DE2155955A1 - Verfahren zum herstellen eines aus sintermetall bestehenden filters und nach diesem verfahren hergestelltes filter - Google Patents

Description

• "Verfahren zum Herstellen eines aus Sintermetall bestehenden Filters und nach diesem Verfahren hergestelltes Filter" Es ist allgemein bekannt, Filter aus Sintermetall herzustellen. Solche porigen Metallfilter sind zum Filtern von Gas-und Flüssigkeitsströmen geeignet. Meist werden solche Filter aus bestimmten Werkstoffen, wie rostbeständigem Chrom-Nickelstahl, Neusilber oder Bronze hergestellt.
• Zum Stand der Technik gehören ferner Wärmetauscher. Hierunter sind Einrichtungen zu verstehen, mit deren Hilfe ein gasförmiges oder flüssiges Medium konditioniert, d.h. gekühlt, beheizt oder befeuchtet werden kann. Dies geschieht in der Regel dadurch, daß in die Gas- oder Flüssigkeitsströmung Wärmetauscherelemente eingesetzt werden, durch die ein Wärmetauschermedium, z.B. ein Kühl- oder Heizmedium strömt.
• Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, die sich aus einem aus Sintermetall bestehenden Filter ergebenden Möglichkeiten mit denen eines Wärmetauschers zu vereinigen.
• Ausgehend von dieser Überlegung betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines aus Sintermetall bestehenden Filters, bei dem erfindungsgemäß die Filtermasse mit Wärmetauscherelementen zusammengesintert wird. Bei einem solchen Filter kann das zu filtrierende Medium beim Durchgang durch die Poren durch die Filtermasse besonders intensiv konditioniert, d.h. gekühlt, beheizt oder befeuchtet werden.
• Ein naoh der Erfindung hergestelltes Filter ist demgemäß durch mit der Filtermasse zusammengesinterte Wärmetauscherelemente gekennzeichnet. Da die Wärmetauscherelemente gemäß einem besonderen Merkmal der Erfindung in die vorzugsweise durch ein Trägergewebe gehaltene Filtermasse eingebettet sind, dienen die als Heiz- oder Kühlrohre ausgebildeten Wärmetauscherelemente gleichzeitig als Armierung des hochporösen Sintermaterials, wodurch nicht nur die Steifigkeit und Festigkeit des Filters sehr hoch liegen, sondern auch die Leitfähigkeit erheblich verbessert wird. Die Intensität hinsichtlich der Wärmeaustauschwirkung und der Filterwirkung sind demgemäß sehr groß, Ein erfindungsgemäßes Filter läßt sich daher gleichzeitig zum KUhlen und Filtern benutzen, mit der Möglichkeit, die Wärme wiederzugewinnen. Abgesehen von den wirkungsmäßigen Vorteilen besitzt ein erfindungsgemäßes Filter aber auch erhebliche bauliche Vorzüge. So lassen sich durch das unmittelbare Einbetten der Wärmetauscherelemente in die Filtermasse raumsparende Filter bauen, bei denen darüber das Kühl- oder HeizeedEIm aujh sehr leicht durch einen Thermostaten gesteuert werden kann, so daß das Aufbereiten von zu filtrierenden Gasen und Flüssigkeiten mit bestmöglichem Wirkungsgrad möglich ist, Die Wärmetauscherelemente können beispielsweise als senkrecht zur Durchströmrichtung des zu filtrierenden Mediums verlaufende Rohrleitungen ausgebildet sein. Es können hierbei sowohl gerade Rohre als auch Rohrschlangen in Form von Kühl- und Heizstäben sowie Befeuchterrohren infrage kommen. Es kann nach dem Gleich- oder Gegenstromprinzip gearbeitet werden.
• Zu einer konstruktiven Vereinfachung eines erfindungsgemäßen Filters kommt man dann, wenn die'Wärmetauscherelemente aus die Filtermasse tragenden Flanschen bestehen. In diesem Falle werden gemäß der Lehre der Erfindung die Flansche bzw.
• Muffen mit dem Filtermaterial zusammengesintert. Auf diese Weise können auch dünnwandige Filter zum Konditionieren eingesetzt werden. Da die Flansche gemäß einem weiteren Mettinal der Erfindung als Abdichtung des zu filtrierenden Mediums und als Hohlleiter für das Wärmetauschermedium ausgebildet sind, können bei einem solchen Filter die Flansche und Muffen funktionell erheblich besser ausgenutzt werden.
• Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen in jeweils schematischer Darstellung: Fig. 1 ein plattenförmiges Wärmetauscherfilter nach der Erfindung, Fig, 2 ein als Doppelflansch-Einsatzfilter ausgebildetes Wärmetauscherfilter und Fiz. 3 ein als Flanschfilter ausgebildetes Wärmetauscherfilter.
• Das in Fig. 1 dargestellte Wärmetauscherfilter besteht im wesentlichen aus dem hochporösen Filtermaterial,4,das mit einem als Sieb, Lochblech od.dgl. ausgebildeten Trägergewebe 5 zusammengesintert ist. Gleichzeitig damit werden in das Filtermaterial 4 Wärmetauscherelemente 6 in Gestalt von Rohren eingebettet bzw. eingesintert. Das im vorliegenden Fall als plattenförmiges Filter ausgebildete Wärmetauscherfilter wird von einem in PfeilrichtuiI# 7 strömenden Medium, beispielsweise Gas oder Flüssigkeit r#:rch#trömt. Zum Konditionieren, d0h. Kühlen, Heizen oder Befeuchten dieses in Pfeilrichtung 7 strömenden Gases oder der Flüssigkeit werden die Wärmetauscherrohre 6 von einem Wärmetauschermedium durchströmt. Dieses Wärmetauschermedium kann die Wärmetauscherrohre 6 entweder im Gleichstrom oder aber wie im linken Teil der Fig 1 dargestellt, auch im Gegenstrom durchströmen. Als Wärmetauschermedium kommt ein Kühl- oder Heizmittel infrage. Anstelle der Wärmetauscherrohre, die gerade oder auch als Rohrschlange verlegt sein können, kann grundsätzlich auch ein Heitdraht verwendet werden, der an eine Stromquelle angeschlossen wird. Als Werkstoffe für die Sintermasse 4 kommen alle guten Wärmeleiter infrage, wie z.B. Kupfer, Bronze, Messing, Aluminium, Nickel odOdgl. sowie alle Stahlsorten und Edelstähle und auch Keramik. Die Werkstoffe können sowohl in Pulverform als auch in Faserform zur Anwendung gelangen, beispielsweise als preßbares spratziges Pulver oder schüttbares kugeliges Pulver. Vorzuziehen ist jedoch ein faserförmiger Werkstoff, beispielsweise ein Fasermetall mit rundem oder spanförmigem Querschnitt, welches wickelbar ist und zum Wattieren und Stampfen geeignet ist. Im Gegensatz zu Pulverfilter sind solche Faserfilter rückspülbar, d.h. sie lassen sich durch Umkehrung der Strömungsrichtung reinigen.
• Das in Fig. 2 dargestellte Wärmetauscherfilter ist grundsätzlich nach dem gleichen Prinzip aufgebaut, lediglich mit dem Unterschied, daß es sich hierbei um ein Doppelflansch-Einsatzfilter handelt. Bei diesem Filter ist die Filtermasse 8 zwischen zwei mit Abstand zueinander liegenden Flanschon 9 eingesintert, die auf einem Trägerteil 11 sitzen und mit Zyklonschaufeln 12 versehen sind. Als Wärmetauschermedium dient im vorliegenden Fall elektrischer Strom. Zu diesem Zweck sind von einer nicht näher dargestellten Stromquelle Heizleiterdrähte 13 in die Flansche 9 eingesetzt. Das zu filtrierende Medium, z.B. Gas oder eine Flüssigkeit, strömt über einen Einlaßkanal 14 durch die Schaufeln 12 der Flansche 9 hindurch in einen das gesamte Filter umgebenden Raum 15 hinein. Aus diesem Raum 15 strömt das Filtriermedium durch die Filtermasse 8 hindurch in den Innenraum des Filters und von dort über einen Auslaßkanal 16 wieder ab. Der Wärmeübergang erfolgt von den Flanschen über das Filtermaterial zum gefilterton Medium. Diese Ausführung hat den besonderen Vorteil, daß kgin nennenswerter Strömungswiderstand aufgrund von Wärmetauscherleitungen in der Filtermasse auftritt.
• Eine ähnliche Ausführung ist in Fig. 3 dargestellt. In diesem Fall ist die hochporöse Filtermasse 17, die ton innen oder von außen von dem zu filtrierenden Medium durchströmt werden kann, mit einem als Hohlleiter ausgebildeten Flansch 18 zusammengesintert. Der in einem Gehäuse 19 sitzende Flansch 18 ermöglicht neben einer Dichtung und Isolierung gegenüber dem konditionierten Medium in seinem Innern gleichzeitig die Aufnahme des Wärmetauschermediums. Insbesondere bei solchen zylindrischen Filtern, bei denen die vom zu filtrierenden Medium durchströmte Außenoberfläche wesentlich größer als die durchströmte Innenoberfläche ist, wird der Vorteil erreicht, daß wegen der Kühlung des Mediums und der dadurch bedingten Volumenkontraktion der Strömungswiderstand von außen nach innen abnimmt, so daß insofern keine Strömungsverluste eintreten können, Für die erfindungsgemäßen Filter ist gemeinsam, daß die Wärmetauscherelemente und die Filtermasse miteinander zusammengesintert sind. Neben den hierdurch sich ergebenden baulichen Vorteilen sind auch in wirkungsmäßiger Hinsicht bemerkenswerte Vorzüge sichergestellt. So erlaubt das erfindungsgemäße Filter vor allem höhere Strömungsgeschwindigkeiten und/oder Drücke, da die Filtermasse oder die Wärmetauscherelemente als Armierung wirken.
• Die Anwendungsmöglichkeiten erfindungsgemäßer wärmeaustauschfilter sind mannigfaltig. So lassen sich die Filter z.B. zum Filtern und Kühlen von Hydraulikkreisläufen und Regenerieren von Elektrolyten und KUhlflüssigkeiten von Werkzeugmaschinen verwenden. Auch sind sie zum Konditionieren von Luft, beispielsweise in Klimaanlagen geeignet.
• Ferner können sie zum Reinigen von Gasen und Rückgewinnen von Wärmeenergie bzw. zum Heizen benutzt werden. Schließlich ist ihr Einsatz im Kraftwerks- und Reaktorbau möglich, z.B. für die Bypassregeneration.

Claims (8)

PatentansprUche:

1. Verfahren zum Herstellen eines aus Sintermetall bestehenden Filters, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Filtermasse mit Wärmetauscherelementen zusammengesintert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z ei c h n e t, daß für die Filtermasse ein faserförmiger Werkstoff, vorzugsweise Fasermetall mit einem runden oder spanförmigen Querschnitt verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, d a d u r c h g e -k e n n z ei c h n e t, daß die Filtermasse gewickelt wird.

4. Aus Sintermetall bestehendes Filter, g e k e n nz e i c h n e t d u r c h mit der Filtermasse (4, 8, 17) zusammengesinterte Wärmetauscherelemente (6, 9, 18).

5. Filter nach Anspruch 4, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß die Wärmetauscherelemente (6) in die vorzugsweise durch ein Trägergewebe (5) gehaltene Filtermasse (4) eingebettet sind.

6. Filter nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die W#rmetauscherelemente als senkrecht zur Durchströmrichtung (7) des zu filtrierenden Mediums verlaufende Rohrleitungen (6) ausgebildet sind.

7. Filter nach Anspruch 4 oder 5, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß die Wärmetauscherelemente von die Filtermasse (8, 17) tragenden Flanschen (9, 18) gebildet sind.

8. Filter nach Anspruch 7, d a d u r c h g er k e n n z e i c h n e t, daß die Flansche (19) als Abdichtung des zu filtierenden Mediums und als Hohlleiter für das Wärmetauschermedium ausgebildet sind.

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