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11Staubgasfilter"
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Die Erfindung betrifft ein Staubgasfilter mit wenigstens einem in
einem Filtergehäuse gehaltenen taschenförmigen Filterelement,. in welchem ein Stützgerüst
zur Abstützung der Wandung des Filterelementes angeordnet ist und in dessen nach
oben gerichtetes offenes Ende die.Austrittsöffnung wenigstens einer mit einem Druckgasspeicher
verbundenen Strahldüse zur Abreinigung des Filterelementes gerichtet ist.
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Staubgasfilter mit mehreren nebeneinander angeordneten taschenförmigen
Filterelementen in einem gemeinsamen Gehäuse sind seit mehreren Jahrzehnten bekannt.
Da sich beim taschenförmigen Filterelement große Flächen in geringem Abstand gegenüberliegen,
müssen die Wandungen der Filterelemente sehr eng am Stützgerüst anliegen, um das
Aneinanderschlagen der Wandungen beim Abreinigen mittels Druckgas zu vermeiden.
Das Entfernen der außen auf den Filterelementen aufliegenden Staubschichten
erfolgt
mittels eines impulsartigen Spülgasstromes, welcher der Staubgasströmung entgegengerichtet
ist. Das Ablösen der Staubschichten von den Filteroberflächen erfolgt durch die
impulsartige mechanische Verformung der Filterelemente, welche sich infolge des
SpUlgasstromes nach außen aufblähen.
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Die bekannten Staubgasfilter mit taschenförmigen Filterelementen haben
den Vorteil, daß sie raumsparender aufgebaut werden können als Staubgasfilter mit
schlauchförmigen Filterelementen. Dieser raumsparende Aufbau ist durch die geringen
Abstände zwischen den taschenförmigen Filterelementen möglich, jedoch ist damit
gleichzeitig der Nachteil verbunden, daß nur geringe Amplituden der Filterflächen
bei der Abreinigung möglich sind, sofern ein gegenseitiges Berühren und damit ein
übermäßiger Verschleiß der Filterelemente vermieden werden soll. Aufgrund der Geometrie
der taschenförmigen Filterelemente kann die maximale Amplitude nur in der Mitte
des Filterelementes auftreten, so daß auch nur in diesem mittleren Bereich eine
gute Abreinigungswirkung erzielt wird. Wegen der an den Rändern der taschenförmigen
Filterelemente geringeren Amplituden ist durch die Abreinigungswirkung sehr viel
schlechter und in den Bereichen der Längsränder der Filterelemente kaum noch vorhanden.
Somit ist eine.wirksame Abreinigung der gesamten Filterfläche nicht möglich, obwohl
eine Vielzahl von Strahlrohren mit zugehörigen Strahldüsen in das Innere der taschenförmigen
Filterelemente gerichtet ist.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Staubgasfilter der einleitend beschriebenen
Art so weiterzubilden, daB eine Abreinigung der taschenförmigen Filterelemente auch
in den Randbereichen unter Beibehaltung eines raumsparenden Aufbaues auf einfache
Weise möglich ist.
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Die Lösung der Aufgabe kennzeichnet sich erfindungsgemäß dadurch,
daß das taschenförmige Filterelement durch wenigstens eine in seiner Längsebene
liegende Längsnaht in gleich große Filterelementabschnitte unterteilt ist, in die
jeweils ein auf der Längsachse der Strahldüse angeordnetes Strahlrohr hineinragt
und in deren Längsrichtung sich jeweils ein vom Filterelementabschnitt umhüllter
Stützgerüstabschnitt mit zueinander und zur Längsebene des Filterelementes parallelen
Stützstäben erstreckt, welche in der Ebene senkrecht zu ihren Längsachsen die Eckpunkte
eines symmetrischen langgestreckten, mit wenigstens sechs Ecken ausgebildeten Vieleckes
bilden, dessen in der Längsebene des Filterelementes liegende Symmetrieachse durch
zwei die Länge des Vieleckes begrenzende Eckpunkte verläuft, und daß die Stützstäbe
mit dazu senkrechten Verstrebungen verbunden sind, welche als zueinander parallele
sechseckige Ringe ausgebildet sind, deren gegenseitige Abstände wesentlich größer
als die Abstände der Stützstrebe sind.
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Während die Stützgerüste der bekannten Staubgasfilter mit taschenförmigen
Filterelementen feinmaschig und netzartig ausgebildet sind,bilden die Stützstäbe
des Stüt'zgerüstes beim neuen Staubgasfilter im wesentlichen nur in Längsrichtung
des Filterelementes eine BerUhrung mit dem Filterelement. Lediglich die zu den
Stützstäben
senkrechten Verstrebungen, deren gegenseitige Abstände einem Vielfachen der Abstände
der StUtzstäbe entsprechen, b#rühren das Filterelement in dessen Querrichtung. Die
jeweils zwischen zwei Stützstäben liegenden Abschnitte# der Filterelemente sind
in der Filtrierstellung infolge der Staubgasstrdmung rinnenförmig nach innen gewölbt.
In der Abreinigungsstellung werden die gegenüberliegenden Flächen eines Filterelementabschnittes
nach außen aufgebläht, so daß die Wölbung der Flächen umgekehrt zur Wölbung in der
Filtrierstellung verläuft. Durch die Unterteilung des taschenförmigen Filterelementes
in Filterelementabschnitte ist die Hubbewegung der Filterflächen bei der Abreinigung
im Vergleich zu den bekannten Filterelementen geringer, so daß der Abstand zu den
benachbarten Filterelementen geringer ausgebildet sein kann. Da jedem Filterelementabschnitt
eine Strahldüse zugeordnet ist, ist die Abreinigungswirkung der einzelnen Filterelementabschnitte
und damit des gesamten Filterelementes wie bei einem Staubgasfilter mit schlauchförmigen
Filterelementen möglich. Somit sind bei dem neuen Staubgasfilter die Vorteile des
Abreinigungssystemes eines Schlauchfilters mit dem Vorteil des raumspai#nden.Aufbaues
eines Taschen- bzw. Flächenfilters verknüpft. Die Nachteile der bekannten Taschen-
bzw.
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Flächenfilter werden hierbei durch die Unterteilung des Filterelementes
in Filterelementabschnitte und durch geeignet geformte Stützgerüste vermieden. Da
das von Schlauchfiltern bekannte und als pneumatisches Rütteln" bezeichnete Abreinigungsverfahren
bei dem erfindungsgemäßen Staubgasfilter mit taschenförmigen Filterelementen anwendbar
ist, wird auch eine entsprechend
gleichmäßig wirksame Abreinigungsdruckdifferenz
über die gesamte Länge des Filterelementes aufgebaut.
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Vorteilhaft ist es, den Querschnitt des Vieleckes als Sechseck auszubilden,
und zwischen den eine Längsseite des Sechseckes begrenzenden Eckpunkten weitere
zur Längsebene des Filterelementes parallele Stützstäbe anzuordnen. Auf diese Weise
läßt sich das Stützgerüst, insbesondere dessen Verstrebungen, einfach herstellen.
Außerdem ist ein besonders raumsparender Aufbau der Filterelemente möglich.
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Eine besonders günstige Abreinigungswirkung läßt sich erreichen,.
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wenn die Länge des vieleckigen Querschnittes des Filterelementabschnittes
etwa der drei- bis fünffachen Breite des Vieleckes entspricht. Bei einer derartigen
Geometrie des Stützgerüstes ist eine große Länge eines Filterelementabschnittes
bei möglichst geringer Breite und dennoch eine wirksame Abreinigung der gesamten
Oberfläche eines Filterelementabschnittes mit nur einer Strahldüse möglich.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die gegenseitigen Abstände der
Stützstäbe eines Filterelementabschnittes in Umfangsrichtung des Vieleckes und in
Richtung senkrecht zur Symmetrieachse etwa gleich groß sind. Hierdurch ergeben sich
eine gleichmäßige Abreinigung der jeweils zwischen zwei Stützstäben liegenden Filterfläche,
sowie eine für den Abscheidegrad günstige Querschnittsform
der
Filterelementabschnitte.
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Eine günstige Ausführungsform des Staubgasfilters ergibt sich, wenn
das taschenfdrmige.Filterelement in drei Filterelementabschnitte unterteilt ist.
Durch eine derartige Unterteilung kann trotz ausreichender Hubbewegung aller Filterflächenabschnitte
ein geringer Abstand zwischen benachbarten Filterelementen im Hinblick auf eine
#kompakte Bauweise des Staubgasfilters erreicht werden.
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Eine einfache Befestigung der Filterelemente ist möglich, wenn sich
die'Längsnähte zur Bildung eines gemeinsamen umlaufenden Randabschnittes am offenen
Ende sämtlicher Filterelementabschnitte bis zum Randabschnitt erstrecken, welcher
in einem im Filtergehäuse befestigten Dichtrahmen gehalten ist. Der umlaufende Randabschnitt
des Filterelementes ist hierbei nicht durch die Längsnähte der Filterelementabschnitte
unterbrochen. Folglich braucht nicht jeder einzelne Filterelementabschnitt in einen
diesem zugeordneten Dichtrahmen gehalten zu werden, vielmehr ist es möglich, einen
gemeInsamen Dichtrahmen für sämtliche Filterelementabschnitte eines# Filterelementes
zu verwenden.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand schematisch dargestellter
Zeichnungen nachfolgend näher erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 eine Teilseitenansicht eines Staubgasfilters mit
abge-' nommener Seitenwandung und einem in drei Filterelementabsc#hnitte unterteilten
taschenförmigen Filterelement, Fig. 2 die Seitenansicht eines Stützgerüstes mit
drei zueinander parallelen Strahlrohren, jedoch ohne Filterelement, Fig. 3 eine
stirnseitige Ansicht des Stützgerüstes nach Fig. 2, Fig. 4 eine Draufsicht auf das
Stützgerüst nach Fig. 2 in Richtung der Längsachsen der Strahlrohre Fig. 5 einen
Schnitt durch das Stützgerüst und die Strahlrohre gem. Fig. 2 längs der Linie A-A,
Fig. 6 eine Seitenansicht eines taschenförmigen Filterelementes, Fig. 7 einen teilweise
Fig. 5 entaprechenden Querschnitt durch das Stützgerüst mit daran anliegenden Filterelementwandungen
in der Filtrierstellung und Fig. 8 eine Fig. 7.entsprechende Darstellung des Stützgerüstes
mit einem Filterelementabschnitt in der Abreinigungs#-stellung.
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Fig. 1 zeigt ein Staubgasfilter mit einem im Filtergehäuse 1 gehaltenen
taschenförmigen Filterelement 2. Hierbei sind mehrere Filterelemente 2 hintereinander
parallel zur Zeichenebene angeordnet. Das Filterelement 2 besteht im wesentlichen
aus zwei gegenUberliegenden Filterflächen, welche zur Bildung einer Taschenform
an den Rändern verbunden sind, jedoch ein nach oben offenes Ende aufweisen, welches
zum Reingaskanal 4 gerichtet ist.
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Das Filterelement 2 ist durch Längsnähte 5 und 6 in drei Filterelementabschnitte
2a, 2b und 2c unterteilt, in welche jeweils nur teilweise dargestellte Strahlrohre
7, 8 und 9 hineinragen.
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Den Strahlrohren 7, 8 und 9 sind jeweils dazu zentrisch angeordnete
Strahldüsen 10, 11 und 12 zugeordnet, welche mit einem Druckgasspeicher 13 verbunden
sind.
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Das staubhaltige Gas tritt durch den Rohgaseintritt 14 längs der Pfeile
15 in das Innere des Filtergehäuses ein und strömt darin nach oben, so daß auf den
Oberflächen der Filterelemente 2 die Abtrennung des Staubes erfolgt. Im Inneren
der Filterelemente befindet sich das Reingas, welches von dort über den Reingasraum
4 .längs des Pfeiles 16 aus dem Filtergehäuse 1 austreten kann. Durch die Anordnung
der Strahldüsen 10, 11 und 12 in Verbindung mit den in die Filterelementabschnitte
2a, 2b und 2c hineinragenden Strahlrohren 7, 8 und 9 ist es möglich, jeden Filterelementabschnitt
zur Abreinigung der Stauboberfläche mit impulsartigen Druckgasströmungen rückzuspülen,
welche den Rohgasströmungen entgegengerichtet sind.
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Im Inneren eines jeden Filterelementes 2 befindet sich ein Stützgerüst
17, welches zur Abstützung der Wandungen des Filterelementes 2 in der Filtrierstellung
die von außen nach innen gerichteten Kräfte aufnimmt. Fig. 2 zeigt, daß das Stützgerüst
17 in drei nebeneinander angeordnete Stützgerüstabschnitte 17a, 17b, 17c unterteilt
ist, welche sich jeweils in einen Filterelementabschnitt 2a, 2b und 2c erstrecken.
Das Stützgerüst 17 ist in einem auch in Fig. 3 und 4 gezeigten. oberen Rahmen 18
S gehalten, welcher seinerseits im Filtergehäuse 1 aufgehängt ist.
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Im einzelnen besteht das Stützgerüst 17 aus zueinander und zur Längsebene
19 des Filterelementes 2 parallelen Stützstäben 20.
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In der Ebene senkrecht zu ihren Längsachsen bilden die Stützstäbe
20 eines Stützgerüstabschnittes 17a, 17b und 17c die Eckpunkte eines ungleichseitigensymmetrischen
Sechseckes, wie die Fig.
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5, 7 und 8 zeigen. Hierbei verläuft die in der Längsebene 19 des Filterelementes
2 liegende Symmetrieachse 21 durch zwei die Länge des Sechseckes begrenzende Eckpunkte.
Die übrigen Eck-: punkte liegen auf einer Geraden, welche jeweils parallel zu der
in der Längs ebene 19 liegenden Symmetrieachse 21 angeordnet sind. Diese Abschnitte
des Sechseckes sind dessen LEngsseiten 22, welche kürzer als die gesamte Länge des
Sechseckes und länger als die Verbindung zwischen den Längsseiten 22 und den auf
der Symmetrieachse 21 liegenden Eckpunkten sind. Die Länge des sechseckförmigen
Querschnittes entspricht etwa dessen dreibis fünffacher Breite. Bei dem in den Figuren
dargestellten Ausführungsbeispiel
sind auf den'Längsseiten 22
des Sechseckes jeweils zwei weitere Stützstäbe 20 angeordnet. Die gegenseitigen
Abstände der Stützstäbe 20 sind sowohl in Umfangsrichtung des Sechseckes als auch
in Richtung senkrecht zur Symmetrieachse 21 etwa gleich groß. Die jeweils einem
Filterelementabschnitt 2a, 2b und 2c zugeordneten Stützstäbe 20 sind zur gegenseitigen
Abstützung mit Verstrebungen 23 verbunden, welche als zueinander parallele sechseckige
Ringe ausgebildet und senkrecht zu den Stützstäben 20 angeordnet sind. Am unteren
Ende sind die Stützgerüstabschnitte 17a, 17b und 17c mit Randeinfassungen' 24a,
24b' und 24c versehen, welche ebenfalls den gegenseitigen Abstand der Stützstäbe
20 fixieren und an ihren Rändern abgerundet sind, um eine Beschädigung des das Stützgerüst
17 umhüllenden Filterelementes 2 zu vermeiden.
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Die Fig. 2 bis 5 zeigen weiterhin die. bereits aus Fig.1 teilweise
ersichtlichen Strahlrohre 7, 8 und 9. Da jedem Filterelementabschnitt 2a, 2b und
2c ein Strahlrohr zugeordnet ist, können die Filterelementabschnitte unabhängig
voneinander durc-h das impulsartig in die Strahlrohre 7, 8 und 9 einströmende Spülgas
gereinigt werden.
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In Fig. 6 ist das taschenförmige Filterelement 2 dargestellt, in welches
dag.Stützgerüst 17 eingeführt wird. Im Betriebszusta.nd des Staubgasfilters sowohl
in der Filtrier- als auch in der Abreinigungsstellung liegen die Längsnähte 5 und
6 in dessen
Längsebene 19 bzw. auf der Symmetrielinie 21. des Stützgerüstes
17. Die Abstände der Stutzgerustabschnitte 17a und 17b bzw.
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17b und 17c sind so bemessen, daß dazwischen jeweils die Längsnähte
5 und 6# angeordnet werden können. Das in Fig. 6 dargestellte taschenförmige Filterelement
2 weist an seinem offene#n Ende einen umlaufenden Randabschnitt 25 auf, welcher
nicht von den Längsnähten 5 und 6 unterbrochen ist, so daß die ebenfalls umlaufende
Randleiste 26 des Filterelementes 2 in einem im Filtergehäuse 1 befindlichen Dichtrahmen
gehalten werden kann.
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Fig. 7 und 8 zeigen jeweils in einer der Fig. 5 entsprechenden Darstellung
den Filterelementabschnitt 2a, an welchen sich der !Filterelementabschnitt 2b anschließt.
Die Verbindung der beiden Filterelementabschnitte 2a und 2b ist durch die Längsnaht
6 festgelegt. In Fig. 7 sind der Filterelementabschnitt 2a sowie ein Teil des Filterelementabschnittes
2b in ihrer Filtrierstellung wiedergegeben. Durch die von außen auf die Oberflächen
der Filterelementabschnitte gerichtete Rohgasströmung werden die jeweils# zwischen
zwei Stützstäben 20 liegenden Wandungsabschnitte nach innen vorgewölbt, so daß der
gesamte Filterelementabschnitt in dieser Betriebsstellung näherungsweise die Form
eines unsymme-.tischen Sternes aufweist. Bei der aus Fig. 8 ersichtlichen Abreinigungsstellung
strömt das Spülgas durch das Strahlrohr 7 in das Innere des Filterelementabschnittes
2a, wobei dessen Wan-' 1dingen infolge des hohen Gasdruckes nach außen gewölbt werdailnd
.nur noch an wenigen StUtzstäben 20 anliegen. Der Vergleich von
Fig.
7 und 8 gibt zu erkennen, daß der Filterelementabschnitt 2a beim Ob ergang von der
Filtrierstellung in die Abreinigungsstellung eine erhebliche Formänderung ausführt
und somit eine wirksame Abreinigung der gesamten Filteroberfläche möglich ist.
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Da auch die Randbereiche des Filterelementabschnittes 2a zwischen
zwei Stützstäben 20 anliegen, erfolgt auch hier bei. der Abreinigung eine den in
der Mitte liegenden Wandungsabschnitten des Filterelementabschnittes 2a entsprechende
Formänderung.
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Aufgrund der Geometrie des Stützgerüstes 17 ist es also möglich,
daß die gesamte Oberfläche des Filterelementes 2 auch in den Randbereichen vollständig
abgereinigt wird. Durch die Ausbildung der Län#snähte 5 und 6 wird erreicht, daß
das Aufblähen des Filterelementes im mittleren Bereich mit großer Amplitude vermieden
wird. Folglich können die Abstände zwischen benachbarten Filterelementen kleiner
gewählt werden als bei den bekannten Staubgasfiltern. Da außerdem jedem Filterelementabschnitt
ein Strahlrohr zugeordnet ist, wird neben der kompakten Bauweise eine bisher nur
bei Schlauchfiltern bekannte Abreinigungswirkung erzielt.