsfilter durchströmt, dadurch gekenn zeichnet, daß die Adsorbentien einen Meso und/oder Makroporenanteil von mehr als 50 % des kumulierte Porenvolumens aufweisen.
2. Geruchsfiltersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Adsor bentien aus Aktivkohlen, Polymeren, Zeolithen, Silikaten, Aerogelen oder einer Kombination dieser Stoffe bestehen.
3. Geruchsfilter nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Adsorbentien auf ein ! uftdurch ! ässiges, im wesentlichen formstabiles, dreidimensionales Trägergerüst aufgebracht sind, wobei nach Aufbringung der Adsorbentien auf das Trägergerüst Kanäle in dem so geschaffenen Fiitermaterial frei bleiben.
4. Geruchsfilter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägergerüst aus einer offenzelligen Trägerschaumstruktur besteht.
5. Geruchsfilter nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Adsor bentiendichte im Filtermaterial zwischen 100 und 350 g pro Liter liegt.
6. Geruchsfilter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Adsor bentien in ein faltbares Flächenmaterial eingebracht sind.
7. Geruchsfilter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das faltbare Flä chenmaterial eine Schichtdicke zwischen 0, 5 und 2 mm aufweist.
8. Geruchsfilter nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Fiä chenmateriat mehrlagig aufgebaut ist, wobei die Adsorbentien in mindestens eine der Lagen eingebracht sind.
Description:
Adsorbentien enthaltender Geruchsfilter Beschreibung Stand der Technik Die Erfindung betrifft einen Geruchsfilter, der Adsorbentien enthält, nach der Gattung des Patentanspruches 1.

Geruchsfilter werden in zunehmenden Maße für die Reinigung von Zuluft, z. B. im Kraftfahrzeugbereich oder für Gebäude eingesetzt. Ziel ist es, in geringen Konzen- trationen auftretende Geruchsstoffe, die durch ihr stoßweises Auftreten als belästi- gend empfunden werden, aus der Zuluft zu entfernen bzw. deren Konzentration un- ter die Wahrnehmungsgrenze zu verringern. Hierzu kommen Adsorbentien, wie z. B.

Aktivkohle zum Einsatz, die die Geruchsstoffe im Moment der stoßweisen Beauf- schlagung schnell durch Adsorption aufnehmen und in einem Porensystem, welches auch als innere Oberfläche bezeichnet wird, binden.

Die Leistungsfähigkeit der eingesetzten Adsorbentien hängt mit deren Aufnahme- vermögen zusammen. Der Erfolg der Geruchsfiitration hängt also davon ab, ob die Geruchsstoffe in genügender Menge aus der Zuluft in das Porensystem der Adsor- bentien aufgenommen werden können, während die Zuluft den Filter durchtritt.

An der Aufnahme der Geruchsstoffe sind die sog. Mikroporen der Adsorbentien maßgeblich beteiligt. Dies führt zum bevorzugten Einsatz von mikroporösen Adsor- bentien, die einen Mikroporenanteil von mehr als 85 % aufweisen. Diese sind be- sonders für die Aufnahme der leicht flüchtigen Substanzen notwendig. Der Nachteil dieser Technologie liegt darin, daß in der Luft vorkommende mittel- und schwer- flüchtige Substanzen, wie z. B. langerkettige Alkane, Dieselbestandteile und andere höher molekulare Geruchsstoffe dauerhaft in den Mikroporen gebunden werden und die Adsorptionskapazität irreversibel blockieren. Damit geht bei normalem Einsatz der Filter, z. B. im Rahmen der Dauerdurchströmung in einer Kfz-Klimaanlage, durch die gebundenen schwerflüchtigen Substanzen die Adsorptionsfähigkeit sehr schnell bis auf ein Minimum zurück. Das Ende der Lebensdauer des Filters ist somit schnell erreicht.

Zur Verfängerung der Filterstandzeit könnte man nun die Schichtdicke des Filters erhöhen, so daß die Luft einen tängeren Weg durch den Filter zurücklegen muß.

Dies beeinflußt jedoch den am Filter anliegenden Druckverlust negativ. ! n einer Kfz- Klimaanlage müßte z. B. dadurch eine höhere Leistung für die Luftführung zur Ver- fügung geste ! ! t werden. Diese würde die Klimaanlage verteuern und die Motorlei- stung für den Fahrantrieb verringern.

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, ein Geruchsfilter zu schaffen, der wirtschaftlich in der Herstellung ist und gleichzeitig eine hohe Lebensdauer und ei- nen niedrigen Durchströmungswiderstand aufweist.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 getost.

Vorteile der Erfindung Der erfindungsgemäße Geruchsfilter zeichnet sich dadurch aus, daß Adsorbentien zum Einsatz kommen, die einen Meso- und Makroporenanteil von mehr als 50 % des kumulierten Porenvolumens besitzen. Adsorbentien dieser Art bewirken eine verbesserte Lebensdauer. Die Erklärung für die beobachtete Lebensdauervehänge- rung liegt darin, daß der Makroporenanteil ein Transportsystem schafft, welches die kontinuierliche Desorption der Adsorbentien durch den Zuluftstrom ermöglicht. Auf diese Weise kann auch die endgültige Anlagerung von schwerflüchtigen Substanzen verlangsamt werden.

Geruchsfilter dieser Art ermögtichen einen vorteilhaften Einsatz bei peakförmiger Beaufschlagung. Treten im Zuluftstrom Geruchsspitzen auf, so wird ein Großteil der Geruchsstoffe schnell durch das Transportsystem, gebildet durch die Meso- und Makroporen, zu den Adsorptionspiätzen im Mikroporensystem transportiert. Nach Abklingen der Geruchsspitze bewirkt die Einstellung eines neuen Adsorptionsgleich- gewichtes eine langsame Wiederabgabe der aufgenommenen Geruchsstoffe. Diese wird nicht als störend empfunden, da sie so langsam erfolgt, daß die Wahrneh- mungsschwelle nicht überschritten wird. Da die Geruchsspitzen nur einen geringen Anteil an der gesamten Einsatzdauer des Filters haben, reichen die Desorptionspha- sen aus, um wieder freie Adsorptionsptätze im Porensystem zur Verfügung zu stel- len. Durch das höhere Desorptionsvermögen erreichen die Filter, die Adsorbentien mit einem über 50%igen Meso- und Makroporenanteii enthaften, eine wesentlich längere Lebensdauer. Diese wird daran gemessen, ob Geruchsspitzen noch unter die Wahrnehmungsschwelle abgebaut werden können.

Gemäß einer zweckmäßigen Ausbildung des Erfindungsgedankens bestehen die Adsorbentien aus Aktivkohlen, Polymeren, Zeolithen oder Silikaten. Diese Stoffe ha- ben sich im Einsatz bei Geruchsfiltem bewährt.

Eine weitere Möglichkeit ist die Verwendung sog. Aerogele. Dies sind hochporöse, durch Sol-Gel-Prozesse gewonnene Materialien auf Basis von Siiica und anderen Metall- bzw. Halbmetalloxiden. Selbstverständlich lassen sich auch alle Materialien kombinieren, um das Filtermedium auf den jeweiligen Anwendungsfall anzupassen.

Eine besondere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, die Adsorbentien in einem luftdurchlässigen Trägergerüst zu fixieren. Hierdurch entstehen Kanäie im Filter, die für eine starke Verringerung des Strömungswiderstandes sorgen. Der Vorteil dieser Ausführungsform ergibt sich durch eine Kombination der erfindungsgemäßen Aus- gestaltung mit bereits bekannten Lösungen.

Eine besondere Ausgestaltung des Trägergerüstes ist ein offenzelliger Träger- schaum, auf den die Adsorbentien aufgetragen werden. Diese Trägerstruktur ist wirtschaftlich in der Herstellung und kann ohne weiteres thermisch entsorgt werden.

Es ist vorteilhaft, die Adsorbentiendichte im Trägergerüst zwischen Werten von 100 bis 350 g pro Liter zu wählen. Hierbei wird ein optimales Verhältnis zwischen Strö- mungswiderstand des Filters und Fifterkapazität geschaffen.

Eine weitere Variante der Erfindung sieht vor, die Adsorbentien in ein faltbares Flä- chenmaterial einzubringen. Ein auf diese Weise geschaffener Geruchsfiiter kann in eine für z. B. Papierfilter bekannten Weise verarbeitet werden. Es sind z. B. eine Stemfaltung und Schaffung einer Rundfilterpatrone oder eine Zick-zack-Faltung zur Schaffung eines Flachfilters denkbar.

Es ist natürlich auch möglich, die Adsorbentien als Schüttfiiter auszuführen. Zu die- sem Zweck werden sie in einen Raum eingebracht und durch luftdurchlässige Ab- schlußplatten fixiert, so daß die Adsorbentien von der zu reinigenden Luft durch- strömt werden können.

Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei der Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird.