DE102016106699A1

DE102016106699A1 - filter element

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Publication number: DE102016106699A1
Application number: DE102016106699.0A
Authority: DE
Inventors: Stefan Hajek; Urs Herding; Thomas Sehr
Original assignee: HERDING GmbH; Herding GmbH Filtertechnik
Current assignee: HERDING GmbH; Herding GmbH Filtertechnik
Priority date: 2016-04-12
Filing date: 2016-04-12
Publication date: 2017-10-12

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Filterelement (10; 50) zum Filtern eines mit Fremdstoffen beladenen Gases, wobei das Filterelement (10; 50) wenigstens eine Filtermatte (18) mit einem durch eine Breite (B) und Höhe (H) der Filtermatte (18) festgelegten Querschnitt und einer orthogonal zum Querschnitt gemessenen Dicke (D) aufweist; und wobei die Filtermatte (18) eine gasdurchlässige Faserstruktur (22) aufweist, die über den Querschnitt der Filtermatte (18) und/oder in Dickenrichtung der Filtermatte (18) inhomogen ist.The present invention relates to a filter element (10; 50) for filtering a gas laden with foreign matter, the filter element (10; 50) comprising at least one filter mat (18) having a width (B) and height (H) of the filter mat (18 ) and a thickness (D) measured orthogonal to the cross section; and wherein the filter mat (18) has a gas-permeable fiber structure (22) which is inhomogeneous over the cross-section of the filter mat (18) and / or in the thickness direction of the filter mat (18).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Filterelement zum Filtern eines mit Fremdstoffen beladenen Gases sowie eine Filtervorrichtung, die ein solches Filterelement enthält. Das beschriebene Filterelement soll insbesondere zur Reinigung von mit klebrigen Fremdstoffen beladenen Gasen einsetzbar sein, wie sie etwa im Overspray von Nasslackieranlagen anfallen.The present invention relates to a filter element for filtering a gas loaded with foreign matter and a filter device containing such a filter element. The filter element described should be used in particular for the purification of laden with sticky foreign gases gases, such as those incurred in the overspray of wet paint.

Filtervorrichtungen dieser Art werden insbesondere für Sprühkabinen in Lackieranlagen eingesetzt. In solchen Sprühkabinen kontaminiert der nicht am zu lackierenden Objekt haften gebliebenen Teil des versprühten Lacks (der sog. Overspray) die Abluft aus der Sprühkabine. Um die Abluft zu reinigen, sind aufwändige Filtersysteme erforderlich, weil die Overspray-Partikel sehr klebrige Eigenschaften haben und herkömmliche Filtersysteme in kürzester Zeit zusetzen. Herkömmlich sind daher Auswaschsysteme verwendet worden, bei denen die klebrigen Overspray-Partikel durch eine Behandlung mit Auswaschflüssigkeit so weit als möglich entfernt werden. Auch abreinigbare Trockenfiltersysteme sind zur Behandlung von Nasslack-Overspray herangezogen worden. Bei solchen Systemen ist allerdings eine aufwändige Behandlung der Abluft mit Filtrationshilfsstoffen, insbesondere Steinmehl, erforderlich, um den Overspray-Partikeln ihre Klebrigkeit zu nehmen, bevor sie auf die Oberflächen der verwendeten Trockenfilterelemente gelangen.Filter devices of this type are used in particular for spray booths in paint shops. In such spray booths, the part of the sprayed paint which does not adhere to the object to be painted (the so-called overspray) contaminates the exhaust air from the spray booth. To clean the exhaust air, complex filter systems are required because the overspray particles have very sticky properties and clog conventional filter systems in no time. Conventionally, therefore, washout systems have been used in which the tacky overspray particles are removed as far as possible by a treatment with leaching. Also cleaning dry filter systems have been used for the treatment of wet paint overspray. In such systems, however, a complex treatment of the exhaust air with filtration aids, especially stone meal, is required to take the overspray particles their stickiness before they reach the surfaces of the dry filter elements used.

Auf der Suche nach einfacheren Möglichkeiten, die Kabinenabluft von Overspray zu befreien, sind Einweg-Filtersysteme vorgeschlagen worden. Wegen der enorm kurzen Standzeiten solcher Einwegfilter ist dabei das Hauptaugenmerk auf möglichst einfache und billige Filterelemente gelegt worden, die unter geringem technischen Aufwand und zu geringen Kosten auswechselbar sind. Ein Beispiel für ein solches Einweg-Filtersystem ist in der WO 03/084 638 A2 offenbart. Dort wird ein mit Öffnungen versehener Hohlkörper aus Karton, Papier oder Pappe vorgeschlagen, der ein Labyrinth bildet, an dessen Wänden die Overspray-Partikel beim Durchtritt der Kabinenabluft abgeschieden werden. Zur Feinfiltration der Abluft können weiter stromabwärts liegende Kammern des Hohlkörpers mit Filtermaterial ausgefüllt sein.In the search for simpler ways to rid the cabin exhaust air of overspray, disposable filter systems have been proposed. Because of the enormously short life of such disposable filters while the main focus has been placed on simple and cheap filter elements that are interchangeable with little technical effort and at low cost. An example of such a disposable filter system is in WO 03/084 638 A2 disclosed. There, an apertured hollow body made of cardboard, paper or cardboard is proposed, which forms a labyrinth, on whose walls the overspray particles are deposited during the passage of the cabin exhaust air. For fine filtration of the exhaust air further downstream chambers of the hollow body may be filled with filter material.

Die vorliegende Erfindung löst die Aufgabe, ein alternatives Filtersystem bereitzustellen, dessen Filterelemente unter ähnlich geringem technischen Aufwand auswechselbar sind, und das allerdings längere Standzeiten und/oder höhere Abscheidegrade ermöglicht.The present invention solves the problem of providing an alternative filter system, the filter elements are interchangeable under similar low technical effort, but which allows longer life and / or higher degrees of separation.

Zur Lösung der beschriebenen Aufgabe wird erfindungsgemäß ein Filterelement zum Filtern eines mit Fremdstoffen beladenen Gases vorgeschlagen, wobei das Filterelement wenigstens eine Filtermatte mit einem durch eine Breite und Höhe der Filtermatte festgelegten Querschnitt und einer orthogonal zum Querschnitt gemessenen Dicke aufweist und wobei die Filtermatte eine gasdurchlässige Faserstruktur aufweist, die über den Querschnitt der Filtermatte hinweg und/oder in Dickenrichtung der Filtermatte inhomogen ist.To achieve the object described, a filter element for filtering a laden with foreign substances gas is proposed according to the invention, wherein the filter element has at least one filter mat with a defined by a width and height of the filter mat cross section and a measured orthogonal to the cross section thickness and wherein the filter mat is a gas-permeable fiber structure which is inhomogeneous across the cross section of the filter mat and / or in the thickness direction of the filter mat.

Das mit Fremdstoffen beladene Gas kann ein Aerosol sein, in dem Fremdstoffe in einem gasförmigen Trägermedium getragen werden, insbesondere ein luftgetragenes Aerosol wie die Abluft von Nass- oder Trockenlackieranlagen. Insbesondere eignet sich das beschriebene Filterelement für Fälle, in denen das Gas Fremdstoffe mit sich trägt, die klebrigen Charakter haben wie Nasslackpartikel aus dem Overspray von Lackieranlagen.The laden with foreign substances gas may be an aerosol are carried in the foreign substances in a gaseous carrier medium, in particular an airborne aerosol such as the exhaust air of wet or dry paint. In particular, the filter element described is suitable for cases in which the gas carries foreign substances, which have the sticky character as wet paint particles from the overspray of paint shops.

Der Querschnitt legt eine Zuströmseite und eine Abströmseite der Filtermatte fest. Die Zuströmseite und die Abströmseite bilden die einander gegenüber liegenden, im Allgemeinen größten Flächen der Filtermatte. Im Wesentlichen verlaufen die Zuströmseite und die Abströmseite parallel zur Ebene des Querschnitts der Filtermatte. Die Filtermatte wird betriebsgemäß von der Zuströmseite zur Abströmseite von dem zu reinigenden Gas durchströmt. Die Durchströmung kann dabei im Mittel im Wesentlichen parallel zur Dickenrichtung der Filtermatte ausgebildet sein.The cross section defines an inflow side and a downstream side of the filter mat. The inflow side and the outflow side form the mutually opposite, generally largest surfaces of the filter mat. In essence, the inflow side and the outflow side are parallel to the plane of the cross section of the filter mat. The filter mat is operatively flowed through from the inlet side to the downstream side of the gas to be cleaned. The flow can be formed in the middle substantially parallel to the thickness direction of the filter mat.

Es wird vorgeschlagen, dass die die Filtermatte bildende Faserstruktur eine inhomogene Struktur besitzt. Damit ist gemeint, dass die Filtermatte eine ungleichmäßige Dichte und/oder Dicke der Faserstruktur aufweist. Diese Inhomogenität kann sich zum Einen in einer ungleichmäßige Dichte der Faserstruktur wenigstens über den Querschnitt hinweg zeigen, beispielsweise in Form von dichteren Faserstrukturen an einzelnen Stellen über den Querschnitt hinweg, zwischen denen dann Bereiche liegen, in denen die Faserstruktur eine geringere Dichte aufweist. Insbesondere kann die Dichte der Faserstruktur aber auch in Dickenrichtung der Filtermatte variieren, beispielsweise mit dichteren Faserstrukturen in einem mittleren Bereich der Filtermatte, gesehen in Dickenrichtung, und mit Bereichen von Faserstrukturen geringerer Dichte zur Zuströmseite und/oder Abströmseite der Filtermatte hin. Die Inhomogenität kann sich auch darin zeigen, dass die Faserstruktur – bei gleicher Dichte – über den Querschnitt hinweg unterschiedlich dick ausgebildet ist. Beide Charakteristika können auch kombiniert auftreten, d. h. die Dichte der Faserstruktur kann über den Querschnitt hinweg und/oder über die Dicke hinweg variieren und die Dicke der Faserstruktur kann über den Querschnitt hinweg unterschiedlich sein.It is suggested that the fiber mat forming the filter mat has an inhomogeneous structure. By this is meant that the filter mat has an uneven density and / or thickness of the fiber structure. On the one hand, this inhomogeneity can manifest itself in an uneven density of the fibrous structure at least over the cross section, for example in the form of denser fibrous structures at individual points over the cross section, between which lie areas in which the fibrous structure has a lower density. In particular, the density of the fiber structure but also in the thickness direction of the filter mat vary, for example, denser fiber structures in a central region of the filter mat, as seen in the thickness direction, and with areas of fiber structures of lower density to the upstream side and / or downstream side of the filter mat out. The inhomogeneity can also be seen in the fact that the fiber structure - with the same density - over the cross-section across different thickness. Both characteristics can also occur in combination, i. H. the density of the fiber structure may vary across the cross-section and / or across the thickness, and the thickness of the fiber structure may be different across the cross-section.

Herkömmliche Filtermatten aus Vlies oder anderen Fasermaterialien zeichnen sich durch eine über den Querschnitt und/oder die Dicke der Faserstruktur hinweg im Wesentlichen homogene Struktur aus. Die Faserstruktur ist dabei hinsichtlich ihrer Dichte und/oder Dicke so gewählt, dass sich anfänglich eine gewünschte Abscheidefähigkeit der Filtermatte einstellt. Lässt die Abscheidefähigkeit bzw. die Durchlässigkeit der Filtermatte infolge Belegung der Faserstruktur mit Fremdkörpern im Betrieb merklich nach, wird die Filtermatte ausgewechselt. Dieses Prinzip hat sich bei relativ wenig klebrigen Fremdstoffen bewährt. Sollen jedoch klebrige Fremdstoffe abgeschieden werden, wie Partikel aus Nasslack-Overspray, ergeben sich mit solchen Filtermatten unbefriedigend kurze Standzeiten, so dass man sich genötigt sah, eine Vorfiltration vorzunehmen, bevor die oversprayhaltige Abluft mit der Filtermatte in Kontakt gelangt, beispielsweise dadurch das die Abluft zunächst labyrinthartig ausgebildete Strömungswege in einem Hohlkörper passieren muss, an deren Wänden sich der Großteil der klebrigen Lackpartikel niederschlägt und erst gar nicht zu der Filtermatte gelangt. Conventional filter mats made of nonwoven or other fiber materials are characterized by a structure which is substantially homogeneous over the cross section and / or the thickness of the fiber structure. The fiber structure is chosen in terms of their density and / or thickness so that initially sets a desired Abscheidefähigkeit the filter mat. If the ability to deposit or the permeability of the filter mat noticeably decreases due to occupancy of the fiber structure with foreign bodies during operation, the filter mat is replaced. This principle has proven itself with relatively little sticky foreign substances. If, however, sticky foreign substances are to be deposited, such as particles from wet-paint overspray, unsatisfactorily short service lives result with such filter mats, so that it was necessary to carry out a prefiltration before the overspray-containing exhaust air comes into contact with the filter mat, for example because of the exhaust air initially labyrinthine flow paths must pass in a hollow body, on whose walls, the majority of the sticky paint particles precipitates and does not even get to the filter mat.

Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Struktur der Filtermatte erlaubt dagegen wesentlich längere Standzeiten, selbst dann, wenn der Filtermatte keine Vorfiltration vorgeschaltet ist. Dies ermöglicht einen wesentlich einfacheren Aufbau des Filters. Die vorgeschlagene Filtermatte weist eine inhomogene Struktur auf. Bereiche des Querschnitts mit höher Dichte und/oder Dicke der Faserstruktur wechseln sich ab mit Bereichen mit niedrigerer Dichte und/oder Dicke. Damit ergeben sich zwar in den Bereichen des Querschnitts mit niedrigerer Dichte und/oder Dicke tendenziell geringer gekrümmte Strömungslinien des Rohgases beim Durchtritt durch die Faserstruktur mit der Folge geringerer Abscheidegrade von Fremdkörpern in solchen Bereichen. Es hat sich allerdings überraschenderweise gezeigt, dass eine solche Charakteristik Vorteile bringt, wenn ein Rohgas mit klebrigen Fremdstoffen (beispielsweise Nasslack-Overspray) vorliegt. In solchen Fällen zeigt sich, dass die Filtermatte eine wesentlich längere Standzeit bei vergleichbarer oder sogar besserer Abscheidefähigkeit erreicht als eine homogene Filtermatte mit anfänglich gleicher Abscheidefähigkeit. Die Ursache für diesen Befund wird darin vermutet, dass in Bereichen höherer Dichte und/oder Dicke der Faserstruktur anfänglich der Hauptteil der Fremdstoffabscheidung erfolgt, mit der Folge, dass sich diese Bereich schnell mit Fremdstoffen belegen und der Rohgasdurchsatz in diesen Bereichen schnell absinkt. Aus diesem Grund sind herkömmliche Filtermatten mit homogener Faserstruktur schnell verbraucht. Die erfindungsgemäß vorgeschlagene inhomogene Faserstruktur sieht daneben aber auch Bereiche mit geringerer Dichte und/oder Dicke vor. Wenn sich die Bereiche höherer Dichte und/oder Dicke zunehmend zusetzen, wird die Rohgasströmung durch die Bereiche geringerer Dichte und/oder Dicke in weiter stromabwärts liegende Schichten der Faserstruktur transportiert und dort können nunmehr Fremdstoffe abgeschieden werden. Auf diese Weise lässt sich im Wesentlichen die gesamte Dicke der Faserstruktur effektiv zur Abscheidung der Fremdstoffe nutzen. Dies bewirkt eine gegenüber herkömmlichen Filtermatten wesentlich erhöhte Standzeit bei vergleichbarer Abscheidefähigkeit.By contrast, the structure of the filter mat proposed according to the invention allows significantly longer service lives, even if the filter mat is not preceded by prefiltration. This allows a much simpler design of the filter. The proposed filter mat has an inhomogeneous structure. Regions of high density cross section and / or thickness of the fibrous structure alternate with regions of lower density and / or thickness. Thus, although in the areas of the cross-section with lower density and / or thickness tend to be less curved flow lines of the raw gas in passing through the fiber structure with the result of lower separation efficiency of foreign bodies in such areas. However, it has surprisingly been found that such a characteristic brings advantages when a raw gas with sticky foreign substances (for example, wet paint overspray) is present. In such cases it turns out that the filter mat achieves a significantly longer service life with a comparable or even better separation capability than a homogeneous filter mat with initially the same ability to deposit. The reason for this finding is presumed to be that in areas of higher density and / or thickness of the fibrous structure initially the bulk of the impurity separation takes place, with the result that these areas quickly occupy with foreign substances and the raw gas flow rate drops rapidly in these areas. For this reason, conventional filter mats having a homogeneous fiber structure are quickly consumed. However, the inhomogeneous fiber structure proposed according to the invention also provides areas of lesser density and / or thickness. As the regions of higher density and / or thickness become increasingly clogged, the raw gas flow through the regions of lesser density and / or thickness is transported to further downstream layers of the fibrous structure where foreign matter may now be deposited. In this way, substantially the entire thickness of the fiber structure can be used effectively for the deposition of foreign matter. This causes a compared to conventional filter mats significantly increased life at comparable Abscheidefähigkeit.

Ist die Faserstruktur zudem noch in Strömungsrichtung inhomogen, d. h. variiert die Dichte und/oder die Dicke Faserstruktur auch in Dickenrichtung der Filtermatte, liegen auch in Strömungsrichtung jeweils Bereiche mit niedrigerer Dichte und/oder Dicke und Bereiche mit höherer Dichte und/oder Dicke vor. Damit lässt sich der beschriebene Effekt noch verstärken.Is the fiber structure also inhomogeneous in the flow direction, d. H. If the density and / or the thickness of the fiber structure also varies in the thickness direction of the filter mat, regions of lower density and / or thickness and regions of higher density and / or thickness are also present in the flow direction. This makes it possible to enhance the effect described.

Beispielsweise kann die Faserstruktur kann eine Dichte aufweisen, die zwischen 0,001 g/cm³ und 1 g/cm³ variiert. Dieser Bereich gewährleistet gute Durchlässigkeit der Faserstruktur in den Bereichen mit geringerer Dichte bei gleichzeitig guter Abscheidewirkung in Bereichen mit größerer Dichte. Insbesondere kann die Dichte zwischen 0,005 g/cm³ und 0,5 g/cm³ liegen, in manchen Fällen sogar zwischen 0,01 g/cm³ und 0,1 g/cm³. Ein besonders guter Effekt hat sich gezeigt, wenn die Dichte zwischen 0,015 g/cm³ und 0,05 g/cm³ variiert, wobei die weniger Dichten Bereiche am unteren Rand dieses Spektrums liegen und die Bereiche maximaler Dichte am oberen Rand.For example, the fiber structure may have a density that varies between 0.001 g / cm ³ and 1 g / cm ³ . This area provides good fiber structure permeability in the lower density areas while providing good separation efficiency in higher density areas. In particular, the density may be between 0.005 g / cm ³ and 0.5 g / cm ³ , in some cases even between 0.01 g / cm ³ and 0.1 g / cm ³ . A particularly good effect has been found when the density varies between 0.015 g / cm ³ and 0.05 g / cm ³ , with the less dense areas at the bottom of this spectrum and the areas of maximum density at the top.

Wie bereits angesprochen kann die Faserstruktur über den Querschnitt der Filtermatte hinweg eine variable Dicke aufweisen. Beispielsweise kann die Faserstruktur zwischen 0 und 15 cm dick sein, in manchen Fällen zwischen 0,5 cm und 10 cm, und insbesondere in einem Bereich zwischen 1 cm und 5 cm liegen. Auch dies hat den Effekt, dass weniger dicke Bereiche der Faserstruktur bevorzugt durchströmt werden und dadurch mit Fremdstoff beladenes Rohgas über weniger dicken Bereiche tiefer in die die weiter stromabwärts liegenden dichteren Bereiche der Filtermatte eindringen kann.As already mentioned, the fiber structure can have a variable thickness over the cross-section of the filter mat. For example, the fiber structure may be between 0 and 15 cm thick, in some cases between 0.5 cm and 10 cm, and in particular in a range between 1 cm and 5 cm. This also has the effect that less thick areas of the fiber structure are preferably flowed through, thereby allowing raw gas laden with foreign matter to penetrate deeper into the more dense areas of the filter mat lying further downstream over less thick areas.

In Ausführungsformen kann die Faserstruktur die Konfiguration eines Vlieses haben, insbesondere die Konfiguration eines unverfestigten Vlieses. Ein Vlies ist ein mehrheitlich aus einzelnen Fasern aufgebautes Flächengebilde, bei dem der Zusammenhalt der Fasern im Wesentlichen nur durch die den Fasern eigene Haftung aneinander gegeben ist. Solche Vliese werden in der Regel als Vorprodukte für Watten, Vliesstoffe oder Filze eingesetzt. Das Vlies wird in der Regel keinen weiteren Bindungsmaßnahmen unterzogen, insbesondere nicht mit Bindemitteln behandelt, vernadelt, verfilzt, oder thermisch oder auf sonstige Weise zur Erzeugung eines der genannten Endprodukte behandelt sein. Auf diese Weise kann eine genügend große Porosität gewährleistet werden. Das Fasermaterial besteht damit aus lose zusammenliegenden Fasern, die noch nicht in dem Maße miteinander verbunden sind, wie dies bei herkömmlichem Vliesstoff oder Filz der Fall ist. Der Zusammenhalt des Vlieses beruht im Wesentlichen nur auf der fasereigenen Haftung der Fasern aneinander. Hierzu kann die fasereigene Haftung durch ein Aufrauen der Oberfläche der Fasern erhöht sein, beispielsweise durch Kardieren. Ein entsprechend behandeltes Vlies ist beispielsweise in der EP 2 510 992 A2 A1 beschrieben.In embodiments, the fibrous structure may have the configuration of a nonwoven, particularly the configuration of an unconsolidated web. A nonwoven web is a fabric made up predominantly of individual fibers, in which the cohesion of the fibers is given essentially only by the adhesion inherent in the fibers. Such nonwovens are generally used as precursors for wadding, nonwovens or felts. The nonwoven fabric is generally not subjected to any further bonding measures, in particular not treated with binders, needled, felted, or thermally or otherwise for the production of one of said Be treated end products. In this way, a sufficiently large porosity can be ensured. The fiber material thus consists of loosely connected fibers, which are not yet connected to one another to the extent that is the case with conventional nonwoven fabric or felt. The cohesion of the web is based essentially only on the fiber's inherent adhesion of the fibers to each other. For this purpose, the fiber's own adhesion may be increased by roughening the surface of the fibers, for example by carding. A suitably treated fleece is for example in the EP 2 510 992 A2 A1 described.

Die Faserstruktur kann mit Fasern mit einer längenbezogenen Masse zwischen 0 und 100 dtex aufgebaut sein, insbesondere zwischen 1 und 50 dtex, insbesondere zwischen 20 und 45 dtex.The fiber structure may be constructed with fibers having a length-related mass between 0 and 100 dtex, in particular between 1 and 50 dtex, in particular between 20 and 45 dtex.

Die Faserstruktur kann mit Polymerfasern aufgebaut sein. Insbesondere eignen sich Polyesterfasern, Polyamidfasern, Polypropylenfasern, Polyethylenfasern, Polyethylenterephthalatfasern, Polyimidfasern, oder Mischungen dieser Materialien.The fiber structure can be constructed with polymer fibers. Particularly suitable are polyester fibers, polyamide fibers, polypropylene fibers, polyethylene fibers, polyethylene terephthalate fibers, polyimide fibers, or mixtures of these materials.

Die Faserstruktur kann mit Stapelfasern aufgebaut sein, insbesondere mit Fasern mit einer Stapellänge zwischen 20 und 150 mm.The fiber structure can be constructed with staple fibers, in particular with fibers with a staple length between 20 and 150 mm.

Insbesondere kann die Faserstruktur der Filtermatte durch eine Mehrzahl von einzelnen Filterkörpern gebildet sein, die je für sich aus Fasermaterial wie vorangehend beschrieben aufgebaut sind. Bei Ausbildung der Fasermatte soll dafür gesorgt werden, dass die einzelnen Filterkörper aneinander haften, um eine über den Querschnitt durchgehende Filtermatte zu bilden. Insbesondere sollen die Filterkörper daher aus einer Faserstruktur mit bestimmten Oberflächeneigenschaften gebildet sein. Hierzu bieten sich Faserstrukuren an mit in bestimmter Weise behandelten Faseroberflächen, insbesondere Vliese, die mit besonders behandelten Fasern aufgebaut sind. Dabei bieten sich insbesondere solche Fasern an, die eine gewisse Oberflächenrauigkeit der Fasern bewirken.In particular, the fiber structure of the filter mat can be formed by a plurality of individual filter bodies, which are each constructed per se of fiber material as described above. When forming the fiber mat is to ensure that the individual filter body adhere to each other to form a continuous over the cross-section filter mat. In particular, the filter body should therefore be formed from a fiber structure with certain surface properties. For this purpose, fiber structures offer themselves with fiber surfaces treated in a certain way, in particular nonwovens, which are constructed with specially treated fibers. In particular, such fibers offer, which cause a certain surface roughness of the fibers.

Es ist günstig, wenn die Filterkörper den Querschnitt der Filtermatte abdeckend und aneinander anliegend nebeneinander angeordnet sind und eine zusammenhängende Filtermatte ausbilden. Dann berühren je zwei benachbarte Filterkörper einander entlang von gegenseitigen Anlagebereichen. Es kann sogar vorgesehen sein, dass sich je zwei benachbarte Filterkörper in den gegenseitigen Anlagebereichen wechselseitig durchdringen, d. h. dass die Fasern der Faserstruktur des einen Filterkörpers sich mit Fasern der Faserstruktur des benachbarten Filterkörpers überkreuzen und/oder verschlingen. Dabei decken alle Filterkörper zusammen den gesamten Querschnitt der Filtermatte ab, abgesehen von ggf. vorhandenen einzelnen Zwickelbereichen zwischen mehr als zwei benachbarten Filterkörpern. Es ist bei solcher Ausgestaltung möglich, von einer Ecke der Filtermatte zu einer beliebigen gegenüberliegenden Ecke zu gelangen, ohne die aus den zusammenhängenden Filterkörpern gebildete Filterstruktur zu verlassen.It is advantageous if the filter body covering the cross section of the filter mat and adjacent to each other are arranged side by side and form a coherent filter mat. Then each two adjacent filter body touch each other along mutual investment areas. It can even be provided that two adjacent filter bodies mutually penetrate each other in the mutual contact areas, d. H. the fibers of the fiber structure of the one filter body intersect and / or devour with fibers of the fiber structure of the adjacent filter body. All filter bodies together cover the entire cross section of the filter mat, apart from possibly existing individual gusset areas between more than two adjacent filter bodies. It is possible in such a configuration, to get from one corner of the filter mat to any opposite corner, without leaving the filter structure formed from the contiguous filter bodies.

Durch die gegenseitige Anlage der Filterkörper kann in einfacher Weise eine inhomogene Faserstruktur erzeugt werden, denn die einzelnen Filterkörper können unterschiedliche Dichten und/oder Dicken aufweisen. Zudem ergeben sich Bereiche von höherer bzw. niedrigerer Dichte bzw. Dicke in den aneinander anliegenden Bereichen der einzelnen Filterkörper. Die zusammenhängende und den gesamten Querschnitt der Filtermatte abdeckende Anordnung der Filterkörper stellt sicher, dass das das Filterelement durchströmende Rohgas nicht ungefiltert die Faserstruktur passieren kann.By mutual contact of the filter body an inhomogeneous fiber structure can be generated in a simple manner, because the individual filter body can have different densities and / or thicknesses. In addition, areas of higher or lower density or thickness result in the adjoining areas of the individual filter body. The contiguous and the entire cross section of the filter mat covering arrangement of the filter body ensures that the raw gas flowing through the filter element can not pass through the fiber structure unfiltered.

Es ist besonders günstig, wenn die Filterkörper bereits in sich eine inhomogene Verteilung der Dichte und/oder Dicke aufweisen. Beispielsweise lässt sich eine inhomogene Verteilung der Dicke der Faserstruktur durch Einsatz von Filterkörpern mit variabler Dicke erreichen, etwa durch Einsatz von Filterkörpern, die je für sich kugelförmige oder ellipsoidförmige Gestalt haben. Außerdem können günstigerweise Filterkörper verwendet werden, die je für sich eine inhomogene Dichte aufweisen, bei beispielsweise eine im Zentrum höhere Dichte als in Randbereichen. Solche Filterkörper sind beispielsweise in der EP 2 510 992 A2 beschrieben.It is particularly favorable if the filter bodies already have an inhomogeneous distribution of density and / or thickness. For example, an inhomogeneous distribution of the thickness of the fiber structure can be achieved by using filter bodies of variable thickness, for example by using filter bodies which each have a spherical or ellipsoidal shape per se. In addition, filter bodies may suitably be used which each have an inhomogeneous density, for example a density higher in the center than in edge areas. Such filter bodies are for example in the EP 2 510 992 A2 described.

Es ist besonders günstig, wenn die Anordnung der Filterkörper so gewählt ist, dass auch in Eckbereichen oder Zwickelbereichen, in denen mindestens drei Filterkörper nebeneinander liegen, keine Freiräume zwischen den mindestens drei Filterkörpern mehr gebildet sind. In anderen Worten: Es sollen keine freien Zwickelbereiche zwischen benachbarten Filterkörpern mehr vorhanden sein. Die Dichte und/oder die Dicke der Filterstruktur kann in solchen Zwickelbereichen allerdings sehr wohl deutlich verschieden von der Dichte und/oder Dicke in anderen Bereichen sein, insbesondere von Bereichen um die Zentren einzelner Filterkörper herum.It is particularly advantageous if the arrangement of the filter body is selected so that even in corner areas or gusset areas in which at least three filter bodies are adjacent to each other, no free spaces between the at least three filter bodies are formed more. In other words, no free gusset areas should be present between adjacent filter bodies. However, the density and / or thickness of the filter structure in such gusset areas may well be significantly different than the density and / or thickness in other areas, particularly areas around the centers of individual filter bodies.

Die aneinander anliegenden Filterkörper können insbesondere eine quer zur Strömungsrichtung verlaufende Filterstrukturlage bilden. Um die Durchströmung mit Rohgas bzw. den Druckverlust der Rohgasströmung über das Filterelement hinweg möglichst gering zu halten, soll die Filtermatte eine schmale Gestalt haben. Insbesondere soll die Filtermatte höchstens drei in Dickenrichtung der Filtermatte aufeinander folgende Filterstrukturlagen von Filterkörpern aufweisen. Besonders günstig ist es, wenn die Filtermatte nur eine einzige Filterstrukturlage von Filterkörpern aufweist. Bei nur einer einzigen Filterstrukturlage von Filterkörpern kommt es besonders darauf an, dass die Filterkörper durchgehend aneinander anliegen und keine von der Faserstruktur freien Bereiche in Grenzgebieten zwischen zwei Filterkörpern gebildet werden. Gleichzeitig dürfen die Filterkörper auch nicht derart dicht aneinander gepresst sein, dass die Unterschiede in der Dichte innerhalb der Filterkörper und zwischen benachbarten Filterkörpern unterdrückt werden oder sogar verschwinden.The adjoining filter bodies can in particular form a filter structure layer running transversely to the flow direction. In order to minimize the flow of raw gas or the pressure loss of the raw gas flow over the filter element, the filter mat should have a narrow shape. In particular, the filter mat should have at most three successive filter structure layers of filter bodies in the thickness direction of the filter mat. It is particularly advantageous if the filter mat only a single filter structure layer of Having filter bodies. With only a single filter structure layer of filter bodies, it is particularly important that the filter bodies rest against one another continuously and that no regions free from the fiber structure are formed in boundary regions between two filter bodies. At the same time, the filter bodies must not be pressed so close to each other that the differences in density within the filter body and between adjacent filter bodies are suppressed or even disappear.

Bei Ausführungsformen mit mindestens zwei in Dickenrichtung der Filtermatte aufeinander folgenden Filterstrukturlagen können je nach Anforderung zwei verschiedene Anordnungen der Filterkörper in den mindestens zwei Filterstrukturlagen zueinander vorgesehen sein. Zum einen kann eine Anordnung gewählt werden, bei der die Filterkörper einer Filterstrukturlage in Zwischenräumen angeordnet sind, die zwischen zwei einander benachbarten Filterkörpern der benachbarten Filterstrukturlage gebildet sind. Die Filterkörper aller Filterstrukturlagen sind dann zueinander versetzt angeordnet. Die Filterkörper können so in dichtest möglicher Weise angeordnet sein. Beispielsweise können kugelförmige Filterkörper in einer dichtesten Kugelpackung angeordnet sein. Bereiche mit höher Dichte und/oder Dicke der einen Filterstrukturlage liegen so in Strömungsrichtung hinter oder vor Bereichen mit niedrigerer Dichte und/oder Dicke der jeweils anderen Filterstrukturlage. Das verhindert durchgehende Strömungslinien durch die Filterstruktur und bewirkt eine über den Querschnitt hinweg eher gleichmäßige Verteilung der Rohgasströmung, trotz der inhomogenen Struktur der einzelnen Filterstrukturlagen. So lassen sich möglichst kompakte Filtermatten mit guter Abscheidefähigkeit erzielen. Auch brauchen die einzelnen Filterstrukturlagen je für sich nicht allzu dicht ausgebildet sein. Insbesondere können in gewissem Umfang, vor allem in Zwickelbereichen zwischen mehreren einander benachbarten Filterkörpern, nicht vollständig von der Faserstruktur einer Filterstrukturlage abgedeckte Bereiche vorliegen, da diese Bereiche von Bereichen maximaler Dichte der nachfolgenden Filterstrukturlage abgedeckt sind.In embodiments with at least two filter structure layers following one another in the thickness direction of the filter mat, two different arrangements of the filter bodies in the at least two filter structure layers can be provided to one another depending on the requirement. On the one hand, an arrangement can be selected in which the filter bodies of a filter structure layer are arranged in intermediate spaces which are formed between two adjacent filter bodies of the adjacent filter structure layer. The filter body of all filter structure layers are then arranged offset from one another. The filter body can be arranged in the closest possible way. For example, spherical filter bodies can be arranged in a densest spherical packing. Areas with a high density and / or thickness of the one filter structure layer lie in the flow direction behind or in front of areas with lower density and / or thickness of the respective other filter structure layer. This prevents continuous flow lines through the filter structure and causes a rather uniform distribution of the raw gas flow over the cross section, despite the inhomogeneous structure of the individual filter structure layers. This makes it possible to achieve compact filter mats with good separation capability. Also, the individual filter structure layers do not need to be designed too tight per se. In particular, to some extent, especially in gusset areas between a plurality of adjacent filter bodies, not completely covered by the fiber structure of a filter structure layer areas are present, since these areas are covered by areas of maximum density of the subsequent filter structure layer.

Alternativ können die Filterkörper einer Filterstrukturlage an denselben Stellen des Querschnitts angeordnet sein wie die diesen benachbarten Filterkörper der benachbarten Filterstrukturlage. Die Filterkörper aller Filterstrukturlagen sind dann in gleicher Weise angeordnet. Anders ausgedrückt: In Dickenrichtung – und damit näherungsweise in Strömungsrichtung der Rohgasströmung beim Passieren des Filterelements – sind die Filterkörper immer an derselben Stelle jeder Filterstrukturlage angeordnet. Damit sind in jeder Filterstrukturlage auch die Bereiche höherer Dichte und/oder Dicke und die Bereiche geringerer Dichte und/oder Dicke an derselben Stelle des Querschnitts angeordnet. Dadurch prägt sich die inhomogene Struktur der einzelnen Filterstrukturlagen auch für die Filterstruktur der gesamten Filtermatte aus und verstärkt sich sogar durch die mehreren hintereinander angeordneten Lagen noch, denn Bereiche mit höher Dichte und/oder Dicke der einen Filterstrukturlage liegen so in Strömungsrichtung hinter oder vor Bereichen mit ebenfalls höherer Dichte und/oder Dicke der jeweils anderen Lage und Bereiche mit niedrigerer Dichte und/oder Dicke der einen Filterstrukturlage liegen so in Strömungsrichtung hinter oder vor Bereichen mit ebenfalls niedrigerer Dichte und/oder Dicke der jeweils anderen Filterstrukturlage. Eine solche Anordnung ist geeignet, wenn Fremdstoffe mit besonders klebrigem Charakter ausgefiltert werden sollen, denn sie erlaubt auch in solchen Fällen noch einen guten Kompromiss zwischen hoher Abscheidefähigkeit und befriedigender Standzeit.Alternatively, the filter body of a filter structure layer can be arranged at the same points of the cross section as the adjacent filter body of the adjacent filter structure layer. The filter body of all filter structure layers are then arranged in the same way. In other words, in the thickness direction-and thus approximately in the flow direction of the raw gas flow when passing through the filter element-the filter bodies are always arranged at the same point of each filter structure layer. Thus, the regions of higher density and / or thickness and the regions of lesser density and / or thickness are arranged in the same position of the cross section in each filter structure layer. As a result, the inhomogeneous structure of the individual filter structure layers is also pronounced for the filter structure of the entire filter mat and even amplified by the several layers arranged one behind the other, because areas with high density and / or thickness of one filter structure layer are thus behind or in front of areas in the flow direction likewise higher density and / or thickness of the respective other layer and areas with lower density and / or thickness of a filter structure layer are so in the flow direction behind or in front of areas also with lower density and / or thickness of the other filter structure layer. Such an arrangement is suitable when foreign substances are to be filtered out with particularly sticky character, because even in such cases, it still allows a good compromise between high Abscheidefähigkeit and satisfactory service life.

Die Filterkörper können alle dieselbe Größe aufweisen. Wegen der inhomogenen Struktur der einzelnen Filterkörper und der aneinander anliegenden Anordnung der Filterkörper über den Querschnitt hinweg lässt sich trotzdem eine genügend inhomogene Struktur der Filtermatte ausbilden. Auch unterstützt eine geeignete Form der einzelnen Filterkörper die Ausbildung einer inhomogenen Struktur der aus den Filterkörpern gebildeten Filtermatte, beispielsweise ergibt sich eine über den Querschnitt der Filtermatte inhomogene Dicke bei Aneinanderfügen von einzelnen Filterkörpern mit jeweils kugelförmiger Gestalt.The filter bodies can all be the same size. Because of the inhomogeneous structure of the individual filter body and the adjoining arrangement of the filter body over the cross section across a sufficiently inhomogeneous structure of the filter mat can still form. Also, a suitable shape of the individual filter body supports the formation of an inhomogeneous structure of the filter mat formed from the filter body, for example, results in an inhomogeneous over the cross section of the filter mat thickness at joining together of individual filter bodies each having a spherical shape.

Es kommt auch in Frage, Filterkörper zu verwenden, die jeweils eine unterschiedliche Größe und/oder Konfiguration aufweisen. Beispielsweise können einzelne Filterkörper mit zwar jeweils gleicher Faserdichte, aber unterschiedlicher Größe aneinandergefügt werden, um die Fasermatte zu bilden. Die einzelnen Filterkörper können sich dabei durchaus nicht nur in ihrer Größe, sondern falls gewünscht auch in ihrer Gestalt voneinander unterscheiden. Dies erlaubt es, eine inhomogene Fasermatte herzustellen bei Verwendung desselben Fasermaterials gleicher Dichte für alle Filterkörper. Selbstverständlich kann auch Fasermaterial unterschiedlicher Dichte für verschiedene Filterkörper verwendet werden, um die inhomogene Struktur der Filtermatte noch zu verstärken.It is also possible to use filter bodies which each have a different size and / or configuration. For example, individual filter bodies may be joined together with the same fiber density but different sizes in order to form the fiber mat. The individual filter bodies can thereby differ not only in their size, but if desired also in their shape. This makes it possible to produce an inhomogeneous fiber mat using the same fiber material of the same density for all filter bodies. Of course, fiber material of different densities can also be used for different filter bodies in order to reinforce the inhomogeneous structure of the filter mat.

In bestimmten Ausführungsformen können mehrere Filtermatten nebeneinander in einem Filterraum angeordnet sein, insbesondere derart, dass sie einen Gasraum in einen Rohgasraum und einen Reingasraum teilen. Dies ermöglicht bei vorgegebener Größe der Filtermatten eine Anpassung des Filterelements an einen gewünschten Rohgasdurchsatz.In certain embodiments, a plurality of filter mats may be arranged side by side in a filter space, in particular such that they divide a gas space into a raw gas space and a clean gas space. For a given size of the filter mats, this makes it possible to adapt the filter element to a desired raw gas throughput.

Das Filterelement kann ferner ein den Filterraum umgebendes Gehäuse aufweisen. Das Gehäuse kann beispielsweise aus Papier, Pappe, Kartonage, Holz, Kunststoff oder Metall, oder einem auf diesen Materialien basierenden Verbundwerkstoff aufgebaut sein.The filter element may further comprise a housing surrounding the filter chamber. The Housing may for example be constructed of paper, cardboard, cardboard, wood, plastic or metal, or based on these materials composite material.

Die Filtermatten können beispielsweise lamellenartig in dem Filterraum angeordnet sein, so dass sie den Rohgasraum von dem Reingasraum trennen. Bei dieser Anordnung sind die Filtermatten in einer ziehharmonikaartigen Konfiguration angeordnet, d. h. die einzelnen Filtermatten sind schräg zueinander angeordnet und bilden V-formige Gebilde, deren Spitzen vom Rohgas angeströmt werden. Diese Anordnung gleicht einem aus der Trockenfiltration bekannten Lamellenfilter und ermöglicht eine maximale Ausdehnung der zum Filtern zur Verfügung stehenden Fläche des Filterelements bei einem jeweils gegebenen Querschnitt der Rohgasströmung.The filter mats may for example be arranged like a lamella in the filter chamber, so that they separate the raw gas space from the clean gas space. In this arrangement, the filter mats are arranged in an accordion-like configuration, i. H. the individual filter mats are arranged obliquely to each other and form V-shaped structures whose tips are flown by the raw gas. This arrangement is similar to a lamellar filter known from dry filtration and allows for a maximum expansion of the area of the filter element available for filtering, given a respective cross-section of the raw gas flow.

In bestimmten Ausführungsformen kann die Filtermatte die Konfiguration einer plattenförmigen Filterkassette haben, die in den Filterraum einsetzbar ist. Eine solche Filterkassette, oder mehrerer solche Filterkassetten, kann/können in der Art eines „Filterbretts” bzw. von ”Filterlamellen” in jeweils gewünschter Geometrie in ein Gehäuse eingesetzt sein, das den Filterraum umgibt. Das schafft besondere Flexibilität, weil mit nur einer – oder jedenfalls nur wenigen – Grundformen für die Filterkassette Filterelemente unterschiedlichster Geometrie und für unterschiedlichste Rohgasdurchsätze erzeugt werden können. Auch der Einsatz von Einweg-Filterkassetten zusammen mit mehrfach verwendbaren Gehäusen ist auf einfache Weise realisierbar.In certain embodiments, the filter mat may have the configuration of a disc-shaped filter cartridge that is insertable into the filter chamber. Such a filter cassette, or several such filter cassettes, can / can be used in the manner of a "filter board" or "filter lamellae" in respectively desired geometry in a housing which surrounds the filter chamber. This creates special flexibility, because with only one - or at least only a few - basic forms for the filter cartridge filter elements of different geometry and for different raw gas flow rates can be generated. The use of disposable filter cartridges together with reusable housings can be realized in a simple manner.

In bestimmten Ausführungsformen kann das hierin beschriebene Filterelement ferner eine die Faserstruktur umgebende Käfigstruktur aufweisen. Eine solche Käfigstruktur dient vor allem der Aufnahme und/oder der Fixierung der Filtermatte an der gewünschten Position. Sie kann darüber hinaus aber auch die Handhabung der Filtermatte beträchtlich erleichtern. Die Käfigstruktur kann beispielsweise einander benachbarte Filterkörper jeweils aneinander anliegend zu einer mattenartigen Struktur zusammenhalten. Dann kann die Käfigstruktur einen im Wesentlichen plattenförmigen Aufnahmeraum umgrenzen, welcher zur Aufnahme einer Mehrzahl von Filterkörpern dient, wobei die Käfigstruktur zur Anordnung der Filterkörper nebeneinander über den Querschnitt hinweg dient.In certain embodiments, the filter element described herein may further include a cage structure surrounding the fibrous structure. Such a cage structure is used primarily for receiving and / or fixing the filter mat at the desired position. In addition, it can also considerably facilitate the handling of the filter mat. The cage structure may, for example, hold adjoining filter bodies together in each case adjacent to a mat-like structure. Then, the cage structure can define a substantially plate-shaped receiving space, which serves to receive a plurality of filter bodies, wherein the cage structure for the arrangement of the filter body next to each other over the cross-section serves.

In aller Regel wird dabei vorgesehen sein, dass die Käfigstruktur Anströmöffnungen auf einer Zuströmseite und Abströmöffnungen auf einer Abströmseite aufweist. Ferner kann die Käfigstruktur eine netzartige oder gitterartige Konfiguration aufweisen.As a rule, it will be provided that the cage structure has inflow openings on an inflow side and outflow openings on an outflow side. Furthermore, the cage structure may have a net-like or grid-like configuration.

Die Käfigstruktur kann insbesondere ebenfalls aus Papier, Pappe, Kartonage, Holz, Kunststoff oder Metall, oder einem auf diesen Materialien basierenden Verbundwerkstoff aufgebaut sein. Diese Materialien sind einerseits billig, leicht zu verarbeiten und können einfach recycelt oder entsorgt werden. Andererseits besitzen diese Materialien genügend Stabilität, um einen guten Halt und sicheren Sitz der einzelnen Filterkörper an ihrer vorgesehenen Stelle zu gewährleisten.In particular, the cage structure can likewise be constructed from paper, cardboard, cardboard, wood, plastic or metal, or a composite material based on these materials. On the one hand, these materials are cheap, easy to process and can easily be recycled or disposed of. On the other hand, these materials have enough stability to ensure a good grip and secure fit of the individual filter body at its intended location.

In bestimmten Ausführungsformen kann es sinnvoll sein, wenn die Käfigstruktur angeschrägte Randbereiche aufweist. Dies ermöglicht es, die Filtermatte in einem vorbestimmten Anströmwinkel zwischen Null Grad und 90 Grad zur Anströmung des Rohgases in den Filterraum einzusetzen. Der Anströmwinkel ist dabei von der Anschrägung der Randbereiche festgelegt, so dass er gut reproduzierbar ist und das Einsetzen der Filtermatte keine größeren Schwierigkeiten bereitet.In certain embodiments, it may be useful if the cage structure has beveled edge regions. This makes it possible to use the filter mat in a predetermined angle of attack between zero degrees and 90 degrees to the flow of the raw gas into the filter chamber. The angle of attack is determined by the chamfer of the edge regions, so that it is well reproducible and the insertion of the filter mat is no major problem.

Es kann zudem vorgesehen sein, dass die Käfigstruktur Scharnierbereiche aufweist, entlang derer die Käfigstruktur umklappbar ist. Dadurch lässt sich ein Filterelement erzielen, bei dem eine zieharmonikaartige oder lamellenartige Anordnung mehrerer Filtermatten nebeneinander durch einfaches Umklappen der Käfigstruktur in den Scharnierbereichen erfolgt.It can also be provided that the cage structure has hinge areas along which the cage structure can be folded down. This makes it possible to achieve a filter element in which a concertina-like or lamellar arrangement of a plurality of filter mats takes place side by side by simply folding over the cage structure in the hinge regions.

Die vorliegende Erfindung betrifft zudem eine Filtervorrichtung zur Reinigung von Fremdkörper mitführendem Gas, umfassend wenigstens ein Filterelement wie vorangehend beschrieben. Eine solche Filtervorrichtung kann wenigstens eine Vorfiltereinheit und wenigstens eine der Vorfiltereinheit nachgeschaltete Hauptfiltereinheit aufweisen. Dabei ist es günstig wenn die Vorfiltereinheit wenigstens ein Filterelement wie hierin beschrieben aufweist.The present invention also relates to a filter device for the purification of foreign body entraining gas, comprising at least one filter element as described above. Such a filter device may have at least one prefilter unit and at least one main filter unit connected downstream of the prefilter unit. It is advantageous if the pre-filter unit has at least one filter element as described herein.

Die Hauptfiltereinheit kann wenigstens ein Trockenfilterelement aufweisen. Solche Trockenfilterelemente sind bekannt. Sie dienen der Reinigung von mit Fremdkörpern beladenen Gasen durch Abscheidung der Fremdkörper an einer Filteroberfläche ohne Zuhilfenahme von flüssigkeitsbasierten Auswaschsystemen. Ein großer Vorteil solche Trockenfilterelemente liegt darin, dass die Filterelemente dauerhaft betrieben werden können, weil an der Filteroberfläche angelagertes Fremdstoffmaterial, das ggf. einen Filterkuchen bildet, von der Filteroberfläche abreinigbar ist. Hierzu kann die Filteroberfläche beispielsweise durch Druckluftimpulse im Gegenstromprinzip beaufschlagbar sein. Die Filterflächen sind in der Regel so ausgebildet, dass eine Oberflächenfiltration stattfindet. Das bedeutet, die Oberfläche des Filters ist so beschaffen, das die auszufilternden Fremdstoffe nur sehr wenig in den Filterkörper eindringen können und stattdessen weit überwiegend an der Filteroberfläche hängen bleiben.The main filter unit may comprise at least one dry filter element. Such dry filter elements are known. They serve to clean gases laden with foreign bodies by separating the foreign bodies on a filter surface without the aid of liquid-based washout systems. A major advantage of such dry filter elements is that the filter elements can be operated permanently because foreign material attached to the filter surface, which possibly forms a filter cake, can be cleaned off the filter surface. For this purpose, the filter surface, for example, be acted upon by compressed air pulses in the countercurrent principle. The filter surfaces are usually designed so that a surface filtration takes place. This means that the surface of the filter is such that the foreign matter to be filtered out only very little into the filter body can penetrate and instead largely remain hanging on the filter surface.

Ein solches Trockenfilterelement kann als Starrkörperfilter ausgebildet sein, wobei das Trockenfilterelement einen Grundkörper aus gesintertem Material, das insbesondere gesinterte Polyethylen-Partikel als Hauptbestandteil enthält, aufweist und wobei der Grundkörper mit einer Oberflächenbeschichtung versehen ist, die Polytetrafluorethylen-Partikel enthält. Trockenfilterelemente dieser Art sind beispielsweise in der WO 93/19832 A1 oder WO 98/46327 A1 beschrieben.Such a dry filter element may be formed as a rigid body filter, wherein the dry filter element comprises a base body of sintered material, in particular containing sintered polyethylene particles as the main component, and wherein the base body is provided with a surface coating containing polytetrafluoroethylene particles. Dry filter elements of this type are for example in the WO 93/19832 A1 or WO 98/46327 A1 described.

Um im Falle von klebrigen Fremdstoffen wie Lackpartikeln aus Nasslack-Overspray die Abreinigung zu erleichtern, kann weiterhin vorgesehen sein, dass die Hauptfiltereinheit nach dem sogenannten „Precoating-Prinzip” arbeitet. Das bedeutet, dass das Trockenfilterelement derart ausgebildet ist, dass ein auf einer Rohgasseite des Trockenfilterelements liegender Rohgasraum und/oder eine Filteroberfläche auf der Rohgasseite des Trockenfilterelements mit Filtrationshilfsstoffen, insbesondere mit Steinmehl und anderen mineralische Stäuben, beaufschlagbar ist. Eine solche Vorrichtung ist beispielsweise aus der WO 2012/032003 A1 bekannt.In order to facilitate the cleaning in the case of sticky foreign substances such as paint particles from wet paint overspray, can also be provided that the main filter unit operates according to the so-called "pre-coating principle". This means that the dry filter element is designed in such a way that a raw gas space lying on a raw gas side of the dry filter element and / or a filter surface on the raw gas side of the dry filter element can be acted upon with filtration aids, in particular with rock meal and other mineral dusts. Such a device is for example from the WO 2012/032003 A1 known.

Um eine einfache Abreinigung zu ermöglichen, kann vorgesehen sein, dass die Hauptfiltereinheit eine Druckluftabreinigungseinheit aufweist, die auf einer Reingasseite des Trockenfilterelements derart angeordnet ist, dass das Trockenfilterelement im Gegenstromprinzip mit Druckluft beaufschlagbar ist, um an dem Trockenfilterelement auf der Rohgasseite abgelagertes Material abzuscheiden.In order to enable a simple cleaning, it can be provided that the main filter unit has a compressed air cleaning unit which is arranged on a clean gas side of the dry filter element such that the dry filter element can be acted upon with compressed air in counterflow principle in order to deposit material deposited on the dry filter element on the raw gas side.

Wie bereits angesprochen kann die Filtervorrichtung insbesondere zum Ausfiltern von aerosolgetragenen Partikeln ausgebildet sein, insbesondere zur Reinigung von klebrige Fremdstoffe enthaltender Abluft, insbesondere zur Beseitigung von Abluftverunreinigungen in einer Nasslackieranlage oder Trockenlackieranlage, zur Beseitigung von Verunreinigungen aus ölhaltigen Nebeln oder zur Beseitigung von Verunreinigung bei luftgetragenen Kühlschmierstoffen.As already mentioned, the filter device can be designed, in particular, for filtering out aerosol-borne particles, in particular for cleaning sticky foreign substances containing exhaust air, in particular for removing exhaust air impurities in a wet painting or dry painting plant, for removing impurities from oil-containing mist or for removing contamination in air-borne cooling lubricants ,

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, die beispielhafte Ausführungsformen darstellen, näher erläutert. Dabei zeigt:The invention will be explained in more detail below with reference to the drawings, which illustrate exemplary embodiments. Showing:

1: In schematischer Ansicht eine erste Ausführungsform eines Filterelements mit als Filterkassette ausgebildeter Filtermatte; 1 : In a schematic view of a first embodiment of a filter element with a filter cartridge designed as a filter mat;

2: Das Filterelement gemäß 1 in einer Ansicht von hinten in 1; 2 : The filter element according to 1 in a view from the back in 1 ;

3: In schematischer Ansicht ein als Filtermodul mit mehreren der in 1 gezeigten Filterkassetten ausgebildeten Filterelements; 3 : In a schematic view one as a filter module with several of the 1 shown filter cartridges formed filter element;

4: Das in 3 gezeigte Filterelement in einem horizontalen Schnitt; 4 : This in 3 shown filter element in a horizontal section;

5: Eine Filtervorrichtung mit einer Vorfiltereinheit, die das in 3 und 4 gezeigte Filterelement aufweist, sowie einer der Vorfiltereinheit nachgeschalteten Hauptfiltereinheit; 5 : A filter device with a pre-filter unit, which is the in 3 and 4 Having shown filter element, and one of the prefilter unit downstream main filter unit;

6: Die Filtervorrichtung aus 4 in einem Schnitt entlang der Linie VI-VI in 5; 6 : The filter device off 4 in a section along the line VI-VI in 5 ;

7: Eine weitere Filtervorrichtung mit einer Vorfiltereinheit, die das in 3 und 4 gezeigte Filterelement aufweist, sowie einer der Vorfiltereinheit nachgeschalteten Hauptfiltereinheit; und 7 : Another filter device with a prefilter unit, which is the in 3 and 4 Having shown filter element, and one of the prefilter unit downstream main filter unit; and

8: Die Filtervorrichtung aus 7 in einem Schnitt entlang der Linie VIII-VIII in 7. 8th : The filter device off 7 in a section along the line VIII-VIII in 7 ,

1 und 2 zeigen ein Filterelement 10 gemäß einer Ausführungsform in einer Ansicht von einer Anströmseite 14 her (1) und in einer Ansicht von einer Abströmseite 16 her (2). Im betriebsgemäßen Zustand des Filterelements 10 strömt zu reinigendes Gas zu dem Filterelement 10 von seiner Anströmseite 14 her und tritt nach Passieren des Filterelements 10 auf der Abströmseite 16 wieder aus. 1 and 2 show a filter element 10 according to an embodiment in a view from an inflow side 14 her ( 1 ) and in a view from a downstream side 16 her ( 2 ). In operating condition of the filter element 10 gas to be purified flows to the filter element 10 from its upstream side 14 forth and occurs after passing through the filter element 10 on the downstream side 16 out again.

Das Filterelement 10 weist eine eine Filterkassette bildende Filtermatte 18 auf mit einem Querschnitt, der durch eine Höhe H und eine Breite B der Filtermatte 18 definiert ist. Eine in Dickenrichtung gemessene Dicke D der Filtermatte 18 erstreckt sich orthogonal zu der durch Breite B und Höhe H definierten Querschnittsebene. Die Dicke D der Filtermatte 18 ist durch die maximale Entfernung der Anströmseite 14 von der Abströmseite 16 definiert.The filter element 10 has a filter cartridge forming a filter cartridge 18 on with a cross section passing through a height H and a width B of the filter mat 18 is defined. A thickness D of the filter mat measured in the thickness direction 18 extends orthogonal to the cross-sectional plane defined by width B and height H. The thickness D of the filter mat 18 is by the maximum distance of the upstream side 14 from the downstream side 16 Are defined.

Die Filtermatte 18 ist aufgebaut mit einer Vielzahl einzelner Filterkörper 20 (von denen lediglich einzelne beispielhaft in 1 und 2 mit dem Bezugszeichen 20 versehen sind). Die Filterkörper 20 bestehen jeweils aus einem Vlies mit einem Aufbau, wie er in der EP 2 510 992 A1 beschrieben ist. Die Filterkörper 20 sind aus einer Vielzahl von Synthetikfasern, insbesondere aus Polyesterfasern, gebildet, die durch Ausnutzung der fasereigenen Haftung gemäß der in der EP 2 510 992 A2 beschriebenen Vorgehensweise zu einem zusammenhängenden unverfestigten Vlies geformt sind. Die einzelnen Filterkörper 20 bilden jeweils kugelförmige Gebilde aus Vlies mit vergleichsweise geringer Dichte. Dabei ist die Dichte im Zentrum der Filterkörper 20 in der Regel um Einiges größer als in Randbereichen der Filterkörper 20. Obwohl die Filterkörper 20 in den Figuren schematisch als deutlich abgegrenzte kugelförmige Gebilde dargestellt sind, versteht es sich, dass die Filterkörper 20 aufgrund ihrer Beschaffenheit als vergleichsweise lockeres Vlies in Wirklichkeit nicht scharf gegenüber ihrer Umgebung abgegrenzt sind. Vielmehr stehen einzelne Fasern weiter von der kugelförmigen Oberfläche ab als andere Fasern, so dass sich in Wirklichkeit eine eher ausgefranste und unscharfe Oberfläche der Filterkörper 20 ergibt, ähnlich der eines Wattebauschs, obwohl dies in den Figuren der Einfachheit halber nicht abgebildet ist.The filter mat 18 is constructed with a large number of individual filter bodies 20 (of which only individual examples in 1 and 2 with the reference number 20 are provided). The filter body 20 each consist of a fleece with a construction, as in the EP 2 510 992 A1 is described. The filter body 20 are made of a variety of synthetic fibers, in particular polyester fibers, formed by exploiting the inherent adhesion according to the in the EP 2 510 992 A2 described approach to a coherent unconsolidated web are formed. The individual filter bodies 20 each form spherical structures of non-woven with comparatively low density. The density is at the center of the filter body 20 usually much larger than in the peripheral areas of the filter body 20 , Although the filter body 20 in the Figures are shown schematically as clearly demarcated spherical structure, it is understood that the filter body 20 Due to their nature as a relatively loose fleece in reality are not sharply demarcated from their environment. Rather, individual fibers are further from the spherical surface than other fibers, so that in reality a rather frayed and blurred surface of the filter body 20 similar to that of a cotton swab, although not shown in the figures for the sake of simplicity.

Die Filterkörper 20 sind in der Ausführungsform gemäß 1 und 2 zur Ausbildung der Filtermatte 18 matrixartig in Reihen und Spalten angeordnet und zwar derart, dass jeweils benachbarte Filterkörper 20 einer Reihe und/oder jeweils benachbarte Filterkörper 20 einer Spalte in jeweiligen Anlagebereichen aneinander anliegen. Die Filterkörper 20 sind in der Konfiguration eines rechtwinkligen Gitters angeordnet. Die Filterkörper 20 einer jeweiligen Reihe wie auch die Filterkörper 20 einer jeweiligen Spalte sind mit einem gewissen Druck aneinander gepresst. Deshalb ist den Anlagebereichen zwischen je zwei benachbarten Filterkörpern 20 einer Reihe bzw. zwischen je zwei benachbarten Filterkörpern 20 einer Spalte zum einen die einstmals kugelförmige Gestalt der Filterkörper 20 abgeflacht. Zum anderen überlappen sich die Anlagebereiche je zweier benachbarter Filterkörper 20 einer Reihe bzw. die Anlagebereiche je zweier benachbarter Filterkörper 20 einer Spalte in dem Sinne, dass einzelne der Fasern des einen Filterkörpers 20 mit einzelnen der Fasern des anderen Filterkörpers 20 verschlungen sind. Auf diese Weise wird ein Zusammenhalt unter den Filterkörpern 20 geschaffen. Dieser Zusammenhalt sorgt dafür, dass die Filterkörper 20 in ihrer Gesamtheit eine in sich zusammenhängende Faserstruktur 22 bilden, aus der letztendlich die Filtermatte 18 aufgebaut ist. Die Faserstruktur 22 der Filtermatte 18 deckt insbesondere den durch Länge L und Breite B der Filtermatte 18 gebildeten Querschnitt im Wesentlichen vollständig ab. Vollständige Abdeckung des Querschnitts ergibt sich dabei dadurch, dass die im Ursprungszustand im Wesentlichen kugelförmige Gestalt der einzelnen Filterkörper 20 in dem zu der Filtermatte 18 zusammengefügten Zustand dieser Filterkörper 20 so weit zu einer im Wesentlichen quaderförmigen Gestalt abgeflacht ist, dass auch Zwickelbereiche, die zwischen jeweils vier benachbarten der Filterkörper 20 zweier Reihen und zweier Spalten gebildet sind, im Wesentlich ganz verschwinden. Dies ist beispielhaft in der schematischen Skizze der 1 und 2 angedeutet.The filter body 20 are in accordance with the embodiment 1 and 2 for the formation of the filter mat 18 matrix-like arranged in rows and columns and in such a way that each adjacent filter body 20 a row and / or respectively adjacent filter body 20 a column in respective investment areas abut each other. The filter body 20 are arranged in the configuration of a rectangular grid. The filter body 20 a respective row as well as the filter body 20 a respective column are pressed together with a certain pressure. Therefore, the investment areas between each two adjacent filter bodies 20 a row or between each two adjacent filter bodies 20 a column on the one hand, the once spherical shape of the filter body 20 flattened. On the other hand, the contact areas of each two adjacent filter body overlap 20 a row or the contact areas of each two adjacent filter body 20 a column in the sense that individual of the fibers of a filter body 20 with individual ones of the fibers of the other filter body 20 are devoured. In this way, a cohesion under the filter bodies 20 created. This cohesion ensures that the filter body 20 in their entirety a coherent fiber structure 22 form, from the end of the filter mat 18 is constructed. The fiber structure 22 the filter mat 18 especially covers the length L and width B of the filter mat 18 Essentially completely formed from cross-section. Complete coverage of the cross section results from the fact that the essentially spherical shape of the individual filter bodies in the original state 20 in the to the filter mat 18 assembled state of these filter body 20 is flattened so far to a substantially cuboid shape, that also gusset areas between each four adjacent the filter body 20 two rows and two columns are formed, essentially disappear completely. This is exemplary in the schematic sketch of 1 and 2 indicated.

Bei der gezeigten Anordnung der Filterkörper 20 in Reihen und Spalten sind die Filterkörper 20 so weit zusammengepresst, dass sich ihre ehemals kugelförmige Gestalt stark genug abplattet, um eine im Wesentlichen flächige Aneinanderfügung eines jeden Filterkörpers 20 mit den ihn jeweils umgebenden 8 Filterkörpern zu erzielen. Die Filterkörper 20 bilden auf diese Weise die zusammenhängende mattenartige Faserstruktur 22, mit der die Filtermatte 18 aufgebaut ist. Diese Art der Anordnung der Filterkörper 20 führt – insbesondere auch unter Berücksichtigung der stark inhomogenen Dichte der Filterkörper 20 (diese weisen in ihrem Zentrum jeweils eine höhere Dichte auf als in ihren Randbereichen) – dazu, dass die Faserstruktur 22 der Filtermatte 18 inhomogen ist, insbesondere eine inhomogene Verteilung der Dichte der Faserstruktur 22 über den Querschnitt der durch die Gesamtheit Filterkörper 20 gebildeten Filtermatte 18 aufweist. Zudem ergibt sich wegen der stark inhomogenen Dichte der Filterkörper 20 auch eine inhomogene Verteilung der Dichte der Faserstruktur 22 in Richtung der Dicke D der Filtermatte 18 mit einer maximalen Dichte in einer Mitte zwischen der Anströmfläche 14 und der Abströmfläche 16. Schließlich ergibt die kugelförmige Gestalt der einzelnen Filterkörper 20 außerdem eine stark variierende Dicke der Faserstruktur 22 über den Querschnitt hinweg mit Bereichen maximaler Dicke an den Stellen des Querschnitts, an denen die zentralen Bereiche der Filterkörper 20 liegen und mit Bereichen minimaler Dicke an den zwischen je vier einander benachbarten Filterkörpern 20 gebildeten Zwickelbereichen.In the arrangement shown, the filter body 20 in rows and columns are the filter bodies 20 compressed so far that their formerly spherical shape flattened strong enough, to a substantially flat juxtaposition of each filter body 20 to achieve him with the surrounding 8 filter bodies. The filter body 20 form in this way the coherent mat-like fiber structure 22 with the filter mat 18 is constructed. This type of arrangement of the filter body 20 leads - especially taking into account the highly inhomogeneous density of the filter body 20 (These each have a higher density in their center than in their peripheral areas) - to the fact that the fiber structure 22 the filter mat 18 is inhomogeneous, in particular an inhomogeneous distribution of the density of the fiber structure 22 across the cross section of the whole filter body 20 formed filter mat 18 having. In addition, due to the highly inhomogeneous density of the filter body 20 also an inhomogeneous distribution of the density of the fiber structure 22 in the direction of the thickness D of the filter mat 18 with a maximum density in the middle between the inflow surface 14 and the downstream surface 16 , Finally, the spherical shape of the individual filter body 20 also a widely varying thickness of the fiber structure 22 across the cross section with areas of maximum thickness at the locations of the cross section at which the central areas of the filter body 20 lie and with areas of minimum thickness at between each four adjacent filter bodies 20 formed gusset areas.

Die Filtermatte 18 besitzt zudem eine Käfigstruktur 24, die die Faserstruktur 22 umgibt. Die Käfigstruktur 24 besitzt eine gitterartige Konfiguration mit einzelnen Stegen 26 und 28 auf ihren Seiten, insbesondere auf der Zuströmseite 14 und auf der Abströmseite 16. Zwischen den Stegen 26, 28 sind auf der Zuströmseite 14 jeweils Zuströmöffnungen 32 ausgebildet. Zwischen den Stegen 26, 28 auf der Abströmseite 16 sind jeweils Abströmöffnungen 34 ausgebildet. Bei der in den Figuren gezeigten Ausführungsform verlaufen die Stege 26, 28 jeweils rechtwinklig zueinander und außerdem parallel zur Richtung der Höhe H und Breite B. Es versteht sich, dass diese Anordnung der Stege 26, 28 lediglich beispielhaft ist und andere Anordnungen möglich sind, solange ausreichend dimensionierte Zuströmöffnungen 32 und Abströmöffnungen 34 vorgesehen sind, damit ein ausreichender Durchtritt von Rohgas durch das Filterelement 10 erfolgen kann.The filter mat 18 also has a cage structure 24 that the fiber structure 22 surrounds. The cage structure 24 has a grid-like configuration with individual bars 26 and 28 on their sides, especially on the inflow side 14 and on the downstream side 16 , Between the bridges 26 . 28 are on the inflow side 14 each inflow openings 32 educated. Between the bridges 26 . 28 on the downstream side 16 are each outflow openings 34 educated. In the embodiment shown in the figures, the webs extend 26 . 28 each at right angles to each other and also parallel to the direction of the height H and width B. It is understood that this arrangement of the webs 26 . 28 is merely exemplary and other arrangements are possible, as long as sufficiently sized inflow openings 32 and outflow openings 34 are provided so that a sufficient passage of raw gas through the filter element 10 can be done.

Die Käfigstruktur 24 umgibt einen Aufnahmeraum, in dem die Filterkörper 20 aufgenommen sind. Der Aufnahmeraum ist derart ausgebildet, dass er eine vorbestimmte Anzahl an Filterkörpern 20, die genau eine Filterstrukturlage (siehe das Bezugszeichen 36 in 1) bilden, an jeweils genau definierten Stellen des Aufnahmeraums hält, so dass die Filterkörper 20 an den jeweils vorbestimmten Stellen des Querschnitts der Filtermatte 18 angeordnet sind und dort während des gesamten Betriebs des Filterelements 20 fixiert verbleiben. Dabei ist der Aufnahmeraum in Richtung der Höhe H und in Richtung der Breite B um ein gewisses Maß geringer dimensioniert als die Summe der entsprechenden Abmessungen der Filterkörper 20 im Originalzustand. Dadurch entsteht eine von den in Dickenrichtung verlaufenden Schmalseiten der Käfigstruktur auf die jeweiligen Reihen bzw. Spalten der Filterkörper 20 im Aufnahmeraum ausgeübte Anpresskraft, die die Filterkörper 20 aneinander presst und in den jeweiligen Anlagebereichen genügend deformiert um eine flächige Abdeckung des gesamten Querschnitts der Filtermatte 18 zu erreichen.The cage structure 24 surrounds a receiving space in which the filter body 20 are included. The receiving space is designed such that it has a predetermined number of filter bodies 20 which has exactly one filter structure layer (see the reference numeral 36 in 1 ), at each exactly defined points of the receiving space holds, so that the filter body 20 at the respectively predetermined points of the cross section of the filter mat 18 are arranged and there during the entire operation of the filter element 20 remain fixed. In this case, the receiving space in the direction of the height H and in the direction of the width B is lower by a certain amount dimensioned as the sum of the corresponding dimensions of the filter body 20 in original condition. This results in one of the extending in the thickness direction narrow sides of the cage structure on the respective rows or columns of the filter body 20 applied in the receiving space pressing force, the filter body 20 pressed against each other and sufficiently deformed in the respective investment areas to a flat cover the entire cross section of the filter mat 18 to reach.

Um eine genügend stabile Fixierung der Filterkörper 20 im Aufnahmeraum zu erreichen, kann der Aufnahmeraum zusätzlich in Richtung der Dicke D etwas kleiner dimensioniert sein als die entsprechende Abmessung der Filterkörper 20 im nicht zusammengepressten Originalzustand (beispielsweise kleiner als der Durchmesser der Filterkörper 20 im Originalzustand bei im Wesentlichen kugelförmigen Filterkörpern 20, wie in den Figuren gezeigt). Presst man daher die Filterkörper 20 etwas zusammen, um sie in den Aufnahmeraum der Käfigstruktur einzuführen, so entsteht eine Rückstellkraft, die darauf gerichtet ist, die ursprüngliche Form der Filterkörper 20 wiederherzustellen. Durch diese Rückstellkraft werden die Filterkörper 20 gegen die Stege 26, 28 auf der Anströmseite 14 und der Abströmseite 16 gepresst. Dadurch entsteht eine kraftschlüssige Halterung der Filterkörper 20 an den jeweils vorgesehenen Stellen des Querschnitts.To a sufficiently stable fixation of the filter body 20 reach in the receiving space, the receiving space can also be dimensioned slightly smaller in the direction of the thickness D than the corresponding dimension of the filter body 20 in the unpressed original condition (for example smaller than the diameter of the filter body 20 in the original state with essentially spherical filter bodies 20 as shown in the figures). Therefore you press the filter body 20 Something together to introduce them into the receiving space of the cage structure, so creates a restoring force, which is directed to the original shape of the filter body 20 restore. By this restoring force, the filter body 20 against the bridges 26 . 28 on the upstream side 14 and the downstream side 16 pressed. This creates a frictional retention of the filter body 20 at the respectively provided points of the cross section.

Durch die Lage der Stege 26, 28 lässt sich die Fixierung der Filterkörper 20 noch verbessern, indem man die Stege 26, 28 an den Stellen vorsieht, an denen Anlagebereiche zwischen je zwei Reihen oder Spalten von Filterkörpern 20 liegen. Dadurch entsteht neben dem beschriebenen Kraftschluss auch noch ein gewisser Formschluss zwischen den Filterkörpern 20 und den Stegen 26, 28 der Käfigstruktur.Due to the location of the bridges 26 . 28 lets fix the filter body 20 even better by getting the bars 26 . 28 provides at the points where investment areas between each two rows or columns of filter bodies 20 lie. As a result, in addition to the described frictional connection also a certain positive connection between the filter bodies 20 and the jetties 26 . 28 the cage structure.

Auf der in 1 rechten Seite bzw. auf der in 2 linken Seite ist die Käfigstruktur 24 mit einer Abschrägung 30 versehen. Diese Abschrägung 30 gestattet auf einfache Weise den genauen Einbau des als Filterkassette ausgebildeten Filterelements 10 in einen Filterraum in einer solchen Weise, dass das Filterelement 10 in einem schrägen Winkel zu der Gasströmung steht. Insbesondere gestattet es diese Ausführung, das Filterelement 10 als ein Teil eines komplexeren Filterelements 50 vorzusehen, dass mehrere solcher Filterelemente 10 umfasst, die in einer zieharmonikaartigen oder lamellenartigen Weise angeordnet sind. Die Filtermatte 18 des Filterelements 10 bildet dann eine Lamelle der lamellenartigen Struktur des Filterelements 50. Ein solches Filterelement 50 ist in 3 und 4 abgebildet und wird nachfolgend noch etwas genauer erläutert.On the in 1 right side or on the in 2 left side is the cage structure 24 with a bevel 30 Mistake. This bevel 30 allows in a simple way the exact installation of the filter cassette designed as a filter element 10 in a filter space in such a way that the filter element 10 is at an oblique angle to the gas flow. In particular, this embodiment allows the filter element 10 as part of a more complex filter element 50 provide that several such filter elements 10 which are arranged in a concertina-like or lamellar manner. The filter mat 18 of the filter element 10 then forms a lamella of the lamellar structure of the filter element 50 , Such a filter element 50 is in 3 and 4 and will be explained in more detail below.

Die Käfigstruktur 24 kann aus einem leichten und insbesondere leicht recyclebaren Material hergestellt sein, beispielsweise aus Papier, Pappe, Karton, Holz, Kunststoff, Metall, oder einem Verbundwerkstoff aus diesen Materialien.The cage structure 24 can be made of a lightweight and particularly easily recyclable material, such as paper, cardboard, cardboard, wood, plastic, metal, or a composite material made of these materials.

3 und 4 zeigen ein weiteres Filterelement 50, das mehrere Filtermatten 18 aufweist, die in einer ziehharmonikartigen Weise angeordnet sind und dabei eine Lamellenstruktur bilden. Jede der mehreren Filtermatten 18 bildet dabei eine Filterkassette gemäß 1 und 2. Jede der Filterkasetten ist in 3 und 4 mit dem Bezugszeichen 10 versehen, um den Aufbau der Filterkassette gemäß dem Filterelement aus 1 und 2 zu verdeutlichen. Die zu den einzelnen Filterkassetten 10 gehörenden Komponenten sind, abgesehen von den Filtermatten 18 und einigen der Filterkörper 20, in 3 und 4 der besseren Übersichtlichkeit halber nicht mehr eingezeichnet. Stattdessen kann auf die entsprechende Beschreibung der 1 und 2 verwiesen werden, die für 3 und 4 in gleicher Weise gilt. Insbesondere ist für jede der Filtermatten 18 eine Mehrzahl von Filterkörpern 20 jeweils eine einzige Filterstrukturlage bildend in einer Käfigstruktur 24 gehalten. Die Käfigstruktur 24 hält die Filterkörper 20 derart in Anlage aneinander, dass sich die jeweilige Filtermatte 18 bildet, wie mit Bezug zu 1 und 2 beschrieben. 3 and 4 show another filter element 50 that has several filter mats 18 which are arranged in a concertina-like manner and thereby form a lamellar structure. Each of the several filter mats 18 forms a filter cartridge according to 1 and 2 , Each of the filter cartridges is in 3 and 4 with the reference number 10 provided to the structure of the filter cartridge according to the filter element 1 and 2 to clarify. The to the individual filter cartridges 10 belonging components are, apart from the filter mats 18 and some of the filter bodies 20 , in 3 and 4 the sake of clarity no longer drawn. Instead, the appropriate description of the 1 and 2 be referenced for 3 and 4 in the same way. In particular, for each of the filter mats 18 a plurality of filter bodies 20 each forming a single filter structure layer in a cage structure 24 held. The cage structure 24 Holds the filter body 20 in contact with each other so that the respective filter mat 18 forms as related to 1 and 2 described.

Bei der lamellenartigen Anordnung der einzelnen Filtermatten 18 gemäß 3 und 4 sind die Filtermatten 18 jeweils nebeneinander angeordnet, und zwar in einer solchen Weise, dass sie einen Rohgasraum (links in 3 und 4) von einem Reingasraum (rechts in 3 und 4) trennen. Dabei stehen die einzelnen Filtermatten 18 jeweils in einem Winkel zueinander, so dass sich eine ziehharmonikaförmige Anordnung der Filtermatten 18 ergibt. Je zwei benachbarte Filtermatten 18 bilden von oben gesehen einen Anströmwinkel α zueinander. Insbesondere kann der Anströmwinkel α ein spitzer Winkel sein, wie das in 4 dargestellt ist. Auf diese Weise ergibt sich eine insgesamt lamellenartige Struktur des Filterelements 50. Es hat sich herausgestellt, dass eine solche lamellenartige Struktur in der Tat eine sehr gleichmäßige Durchdringung des Filterelements 50 mit Rohgas ermöglicht, wobei offenbar die Faserstruktur 22 jeder Filtermatte 18 über einen vergleichsweise langen Betriebszeitraum hinweg sehr gleichmäßig und vollständig mit Fremdstoffen belegt wird. Offenbar werden nach erfolgter Inbetriebnahme des Filterelements 50 zunächst Fremdstoffe im Bereich der zwischen je zwei Filterelementen 10 gebildeten Anströmwinkel α aus der in einem relative spitzen Winkel auf die lamellenartige Struktur der Filtermatten 18 auftreffenden Rohgasströmung abgeschieden. Mit zunehmender Belegung der Faserstruktur 22 der Filtermatten 18 in diesen Bereichen nimmt die Durchlässigkeit dort ab und das Rohgas passiert die Filtermatten 18 zunehmend in den mittleren Bereichen zwischen den Anströmwinkeln α. Auf diese Wiese werden alle Filterkörper 20 weitgehend gleichmäßig mit Fremdstoffen belegt, so dass sich eine sehr lange Standzeit des Filterelements 50 ergibt, in der die Abscheidefähigkeit des Filterelements 50 im Vergleich zum Neuzustand nur wenig abnimmt.In the lamellar arrangement of the individual filter mats 18 according to 3 and 4 are the filter mats 18 each arranged side by side, in such a way that they have a raw gas space (left in 3 and 4 ) from a clean gas room (right in 3 and 4 ). Here are the individual filter mats 18 each at an angle to each other, so that a concertina-shaped arrangement of the filter mats 18 results. Two adjacent filter mats 18 form an angle of attack α to each other as seen from above. In particular, the angle of attack α can be an acute angle, as in 4 is shown. In this way, an overall lamellar structure of the filter element results 50 , It has been found that such a lamellar structure, in fact, a very uniform penetration of the filter element 50 with raw gas, apparently the fiber structure 22 every filter mat 18 over a comparatively long period of operation is very evenly and completely occupied with foreign substances. Apparently, after the commissioning of the filter element 50 first impurities in the area between each two filter elements 10 formed angle of attack α from the at a relatively acute angle to the lamellar structure of the filter mats 18 deposited raw gas flow deposited. With increasing occupancy of the fiber structure 22 the filter mats 18 In these areas, the permeability decreases there and the raw gas happens the filter mats 18 increasingly in the central regions between the angles of incidence α. In this meadow are all filter body 20 largely uniformly covered with foreign substances, so that a very long service life of the filter element 50 results in the Abscheidefähigkeit the filter element 50 decreases only slightly compared to the new condition.

Das Filterelement 50 besitzt ein Gehäuse 52, in welchem die mehreren Filtermatten 18 derart aufgenommen sind, dass sie den Rohgasraum von dem Reingasraum trennen. Wählt man Filtermatten 18 gemäß den als Filterkassetten ausgebildeten Filterelementen 10 gemäß 1 und 2 zum Aufbau des lamellenartig angeordneten Filterelements 50, so sind die mit Bezug zu 1 und 2 bereits beschriebenen Abschrägungen 30 der Käfigstruktur 24 besonders hilfreich, denn mit ihrer Hilfe lassen sich die einzelnen Filterelemente 10 ohne Schwierigkeiten in dem Anströmwinkel α zueinander anordnen. Zur besseren Veranschaulichung sind die Bezugszeichen 30 in 4 eingezeichnet.The filter element 50 has a housing 52 in which the multiple filter mats 18 are included so that they separate the raw gas space from the clean gas space. If you choose filter mats 18 in accordance with the filter elements designed as filter cartridges 10 according to 1 and 2 for the construction of the lamellar filter element 50 so are the ones related to 1 and 2 already described bevels 30 the cage structure 24 Especially helpful, because with their help, the individual filter elements 10 Arrange without difficulty in the angle of attack α to each other. For better illustration, the reference numerals 30 in 4 located.

Alternativ können die Filtermatten 18 auch in einer einzigen Käfigstruktur aufgenommen sein, die mehrere nebeneinander angeordnete Aufnahmeräume für die Filtermatten 18 aufweist und bei der zwischen den Aufnahmeräumen für die Filtermatten 18 jeweils Scharnierbereiche ausgebildet sind, entlang derer die Käfigstruktur 24 umklappbar ist, so dass die beiden benachbarten Aufnahmeräume (mit den darin aufgenommenen Filtermatten 18) in dem Anströmwinkel α zueinander angeordnet sind.Alternatively, the filter mats 18 be accommodated in a single cage structure, the plurality of juxtaposed receiving spaces for the filter mats 18 and at between the receiving spaces for the filter mats 18 each hinge portions are formed, along which the cage structure 24 is foldable, so that the two adjacent receiving spaces (with the filter mats 18 ) are arranged in the flow angle α to each other.

Das Gehäuse 52 kann ebenfalls aus einem leichten und insbesondere leicht recycelbaren Material hergestellt sein, insbesondere aus Papier, Pappe, Karton, Holz, Metall, Kunststoff, oder Verbundwerkstoffen aus diesen Materialien.The housing 52 can also be made of a lightweight and particularly easily recyclable material, in particular of paper, cardboard, cardboard, wood, metal, plastic, or composites of these materials.

5 und 6 zeigen eine Filtervorrichtung 100 mit Vorfiltereinheit 110 und Hauptfiltereinheit 150. 5 zeigt die Filtervorrichtung 100 in einer perspektivischen Ansicht, während 6 eine Schnittansicht entlang einer in 5 mit VI-VI angedeuteten Linie zeigt, aus der die im Innern eines Gehäuses 112 der Vorfiltereinheit 110 und eines Gehäuses 152 der Hauptfiltereinheit 150 angeordneten Komponenten ersichtlich sind. 5 and 6 show a filter device 100 with pre-filter unit 110 and main filter unit 150 , 5 shows the filter device 100 in a perspective view while 6 a sectional view along an in 5 VI-VI indicates the line inside a case 112 the prefilter unit 110 and a housing 152 the main filter unit 150 arranged components are visible.

Die Vorfiltereinheit 110 ist mit insgesamt 9 in einer quadratischen Anordnung nebeneinander angeordneten Filterelementen 50 der in 3 und 4 gezeigten Art aufgebaut. Der Übersichtlichkeit halber sind nur einige dieser neun Filterelemente sind mit dem Bezugszeichen 50 versehen. Zur Erläuterung wird auf die Beschreibung der vorangehenden Figuren verwiesen, die in gleicher Weise für Filterelemente 50 gemäß 5 und 6 gilt.The prefilter unit 110 is with a total of 9 in a square array of juxtaposed filter elements 50 the in 3 and 4 constructed kind shown. For clarity, only a few of these nine filter elements are denoted by the reference numeral 50 Mistake. For an explanation, reference is made to the description of the preceding figures, which are equally applicable to filter elements 50 according to 5 and 6 applies.

Die Vorfiltereinheit 110 weist einen Rohgaseingang 114 auf, über den mit Fremdstoffen beladenes Rohgas zu der Vorfiltereinheit 110 gelangt. Über einen Reingasausgang 118 gelangt gereinigtes Gas in eine Leitung 130 durch die es zu der Hauptfiltereinheit 150 transportiert wird. Die Filterelemente 50 der Vorfiltereinheit 110 trennen einen Rohgasraum 116 der Vorfiltereinheit 110, der auf der dem Rohgaseingang 114 zugewandten Seite liegt, von einem Reingasraum 120 der Vorfiltereinheit 110, der auf der dem Reingasausgang 118 zugewandten Seite liegt.The prefilter unit 110 has a raw gas inlet 114 on, over the laden with foreign matter raw gas to the pre-filter unit 110 arrives. About a clean gas outlet 118 gets purified gas into a pipe 130 through which it becomes the main filter unit 150 is transported. The filter elements 50 the prefilter unit 110 separate a raw gas space 116 the prefilter unit 110 standing on the raw gas entrance 114 facing side, from a clean gas room 120 the prefilter unit 110 standing on the clean gas exit 118 facing side lies.

Die Vorfiltereinheit 110 ist in der vorangehend ausführlich beschriebenen Weise als Speicherfilter ausgelegt. Die Filterelemente 50 werden dabei nach und nach mit Fremdstoffen belegt und von Zeit zu Zeit ausgewechselt, wenn die Filterwirkung und/oder der Rohgasdurchsatz infolge starker Belegung der Filterelemente 50 mit Fremdstoffen nachlässt.The prefilter unit 110 is designed as a memory filter in the manner described in detail above. The filter elements 50 are gradually covered with foreign substances and replaced from time to time, if the filter effect and / or the raw gas throughput due to heavy occupancy of the filter elements 50 with foreign matter decreases.

Die der Vorfiltereinheit 110 nachgeschaltete Hauptfiltereinheit 150 ist als Trockenfilter mit abreinigbaren Trockenfilterelementen 170 ausgebildet, die in einem Gehäuse 152 untergebracht sind. Die abreinigbaren Trockenfilterelemente sind in 5 nicht sichtbar. In 6 sind lediglich beispielhaft zwei der abreinigbaren Trockenfilterelemente mit 170 bezeichnet. Es versteht sich, dass die Gesamtheit der Trockenfilterelemente 170 eine Mehrzahl von jeweils für sich abreinigbaren Trockenfilterelementen 170 umfasst, die in dem Gehäuse 152 der Hauptfiltereinheit 150 in vertikaler Anordnung von einer horizontalen Trägerstruktur 172 gehalten werden. Der genaue Aufbau der Hauptfiltereinheit 150 mit ihren Trockenfilterelementen ist beispielsweise in der WO 93/19832 A1 oder WO 98/46327 A1 beschrieben, auf die hiermit verwiesen wird.The prefilter unit 110 downstream main filter unit 150 is a dry filter with cleanable dry filter elements 170 formed in a housing 152 are housed. The cleanable dry filter elements are in 5 not visible. In 6 are merely exemplary of two of the cleanable dry filter elements with 170 designated. It is understood that the totality of the dry filter elements 170 a plurality of each self-cleaning dry filter elements 170 includes in the housing 152 the main filter unit 150 in a vertical arrangement of a horizontal support structure 172 being held. The exact structure of the main filter unit 150 with its dry filter elements is for example in the WO 93/19832 A1 or WO 98/46327 A1 described, which is hereby incorporated by reference.

Die Hauptfiltereinheit 150 weist einen Rohgaseingang 154 auf, über den mit in der Vorfiltereinheit 110 nicht zurückgehaltenen Fremdstoffen beladenes Rohgas zu der Hauptfiltereinheit 150 gelangt. Über einen Reingasausgang 158 wird gereinigtes Reingas aus der Hauptfiltereinheit 150 abtransportiert. Die abreinigbaren Trockenfilterelemente 170 der Hauptfiltereinheit 150 trennen einen Rohgasraum 156 der Hauptfiltereinheit 150, der auf der dem Rohgaseingang 154 zugewandten Seite liegt, von einem Reingasraum 160 der Hauptfiltereinheit 150, der auf der dem Reingasausgang 158 zugewandten Seite liegt. In der Schnittansicht gemäß 6 sieht man die parallel angeordneten Trockenfilterelemente 170 in dem Gehäuse 152. Der Gaseingang 154 für zu reinigendes Gas mündet auf der linken Seite unterhalb der Trockenfilterelemente 170 in den Rohgasraum 156. Der Gasausgang 158 für das gefilterte Gas geht oberhalb der Trockenfilterelemente 170 aus dem Reingasraum 160 an der Kopfseite des Gehäuses 152 nach rechts ab. Die Filterelemente 170 sind an einer in dem Gehäuse 152 horizontal verlaufenden Trennstruktur gehalten und ragen vertikal in den Rohgasraum 156 hinein. Die Trennstruktur unterteilt das Gehäuse 152 in den Rohgasraum 156 und den Reingasraum 160. Neben der in 5 und 6 gezeigten Konfiguration sind auch noch andere Konfigurationen der Hauptfiltereinheit 150 möglich, insbesondere solche Konfigurationen in denen die Trennstruktur nicht horizontal verläuft, sondern vertikal und somit die Trockenfilterelemente 170 im Wesentlich seitlich von der Trennstruktur weg ragen.The main filter unit 150 has a raw gas inlet 154 on, with the in the pre-filter unit 110 unretained contaminants loaded raw gas to the main filter unit 150 arrives. About a clean gas outlet 158 is purified clean gas from the main filter unit 150 removed. The cleanable dry filter elements 170 the main filter unit 150 separate a raw gas space 156 the main filter unit 150 standing on the raw gas entrance 154 facing side, from a clean gas room 160 the main filter unit 150 standing on the clean gas exit 158 facing side lies. In the sectional view according to 6 you can see the parallel dry filter elements 170 in the case 152 , The gas inlet 154 for gas to be cleaned flows on the left side below the dry filter elements 170 in the raw gas room 156 , The gas outlet 158 for the filtered gas goes above the dry filter elements 170 from the clean gas room 160 at the head of the case 152 to the right. The filter elements 170 are at one in the housing 152 horizontally extending Separation structure held and protrude vertically into the raw gas space 156 into it. The separation structure divides the housing 152 in the raw gas room 156 and the clean gas room 160 , In addition to the in 5 and 6 configuration shown are also other configurations of the main filter unit 150 possible, in particular those configurations in which the separation structure is not horizontal, but vertically and thus the dry filter elements 170 essentially protrude laterally away from the separation structure.

Beim Betrieb der Hauptfiltereinheit 150 gelangt das zu reinigendes Gas durch den Gaseingang 154 in den Rohgasraum 156 und strömt nach Passieren der porösen Filteroberflächen der Trockenfilterelemente 170 durch den Innenraum eines jeweiligen Trockenfilterelements 170 in den Reingasraum 160. Von dort aus wird es durch den Reingasausgang 158 abgegeben.When operating the main filter unit 150 the gas to be cleaned passes through the gas inlet 154 in the raw gas room 156 and flows after passing through the porous filter surfaces of the dry filter elements 170 through the interior of a respective dry filter element 170 in the clean gas room 160 , From there it is through the clean gas outlet 158 issued.

Die Trockenfilterelemente 170 dienen der Reinigung von noch mit restlichen Fremdkörpern beladenem Gas stromabwärts der Vorfiltereinheit 110 durch Abscheidung der Fremdkörper an einer Filteroberfläche ohne Zuhilfenahme von flüssigkeitsbasierten Auswaschsystemen. Die der Rohgasseite zugewandten Filteroberflächen der Trockenfilterelemente 170 sind so beschaffen, das die auszufilternden Fremdstoffe nur sehr wenig in den Filterkörper eindringen können und stattdessen weit überwiegend an der Filteroberfläche hängen bleiben. Es findet somit an den Trockenfilterelementen 170 eine Oberflächenfiltration statt. Dies kann durch Vorsehen einer geeigneten Oberflächenbeschichtung der Trockenfilterelemente 170 erreicht werden.The dry filter elements 170 are used to clean still loaded with residual foreign material gas downstream of the prefilter unit 110 by depositing the foreign bodies on a filter surface without the aid of liquid-based washout systems. The raw gas side facing filter surfaces of the dry filter elements 170 are designed so that the foreign matter to be filtered out can penetrate only very little into the filter body and instead remain largely predominantly on the filter surface. It thus finds on the dry filter elements 170 a surface filtration instead. This can be done by providing a suitable surface coating of the dry filter elements 170 be achieved.

Die Trockenfilterelemente 170 sind als Starrkörperfilter ausgebildet. Jedes der Trockenfilterelemente 170 weist einen Grundkörper aus gesintertem Material auf, das insbesondere gesinterte Polyethylen-Partikel als Hauptbestandteil enthält. Der Grundkörper ist zudem mit einer Oberflächenbeschichtung versehen, die Polytetrafluorethylen-Partikel enthält. Trockenfilterelemente dieser Art sind beispielsweise in der WO 93/19832 A1 oder WO 98/46327 A1 beschrieben, auf die zur näheren Erläuterung verwiesen wird.The dry filter elements 170 are designed as a rigid body filter. Each of the dry filter elements 170 has a base body of sintered material, which contains in particular sintered polyethylene particles as the main component. The body is also provided with a surface coating containing polytetrafluoroethylene particles. Dry filter elements of this type are for example in the WO 93/19832 A1 or WO 98/46327 A1 to which reference is made for further explanation.

Ein großer Vorteil solche Trockenfilterelemente 170 liegt darin, dass die Filterelemente dauerhaft betrieben werden können, weil an der Filteroberfläche angelagertes Fremdstoffmaterial, das ggf. einen Filterkuchen bildet, von der Filteroberfläche abreinigbar ist. Hierzu weist die Hauptfiltereinheit 150 eine Druckluftabreinigung auf, die in 5 hinter dem Gehäuse verborgen ist und in 6 in ihrer Gesamtheit mit 180 bezeichnet ist. Die Druckluftabreinigung 180 weist als Hauptkomponenten eine Mehrzahl von Schnellöffnungsventilen auf, von denen in 6 lediglich eine beispielhaft mit 182 bezeichnet ist. Die Schnellöffnungsventile 182 sind jeweils zwei benachbarten der Trockenfilterelemente 170 zugeordnet. Sie befinden sich auf der Reingasseite 160 und sind oberhalb der Trockenfilterelemente 170 so angeordnet, dass mittels der Schnellöffnungsventile 182 gezielt Druckluftimpulse gegen die Strömungsrichtung des zu reinigenden Gases erzeugt werden können, um die Filteroberflächen der jeweils zugeordneten Trockenfilterelemente 170 zu beaufschlagen. Sobald ein solcher Druckluftimpuls erzeugt wird, kann ein an der Rohgasseite der beaufschlagten Filteroberfläche anhaftender Filterkuchen aus Fremdstoffen und ggfs. Filtrationshilfsstoffen abgereinigt werden. Die abgereinigten Fremdstoffe und ggfs. Filtrationshilfsstoffe fallen auf der Rohgasseite der Trockenfilterelemente 170 nach unten und werden in einem unteren Bereich des Gehäuses 152, der trichterförmig ausgebildet ist, gesammelt. An einer tiefsten Stelle des Trichters befindet sich eine Austragöffnung 164, über das gesammelte abgereinigte Material entnommen werden kann.A big advantage of such dry filter elements 170 lies in the fact that the filter elements can be operated permanently, because attached to the filter surface impurity material, which may form a filter cake, can be cleaned from the filter surface. For this purpose, the main filter unit 150 a compressed air cleaning on in 5 hidden behind the case and in 6 in their entirety with 180 is designated. The compressed air cleaning 180 has as main components a plurality of quick opening valves, of which in 6 just an example with 182 is designated. The quick opening valves 182 each are two adjacent ones of the dry filter elements 170 assigned. You are on the clean gas side 160 and are above the dry filter elements 170 arranged so that by means of quick-opening valves 182 targeted compressed air pulses against the flow direction of the gas to be cleaned can be generated to the filter surfaces of the respective associated dry filter elements 170 to act on. As soon as such a compressed air pulse is generated, a filter cake adhering to the raw gas side of the applied filter surface can be cleaned of foreign substances and, if necessary, filtration auxiliaries. The cleaned foreign substances and, if necessary, filtration aids fall on the raw gas side of the dry filter elements 170 down and be in a lower area of the housing 152 , which is funnel-shaped, collected. At a lowest point of the funnel there is a discharge opening 164 , can be removed through the collected cleaned material.

Die Hauptfiltereinheit 150 arbeitet, falls gewünscht, nach dem sogenannten „Precoating-Prinzip”. Die Precoatierung dient vor allem dazu, im Falle von klebrigen Fremdstoffen wie Lackpartikeln aus Nasslack-Overspray die Abreinigung der Trockenfilterelemente 170 zu erleichtern. Beispielsweise ist eine ausführliche Beschreibung der mit Precoatierung möglichen Konfigurationen bei Betrieb eines reinen abreinigbaren Trockenfilters zur Reinigung von klebrigen Fremdstoffen aus Abluft in der WO 2012/032003 A1 beschrieben, auf die hiermit verwiesen wird. Bei der Filtervorrichtung 100 gemäß 5 und 6 ist an sich zu erwarten, dass der weit überwiegende Teil an klebrigen Fremdstoffen bereits an der Vorfiltereinheit 110 hängen bleibt. Daher kann in vielen Fällen auf die nachfolgend beschriebene zusätzliche Precoatierfunktion verzichtet werden. In Fällen, in denen jedoch das die Vorfiltereinheit 110 verlassende Gas immer noch zu einem gewissen Grad klebrige Fremdstoffe mit sich führt, kann zusätzlich eine Precoatierfunktion vorgesehen sein, wie sie in 5 und 6 dargestellt ist. Hierzu ist die Hauptfiltereinheit 150 derart ausgebildet, dass der Rohgasraum 156 und/oder die Filteroberflächen auf der Rohgasseite der Trockenfilterelement 170 mit Filtrationshilfsstoffen, insbesondere mit Steinmehl und anderen mineralische Stäuben, beaufschlagbar ist. Dies kann auf unterschiedliche Art geschehen: Zum einen können – in der Regel frische – Filtrationshilfsstoffe über eine Eintragöffnung 192 direkt in den Rohgasraum 156 eingeleitet werden, wo sie sich auf den Oberlächen der Trockenfilterelemente 170 als sogenannte „Precoatierungsschicht” niederschlagen. Dies geschieht in der Regel, bevor die Hauptfiltereinheit 150 in Betrieb genommen wird, oder während des Betriebs unmittelbar nach einer Abreinigung der Filteroberflächen. Zum anderen ist es auch möglich, Filtrationshilfsstoffe über eine Zuführleitung 194 entweder in die Züführleitung 130 für zu reinigendes Gas oder in den Rohgasraum 156 an einer Stelle in der Nähe des Rohgaseingangs 154 einzuleiten. Diese Leitung 194 kann an die Austragöffnung 164 für abgereinigtes Material angeschlossen werden, so dass es auch möglich ist, abgereinigtes und am Boden des Trichters 162 gesammeltes Material als Filtrationshilfsstoff wiederzuverwenden.The main filter unit 150 works, if desired, according to the so-called "pre-coating principle". The precoating primarily serves to clean off the dry filter elements in the case of sticky foreign substances such as paint particles from wet paint overspray 170 to facilitate. For example, a detailed description of the possible precoating configurations for operating a clean, cleanable dry filter to clean off sticky contaminants from exhaust air in the WO 2012/032003 A1 described, which is hereby incorporated by reference. In the filter device 100 according to 5 and 6 is to be expected that the vast majority of sticky foreign matter already at the pre-filter unit 110 Keeps hanging. Therefore, in many cases, the additional pre-coating function described below can be dispensed with. However, in cases where this is the prefilter unit 110 leaving gas still leads to a certain extent sticky foreign substances with it, can be provided in addition a Precoatierfunktion, as in 5 and 6 is shown. This is the main filter unit 150 designed such that the raw gas space 156 and / or the filter surfaces on the raw gas side of the dry filter element 170 with filtration aids, especially with stone meal and other mineral dusts, can be acted upon. This can be done in different ways: On the one hand can - usually fresh - filtration aids on an entry port 192 directly into the raw gas chamber 156 be initiated where they are on the surfaces of the dry filter elements 170 precipitate as a so-called "precoating layer". This usually happens before the main filter unit 150 in operation, or during operation immediately after cleaning the filter surfaces. On the other hand, it is also possible filtration aids over a feed 194 either in the Züführleitung 130 for gas to be cleaned or in the raw gas space 156 at a point near the raw gas inlet 154 initiate. This line 194 can to the discharge opening 164 be connected for cleaned material, so that it is also possible to be cleaned off and at the bottom of the funnel 162 to recycle collected material as a filtration adjuvant.

Die hier beschriebene Filtervorrichtung 100 kann insbesondere zum Ausfiltern von aerosolgetragenen Partikeln ausgebildet sein, insbesondere zur Reinigung von klebrige Fremdstoffe enthaltender Abluft, insbesondere zur Beseitigung von Abluftverunreinigungen in einer Nasslackieranlage oder Trockenlackieranlage, zur Beseitigung von Verunreinigungen aus ölhaltigen Nebeln oder zur Beseitigung von Verunreinigung bei luftgetragenen Kühlschmierstoffen.The filter device described here 100 can be designed in particular for filtering out aerosol-borne particles, in particular for cleaning sticky foreign substances containing exhaust air, in particular for removing Abluftverunreinigungen in a wet painting or Trockenlackieranlage, to eliminate impurities from oil-containing mists or to eliminate contamination in airborne coolants.

Die 7 und 8 zeigen eine weitere Filtervorrichtung 100 mit einer Vorfiltereinheit 110, die das vorangehend beschriebene Filterelement 50 aufweist, sowie einer der Vorfiltereinheit 110 nachgeschalteten Hauptfiltereinheit 150. In 7 und 8 sind jeweils dieselben Komponenten der Filtervorrichtung 100 mit denselben Bezugszeichen versehen wie in 5 und 6. Die Filtervorrichtung 100 gemäß 7 und 8 entspricht weitgehend der in 5 und 6 gezeigten Filtervorrichtung 100, so dass auf die entsprechende Beschreibung mit Bezug zu 5 und 6 verwiesen werden kann und im Folgenden nur die Unterschiede näher erläutert werden. Bei der Filtervorrichtung 100 gemäß 7 und 8 ist die Vorfiltereinheit 110 direkt an einer Seitenwand des Gehäuses 152 der Hauptfiltereinheit 150 angebracht. Aus diesem Grund kann eine Leitung zwischen dem Reingasausgang 118 der Vorfiltereinheit 110 und dem Rohlgaseingang 154 der Hauptfiltereinheit 150 entfallen. Stattdessen mündet der Ausgang 118 der Vorfiltereinheit 110 am Rohgaseingang 154 der Hauptfiltereinheit 150 in den Rohgasraum 156 der Hauptfiltereinheit 150. Diese kompakte Bauweise der Filtervorrichtung 100 ist vor allem dann günstig, wenn wegen der Natur der zu filternden Fremdstoffe damit zu rechnen ist, dass zumindest ein Teil der Fremdstoffe, die die Vorfiltereinheit 110 passieren können, noch klebrigen Charakter hat und sich deshalb an den Wänden einer Leitung 130 zwischen dem Reingasausgang 118 der Vorfiltereinheit 110 und dem Rohgaseingang 154 der Hauptfiltereinheit 150 niederschlagen würde.The 7 and 8th show another filter device 100 with a prefilter unit 110 containing the filter element described above 50 and one of the prefilter unit 110 downstream main filter unit 150 , In 7 and 8th are each the same components of the filter device 100 provided with the same reference numerals as in 5 and 6 , The filter device 100 according to 7 and 8th is largely the same as in 5 and 6 shown filter device 100 , so referring to the corresponding description 5 and 6 can be referenced and in the following only the differences are explained in more detail. In the filter device 100 according to 7 and 8th is the prefilter unit 110 directly on a side wall of the housing 152 the main filter unit 150 appropriate. For this reason, a line between the clean gas outlet 118 the prefilter unit 110 and the raw gas inlet 154 the main filter unit 150 omitted. Instead, the exit opens 118 the prefilter unit 110 at the raw gas inlet 154 the main filter unit 150 in the raw gas room 156 the main filter unit 150 , This compact design of the filter device 100 is especially favorable if, because of the nature of the foreign substances to be filtered, it is to be expected that at least a portion of the foreign substances that are the prefilter unit 110 can happen, still has sticky character and therefore on the walls of a pipe 130 between the clean gas outlet 118 the prefilter unit 110 and the raw gas inlet 154 the main filter unit 150 would knock down.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 03/084638 A2 [0003]
EP 2510992 A2 [0014, 0021, 0054]
WO 93/19832 A1 [0039, 0072, 0076]
WO 98/46327 A1 [0039, 0072, 0076]
WO 2012/032003 A1 [0040, 0078]
EP 2510992 A1 [0054]

Claims

Filter element ( 10 ; 50 ) for filtering a gas laden with foreign matter, wherein the filter element ( 10 ; 50 ) at least one filter mat ( 18 ) with a width (B) and height (H) of the filter mat ( 18 ) and a thickness (D) measured orthogonal to the cross section; and wherein the filter mat ( 18 ) a gas-permeable fiber structure ( 22 ), which over the cross section of the filter mat ( 18 ) and / or in the thickness direction of the filter mat ( 18 ) is inhomogeneous.

Filter element ( 10 ; 50 ) according to claim 1, wherein the fiber structure ( 22 ) over the cross section of the filter mat ( 18 ) and / or in the thickness direction of the filter mat ( 18 ) has a variable density.

Filter element ( 10 ; 50 ) according to claim 1 or 2, wherein the fiber structure ( 22 ) has a density which varies between 0.001 g / cm ³ and 1 g / cm ³ , in particular between 0.005 g / cm ³ and 0.5 g / cm ³ , in particular between 0.01 g / cm ³ and 0.1 g / cm ³ , in particular between 0.015 g / cm ³ and 0.05 g / cm ³ .

Filter element ( 10 ; 50 ) according to one of claims 1 to 3, wherein the fiber structure ( 22 ) over the cross section of the filter mat ( 18 ) has a variable thickness.

Filter element ( 10 ; 50 ) according to claim 4, wherein the fiber structure ( 22 ) between 0 and 15 cm thick, in particular between 0.5 cm and 10 cm, in particular between 1 cm and 5 cm.

Filter element ( 10 ; 50 ) according to one of claims 1 to 5, wherein the fiber structure ( 22 ) has the configuration of a nonwoven, in particular an unconsolidated nonwoven.

Filter element ( 10 ; 50 ) according to one of claims 1 to 6, wherein the fiber structure ( 22 ) by a plurality of individual filter bodies ( 20 ), each of which is made of fibrous material ( 22 ) are constructed.

Filter element ( 10 ; 50 ) according to claim 7, wherein the filter bodies ( 20 ) form a transversely extending to the flow direction filter structure layer.

Filter element ( 10 ; 50 ) according to claim 7 or 8, wherein the filter bodies ( 20 ) the cross section of the filter mat ( 18 ) covering and adjoining each other are arranged side by side.

Filter element ( 10 ; 50 ) according to claim 8 or 9, wherein the filter mat ( 18 ) at most three in the thickness direction of the filter mat ( 18 ) successive filter structure layers of filter bodies ( 20 ) having.

Filter element ( 10 ; 50 ) according to one of claims 8 to 10, wherein the filter mat ( 18 ) only a single filter structure layer of filter bodies ( 20 ) having.

Filter element ( 10 ; 50 ) according to claim 10, with at least two in the thickness direction of the filter mat ( 18 ) successive filter structure layers, wherein the filter body ( 20 ) of a filter structure layer are arranged in intermediate spaces between each two adjacent filter bodies ( 20 ) of the adjacent filter structure layer are formed.

Filter element ( 10 ; 50 ) according to claim 10, with at least two in the thickness direction of the filter mat ( 18 ) successive filter structure layers, wherein the filter body ( 20 ) of a filter structure layer are arranged at the same points of the cross section as the adjacent filter bodies ( 20 ) of the adjacent filter structure layer.

Filter element ( 10 ; 50 ) according to one of claims 7 to 13, wherein all filter bodies ( 20 ) have the same size.

Filter element ( 10 ; 50 ) according to one of claims 7 to 13, wherein the filter mat consists of filter bodies ( 20 ) is formed with different size and / or configuration, in particular density.

Filter element ( 10 ; 50 ) according to one of claims 1 to 15, wherein a plurality of filter mats ( 18 ) are arranged side by side so that the filter mats ( 18 ) divide a filter room into a raw gas room and a clean gas room.

Filter element ( 10 ; 50 ) according to claim 16, further comprising a housing surrounding the filter chamber ( 52 ).

Filter element ( 10 ; 50 ) according to claim 16 or 17, wherein the filter mats ( 18 ) are arranged lamellar in the filter chamber, so that they separate the raw gas space from the clean gas space.

Filter element ( 10 ; 50 ) according to one of claims 16 to 18, wherein the filter mat ( 18 ) has the configuration of a usable in the filter chamber, plate-shaped filter cartridge.

Filter element ( 10 ; 50 ) according to one of claims 1 to 19, wherein the filter mat ( 18 ) further the fiber structure ( 22 ) surrounding cage structure ( 24 ) having.

Filter element ( 10 ; 50 ) according to claim 20, wherein the cage structure ( 24 ) adjacent filter bodies ( 20 ) in each case held together adjacent to a mat-like structure.

Filter element ( 10 ; 50 ) according to claim 20 or 21, wherein the cage structure ( 24 ) made of paper, cardboard, cardboard, wood, plastic or metal, or a composite material based on these materials.

Filter element ( 10 ; 50 ) according to one of claims 20 to 22, wherein the cage structure ( 24 ) bevelled edge areas ( 30 ) having.

Filter element ( 10 ; 50 ) according to one of claims 20 to 23, wherein the cage structure ( 24 ) Has hinge areas along which the cage structure ( 24 ) is foldable.

Filter device ( 100 ) for the purification of foreign body entraining gas, comprising at least one filter element ( 10 ; 50 ) according to any one of claims 1 to 24.

Filter device ( 100 ) according to claim 25, comprising at least one pre-filter unit ( 110 ) and at least one of the prefilter unit ( 110 ) downstream main filter unit ( 150 ), the prefilter unit ( 110 ) at least one filter element ( 10 ; 50 ) according to one of claims 1 to 23.

Filter device ( 100 ) according to claim 26, wherein the main filter unit ( 150 ) at least one dry filter element ( 170 ) having.

Filter device ( 100 ) according to claim 27, wherein the dry filter element ( 170 ) is a rigid body filter.

Filter device ( 100 ) according to claim 28, wherein the dry filter element ( 170 ) comprises a base body of sintered material, in particular containing sintered polyethylene particles as a main component, and wherein the base body is provided with a surface coating containing polytetrafluoroethylene particles.

Filter device ( 100 ) according to one of claims 26 to 29, wherein the main filter unit ( 150 ) is designed such that a on a raw gas side of the dry filter element ( 170 ) lying raw gas space ( 156 ) and / or a filter surface on the raw gas side of the dry filter element ( 170 ) can be acted upon with filtration aids, in particular with stone meal and other mineral dusts.

Filter device ( 100 ) according to one of claims 26 to 30, wherein the main filter unit ( 150 ) a compressed air cleaning unit ( 180 ), which on a clean gas side of the dry filter element ( 170 ) is arranged such that the dry filter element ( 170 ) can be acted upon with compressed air in countercurrent flow to 170 ) to deposit deposited material on the raw gas side.

Filter device ( 100 ) according to one of claims 25 to 31, wherein the filter device ( 100 ) is designed for filtering out aerosol-borne particles.

Filter device ( 100 ) according to claim 32, wherein the filter device ( 100 ) is designed for the purification of sticky contaminants containing foreign matter, in particular for the removal of exhaust air contaminants in a wet painting or Trockenlackieranlage, for the elimination of impurities from oily mists or for the elimination of contamination in airborne coolants.