DK168877B1 - Filterapparat med befugtede filterindretning - Google Patents

Description

i DK 168877 B1

Opfindelsen angår et filterapparat, omfattende et flertal filterindretninger til frafiltrering af partikler af skadestoffer, støv og andre fremmedstoffer fra et luftformigt, strømmende medium, indeholdende et substrat og en 5 substratet befugtende filtervæske.

I lukkede lokaler opstår hyppigt gener for de personer, der opholder sig i sådanne lokaler, fordi der af indkommende luft tilføres lokalerne partikler af skadestoffer, støv og andre fremmedlegemer. Dette gælder eksempelvis 10 for lokaler i varehuse, hoteller, offentlige kontorer, og andre lokaler. Lufttilgangen til disse lokaler foregår eksempelvis via luftskakter, som til frafiltrering af skadestof-, støv- og andre fremmedlegemepartikler kan være udstyret med en filterindretning i form af måtter eller sigter.

15 Tilsvarende filterindretninger findes også til motorkøretøjer for at holde køretøjets kabine mere eller mindre fri for skadestofpartikler, eller støvpartikler.

Ved kendte filterindretninger er strømningsmodstanden igennem filterindretningen proportionalt omvendt afhængig 20 af substratets porøsitet. Dette betyder, at en stor, gennemsnitlig maske- eller porediameter af substratet resulterer i en lille strømningsmodstand og omvendt. Hvis der med sådanne filterindretninger skal frafiltreres meget små partikler, er det nødvendigt, at den gennemsnitlige maske- eller 25 porestørrelse er tilsvarende lille. Herved opstår imidlertid en forholdsvis stor strømningsmodstand igennem filterindretningen. En yderligere mangel ved sådanne filterindretninger består i, at de som følge af en aflejring af frafiltrerede partikler allerede kan blive tilstoppet efter kort tid, 30 hvorved de bliver ubrugelige.

Fra US-A-1.913.885 er det kendt på overfladen af et filtermedium at danne en film bestående af en væske, som samtidig kan tjene til filterets rensning, idet der anvendes en ret tyndtflydende olie, eventuelt også vand.

35 I US-A-3.521.429 omtales anvendelsen af en syntetisk, olielignende væske til dannelse af et overfladelag på et DK 168877 B1 2 filter, idet der især nævnes forskellige siliconevæsker, dvs. siliconeolier. Det nævnes i patentskriftet, at sædvanlige carbonhydridolier er uegnede til de formål, der skal opnås ved den i dette patentskrift omhandlede opfindelse.

5 Anvendelsen af vand eller af en tyndtflydende olie eller en siliconeolie som væske til befugtning af en filteroverflade, således som det foreslås ved den kendte teknik, er behæftet med flere ulemper. En af ulemperne er, at forholdsvis tynde filtervæsker ret nemt kan medbringes af den 10 gennemstrømmende luft, således at der allerede efter en ret kort arbejdstid ikke længere er væske tilbage på filteret.

En anden ulempe er, at sådanne væsker allerede efter ret kort anvendelsestid undergår forandringer, hvad angår deres sammensætning eller effektivitet. Hertil kommer, at de hidtil 15 anvendte væsker reagerer ret godt med de stoffer, som skal filtreres, og navnlig at skadestoffer, som er bundet ved hjælp af væsken, frigives ret nemt. Ved anvendelsen af de kendte væsker kan der ikke forventes en binding af skadelige luftarter, eksempelvis benzin-carbonhydrider, svovldioxid, 20 hydrogensulfid, og lignende stoffer. Endelig har de kendte væsker til dels også den ulempe, at de medfører et gunstigt klima for indtrængning eller formering af bakterier, som jo altid vil forefindes i en luftstrøm, hvilket medfører den fare, at en gang i filteret indslusede bakterier resulterer 25 i en væsentlig forurening af hele det filterbehandlede rum.

US-A-1.807.032 omhandler et apparat til fjernelse af pollen fra luften. Som filtermedium anvendes et fibermateriale, hvis overflade skal gøres klæbrig. Dette opnås ved, at filtermediet påføres glycerol, eventuelt passende fortyn-30 det, i et meget tyndt lag, hvorhos fibermaterialets porer ikke skal blive tilstoppet af påsprøjtet glycerol. Ved på-sprøjtningen af glycerol opnås, at pollene ikke alene bliver hængende i fibermaterialet, men at de desuden hænger fast ved fibermaterialets overflade. Væsentligt for det kendte 35 apparat er, at befugtningsmidlet påsprøjtes igen og igen, dels for at sikre den ønskede klæbrighed, men dels også for 3 DK 168877 B1 at forhindre, at filtermediets porer tilstoppes. Som filterapparat er det kendte apparat kun meget begrænset anvendeligt, især fordi det kræver en indbygning af en særskilt forstøverindretning for væsken til befugtning af filter-5 mediet.

Formålet med opfindelsen er at tilvejebringe et filterapparat, ved hjælp af hvilket skadestof-, støv- eller andre fremmedstofpartikler af et filterindretningen eller filterapparatet gennemstrømmende luftformigt, strømmende 10 medium fastholdes derved frafiltreres ad fysisk vej, dvs. ved hjælp af adhæsionskræfter, hvorhos strømningsmodstanden igennem filterapparatet er forholdsvis lille, og den fysiske filtervirkning opretholdes også efter en forholdsvis langvarig arbejdsindsats.

15 Dette formål opnås ifølge opfindelsen ved, at der i et hus, der har en indløbsåbning og en udløbsåbning er anbragt et flertal filterindretninger bagved hinanden på tværs af strømningsretningen af det strømmende medium, der skal filtreres, og med indbyrdes afstand, og at filterindret-20 ningernes substrater har huller, idet hullerne af ved siden af hinanden beliggende filterindretninger er placeret indbyrdes forsat.

Som følge af denne udformning af filterapparatet med substraterne placeret bagved hinanden på tværs af strømnings-25 retningen, og med hullerne af ved siden af hinanden beliggende, som filterindretninger tjenende substrater placeret indbyrdes forsat opnås, at det gennem filterapparatet strømmende medium omstyres mæanderformet imellem de enkelte filterindretninger. Det luftformige strømningsmedium kan da 30 problemløst og så at sige uden strømningsmodstand strømme igennem de indbyrdes forsat anbragte huller. Skadestoffer, støv eller andre partikler, som sammen med det luftformige strømningsmedium føres ind i filterapparatet, forbliver som følge af deres masseenergi hængende på de efter hinanden 35 følgende filterindretningers substrater eller den det pågældende substrat befugtende filtervæske. Dette resulterer i DK 168877 B1 4 et filteraggregat med gode filtreringsegenskaber, uden at strømningsmodstanden påvirkes senere af filtreringsegenskaberne. Strømningsmodstanden er ret lille, og den fysiske filtreringsvirkning bevares også efter at filterapparatet 5 har været i brug igennem en længere arbejdsperiode. Filtervæsken befugter substratet ved dettes overflade, hvorved det gøres muligt, at det luftformige, strømmende medium strømmer forbi overfladen af det med filtervæske befugtede substrat med ringe strømningsmodstand, og at samtidig de af 10 det luftformige, strømmende medium medbragte skadestof-, støv- eller andre fremmedstofpartikler som følge af de mellem partiklerne og filtervæsken virksomme adhæsionskræfter bliver hængende på filtervæsken. Faren for tilstopning af substratet ifølge aflejringer af skadestof-, støv- eller andre frem-15 medstofpartikler er yderst ringe. Filterapparatet ifølge opfindelsen egner sig derfor ikke alene til lokaler i hoteller, varehuse og lignende bygninger, men især også til anvendelse i land-, luft- og søgående fartøjer.

Ifølge opfindelsen kan filterlaget som hovedbestanddel 20 indeholde glycerol eller glykol, eller begge dele, og desuden indeholde Si02 eller A1203 eller begge dele. Ved glycerol drejer det sig om en trivalent alkohol, som under normale betingelser foreligger som en farveløs, sirupagtig væske med et kogepunkt på 290°C. Glycerinens smeltepunkt ligger 25 ved 18°C. Under normale betingelser oxiderer glycerolen kun meget langsomt, hvorhos såvel den primære som den sekundære hydroxylgruppe påvirkes under dannelse af glycerinaldehyd. Under normale betingelser er glycerol kun lidet reaktionsvillig og absolut ugiftig. Da kogepunktet ligger forholds-30 vis højt, fordamper glycerolen ikke ved normale temperaturer og er derfor over et meget langt tidsrum til disposition i flydende form. I stedet for glycerol, eller sammenblandet med glycerol kan der også anvendes glykol, som med henblik på anvendelse i forbindelse med den foreliggende opfindelse 35 har tilsvarende egenskaber. Til glycerol og/eller glykol kan der også tilsættes tensider eller fedtopløsende midler.

DK 168877 B1 5

Endvidere kan der til filtervæsken tilsættes passende midler eksempelvis til forøgelse af temperaturbestandigheden. Desuden er det muligt at tilsætte filtervæsken duftstoffer. Væsentligt er endvidere, at filtervæsken også indeholder Si02 5 og/eller AI2O3. Blandingsforholdet for disse oxider andrager i tør tilstand fortrinsvis 84% Si02 og 16% A1203. Naturligvis er også andre blandingsforhold muligt. Forholdet mellem glykol og/eller glycerol til Si02 og/eller A1203 kan ligge mellem 100 : 1 og 1 : 1. Ved en passende udvælgelse af dette 10 forhold kan filtervæskens viskositet indstilles.

Filtervæsken kan også indeholde katalytisk virksomme metaloxider.

En stor del af svovldioxidet, nitrogendioxidet og andre, i forbrændingsmotorers spildegas tilstedeværende 15 gasser er bundet til gassernes sod. Denne bundne del af gassen frafiltreres ved hjælp af den ved filterapparatet ifølge opfindelsen opnåede partikelfrafiltrering. Uafhængig af denne frafiltrering kan der ved filterapparatet ifølge opfindelsen fra gassen frafiltreres carbonmonoxid og andre 20 gasser.

Filterapparatet ifølge opfindelsen er således meget velegnet som spildegasfilter i motorkøretøjer. En yderligere fordel ved filterapparatet ifølge opfindelsen består i en forbedring af støjdæmpningen, når et sådant filterapparat 25 anbringes bagved den endelige støjdæmper af et motorkøretøj.

Substratet for filterlaget til et filterapparat ifølge opfindelsen kan være et pladeformet, for luftart gennemtræn-geligt skumstoflegeme, der er imprægneret eller gennemvædet med en filterlaget dannende væske. Skumstoflegemet har da 30 en sådan gennemsnitlig porestørrelse, at strømningsmodstanden for det passerende luftformige, strømmende medium er forholdsvis ringe. På den anden side opnås ved skumstoflegemets imprægnering eller gennemfugtning med den filterlaget dannende væske på den måde, at skumstof legemet er dækket med 35 et væskelag over hele sin, dvs. sin indre og sin ydre overflade, en meget god fysisk frafiltrering af de i det luft- DK 168877 B1 6 formige, strømmende medium igennem skumstofsubstratet transporterede skadestof-, støv- eller andre fremmedstofpar-tikler, så at andelen af sådanne partikler ved filterindretningens udløbssted er væsentlig mindre end på substratets 5 forside, dvs. indløbssiden for det gasformige, strømmende medium.

Da et for et luftformigt medium gennemtrængeligt substrat i form af et skumstof legeme ikke er særlig formstabil er det ifølge opfindelsen hensigtsmæssigt, at der til 10 substratet hører et afstivningselement, som er gennemtrængeligt for det luftformige, strømmende medium gennemtrængeligt.

Et sådant afstivningselement kan eksempelvis bestå af et grovmasket trådnet, der er anbragt på mindst den ene af substratets hovedoverflader. Naturligvis er det også muligt 15 at anbringe et afstivningselement på begge substratets sider, eller imellem to substrater.

Anvendes der ved filterindretningen ifølge opfindelsen et skumstof legeme som substrat, har det vist sig at være fordelagtigt, at skumstoflegemet har passagehuller, dér 20 strækker sig fra den ene til den modsat beliggende yderside af skumstoflegemet, og at i givet fald afstivningselementet er udstyret med huller, der svarer til skumstoflegemets passagehuller og flugter med disse. Ved at udforme skumstoflegemet med passagehuller reduceres strømningsmod-25 standen igennem skumstofsubstratet væsentligt, fordi hoveddelen af det luftformige strømmende medium vil passere igennem disse huller. Selve skumstoflegemet tjener ved en sådan filterapparat primært til opmagasinering af filtervæske.

Den fysiske filtervirkning opnås ved et sådant filterapparat 30 ved, at ganske vist kan det luftformige, strømmende medium passere passagehullerne, men at de af mediet medbragte partikler på grund af deres relativ store masse, og dermed på grund af deres relativ store inerti fastholdes til filtervæsken og dermed til substratet, fordi de i modsætning til 35 det luftformige medium ikke kan følge en forholdsvis ringe krumningsradius udvisende strømningsbaner gennem passagehul- DK 168877 B1 7 lerne. Til opnåelse af en god filtervirkning er det altså fordelagtigt, hvis det luftformige, partikler medbringende strømmende medium strømmer så turbulent som muligt foran filterapparatet. Ved afstivningselementet af den ovenfor 5 beskrevne art kan det eksempelvis dreje sig om et kartonemne, et formstoflag eller en tynd metalplade, der har passagehuller svarende i størrelse og fordeling til skumstof substratets passagehuller. Afstivningselementet er bestemt til også at holde et forholdsvis tyndt skumstofsubstrat i den ønskede 10 form. Skumstofsubstratet kan eksempelvis være udformet som plade eller som skive, og have en tykkelse i størrelsesordenen 5 mm.

Det for luftart gennemtrængelige, pladeformede substrat kan ifølge opfindelsen også være et gitternet eller 15 en skumkeramisk del. Vigtigt er alene det, at substratet skal kunne befugtes med filtervæske på alle sider. Et legeme af skumkeramik har den fordel, at det også ved en ringe vægtykkelse har en god formstabilitet. Et skumkeramiksubstrat med en tykkelse i størrelsesordenen 5 mm og en gennemsnitlig 20 porediameter imellem 1 mm og 4 mm har ved en meget ringe vægt af substratet en lille strømningsmodstand og en stor specifik overflade, dvs. en stor med filtervæske befugtet overflade, og dermed også meget gode filteregenskaber til frafiltrering af skadestofpartikler, støvpartikler, og andre 25 fremmedstofpartikler.

Ved et filterapparat, der har et afstivningselement med passagehuller som ovenfor beskrevet, har det vist sig at være hensigtsmæssigt at udforme afstivningselementets huller med en bertlet rand for at gennemhvirvle det luftfor-30 mige, strømmende medium foran filterindretningen og således at fremkalde en turbulent strømning, ved hjælp af hvilken partiklernes fysiske frafiltrering forbedres.

Ved filterapparatet kan, der i huset på tværs af strømningsretningen af det strømmende medium, der skal filt-35 reres, og i afstand fra de filtervæsken udvisende substrater være anbragt mindst ét aktivt-kul-filter. Dette aktivt-kul- DK 168877 B1 8 filter kan eksempelvis have et substrat af et luftartper-meabelt skumstoflegeme, hvis overflade er beklædt eller imprægneret med et granulat af aktiv-kulpulver eller med en fiberformet aktivkul. Ved hjælp af et sådant aktivt-kul-5 filter kan luftartformige skadestoffer adsorberes kemisk.

Et aktivt-kul—filter kan på kendt måde også bruges som lugtfilter.

For at kunne befugte de bagved hinanden og med indbyrdes afstand placerede substrater med frisk filtervæske 10 under apparatets arbejde, kan der ifølge opfindelsen i huset neden under substraterne være anbragt et samlerum for filtervæsken, og oven over substraterne være anbragt en overrislingsindretning for substraterne, hvorhos overrislingsindretningen kan være forbundet med samlerummet ved hjælp af 15 en rørledning, som til cirkulation af filtervæsken fra samlerummet til overrislingsindretningen kan have en pumpe. Da den filtervæske, som samles i samlerummet neden under substraterne indeholder de fra det strømmende medium frafiltrerede skadestof-, støv- og andre fremmedstofpartikler er 20 det fordelagtigt i rørledningen mellem samlerummet og overrislingsindretningen at anbringe en regenererings indretning, ved hjælp af hvilken partiklerne fjernes fra filtervæsken.

Ifølge opfindelsen kan der i filtervæskens strømningsvej mellem samlerummet og overrislingsindretningen være 25 anbragt en varmeveksler. Ved denne varmeveksler kan det eksempelvis dreje sig om et opvarmningsaggregat, for hurtigt at opvarme filtervæsken så meget fra en kold driftstilstand, at den får en tilpas viskositet for at befugte filterap-paratets substrater tilstrækkeligt. Ved den i filtervæskens 30 strømningsvej mellem samlerummet og overrislingsindretningen anbragte varmeveksler kan det imidlertid også dreje sig om et køleaggregat, ved hvilket filtervæsken afkøles så meget, at den ikke begynder at koge utilsigtet. En varmeveksler i form af et køleaggregat er især fordelagtig, hvis det i 35 overensstemmelse med opfindelsen udformede filterapparat anvendes i et køretøjs spildegassystem, fordi udstødnings- DK 168877 B1 9 gassen eksempelvis ved motorkøretøjer kan komme op på temperaturer, der ligger over kogepunktet af den filtervæske, som anvendes.

Ifølge opfindelsen kan der i huset i strømningsret-5 ningen bagved indløbsåbningen være anbragt en hvirvleindretning for det strømmende medium, som skal filtreres. Ved denne hvirvleindretning kan det dreje sig om stationært placerede, en drejningsbevægelse meddelende skovle, eller om bevægelige indretninger eksempelvis i form af en ven-10 tilator. Ved at udnytte et turbulent strømningsforløb af det luftformige, strømmende medium, som skal filtreres, forbedres filterapparatets filtervirkning, fordi de partikler, som skal frafiltreres, som følge af deres træge masse ikke følger vejen af det gasformige, guasi inertiløse strøm-15 mende medium, men på grund af deres masseinerti ledes mod substraterne og fastholdes på den filtervæske, som befugter substratet. Ved hjælp af hvirvleindretningen kan filtervirkningen af et filterapparat ifølge opfindelsen således forbedres yderligere på enkel måde.

20 Ifølge opfindelsen kan der i huset i strømningsret ningen bagved den sidste filterindretning og i afstand fra denne, i strømningsretningen foran udløbsåbningen findes en fangindretning for filtervæskedråber, som måtte være medbragt af det strømmende medium. Ved hjælp af denne fangindretning 25 tilbageholdes i huset altså de filtervæskedråber, som utilsigtet forlader den sidste filterindretning. Fangindretningen er således udformet, at strømningsmodstanden for det luft-artformige, strømmende medium igennem filterapparatet kun forøges ubetydeligt. Fangindretningen kan være udformet ét-30 eller flerlaget. En fangindretning med ét lag er eksempelvis udformet som et tilstrækkelig tykt gitternet. Da der ikke med sikkerhed kan regnes med, at der ved en étlaget fangindretning foreligger den fornødne sikkerhed for, at samtlige filtervæskedråber hindres i utilsigtet at passere fangind-35 retningen, har det vist sig at være hensigtsmæssigt, at fangindretningen udviser flere lag, der på tværs af det DK 168877 B1 10 strømmende mediums strømningsretning er placeret bagved hinanden og med indbyrdes afstand. Ved sådanne lag af fang-indretningen kan det dreje sig om et trådf letværk pr. lag. Disse lag af fangindretningen kan lige som de ovenfor be-5 skrevne substrater af filterindretningerne have plan fladeform, hvori der findes regelmæssigt fordelte huller, hvorhos hullerne af bagved hinanden placerede nabolag er således forsat, at de ikke overlapper hinanden. Ved en sådan udformning af fangindretningen strømmer det luftformige, strømmende 10 medium også fangindretningens enkelte lag langs mæanderfor-mede baner, hvorved de få dråber, som endnu medbringes af det luftformige, strømmende medium, fastholdes på de enkelte lag af fangindretningen.

Ifølge opfindelsen kan fangindretningen have et fler-15 tal lag af lamelelementer, idet lamelelementerne i et lag har indbyrdes afstand til dannelse af spalter, og lamelelementerne af bagved hinanden placerede nabolag kan være således indbyrdes forsat, at den til et lag hørende spalte er overdækket af lamelelementerne af nabolaget. Herved opnås 20 en fuldstændig overdækning af lamelelementerne af et lag med spalterne i et nabolag, hvorved en passeren af filter-væskedråber bliver reduceret til en ubetydelighed. Lamelelementer af det sidstnævnte filterapparat er fortrinsvis udformet som render, idet lamelelementernes konkave inderside 25 vender mod strømningsretningen af det luftformige, strømmende medium. Som følge af lamelelementernes rendeformede udformning opnås gode opsamlingsegenskaber af fangindretningen. Ved en enklere udførelsesform af filterapparatet ifølge opfindelsen er det også muligt at udforme lamelelementerne 30 simpelthen plane, hvorhos der ved en sådan plan udformning af lamelelementerne imidlertid opstår den fare, at filtervæskens dråber reflekteres fra lamelelementerne og føres igennem fangindretningen.

For at forhindre, at også de sidste, fangindretningen 35 eventuelt passerende filtervæskedråber kan udtræde igennem filterapparatets udløbsåbning, kan der ifølge opfindelsen i DK 168877 B1 11 hus mellem fangindretningen og udløbsåbningen i nærheden af udløbsåbningen være anbragt en prelkappe. En sådan prelkappe har større tværmål end udløbsåbningen, så at denne overdækkes af kappen. Prelkappen har en forudbestemt afstand fra udløb-5 såbningen, så at det luftformige, strømmende medium kan strømme forbi prelkappen igennem udløbsåbningen, og derved ud af huset.

Efter at ikke alene de enkelte, med indbyrdes afstand placerede og bagved hinanden anordnede substrater er befugtet 10 med filtervæske, men også fordi fangindretningen utilsigtet kan være befugtet med filtervæskedråber, som af det strømmende luftformige medium medrives fra substraterne til fangindretningen, eller fordi også nogle få dråber af filtervæsken kan føres frem til den foran filterapparatets udløbs-15 åbning placerede prelkappe, strækker det neden under substraterne anbragte samlerum sig fortrinsvis til under fangindretningen, og frem til prelkappen. På denne måde kan der i samlerummet samles hele den i filterapparatet cirkulerende filtervæske, og eventuelt regenereres, og sættes i omløb 20 langs filtervæskens strømningsvej.

Filterapparatets hus kan på indersiden have føringselementer for substraterne. Ved en sådan udformning er det muligt at erstatte opbrugte eller beskadige substrater i givet fald med nye substrater. I dette øjemed skydes opbrugte 25 eller beskadige substrater langs føringselementerne ud af huset, og skydes nye substrater langs føringselementerne ind i huset. Substraterne har eksempelvis en firkantet, flerkantet, rund, oval eller anden grundfladeform. Substraterne kan huset være anbragt tilnærmelsesvis lodret. Ved en fore-30 trukken udførelsesform for filterapparatet er substraterne, og i givet fald fangindretningen anbragt i huset hældende mod lodlinien, og med hensyn til den af indløbsåbningen fastlagte strømningsretning af det luftformige, strømmende medium hældende fra foran foroven til bagud forneden. Hæld-35 ningsvinkelen af substraterne, og i givet fald af fangindretningen, kan være tilpasset retningen af den resulterende DK 168877 B1 12 af det luftformige, strømmende mediums hastighedsvektor og den af gravitationen og filtervæskens tvungne cirkulation betingede strømningshastighed af filtervæsken langs substraterne .

5 Hvis filterapparatet ifølge opfindelsen udover sub straterne også har en fangindretning som ovenfor beskrevet, er fangindretning fortrinsvis tilnærmelsesvis parallel med filterindretningernes substrater.

Filterapparatet ifølge opfindelsen udviser en høj 10 filtreringsgrad, så at det også egner sig som supplerende filter til dieselkøretøjer. I dette øjemed placeres filterapparatet fortrinsvis bagved det sidste udstødnings-udløb af motorens udstødningssystem. Ved et sådant køretøj kan det dreje sig om et landfartøj, såsom en personbil eller en 15 lastbil, eller om et skib med en skibsdieselmotor. Filterapparatet er på fordelagtig måde også velegnet til spilde-gasrensning i industrien, til sodfjernelse ved skorstene, samt til støvfjernelse i industrianlæg. På grund af deres lange arbejdsdygtighed er filterapparatet ifølge opfindelsen 20 eksempelvis også velegnet til cirkulations-varmeanlæg. Investerings- og driftsomkostningerne for filterapparatet, samt dettes pladsbehov er forholdsvis lave.

Opfindelsen skal i det følgende forklares nærmere ved hjælp af to, skematisk på tegningen viste udførelses-25 former for et filterapparat, der er udformet i overensstemmelse med opfindelsen, idet fig. 1 viser et længdesnit igennem den første udførelsesform for apparatet, fig. 2 et længdesnit igennem den anden udførelsesform 30 for apparatet, fig. 3 et snit efter linien III-III i fig. 2, fig. 4 et snit efter linien IV-IV i fig. 2 igennem to af de fire i fig. 2 viste lag af en fangindretning, fig. 5 et længdesnit igennem en filterindretning med 35 et pladeformet skumstoflegeme, der er udformet med passagehuller, DK 168877 B1 13 fig. 6 en del af filterindretningen ifølge fig. 2, set oppefra, fig. 7 to bag ved hinanden og med indbyrdes afstand placerede filterindretninger ifølge fig. 5, således som de 5 anvendes i et filterapparat ifølge fig. 1, fig. 8 et snit igennem to filterindretninger, således som de anvendes i filterapparatet ifølge fig. 2, fig. 9 forfra et afsnit af filterindretningen i den i fig. 8 med pilen IX angivne beskuelsesretning, og 10 fig. 10 et afsnit af et i større målestok vist afstiv ningselement, således som det anvendes ved filterindretningerne ifølge fig. 2, 8 og 9.

Fig. 1 viser et filterapparat· 10 med et hus 12, der har en indløbsåbning 14 og en udløbsåbning 16. Filterap-15 paratet 10 er tilkoblet den endelige udstødnings-støjdæmper af et køretøj. Støjdæmperen 18 er vist afsnitsvis. I fil-terapparatet 10's hus 12 findes filterindretninger 20 anbragt bagved hinanden og med indbyrdes afstand. I det i fig. 1 viste filterapparat 10 er filterindretningerne 20 20 anbragt i det mindste tilnærmelsesvis lodret. Hver filterindretning har et for luftart gennemtrængeligt substrat 22, der eksempelvis kan bestå af et skumstof legeme, et gittemet, eller et skumkeramiklegerne. Til hvert for luftart gennemtræn-geligt substrat 22 findes der et afstivningselement 24.

25 Afstivningselementet kan være udformet som et trådgitter, et med huller udformet formstoflag, eller en med huller udformet metalplade. Det for luftart gennemtrængelig substrat 22 og afstivningselementet 24 af en filterindretning 20 er sædvanligvis fast forbundet med hinanden, hvorved der ikke 30 alene opnås en forenkling af filterindretningerne 20*s lagerbeholdning og af montage, men i givet fald ligeledes af nødvendige udskiftninger af en opbrugt eller beskadiget filterindretning 20, med en ny filterindretning. Filterindret-ningerne 20 er pladeformet og har en firkantet, flerkantet, 35 rund eller oval fladekontur.

Udover filterindretningerne 20 kan pladeformede aktiv- DK 168877 B1 14 kulfiltre være anvendt. Sådanne aktivkulfiltre kan ligeledes have et substrat af et skumstoflegeme.

I det luftartformige strømningsmediums strømningsretning, der er angivet med pile 26 og 28, nedad strømmen 5 og i afstand fra den sidste filterindretning 20 findes der i filterapparatets hus 12 en fangindretning 30. Fig. 1 viser skematisk en af to materialelag bestående fangindretning 30, i hvilket hvert lag består af et gitternet 32. Hvert gitternet 32 har passagehuller 34. De med indbyrdes afstand 10 placerede gitternet er således anbragt i filterapparatets hus 12, at passagehullerne 34 af nabogitternet 32 er forsat i forhold til hinanden. Denne forsatte placering af passagehullerne 34 er således valgt, at gitternettet 32 af et lag fuldstændig overdækker nabolagets passagehuller 34. Som 15 følge heraf ledes det luftformige strømningsmedium i mæander-form igennem gitternetlagene 32, og de af strømningsmediet utilsigtet medrevne dråber af filtervæske 36 føres på grund af masseinertien imod gitternettet 32 og hindres af gitternettet 32 i at strømme igennem fangindretningen 30. For med 20 sikkerhed at hindre filtervæskedråber 36, som alligevel måtte passere igennem fangindretningen, i at forlade filterapparatets udløbsåbning 16 til det fri, findes der i filterapparatet 10 i strømningsretningen foran udløbsåbningen 16 en prelkappe 37.

25 Filterapparatet 10 har i huset 12 under filterindret ningerne 20 et samlerum 38 for filtervæske 36, hvilket rum strækker sig frem til under fangindretningen 30 og til under prelkappen 37. Samlerummet 38 er via rørledninger 40 og 42 strømnings forbundet med en overrislingsindretning 44. Imellem 30 rørledningen 40 og rørledningen 42 er der anbragt en varmeveksler 47. Ved den i fig. 1 viste varmeveksler drejer det sig om et aggregat til opvarmning af filtervæske 36. I dette øjemed bruges varmen af det luftartformige strømningsmedium.

For at lede filtervæsken 36 mellem samlerummet 38 og overris-35 lingsindretningen 44, og herfra via filterindretningerne 20 tilbage til samlerummet 38, er der i denne strømningsvej DK 168877 B1 15 for filtervæsken anbragt en pumpe 46.

Overrislings indretningen 44 har åbninger 48, der strækker sig over tværdimensionen af de for luftart gen-nemtrængelige substrater 22. Igennem åbningerne 48 strømmer 5 filtervæsken 36 og befugter disse fuldstændig. I nærheden af åbningerne 48 findes der føringselementer 50, der tjener til føring og fastholdelse af filterindretningerne 20.

En hvirvleindretning 52 er set nedefter i strømningsretningen anbragt i huset 12* s indre. Indretningen 52 har 10 afbøjningsvinger 54, som delvis overlapper røret 58's åbning 56. Ved hjælp af hvirvleindretningen 52 gennemhvirvles det ved pilen 26 antydede gasformige strømningsmedium i filter-apparatets hus 12, så at det gasformige og partikler medbringende strømningsmedium ledes i en turbulent strømning igennem 15 filterindretningerne 20. Som følge af den turbulente strømning bliver partiklerne fastholdt på den filtervæske 36, som befugter de for luftarter gennemtrængelige substrater 22, medens det gasformige strømningsmedium strømmer igennem filterindretningerne. Da nogle dråber af filtervæsken 36 20 ved en tilstrækkelig stor strømningshastighed medriver til bagved den sidste filterindretning 20, findes fangindret-ningen 30 til opfangning af disse dråber, og til forhindring af en udtræden af nogle dråber igennem udløbsåbningen 16 tjener prelkappen 37.

25 Fig. 1 viser pumpen 46 som neddykningspumpe, anbragt i samlerummet 38. Det er også muligt at anbringe pumpen uden for huset 12. Endvidere kan varmeveksleren 47 være udformet som et køleaggregat. Anvendelsen af et køleaggregat, eller af et varmeaggregat afhænger af driftsforholdene og 30 af den filtervæske, som skal anvendes i filterapparatet 10.

Fig. 2 viser den anden udførelsesform for filterapparatet 10 med et hus 12. Huset 12 har en indløbsåbning 14 og en udløbsåbning 16. Filterapparatet 10 er ved sin indløbsåbning 14 tæt tilkoblet til en afsnitsvis vist endelig 35 støjdæmper 18. I filterapparatet 10's hus 12 findes filterindretninger 20 anbragt skråt. Hver filterindretning 20 DK 168877 B1 16 har et for luftart gennemtrængeligt substrat 22 og et til substratet 22 hørende afstivningselement 24. Forskellen mellem filterapparatet 10 ifølge fig. 1 og filterapparatet 10 ifølge fig. 2 består i, at der ved filterapparatet 10 5 ifølge fig. 2 findes afstivningselementerne 24 anbragt mod strømningsretningen foran det for luftart gennemtrængelige substrat 22.

I strømningsretningen bagved filterindretningerne 20 er der i filterapparatet 10's hus 12 anbragt en fangindret-10 ning 30. Denne fangindretning har flere lag af lamel elementer 60, hvorhos to lag elementer 60 er tydeliggjort i fig. 4. Lamelelementerne 60 er lodret anbragt i huset 12. Som det fremgår af fig. 4 er lamelelementerne 60 i et lag placeret med indbyrdes afstand, så at der imellem de enkelte lamelele-15 menter dannes spalter 62. Lamelelementerne af bagved hinanden anbragte og med indbyrdes afstand placerede lag er således sideværts forsat i forhold til hinanden, at lamelelementerne 60 af et lag overdækker spalten 62 af et nabolag. På denne måde føres det luf tart formige strømningsmedium imellem lamel-20 elementlagene igennem spalterne 62 i et mæanderformet forløb, medens de dråber, der endnu måtte forlade den sidste filterindretning 20, som følge af deres masseinerti ikke følger denne mæanderformede strømningsvej af det quasiinertiløse strømningsmedium, og tilbageholdes af lamelelementerne 60.

25 Som tydeligt vist i fig. 4 er lamelelementerne 60 udformet som render, idet elementerne 60's konkave inderflade er vendt mod den gasformige mediumstrøm.

I strømningsretningen bagved fangindretningen 30 findes der i afstand fra udløbsåbningen 16 en prelkappe 37, 30 ved hjælp af hvilken dråber af filtervæsken 36, som endnu måtte forlade fangindretningen 30, hindres i at forlade filterapparatet igennem udløbsåbningen 16.

Substraterne 22 af med indbyrdes afstand, og parallelt med hinanden anbragte filterindretninger 20 kan bestå af 35 for luftart gennemtrængelige skumstoflegemer, gitternet eller plader af skumkeramik. De til substraterne 22 hørende DK 168877 B1 17 afstivningselementer 24 er i den i fig. 2 viste udførelses-form for apparatet 10 formet som plader, der har huller 64. Filterindretningerne 20 er ved filterapparatet 10's overside strømningsforbundet med en overrislingsindretning 44, som 5 har åbninger 48. Igennem indretningen 44's åbninger 48 strømmer filtervæsken 36 frem til apparatet 20's substrater 22 og befugter disse fuldstændigt. Den overskydende filtervæske 36 samles ved undersiden af filterindretningerne 20. Herfor tjener et samlerum 38, der er anbragt under filterindret-10 ningerne 20, og som strækker sig frem til under fangindret-ningen 30 og under prelkappen 37. Som det fremgår af fig. 3 har samlerummet 38 rendeform for at opnå en alsidig opsamling af filtervæsken 36. Samlerummet 38 er via en rørledning forbundet med en varmeveksler 47. Varmeveksleren 47 er via 15 en rørledning 66 strømningsforbundet med en forrådsbeholder 68 for filtervæske 36. Forrådsbeholderen 68 er ved hjælp af en rørledning 70 forbundet med en pumpe 46. Pumpen 46 er ved hjælp af en rørledning 42 strømnings forbundet med en overrislingsindretning 44. Rørledningerne 40, 66, 70 og 42, 20 samt varmeveksleren 47, forrådsbeholderen 68 og pumpen 46 er i fig. 2 kun antydet skematisk ved pile eller kasser.

I strømningsretningen bagved indløbsåbningen er der i huset 12 anbragt en hvirvleindretning 52, ved hjælp af hvilken der tilvejebringes en hvirvelbehandling af det i 25 filterapparatet indtrædende luftartformige strømningsmedium.

Det turbulent strømmende luftartformige strømningsmedium, som medbringer partikler, trænger igennem filterindretningerne 20's substrater 22, hvorhos partiklerne som følge af deres masseinerti bliver hængende på den substraterne 22 30 befugtende filtervæske 36, medens det luftartformige strømningsmedium kan trænge igennem filterindretningerne 20 med ringe strømningsmodstand. Muligvis endnu af det gasformige strømningsmedium efter den sidste filterindretning 20 medbragte væskedråber 36 fanges af fangindretningen 30. For 35 det tilfælde, at nogle væskedråber 36 også trænger igennem fangindretningen 30, tjener prelkappen 37 til forhindring DK 168877 B1 18 af, at disse dråber trænger igennem udløbsåbningen 16, idet prelkappen er anbragt i strømningsretningen foran prelkappen 37.

Som allerede nævnt er de enkelte for luftart gen-5 nemtrængelige substrater 22 af filterindretningerne 20, som er befugtet ved filtervæske 36, udformet med passagehuller.

Fig. 5 viser en filterindretning 20, ved hvilken det for luftart gennemtrængelige substrat 22 er udformet med passagehuller 72, der strækker sig fra den ene yderside 74 til 10 den anden yderside 74 af substratet. Forbundet med substratet 22, der eksempelvis er et skums tof legeme, er et afstivningselement 24, der eksempelvis kan bestå af pap, et formstoflag, eller en tynd metalplade. Afstivningselementet 24 er lige som det for luftart gennemtrængelige substrat 22 udformet 15 med passagehuller 76, hvorhos passagehullerne 76 hvad angår deres størrelse og fordeling svarer til passagehullerne 72 i det for luftart gennemtrængelige substrat 22. Afstivningselementet 24 i en sådan filterindretning 20 tjener til at afstive det eftergivende, for luftart gennemtrængelige sub-20 strat, således at filterindretningen 20 bliver bedre håndterbart. Som følge af de med hinanden flugtende passagehuller 72 og 76 tilvejebringes der en filterindretning 20, som har en ringe strømningsmodstand, da det luftartformige, partikler medbringende strømningsmedium ved enhver påstrømningsberøring 25 med filterindretningen 20 indsnævres eller gennemhvirvles i området for passageåbningerne 72, kastes de af det luftartformige strømningsmedium medførte partikler som følge af deres større masseinerti langs væsentligt større krummede baner end det luftartformige strømningsmedium, så at partik-30 lerne bevæges mod det for luftart gennemtrængelige substrat 22 og fastholdes af den filtervæske, som befugter substratet.

Ved substrater 22, der er udformet med passagehuller 72 og 76, bliver bagved hinanden, og med indbyrdes afstand placerede filterindretninger 20 i filterapparatet 10, se 35 henholdsvis fig. 1 og fig. 2, således anbragt, at passagehullerne 72 og 76 af en filter indretning 20 er forsat i DK 168877 B1 19 forhold til passagehullerne 72 og 76 af den næstfølgende filterindretning. Fig. 7 viser afsnitsvis to filterindretninger 20, og figuren viser tydeligt den indbyrdes forsatte placering af passagehullerne i to med indbyrdes afstand ved 5 siden af hinanden anbragte filterindretninger 20. Som følge af den forsatte placering af passagehullerne 72 og 76 af ved siden af hinanden anbragte filterindretninger strømmer det luftartformige strømningsmedium, som er antydet ved pile 78, igennem langs en mæanderformet bane, og med ringe 10 strømningsmodstand. De partikler, der medbringes af det luftartformige strømningsmedium i henhold til pilen 78, beskriver som følge af deres masseinerti, der er stor i forhold til det luftartformige strømningsmedium, flyvebaner med en tilsvarende større krumningsradius. Partiklernes 15 flyvebaner er i fig. 7 antydet med stiplede pile 80. Medens det luftartformige strømningsmedium i henhold til pilene således for størstedelen føres med ringe strømningsmodstand igennem passagehullerne 72 og 76, rammer de partikler, som skal frafiltreres fra det luftartformige strømningsmedium, 20 filterindretningerne 20's substrater og fastholdes dér af den væske, som befugter substraterne. Der tilvejebringes således et filterapparat, der har en ringe strømningsmodstand sammen med en god filtervirkning over for enhver slags partikler.

25 Fig. 8 viser afsnitsvis to filterindretninger 20, således som de kan anvendes i filterapparatet 10 ifølge fig. 2. Hver filterindretning 20 har et gasgennemtrængeligt substrat 22, til hvilket der hører et afstivningselement 24. Afstivningselementet 24 har pladeform, og det er udstyret 30 med passagehuller 76. Flugtende placeret med passagehullerne 76 af afstivningselementet 24 findes der passagehuller 72 i substratet 22. Ved det for luftart gennemtrængelige substrat 22 drejer det sig eksempelvis om et skumstoflegeme, et gitternet, en skumkeramisk del, eller et lignende organ. Fil-35 terindretningerne 20's substrater 22 er befugtet eller imprægneret med en ikke vist filtervæske. Bagved hinanden, og DK 168877 B1 20 med indbyrdes afstand placerede filterindretninger 20 er anbragt således forsat i forhold til hinanden, at det luft-artformige strømningsmedium strømmer igennem filterindretningerne 20, dvs. mæanderagtigt igennem passagehullerne 5 76,72 af de bagved hinanden placerede filterindretninger 20. Strømningen af det luftartformige strømningsmedium er også i denne figur vist ved pile 78. Den forsatte placering af passagehullerne 76 og 72 af i indbyrdes afstand bagved hinanden anbragte filterindretninger 20 fremgår af fig. 9.

10 For yderligere at forbedre hvirvelbehandlingen af det luftartformige strømningsmedium under dettes gennemstrømning igennem filterindretningerne 20 er afstivningselementet 24's passagehuller 76 udformet med en ombertlet rand 82, der vender mod strømningsretningen. For ikke kun at aflejre de 15 partikler, der skal frafiltreres fra det luftformige strømningsmedium, på væggene af substraterne 22's passagehuller 72 og på substraternes frie bagside, men også på den mod strømmen vendende forside af substraterne, kan de på forsiden anbragte afstivningselementer 24 udover passagehullerne 76 20 have yderligere huller.

Claims (15)

21 DK 168877 B1 Patentkrav.

1. Filterapparat, omfattende et flertal filterindretninger til frafiltrering af partikler af skadestoffer, støv og andre fremmedstoffer fra et luftformigt, strømmende me- 5 dium, indeholdende et substrat (22) og en substratet (22) befugtende filtervæske, kendetegnet ved, at der i et hus (12) , der har en indløbsåbning (14) og en udløbsåbning (16) er anbragt et flertal filterindretninger (20) bagved hinanden på tværs af strømningsretningen af det strømmende 10 medium, der skal filtreres, og med indbyrdes afstand, og at filterindretningernes (20) substrater (22) har huller (72), idet hullerne (72) af ved siden af hinanden beliggende filterindretninger (20) er placeret indbyrdes forsat.

2. Filterapparat ifølge krav 1, kendetegnet 15 ved, at filtervæsken som hovedbestanddel indeholder glycerol eller glykol eller begge dele og desuden indeholder Sio2 eller A1203 eller begge dele.

3. Filterapparat ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at filtervæsken indeholder katalytisk 20 virkende metaloxider.

4. Filterapparat ifølge ethvert af kravene 1-3, kendetegnet ved, at substratet (22) er et pladeformet, for luftart gennemtrængeligt skumstof legeme, der er imprægneret eller gennemfugtet med den filterlaget dannende væske 25 (36).

5. Filterindretning ifølge krav 4, kendetegnet ved, at der til substratet (22) hører et afstivningselement (24), som er gennemtrængeligt for det luftformige strømningsmedium.

6. Filterindretning ifølge krav 4 eller 5, ken detegnet ved, at skumstof legemet (22) har passagehuller (72), der strækker sig fra den ene (74) til den modsat (74) beliggende yderside af skumstoflegemet (22), og at i givet fald afstivningselementet (24) er udstyret med huller 35 (76), der svarer til skumstoflegemets passagehuller (72) og flugter med disse. ! DK 168877 B1 22

7. Filterapparat ifølge ethvert af kravene 1-4, kendetegnet ved, at substratet (22) er en plade af et gitternet eller en skumkeramisk del.

8. Filterapparat ifølge ethvert af kravene 1-7, k e n-5 detegnet ved, at der i huset (12) neden under substraterne (22) er anbragt et samlerum (38) for filtervæsken (36), og der oven over substraterne (22) er anbragt en overrislingsindretning (44) for substraterne, hvorhos overrislingsindretningen (44) er forbundet med samlerummet (38) 10 ved hjælp af en rørledning (40,42 eller 40,66,70,42), som til cirkulation af filtervæsken (36) fra samlerummet (38) til overrislingsindretningen (44) har en pumpe (46).

9. Filterapparat ifølge krav 8, kendetegnet ved, at der i filtervæskens (36) strømningsvej mellem samle- 15 rummet (38) og overrislingsindretningen (44) findes en varmeveksler (47) .

10. Filterapparat ifølge krav 9, kendetegnet ved, at der i huset i strømningsretningen bagved indløbsåbningen (14) findes en hvirvleindretning (52) for det 20 strømmende medium, som skal filtreres.

11. Filterapparat ifølge ethvert af kravene 1-10, kendetegnet ved, at der i huset (12) i strømningsretningen bagved den sidste filterindretning (20) og i afstand fra denne, i strømningsretningen foran udløbsåbningen 25 (16) findes en fangindretning (30) for filtervæskedråber (36), som måtte være medbragt af det strømmende medium.

12. Filterapparat ifølge krav 11, kendetegnet ved, at fangindretningen (30) har et flertal lag af lamelelementer (60), idet lamelelementerne (60) af et lag 30 har indbyrdes afstand til dannelse af spalter (62) , og at lamelelementerne (60) af bagved hinanden placerede nabolag er anbragt således indbyrdes forsat, at den til et lag hørende spalte (62) er overdækket af lamelelementerne (60) af nabolaget.

13. Filterapparat ifølge krav 12, kendeteg net ved, at lamelelementerne (60) er udformet som render, DK 168877 B1 23 idet lamelelementernes (60) konkave inderside vender mod strømningsretningen af det strømmende medium.

14. Filterapparat ifølge ethvert af kravene 11-13, kendetegnet ved, at der i huset (12) mellem fang- 5 indretningen (30) og udløbsåbningen (16) i nærheden af udløbsåbningen (16) findes en prelkappe (37).

15. Filterapparat ifølge ethvert af kravene 1-14, kendetegnet ved, at substraterne (22), og i givet fald fangindretningen (30) er anbragt i huset (12) hældende 10 mod lodlinien, og med hensyn til den af indløbsåbningen (14) fastlagte strømningsretning af det luftformige, strømmende medium er hældende fra foran foroven til bagud forneden.