DE2941094A1

DE2941094A1 - Luftfilterelement

Info

Publication number: DE2941094A1
Application number: DE19792941094
Authority: DE
Inventors: Tsunehiko Inoue
Original assignee: Nitta Belt KK
Current assignee: Nitta Corp
Priority date: 1979-05-04
Filing date: 1979-10-10
Publication date: 1980-11-13
Also published as: CH639568A5; GB2048110A; DE2941094C2; GB2048110B; SE7907352L; JPS6322847B2; FR2455477A1; JPS5624013A; US4323374A; SE437617B; NL7906208A; FR2455477B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Luftfilterelement, das einen besonders hohen Wirkungsgrad aufweisen soll. Speziell bezieht sich die Erfindung auf ein Luftfilterelement, das im Stande ist, besonders feine Partikel mit einem Durchmesser von beispielsweise 0,1 μ oder dergleichen, welche in Form von Schweb- oder Schwimmteilchen in der Luft vorhanden sind, zum Zwecke der Luftreinigung, SchmutzaufSammlung, Schmutzentfernung, Bakterienelimination oder dergleichen ohne weiteres mit einer besonders hohen Effektivität aus der Luft zu entfernen.

Heute sind an die Effektivität von Luftfiltern erhöhte Anforderungen gestellt, der Art, daß unerwünschte Schwebstoffe bis herauf zu ganz feinen Krpuskeln mit einem vergleichsweise hohen Heinigungswirkungsgrad aus der Luft entfernt

Ü30CU6/0592

ORIGINAL INSPECTED

werden können. Besonders in Fabriken zur Herstellung von integrierten Schaltungen ( IC bzw. LSI), in Operationssälen und Behandlungsräumen von Krankenhäusern, in pharmazeutischen Fabriken oder dergleichen stellt die Entfernung von in der Luft vorhandenen Schwebstoffen, wie Schmutzteilchen, Mikroben oder dergleichen ein heißes Problem dar. Zur Minimierung des Eintritts von Schmutzteilchen und Mikroben, was von in einen Raum obengenannter Art eintretenden Menschen bzw. von der Lieferung von Vorrichtungen oder dergleichen herrühren kann, ebenso wie zur Entfernung von in der Luft als Schwebstoffe vorhandenen Schmutzteilchen und Mikroben oder dergleichen wurde bisher das sog. Rein- bzw. Sterilraum-System angewandt, wobei die in einen derartigen Raum eingeführte Luft zunächst zur Reinigung mit Hilfe eines Hochleistungs-Luftfilters gefiltert und dann von der Decke nach dem Vertikal-Laminarströmungssystem oder von der Seitenwandung nach dem Horizontal-Laminarströmungssystem eingeblasen wurde.

Insbesondere auf dem Gebiet der Herstellung von sog. integrierten Schaltungen (IC und LSI) ist eine weitere Entwicklung hin zu noch kleineren Baugrößen und höherer Dichte und Präzision im Gange, wobei zur Verbesserung der Qualität und Leistung eine Genauigkeit in der Isolation bei Strecken von lediglich 0,3/U angestrebt ist. Andererseits richtet sich in Krankenhäusern die Aufmerksamkeit nunmehr auf Mikroben einer unter 0,3 U liegenden Größenordnung. Aus diesem Grund wird die Entfernung bzw. Ausscheidung derart feiner Partikel sehr stark gefordert. Spezieller gesagt, bei konventionellen Reinbzw. Sterilräumen, die mit Luftreinigungsanlagen mit sog. HEPA-Piltern (HEPA ■ High Efficiency Particulate Air) ausgestattet sind, welche einen Filter- bzw. Reinigungswirkungsgrad von mehr als 99*97 % bezogen auf feine Partikel

030046/0592

mit einem Durchmesser in der Größenordnung von 0,3// haben, werden die an die Reinheit gestellten Anforderungen nicht mehr erfüllt, weil hierbei meistens nur die Klasse 1 oder die Klasse 100 (das ist die Anzahl der Teilchen in einem Kubikfuß Luft auf der Basis von US Federal Standards 209 (b) ) hinsichtlich feiner Teilchen mit einem Durchmesser von mehr als 0,5/* erreicht wird. Aus diesem Grunde aber kommt die Forderung nach einem Rein- bzw. Sterilraum mit noch höherem Reinheitsgrad, also die Forderung nach dem sog. Super-Rein- bzw. Sterilraum der Klasse 1 oder 100 im Hinblick auf feine Partikel eines Durchmessers von weniger als 0,3 U beispielsweise bis herab zu 0,1 μ , auf.

Die Verwendung lediglich elektrostatischer Gasreiniger und elektrostatischer Filter konventioneller Art zur Erfüllung der oben beschriebenen Forderungen verursacht nicht nur einen hohen Aufwand hinsichtlich der Installation im Hinblick auf die benötigten Kraftquellen, sondem erweist sich auch hinsichtlich des fieinigungswirkungsgrad im Hinblick auf die ultrafeinen Teilchen oben beschriebener Art als unbefriedigend. Hinzu kommt noch, daß bei Verwendung eines konventionellen Hochleistungsfilters (HEPA-FiIter) im Hinblick auf die hier in Frage stehenden sehr kleinen Teilchen ein Filterblatt keinen genügenden Reinigungseffekt bringt. Um dies zu vermeiden wurde bereits versucht, den Reinigungswirkungsgrad dadurch zu verbessern, daß entweder mehr als zwei Filterblätter hintereinander angeordnet wurden, oder daß die Lichtheit und damit aber auch das Gewicht des einen Filterblatts gesteigert wurde, wobei jedoch im letztgenannten Fall obgleich der Reinigungswirkungsgrad verbessert werden konnte, der Druckverlust andererseits sehr hoch wurde, so daß nicht nur die Hilfseinrichtungen , wie Ge-

blase, Leitungen und dergleichen sehr sperrig wurden, sondern auch der Kraftbedarf anstieg, so daß eine Anwendung in großem Umfange für Verhältnisse oben geschilderter Art praktisch nicht in Frage kommt. Da die Wirkung des konventionellen Hochleistungsluftfilters auf einem mechanischen ^'iltereffekt beruht, ist es, wie weiter oben bereits angedeutet wurde, auch möglich, zur Abscheidung besonders feiner Partikel einfach die Spalten zwischen den einzelnen Fasern weiter zu reduzieren, es müßte demnach zur Abscheidung besonders feiner Partikel obengenannter Art ein Filter mit noch kleinerem Porendurchmesser produziert werden. Aber auch bei einer Anordnung dieser Art lassen sich die Nachteile weiter oben bereits angedeuteter Art nicht vermeiden, da es hierbei zu einem gewissen Zusetzen des Filters kommt, mit der Folge, daß der Druckverlust ansteigt, was zu einer verhältnismäßig kurzen Lebensdauer der gesamten Anordnung führt.

Hiervon ausgehend ist es daher eine erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung unter Vermeidung der Nachteile der bekannten Anordnungen ein verbessertes Filterelement zu schaffen, das einen hohen Reinigungswirkungsgrad aufweist und bei dem die Gefahr eines Zusetzens nicht besteht.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt erfindungsgemäß dadurch, daß das erfindungsgemäße Filterelement aus einer Kombination von elektretisiertem Filtermaterial und nicht-elektretisiertem Filtermaterial besteht. Dabei kann einfach ein konventionelles Hochleistungsfilter oder dergleichen mit einem Elektret-Filter in Serie angeordnet werden. Elektrete sind Stoffe bzw. Körper, die an zwei gegenüberliegenden Flächen permanent elek-

030046/0592

triscli .sind. Einige Stoffe haben nämlich die Eigenschaft, daß die Polarisation ihrer Moleküle in bestimmten Temperaturbereichen nach Abschalten eines eine Influenz bewirkenden elektrischen Feldes nicht auf Null zurückgeht. Stoffe bzw. Körper, die auf diese Weise an zwei gegenüberliegenden Flächen dauernd entgegengesetzt elektrisch sind, werden Elektrete genannt. Besonders stark ist diese Erscheinung bei Mischungen von Wachs und gewissen Harzen, wenn man die Gemiche bis zur Erstarrung einem starken elektrischen Feld aussetzt. Die erfindungsgemäßen Maßnahmen ergeben in vorteilhafter Weise ein Filter mit einem hohen, bei separatem Einsatz eines bekannten Filters bzw. eines Elektret-Filters nicht erreichbarem fieinigungswirkungsgrad. Wenn so z. B. ein Filterblatt eines konventionellen Hochleistungsfilters (HEPA-Filter) und ein Filterblatt eines Elektret-Filters aufeinander angeordnet sind, dann werden die Teilchen mit einer über 0,3>W liegenden Größe vom konventionellen Hochleistungsfilter abgeschieden, während die Teilchen mit einer unter 0,3U liegenden Größe vom Elektret-Filter abgeschieden werden, was folglich insgesamt ein Filter mit einem extrem hohen Reinigungswirlcungsgrad und einem geringen Druckverlust ergibt. Es ist an dieser Stelle auch darauf hinzuweisen, daß das Elektret-Filter, da es die Teilchen nicht mechanisch mittels eines feinen Siebs abscheidet, sondern durch Anziehung der schwebenden Teilchen, bei denen immer eine gewisse Ladung angenommen werden kann, an die Oberfläche der das Elektret-Filter bildenden Fasern oder dergleichen mit der aus der Oberflächenspannung resultierenden Coulomb-Kraft, die Gefahr eines Zusetzens praktisch nicht kennt und

030046/0592

^ 2341094

—Φ-

lediglich einen sehr geringen Anstieg des Druckverlust s aufweist, bei dennoch gewährleistetem extrem hohem Reinigungswirkungsgrad. Einige Stoffe haben nämlich bekanntlich die Eigenschaft, daß die Polarisation ihrer Moleküle in bestimmten Temperaturbereichen nach Abschalten eines eine Influenz bewirkenden elektrischen Feldes nicht auf Null zurückgeht. Stoffe bzw. Körper, die auf diese Weise an zwei gegenüberliegenden Flächen dauernd entgegengesetzt elektrisch sind, werden Elektrete genannt. Besonders stark ist diese Erscheinung bei Mischungen von Wachs und gewissen Harzen, wenn man die Gemische bis zur Erstarrung einem starken elektrischen Feld aussetzt.

Das im Rahmen der vorliegenden Erfindung zur Anwendung kommende Elektret kann einem gehäuseartigem Bauteil, einem Gewebe, porösen Strukturen, wie ungewebten Fasern, gerecktem bzw. gedehntem Material oder porösen Material mit ausreichend Hohlräumen oder dergleichen und auch einem Granulat oder dergleichen aufgeprägt sein. Vorteilhaft wird dem im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendeten Elektret die Form eines Blatts oder dergleichen gegeben. Bei einem blattförmigen Elektret gibt es Fälle, wo eine Oberfläche des Blatts eine positive Polarität und die andere Oberfläche des Blatts eine positive Polarität und die andere Oberfläche eine negative Polarität aufweist, oder wo jede Oberfläche beide Polaritäten, also positive und negative Polarität aufweist. Das ist etwa der Fall, wenn das Blatt bzw. die Oberflächen durch Fasern oder dergleichen gebildet werden, z. B. wenn nach der Elektretisierung der Fasern ein Gewbe oder dergleichen hergestellt wird. Dasselbe Phänomen wie oben anhand eines blattförmigen Elektrets beschrieben, läßt sich auch

030046/0592

/T-

bei anderen Formen des Elektrets, z. B. bei Granulatform, feststellen. Hittels der aus der Oberflächenspannung sich ergebenden Coulomb-Kraft werden die geladenen Teilchen unter den Schwebstoffen an die unterschiedliche Polaritäten aufweisende Oberfläche des Elektrets angezogen, während neutrale Teilchen durch elektrostatische Induktion angezogen werden. Es können auch mehrere Blatt hintereinander angeordnet sein oder ein Blatt entsprechend zickzack förmig gefaltet sein. Andererseits erweist sich hinsichtlich des konventionellen Filters eine Zickzack-Faltung als besonders zweckmäßig.

Weitere vorteilhafte Aus^ebHaltungen und zweckmäßige Weiterbildungen der übergeordneten Maßnahmen ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung anhand der Zeichnung in Verbindung mit den Unteransprächen.

In der Zeichnung zeigen:

Figuren 1(a) bis "Kg) Figuren 2(a) bis 2(c)

jeweils eine schematische Darstellung einer Seitenansicht im Schnitt verschiedener Beispiele und Versuche hinsichtlich der Form und der Anordnungsmöglicbkeiten des Elektrets bzw. des Nichtelektrets unter Berücksichtigung der Strömungsrichtung der Luft,

jeweils eine schematische Darstellung einer Seitenansicht im Schnitt von speziellen Versuchen zugrunde liegenden Filterbauweisen und

030046/0592

Figuren 3 bis 8 jeweils eine scheinatische Darstellung einer Seitenansicht im Schnitt verschiedener zum Einsatz "bei Räumen mit "besonders hohen Reinheitsanforderungen geeigneten Ausführungsbeispielen unter

Anwendung der den obigen Figuren zugrunde liegenden Filteranordnungen und -ausführungen.

Bei den in Figur 1 dargestellten Ausfiihrungsbeispielen mit einer Kombination von konventionellem Filter und Elektret-Filter ist das konventionelle Filter mit 1 bezeichnet, das Elektret-Filter mit 2. Ferner deuten die mit durchgehenden Linien schraffierten Bereiche das Elektret-Filter und die mit gestrichelten Linien schraffierten Bereiche das konventionelle Filter an. Das Elektret-Filter kann in Strömungsrichtung hinten oder vorne installiert sein. Zu bevorzugen ist es jedoch, wenn das Elektret-Filter in Strömungsrichtung vorne , das ist in Figur 1 rechts, angeordnet ist, so daß die optimalen Arbeitspunkte beider Filter ausgenutzt werden können, was insgesamt ein Filter mit ausgezeichneten Eigenschaften ergibt. Durch das konventionelle Filter werden hierbei eingangsseitig Partikel mit einem Durchmesser von mehr als 0,3 lA erfaßt, während noch feinere Partikel durch das Elektret-Filter erfaßt werden, wie Versuche gezeigt haben. Gleichzeitig hat sich gezeigt, daß der Druckverlust kleiner ist, wenn das Elektret-Filter in Strömungsrichtung vorn, d. h. ausgangsseitig, angeordnet ist. Wie die Zeichnung weiter erkennen läßt, kann der FiI-terwirkungsgrad durch eine Zick-Zack-Anordnung des Filterelements verbessert werden, während lediglich ein geringer Anstieg an Druckverlust in Kauf genommen werden muß, obgleich hierbei die Dicke zunimmt.

030046/0592

-η-

In Figur 1 zeigt die Abbildung (a) einen Filteraufbau, bei dem zwischen Elektret-Filterblättern ein konventionelles, zickzackartig gefaltetes Filter gehalten ist. Die Abbildung (b) zeigt einen Filteraufbau, bei dem das Elektret-Filterblatt in Strömungsrichtung hinter dem konventionellen, zickzackartig gefalteten Filter angeordnet ist. Die Abbildung (c) verdeutlicht eine Anordnung, bei welcher das Elektret-Filterblatt in Strömungsrichtung hinter dem konventionellen, hier in

Form eines Filterblatts . angeordnet ist. Die Abbildung (d) repräsentiert eine Filterkonstruktion, bei welcher ein zickzackartig ausgebildetes Elektret-Filter in Strömungsrichtung hinter einem ebenfalls zickzack-artig ausgebildeten, konventionellen Filter angeordnet ist. Die Abbildung (e) ^eigt eine Anordnung, bei welcher lediglich das Elektret-Filter, welches ausgangsseitig angeordnet ist, Zickzack-Form aufweist. Die Abbildung (f) zeigt eine Ausführungsform, bei welcher das Elektret-Filterelement zwischen zwei konventionellen Zickzack-Filtern angeordnet ist. Die Abbildung (g) zeigt eine ähnliche Filterkonstruktion wie (f). Lediglich das ausgangsseitige, konventionelle Filter weist hierbei die Form eines ebenen Blatts auf. Es ist zu bemerken, daß bei den Ausführungsformen gemäß

(f) und (g) das ausgangsseitige konventionelle Filter derart modifiziert werden kann, daß es lediglich als Stütze für das zwischengeordnete Elektret-Filter dient. Das erfindungsgemäße Filterelement könnte auch so ausgebildet sein, daß einfach innerhalb des konventionellen

JO Filters ein elektretisiertes Gefüge bzw. Gewebe oder dergleichen vorgesehen ist. Das heißt, das erfindungsgemäße Filterelement kann etwa als aus elektretisierten Fasern und konventionellem Filtergewebe bzw. -gefüge bestehendes Mischfilter ausgebildet sein. Ferner ist auch eine

030046/0592

-AO-

Ausführungsform denkbar, bei welcher Elektret in Form > von Pulver oder Granulat in einem konventionellen Blatt-Filter eingeschlossen ist.

Weitere, mit der vorliegenden Erfindung gegenüber den gegenwärtigen Filterausführungen erzielbare Vorteile werden nachstehend unter Bezugnahme auf experimentell ermittelte Daten beschrieben. Die Erfindung soll sich jsdoch nicht auf die beschriebenen Beispiele beschränken.

Beispiel 1:

In Strömungsrichtung hinter einem Blatt eines Hochleistungsfilters (HEPA) oben beschriebener Art wurde ein Blatt eines Elektret-Filers mit nachfolgenden Eigenschaften angeordnet, wie in Figur 2 bei (a) dargestellt ist.

H5PA-Filter (HEPA« High Efficiency Particulate Air):

Material Glasfiber

Dicke 0,4 mm

Gewicht 80 g/m

Druckverlust 56 mm WS bei 10 mVsec

Elektret-Filter:

Material Polypropylen-Fasern

Dicke 5 mm

Gewicht 4-00 g/m²

Druckverlust 7 mm WS bei 10 nr/sec

Beispiel 2:

Zwischen zwei Elektret-Filterblättern nachstehend näher bezeichneter Art wurde ein hier gehaltenes HEPA-Filterblatt ebenfalls nachstehend näher bezeichneter Art angeordnet, wie in Figur 2 bei (b) angedeutet ist.

030046/0592

-ff- 2941Q94

HEPA-Filter;
wie Beispiel Ί

Elektret-Filter:

Material Polypropylen-Fasern

Dicke 4 mm

Gewicht 300 g/m

Druckverlust 5 m^m Wo bei 10 nr/sec

Beispiel 5«

Zwei Elektret-Filterblätter weiter unten näher bezeichneter Art wurden in Strömungsrichtung hinter einem NB 95 Filterblatt, dessen Eigenschaften ebenfalls nachstehend näher bezeichnet sind, angeordnet, wie in Figur 2 bei (c) angedeutet ist.

NB 95-Filter (NB - National Bureau of Standards):

Material Glasfiber

Dicke 0,4 mm

Gewicht 90 g/m

Druckverlust 11 mm WS bei 10 nr/sec

Elektret-Filter:

wie Beispiel 1

Das Resultat eines Leistungsvergleichs ist in der nachstehenden Tafel aufgelistet.

030046/0592

29Λ1094

Tafel

	0,111 Parti kel	Beispiele	Konventionelle Filter	IEPA 2BMt	NB96 1Bl.	Elektret- Filter	Gewicht» 300 g/m²
	0,29 Parti kel	12 3	HEPA IBlatt	112	16	Gewicht 4-OOg/m^	5
Druckverlust mm WS bei 10 mVsec	63 66 26	56	0,09	45,2	7	0,93
Durch lässig	0 0 0	0,2	0,00	13,4	0,01	0,06
keit %	0 0 0	opi	0,00

Zur Ermittlung der oben beschriebenen Durchlässigkeit wurde die Anzahl der Partikel in 100 cnr (cc) Luft bei einem Luftdurchsatz von 10 nr pro Sekunde jeweils an der Ausgangsseite und an der Eingangsseite des Filterelements gemessen, wobei das Verhältnis in Prozent dargestellt ist. Als Meßinstrument wurde ein PMS-Laser-Aerosol-Spektrometer verwendet.

Wie die oben angegebenen Versuchsergebnisse klar erkennen lassen, ergibt die vorliegende Erfindung in vorteilhafter Weise ein neues Filterelement mit bei weitem besserem Filtereffekt als bei den konventionellen Filtern oder bei Filtern, bei denen lediglich ein Elektret-Filter verwendet wird. Obwohl bei den vorangegangenen Beispielen das Gewicht des Elektret-Filters nur bei 300 g/m angesetzt wurde, könnten mit dem Filter auch noch bei einem geringeren Gewicht, z. B. bei 200 g/m^, Partikel mit einem Durchmesser von etwa 0,111ytt einwandfrei entfernt werden. Das Gewicht eines Filters hängt von der Dichtheit bzw. Maschen- oder Porengröße ab, wovon bei einem konventionellen Filter wiederum der Filterwirkungsgrad abhängt.

Q300A6/0592

In diesem Zusammenhang ist darauf hinzuweisen, daß von den zur Messung der Anzahl der feinen Partikel zur Verfügung stehenden Meßinstrumenten das PMS-Laser-Aerosol-Spektrometer mit einem Meßbereich bis zu Partikeln von O,11yM die höchste Leistung aufweist. Nachdem Partikel mit einem Durchmesser von 0,111 JA nach dem Durchgang durch das erfindungsgemäße Filter praktisch vollständig eliminiert sind, wie sich aus den obigen Daten klar ergibt, ist in Anbetracht der Tatsache, daß kleinere Partikel nicht festgestellt werden konnten, viel eher zu vermuten, daß auch diese kleineren Partikel jedenfalls zu einem ganz beträchtlichen Teil entfernt wurden , als daß diese kleineren Partikel meßtechnisch einfach nicht erfaßt wurden.

Nachstehend wird eine Filterkonstruktion näher beschrieben, die insbesondere für Räume mit besonders hohen Reinheit sanf orderungen geeignet ist.

Die in Figur 3 bei (a) gezeigte Anordnung entspricht einer praktischen Ausführung des Vorschlags gemäß Figur 1 (d). Bei dieser Konstruktion sind das das konventionelle Hochleistungsfilter bildende Filterblatt und das das Elektret-Filter bildende Filterblatt zickzack-förmig ausgebildet und jeweils mit ihren Rändern mit Hilfe geeigneter Befestigungsmittel an einem Rahmen 3 gehaltert, wobei das konventionelle Filter 1 eingangsseitig und das Elektret-Filter 2 ausgangsseitig angeordnet ist. Die Ausführungsform gemäß Figur 3 (^) entspricht im wesentlichen der Ausführungsform gemäß Figur 3 (a). Auch bei dieser Ausführungsform ist das konvenionelle Hochleistungsfilter 1 eingangsseitig und das Elektret-Filter 2 ausgangssei'. :.g angeordnet und durch geeignete Befestigungsmittel am Rahmen 3 befestigt. Beide Filterblätter sind hierbei zickzack-förmig ausgebildet, wobei in den einzelnen FaI-

030046/0592

ten der Filterblätter jeweils ein Abstandshalter 4 aus Aluminium oder dergleichen angeordnet ist. Wenn ein Filter mit einem derartigen Aufbau im Luftkanal eines rein zu haltenden Raums angeordnet ist, wird bei einer Luftbeaufschlagung die verschmutzte Luft in Luft mit höchstem Reinheitsgrad umgewandelt, so daß die dem rein zu haltenden Raum zuzuführende Luft praktisch völlig frei von Schmutzteilchen und Mikroben ist und so der hohe Reinheitsgrad in diesem Raum aufrechterhalten wird.

Figur 4- zeigt eine leichte Modifikation der Anordnung nach Figur 3 (b). Bei dieser Ausführungsform sind das konventionelle, zickzack-förmig ausgebildete Filter 1 und das Elektret-Filter 2, das ebenfalls zickzack-förmig ausgebildet sein soll, unter einem rechten Winkel zueinander liegend angeordnet, (a) zeigt dabei die Konstruktion, wie sie sich von innen seitlich darstellt, (b) verdeutlicht die Ansicht von oben.

In Figur 5 zeigt (a) eine Ausführung, bei welcher eingangsseitig das konventionelle Hochleistungsfilter 1 angeordnet ist, wobei dieses Filterblatt zickzackförmig ausgebildet und mit in den einzelnen Falten jeweils angeordneten Abstandshaltern 4 versehen und mit seinen Rändern 5 durch geeignete Befestigungsmittel am Rahmen 3 befestigt ist, ähnlich der Ausführungsform gemäß Figur 3 (b)> wogegen das ausgangsseitig angeordnete Elektret-Filter 2 etwa der Ausführung gemäß Figur 3 (a) entspricht, das heißt ohne Abstandshalter 4-zickzack-förmig ausgebildet und mit seinen Rändern am Rahmen 3 befestigt ist. In Figur 5 ("b) ist andererseits eine Ausführung dargestellt, bei welcher das Blatt des eingangsseitig angeordneten, konventionellen Hochleistungsfilters 1 ähnlich der Ausführung gemäß Figur 3 (a)

030046/0592

Zickzack-förmig ausgebildet und mit seinen Rändern durch geeignete Befestigungsmittel am Rahmen 3 befestigt ist, während die Ausführung des ausgangsseitig angeordneten Blatts des Elektret-Filters 2 etwa der Ausführung gemäß Figur 3 (t>) entspricht, also zickzack-förmig zwischen den nebeneinander angeordneten Abstandsbildnern bzw. Abstandshaltern 4- hindurch geführt und mit seinen Rändern durch geeignete Befestigungsmittel am Rahmen 3 befestigt ist.

Bei der in Figur 6 dargestellten, weiteren Ausführungsform entspricht die Anordnung des eingangsseü^g vorgesehenen Blatts des konventionellen Hochleistungsfilters 1 der Ausführung gemäß Figur 3 (h)» d. h. es ist Zickzack- förinig zwischen entsprechenden, einzeln nebeneinander angeordneten Abstandsbildnern bzw. Abstandshaltern 4- aus Aluminium oder dergleichen hindurchgeführt und durch geeignete Befestigungsmittel am Rahmen 3 festgelegt, während das ausgangsseitig angeordnete Elektret-FiIter 2 aus in den Rahmen 3 unter Einhaltung eines geeigneten Füllungsgrads eingefüllten Elektret-Fasern oder dergleichen etwa in Form von Baumwolle besteht. Mit 5 sind hierbei in geeigneter Anzahl vorgesehene Stützelement e ^um Stützen der genannten Fasern oder dergleichen bezeichnet. Diese Stützelemente 5 sind etwa kammartig ausgeführt und können aus Holz, Plastik oder Metall, etwa Drahtgeflecht oder gelochten bzw. porösen Platten etc. bestehen.

Bei der weiteren, in Figur 7 dargestellten Ausführungsform ist das konventionelle Hochleistungsfilter 1, das Zickzack-förmig gefaltet ist, unter nochmaliger Zickzack-Faltung in den Rahmen 3 eingepaßt und mit seinen peripheren Rändern am Rahmen 3 befestigt, wobei die einzelnen

030046/0592

Filterblätter el:ϊ e-r-es Filters ungefähr unten einem rechten Winkel zur Strömungsrichtung der das Filter durchsetzenden Luft angeordnet sind. Das Elektret-Filter 2, das hier ebenfalls aus baumwollartigem Elektret-Fasermaterial oder dergleichen bestehen kann, ist unter geeignetem Füllungsgrad, bzw. mit geeigneter Dichte in die ausgangsseitig liegenden, keilförmigen Kammern des konventionellen Filters 1 eingefüllt. Bei 5 sind wiederum Stützelemente zum Stützen des vorher genannten Fasernaterials oder dergleichen angedeutet, die kammartig ausgebildet sein können und etwa aus Holz, Plastik oder metallischem ilaterial, wie Drahtgeflecht, Lochplatten, porösen Platten oder dergleichen bestehen können.

Bei der in Figur 8 dargestellten, weiteren Ausführungsform ist das zickzack-förmig gefaltete, konventionelle Filter 1 ebenfalls unter nochmaliger, zickzack-förmiger Faltung im Rahmen 3 untergebracht und mit seinen peripheren Rändern hieran befestigt, wobei die einzelnen FiI-terblätter dieses Filters ungefähr unten einem rechten Winkel zur Strömungsrichtung der das Filter durchsetzenden Luft angeordnet sind. Das Elektret-Filter 2, das hier ebenfalls aus baumwollartigem Elektret-Fasermaterial oder dergleichen bestehen kann, ist in die ausgangsseitig sich ergebenden Kammern des konventionellen Filters 1 mit geeigneter Dichte eingefüllt. Auch hierbei sind mit 5 Stützelemente zum Stützen des Elektret-Fasermaterials bezeichnet, welche kammartig ausgebildet sein können und aus Holz, Plastik oder metallischem Material, etwa Drahtgeflecht oder porösen Platten oder dergleichen bestehen können. Bei dem hier dargestellten Filter sind die Stütz-

030046/0592 ORIGINAL

elemente 5 rückwärtig; ebenfalls mit im Querschnitt keilartigen Kammer versehen, so daß hier in vorteilhafter Weise weniger Elektret-Ilaterial benötigt wird, als bei der Ausführung gemäß Figur 7 und das gesamte Filterelement somit höchst kostengünstig und daher wirtschaftlich produziert werden kann, ohne daß ein Leistungsabfall zu befürchten wäre.

030046/0592

Leerseite

Claims

Ansprüche

( 1) Luftfilterelement, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einer Kombination von elektretisiertem Filtermaterial und nicht-elektretisiertem Filtermaterial (1) besteht.

2) Luftfilterelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das elektretiserte Filtermaterial (2) durch ein Gewebe und/oder poröses Material aus ungewebten Fasern, gerecktem oder gestrecktem Material und dergleichen und/oder normalem Filtermaterial geeigneter Form mit Einschlüssen von elektretisiertem Granulat und/oder anderem elektretisiertem Material besteht und daß das nicht-elektretisierte Filtermaterial (1) aus normalem Hochleistungsfiltermaterial (HEPA-i'iltermaterial) oder anderem Filtermaterial mittlerer Effektivität (NB 95-Filtermaterial) besteht,

Ü300U/0592

ORIGINAL INSPECTED

3) Luftfilterelement nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch p-;ekennzeichnet, daß das Elektret-Filter (2) und/oder das konventionelle Euter (1) ein- oder mehrschichtig ausgebildet ist.

4) Luftfilterelement nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 "bis 3> dadurch gekennzeichnet, daß bezüglich der Strötnungsrichtung der Luft das elektretisierte Filtermaterial (2) eingangsseitig und das nicht-elektretisierte Filtermaterial (1) ausgangsseitig angeordnet ist.

5) Luftfilterelement nach wenigstens einem der vorhergehenden Arispiüche 1 bit 3» dadurch gekennzeichnet, daß bezüglich der Strömungsrichtung der Luft das nicht-elektretisierte Filtermaterial (1) eingangsseitig und das elektretiserte Filtermaterial (2) ausgangsseitig angeordnet ist.

6) Luftfilterelement nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bezüglich der Strömungsrichtung der Luft eingangsseitig und ausgangsseitig jeweils dasselbe Material, angeordnet ist, und daß das jeweils andere Material, vorzugsweise das elektretisferte Filtermaterial (2), dazwischen sich befindet.

7) Luftfilterelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das nicht-elektretisierte Filtermaterial (1) zickzack-förmig ausgebildet und an den eingangsseitigen Querschnitt eines Rahmens (3) abgepaßt ist und daß das elektretisierte Filtermaterial (2) ebenfalls zickzack-förmig ausgebildet und an den ausgangsseitigen Querschnitt des Rahmens (3) angepaßt ist, wobei sowohl das nicht-elektreti-

Ü30CU6/0592

vierte i'ilte^material (1) als auch das elektretisierte Filtermaterial (2) blattförmig ausgebildet sind.

o) Luftfilterelement nach wenigstens einem der vorherig gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das .Blatt üzw. die Blatt«- des elektretisierten Filtermaterials (2) gegenüber dem Blatt bzw. den Blättern des nicht-elektretisierten Filtermaterials (1) bezüglich der Strömungsrichtung der Luft um 90° gegeneinander verdreht sind.

9) Luftfilterelement nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet« daß das nicht-elektretisierte Filtermaterial (1) und/oder aas elektretisierte Filtermaterial (2) eine Doppel-1> Zickzack-Faltung aufweisen.

10) Luftfilterelement nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das elektretisierte Filtermaterial (2) in die durch die Faltung des nicht-elektretisierten Filtermaterials

(1) gebildeten, auf der dem elektretisierten Filtermaterial (2) zugeordneten Filterseite liegenden, keilförmigen Kammern mit geeigneter Dichte eingefüllt ist (Figur 7).

11) Luftfilterelement nach Anspruch 10, dadurch ^ekennzeichnet, daß das in die vom nicht-elektretisierten Filtermaterial (1) gebildeten, keilförmigen Kammern mit geeigneter Dichte eingefüllte elektretisierte Filtermaterial (2) mit etwa gleicher Dicke an den Kammerwandungen anliegt (Figur 8).

U30CU6/0 5 92

2941Q94

12) Luftfilterelement nach wenigstens eine'm der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung der Zickzack-Faltung zumindest in Bereich eines Filtermaterials (1) bzw. (2) nebeneinander angeordnete Abstandshalter (4) Verwendung finden.

13) Luftfilterelement nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des zickzack-förmig geformten nicht- elektretisierten Filtermaterials nebeneinander angeordnete Abstandshalter (A-) vorgesehen sind.

14-) Luftfilterelement nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß im Bereich des zickzack-förmig gefalteten elektretisierten Filtermaterials (2) nebeneinander angeordnete Abstandshalter vorgesehen sind.

Luftfilterelement nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Zickzack-Faltung des elektretisierten Filtermaterials (2) und/oder des nicht-elektretisierten Filtermaterials (1) abstandshalterlos ist.

16) Luftfilterelement nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche 12 bis 15» dadurch gekennzeichnet, daß die Falten des zickzack-förmig gefalteten elektretisierten Filtermaterials (2) und die Falten des zickzack-förmig gefalteten nicht-elektretisierten Filtermaterials (1) verzahnungsartig ineinander eingreifen.

030046/0592