DE19707378A1 - Filtermaterial - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein textiles Filtermaterial, vorzugsweise für die Warmluft- und Heißgasfiltration, das gleichzeitig als Wärmeübertrager dient und die bei der Filtration heißer Gase anfallende Wärmeenergie unmittelbar während des Filtrationsvorganges dem zu filternden Medium entziehen kann.

Parallel zu den Bestrebungen, Filter mit besseren Abscheideeigenschaften und höherer Standzeit zu entwickeln, sind insbesondere bei der Warmluft- und Heißgasfiltration zahlreiche Bemühungen bekannt, den Filtrationsprozeß durch Verfahren zur Wärmerückgewinnung zu ergänzen. Hierbei werden räumlich und strukturell getrennte Systeme unter Nutzung konventioneller Wärmeübertrager angewandt. Es handelt sich um Luft/Luft- oder Luft/Wasser- Wärmeübertrager aus Kupfer oder dünnwandigem Edelstahl, wie z. B. Rohrregister- oder Lamellen-Wärmeübertrager, die dem Filtermaterial vor- oder nachgeschaltet werden.

Mit dem Ziel, die räumliche Trennung von Filter und Wärmeübertrager zu beseitigen, wurde nach DD-PS 2 72 232 ein filternder Abscheider entwickelt, bei dem schlauch-, taschen- oder patronenförmiges Filtermaterial auf einem Stützgerüst angeordnet ist. Dieses besteht aus hohlen, von einem Wärmeträgermedium durchströmten Teilen. Von Nachteil ist, daß sich diese Art der Verbindung von Filter und Wärmeübertrager nur für einen geringen Teil der Filtrationsprozesse anwenden läßt, da bei der Mehrzahl der Filteranlagen ebenflächig ausgebildete Filtermedien eingesetzt werden.

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, ein Filtermaterial zu schaffen, das den Nachteil der räumlichen und strukturellen Trennung von Filter und Wärmeübertrager beseitigt, hohe Energiegewinne bei minimaler Beeinflussung der Filtermedienstruktur sowie gute Abscheideleistungen ermöglicht und ein günstiges Reinigungsverhalten aufweist.

Gelöst wird die Aufgabe durch die im Anspruch 1 beschriebenen Erfindungsmerkmale. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen 2 bis 15 beschrieben.

Durch die Integration des Wärmeübertragers in die Filtermatrix kommt es zu einer Intensivie­ rung des Wärmeüberganges, weil die thermischen Grenzschichten an den konvektiv- wärmeübertragenden Oberflächen dünn gehalten werden und sie so einen vergleichsweise kleinen Wärmeübergangswiderstand darstellen. Weiterhin wird die Wärme über das Filtermaterial durch Leitung an die wärmeübertragenden Oberflächen transportiert. Ein Teil der Energie überwindet durch Strahlung die an sich schlecht wärmeleitende Luft.

Durch den Einsatz hochwärmeleitender Fasern und die Verwendung von Wärmeübertragern in Form von profilierten Schläuchen werden die genannten Effekte noch verstärkt.

Hinsichtlich Abscheideleistung ergeben sich Vorteile derart, daß infolge des spezifischen Strukturenaufbaus der zu reinigende Gasstrom nicht geradlinig durch den Filter strömt, sondern den wärmeübertragenden Oberflächen wenigstens teilweise folgt.

Da es sich um ein flexibles, gegebenenfalls verformbares Filtermaterial handelt, bestehen günstige Voraussetzungen für eine effektive Abreinigung.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll an nachfolgenden Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Die dazugehörigen Zeichnungen zeigen in

Fig. 1 den Grundaufbau des Filtermaterials,

Fig. 2 den vereinfachten Längsschnitt des als dreidimensionale Kettengewirkestruktur ausgebildeten Filtermaterials, in welchem schichtenweise luntenartiges Faser­ material und Hohlkörper in verschiedenen Ebenen versetzt angeordnet sind,

Fig. 3 das Filtermaterial mit einseitig angeordneten Hohlkörpern,

Fig. 4 das Filtermaterial, welches aus zwei Filtermaterialschichten mit dazwischen­ liegenden Hohlkörpern besteht.

Das Filtermaterial gemäß Fig. 1 besteht aus linienförmigen Hohlkörpern 2, die in eine Filtermatrix 1 eingebettet sind. Als linierförmige Hohlkörper 2 kommen Schläuche oder Rohre zum Einsatz. Die Anordnung dieser linienförmigen Hohlkörper 2 in der Filtermatrix 1 ist mäanderförmig oder gestreckt und dicht aufeinanderfolgend.

Starre Rohre, beispielsweise mit einem Außendurchmesser von 12 mm aus Kupfer, sind in endlichen Längen quer zur Herstellungsrichtung des Filtermaterials, z. B. als durchgehender Schuß, in dichter Folge im Gewirke angeordnet. Das Einarbeiten kann nach bekannten Verfahren zum Stabeintrag an Kettenwirkmaschinen erfolgen. Die Enden der Rohrabschnitte sind im fertigen Filter mit Sammlern verbunden.

Schläuche und flexible Rohre können im Außendurchmesserbereich von z. B. 3-15 mm in die Filtermatrix eingebunden sein. Das Einarbeiten ist mit Umkehrschußeinrichtung möglich, die je nach Schlauchbeschaffenheit in ihrem Legeorgan zu modifizieren sind. Sind besonders flexible Strukturen erwünscht, ist Silikon als Schlauchmaterial vorteilhaft. Ein besonders guter Wärmeübergang wird durch den Einsatz profilierter Schläuche erzielt.

Die Filtermatrix 1 gemäß Fig. 2 besteht aus luntenartigen Fasermaterial 3, 3', 3'', das in eine extrem grobe Rechts/Rechts-Kettengewirkestruktur in verschiedenen Ebenen versetzt eingebunden ist.

Ein besonders voluminöses und dimensionsstabiles Filtermaterial mit abgestuftem Schichtaufbau wird erzielt, indem luntenartiges Fasermaterial in Form von Kardenbändern als vorderer Durchschuß 3 und hinterer Durchschuß 3' in Kombination mit luntenartigen Stehschußfäden 3'' gemeinsam mit mäanderförmig verlaufenden Schläuchen 2, 2' durch die Rechts/Rechts-Maschenstruktur 4 eingebunden ist. Die Faserlunten 3, 3', 3'' können unterschiedliche Porengröße besitzen, wodurch ein angestufter Aufbau der Filtermatrix möglich ist. Die Durchschüsse 3, 3' können Durchmesser bis zu 25 mm aufweisen. Stehschüsse 3'' können Durchmesser bis zu 12 mm haben.

Durch die zwischen den luntenartigen Fasermaterial 3' und 3'' eingebetteten Schläuche 2, 2' wird der zu filternde Warmluftstrom gebremst und zumindest teilweise in die Bereiche x gelenkt, wodurch die thermische Grenzschicht zwischen Warmluftstrom und Schlauchoberfläche dünn gehalten wird.

Ein besonders intensiver Wärmeübergang wird durch den Einsatz von Metallfasern für die Faserlunten 3, 3', 3'' sowie durch Anordnung eines 2. Schlauchsystems 2' erreicht. Hohe Abscheideleistungen können durch elektrostatisch aufgeladene Faserschichten, z. B. Faserlunten 3', erzielt werden.

Das Filtermaterial gemäß Fig. 3 besteht aus einem herkömmlichen Filtermaterial 5, wie beispielsweise einem Vliesstoff, auf dem Hohlkörper 2 durch Fäden 6 befestigt sind. Besonders vorteilhaft ist die Befestigung von Schläuchen bis etwa 12 mm Außendurchmesser mittels Kettengewirkebindungen.

Das Filtermaterial entsprechend Fig. 4 besteht aus mindestens zwei herkömmlichen Filtermaterialien 5, 5', zwischen denen Hohlkörper 2 im Abstand angeordnet sind. Die Filtermaterialien 5, 5' sind in Längsrichtung zwischen den Hohlkörpern 2 durch aus Fasern oder Fäden 6 gebildete Maschen 4 verbunden. Die Filtermaterialien 5, 5' können eine unterschiedliche Porengröße besitzen.

Claims (15)

1. Filtermaterial aus textilen Fasern, dadurch gekennzeichnet, daß in die Filtermatrix (1) linienförmige Hohlkörper (2) integriert sind, die von fluiden Wärmeträgern durchflossen werden.

2. Filtermaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Filtermatrix (1) eine dreidimensionale Kettenwirkstruktur ist, in der schichtweise luntenartiges Fasermaterial (3, 3', 3'') und Hohlkörper (2) in verschiedenen Ebenen versetzt angeordnet sind.

3. Filtermaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das luntenartige Fasermaterial (3, 3', 3'') unterschiedliche Porengröße aufweist.

4. Filtermaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das luntenartige Fasermaterial (3, 3', 3'') wenigstens teilweise eine Kunststoffbeschichtung besitzt.

5. Filtermaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das luntenartige Fasermaterial (3, 3', 3'') wenigstens teilweise elektrostatisch aufgeladen ist.

6. Filtermaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das luntenartige Fasermaterial (3, 3', 3'') aus besonders gut wärmeleitenden Fasern besteht.

7. Filtermaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf wenigstens einer Seite eines an sich bekannten Filtermaterials (5) Hohlkörper (2) angeordnet sind.

8. Filtermaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung der Hohlkörper (2) auf dem Filtermaterial (5) durch Fäden (6) erfolgt.

9. Filtermaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen wenigstens zwei an sich bekannten Filtermaterialschichten (5, 5') Hohlkörper (2) angeordnet sind.

10. Filtermaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung der Filtermaterialschichten (5, 5') mit den dazwischenliegenden Hohlkörpern (2) aus Maschen (4) besteht.

11. Filtermaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlkörper (2) mäanderförmig angeordnet sind.

12. Filtermaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlkörper (2) gestreckt und dicht aufeinanderfolgend angeordnet sind.

13. Filtermaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die linienförmigen Hohlkörper (2) Schläuche sind.

14. Filtermaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schläuche (2) profiliert sind.

15. Filtermaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die linienförmigen Hohlkörper (2) Rohre sind.