AT512520A4

AT512520A4 - Filtereinrichtung

Info

Publication number: AT512520A4
Application number: AT501412012A
Authority: AT
Original assignee: Ift Gmbh
Priority date: 2012-04-24
Filing date: 2012-04-24
Publication date: 2013-09-15
Also published as: AT512520B1; AT512867A2; AT13904U1; DE102013104102A1

Abstract

Filtereinrichtung zur Abtrennung von in Tröpfchenform vorliegenden Flüssigkeiten aus einem gasförmigen Stoffstrom, umfassend ein Filtergehäuse (2), in dem zumindest ein Filtermedium (3, 4) angeordnet ist, wobei das Filtergehäuse (2) einen Einlass (1) und einen Auslass (5) aufweist, wobei das Filtermedium (4) ein Fasergewirk aus einem Faserstoff umfasst, wobei eine Heizvorrichtung mit wenigstens einem Heizelement (7, 8) vorgesehen ist, wobei das Heizelement (7, 8) das Filtermedium (4) zumindest bereichsweise umgibt sowie Verfahren zum Betreiben einer solchen Filtereinrichtung.

Description

1 TY10224

Filtereinrichtung

Die Erfindung betrifft eine Filtereinrichtung zur Abtrennung von in Tröpfchenform vorliegenden Flüssigkeiten aus einem gasförmigen Stoffstrom, umfassend ein Filtergehäuse, in dem zumindest ein Filtermedium angeordnet ist, wobei das Filtergehäuse einen Einlass und einen Auslass aufweist, wobei das Filtermedium ein Fasergewirk aus einem Faserstoff umfasst. Weiters betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Filtereinrichtung der vorgenannten Art.

Aus dem Stand der Technik sind Filtereinrichtungen zur Abtrennung von in Tröpfchenform vorliegenden Flüssigkeiten aus einem gasförmigen Stoff ström bekannt. Diese weisen zur Abscheidung der Flüssigkeitströpfchen aus dem gasförmigen Stoffströmen Filtermedien auf, wobei die bevorzugten Filtermedien aus einem Fasergewirk aus Faserstoffen gebildet werden. Bei gattungsgemäßen Filtereinrichtungen, welche vom Anforderungsprofil im Einsatz sehr hohe Abscheideraten erzielen sollen, werden häufig feinmaschige bzw. feinporige, papierähnliche Faserstoffe verwendet. Die Abscheiderate ist ein Maß für die Filterleistung der Filtereinrichtung und wird als das Verhältnis des Massenstoff Stromes der Flüssigfraktionen im Gesamtmassenstoffstrom vor und nach der Filterung angegeben. Die abgeschiedene Flüssigfraktion sammelt sich im Filtermedium der Filtereinrichtung und fließt gar nicht oder nur sehr langsam wieder ab. Die Abscheidung von viskosen Flüssigkeiten, beispielsweise von Schmierölen aus gasförmigen Stoff strömen ist ein häufiger Anwendungsfall für Filtereinrichtungen im technischen Alltag.

Um möglichst geringe Waxtungszeiten an den Anlagen, die solche Filtereinrichtungen einsetzen, gewährleisten zu können, werden beim Stand der Technik Filtereinrichtungen mit sehr großen Filterflächen realisiert, was mit einem entsprechenden Kostenaufwand verbunden ist. Bei solchen Filtereinrichtungen ist der Druckabfall anfangs sehr gering, dieser steigt jedoch mit zunehmender Belegung des Filtermediums progressiv an, sodass die Standzeit auch bei Einsatz großer Filterflächen oft unbefriedigend kurz ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Filtereinrichtung der eingangs genannten Gattung bereit zu stellen, bei der die Abscheideraten und die Standzeiten sehr hoch sind. Gleichzeitig sollen aber auch die Filterleistung und der Druckabfall vor und nach dem Filtermedium über die gesamte Einsatzzeit möglichst konstant bleiben.

Gelöst wird diese Aufgabe einerseits durch eine Filtereinrichtung zur Abtrennung von in Tröpfchenform vorliegenden Flüssigkeiten aus einem gasförmigen Stoffstrom, umfassend ein Filtergehäuse, in dem zumindest ein Filtermedium angeordnet ist, wobei das Filtergehäuse 2 einen Einlass und einen Auslass aufweist, wobei das Filtermedium ein Fasergewirk aus einem Faserstoff umfasst, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass eine Heiz Vorrichtung mit wenigstens einem Heizelement vorgesehen ist, wobei das Heizelement das Filtermedium zumindest bereichsweise umgibt. Die Heizvorrichtung kann zum Beispiel als elektrische Heizung ausgebildet sein. Andererseits wird diese Aufgabe durch eine Filtereinrichtung zur Abtrennung von in Tröpfchenform vorliegenden Flüssigkeiten aus einem gasförmigen Stoffstrom, umfassend ein Filtergehäuse, in dem zumindest ein Filtermedium angeordnet ist, wobei das Filtergehäuse einen Einlass und einen Auslass aufweist, wobei das Filtermedium ein Fasergewirk aus einem Faserstoff umfasst, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass das Filtergehäuse insbesondere im Bereich des Filtermediums eine wärmeisolierende Innenbeschichtung oder Innenauskleidung aufweist.

Der vorgeschlagene Lösungsweg sieht vor, die Temperatur in bestimmten Bereichen innerhalb des Filtennediums zeitweise auf definierte Werte anzuheben bzw. einzuregeln, und zwar auf eine Art und Weise, dass der energetische Aufwand für die erforderliche Heizleistung ein Minimum erreicht. Dies erfolgt durch ein Heizelement, eine wärmeisolierende Innenbeschichtung bzw. Innenauskleidung oder eine Kombination daraus. Während bei einem Heizelement die Temperatur durch eine externe Energiequelle erhöht wird, nützt eine wärmeisolierende Innenbeschichtung bzw. Innenauskleidung die normalerweise bereits erhöhte Temperatur, die durch die Wärmeisolierung nicht mehr abgestrahlt wird, sodass die Temperatur in der Filtereinrichtung nicht mehr absinken kann.

Zwar ist zum Beispiel aus der DE 10 2010 025 381 Al ein Partikelfilter bekannt, bei dem im Filtermedium Partikelmaterial anfällt, wobei eine Heizeinrichtung dieses Partikelmaterial von Zeit zu Zeit zur Regeneration des Filtereinrichtung verbrennt. Allerdings ist das in der DE 10 2010 025 381 Al offenbarte Filtermedium aus mehreren Gründen für eine gattungsgemäße Filtereinrichtung ungeeignet. Zunächst handelt es sich bei den in der DE 10 2010 025 381 Al gezeigten Filtereinrichtungen um solche für Festkörper und nicht für Flüssigkeiten, weshalb andere Filtermedien zum Einsatz kommen. Außerdem erfordert eine Heizeimichtung zum Verbrennen des Partikelmaterials ein Filtemiedium aus einem verbrennungsstabilen Material, was für den gegenständlichen Einsatz nicht möglich ist. Darüber hinaus wäre das Verbrennen des Filterrückstands im vorliegenden Fall unerwünscht, da daraus umweltbedenkliche Abgase entstehen können.

Der gegenständliche Lösungsweg beruht auf der Erkenntnis, dass gefilterte Flüssigkeiten eine bestimmte Viskosität aufweisen. Die Abfließgeschwindigkeit ist dabei umso geringer, je höher die Viskosität der Flüssigkeit ist. Allgemein nimmt die Viskosität von Flüssigkeiten mit steigender Temperatur stark ab. Für viele Flüssigkeiten kann dieses Verhalten durch eine Exponentialfunktion angenähert werden in der Form: 3 η = A*exp(b/T) mit η als Viskosität, A und b als flüssigkeitsspezifische Konstanten und T der Temperatur in Kelvin.

Beispielsweise beträgt die Viskosität für ein SAE 40 -Motoröl bei 20 °C ca. 700 - 1000 cSt, hingegen bei 100 °C ca. 14 cSt.

Die Abfließgeschwindigkeit der Flüssigkeit im Feinfiltermedium ist in erster Näherung umgekehrt proportional zu dessen Viskosität und ist damit eine definierte Funktion von der Temperatur. Diese Zusammenhänge sind bekannt und dementsprechend werden Maßnahmen zur Erhöhung der Temperatur der Filtermedien in der Filtertechnik auch fallweise angewendet. Solchen Konzepten haftet jedoch der Nachteil an, dass relativ viel Heizleistung benötigt wird, da damit auch das gasförmige Medium erhitzt bzw, weiter erwärmt wird und diese Energie ständig aus der Filtereinrichtung abgeführt wird und damit verloren geht. Der Lösungsvorschlag sieht daher vor, nur jenen Bereich des Filtermediums dauerhaft zu beheizen bzw. mit einer Heizeinrichtung bzw. Heizelementen zu versehen, der zu einem sehr hohen Grad mit der abgeschiedenen Flüssigkeit durchsetzt ist und bei dem aufgrund der dadurch reduzierten freien Kavitäten, der Gasstrom stark behindert ist.

Im Rahmen der Erfindung sind vorgesehen ein Einlass für das zu filternde Gas und ein Auslass, aus dem das gefilterte Gas wieder auftreten kann. Weiters kann ein Ablass für die abgeschiedenen Flüssigkeiten vorgesehen sein.

Das Filtermedium umfasst ein Fasergewirk aus einem Faserstoff, in dem die abzuscheidende Flüssigkeit hängen bleibt, durch den aber das Gas durchdringen kann. Häufig wird als Faserstoff Zellulose, Glas- oder Mineralfasern oder Papier verwendet.

In einer bevorzugten Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass sich das Heizelement im Wesentlichen entlang der vertikalen Ausdehnung um das Filtermedium erstreckt, wobei sich das Heizelement nur bereichsweise und in der unteren Hälfte der vertikalen Ausdehnung des Filtermediums erstreckt. Bevorzugt ist vorgesehen, dass sich das Heizelement etwa vom unteren Ende der vertikalen Ausdehnung des Filtermediums bis zu maximal 50 % der vertikalen Ausdehnung, bevorzugt bis maximal 30 % der vertikalen Ausdehnung erstreckt. Dies ist je nach Auslegung des Filterkonzeptes der Bereich vom Filterboden bis zu etwa 20 -30 % der gesamten Höhe des Filtermediums. Auf diese Weise kann der Gasstrom kaum oder keine Wärme aus dem Filtergewebe abführen und die erforderliche Energiemenge bleibt damit sehr gering. Weiters wird dabei die Gravitation zur Abfuhr der Flüssigkeit aus dem Filtermedium genutzt. 4

Durch die Erwärmung des Filtermediums fließt das Öl aus diesem Filterbereich deutlich rascher ab, die Flüssigkeitskonzentration sinkt und bewirkt eine Sogwirkung für die darüber liegenden Bereiche des Filtermediums. Bevorzugt wird die Temperatur des beheizten Feinfilterbereiches auf einen Wert angehoben, der auf die chemischen und physikalischen Eigenschaften der abgeschieden Flüssigkeit(en) sowie auf das konkrete Design der Filterstufe abgestimmt bzw. dafür optimal ist. Beispielsweise ist für ein Schmieröl der SAE-40 Klasse eine Temperatur von ca. 100- 150°C sehr günstig.

Die Konzentration der abgeschiedenen Flüssigkeit nimmt im Feinfiltergewirk von oben nach unten in einer Weise zu, dass die Poren im unteren Bereich der Filterstufe relativ rasch und vollständig mit der Flüssigkeit gefüllt werden und der Gasdurchsatz damit erschwert oder blockiert wird. Um zu erreichen, dass die Feinfilterstufe eine hohe Flüssigkeitsfracht im Gas ström bei ausreichend hohen Filter-Einsatzzeiten verkraften kann, ist es daher wichtig, dass die Flüssigkeit im Filtermedium eine möglichst hohe Abfließgeschwindigkeit aufweist.

Bevorzugt ist die Filtereimichtung gekennzeichnet durch eine Regeleinrichtung oder eine Steuereinrichtung, welche mit der Heizvonichtung und wenigstens einem Sensor verbunden ist und welche derart ausgebildet ist, dass die Heizleistung der Heizeinrichtung bei Abweichung einer Istgröße, die vom Sensor ermittelt wird, von einer, vorzugsweise vorgebbaren, Sollgröße erhöht oder erniedrigt wird. Auf diese Weise kann automatisch, halbautomatisch oder manuell auf eine Sollgröße nachgeführt werden und die Filtereinrichtung immer unter optimalen Bedingungen betrieben werden.

Als Sensoren kommen natürlich vielerlei verschiedene in Frage, die in Zusammenhang mit der Filterleistung stehen.

Als Sensor könnte beispielsweise eine Temperaturmesseinrichtung vorgesehen sein, mit welcher im Betriebszustand die Temperatur am Filtermedium messbar ist. Während die Temperaturmesseinrichtung im einfachsten Fall dem Anwender nur die Temperatur anzeigt, könnte diese Information für den idealen Betrieb der Filtereinrichtung verwendet werden. Beispielsweise könnt eine Regeleinrichtung oder eine Steuereinrichtung vorgesehen sein, welche mit der Heizvorrichtung und der Temperaturmesseinrichtung verbunden ist und welche derart ausgebildet ist, dass die Heizleistung der Heizeinrichtung bei Temperaturabfall erhöht wird und bei Temperaturanstieg erniedrigt wird. Die Temperatur wird von der Regeleinrichtung oder Steuereinrichtung bevorzugt im Wesentlichen konstant gehalten.

In einer Ausführungsvariante könnte ein Drucksensor vorgesehen sein, der mit der Steueroder Regeleinrichtung verbunden ist und mit welchem der Druckabfall durch das 5

Filtermedium bestimmbar ist, wobei die Heizleistung des Heizelements bei Druckabfall erhöht und bei Druckanstieg erniedrigt wird. Die Variante mit dem Drucksensor kann gemeinsam mit einem Temperatursensor vorgesehen sein, um eine besonders genaue Regelung und/oder Redundanz bei Ausfall eines Sensors zu haben, sie kann aber auch alternativ zum Temperatursensor vorgesehen sein.

Allgemein kann vorgesehen sein, dass die Heizeinrichtung in Abhängigkeit von Anlagenparametern, insbesondere ausgewählt aus der Gruppe Stillstandszeit, vorangegangene Laufzeit, Abweichung des Filterdruckabfalles vom Sollwert in der vorangegangenen Betriebsphase und Kombinationen darauf, gesteuert oder geregelt wird.

Bei Ausführungsvarianten mit Steuereinrichtung oder Regeleinrichtung kann vorgesehen sein, dass die Steuereinrichtung oder Regeleinrichtung mit einer Visualisierungseinheit verbunden ist, wobei der Betriebszustand und/oder die Zustandsdiagnose der Filtereinrichtung auf der Visualisierungseinheit anzeigbar sind. Auf diese Art kann der Zustand der Filtereinrichtung überwacht werden und auf momentane oder zeitliche Änderungen reagiert werden.

Weiters kann vorgesehen sein, dass die Steuereinrichtung oder Regeleinrichtung in eine übergeordnete Anlagensteuerung eingebunden ist.

In einer bevorzugten Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass das Filtergehäuse insbesondere im Bereich des Filtermediums eine wärmeisolierende Innenbeschichtung oder Innenauskleidung aufweist.

Besonders bevorzugt ist die Filtereinrichtung modular aufgebaut und weist ein weiters Filtermedium als Vorfilter auf, welches dem Filtermedium in Strömungsrichtung vorgeschalten ist. ln diesem Fall bezeichnet man das gegenständliche Filtermedium als Feinfilter. Diese Ausführung ist für alle genannten Ausgestaltungen möglich und bevorzugt vorgesehen, da so die Standzeit und die Abscheiderate erhöht werden und das Feinfilter bevorzugt die letzte Filterstufe ist.

In einem Aspekt betrifft die Erfindung eine Filtereinrichtung, insbesondere mit den Merkmalen der vorgenannten Art, zur Abtrennung von in Tröpfchenform vorliegenden Flüssigkeiten aus einem gasförmigen Stoffstrom, umfassend ein Filtergehäuse, in dem zumindest ein Filtermedium angeordnet ist, wobei das Filtergehäuse einen Einlass und einen Auslass aufweist, wobei das Filtermedium ein Fasergewirk aus einem Faserstoff umfasst, wobei das Filtergehäuse insbesondere im Bereich des Filteimediums eine wärmeisolierende Innenbeschichtung oder Innenauskleidung aufweist. 6

Neben der erfindungsgemäßen Filtereinrichtung betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zum Betreiben einer Filtereinrichtung der vorgenannten Art. Dabei kann vorgesehen sein, dass mit dem Heizelement das Filtermedium zumindest bereichsweise beheizt wird. Alternativ dazu oder in Ergänzung dazu kann vorgesehen sein, dass der gasförmige Stoffstrom beim Eintritt in die Filtereinrichtung eine Temperatur aufweist, die über der Temperatur des Stoffstroms beim Austritt liegt, wobei Wärme an das Filtermedium abgegeben wird. Während die nachfolgenden Ausführungen eher auf die Beheizung des Filtermediums im Betriebszustand der Filtereinrichtung, d.h. im Filterbetrieb, abzielen, kann in einer Ausführungsvariante vorgesehen sein, dass das Filtermedium während des Stillstandes erhitzt wird. Dabei besteht die Möglichkeit, dass die Erhitzung des Filtermediums nur beim Stillstand der Filtereinrichtung erfolgt, um das Filtermedium außerhalb des Betriebs zu regenerieren oder es kann ein Mischbetrieb vorgesehen sein, bei dem sowohl während des Stillstands als auch während des Betriebszustands der Filtereinnchtung die Heizeinrichtung betrieben wird. Die Heizung wird bevorzugt in Abhängigkeit von bestimmten Parametern, die für die Filtereinrichtung charakteristisch sind, gesteuert (siehe dazu auch die Sensoren). Für das Verfahren kann vorgesehen sein, dass die die Heizleistung der Heizeinrichtung bei Abweichung einer Istgröße, die vom Sensor ermittelt wird, von einer, vorzugsweise vorgebbaren, Sollgröße erhöht oder erniedrigt. Auf diese Weise kann automatisch, halbautomatisch oder manuell auf eine Sollgröße nachgeführt werden und die Filtereinrichtung immer unter optimalen Bedingungen betrieben werden.

Weiters könnte vorgesehen sein, dass die Heizleistung der Heizeinrichtung bei Temperaturabfall erhöht wird und bei Temperaturanstieg erniedrigt wird. Bevorzugt wird die Temperatur im Wesentlichen konstant gehalten.

Weiters könnte vorgesehen sein, dass die Heizleistung des Heizelements bei Druckabfall erhöht und bei Druckanstieg erniedrigt wird.

Weitere Details der Erfindung werden nachfolgend anhand Figuren und

Figurenbeschreibungen erläutert.

Fig. 1 zeigt schematisiert einen Schnitt durch eine Filtereinrichtung nach Stand der Technik. Fig. 2 zeigt schematisiert einen Schnitt durch eine Filtereinrichtung gemäß der Erfindung. Fig. 3 zeigt schematisiert einen Schnitt durch eine Filtereinrichtung gemäß der Erfindung. Fig. 4 zeigt schematisiert einen Schnitt durch eine Filtereinrichtung gemäß der Erfindung. ^02012/50141 ΚΗΗΒ Ε014.1 7

Fig. 1 zeigt nach Stand der Technik eine Filtereinrichtung zur Abtrennung von in Tröpfchenform vorliegenden Flüssigkeiten aus einem gasförmigen Stoffstrom, umfassend ein Filtergehäuse 2, in dem zumindest ein Filtermedium 3, 4 angeordnet ist. Das Filtergehäuse 2 weist einen Einlass 1 und einen Auslass 5 auf, wobei der Stoffstrom des zu filternden Gases durch einen Pfeil Richtung Einlass 1 angedeutet ist. Das gefilterte Gas wird durch einen aus der Filtereinrichtung ragenden Pfeil am Auslass 5 angedeutet. Einlass 1 und Auslass 5 können als Stutzen ausgebildet sein. Im vorliegenden Fall ist ein Vorfilter vorgesehen, welches ein Filtermedium 3 aufweist. Der Stoffstrom strömt zunächst durch den Vorfilter und das Filtermedium 3 des Vorfilters und wird dabei bereits grob vorgefiltert. Anschließend strömt der Stoffstrom in das Filtermedium 4, welches ein Fasergewirk aus einem Faserstoff umfasst. Bei diesem Filtermedium 4 handelt es sich um eine Feinfilterstufe oder ein Feinfilter.

Der gasförmige Stoffstrom tritt bei diesem Beispiel von oben durch den als Eintrittstutzen ausgebildeten Einlass 1 in das Filtergehäuse 2 ein. In der Vorfilterstufe 3 erfolgt eine Grobabscheidung der Flüssigfraktion und in der anschließenden Feinfilterstufe 4 die restliche Abscheidung auf den geforderten Reinheitsgrad des gefilterten Gas Stromes. Nach der Filterung tritt der gasförmige Stoffstrom durch den Auslass in Form eines Stutzens 5 aus dem Filtergehäuse 2 aus. Die abgeschiedene Flüssigkeit fließt in den Filtermedien 3, 4 von oben nach unten ab, wird am Gehäuseboden gesammelt, und schließlich durch den Auslass 6 aus dem Filtergehäuse 2 abgleitet. Die Feinfüterstufe 4 unterscheidet sich von der Vorfilterstufe 3 im Wesentlichen darin, dass die Faserfilamente deutlich enger aneinander anliegen und die Poren bzw. Kavitäten wesentlich geringer bzw. kleiner sind. Damit wird der geforderte Abscheidegrad erreicht, allerdings zu dem Preis, dass die darin abgeschiedene Flüssigkeit im Gegensatz zur Vorfilterstufe nur sehr erschwert abfließen kann. Dies ist insbesondere dann problematisch, wenn es sich um viskose Flüssigkeiten handelt.

Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemäße Filtereinrichtung zur Abtrennung von in Tröpfchenform vorliegenden Flüssigkeiten aus einem gasförmigen Stoffstrom, umfassend ein Filtergehäuse 2, in dem zumindest ein Filtermedium 3, 4 angeordnet ist. Das bevorzugt zylindermantelförmig ausgebildete Filtergehäuse 2 weist ebenfalls einen Einlass 1 und einen Auslass 5 auf, wobei der Stoffstrom des zu filternden Gases durch einen Pfeil Richtung Einlass 1 angedeutet ist. Das gefilterte Gas wird durch einen aus der Filtereinrichtung ragenden Pfeil am Auslass 5 angedeutet. Einlass 1 und Auslass 5 können als Stutzen ausgebildet sein. Im vorliegenden Fall ist ein Vorfilter vorgesehen, welches ein Filtermedium 3 aufweist. Der Stoffstrom strömt zunächst durch den Vorfilter und das Filtermedium 3 des Vorfilters und wird dabei bereits grob vorgefiltert. Anschließend strömt der Stoffstrom in das Filtermedium 4, welches ein Fasergewirk aus einem Faserstoff umfasst. Bei diesem Filtermedium 4 handelt es sich um eine Feinfilterstufe oder ein Feinfilter. Vorfilter 3 und Filtermedium 4 sind beide bevorzugt zylindermantelförmig ausgebildet. 8

Zur Erzielung des erfindungsgemäßen Effekts ist nunmehr die Heizvomchtung mit Heizelementen 7 vorgesehen ist, wobei die Heizelemente das Filtermedium 4 zumindest bereichsweise umgeben. Die Heizelemente 7 sind im wesentlichen zylindermantelförmig ausgebildet, wobei ein Heizelement 7 das Filtermedium 4 an der Innenseite und ein Heizelement das Filtermedium 4 an der Außenseite umgibt. Die beiden Heizelemente 7 erstrecken sich entlang der vertikalen Ausdehnung um das Filtermedium 4 erstreckt, wobei die Erstreckung der Heizelemente 7 sich nur bereichsweise und in der unteren Hälfte der vertikalen Ausdehnung des Filtermediums 4 erstreckt. Die Heizelemente 7 erstrecken sich etwa vom unteren Ende der vertikalen Ausdehnung des Filtermediums 4 bis zu etwa 30 % der vertikalen Ausdehnung des Filtermediums 4.

Der gasförmige Stoffstrom tritt auch in diesem Beispiel von oben durch den als Eintrittstutzen ausgebildeten Einlass 1 in das Filtergehäuse 2 ein. In der Vorfilterstufe 3 erfolgt eine Grobabscheidung der Flüssigfraktion und in der anschließenden Feinfilterstufe 4 die restliche Abscheidung auf den geforderten Reinheitsgrad des gefilterten Gasstromes. Nach der Filterung tritt der gasförmige Stoffstrom durch den Auslass in Form eines Stutzens 5 aus dem Filtergehäuse 2 aus. Die abgeschiedene Flüssigkeit fließt in den Filtermedien 3, 4 von oben nach unten ab, wird am Gehäuseboden gesammelt, und schließlich durch den Auslass 6 aus dem Filtergehäuse 2 abgleitet. Die Feinfilterstufe 4 unterscheidet sich von der Vorfilterstufe 3 im Wesentlichen darin, dass die Faserfilamente deutlich enger aneinander anliegen und die Poren bzw. Kavitäten wesentlich geringer sind. Durch Heizen der Heizelemente 7 wird die Viskosität der abgeschiedenen Flüssigkeit erhöht, die Flüssigkeit damit fließfähiger. Die Flüssigkeit sammelt sich daher rascher am Auslass 6 und kann abgelassen werden.

In den Beispielen der Fig. 3 und Fig. 4 sind dieselben Bauteile mit denselben Bezugszeichen wie in Fig. 2 versehen, sodas s auf die Beschreibung zu Fig. 2 verwiesen weiden kann. In Fig. 3 ist zusätzlich zum Beispiel der Fig. 2 ein Heizelement 8 vorgesehen, das sich über die gesamte vertikale Ausdehnung des Filtermediums 4 erstreckt. Das Heizelement 8 ist dabei aber nur an der Innenseite des Filtermediums 4 über die gesamte Länge ausgebildet, während das Heizelement 7 auf der Innen- und Außenseite des Filtermediums 4 sich nur entlang des unteren Abschnitts erstreckt. Wie auch beim Ausführungsbeispiel der Fig. 3 kann die Beheizung entweder innenseitig, außenseitig oder beidseitig erfolgen.

In Fig. 4 ist ergänzend zu den bereits zu Fig. 2 und 3 beschriebenen Bauteilen noch eine Innenbeschichtung oder die Innenverkleidung 9 des Filtergehäuses 2 zur Wärmeisolierung gezeigt. Diese wärmeisolierende Schicht 9 kann entweder fest mit dem Gehäuse, z.B. in Form einer Beschichtung, oder einer Verklebung verbunden, oder relativ lose eingebracht oder lose verbunden sein. 9 9 24^2012 ΙΙ^ϋϋΜί

Allen Beispielen gemeinsam ist, dass vorgesehen sein kann, dass die Temperatur über die Heizleistung eingestellt und geregelt wird beispielsweise in Abhängigkeit vom Druckverlust des Filtersystems. In diesem Fall wäre vorgesehen, dass der Druckabfall am Filtersystem gemessen und mit einem vom Betriebszustand der Apparatur oder der Anlage, für die das Filtersystem eingesetzt ist, abhängigen Sollwert verglichen wird. In Abhängigkeit von der Abweichung des aktuellen Druckabfalles am Filtersystem vom Sollwert sowie vom ebenfalls gemessenen Temperatumiveau der beheizten Zone wird eine neue Sollwerttemperatur berechnet, auf die die Temperatur im Weiteren eingeregelt wird. Der Sollwert für diese Temperatur ist unter anderem, wie bereits angeführt, von den chemischen und physikalischen Eigenschaften der Flüssigkeit sowie von konstruktiven und materialtechnischen Parametern des Filtersystems und von der Einsatzzeit des Filters abhängig.

Der Regelsinn ist sinnvollerweise so, dass bei einem gegenüber dem (Druckverlust-) Sollwert zu hohem Druckabfall über dem Filtersystem, die Temperatur angehoben und im umgekehrten Fall abgesenkt wird. Neben dieser partiellen und kontinuierlichen Beheizung eines kleinen und speziellen Bereiches der Feinfilterstufe wird darüber hinaus erfindungsgemäß vorgeschlagen, die gesamte Feinfilterstufe auf eine definierte Temperatur gezielt zu beheizen, wenn die Apparatur oder die Anlage, für die die Filtereinrichtung eingesetzt wird, nicht in Betrieb ist.

Die meisten dieser Anlagen sind nämlich nicht durchgehend in Betrieb sondern laufen zeitlich getaktet, nur während eines Teiles der zur Verfügung stehenden Zeit. Zwischendurch steht die Anlage still und das Filtersystem wird nicht durchströmt. Für diese Zeit kann vorgesehen sein, dass die gesamte Feinfilterstufe auf die beschriebene Temperatur erwärmt bzw. erhitzt wird, sodass die im gesamten Feinfiltermedium angesammelte Flüssigkeit rasch abfließen und sich die Filtereinrichtung während der Stillstands Zeit der Anlage regenerieren kann. Auch hier wird nur sehr wenig Heizenergie benötigt, da kein Gasstrom zusätzlich zum Filtermedium 4 aufgeheizt werden muss. Die Beheizung selbst erfolgt dabei in allen Fällen durch Heizdrähte, Heizbänder oder korbartige Heizelemente 7, sodass der Gasstrom senkrecht durch die beheizten Filteibereiche nicht nennenswert behindert wird.

Um konvektive und wärmeleitungsbedingte Verluste zu vermeiden, und die Heizleistung weiter zu minimieren, wird zusätzlich erfindungsgemäß vorgeschlagen, das Innengehäuse der Filtereinrichtung mit einer wärmeisolierenden Schicht 9 auszukleiden. Dies ist für jene Anwendungsfälle, wo der zu filternde Gasstrom bereits eine höhere Temperatur als die

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Umgebung aufweist, bereits per se ein Vorteil, unabhängig von der oben beschriebenen Beheizungsmethode.

Die Fig. 2 ist die partielle Beheizung des unteren Teiles der Feinfilterstufe dargestellt. Heizelemente 7 sind dabei an der Innen- und Außen-Seite des unteren Teiles der Feinfilterstufe angebracht, in vielen Fällen ist jedoch eine einseitige Beheizung bereits ausreichend.

Zur Steigerung der Wirtschaftlichkeit sowie zur Verbesserung des Handlings wird weiters optional vorgeschlagen, die Regelung und Steuerung der partiellen Filterbeheizung in eine übergreifende Anlagensteuerung zu integrieren, sodass ein gezieltes, anlagenspezifisches Wärme-Management für die Filtereinrichtung sowie auch eine Systemkontrolle und Zustands-Visualisierung zusammen den übrigen Anlagenparametem erfolgen kann.

Claims

Patentansprüche 1. Filtereinrichtung zur Abtrennung von in Tröpfchenform vorliegenden Flüssigkeiten aus einem gasförmigen Stoffstrom, umfassend ein Filtergehäuse (2), in dem zumindest ein Filtermedium (3, 4) angeordnet ist, wobei das Filtergehäuse (2) einen Einlass (1) und einen Auslass (5) aufweist, wobei das Filtermedium (4) ein Fasergewirk aus einem Faserstoff umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass eine Heizvorrichtung mit wenigstens einem Heizelement (7, 8) vorgesehen ist, wobei das Heizelement (7, 8) das Filtermedium (4) zumindest bereichs weise umgibt.
2. Filtereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtergehäuse (2) insbesondere im Bereich des Filtermediums (4) eine wärmeisolierende Innenbeschichtung (9) oder Innenauskleidung aufweist.
3. Filtereinrichtung zur Abtrennung von in Tröpfchenform vorliegenden Flüssigkeiten aus einem gasförmigen Stoffstrom, umfassend ein Filtergehäuse (2), in dem zumindest ein Filtermedium (3, 4) angeordnet ist, wobei das Filtergehäuse (2) einen Einlass (1) und einen Auslass (5) aufweist, wobei das Filtermedium (3, 4) ein Fasergewirk aus einem Faserstoff umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtergehäuse (2) insbesondere im Bereich des Filtermediums (4) eine wärmeisolierende Innenbeschichtung (9) oder Innenauskleidung aufweist.
4. Filtereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Heizvorrichtung mit wenigstens einem Heizelement (7, 8) vorgesehen ist, wobei das Heizelement (7,8) das Filtermedium (4) zumindest bereichsweise umgibt.
5. Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Regeleinrichtung oder eine Steuereinrichtung, welche mit der Heizvorrichtung und wenigstens einem Sensor verbunden ist und welche derart ausgebildet ist, dass die Heizleistung der Heizeinrichtung bei Abweichung einer Istgröße, die vom Sensor ermittelt wird, von einer, vorzugsweise vorgebbaren, Sollgröße erhöht oder erniedrigt.
6. Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine Temperaturmesseinrichtung, mit welcher im Betriebszustand die Temperatur am Filtermedium messbar ist.
7. Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Heizelement (7, 8) im Wesentlichen entlang der vertikalen Ausdehnung um das

Filtennedium (4) erstreckt, wobei die Erstreckung wenigstens eines Heizelementes (7) sich nur bereichsweise und in der unteren Hälfte der vertikalen Ausdehnung des Filtermediums (4) erstreckt.
8. Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Drucksensor vorgesehen ist, der mit der Steuer- oder Regeleinrichtung verbunden ist und mit welchem der Druckabfall durch das Filtermedium bestimmbar ist, wobei die Heizleistung des Heizelements (7, 8) bei Druckabfall erhöht und bei Eiruckanstieg erniedrigt wird.
9. Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung in Abhängigkeit von Anlagenparametem, insbesondere ausgewählt aus der Gruppe Stillstandszeit, vorangegangene Laufzeit, Abweichung des Filterdruckabfalles vom Sollwert in der vorangegangenen Betriebsphase und Kombinationen darauf, gesteuert oder geregelt wird.
10. Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung oder Regeleinrichtung mit einer Visualisierungseinheit verbunden ist, wobei der Betriebszustand und/oder die Zustandsdiagnose der Filtereinrichtung auf der Visualisierungseinheit anzeigbar sind.