DE102007046891B4

DE102007046891B4 - Filtermodul und modulares Filtersystem

Info

Publication number: DE102007046891B4
Application number: DE200710046891
Authority: DE
Inventors: Falco-D.F. Riemer; Martin C. Riemer
Original assignee: ILT IND und LUFTFILTERTECHNIK GmbH; ILT INDUSTRIE- und LUFTFILTERTECHNIK GmbH
Current assignee: ILT IND und LUFTFILTERTECHNIK GmbH; ILT INDUSTRIE- und LUFTFILTERTECHNIK GmbH
Priority date: 2007-09-28
Filing date: 2007-09-28
Publication date: 2014-04-30
Anticipated expiration: 2027-09-29
Also published as: DE102007046891A1

Abstract

Filtermodul (1) für ein modular aufgebautes Filtergerät zum Filtern von Partikeln aus einer Medienströmung, mit einem kubischen Tragskelett, dass eine Medieneintrittsöffnung zum Einleiten der Strömung des ungefilterten Mediums und einer Medienaustrittsöffnung zum Ausleiten der Strömung des gefilterten Mediums, wobei das Filtermodul (1) ein Filtersystems enthält, das von zumindest einem Filtereinsatz (2) gebildet ist, der in einem Winkel zur Strömungsrichtung in einem Strömungskanal im Filtermodul (1) angeordnet und in einem Schienensystem im Tragskelett gehalten ist, wobei das Schienensystem von zumindest einer oberen und zumindest einer unteren Querschiene (3) gebildet ist und die Querschienen (3) in Haltevorrichtungen des Tragskeletts derart gehalten sind, dass die Querschienen (3) in Strömungsrichtung verschieb- oder versetzbar sind, wobei die Haltevorrichtung von paarweise in Strömungsquerrichtung längs der zur Strömungsrichtung parallelen oberen und unteren Kanten des Rahmenmoduls gegenüberliegenden Halteelementen gebildet ist, in die die Querschienen (3) derart einsteckbar sind, dass wenigstens ein vorderer Rand und ein hinterer Rand der Halteelemente die jeweilige Querschiene (3) in Strömungsrichtung festlegt, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Paaren von Haltelementen, zumindest aber drei Paare von drei Halteelementen vorgesehen sind, wobei die Halteelemente von Einstecklöchern (4) in zur Strömungsrichtung parallel angeordneten, oberen und unteren Tragleisten des Tragskeletts gebildet sind, die in den beiden gegenüberliegenden Seitenflächen der gegenüberliegenden oberen oder unteren Tragleisten angeordnet sind oder die Halteelemente von Einsenkungen in den zur Strömungsrichtung parallel angeordneten oberen und unteren Tragleisten (5) des Tragskeletts gebildet sind, die in den beiden gegenüberliegenden Seitenflächen jeweils einer oberen und einer unteren Tragleiste auf einer Seite des Rahmenmoduls angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Filtermodul für ein modular aufgebautes Filtergerät zum Filtern von Partikeln aus einer Medienströmung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Filtersystem, das modular unter Verwendung der Filtermodule aufgebaut werden kann nach dem Oberbegriff des Anspruchs 18.
Filtermodule und -systeme dieser Art sind aus der DE 10 2004 044 268 A1 bekannt. Diese bekannten Filtermodule werden verwendet, um insbesondere Gas- und Luftströme im industriellen Bereich aber auch bei privaten Anwendungen oder in Wohngebäuden bzw. Hotels zu filtern. Hierbei werden Schwebstoffe über mechanische oder elektrische Filter herausgefiltert. Eine besondere Anwendung der bekannten Filtersysteme besteht darin, ölhaltige Bestandteile, wie sie beispielsweise in der industriellen Fertigung in der Luft vorkommen können, aus der Luft herauszufiltern. Diese Filterung geschieht über eine Ionisation der herauszufilternden Partikel, die anschließend über elektrostatische Ablenkung aus dem Luftstrom herausgeleitet werden können.
Die bekannten Filtermodule lassen sich bereits hintereinander schalten, so dass mit einer Art von Modulgehäusen mehrere Filtermodule hintereinander befestigt werden können. In den bekannten Filtermodulen ist ein Tragskelett vorgesehen, dass die Filtereinsätze rechtwinklig zur Durchströmöffnung hält.
Die Filtermodule weisen an ihrer Vorderseite eine Öffnung auf, die mit einem Strömungskanal, der die zu filternde Luft heranführt, verbunden ist. Am rückwärtigen Ende ist ebenfalls eine Öffnung als Austritt vorgesehen, der entweder in das nächste Filtermodul mündet oder mit einer Förderkammer, im Falle einer Gasströmung mit einer Ventilatorkammer, verbunden ist, die den Luftstrom durch das Filtermodul hindurchfördert. Sofern eine externe Strömungserzeugung vorhanden ist, kann natürlich auf die Förderkammer verzichtet werden.
Die einzelnen Filtermodule bestehen im Wesentlichen aus einem Kubus, der von dem Tragskelett, das aus Leisten mit quadratischem oder rechteckigem Querschnitt aufgebaut ist, begrenzt ist. Vorne und hinten werden entsprechende Verkleidungsbleche an das Tragskelett geschraubt, an die die Strömungskanäle anschließbar sind. An den Seiten wird üblicherweise auf einer Seite eine Tür vorgesehen, über die das Innere des Filtermoduls zugänglich ist, etwa um den Filter zu warten oder die Filtereinsätze auszutauschen.
Auf der gegenüberliegenden Seite der Tür ist üblicherweise eine bloße Abdeckung vorgesehen, die auf das Tragskelett aufgeschraubt ist, um das Gehäuse des Filtermoduls luftdicht abzuschließen. Alternativ können sich natürlich weitere Filtermodule nebeneinander befinden, die dann untereinander befestigt sind und entweder alle oder nur teilweise mit einem Zustromkanal verbunden sind. Oft können mehrere Filtermodule hintereinander vorgesehen werden. Lediglich die äußeren Seiten werden über die Seitenwände, die auf das Tragskelett aufgeschraubt sind, abgedeckt. Im oberen und unteren Bereich sind jeweils Bodenelemente bzw. Decken vorgesehen, die ebenfalls mit dem Tragskelett verschraubt sind.
Die gesammelten Schadstoffe werden entweder als Feststoffe in mechanischen Filtern aufgefangen und durch Austausch der Filter entsorgt oder im Falle von flüssigen Elementen im Bereich des Bodens gesammelt und über eine Abflussleitung abgeführt. Alternativ kann der Boden auch wannenartig ausgebildet sein und in geeigneten Abständen entleert werden.
Die Wartungsintervalle, innerhalb derer die Filter gereinigt werden müssen, können durch eine Kombination aus mechanischem und elektrischem Filter, die im Stand der Technik in hintereinander angeordneten Filtermodulen angeordnet sind, verkürzt werden, da der elektrische Filter einen gewissen Teil der Schadstoffe bereits aus dem Medienstrom entfernt und somit die Verschmutzung des mechanischen Filters geringer bleibt. Hierdurch können die Wartungsintervalle des Filtersystems und damit die Kosten des Betriebs der Anlage gesenkt werden.
Ähnliche Filtermodule sind in der EP 0 222 080 A2 und der DE 297 16 128 U1 beschrieben.
Obwohl die bekannten modularen Filtersysteme bereits den leichten Aufbau eines vielfältigen Systems ermöglichen, haben sie doch den Nachteil, dass vergleichsweise viele unterschiedliche Bauelemente benötigt werden, um aus den Tragskeletten der einzelnen Filtermodule den gewünschten Aufbau zu realisieren.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, das modulare Filtersystem derart weiterzuentwickeln, dass die Anzahl der benötigten Bauelemente geringer wird und dennoch ein vielfältig einsetzbares System aufbaubar ist. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein modulares Filtersystem und Filtermodule zu schaffen, die preiswert aufbaubar und flexibel zusammensetzbar sind.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, dass das Filtermodul ein Schienensystem umfasst, das von zumindest einer oberen und zumindest einer unteren Querschiene gebildet ist und dass die Querschienen in Haltevorrichtungen des Tragskeletts derart gehalten sind, dass die Querschienen in Strömungsrichtung verschieb- oder versetzbar sind. Hinsichtlich des Filtersystems wird die Aufgabe durch den Aufbau des modularen Filtersystems anhand der erfindungsgemäßen Filtermodule gelöst.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Filtersystems kann nun bei Verwendung eines einheitlichen Tragskeletts eine Vielzahl von Ausgestaltungen des Filtermoduls realisiert werden. Besonders vorteilhaft ist hierbei die Tatsache, dass die Querschienen zur Aufnahme der Filtereinsätze in verschiedene, dafür vorgesehene Halteaufnahmen eingesetzt werden können.
Die Haltevorrichtungen können im Prinzip beliebig ausgebildet sein, wesentlich ist dabei jedoch die Tatsache, dass sie in der Lage sind, den Filtereinsatz innerhalb des Tragskelettes zu halten. Hierzu ist zunächst dafür Sorge zu tragen, dass die Filtereinsätze in Strömungsrichtung bzw. in entgegen gerichteter Richtung sicher gehalten sind, um dem Strömungswiderstand entgegenwirken zu können. Hier ist eine im wesentlichen formschlüssige Lagerung vorgesehen, in die die Querschienen einsetzbar sind, wobei die Haltevorrichtungen so ausgestaltet sind, dass durch die Seitenbereiche des Filtermoduls die Tragschienen eingesetzt und in den Haltevorrichtungen verankert werden können.
Die in der Seitenfläche angeordnete Tür ist dabei bevorzugt so groß ausgestaltet, dass der Filtereinsatz durch diese Tür in das Filtermodul geschoben werden kann. Dies vermeidet eine aufwändige Zweiteilung und Montage der Teile der Filtereinsätze innerhalb des Filtermoduls und ermöglicht eine leichte und vor allem schnelle Wartung sowie einen einfachen Umbau des Filtersystems zur Anpassung an wechselnde Anforderungen. Insbesondere durch eine weitgehend eingesetzte Gleichteilphilosophie kann nun das für den Umbau erforderliche Material leicht vor Ort gelagert werden, so dass zum Beispiel bei Änderungen der industriellen Fertigungsverfahren schnell aus den vorhandenen Teilen oder wenigen angelieferten Teilen eine leistungsfähigere Anlage aufgebaut werden kann.
Da der Filtereinsatz üblicherweise zur Vermeidung von an den Filtereinsätzen vorbei führenden Leckage-Strömungen die gleichen Außenabmessungen aufweist wie die Innenabmessungen des Innenraums des Filtermoduls, ist es ausreichend, den Filtereinsatz in Strömungsrichtung bzw. die entgegengesetzte Richtung zu lagern, da zum einen in Querrichtung zur Strömungsrichtung ohnehin keine wesentlichen Kräfte auftreten und zum anderen der Filtereinsatz durch die Geometrie des Filtermoduls gehalten ist.
Bevorzugte Ausgestaltungen der Haltevorrichtung sind in die Tragleisten, aus denen das Tragskelett des Filtermoduls aufgebaut ist, eingearbeitet. Dieses Tragskelett wird beispielsweise von hohlprofilförmigen Tragleisten gebildet, die längs aller Kanten des kubischen Filtermoduls angeordnet sind und somit die kubische Form des Moduls vorgeben. Die Tragleisten weisen einen rechteckigen oder quadratischen Querschnitt auf, wobei die Haltevorrichtungen dann durch Vertiefungen in diese Tragleisten eingebracht werden können. Diese Vertiefungen können an den beiden Seiten der Tragleiste vorgesehen sein, die nicht im Kontakt zu einer Außenwand stehen. In die Vertiefung kann dann die Schiene eingesetzt werden.
Fertigungstechnisch günstiger ist es jedoch, wenn die Haltevorrichtungen von Öffnungen von der Tragleiste gebildet sind. Diese Öffnungen sind in derjenigen Fläche der Tragleiste angeordnet, die der gegenüberliegenden Tragleiste, zu der die einzusetzende Querschiene verlaufen soll, zugewandt ist. Die Querschiene kann dann beispielsweise als U-Profil-Schiene ausgebildet sein und in die Öffnungen eingesetzt werden. Um in beide Öffnungen gegenüberliegender Tragleisten eingefädelt werden zu können, kann die Querschiene zunächst vollständig in die Öffnung der ersten Tragleiste eingeschoben werden und dann unter Einfädeln in die Öffnung der gegenüberliegenden Tragleiste wieder ein Stück zurückgezogen werden.
Die Querschiene kann Rastmittel oder sonstige formschlüssige Befestigungsmittel aufweisen, so dass sie in der endgültigen Position gehalten ist. Hierzu kann beispielsweise die Öffnung in der Tragleiste etwas höher ausgebildet sein, und die Querschiene an ihrer Unterseite eine nutartige Einkerbung aufweisen, die in den unteren Rand der Öffnung in Gebrauchsposition einrastet. Da die Querschiene nach Einsetzen des Filtereinsatzes ohnehin nach unten gedrückt ist, kann über diese Verbindung eine formschlüssige, verrutschfreie Lagerung der Querschiene realisiert werden.
Eine andere Ausgestaltung der Haltevorrichtung kann dann verwendet werden, wenn als Tragleisten keine Hohlprofile verwendet werden, sondern Winkelprofile. Diese Winkelprofile können mit ihren beiden Schenkeln, jeweils die Außenwände des Filtermoduls halten, so dass die Querschiene in den Innenbereich des Winkels eingesetzt werden kann. Einprägungen oder eingeschweißte Feststellelemente können verhindern, dass die Querschiene in diesen winkelförmigen Tragleisten längs der Strömungsrichtung verschiebbar ist.
Alternativ kann auch eine Kunststoffleiste eingesetzt werden, die als Spritzgussartikel einfach herstellbar ist und die entsprechenden Einkerbungen bzw. formschlüssig die Querschiene klammernde Elemente enthält. Diese Kunststoffleiste kann ebenfalls in Form eines U-Profils oder auch als flache Leiste ausgebildet sein, wobei die letztgenannte Alternative besonders kostengünstig ist. Zusätzlich kann die Kunststoffleiste verhindern, dass zwischen dem metallischen Filtereinsatz und der Tragleiste auf Grund der Schwingungen des Systems Betriebsgeräusche entstehen.
Um einen möglichst flexiblen Aufbau des Filtermoduls zu realisieren, sollte die Querschiene möglichst an vielen Positionen einsetzbar sein. Um dies zu gewährleisten sind mehrere, bevorzugt eine Vielzahl von Haltevorrichtungen vorgesehen, in die die Querschienen einsetzbar sind. Bei einer beispielhaften Ausgestaltung weist ein Filtermodul 4, 6, 8 oder 10 Haltevorrichtungen auf jeder Seite der Tragleisten auf. Weiterhin sind bevorzugt die Tragleisten so mit den Haltevorrichtungen versehen, dass das Tragskelett in jede Orientierung eingesetzt werden kann und dass dennoch im unteren und/oder oberen Bereich des Tragskeletts die Querschienen eingesetzt werden können.
Bei anwendungstechnischem Bedarf kann es natürlich auch sinnvoll sein, Querschienen von unten nach oben laufen zu lassen, so dass die Ausgestaltung der Tragleisten mit Haltevorrichtungen, die sowohl nach oben als auch zur Seite orientiert sind, zusätzliche Vorteile mit sich bringt. Üblicherweise wird es jedoch ausreichend sein, dass die Querschienen im unteren und oberen Bereich des Filtermoduls vorgesehen sind, wobei die oberen Querschienen sogar entfallen können, wenn die Decke des Filtermoduls entsprechende Halteelemente aufweist.
Die Erfindung stellt sich die wesentliche Aufgabe, die Filtermodule so auszugestalten, dass sie in jede Orientierung und für möglichst viele Einsatzzwecke verwendbar sind. Durch die Anordnung der Mehrzahl von Haltevorrichtungen muss nun bei der Montage des Filtermoduls nicht mehr darauf geachtet werden, wo die Oberseite des Filtermoduls ist. Da die Tragskelette in allen Orientierungen montiert werden können, definiert sich die Unterseite bzw. die Oberseite des Filtermoduls durch die Einbauten, die auf jeden Fall auf Grund der universellen Anordnung der Haltevorrichtungen an der richtigen Position vorgenommen werden können.
In das so aufgebaute Filtermodul kann über die Querschienen ein beliebiger Filtereinsatz realisiert werden. Die Erfindung ermöglicht es jetzt zum Beispiel einen mechanischen und einen elektrostatischen Filter in Reihe zu schalten. Hierzu werden im vorderen Bereich des Filtermoduls Querschienen eingesetzt, die den flachen mechanischen Filter aufnehmen. Der einen größeren Raumbedarf aufweisende elektrische Filter kann dann im hinteren Bereich ebenfalls über Querschienen im Filtermodul montiert werden. Die Stromversorgung mit der für den elektrischen Filter notwendigen Hochspannungszufuhr kann wie auch schon bei den bekannten Filtermodulen, über eine Hochspannungsquelle erfolgen, die in einer Seitenwand, bevorzugt in der Tür des Filtermoduls, vorgesehen ist.
Anstelle der beschriebenen Reihenschaltung können natürlich auch alle anderen Arten von Funktionseinheiten, insbesondere alle Arten von Filtereinsetzen in dem Tragskelett montiert werden. Auch die Strömung beruhigende Gitter, Leitvorrichtungen und ähnliche Elemente können hier Platz finden.
Die Erfindung generalisiert im Rahmen einer optionalen Ausgestaltung der Erfindung das Tragskelett jedoch über die universelle Einsetzbarkeit der Querschienen hinaus durch Verwendung einer größeren Anzahl von Gleichteilen, auch eine Verwendung weitgehender Gleichteile zum Aufbau der im System enthalten Kubus-Elemente ist möglich. So wird das erfindungsgemäße Filtermodul dadurch komplettiert, dass es eine Decke und einen Boden erhält, sowie an den Stellen, an denen kein anderes Filtermodul angrenzt, mit einer Seitenwand verschlossen wird. Diese Seitenwand kann die bereits beschriebene Tür oder auch eine geschlossene Seitenwand sein.
Erfindungsgemäß sind die Befestigungs- und Montageöffnungen, über die die Anbauteile bzw. Seitenwände mit dem Tragskelett verbunden werden, an allen Seiten gleich ausgebildet, so dass auch hier die Ausrichtung des Tragskeletts zunächst für den Aufbau des Filtermoduls nicht vorgenommen werden muss. Hierzu ist nicht unbedingt erforderlich, dass alle Anbauteile die gleichen Öffnungen verwenden, vielmehr sind bei einer Ausgestaltung der Erfindung alle Arten von Öffnungen auf allen Seiten des Filtermoduls vorgesehen, so dass auf jeder Seite entweder ein anderes Tragskelett mit dem Tragskelett des jeweiligen Filtermoduls verbunden werden kann, oder das geforderte Anbauteil befestigt werden kann.
Alternativ können die Module mit zusätzlichen, seitlich angeordneten Modulen auch über eine Schweißverbindung verbunden werden. Hier werden die Längsschienen über durchgehende oder punktförmige Schweißverbindungen miteinander fest verbunden, die im Falle einer späteren Demontage mittels eines Trennschleifers wieder aufgetrennt werden können. Auch (einfacher auftrennbare) Lötverbindungen oder elastische Fugenmassen aus Acryl oder einem sonstigen künstlichen Material können Verwendung finden. Letztlich muss die Verbindung, sofern jeder einzelne Kubus nicht selbst dicht ist, zumindest nach außen hin abdichten und die auftretende mechanische Belastung aufnehmen können, wobei letztere Bedingung auch von separaten Stützbauteilen, wie beispielsweise hängenden Deckenhalterungen oder Längsstreben, erfüllt sein kann.
Wenn die Seitenwand eines Kubus eine Tür aufweist, können beispielsweise auf der einen Seite der Tür in den Befestigungs- und Montageöffnungen ein oder mehrere Scharniere zum Anlenken der Tür an der Tragleiste befestigt werden. Auf der gegenüberliegenden oder auf der angrenzenden Tragleiste, im Abstand zum Scharnier, kann dann eine schlossartige Verriegelung vorgesehen sein, die die Tür während des Betriebes in Position hält. Zum Aufbau einer Seitenwand kann entweder eine blechförmige Seitenwand auf das Tragskelett aufgeschraubt werden.
Alternativ kann aber auch eine Tür als Seitenwand verwendet werden, indem einfach das Schloss derart ausgebildet ist, dass es von innen blockiert werden kann. Wird die Tür beispielsweise durch einen durch außen rückziehbares Klinkenelement entriegelt, kann eine eingedrehte Schraube, die mit einem Teil des Gewindes in den Bewegungsbereich des Klinkenelementes mündet, diese Entriegelungsmöglichkeit festlegen. Auf diese Weise kann eine herkömmliche Tür als Seitenwand verwendet werden, ohne dass sie von außen durch einen Unbefugten geöffnet werden könnte. Zum Entriegeln dieser Tür müsste dann die gegenüberliegende Tür geöffnet werden und das Sperrelement herausgeschraubt werden.
Die Tür kann ferner derart universell aufgebaut sein, dass sie einerseits als einfache Zugangstür ausgebildet ist ohne weitere Bauteile aufzuweisen, andererseits aber auch die Hochfrequenzversorgung für den elektrischen Filter aufnimmt. Hierzu weist die Tür Montagebohrungen auf, über die ein Hochfrequenznetzteil an der Tür befestigt werden kann.
Der besondere Vorteil an dieser universellen Ausgestaltung liegt nicht nur darin, dass nunmehr nur noch die Grundtür auf Lager gehalten werden muss und auf die Lagerung von expliziten Seitenteilen bzw. zwei Türarten verzichtet werden kann, sondern auch darin, dass die beim Kunden bereits vorhandene Tür, bei eventueller Umrüstung der Anlage, ohne Ausbau weiter genutzt werden kann. Soll beispielsweise ein elektrischer Filter nachgerüstet werden, müsste einfach nach Öffnen der Tür dieser Filter in die dann zu positionierenden Querschienen eingeschoben werden und anschließend das Hochfrequenznetzteil an der Tür befestigt werden.
Insbesondere dann, wenn flüssige Bestandteile, wie etwa Öl, über einen elektrostatischen Filter aus dem Medienstrom herausgefiltert werden soll, ist es ratsam, dass dieses Öl ohne äußere Verunreinigung des Gerätes abgeführt werden kann. Im Bereich der Tür kann beispielsweise diese Tür so ausgebildet sein, dass sie im unteren Bereich eine Auffangschiene aufweist, die sich bei geschlossener Tür von der Innenseite der vorderen vertikalen Tragleiste bis zur Innenseite der hinteren vertikalen Tragleiste aufweist. Von dieser Auffangschiene kann die Flüssigkeit dann in einen Sumpf, der von einem wannenartigen Boden gebildet sein kann, geleitet werden, von wo er über eine siphonartige Flüssigkeitsabfuhr dann zur Entsorgung abgeführt werden kann.
Alternativ könnte die Flüssigkeitsauffangschiene in der Tür die Flüssigkeit auch in das Innere der Tragleiste leiten, wobei diese Tragleiste dann jeweils mit dem Abfluss oder mit dem wannenartigen Modulboden in strömungstechnischer Verbindung stehen kann.
Das erfindungsgemäße Filtermodul und das hiermit aufgebaute Filtersystem, zu dem die oben beschriebenen Türen, Seitenwände und sonstige Anbauteile, wie beispielsweise ein ansetzbarer Schwebstofffilter oder eine ansetzbare Förderkammer zur Erzeugung eines den Gasstrom treibenden Unterdruckes, kann auf Grund seiner Modularität nicht nur einfach aufgebaut werden, sondern auch besonders einfach an wechselnde Anforderungen in der Praxis angepasst werden. Auf Grund der Gleichteilphilosophie und der Anordnung der Bohrungs- und Montageöffnungen an identischen Positionen auf allen Seiten des Filtermoduls kann das Filtermodul später ohne Austausch des jeweiligen Tragskelettes ausgebaut werden.
Wird beispielsweise festgestellt, dass die Filterleistung nicht ausreichend ist, weil sich die Menge der zu filternden Luft erhöht hat, kann einfach eine Seitenwand abgenommen werden und an diese Stelle ein weiteres Filtermodul zur Parallelschaltung mehrerer Filter eingesetzt werden. Dies hat den Vorteil, dass die beiden Filter untereinander in Verbindung stehen und so eine große Filterkammer geschaffen werden kann, ohne dass das Tragskelett des bereits vorhandenen Filtermoduls ausgetauscht werden müsste oder dass weitere Bohrungen vorgesehen werden müssen.
Gerade im industriellen Bereich, wo regelmäßig Umbauten vorgenommen werden, kann der Anwender die erforderlichen Bauteile des Modulsystems auf Lager nehmen und so mit einer geringen Anzahl von zu lagernden Gegenständen eine flexible Filteranlage bevorraten, die ohne Nachbestellung kostenintensiver Einzelteile immer wieder den jeweiligen Anwendungszweck angepasst werden kann.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen.
In den Zeichnungen zeigt:
1 ein Tragskelett eines erfindungsgemäßen Filtermoduls mit zwei eingesetzten Querschienen,
2 in vergrößerter Ausgestaltung den Bodenbereich des in 1 dargestellten Tragskeletts mit eingesetzten Querschienen,
3 einen beispielhaften Aufbau eines Filtersystems in einer Explosionsdarstellung,
4 eine perspektivische Darstellung eine Filtergeräts mit einem Filtermodul und einer dahinter angeordneten Förderkammer,
5 die Förderkammer aus 4,
6 das Filtermodul aus 4,
7 das Filterelement aus 4, wobei die Tür keine hochfrequente Spannungsversorgung aufweist und im oberen Bereich ein Schwebstofffilter angeordnet ist,
8 den Schwebstofffilter aus 7,
9 die Förderkammer aus 7,
10 das Filtermodul aus 7 und
11 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Filtermoduls.
In 1 ist ein aus einzelnen Tragleisten 5 aufgebautes Tragskelett mit zwei Querschienen 3 dargestellt, aus dem ein Filtermodul 1 aufgebaut werden kann. In dieses Tragskelett werden in Richtung, die quer zur Strömungsrichtung S verläuft, Filtereinsätze 2 eingesetzt, die in Querschienen 3 gehalten sind.
Da die verschiedenen Einsätze verschiedene Bauräume benötigen, ist erfindungsgemäß die Stelle an der die Querschiene 3 eingesetzt werden kann, möglichst wenig festgelegt. Die dargestellte Ausführungsform zeigt einen ganz besonders kostengünstigen und dennoch sehr flexiblen Anwendungsfall, wobei die Querschienen 3 hier in Einstecklöcher 4 eingesteckt werden, in denen sie in Strömungsrichtung S gehalten sind. Auf Grund der mehrfachen Anordnung der Einstecklöcher 4 nebeneinander kann die Querschiene 3 nun auf verschiedenen Positionen angeordnet werden, so dass es beispielsweise möglich wird, unterschiedlichste Anordnungen von Filtern vorzusehen.
So kann beispielsweise bei einer Ausgestaltung ein mechanischer und ein elektrostatischer Filter hintereinander in einem Filtermodul 1 vorgesehen sein. Alternativ können pro Filtermodul aber auch nur ein Filter oder eine Filterart, mechanisch oder elektrostatisch, vorgesehen sein, wobei das Belassen eines leeren Bauraums im Filtermodul die Möglichkeit eröffnet, ohne zusätzliches Ansetzen weiterer Filtermodule den Filter aufzurüsten. Durch die flexible Modulbauweise der Erfindung sind hier der Kombinationsmöglichkeit keine Grenzen gesetzt.
2 zeigt die Befestigung der Querschiene 3 in einer vergrößerten Darstellung des Bodenbereichs des Tragskeletts eines erfindungsgemäßen Filtermoduls 1. Die Querschiene 3 wird in die Einstecklöcher 4 zunächst vollständig eingeschoben, bis sie an den hinteren Rand der Tragleiste 5 stößt. Dann kann sie auch mit ihrem gegenüberliegenden Ende abgesenkt werden und anschließend ein Stück zurückgezogen werden, so dass sie in das Einsteckloch 4 der gegenüberliegenden Tragleiste eingefädelt werden kann. Diese Querschiene 3 ist dann in Strömungsrichtung bzw. in entgegen gerichteter Richtung ausreichend festgelegt und kann dann den Filtereinsatz 2 oder ein sonstiges Funktionsteil halten.
Der Filtereinsatz 2 erstreckt sich bevorzugt bis an die Außenwandungen des Filtermoduls 1. Dies bedeutet, dass er in Querrichtung nicht verschiebbar ist, wenn das Filtermodul 1 einmal vollständig montiert ist. Ein Verschieben der Querschiene 3 relativ zum Tragskelett kann entweder dadurch verhindert werden, dass der Filtereinsatz 2 relativ zur Querschiene 3 eine reib- oder formschlüssige Verbindung festgehalten ist.
Eine formschlüssige Verbindung kann beispielsweise über eine einfache Nut-Feder-Verbindung oder durch einen Verriegelungszapfen realisiert werden. Da der Filtereinsatz 2 selbst zwischen den Wandungen des Filtermoduls 1 festgehalten ist, kann damit auch die Querschiene 3 nicht mehr verschoben werden, wobei wirksam verhindert wird, dass die Querschiene 3 aus den von den Einstecklöchern 4 gebildeten Haltevorrichtungen herausrutschen kann.
3 zeigt ein erfindungsgemäßes Filtersystem, dass im gezeigten Ausführungsbeispiel von zwei hintereinander angeordneten Filtermodulen 1 und einer sich daran anschließenden Förderkammer 6 gebildet ist. Diese Förderkammer 6 enthält einen Ventilator, der einen Unterdruck erzeugt, durch den die zureinigende Luft über einen Zuströmkanal aus dem Raum abgesaugt wird und durch die beiden Filtermodule 1 strömt. Im Anschluss wird die Luft nochmals durch einen Schwebstofffilter 7 von Schwebstoffen gereinigt und entweder wieder in den Raum abgegeben oder ins Freie über einen Abströmkanal geleitet.
Die vorangehende Beschreibung beschreibt die Anwendung des erfindungsgemäßen Filtermoduls 1 in Verbindung mit einer Luft- bzw. Gasströmung und der Filterung von Fremdstoffen aus dieser Gasströmung heraus. Als Gas kann hier bei einer bevorzugten Anwendung Raumluft verwendet werden, es ist natürlich auch möglich, beliebige andere gasförmige Medien mit den Filtermodulen 1 und dem damit aufgebauten Filtersystem zu reinigen.
Eine andere Anwendung der Erfindung betrifft die Reinigung von Flüssigkeitsströmen, da auch hier die erfindungsgemäßen Filtermodule 1 Verwendung finden können. Hier werden natürlich keine elektrostatischen Filter verwendet, stattdessen können über die Haltevorrichtungen beispielsweise Siebe oder sonstige übliche Reinigungselemente als Filtereinsätze 2 eingesetzt werden.
In 4 ist eine fertigmontierte Filtereinheit dargestellt, die aus einem Filtermodul 1 sowie einer Förderkammer 6 besteht. Das Filtermodul 1 weist ein Tragskelett auf, dass von Tragleisten 5 gebildet ist, die längs der Kanten des Filtermoduls 1 verlaufen. Diese Tragleisten 5 können beliebig geformt sein, in Frage kommen alle Formen von Profilen, beispielsweise Rechteck- oder Rundprofile oder auch Winkelprofile. Die Profile können zu dem Trageskelett zusammengefügt sein, zumindest an einigen Seiten kann es aber auch möglich sein, dass die Profile mit einer seitlichen Abdeckung oder einem sonstigen Anbauteil einstückig verbunden sind bzw. hierin ausgeformt sind.
Diejenigen Seiten des Tragskeletts, die nicht über die Förderkammer 6 oder einen Einlauftrichter verschlossen sind, werden über Türen und Abdeckbleche verschlossen, so dass sich ein geschlossener Filterraum ergibt. Alternativ können auch weitere Filtermodule seitlich oder oberhalb angesetzt werden, wie oben bereits beschrieben.
5 zeigt die Förderkammer 6 als Einzelteil, in 6 ist das Filtermodul 1 dargestellt. Das hier dargestellte Filtermodul ist zur Verwendung in Verbindung mit einem elektrostatischen Filter vorgesehen, zur Versorgung mit einer hochfrequenten Wechselstromspannung weist das Filtermodul 1 eine auf der Tür angeordnete Spannungsversorgung auf. Die Anordnung der Spannungsversorgung auf der Tür hat den besonderen Vorteil, dass diese leicht eingebaut und, sofern später auf den elektrostatischen Filter verzichtet werden kann, auch wieder entfernt werden kann.
Ferner kann die Tür über die lösbaren Scharniere leicht ausgetauscht werden, so dass im Fall eines Defektes der Spannungsversorgung diese einfach gegen ein Austauschbauteil ausgetauscht werden kann. Die übrigen Seitenteile des Filtermoduls 1 sind hier mit Abdeckplatten verschlossen, wobei diese Abdeckplatten entweder die Form einer festgelegten Tür haben können oder, wie hier dargestellt, mit dem Tragskelett verschweißt oder verlötet sein können.
In den 7 bis 10 ist eine Filtereinheit dargestellt, die im Wesentlichen der Filtereinheit aus den 4 bis 6 entspricht. Diese Filtereinheit weist allerdings keinen elektrostatischen Filter auf, so dass ihre Tür nicht mit einer hochfrequenten Spannungsversorgung versehen ist. Hier sind in das Filtermodul 1 ein oder mehrere mechanische Filter eingeschoben. Von der Förderkammer 6 wird bei der dargestellten Filtereinheit die Luft in einen oberhalb des Filtermoduls angeordneten Schwebstofffilter 7 geleitet, der zusätzliche Schwebstoffe aus dem Luftstrom herausbefördert, der dann als gereinigte Luft aus der Oberseite des Schwebstofffilters 7 austritt. Die zu reinigende Luft tritt also in Strömungsrichtung S in den Filter ein, passiert zunächst das Filtermodul 1 mit dem mechanischen Filter und wird durch die Saug- bzw. Druckkraft der Förderkammer 6 durch den Schwebstofffilter 7 wieder über dessen Oberseite nach außen gedrückt.
8 zeigt den Schwebstofffilter 7 in einer Einzeldarstellung, in 9 ist wiederum die Förderkammer 6 dieses Filters dargestellt. 10 zeigt das Filtermodul 1 in einer Einzeldarstellung.
In 11 ist ein Filtermodul in einer Seitenansicht ohne Tür dargestellt. Ein solches Filtermodul kann beispielsweise in Verbindung mit dem in 4 dargestellten Filter Verwendung finden.
Die Filtereinsätze 2 des Filtermoduls 1 sind in Querschienen 3 gehalten, die wiederum in Einstecklöcher 4 eingesetzt sind. Diese Einstecklöcher 4 sind in Querrichtung des Filtermoduls 1 mehrfach nebeneinander angeordnet, so dass sich die Halteschienen 3 in verschiedenen Positionen einsetzen lassen. Auf diese Wiese können mehrere Paare von Halteschienen eingesetzt werden, so dass mehrere Filtereinsätze 2 innerhalb des Filtermoduls 1 eingeordnet werden können.
Auch ist es möglich, unterschiedlich breite Filtereinsätze zu verwenden, beispielsweise die bereits beschriebenen elektrostatischen Filter oder ein ganzes Paket mehrerer, in Reihe zu einander geschalteter mechanischer Filter. Durch die erfindungsgemäße Flexibilität sind hier der Anordnungsvielfalt kaum Grenzen gesetzt.

Claims

Filtermodul (1) für ein modular aufgebautes Filtergerät zum Filtern von Partikeln aus einer Medienströmung, mit einem kubischen Tragskelett, dass eine Medieneintrittsöffnung zum Einleiten der Strömung des ungefilterten Mediums und einer Medienaustrittsöffnung zum Ausleiten der Strömung des gefilterten Mediums, wobei das Filtermodul (1) ein Filtersystems enthält, das von zumindest einem Filtereinsatz (2) gebildet ist, der in einem Winkel zur Strömungsrichtung in einem Strömungskanal im Filtermodul (1) angeordnet und in einem Schienensystem im Tragskelett gehalten ist, wobei das Schienensystem von zumindest einer oberen und zumindest einer unteren Querschiene (3) gebildet ist und die Querschienen (3) in Haltevorrichtungen des Tragskeletts derart gehalten sind, dass die Querschienen (3) in Strömungsrichtung verschieb- oder versetzbar sind, wobei die Haltevorrichtung von paarweise in Strömungsquerrichtung längs der zur Strömungsrichtung parallelen oberen und unteren Kanten des Rahmenmoduls gegenüberliegenden Halteelementen gebildet ist, in die die Querschienen (3) derart einsteckbar sind, dass wenigstens ein vorderer Rand und ein hinterer Rand der Halteelemente die jeweilige Querschiene (3) in Strömungsrichtung festlegt, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Paaren von Haltelementen, zumindest aber drei Paare von drei Halteelementen vorgesehen sind, wobei die Halteelemente von Einstecklöchern (4) in zur Strömungsrichtung parallel angeordneten, oberen und unteren Tragleisten des Tragskeletts gebildet sind, die in den beiden gegenüberliegenden Seitenflächen der gegenüberliegenden oberen oder unteren Tragleisten angeordnet sind oder die Halteelemente von Einsenkungen in den zur Strömungsrichtung parallel angeordneten oberen und unteren Tragleisten (5) des Tragskeletts gebildet sind, die in den beiden gegenüberliegenden Seitenflächen jeweils einer oberen und einer unteren Tragleiste auf einer Seite des Rahmenmoduls angeordnet sind.
Filtermodul (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Medienströmung eine Luftströmung oder einer Strömung eines sonstigen Gases ist.
Filtermodul (1) nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragleisten (5) als Stangen mit rechteckigem Querschnitt ausgebildet sind und an zwei Flächen, die nicht an den Rand des Rahmenmoduls angrenzen, jeweils Halteelemente aufweisen, so dass die Querschienen (3) sowohl horizontal als auch vertikal montierbar sind.
Filtermodul (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltevorrichtung von einer verschiebbaren Lagerung der Querschienen (3) an den vier zur Strömungsrichtung parallelen Kanten des Tragskeletts gebildet ist, wobei die Querschienen (3) über Spannvorrichtungen, insbesondere Klemmschrauben, an einer gewünschten Position festlegbar sind.
Filtermodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermodul (1) zumindest einen elektrostatischen Filtereinsatz und wenigstens einen, in Strömungsrichtung (S) gesehen vor und/oder hinter dem elektrischen Filtereinsatz angeordneten mechanischen Filtereinsatz umfasst.
Filtermodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Tragskelett zur Bildung eines quer zur Strömungsrichtung (S) geschlossenen Filtermoduls (1) zumindest eine Seitenwand aufweist, die eine verschließbare Tür bildet, dadurch gekennzeichnet, dass die Tür an der zur Strömungsrichtung (S) parallelen Unterseite eine schienenartige Auffangvorrichtung zum Auffangen von an der Tür herunter laufenden Flüssigkeiten aufweist, die strömungstechnisch mit einem am Boden des Filtermoduls (1) angeordneten Ablauf verbunden ist.
Filtermodul (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Tür auch an der zur Strömungsrichtung (S) parallelen Oberseite eine schienenartige Auffangvorrichtung aufweist, die derart ausgebildet ist, dass sie bei Umdrehen des Filtermoduls (1) an der Tür herunter laufende Flüssigkeiten aufzufangen vermag.
Filtermodul (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass es an zumindest einer Seite eine starre, eine, eine über eine Tür verschließbare Einsetzöffnung aufweisende oder eine vollständig als Tür ausgebildete Seitenwand aufweist, die mit dem Tragskelett des Filtermoduls (1) lösbar, insbesondere unter Einschluss einer Dichtung über eine Schraubverbindung verbunden ist.
Filtermodul (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Tür an ihrer Außenseite mit einem aufgesetzten Hochspannungsgenerator versehen ist.
Filtermodul (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der aufgesetzte Hochspannungsgenerator in einem von der Ebene der Tür nach außen hervorspringenden Gehäuse angeordnet ist, wobei das Gehäuse zumindest auf der Seite, die der Schwenkachse der Tür zugewandt ist, eine Seitenwand aufweist, die in einem Winkel zur Ebene der Tür angeordnet ist, wobei der Winkel zwischen der Außenseite der Seitenwand und der Ebene der Tür mehr als 90°, bevorzugt mehr als 100° und besonders bevorzugt 120° beträgt.
Filtermodul (1) nach einem der drei vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tür über zumindest ein Scharnier mit dem Tragskelett verbunden ist, wobei die Tür an der dem Scharnier abgewandten Seite wenigstens ein von der Außenseite aktivier- oder deaktivierbares, formschlüssiges Verriegelungselement aufweist, über das diese Seite mit dem angrenzenden Bereich des Tragskeletts fest verbindbar ist, und an der Innenseite der die Tür aufweisenden Seitenwand des Filtermoduls eine Blockiervorrichtung vorgesehen ist, über die die Aktivierung oder Deaktivierung des Verriegelungselements zur Bildung einer trotz des Scharniers von außen nicht zu öffnenden Seitenwand blockierbar ist.
Filtermodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Boden aufweist, der mit dem Tragskelett des Filtermoduls (1) lösbar, insbesondere unter Einschluss einer Dichtung über eine Schraubverbindung verbunden ist.
Filtermodul (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden wannenartig ausgebildet ist und einen Flüssigkeitsablauf mit einem insbesondere siphonartigen Abflussrohr aufweist.
Filtermodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Decke aufweist, die mit dem Tragskelett des Filtermoduls (1) lösbar, insbesondere unter Einschluss einer Dichtung über eine Schraubverbindung verbunden ist.
Filtermodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einige der Außenseiten des Tragskeletts Befestigungs- und Montageöffnungen für die Verbindung oder Befestigung von weiteren Anbauteilen, wie zusätzlichen Rahmenmodulen, zusätzlichen Funktionselementen, Türen oder Abdeckungen aufweisen, wobei zumindest vier, bevorzugt sechs Außenseiten des Tragskeletts als befestigungstechnische Gleichseiten ausgebildet sind, die mit identischen Befestigungs- und Montageöffnungen an identischen Positionen versehen sind, so dass die zusätzlichen Anbauteile wahlweise an allen befestigungstechnische Gleichseiten anbaubar sind.
Filtermodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils an den beiden, dem Innenraum des Filtermoduls (1) zugewandten Seiten zumindest eine der beiden von der Decke zum Boden führenden Tragleisten des Tragskeletts Befestigungs- und Montageöffnungen zur Befestigung von im Inneren befestigten Anbauteilen, insbesondere einer Tür und/oder einer Schließvorrichtung, in identischer oder gespiegelter Anordnung aufweisen, so dass die gleichen im Inneren befestigten Anbauteile auf beiden Seiten des Filtermoduls befestigbar sind.
Filtermodul (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass auch die quer verlaufenden Tragleisten die Befestigungs- und Montageöffnungen zur Befestigung von im Inneren befestigten Anbauteilen aufweisen, so dass die gleichen im Inneren befestigten Anbauteile an der Decke oder dem Boden über die Befestigungs- und Montageöffnungen befestigbar sind.
Modulares Filtersystem mit wenigstens zwei hintereinander angeordneten und miteinander verbundenen Filtermodulen, wobei zumindest ein Filtermodul als elektrisch und/oder mechanisch wirkendes Filtermodul (1) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass als Filtermodul Filtermodule nach einem der Ansprüche 1 bis 17 verwendet werden, wobei die Filtermodule • ein einheitliches Tragskelett mit Bohrungs- und Montageöffnungen an identischen Positionen auf allen Seiten des Filtermoduls und an dem Tragskelett anbaubar: • Seitenwände, • Boden und Deckenelemente und • zumindest ein Türelement, das als Tür an das Tragskelett zum Verschließen einer Seite anbaubar ist, aufweisen, wobei aus den Bauteilen eine Filteranlage mit einem oder mehren hintereinander angeordneten Filtermodulen (1) und einem oder mehren über- und/oder nebeneinander angeordneten Filtermodulen (1) aufbaubar ist und bei Vorhandensein von zwei oder mehr Filtermodulen die Filtermodule (1) untereinander zu einer Reihen- oder Parallelschaltung verbindbar sind und nicht durch angrenzende Filtermodule geschlossene Wandbereiche über die weiteren Bauteile zu einem geschlossenen System verschließbar sind, durch das eine angeschlossene Förderkammer den zu filternden Medienstrom zu fördern vermag.
Modulares Filtersystem nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass es wenigstens eine Förderkammer mit einer Pumpe zur Förderung flüssiger Medien oder einem Ventilator zur Förderung gasförmiger Medien durch das Filtersystem aufweist, die mit dem Filtermodul (1) mittelbar oder unmittelbar zur Bildung eines Strömungskanals für den Medienstrom verbindbar ist.
Modulares Filtersystem nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Filterreihen, die jeweils wenigstens von einem Filtermodul (1) gebildet sind, übereinander oder nebeneinander angeordnet sind, wobei die Filtermodule (1) miteinander verbunden sind und einen gemeinsamen Filterraum bilden.
Modulares Filtersystem nach einem der drei vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Filterreihen, die jeweils von wenigstens einem Filtermodul (1) gebildet sind, nacheinander angeordnet sind, wobei die Filtermodule (1) miteinander verbunden sind und einen gemeinsamen Filterraum bilden.
Modulares Filtersystem nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass unterschiedliche Filtermodule (1) einen elektrischen Filter und einen mechanischen Filter beinhalten.
Modulares Filtersystem einem der Ansprüche 18 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass es zusätzlich ein Modul umfasst, dass einen Schwebstofffilter (7) beinhaltet.
Modulares Filtersystem nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das den Schwebstofffilter (7) umfassende Modul an der Oberseite des Tragskeletts eines oder mehrerer nebeneinander oder hintereinander angeordneter Filtermodule (1) befestigbar ist.