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Filter
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Die Erfindung betrifft ein Filter ~insbesondere für gasförmige Medien,
mit einem Filtereinsatz, der eine Vielzahl benachbarter Filterzellen aufweist.
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Es sind bereits sogenannte "Multizellenfilter" bekannt, bei denen
die Filterzellen abwechselnd an einem oder dem anderen stirnseitigen Ende verschlossen
sind. Das Rohgas kann dabei einseitig in die offenen Filterzellen eintreten, durchströmt
seitlich die Zellenwände und gelangt dann anderseitig aus dem Filter. Die Filterrückstände
bleiben dabei praktisch vollständig im Bereich der Filterzellen und müssen von Zeit
zu Zeit entfernt werden, wobei dieser Staubaustrag entgegen der Gaszuströmrichtung
erfolgt. Dazu ist dann i. d. R. eine Pressluftabreinigungspnase notwendig oder durch
das mögliche schnellere Zusetzen des Filters auch ein Ausbau des Filters und dessen
externe Reinigung notwendig.
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Außerdem ist in na#hteiliger Weise der Platzbedarf dieses Filters
noch vergleichsweise groß in Bezug auf die wirksame Filterfläche. Schließlich erfordert
es eine aufwendige Breit- bzw. Offenhalteeinrichtung, die ein Zusammenfallen des
Filters während des Betriebes verhindert.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Filter der eingangs
erwähnten Art zu schaffen, der bei kompaktem Aufbau gleichzeitig eine große wirksame
Filterfläche
hat. Außerdem soll bei guter Filterwirksamkeit eine
verlängerte Betriebszeit möglich sein. Schließlich soll auch die Konstruktion insbesondere
hinsichtlich einer guten Herstellbarkeit verbessert sein.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß insbesondere vorgeschlagen,
daß die einzelnen Filterzellen röhrenförmig sowie an beiden Stirnseiten offen ausgebildet
sind, daß zwischen den Filterzellen Abströmzwischenräume zum seitlichen Abströmen
des gefilterten Mediums vorgesehen sind, und daß die an einer Filterseite befindlichen
offenen Stirnseiten Zuströmöffnungen bilden und die anderen offenen Stirnseiten
an einen Staubaustrag angrenzen.
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Dieses Filter weist bei kompakten Außenabmessungen eine vergrößerte
wirksame Filterfläche auf. Durch den Staubaustrag in Strömungsrichtung und das Abströmen
des gefilterten Gases quer zur Zuströmrichtung ergibt sich auch eine längere Betriebsdauer
des Filters, weil die Filterzellen selbst länger frei bleiben, da insgesamt ein
größeres Staub-Aufnahmevolumen u. a. durch den kontinuierlichen Grobstaubaustrag
vorhanden ist. Der Aufbau des Filters mit durchgehend offenen Filterzellen unterstützt
auch einen offenen lichten Querschnitt dieser Filterzellen während des Betriebes,
so daß Breit- bzw. Offenhalteeinrichtungen nicht notwendig sind.
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Zweckmäßigerweise sind der Filtereinsatz mit seinen Zuströmöffnungen
nach oben weisend und der Staubaustrag unterhalb des Filtereinsatzes angeordnet.
Dadurch wird das Ausscheiden von schwereren Staubpartikeln oder Agglomeraten aus
dem Rohgas schwerkraftbedingt unterstützt, da diese Bestandteile ohne Abscheidung
innerhalb der Filterzellen direkt in Gaszuströmrichtung zum Staubaustrag gelangen
können. Dadurch kann die Leistungsfähigkeit des erfindungsgemäßen Filters gesteigert
sein.
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Vorzugsweise sind die einzelnen Filterzellen reihenweise miteinander
verbunden, wobei vorzugsweise mehrere Filterzellen
- Reihen nebeneinander
mit Abstand zueinander angeordnet sind. Der Filtereinsatz weist somit eine Mehrzahl
nebeneinander angeordneter Filterzellen-Reihen auf, die in ihrer Anzahl entsprechend
der gewünschten Größe des Filters variiert werden können. Durch den Abstand zwischen
den einzelnen benachbarten Filterzellen-Reihen sind Abströmzwischenräume gebildet,
aus denen das gefilterte Gas gut abströmen kann.
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Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, daß die einzelnen Filterzellen
einen mehreckigen, insbesondere viereckigen, vorzugsweise etwa quadratischen Querschnitt
aufweisen. Dadurch ist eine platzgünstige Unterbringung von Filterzellen bzw. Filterzellen-Reihen
innerhalb eines Filtereinsatzes möglich.
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Eine einfache Herstellung ergibt sich insbesondere dadurch, daß eine
Filterzellen-Reihe im wesentlichen zwei z. B. zunächst etwa parallel zueinander
angeordnete Filtermaterialstreifen z. B. aus Filtergewebe od. dgl. aufweist, die
zur Bildung der einzelnen Filterzellen in deren Längsrichtung verlaufende Verbindungsstellen
aufweisen, Zweckmäßigerweise weist der Filtereinsatz bei der Zuströmöffnungsseite
sowie bei der Staubaustragseite.jeweils einen vorzugsweise umlaufenden Halte- und
Dichtrahmen auf. Die Filterzellen-Reihen können dadurch mit ihrem oberen und unteren
Endbereich gut festgelegt und der gesamte Filtereinsatz auch dicht mit seinen Rahmen
innerhalb eines Filtergehäuses eingesetzt werden.
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Zusätzliche Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Unteransprüchen
aufgeführt. Nachstehend ist die Erfindung mit ihren wesentlichen Einzelheiten anhand
der Zeichnung noch näher erläutert.
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Es zeigt:
Fig. 1 eine stark schematisierte Seitenansicht
eines Filters mit Filtereinsatz und Staubaustrag, Fig. 2 eine perspektivische Stirnseitenansicht
eines Filtereinsatzes, Fig. 3 eine perspektivische Seitenansicht des in Fig. 2 gezeigten
Filtereinsatzes, Fig. 4 eine perspektivische Stirnseitenansicht eines Filtereinsatzes
in abgewandelter Ausführungsform, Fig. 5 eine perspektivische Teilansicht zweier
nebeneinander angeordneter, einseitig geschnitten dargestellter Filterzellen-Reihen,
Fig. 6 einen Teilausschnitt zweier versetzt zueinander angeordneter Filterzellen-Reihen
und Fig. 7 einen Teilquerschnitt nebeneinander angeordneter Filterzellen einer Filterzellen-Reihe
in unterschiedlichen Ausführungsformen bzw. Betriebszuständen.
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Ein Filter 1 (Fig. 1) weist einen Filtereinsatz 2 auf, der sich in
einem in Fig. 1 nur schematisch angedeuteten Filtergehäuse 3 befindet. An dem Filtergehäuse
3 ist eine Gaszuführung 4 sowie ein Abströmkanal 5 für das gefilterte Gas angeschlossen.
Unterhalb des Filtereinsatzes 2 erkennt man noch einen Staubaustrag 6.
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Fig. 2 bis 4 lassen gut erkennen, daß der Filtereinsatz 2 eine Vielzahl
einzelner Filterzellen 7 aufweist, die röhrenförmig sowie an beiden Stirnseiten
offen ausgebildet sind.
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Zwischen den Filterzellen 7 ist ein Abstand vorgesehen, durch den
Abströmzwischenräume 8 zum seitlichen Abströmen des gefilterten
Mediums
gebildet sind. Am unteren Ende der offenen Filterzellen 7 befindet sich, wie bereits
vorerwähnt, in Betriebsstellung der Staubaustrag 6 (Fig. 1). Durch die beidseitig
offene Ausbildung der Filterzellen 7 gelangen ein Teil der Staubpartikel, insbesondere
die schwereren Staubpartikel oder Agglomerate,direkt in den Staubaustrag 6, ohne
den eigentlichen Filter zu belasten. Das gemäß dem Pfeil Pf 1 zugeführte Rohgas
gelangt durch die Filterzellen~ wände 9 auf die Reingasseite des Filters und von
dort in den Abströmkanal 5. Die Abströmzwischenräume 8 zwischen den Filterzellen
7 ermöglichen dabei den Durchtritt bzw. Austritt auf die Reingasseite des Filters.
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Durch die Anordnung des Staubaustrages 6 unterhalb des Filtereinsatzes
2 wird auch schwerkraftbedingt das Ausscheiden von Staubpartikeln in den Staubaustrag
6 begünstigt.
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Besonders vorteilhaft ist es, daß die einzelnen Filterzellen 7 nur
reihenweise miteinander verbunden sind, wobei innerhalb des Filtereinsatzes 2 mehrere
Filterzellen-Reihen 10 nebeneinander mit Abstand zueinander angeordnet sind. Durch
den Abstand werden im wesentlichen auch die Abströmzwischenräume 8 gebildet, die
je nach den praktischen Erfordernissen in ihrer Größe variiert werden können, indem
u. a. der Abstand zwischen den Filterzellen-Reihen 10 entsprechend vorgesehen ist.
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Der erfindungsgemäße Aufbau des Filtereinsatzes 2 ermöglicht auch
eine besonders günstige, einfache Hers#tellungsweise. Jede Filterzellen-Reihe 10
ist im wesentlichen durch zwei zunächst etwa parallel zueinander angeordnete Filtermaterialstreifen
z. B. aus Filtergewebe od. dgl. gebildet, die entsprechend der gewünschten Größe
der einzelnen Filterzellen 7 mit in deren Längsrichtung verlaufenden Verbindungsstellen
11 (Fig. 6 und 7) versehen werden. Diese Filtermaterial-Seitenstreifen einer Filterzellen-Reihe
10 weisen über die Öffnungsenden der Filterzellen 7 überstehende
Anschlußlappen
12 (Fig. 2 und 4) auf. Diese Anschlußlappen 12 dienen zum Verbinden benachbarter
Filterzellen-Reihen 10 miteinander sowie auch zum äußeren Anschluß an Halte- und
Dichtrahmen 13. Durch diese Verbindung der Filterzellen-Reihen 10 nur bei den stirnseitigen
Enden des Filtereinsatzes 2 ist ein umständlicher Zugang zum Zwischenbereich bei
der Herstellung nicht erforderlich, so daß diese wesentlich vereinfacht ist.
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Bei dem Filtereinsatz 2 ist sowohl bei der Zuströmöffnungsseite 14
als auch bei der Staubaustragsseite 15 jeweils ein umlaufender Halte- und Dichtrahmen
13 vorgesehen. An diesen sind Anschlußlappen 12 der Filterzellen-Reihen 10 dicht
angeschlossen. Gegebenenfalls könnten diese Rahmen 13 auch noch hier nicht dargestellte
Dichtungen zum Abdichten gegenüber dem Filtergehäuse 3 aufweisen. Der Filtereinsatz
2 ist im wesentlichen seitensymmetrisch bezüglich der Zuströmöffnungsseite 14 und
der Austragsseite 15 ausgebildet, so daß die Einbaulage des Filtereinsatzes 2 hinsichtlich
der Durchströmrichtung ohne Bedeutung ist. Dadurch ergibt sich auch für die Wartung
eine Vereinfachung.
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Die Verbindungsstellen 11 als Trennung zwischen den einzelnen Filterzellen
7 einer Filterzellen-Reihe 10 sowie auch die Verbindungsstellen 16 zwischen den
Anschlußlappen 12 benachbarter Filterzellen-Reihen 10 sind vorzugsweise durch Nähte
17 gebildet. Gegebenenfalls können hier auch Klebestellen, Heißsiegelverbindungen,
Klammern od. dgl., gegebenenfalls auch in Kombination u. a. auch je nach dem verwendeten
Filtermaterial u. dgl. vorgesehen sein.
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Der lichte Abstand a gegenüberliegender Längs-Verbindungsstellen 11
einer Filterzelle 7 (Fig. 6) ist kleiner als die Länge der beiden-Seitenwandabschnitte
19 zwischen diesen Verbindungsstellen, so daß sich die lichte Durchgangsöffnung
der Filterzelle 7 bildet. Die einzelnen Filterzellen 7 können vorzugsweise einen
etwa quadratischen Querschnitt aufweisen, wobei jeweils gegenüberliegende Längskanten
einerseits
an Verbindungsstellen 11 anschließen und die anderen
gegenüberliegenden Längskanten durch Knickfalten 18 gebildet sind. Bei der Ausführungsform
gemäß Fig. 2, 3 und 5 sind benachbarte Filterzellen-Reihen 10 etwa versatzfrei mit
geraden Querreihen von Filterzellen angeordnet, wobei die Knickfalten 18 eine Fluchtrichtung
bilden. Andererseits besteht aber auch die Möglichkeit, daß die Filterzellen 7 bzw.
die Filterzellen-Reihen 10 abwechselnd versetzt angeordnet sind, wie dies insbesondere
in Fig. 4 u. 6 erkennbar ist. Die Filterzellen 7 greifen dadurch im Profil etwa
wabenförmig ineinander, wobei aber zwischen den benachbarten Filterzellen-Reihen
10 noch ein Abstand für die Abströmzwischenräume 8 vorgesehen ist.
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Die Anordnung der Filterzellen-Reihen 10 gemäß Fig. 6 mit Seitenversatz
ergibt insbesondere die Möglichkeites eines sehr kompakten Aufbaus des Filters 1
mit großer wirksamer Filterfläche. Die Ausführungsform gemäß Fig. 5 ergibt etwas
größere Abströmzwischenräume 8, die insbesondere bei hohem Gasdurchsatz erforderlich
sein können.
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folie erfindungsgemäße Bauweise des Filtereinsatzes 2, insbesondere
die Anordnung von zwei Dicilt- und Halterahmen 13, bewirkt bzw. unterstützt die
in Fig. 7 ausgezogen dargestellte Offenstellung der Filterzellen.7, so daß aufwendige
Breithalteeinrichtungen vermieden werden können.
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Die "offene" Bauweise ist auch für das Reinigen des Filters vorteilhaft.
Abgesehen davon, daß schon ein Großteil der ausgefilterten Partikel im Staubaustrag
6 aufgenommen wird, so daß sich schon eine längere Betriebszeit bei gleichzeitig
vergleichsweise geringem Filterdurchgangswiderstand einstellt, läßt sich der Filtereinsatz
2 sowohl im eingebautem Zustand als auch nach einer Entnahme besonders einfach reinigen.
In eingebautem Zustand besteht durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Filtereinsatzes
2 die Möglichkeit, Spülgas in umgekehrter Strömungsrichtung durch das Filter zu
schicken, so daß innerhalb der Filterzellen 7 anhaftende Staubpartikel abgestoßen
und dann zumindest zum
großen Teil nach dem Reinigungsvorgang in
den -Staub#u#tra<j 6 gelangen können. Auch andere bekannte Abrein igungsme#hodzn
, wie Rütteln oder Pressluftabreinigung sind für dieses Filtersystem verwendbar.
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Auch in ausgebauter Lage ist der Filtereinsatz 2 gut zu reinigen,
indem er beispielsweise mit Druckluft durchgeblasen, gegebenenfalls auch mit Flüssigkeit
durchgespült wird.
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Die offenen Filterzellen 7 ermöglichen dabei ein schnelles und praktisch
vollständiges Austreten der sich angesammelten Staubpartikel u. dgl. Durch die kompakte
Einheit des Filtereinsatzes läßt sich dieser auch auf einfache Weise aus- bzw.
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einbauen.
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Zum Reinigungsvorgang sei noch erwähnt, daß in eingebautem Zustand
des Filtereinsatzes 2 während des Spülvorganges mit in umgekehrter Richtung strömendem
Spülgas, auch eine Verformung der Filterzellenwände 9 auftritt, wie dies in Fig.
7 strichliniert bei den sonst im Querschnitt etwa quadratischen Filterzellen 7 gezeigt
ist. Auch dadurch wird ein Abstoßen des sich angesammelten Staubes begünstigt.
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Die Filterzellen 7 können, wie ebenfalls in Fig. 7 strichliniert angedeutet
ist, auch einen etwa runden bzw. gerundeten Querschnitt aufweisen. Dies kann insbesondere
aus herstellungstechnischen Gründen vorgesehen sein.
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Erwähnt sei noch, daß das erfindungsgemäße Filter gegebenenfalls durch
zusätzliche Vorrichtungen oder Hilfsmittel auch wahlweise oder zusätzlich als Absorber
und/oder Wärmetauscher Verwendung finden kann.
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Insgesamt ergibt sich durch die erfindungsgemäße Konstruktion des
Filters bei kompakter Bauweise eine große wirksame Filterfläche. Das Filter weist
dabei auch besonders günstige Betriebseigenschaften auf, z. B. auch hinsichtlich
der Staubabscheidung und damit der Betriebsdauer, der Reinigbarkeit u. dgl. Außerdem
läßt sich das Filter besonders einfach herstellen.
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Die offene, durchgängige Ausbildung der Filterzellen ermöglicht auch
gut ein gegebenenfalls vorgesehenes Beschicken und Entleeren der Filterzellen 7
z. B. mit Aktivkohle od.
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dgl. Filterzusätzen.
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Durch Zufuhr von Frischluft z.B., kann das Filter auch als kombinierte
Filter/Wärmeaustauschereinheit Verwendung finden.
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Auch hat es sich herausgestellt, daß ein nur geringer Verschleiß des
Filters auftritt, da keine zusätzlichen Distanzhalter, Breithalteelemente od. dgl.
Teile benötigt werden, die in der Regel einen mechanischen Abrieb und damit ein
vorzeitiges Beschädigen des Filters nach sich ziehen könnten.
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Erwähnt sei noch, daß der Filtereinsatz 2 als kompakte Baugruppe auch
leicht auswechselbar in einem Filtergehäuse einsehbar ist. Dabei besteht auch die
Möglichkeit, mittels der sogenannten "Plastiksackmethode" einen weitgehend kontaminationsfreien
Filterwechsel vorzunehmen.
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Alle in der Beschreibung, den Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten
Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich
sein.
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