DE102015109999A1

DE102015109999A1 - Luftfilteranlage

Info

Publication number: DE102015109999A1
Application number: DE102015109999.3A
Authority: DE
Inventors: Bernhard Frank; Michael Novosel
Original assignee: Esta Apparatebau GmbH and Co KG
Current assignee: Esta Apparatebau GmbH and Co KG
Priority date: 2015-06-22
Filing date: 2015-06-22
Publication date: 2016-12-22
Anticipated expiration: 2035-06-23
Also published as: US9713785B2; US20160367932A1; DE102015109999B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Luftfilteranlage (7) mit einem vertikalen Aufbau, wobei am oberen Bereich der Anlage eine Ansaugöffnung (71) vorgesehen ist durch die mit abzuscheidenden Partikeln belastete Luft angesaugt werden kann, wobei im Innern der Anlage ein Vertikalkanal (72) vorgesehen ist durch welchen die angesaugte belastete Luft im Innern der Anlage nach unten geführt wird, wobei der Vertikalkanal (72) im unteren Bereich der Anlage seitlich eine Öffnung (73) aufweist, durch welchen der Luftstrom auf einen im Bereich der Öffnung angeordneten Materialvorabscheider (1) gelenkt wird und durch diesen hindurchgeführt wird, wobei im Luftweg nach dem Materialvorabscheider (1) ein Prozessraum (74) vorgesehen ist, in den der Luftstrom nach dem Materialvorabscheider (1) gelangt, wobei in dem Prozessraum (74) ein oder mehrere Filterkörper (75) angeordnet ist/sind, wobei im Luftweg nach dem Prozessraum (74) ein den Luftstrom antreibendes Gebläse (75) vorgesehen ist, wobei der Materialvorabscheider (1) eine Eintrittsseite (11) und eine Austrittsseite (12) für einen partikelbelasteten Luftstrom aufweist und aus mehreren vertikal übereinander angeordneten streifenförmigen Abscheideelementen (2, 3, 4), besteht, wobei die Abscheideelemente (2, 3) von oben nach unten zunächst mit einem ansteigenden positiven Winkel (W2, W3) gegen die Vertikale (V) angeordnet sind und wenigstens ein unteres Abscheideelement (4) in einem negativen Winkel (W4) gegen die Vertikale (V) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Luftfilteranlage mit einem vertikalen Aufbau.
Absaug- und Luftfilteranlagen für industrielle Anwendungen wie beispielsweise Werkhallen werden oft durch Partikelbelasteten Luftstrom in der Funktion beeinträchtigt. So führt ein hoher Partikelanteil zu vorschnellem Zusetzen der in solchen Absauganlagen vorgesehenen Filter. Zudem ist gerade bei mit Schweißrauch belasteter Luft problematisch, dass diese noch heiße oder glühende Partikel und Teilchen enthalten kann, welche zu einem Abbrand des Filters oder dem Luftstrom ausgesetzten Teilen wie Schläuche oder dergleichen der Anlage führen können.
Wünschenswert wäre es bei den von der Bauform her möglichst platzsparend konstruierten Absauganlagen eine effektivere und selektive Ausscheidung von Partikeln durch einen Materialvorabscheider zu ermöglichen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher eine Luftfilteranlage zur Verfügung zu stellen, bei dem eine einfache und kompakte Konstruktion eine möglichst effektive Selektion von Partikeln ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch eine Luftfilteranlage nach den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Erfindungsgemäß ist eine Luftfilteranlage mit einem vertikalen Aufbau, wobei am oberen Bereich der Anlage eine Ansaugöffnung vorgesehen ist durch die mit abzuscheidenden Partikeln belastete Luft angesaugt werden kann, wobei im Innern der Anlage ein Vertikalkanal vorgesehen ist durch welchen die angesaugte belastete Luft im Innern der Anlage nach unten geführt wird, wobei der Vertikalkanal im unteren Bereich der Anlage seitlich eine Öffnung aufweist, durch welchen der Luftstrom auf einen im Bereich der Öffnung angeordneten Materialvorabscheider gelenkt wird und durch diesen hindurchgeführt wird, wobei im Luftweg nach dem Materialvorabscheider ein Prozessraum vorgesehen ist, in den der Luftstrom nach dem Materialvorabscheider gelangt, wobei in dem Prozessraum ein oder mehrere Filterkörper angeordnet ist/sind, wobei im Luftweg nach dem Prozessraum ein den Luftstrom antreibendes Gebläse vorgesehen ist, vorgeschlagen, der sich dadurch auszeichnet, dass der Materialvorabscheider eine Eintrittsseite und eine Austrittsseite für einen partikelbelasteten Luftstrom aufweist und aus mehreren vertikal übereinander angeordneten streifenförmigen Abscheideelementen, besteht, wobei die Abscheideelemente von oben nach unten zunächst mit einem ansteigenden positiven Winkel gegen die Vertikale angeordnet sind und wenigstens ein unteres Abscheideelement in einem negativen Winkel gegen die Vertikale aufweist. Hierdurch ist auf besonders effektive Weise die hohe selektive Auslese von Partikeln durch die Luftfilteranlage ermöglicht.
Mit der Erfindung wird eine sehr effektive Reinigung gewährleistet, wodurch die Staubbeladung des Luftstroms deutlich sinkt und die Filterelemente nur noch mit feinen Staubpartikeln beaufschlagt werden. Dies führt zu einer deutlichen Verlängerung der Filterstandzeit und einer Reduktion der Betriebskosten, da weniger Druckluft für die Filterreinigung erforderlich ist und die Lebensdauer der Filter verlängert wird.
Durch die Umlenkung des Luftstroms auf einen im Bereich der Öffnung angeordneten Partikelprallabscheider, wodurch schwerere Teilchen zum einen im Vertikalkanal nach weiter nach unten Fallen, und kleinere noch durch den Luftstrom mitgeführte Teilchen im Prallabscheider gebremst werden und im Prallabscheider nach unten fallen, wird ein Großteil der Partikel noch vor Erreichen der Filterkörper ausgeschieden und die Standzeit der Anlage erheblich verlängert.
Von Vorteil ist unter dem Vertikalkanal und/oder dem Partikelprallabscheider eine Auffangschale vorgesehen, welche insbesondere ähnlich einer Schublade ausgeführt ist. Hierdurch ist eine Wartung und Leerung der Anlage sehr leicht möglich.
Durch die Anordnung der Abscheideelemente wird der Luftvolumenstrom gezielt abgelenkt. Dadurch wird eine Trennung der Fraktionen (Luft und darin enthaltene Partikel) erreicht. Dies hat zur Folge, dass der Luftstrom gereinigt wird.
Bevorzugterweise weist wenigstens eins der Abscheideelemente an seiner unteren Kante eine sich zur Austrittsseite öffnende untere Rinne auf. Dem folgend weist ebenso bevorzugterweise wenigstens eins der Abscheideelemente an seiner oberen Kante eine obere Rinne auf, die zur Eintrittsseite hin sich öffnet.
Von Vorteil sind die Winkel der Anstellung der Abscheideelemente zur Vertikalen zwischen 21° bis 31°, sowie zwischen 31° bis 41° und sowie zwischen –7° bis –13° gewählt.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Abscheideelemente von der Eintrittsseite her gesehen mit einem Überlapp hinter und untereinander angeordnet sind.
Eine Variante der Erfindung sieht vor, dass zwei Abscheideelemente mit dem gleichen Anstellwinkel gegen die Vertikale übereinander angeordnet sind.
Der Materialvorabscheider wird bevorzugterweise an der Eintrittsseite von vorne und/oder von oben angeströmt.
Von Vorteil sind die Abscheideelemente durch Bleche gebildet.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass sich die Öffnungsweite der unteren Kante der Abscheideelemente gegen eine gemeinsame Vertikale von oben her gesehen von Abscheideelement zu Abscheideelement verringert und sich beim untersten Abscheideelement wieder weitet.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen oder deren mögliche Unterkombinationen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen weiter erläutert. Im Einzelnen zeigt die schematische Darstellung in:
1 eine schematische Schnittdarstellung durch die erfindungsgemäße Luftfilteranlage mit Materialvorabscheider,
2 eine schematische Schnittdarstellung durch die Luftfilteranlage aus 1 in Schrägansicht,
3 eine schematische Seitenansicht des Materialvorabscheiders,
4 den Materialvorabscheider aus 3 mit Blickrichtung von vorne auf die Eintrittsseite,
5 einen schematische Darstellung der Öffnungsweiten der unteren Enden der Abscheideelemente gegen eine gemeinsame Vertikale, und
6 eine schematische Darstellung des Luftstroms durch den Materialvorabscheider von Eintritts- nach Austrittsseite.
Die in den Figuren gleichen Bezugsziffern bezeichnen gleiche oder gleich wirkende Elemente.
In 1 ist eine schematische Schnittdarstellung durch eine erfindungsgemäße Luftfilteranlage 7 gezeigt.
1 und 2 zeigt eine beispielhafte Luftfilteranlage 7 mit einem vertikalen Aufbau, wobei am oberen Bereich der Anlage auf der Oberseite des Gehäuses eine Ansaugöffnung 71 vorgesehen ist durch die mit partikelbelastete Luft angesaugt werden kann.
In 1 ist der innere Aufbau der Anlage näher gezeigt. Im Innern der Anlage ist ein Vertikalkanal 72 vorgesehen durch welchen die angesaugte belastete Luft im Innern der Anlage senkrecht nach unten geführt wird, wobei der Vertikalkanal 72 im unteren Bereich der Anlage seitlich eine Öffnung 73 aufweist, durch welchen der Luftstrom (dargestellt durch die Pfeile) auf einen im Bereich der Öffnung angeordneten Materialvorabscheider 1, der aus den Abscheideelementen 5, 2, 3 und 4 gebildet ist, gelenkt wird und durch diesen hindurchgeführt wird.
Hierdurch werden größere Partikel gleich abgeschieden, da diese nach unten in die Auffangschale 76 fallen und nicht der Umlenkung des Luftstromes folgen. Die Auffangschale 76 ist ähnlich einer nach außen ausziehbaren Schublade ausgeführt.
Im Luftweg nach dem Materialvorabscheider 1 ist ein Prozessraum 74 vorgesehen, in die der Luftstrom nach dem Materialvorabscheider gelangt. Dabei sind in dem Prozessraum 74 mehrere Filterkörper 77 angeordnet, wobei der Luftstrom durch die Filterkörper 77 durch das darüber angeordnete, den Luftstrom antreibende, Gebläse 75 abgezogen wird.
In 3 ist eine erläuternde Seitenansicht des Materialvorabscheiders 1 gezeigt, der partikelbelastete Luftstrom kann den Materialvorabscheider 1 von einer Eintrittsseite 11 zu einer Austrittsseite 12 durchströmen.
Dabei sind Abscheideelemente 5, 2, 3, 4 – im Beispiel durch Bleche gebildet – vertikal übereinander angeordnet. Die Abscheideelemente 5, 2, 3, 4 sind streifenförmig ausgebildet und von der Eintrittsseite 11 her gesehen mit einem Überlapp hinter und untereinander angeordnet (siehe hierzu auch 4).
Die Abscheideelemente 2, 3 und 4 bilden die zentrale Gruppe des Materialvorabscheiders. Die Abscheideelemente 2, 3 sind von oben nach unten zunächst mit einem ansteigenden positiven Winkel W2, W3 gegen die Vertikale V angeordnet und ein unteres Abscheideelement 4 weist in einem negativen Winkel W4 gegen die Vertikale V auf.
Die Winkel der Anstellung der Abscheideelemente 2, 3 und 4 zur Vertikalen sind dabei im Beispiel zu 26°, 36° und –10° gewählt worden. Diese Winkel haben sich als sehr effektiv in Versuchen gezeigt.
Im gezeigten Beispiel ist zusätzlich ein Abscheideelement 5 mit dem gleichen Anstellwinkel gegen die Vertikale über dem darunter angeordnetem Abscheideelement 2 vorgesehen worden.
Die Abscheideelemente 2, 3, 4, 5 weisen an seiner unteren Kante eine sich zur Austrittsseite 12 öffnende untere Rinne 21, 31, 41, 51 auf. Ebenfalls weisen die Abscheideelemente 2, 3, 4, 5 an ihrer oberen Kante eine obere Rinne 22, 32, 42, 52 auf, die zur Eintrittsseite 11 hin sich öffnet.
Durch die am Ende der Abscheideelemente befindlichen Kantungen oder Rinnen, die sich in horizontaler und vertikaler Richtung auch überschneiden, entstehen weitere positive Effekte. Zum einen können harte Abrisskanten vermieden werden, da sich am unteren Ende der Bleche die Luft an die Kantung „anschmiegen” kann. Dies verbessert die Umlenkung.
Am oberen Ende der Abscheideelemente wird durch die Kantung die Luft zu einer erneuten Umlenkung gezwungen, was wiederum dazu führt, dass weitere Partikel abgeschieden werden können.
In 5 ist entsprechend 3 verdeutlicht, dass sich die Öffnungsweite A1 bis A3 der unteren Kante der Abscheideelemente 5, 2, 3, 4 gegen eine gemeinsame Vertikale V von oben her gesehen von Abscheideelement zu Abscheideelement 5, 2, 3 verringert und sich beim untersten Abscheideelement 4 wieder weitet (A4).
Durch die Kombination von Querschnittsverengung und Querschnittserweiterung entsteht eine Art Sichtereffekt. Dieser ist am untersten Blech am ausgeprägtesten. Zudem wird durch die Stellung des untersten Bleches weitestgehend verhindert, dass bereits abgeschiedenes Material wieder in den Luftvolumenstrom zurückgeführt wird.
6 zeigt nochmals den Luftstromweg von der Ansaugung an der Eintrittsseite 11 von vorne 61 und hauptsächlich von oben 62 und den Ausstoß 63 an der Austrittsseite 12. Durch die Umlenkung an den Abscheideelementen 5, 2, 3, 4 und den Richtungswechsel von vertikal von oben nach horizontal zum Ausstoß werden vom kommenden Luftstrom 61, 62 mitgeführte Partikel gut vor und am Materialvorabscheider 1 abgetrennt.
Bezugszeichenliste

1: Materialvorabscheider
11: Eintrittsseite
12: Austrittsseite
2: Abscheideelement
21: untere Rinne
22: obere Rinne
3: Abscheideelement
31: untere Rinne
32: obere Rinne
4: Abscheideelement
41: untere Rinne
42: obere Rinne
5: Abscheideelement
51: untere Rinne
52: obere Rinne
61: Anströmung von vorne
62: Anströmung von oben
63: Ausstoß
7: Luftfilteranlage
71: Ansaugöffnung
72: Vertikalkanal
73: Öffnung
74: Prozessraum
75: Gebläse
76: Auffangschale
77: Filterkörper
A1 bis A4: Öffnungsweite
Wi: Winkel des Abscheideelements gegen die Vertikale
V: Vertikale

Claims

Luftfilteranlage (7) mit einem vertikalen Aufbau, wobei am oberen Bereich der Anlage eine Ansaugöffnung (71) vorgesehen ist durch die mit abzuscheidenden Partikeln belastete Luft angesaugt werden kann, wobei im Innern der Anlage ein Vertikalkanal (72) vorgesehen ist durch welchen die angesaugte belastete Luft im Innern der Anlage nach unten geführt wird, wobei der Vertikalkanal (72) im unteren Bereich der Anlage seitlich eine Öffnung (73) aufweist, durch welchen der Luftstrom auf einen im Bereich der Öffnung angeordneten Materialvorabscheider (1) gelenkt wird und durch diesen hindurchgeführt wird, wobei im Luftweg nach dem Materialvorabscheider (1) ein Prozessraum (74) vorgesehen ist, in den der Luftstrom nach dem Materialvorabscheider (1) gelangt, wobei in dem Prozessraum (74) ein oder mehrere Filterkörper (77) angeordnet ist/sind, wobei im Luftweg nach dem Prozessraum (74) ein den Luftstrom antreibendes Gebläse (75) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Materialvorabscheider (1) eine Eintrittsseite (11) und eine Austrittsseite (12) für einen partikelbelasteten Luftstrom aufweist und aus mehreren vertikal übereinander angeordneten streifenförmigen Abscheideelementen (2, 3, 4), besteht, wobei die Abscheideelemente (2, 3) von oben nach unten zunächst mit einem ansteigenden positiven Winkel (W2, W3) gegen die Vertikale (V) angeordnet sind und wenigstens ein unteres Abscheideelement (4) in einem negativen Winkel (W4) gegen die Vertikale (V) aufweist.
Luftfilteranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass unter dem Vertikalkanal (72) und/oder dem Materialvorabscheider (1) eine Auffangschale (76) vorgesehen ist, welche insbesondere ähnlich einer Schublade ausgeführt ist.
Luftfilteranlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eins der Abscheideelemente (2, 3, 4, 5) an seiner unteren Kante eine sich zur Austrittsseite (12) öffnende untere Rinne (21, 31, 41, 51) aufweist.
Luftfilteranlage nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eins der Abscheideelemente (2, 3, 4, 5) an seiner oberen Kante eine obere Rinne (22, 32, 42, 52) aufweist, die zur Eintrittsseite (11) hin sich öffnet.
Luftfilteranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Winkel der Anstellung der Abscheideelemente (2, 3 und 4) zur Vertikalen zwischen 21° bis 31°, sowie zwischen 31° bis 41° und sowie zwischen –7° bis –13° gewählt sind.
Luftfilteranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Abscheideelemente (2, 3, 4, 5) von der Eintrittsseite (11) her gesehen mit einem Überlapp hinter und untereinander angeordnet sind.
Luftfilteranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Abscheideelemente (2, 5) mit dem gleichen Anstellwinkel gegen die Vertikale übereinander angeordnet sind.
Luftfilteranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass dieser an der Eintrittsseite (11) von vorne (31) und/oder von oben (32) angeströmt wird.
Luftfilteranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Abscheideelemente (2, 3, 4, 5) durch Bleche gebildet sind.
Luftfilteranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Öffnungsweite (A1 bis A3) der unteren Kante der Abscheideelemente gegen eine gemeinsame Vertikale (V) von oben her gesehen von Abscheideelement zu Abscheideelement (5, 2, 3) verringert und sich beim untersten Abscheideelement (4) wieder weitet (A4).