AT514220A2 - Absaugeinrichtung für Schadstoffe enthaltendes Abgas - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Absaugeinrichtung für Schadstoffe enthaltendesAbgas. Bei der erfindungsgemäßen Absaugeinrichtung wird Schadstoffe enthaltendesRohgas mittels eines Verdichters aus der Umgebung in die Absaugeinrichtungangesaugt. Das angesaugte Rohgas wird mit zugeführtem Filterhilfsmitteldurch eine Filterkammer geführt ist, wobei sich Filterhilfsmittel undzu separierende Bestandteile aus dem Rohgas an der Inneren Wandung derFilterkammer oder einem in der Filterkammer angeordneten Filter anlagern.ln Abständen werden Filterhilfsmittel und separierte Bestandteile aus demangesaugten Rohgas von der Inneren Wandung der Filterkammer abgelöstund gelangen in einen Zwischensammelbehälter, an den eineRückführleitung für Filterhilfsmittel angeschlossen ist, über die Filterhilfsmittelaus dem Zwischensammelbehälter in die Filterkammer rückgeführt werdenkann. An der Zwischensammelkammer ist eine zweite Leitung, die zu einemSammelbehälter geführt Ist, angeschlossen. Über diese zweite Leitung kannnicht mehr nutzbares Filterhilfsmittel und aus dem Rohgas separierte Bestandteileaus der Zwischensammelkammer in die verschlossene und als ganzesaustauschbare Sammelkammer geführt werden.

Description

16/04 2014 MI 16!08 FAX 00423 265 33 01 PPR AG ÖPA 0004/014 ♦ · · · « · * · ♦ ··· · • · · · 1 UIT AG, Dr.-Ing. Christian Jakschik 138P1026

Absaueeinrlchtune für Schadstoffe enthaltendes Abeas

Oie Erfindung betrifft eine Absaugeinrichtung für Schadstoffe enthaltendes Abgas. Sie kann besonders bevorzugt bei der trennenden oder mit einem 5 Werkstoffabtrag verbundenen thermischen Bearbeitung, wie dies beispiels weise eine Laserbearbeitung an Bauteilen ist, eingesetzt werden. Ganz besonders geeignet ist ein Einsatz bei der Bearbeitung von polymeren Werkstoffen, aus denen Bauteile gebildet oder damit beschichtet sein können. 10 Dabei wird Üblicherweise abgesaugtes Abgas durch ein Filterelement geführt und es erfolgt dabei eine Filtration. Üblicherweise durchströmt aus der Umgebung abgesaugtes Abgas mindestens ein Filterelement, in dem ein geeignetes Filtermedium enthalten ist. Im Fil-15 termedium werden insbesondere Partikel aber auch andere Komponenten, wie z.B. Öle zurück gehalten und das Filtermedium wird damit beladen oder es setzen sich zu separierende Bestandteile an der Oberfläche eines Filters 16/04/2014 16:12 2/11 Nr. : R061 P.004/014 16/04 2014 MI 16:08 FAX 00423 265 33 01 PPR AG -*-*-* ÖPA 0005/014

2 oder Filterelementes ab. Besonders kritisch sind Stoffe oder Partikel die klebende Eigenschaften aufweisen und daher an Oberflächen und hier auch an der Oberfläche eines Filterelements anhaften, was zu einer Verschlechterung der Funktion einer solchen Filtervorrichtung während des Betriebs führt, da 5 sich nur ein begrenztes Ansetzen von zu separierenden Bestandteilen und eines Filterhilfsmittels an Oberflächen ausnutzen lässt. Bereits nach einer bestimmten Betriebszelt sind die Oberflächen von Filterelementen so beladen, dass keine weitere Anhaftung und somit keine weitere Separation mehr möglich sind und demzufolge die Filtrationswirkung stark abfällt. 10

Aus diesem Grund werden die so beladenen Oberflächen ln mehr oder weniger großen Zeltabständen von Anhaftungen befreit. Dabei kann ausgenutzt werden, dass Partikel oder andere auszufilternde Abgasbestandteile nicht sehr fest an der Oberfläche infolge des eingesetzten Filterhilfsmittels anhaften 15 und es möglich ist, diese Anhaftungen von der Oberfläche zu entfernen, so dass die Filterwirkung wieder hergestellt werden kann. Die Anhaftungen können dabei bevorzugt pneumatisch entfernt werden.

Filterhilfsmittel wird üblicherweise dem angesaugten Rohgas zugeführt und es 20 kann dabei die Anhaftung von aus dem Rohgas zu separierenden Bestandtei len auf Oberflächen eines Filterelements verbessern helfen. Da während des Einsatzes die Wirkung eines Filterhilfsmittels nachlässt bzw. auch ein Verbrauch auftrftt, kann eine Zudosierung von Filterhilfsmittel erfolgen. 25 Bel der Entfernung von Anhaftungen werden nicht nur separierte Bestandteile des Abgases aus einem Filterelement entfernt. Es wird auch ein Teil des Fil-terhilfsmittels entfernt. Dieser Teil kann aus Kostengründen im Kreislauf rückgeführt und für die weitere Filtration erneut genutzt werden. Bevorzugt erfolgt die Rückführung mittels Ansaugen aus einem Sammelbehälter. Dabei 30 wird Üblicherweise im Batchbetrieb gearbeitet.

Nach einer gewissen Nutzungsdauer verliert das Filterhilfsmittel seine Wirkung oder seine Wirkung wird erheblich reduziert, so dass eine Entfernung des nicht mehr nutzbaren Filterhilfsmittels sowie aus dem Abgas separierter 35 Bestandteile erforderlich Ist. Hierfür ist eine Entfernung des Sammelbehälters mit darin enthaltenem nicht mehr nutzbarem Filterhilfsmittel sowie bereits 16/04/2014 16:12 3/11 Nr.: R061 P.005/014 16/04 2014 KI 16:08 FAX 00423 265 33 01 PPR AG — ÖPA 0006/014 ·· ·· ·· ···· · ···· ·····« ··· · • · · · « · · · ······ · · ····· » · · · ·· ·· ···· ♦ ··« ·· 3 separierten Bestandteilen aus der Vorrichtung erforderlich. Dies gestaltet sich jedoch aufwändig und stellt eine Gefahrenquelle dar, da Kontaminationen vorliegen können, die zu einer Gesundheitsbeeinträchtigung führen können. Außerdem bereitet diese Entfernung Probleme wegen der klebenden und 5 haftenden im Sammelbehälter enthaltenden Bestandteile.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, die Handhabung und Sicherheit von Vorrichtungen zur Absaugung und Reinigung von Abgasen zu erleichtern und zu erhöhen. 10

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer Absaugeinrichtung, die die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist, gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung können mit in untergeordneten Ansprüchen bezeichneten Merkmalen realisiert werden. 15

Die erfindungsgemäße Absaugeinrichtung Ist dabei so ausgebildet, dass Schadstoffe enthaltendes Rohgas mittels eines Verdichters aus der Umgebung angesaugt und einer Filterkammer zugeführt wird. Dem Rohgas wird bevorzugt vor der Filterkammer Filterhilfsmittel zugegeben. Dabei lagern sich an der 20 Oberfläche der Filterkammer, also an deren inneren Wänden oder an der

Oberfläche eines in der Filterkammer angeordneten Filters Fllterhllfsmlttel und zu separierende Bestandteile aus dem Rohgas an und haften daran.

In mehr oder weniger großen Zeitabständen wird die so beladene innere 25 Wandung der Filterkammer oder ein Filter von diesen Anhaftungen befreit und es erfolgt eine Entleerung in eine Zwischensammelkammer. Dabei können anhaftende Bestandteile vom Filterhilfsmittel entfernt/abgetrennt werden, so dass diese dann lose in der Zwischensammelkammer neben Filterhilfsmittel enthalten sind. 30

Durch ein Öffnen einer Rückführleitung kann Filterhilfsmittel aus der Zwl-schensammelkammer, die vorteilhaft vertikal unterhalb der Filterkammer angeordnet ist, in die Filterkammer rückgeführt werden, so dass eine mehrfache Nutzung des Fllterhllfsmittels erreichbar ist. Die Förderung des Filter-35 hilfsmittels aus der Zwischensammelkammer in die Filterkammer kann vor teilhaft mittels Unterdrück erfolgen. Dabei kann wieder der Verdichter der 16/04/2014 16:13 4/11 Nr.: R061 P.006/014 16/04 2014 MI 16:09 FAX 00423 265 33 01 FFR AG -·-»-> ÖPA 0007/014 ·· ·♦ ♦· ···· Φ «··· ··»«·· ft · · · • ft · · · · · · ······ · · • ft · · ft · · · · ·· ft· ♦·♦· · ··· ·· 4

AbsaugelnrIchtung genutzt werden, Indem bestimmte Ventile entsprechend geöffnet bzw. geschlossen werden.

Nach einer vorgebbaren Nutzungsdauer, einer vorgebbaren Anzahl von 5 Rückfahrzyklen des Filterhilfsmittels oder bei Feststellung des Verlusts an aus reichender Wirkung des Filterhilfemittels werden Filterhilfemittel und aus dem Rohgas separierte Bestandteile über eine zweite Leitung, die an den Zwischensammelbehälter angeschlossen ist, in eine gesonderte Sammelkammer gefördert und verbleiben darin. Die Sammelkammer sollte dabei so verschlos-10 sen sein, dass ein unerwünschter Austritt an Filterhilfsmittel und separierten

Bestandteilen bzw. ein Zugriff darauf nicht möglich ist. Die Sammelkammer kann In gefülltem Zustand gegen eine leere Sammelkammer ausgetauscht werden. Eine entfernte volle Sammelkammer kann entweder einer geeigneten gefahrlosen Entsorgung zugeführt oder zu dem Hersteller rückgeführt 15 werden, der den Inhalt gefahrlos entsorgen und die wieder entleerte Sam melkammer einer erneuten Nutzung zuführen kann.

Eine Sammelkammer sollte so verschlossen sein, dass ein unbefugtes Offnen verhindert bzw. jedoch erheblich erschwert ist. Hierfür können beispielsweise 20 Spezialschlüssel oder -Werkzeuge erforderlich sein.

Als Filterhilfemittel können bereits herkömmlich genutzte, wie z.B. Alumini-um-Slllkat-Gemlsche oder Trass eingesetzt werden. 25 Die Führung und Rückführung von Filterhilfsmittel kann vorteilhaft durch Un terdrück erfolgen. Dabei können Ventile geöffnet und geschlossen werden, so dass die Rückführleitung aus dem Zwischensammelbehälter ansaugseitig mit dem Verdichter der Absaugeinrichtung verbunden wird, wenn eine Rückführung erfolgen soll. Es kann dabei das Venturi-Prlnzip genutzt werden. Sinnge-30 maß kann dies auch bei Überführung von Filterhilfsmittel mit separierten Be standteilen aus dem Zwischensammelbehälter In den Sammelbehälter durch die zweite Leitung erreicht werden. Dabei sollte die Luftströmung so beeinflusst werden, dass zu einem Zeitpunkt nur eine Förderung aus dem Zwischensammelbehälter in die Filterkammer oder in die Sammelkammer mög-35 lieh Ist. 16/04/2014 16:13 5/11 Nr.: R061 P.007/014 16/04 2014 MI 16:09 FAX 00423 265 33 01 PPR AG ÖPA 0008/014 ·· ·· ·· ···· · ···· ·#»«·· ··· · • · · · · t · · ······ · · ' ····« ♦ ♦ · ♦ ·· ·· ···· · ··· ·· 5

Eine Filterkammer kann als Schwebstofffllter ausgebildet sein. Es kann/können auch eine oder zwei Filterpatrone(n) als Filter in einer Filterkammer eingesetzt werden, in die das Rohgas eingeführt und an deren Wandung das Absetzen und Anhaften von Filterhilfsmittel und zu separierenden 5 Bestandteilen erfolgt.

Das Ablösen von Filterhilfsmittel und separierten Bestandteilen von der inneren Wandung der Filterkammer oder einem Filter kann vorteilhaft mittels pneumatischem Druckstoß erfolgen. Ein solcher Druckstoß sollte In entgegen- 10 gesetzter Richtung, in Bezug zur Strömungsrichtung des Rohgases in die Filter kammer geführt werden. Der Einsatz solcher Druckstöße bei der Filtration ist bisher durchaus üblich, so dass hierfür auf Bekanntes zurück gegriffen werden kann. 15 Eine Filterhilfsstoffdosiereinrichtung kann an die Rückführleitung, den Einlass für Rohgas und/oder die Filterkammer angeschlossen sein. Bei der Zuführung an Filterhilfsmittel in das angesaugte Rohgas kann die jeweilige Menge in Abhängigkeit des angesaugten Volumenstroms an Rohgas geregelt werden. 20 Im Anschluss an eine Einlasseinrichtung für das Rohgas in die Absaugeinrich tung kann ein Vorabscheider für größere im Rohgas enthaltene Partikel und wiederum im Anschluss daran kann eine Filterhilfsmitteldosierung, mit der Filterhilfsmittel dem Rohgas zuführbar Ist, angeordnet sein. 25 Aus der Filterkammer austretendes vorgereinigtes Abgas kann mindestens einer weiteren Speicherfilterstufe zugeführt werden. Hierfür können ein oder mehrere Filter eingesetzt werden, die beispielsweise mit Aktivkohle als Filtermedium gefüllt sind. Mehrere Filter können dabei in Strömungsrichtung in einer Reihenanordnung genutzt werden. 30

Nachfolgend soll die Erfindung beispielhaft näher erläutert werden.

Dabei zeigt: 35 Figur 1 in schematischer Darstellung ein Beispiel einer erfindungs gemäßen Absaugeinrichtung. 6/11 16/04/2014 16:13

Nr.: R061 P.008/014 16/04 2014 HI 16:09 FAX 00423 265 33 01 PPR A$ -»-·-* ÖPA 121009/014

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Das gezeigte Beispiel ist mit drei Modulen gebildet. Dabei enthält der hier links dargestellte Modul den Verdichter 4, mit dem Rohgas aus der Umgebung angesaugt wird. Das Rohgas gelangt über die Öffnung 6 in das hier rechts dar-5 gestellte Modul. In dem Modul Ist ein Vorabscheider für größere Partikel vor handen, die gravitationskraftbedingt aus dem Rohgas separiert werden.

Dem Rohgas wird über eine nicht dargestellte Dosiereinrichtung Filterhilfsmittel zugegeben und es strömt so in die Filterkammer 1, die hier im mittleren 10 dargestellten Modul unter gebracht ist. In der Filterkammer 1 sind zwei Filter patronen l.l und 1.2 vorhanden in die das Rohgas mit Filterhilfsmittel und weiteren zu separierenden Bestandteilen eingeführt wird. An den inneren Wandungen lagern sich Filterhilfsmittel und zu separierende Bestandteile aus dem Rohgas an und haften daran. Dies betrifft besonders Bestandteile des 15 Rohgases, die klebende Eigenschaften aufweisen und sich dadurch gemein sam mit dem Filterhilfsmittel auf der Oberfläche anhaften können.

Vertikal unterhalb der Filterkammer 1 ist eine Zwischensammelkammer 2 angeordnet, in die Partikel aus dem Rohgas aber insbesondere auch von den 20 Wandungen in der Filterkammer 1 abgelöstes Filterhilfsmittel und dort weite re separierte Bestandteile aus dem Rohgas zwischengelagert werden können.

Filterhilfsmittel mit separierten Bestandteilen aus dem Rohgas werden in zeitlichen Abständen von Wandungen der Filterkammer 1 und/oder der Fllterpat-25 ronen 1.1 und 1.2 abgelöst und fallen dann in den Zwischensammelbehälter 2.

Ebenfalls bevorzugt in zeitlichen Abständen kann Filterhilfsmittel aus der Zwi-schensammelkammer 2 Uber die Rückführleitung 2.1 in die Filterkammer 1 zurück und einer erneuten Nutzung zugeführt werden. Das so rückgeführte 30 Filterhilfsmittel kann neuem Rohgas zugemischt und erneut genutzt werden, wie dies bereits beschrieben worden ist. Es ist dabei eine mehrfache Nutzung des Filterhilfsmittels erreichbar.

Da aber die Wirkung des Filterhilfsmittels dabei nach mehreren Nutzungszyk-35 len nachlässt bzw. vollständig verloren gehen kann, ist eine Ausschleusung an verbrauchtem Filterhilfsmittel, die mit einer Entfernung von bereits separier- 16/04/2014 16:14 7/11 Nr.: R061 P.009/014 MI 16*10 FAX 00423 265 33 01 PPR AS ÖPA 0010/014

7 ten Bestandteilen aus dem Rohgas einher gehen kann, erforderlich.

Ist ein solcher Zeitpunkt bzw. Zustand erreicht, wird die zweite Leitung 2.2 geöffnet, so dass Filterhilfsmittel und bereits separierte Bestandteile aus der Zwischensammelkammer 2 entleert und In die Sammelkammer 3 überführt werden kann. Dabei ist dann die Rückführleitung 2.1 geschlossen. Die Überführung des Filterhilfsmittels mit bereits separierten Bestandteilen aus der Zwischensammelkammer 2 in die Sammelkammer 3 erfolgt mittels Unterdrück, der mittels des Verdichters 4 erzeugt und der bei entsprechender Ansteuerung von Ventilen entsprechend ausgenutzt werden kann.

Ist die Sammelkammer 3 gefüllt, was nach mehreren durchzuführenden Zyklen zwischen Zwischensammelkammer 2 und Sammelkammer 3, der Fall sein kann, kann die Sammelkammer 3 aus der Absaugeinrichtung heraus genommen und durch eine neue leere Sammelkammer 3 ersetzt werden. Öffnungen an einer Sammelkammer 3 sollten zumindest während des Transports verschlossen gehalten sein. Vorteilhaft können hierfür an Öffnungen Rückschlagventile oder analog wirkende Verschlusselemente vorhanden sein, mit denen ein ungewollter Austritt an Filterhilfsmittel und aus dem Rohgas separierten. Insbesondere den klebrigen Bestandteilen, vermieden werden kann.

Bei dem gezeigten Beispiel kann bereits vorgereinigtes Rohgas aus der Filterkammer 1 über weitere Filterstufen 5 geführt werden, mit denen weitere Bestandteile oder Komponenten aus dem Rohgas separiert werden können. Bei diesem Beispiel sind es vier Filterelemente, die übereinander angeordnet sind und nacheinander durchströmt werden, in Jedem Filterelement ist Aktivkohle enthalten, an dessen Oberfläche eine Absorption erfolgen kann. 16/04/2014 16:14 8/11 Nr.: R061 P.010/014

Claims (8)

16/04 2014 HI 16il0 FAX 00423 265 33 01 PPR AG ÖPA 0011/014 5 10 15 20 25 ULTAG 138P1026 ·· ·· ·· ♦ ··· · ···· ······ · ·· · ···· · · · · ······ · t I · · · I · ··· ·« ·· ·«·· · ·*« ·· 8 Patentansprüche 1. Absaugeinrichtung für Schadstoffe enthaltendes Abgas, bei der Schadstoffe enthaltendes Rohgas mittels eines Verdichters (4) aus der Umgebung in die Absaugelnrlchtung ansaugbar ist und das angesaugte Rohgas mit zugeführtem Filterhilfsmittel durch eine Filterkammer (1) führbar ist, wobei sich Filterhilfsmittel und zu separierende Bestandteile aus dem Rohgas an der Inneren Wandung der Filterkammer (1) oder einem In der Filterkammer (1) angeordneten Filter anlagern; wobei in Abständen Filterhilfsmittel und separierte Bestandteile aus dem angesaugten Rohgas von der inneren Wandung der Filterkammer (1) abgelöst werden und In einen Zwischensammelbehälter (2) gelangen, an den eine Rückführleitung (2.1) für Fllterhilfsmittel angeschlossen ist, über die Filterhilfemittel aus dem Zwischensammelbehälter (2) in die Filterkammer (1) rückführbar Ist, und an der Zwischensammelkammer (2) eine zweite Leitung (2.2), die zu einem Sammelbehälter (3) geführt ist, angeschlossen Ist, über die nicht mehr nutzbares Filterhilfsmittel und aus dem Rohgas separierte Bestandteile aus der Zwischensammelkammer (2) in die verschlossene und als ganzes austauschbare Sammelkammer (3) führbar ist.

2. Absaugeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung und Rückführung von Filterhilfsmittel durch Unterdrück erfolgt.

3. Absaugeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterkammer (1) als Schwebstofffilter ausgebildet ist.

4. Absaugeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ablösen von Filterhilfsmittel und separierten Bestandteilen von der inneren Wandung der Filterkammer (1) oder eines Filters mittels pneumatischem Druckstoß erfolgt. 9/11 16/04/2014 16:15 Nr.: R061 P.011/014 30 16/04 2014 MX 16!11 FAX 00423 265 33 01 PPR AG ÖPA 0012/014 5 10 15 «« ·· ·· ···· · ···· ····«· · ·· · • · « « ·· · · ······ · · ····· · »·· ·· ·· ···· · ··· ·· 9

5. Absaugelnrlchtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückführleitung (2.1) und die Leitung (2.2) jeweils einzeln verschließbar sind, wobei zu einem Zeitpunkt jeweils nur eine der beiden Leitungen (2.1 oder 2.2) geöffnet ist.

6. Absaugelnrlchtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Filterhilfsmitteldosiereinrichtung an die Rückführleitung (2.1), den Einlass für Rohgas und/oder die Filterkammer (1) angeschlossen ist.

7. Absaugeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Anschluss an eine Einlasseinrichtung für das Rohgas ein Vorabscheider für größere im Rohgas enthaltene Partikel und im Anschluss daran eine Filterhilfsmitteldosierung, mit der Fll-terhilfsmlttel dem Rohgas zuführbar ist, angeordnet sind.

8. Absaugeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dass aus der Filterkammer (1) austretendes vorgereinigtes Abgas mindestens einer Speicherfilterstufe (5) zuführbar ist. 10/11 16/04/2014 16:15 Nr. : R061 P.012/014