DE102012004838A1

DE102012004838A1 - Filterpatrone

Info

Publication number: DE102012004838A1
Application number: DE201210004838
Authority: DE
Inventors: Stephan Ester
Original assignee: Woehler Messgeraete Kehrgeraete GmbH
Current assignee: Woehler Messgeraete Kehrgeraete GmbH
Priority date: 2012-03-13
Filing date: 2012-03-13
Publication date: 2013-09-19
Also published as: WO2013135223A1; DE112013001444A5

Abstract

Bei einer Filterpatrone, insbesondere für Staubmessgeräte oder dergleichen, mit einem Gehäuse und mit in dem Gehäuse angeordnetem Filtermaterial, ist das Filtergehäuse (2) als zylindrisches Aufsteck-Gehäuse ausgebildet mit einem mit Durchbrechungen (8–10) versehen Boden (7) und einem dem Boden (7) gegenüber liegenden, glatten Rand (4).

Description

Die Erfindung betrifft eine Filterpatrone, insbesondere für Staubmessgeräte oder dergleichen, mit einem Gehäuse und mit in dem Gehäuse angeordnetem Filtermaterial.
Im Jahre 2010 erfolgte die Novellierung der ersten Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes, die Verordnung über kleine und mittlere Feuerungsanlagen, 1.BImSchV, mit der ein wesentlicher Beitrag zur Reduzierung der Feinstaubimmissionen aus Kleinfeuerungsanlagen erreicht werden soll. So kann insbesondere der Einsatz von Holz in Feuerungsanlagen im Anwendungsbereich der Verordnung über kleine und mittlere Feuerungsanlagen einen wichtigen Beitrag zur Erreichung der Klimaschutzziele leisten. Allerdings kann die Verfeuerung von Biomasse durch die Freisetzung verschiedener Luftschadstoffe zu gesundheitsgefährdenden Immissionen wie bspw. auch Feinstaub führen.
Um die Klimaziele zu erreichen, verlangt die 1.BISchV eine regelmäßige Überwachung der Feuerungsanlagen und schreibt, abhängig vom Typ der Feuerungsanlagen, Höchstwerte für den Feinstaubgehalt im Abgas vor.
Für neuere Feuerungsanlagen liegen diese Grenzwerte ab dem Jahr 2015 bei 0,02 g/m³. Diese Grenzwerte stellen für die Messtechnik durchaus eine Herausforderung dar, wenn auch das Grundprinzip einfach und unverändert ist, nämlich eine vorgegebene Menge des Abgases einer Feuerungsanlage durch einen Filter zu leiten und die Massendifferenz vor und nach dem Messvorgang festzustellen, um den Gehalt an Feinstaub in dem Abgas zu bestimmen.
Die hieraus resultierenden Anforderungen an einen Filter sind vielfältig. Zunächst muss der Filter resistent gegenüber den durchaus aggressiven Abgasen von Feuerungsanlagen sein. Auch an die Filterleistung werden hohe Anforderungen gestellt, da neben dem auszufilternden Feinstaub die Abgase von insbesondere Feststoff-Feuerungsanlagen auch durchaus grobe Partikel enthalten, die den Filter nicht verstopfen dürfen. Da auch eine mit Staub belastete Filterpatrone in der Regel nicht für weitere Messungen verwendet werden darf, muss die Filterpatrone auch kostengünstig und für einen raschen Austausch einfach handhabbar sein. Abhängig von dem Wägeverfahren muss darüber hinaus die Filterpatrone sehr leicht und temperaturstabil ausgebildet sein.
Vor diesem technischen Hintergrund wird eine Filterpatrone, insbesondere für Staubmessgeräte oder dergleichen, mit einem Gehäuse und mit in dem Gehäuse angeordnetem Filtermaterial, vorgeschlagen, bei der gemäß des Anspruchs 1 darauf abgestellt ist, dass das Filtergehäuse als zylindrisches Aufsteck-Gehäuse ausgebildet ist mit einem mit Durchbrechungen versehen Boden und einem dem Boden gegenüber liegenden, glatten Rand.
Die Filterpatrone nach der Erfindung weist eine Vielzahl von Vorteilen auf. Ihre Handhabbarkeit ist einfach, da die Filterpatrone lediglich auf eine Rohrleitung oder dergleichen mit dem glatten Rand aufgesteckt wird. Auch ist die Herstellung kostengünstig, beispielsweise in Form eines Tiefziehteils, eines Spritzlings oder dergleichen mehr.
In konstruktiver Ausgestaltung ist vorgesehen, dass unterhalb des Randes eine nach innen weisende, umlaufende Nase ausgebildet ist. Eine solche Nase dient bei einem Aufstecken der Filterpatrone auf beispielsweise ein Rohr als Anschlag, womit die Filterpatrone korrekt positioniert angesetzt ist und insbesondere auch das in der Filterpatrone aufgenommene Filtermaterial bei einem Aufstecken nicht in Mitleidenschaft gezogen wird.
Zweckmäßigerweise ist vorgesehen, dass das Gehäuse aus einem leichten, temperaturstabilen und chemisch inerten Material ausgebildet ist, vorzugsweise einem Kunststoff, bspw. aus einem Polyester, insbesondere einem PEEK, einem Polyetheretherketon. Neben den inerten chemischen Eigenschaften wird so auch eine ausreichende Temperaturbeständigkeit erreicht.
Um die nötige Filterleistung zu erreichen ist vorgesehen, dass das Filtermaterial mehrere, insbesondere verschiedene Lagen aufweist, die in Durchströmungsrichtung zunehmend feinporiger ausgebildet sind. Damit wird eine auf dem Boden angeordnete letzte Lage aus dem feinstporigen Filtermaterial und werden die anderen Lage aus einem stufenweise gröberporigen Filtermaterial ausgebildet. Mithin werden zunächst die grobporigen Lagen des Filtermaterials durchströmt, womit grobe Partikel ausgefiltert werden und hiernach noch verbleibender Feinstaub in der feinstporigen letzten Lage ausgefiltert wird. Durch diese stufenweise Anordnung wird eine maximale Speicherkapazität des Filters bei minimalem Druckverlust erreicht.
Als zweckmäßig hat es sich dabei erwiesen, wenn eine Lage eines grobporigen Filtermaterials ein gerolltes Filtervlies ist, dessen Achse parallel zur Durchströmungsrichtung angeordnet ist. Ein solches Filtervlies ist in Durchströmungsrichtung als erste Lage bestens geeignet. Als Material für das Vlies kommen verschiedene Kunststoffe vorzugsweise zur Anwendung.
Um die Ausfilterung des Feinstaubs sicherzustellen ist weiter vorgesehen, dass eine Lage eines feinporigen Filtermaterials ein Mikroglasfaserfilter oder ein Quarzfaserfilter ist, insbesondere in Durchströmungsrichtung die letzte Lage des Filtermaterials auf dem Boden des Gehäuses ausbildend.
In konstruktiver Ausgestaltung ist weiter vorgesehen, dass die axiale Erstreckung der beiden Lagen der Filtermaterialien dem Abstand zwischen dem Boden des Gehäuses und der einwärts weisenden Nase entspricht. Infolge bedarf es keiner weiteren Maßnahmen, um die Filtermaterialien innerhalb des Gehäuses festzulegen.
Um die Filterleistung optimal zu gestalten kann ferner vorgesehen werden, dass in Durchströmungsrichtung die Abmessung der Lage aus grobporigem Filtermaterial das 10 bis 20-fache der Abmessung der Lage aus feinporigem Filtermaterial beträgt.
Die Filterpatrone nach der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert, in der lediglich ein Ausführungsbeispiel dargestellt ist. In der Zeichnung zeigt:
1: eine isometrische Darstellung der Patrone,
2: eine bodenseitige, isometrische Darstellung,
3: eine seitliche Ansicht,
4: eine Draufsicht,
5: eine Ansicht auf den Boden und
6: einen Schnitt gemäß der Linie VI, VI in 3.
Die in der Zeichnung wiedergegebene Filterpatrone 1 weist ein einstückiges, zylindrisches Gehäuse 2 aus einem Kunststoff, vorzugsweise einem PEEK-Material auf. In Durchströmrichtung 3 der Filterpatrone gemäß Pfeil in 3 vorn liegend, bildet das Gehäuse 2 einen glatten Rand 4 für ein Aufstecken auf ein Rohr oder dergleichen aus.
Unterhalb des Randes 4 ist eine nach in das Innere des Gehäuses 2 weisende, umlaufende Nase 5 vorgesehen, die mit einer Ringschulter 6 einen Anschlag bei einem Aufstecken auf ein Rohr ausbildet.
Der Boden 7 des Gehäuses 2 weist eine zentrale Durchbrechung 8 auf, um die auf konzentrischen Kreisen eine Vielzahl weiterer, kleinerer Durchbrechungen 9, 10 angeordnet sind. Die Durchbrechungen 8–10 haben hier jeweils Kreisquerschnitte.
Zwischen dem Boden 7 und einer Ringschulter 11 der Nase 5 sind zwei Lagen 12, 13 unterschiedlicher Filtermaterialien angeordnet. Die auf dem Boden 7 angeordnete Lage 13 des Filtermaterials ist feinporig ausgebildet, um Feinstaub eines in Durchströmrichtung 3 durchströmenden Abgases einer Feuerungsstätte auszufiltern. Bewährt hat sich dabei ein Mikroglasfaserfilter.
Die Lage 12 besteht aus einem grobporigen Filtermaterial, beispielsweise einem gerollten Filtervlies, vorzugsweise aus einem temperaturstabilen Kunststoff, dessen Achse parallel zur Durchströmungsrichtung 3 angeordnet ist.
Die axiale Erstreckung in Durchflussrichtung der grobporig ausgebildeten Lage 12 eines Filtermaterials ist deutlich größer bemessen als die der Lage 13 aus feinporigem Material. Bei dem Ausführungsbeispiel ist die axiale Erstreckung der Lage 12 in Durchströmungsrichtung 3 etwa 15 Mal größer bemessen als die der Lage 12.
Bezugszeichenliste

1: Filterpatrone
2: Gehäuse
3: Durchströmungsrichtung
4: Rand
5: Nase
6: Ringschulter
7: Boden
8: Durchbrechung
9: Durchbrechung
10: Durchbrechung
11: Ringschulter
12: Lage
13: Lage

Claims

Filterpatrone, insbesondere für Staubmessgeräte oder dergleichen, mit einem Gehäuse und mit in dem Gehäuse angeordnetem Filtermaterial, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtergehäuse (2) als zylindrisches Aufsteck-Gehäuse ausgebildet ist mit einem mit Durchbrechungen (8–10) versehen Boden (7) und einem dem Boden (7) gegenüber liegenden, glatten Rand (4).
Filterpatrone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb des Randes (4) eine nach innen weisende, umlaufende Nase (5) ausgebildet ist.
Filterpatrone nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) aus einem leichten, temperaturstabilen und chemisch inerten Material ausgebildet ist.
Filterpatrone nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) aus einem PEEK ist.
Filterpatrone nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermaterial mehrere Lagen (12, 13) aufweist, die in Durchströmungsrichtung (3) zunehmend feinporiger ausgebildet sind.
Filterpatrone nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lage eines grobporigen Filtermaterials (12) ein gerolltes Filtervlies ist, dessen Achse parallel zur Durchströmungsrichtung (3) angeordnet ist.
Filterpatrone nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtervlies in Durchströmungsrichtung (3) eine erste Lage (12) ausbildet.
Filterpatrone nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lage (13) eines feinporigen Filtermaterials ein Mikroglasfaserfilter oder ein Quarzfaserfilter ist.
Filterpatrone nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Mikroglasfaserfilter oder der Quarzfaserfilter auf dem Boden (7) des Gehäuses (2) angeordnet ist.
Filterpatrone nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Erstreckung der Lagen (12, 13) der Filtermaterialien dem Abstand zwischen dem Boden (7) des Gehäuses (2) und der einwärts weisenden Nase (5) entspricht