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Filtervorrichtung mit Adsorbermaterial in Granulatform Die Erfindung
betrifft eine Filtervorrichtung mit einer zwischen einem Einströmteil und einem
Ausströmteil angeordneten Filterkammer, in der ein Adsorbermaterial angeordnet ist,
wobei das zu filternde Medium während des Betriebes der Filtervorrichtung vom Einströmteil
zum Ausströmteil durch die Filterkammer strömt.
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Zur Reinigung beispielsweise von verbrauchter Luft sind Filtervorrichtungen
bekannt, bei denen mittels eines Elektromotors in der Filtervorrichtung eine Strömung
vorzugsweise durch Aus hildung eines Unterdruckes erzeugt, und dadurch die verbrauchte
Luft durch eine Filterkammer hindurchgesaugt wird.Anstatt durch eine Saugwirkung
ist es selbstverständlich auch möglich, die Strömung durch die Filterkammer durch
eine Blaseinrichtung zu erzeugen.
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In der Filterkammer ist ein Adsorbermaterial angeordnet, das an einem
Trägermaterial beispielsweise in Form einer Schaumstoffmatte, eines Faservlieses
o. dgl. gebunden ist.
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Durch diese Bindung des Adsorbermaterials auf dem Trägermaterial wird
das Adsorbermaterial jedoch nur mit dem Teil seiner Oberfläche, die nicht mit dem
Trägermaterial in Berührung steht, aktiv zur Filterung ausgenutzt, während der Teil
des Adsorbermaterials, der auf dem Trägermaterial gebunden ist, zur Filterwirkung
keinen Beitrag leisten kann und somit unwirksam bleibt.
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Das relativ viel Platz beanspruchende Trägermaterial selbst leistet
zur Adsorption überhaupt keinen Beitrag, vielmehr werden durch das Trägermaterial
die baulichen Abmessungen einer derartigen Filtervorrichtung vergrößert, so daß
mobile bzw. transportable Filtervorrichtungen nur schwer realisierbar sind. Außerdem
erhöht das Trägermaterial den Strömungswiderstand des zu filternden , strömenden
Mediums sehr wesentlich, so daß in den Ecken einer bekannten Filtervorrichtung keine
Strömung stattfindet, während sich in ihrem zentralen Bereich eine Durchbruchzone
ausbildet. Durch diese Erhöhung des Strömungswiderstandes wird der Durchsatz des
zu filternden Mediums entscheidend verringert.
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Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine
Filtervorrichtung der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß das gesamte Adsorbermaterial
mit seiner gesamten Oberfläche zur Filterung eines die Filtervorrichtung durchströmenden
Mediums zur Verfügung steht, so daß sich eine wesentlich bessere Ausnutzung des
Adsorbermaterials und damit eine wesentlich bessere Filterwirkung ergibt als bei
bekannten Filtervorrichtungen,
und daß die Filtervorrichtung mit
kleineren baulichen Abmessungen und einem geringeren Strömungswiderstand ausgebildet
sein kann, so daß trotz kleinerer baulicher Abmessungen ein vergleichsweise großer
Durchsatz des zu filternden Mediums möglich ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Adsorbermaterial
ein in der Filterkammer in loser Schüttung angeordnetes und infolge der Strömung
des zu filternden Mediums sich frei bewegendes Granulat ist, das die Filterkammer
im Ruhezustand nur teilweise füllt.
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Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin,
daß das Adsorbermaterial durch die lose Schüttung vollständig zur Filterung eines
die Filtervorrichtung durchströmenden und zu filternden Mediums ausgenutzt wird,
weil das Adsorbermaterial mit seiner gesamten Oberfläche mit dem zu filternden Medium
in innige Berührung kommt, und daß dadurch die Einsatzdauer einer erfindungsgemäßen
Filtervorrichtung wesentlich länger sein kann als bei bekannten Filtervorrichtungen,
bei denen das Adsorbermaterial an einen Träger gebunden ist und somit nicht gänzlich,
sondern nur mit seinem aktiven Oberflächenteil zur Filterung zur Verfügung steht.
Dadurch, daß erfindungsgemäß das gesamte Adsorbermaterial zur Filterung eines Mediums
zur Verfügung steht, ergibt sich auch der besondere Vorteil, daß eine erfindungsgemäße
Filtervorrichtung bei gleicher Filterleistung, d.h. bei gleichem Durchsatz wie eine
bekannte Filtervorrichtung wesentlich kleiner sein kann, weil das Adsorbermaterial
besser ausgenutzt wird. Mit der erfindungsgemäßen Filtervorrichtung wird es erstmals
möglich, auch Räume
zu filtern, die wegen ihrer Kleinheit bislang
nicht oder nur sehr umständlich gefiltert werden konnten, wie beispielsweise die
Fahrgastzelle von Kraftfahzeugen oder die Pilotenkanzel von Kleinflugzeugen. Die
erfindungsgemäße Filtervorrichtung eignet sich wegen ihres besonders kleinen Aufbaues
in vorteilhafter Weise auch sehr gut für die Filterung der Abgase von Kraftfahrzeugen
Sie:kann in vorteilhafter Weise als Patrone ausgebildet sein, die einfach gegen
eine neue Patrone ausgetauscht wird , wenn das in ihr vorhandene Adsorbermaterial
verbraucht, d.h. unwirksam geworden ist.
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Die Filterkammer kann ein vertikales hülsenförmiges Gehäuse aufweisen,
welches mindestens auf seiner oberen, dem Einströmteil zugewandten Stirnseite durch
ein Sieb bedeckt ist. Durch dieses Sieb wird sicher vermieden, daß das Granulat
aus der Filtervorrichtung verloren geht. Selbstverständlich muß auch auf der der
Einströmteil zugewandten Seite der Filterkammer eine Einrichtung vorgesehen sein,
mit welcher das Granulat in der Filtervorrichtung gehalten wird. Diese Einrichtung
kann beispielsweise ebenfalls ein Sieb mit einer entsprechenden Maschenweite sein,
oder diese Einrichtung kann ein das Gehäuse umgebender Deckel mit einem Rand sein.
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Das Sieb kann eben ausgebildet sein und die Stirnseite vollständig
überspannen. Das Sieb kann vorzugsweise mindestens eine zur Strömugnsrichtung des
zu filternden Mediums geneigte Schrägfläche aufweisen, die in das Innere der Filterkammer
hineinragt. Durch diese geneigte Schrägfläche, welche als Kegelfläche, als Zick-Zack-Fläche,
oder dgl. ausgebildet sein kann, wird der besondere Vorteil erzielt, daß das vom
strömenden Medium während des Betriebes der Filtervorrichtung mitgenommene Granulat
an den zur Strömungsrichtung
geneigten Flächen unter einem von
der Strömungsrichtung abweichenden Winkel zurückreflektiert wird, so daß ein gewiss
er Selbstreinigungseffekt des Siebes erzielt wird. Durch diesen Selbstreinigungseffekt
des Siebes kann in vorteilhafter Weise die Saugleistung des in der Filtervorrichtung
installierten bzw. des mit der Filtervorrichtung kombinierten Sauggebläses reduziert
werden.
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Das Granulat kann in mindestens einem mindestens teilweise flexiblen
porösen Behältnis gelagert sein, dessen Porengröße kleiner als die Korngröße des
Granulates ist.
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Mit einem derartigen Behältnis ergibt sich die Möglict<-keit ,
das Granulat nach seinem Gebrauch einfach aus der Filtervorrichtung zu entnehmen
und durch ein neues, bzw. anderes Granulat ersetzen zu können. Je nach Anwendungsfall
ist es auch möglich, die Filtervorrichtung mit Adsorbermaterial unterschiedlicher
Standzeit zu bestücken.
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Das Behältnis kann dabei die Form eines allseitig gcschlossenen Beutels
aufweisen. Ein derartiger flexibler poröser Beutel kann sich der Gehäuseform der
Filtervorrichtung anpassen und sehr einfach ausgewechselt werden. Dabei kann die
Formgebung des an sich quasi fotll,losen flexiblen Beutels durch das Gehäuse der
Filtervorrichtung bestimmt sein.
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Das Behältnis kann auf der Anströmseite eine Verstärkung aufweisen.
Diese Verstärkung kann ein Ring oder ein sehr grobes Stützgewebe sein, mit welchem
das Behältnis in Form eines Beutels in eine in der Filtervorrichtung vorgesehene
Klemmeinrichtung auswechselbar eingeklenlnlt werden kann.
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Das Granulat kann in mindestens zwei in Strömungsrichtung des zu filternden
Mediums hintereinander angeordneten Adsorberzonen vorgesehen sein. Dabei kann das
Granulat in den Adsorberzonen sowohl aus unterschiedlichen Materialien zum Filtern
verschiedener Medien bestehen, als auch aus gleichen oder unterschiedlichen Materialien
mit unterschiedlichen Korngrößen. Auf diese Weise kann die erfindungsgemäße Filtervorrichtung
sehr einfach an die jeweiligen Verhältnisse angepaßt werden, in denen eine solche
Filtervorrichtung zum Einsatz gelangt. Die Anwendung verschiedener Adsorbermaterialien
in einer Zone oder in verschiedenen Zonen erlaubt es, mehrere unterschiedliche Aufgaben,
die an eine Filtervorrichtung gestellt werden können, gleichzeitig zu erfüllen.
Dabei kann ein Gemisch aus verschiedenen Adsorbermaterialien in einer Filterkammer
oder in mehreren in Strömungsrichtung aufeinanderfolgenden Filterkammern eingesetzt
werden.
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Das Gehäuse kann im im Ruhezustand mit Granulat gefüllten Bereich
eine Querschnittsverengung aufweisen.
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Durch eine derartige Querschnittsverengung ergibt sich während des
Betriebes der Filtervorrichtung eine Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit des zu
filternden Mediums und damit eine noch innigere Berührung zwischen dem zu filternden
Medium und dem Granulat aus Adsorbermaterial und eine Verbesserung der Filterwirkung.
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Damit ist es in einfacher Weise möglich, verschiedene, für die Filtration
der diversen Medien optimale Strömungsgeschwindigkeiten bzw. ein optimales Strömungsgeschwindigkeitsspektrum
fest einzustellen.
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Im Gehäuse kann im Bereich zwischen der Querschnittsverengung und
dem Ausströmteil eine öffnung vorhanden sein, von der ausgehend eine Bypass- Rohrleitung
in den Bereich des Gehäuses zwischen dem Einströmteil und der Querschnittsverengung
führt. Diese Bypass-Rohrleitung dient dazu, einen Teil des Granulates das durch
die Querschnittsverengung hindurchgeströmt ist, bereits wieder während des Betriebes
der Filtervorrichtung in den Bereich der Filterkammer unter der Querschnittsverengung
zu leiten und auf diese Weise einen Kreislauf zu schließen, in welchem das Granulat
zur weiteren Erhöhuluq der Filterwirkung zirkuliert.
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Die im Bereich zwischen der Querschnittsverengung und dem Ausströmteil
angeordnete Öffnung im Gehäuse ist in vorteilhafter Weise in der Schrägfläche der
Querschnittsverengung ausgebildet, weil bei einer derartigen Ausbildung ein größerer
Teil des Granulates in die Bypass-Rohrleitung und somit in den Kreislauf zurückgelangt.
In besonders vorteilhafter Weise kann zwischen der Querschnittsverengung und dem
Ausströmteil eine Reflektoreinrichtung angeordnet sein, mit der ein Teil des während
des Betriebes der Filtervorrichtung durch die Querse§nittsverengung strömenden Granulates
von der Reflektoreinrichtung zur Öffnung der Bypass-Rohrleitung gelenkt wird. Ein
derartiger Reflektor richtet einen noch größeren Anteil des Granulates zur Öffnung
der Bypass-Rohrleitung aus, so daß noch mehr Granulat in den Kreislauf zurückgelangt,
und der Filterwirkungsgrad der Filtervorrichtung weiter verbessert wird.
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Mittels einer Saugrohrleitung und einer Druckrohrleitung kann zur
Filterkammer eine Fördereinrichtung parallel angeordnet sein, wobei mindestens die
in Förderrichtung der Fördereinrichtung vorgeschaltete Saugrohrleitung
in
den Bereich der Filterkammer einmündet, der im Ruhezustand der Filtervorrichtung
mit Granulat gefüllt ist. Mit einer solchen Fördereinrichtung ist es in vorteilhafter
Weise ebenfalls möglich, den Kreislauf des Granulates in der Filtervorrichtung zu
beschleunigen und den Wirkungsgrad der Filtervorrichtung zu verbessern.
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Die Fördereinrichtung kann mit getrennten Saug- und Druckrohrleitungen
ausgebildet sein; es ist jedoch auch möglich, die Fördereinrichtung in die Bypass-Rohrleitung
einzuschalten. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, die Fördereinrichtung mit einer
Heizung und mit einer Absaugeinrichtung zu versehen. Auf diese Weise kann das in
der Filterkammer in einem Kreislauf umlaufende Adsorbermaterial während des Betriebes
der Filtervorrichtung durch die Fördereinrichtung transportiert und in der Fördereinrichtung
erhitzt werden, bis sich das an der Oberfläche des Granulates aus Adsorbermaterial
adsorbierte Medium vom Adsorbermaterial trennt und das abgetrennte Medium durch
die Absaugeinrichtung abgesaugt wird. Dadurch wird das Adsorbermaterial in vorteilhafter
Weise regeneriert und im regenerierten Zustand in die Filterkammer zurückgeführt,
wodurch die Einsatzdauer und der Filterwirkungsgrad der erfindungsgemäßen Filtervorrichtung
wesentlich verbessert wird.
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Das Granulat aus Adsorbermaterial, beispielsweise aus Aktivkohle,
kann jede mögliche Korngestalt aufweisen.
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Ein Adsorbermaterial mit einem Granulat aus kugelförmigen Teilchen
hat jedoch den besonderen Vorteil, daß die Abriebfestigkeit des Granulates und somit
die Standzeit des Adsorbermaterials und damit die Standzeit
der
Filtervorrichtung am größten ist.
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Ein Granulat in Kugelform hat außerdem den besonderen Vorteil, daß
es einen sehr kleinen Strömungswiderstand aufweist. Durch die Auswahl der entsprechenden
Korngestalt und /oder der entsprechenden Korngröße des Granulates ist es somit möglich,
den Strömungswiderstand des zu filternden Mediums durch die erfindungsgemäße Filtervorrichtung
hindurch und damit die Filterwirkung der Filtervorrichtung einzustellen, bzw. zu
steuern.
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Die Auswahl von Granulat mit abgestuften Korngrößen bewirkt in vorteilhafter
Weise, daß das Granulat bei konstanter Strömungsgeschwindigkeit des zu filternden
Mediums während des Betriebes der Filtervorrichtung verschieden hoch gehoben wird,
wodurch sich Adsorberzonen ausbilden, bzw. verbreitern.
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Bei einer Weiterbildung der Erfindung kann die Filterkammer eine Grundfläche,
eine mit dem Einströmteil und mit dem Ausströmteil versehene Deckfläche und eine
die Grundfläche und die Deckfläche abdichtende Mantelfläche aufweisen, wobei von
der Grundfläche und von der Deckfläche Lippen wegstehen, die voneinander beabstandet
ineinandergreifen. Das Granulat ist bei dieser Ausführungsform der Filtervorrichtung
im Ruhezustand auf der Grundfläche so hoch aufgeschüttet, daß die von der Deckfläche
zur Grundfläche gerichteten Rippen in das Granulat eintauchen und die von der Grundfläche
zur Deckfläche gerichteten Rippen unter Ausbildung eines mäanderförmigen Strömungsweges
aus dem Granulat herausragen. Diese Ausbildung der erfindungsgemäßen Filtervorrichtung
hat den Vorteil, daß der Strömungsweg, den das zu filternde Medium durch die Filtervorrichtung
nehmen
muß, sehr lang ist. Durch diesen langen Strömungsweg ist die Kontaktzeit zwischen
dem zu filternden Medium und dem Granulat aus Adsorbermaterial sehr lang, wodurch
eine sehr gute Filterwirkung erzielt wird. Zur Erzielung definierten Strömungsverhältnisse
in einer Filtervorrichtung der zuletzt genannten Art können die Rippen zur zwischen
den Einströmteil und dem Ausströmteil gegebenen Strömungsrichtung des zu filternden
Mediums senkrecht und zwischen zwei gegenüberliegenden Seitenwänden der Mantelfläche
angeordnet sein.
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Eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Filtervorrichtung
weist ein hülsenförmigesGehäuse auf, das von einer Außenhülle umgeben ist, an welcher
das Einströmteil angeordnet ist, und bei der unter der unteren Stirnseite des Gehäuses
ein gegenüber der Außenhülle abgedichtetes Bodenteil angeordnet ist, welches von
der unten Stirnkante des Gehäuses einen Abstand In Form eines umlaufenden Spaltes
aufweist. Bei einer derartigen Filtervorrichtung kann auf der Seite des Einströmteiles
auf ein Sieb verzichtet werden, so daß der Strömungswiderstand durch die Filtereinrichtung
hindurch klein ist.
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Infolge eines derartigen kleinen Strömungswiderstandes kann in vorteilhafter
Weise das die Strömung durch die Filtervorrichtung erzeugende Gebläse, das ein Sauggebläse
oder ein Druckgebläse sein kann, klein dimensioniett werden, bzw. benötigt das Gebläse
nur einen relativ kleinen Platz.
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Das Bodenteil kann zur Einstellung des Spaltes gegenüber der unteren
Stirnseite des Gehäuses höhenverstellbar ausgebildet sein. Durch eine solche Einstellung
des Spaltes zwischen dem hülsenförmigen Gehäuse und dem
Bodenteil
kann die Menge des zu filternden Mediums durch die Filtervorrichtung hindurch und
die Turbulenz der Strömung des zu filternden Mediums und damit die Verwirbelung
des Granulates in der Filterkammer in einfacher Weise eingestellt werden. Das Bodenteil
kann mit einem sich verjüngenden,in das Innere des hülsenförmigen Gehäuses weisenden
Ansatz versehen sein, dessen Grundfläche an die Querschnittsfläche des Gehäuses
angepaßt ist.
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Dieser Ansatz dient dazu, die Strömung des zu filternden Mediums beim
Eintritt in die Filterkammer gleich in Richtung der Filterkammer zu lenken und auf
diese Weise für eine sehr gute Verwirbelung des Granulates in der Filterkammer zu
sorgen.
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Das Bodenteil kann einen den Ansatz umgebenden Ringansatz aufweisen,
der von der Außenhülle zur Grundfläche des Ansatzes hin kollisch kleiner wi rcl
, .;(> daß iich zwischen dem Ringansatz und dem zentralen Ansatz eine V-förmige
umlaufende Rille ergibt, in welche das hülsenförmige Gehäuse mit seiner unteren
Stirnkante hineinragt. Die V-förmige Rille hat den Vorteil, daß das durch das Ansaugteil
angesau gte und zu filternde Medium genau durch den umlaufenden Spalt in die Filterkammer
eingesaugt wird und dabei den kleinen Rest Granulat, der während des Stillstandes
der Filtervorrichtung durch den Spalt austreten kann, wieder in die Filterkammer
hineinzubefördern, so daß kein Granulat verlorengeht.
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Das Granulat ist im Ruhezustand der Filtervorrichtung vorzugsweise
bis zu einer den zentralen Ansatz überdeckenden Höhe eingefüllt. Durch eine derartige
Füllung der Filterkammer wird das zu filternde Medium bereits während der Startphase
der Filtervorrichtung sehr innig mit dem Granulat vermischt, so daß sofort nach
dem Start eine sehr gute Filterwirkung erzielt wird.
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Weitere Einzelheiten, ?merkmale und Vorteile ergeben sich aus der
nachfolgenden Beschreibung von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen
der Erfindung. ts zeigen: Fig. 1 einen Schnitt durch eine stationäre Filtervorrichtung,
die zwischen einem Ansaugteil und einem Absauqteil angeordnet ist.
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Fig. 2 einen Schnitt durch eine ortsveränderliche Filtervorrichtung
mit einem verengten Strömungsquerschnitt.
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Fig. 3 einen Schnitt durch eine Filtervorrichtung mit einem mäanderförmigen
Strömungsweg, Fig. 4 einen Schnitt durch eine Filtervorrichtung mit einem verengten
Querschnitt und einer Bypass-Rohrleitung, Fig. 5 einen Schnitt durch eine Filtervorrichtung
mit einer zur Filterkammer parallel geschalteten Förderschneckeneinrichtung, Fig.
6 einen Schnittt durch eine Filtervorrichtung mit einem veränderbaren Querschnitt
des Strömungsweges zwischen dem Ansaug- und Absaugteil, Fig. 7 einen Schnitt durch
eine Filtervorrichtung mit einem in einem Beutel gelagerten Granulat in der Ruhestellung
ohne Strömung eines zu filternden Mediums, und Fig. 8 einen Schnitt durch eine Filtervorrichtung
gem.
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Fig. 7 in der Betriebsstellung während einer
Strömung
des zu filternden Mediums.
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Die Fig. 1 zeigt eine Filtervorrichtung mit einer zwischen einem Ansaugteil
2 und einem Absaugteil 4 angeordneten Filterkammer 6, in der ein Adsorbermaterial
in Form eines losen Granulates 8 angeordnet ist. Das zu filternde Medium strömt
während des Betriebes der Filtervorrichtung in Pfeilrichtung vom Ansaugteil 2 durch
die Filterkammer 6 zum Absaugteil 4. Die Filterkammer 6 ist auf ihren beiden gegenüberliegenden
Stirnseiten mit je einem Sieb 10 und 12 überspannt, das eine Maschenweite aufweist,
die kleiner ist als die Korngröße des Granulates 8. Das Granulat 8 ist in der Filterkmmer
6 in loser Schüttung angeordnet und es hat vorzugsweise eine Kugelgestalt, weil
ein kugelförmiges Granulat 8 eine sehr hohe Abriebfestigkeit und einen sehr kleinen
Strömungswiderstand aufweist. Das Granulat 8 füllt die Filterkammer 6 im Ruhezustand,
wie in dieser Figur dargestellt worden ist nur teilweise und es wird erst durch
Inbetriebnahme der Filtervorrichtung, d.h. wenn en zu filterndes Medium in Pfeilrichtung
durch die Filtereinrichtung hindruchströmt, aufgewirbelt, so daß es den gesamten
Raum der Filterkammer 6 ausfüllt und in
der Filterkammer G herumwirbelt.
Durch diese Verwirbelung des Granulates 8 wird zwischen dem Granulat 8 und dem zu
filternden Medium eine äußerst großflächige Berührung geschaffen, so daß die auszufilternden
Partikel vom Granulat 8 sehr wirksam adsorbiert werden und sich ein sehr hoher Filterwirkungsgrad
ergibt. Die Filterkammer 6 weist die Form eines hülsenförmigen Gcliauscs 14 I)el
icL)igen Querschnitts auf, wobei die Siebe 10 und 12 die Stirnseiten des Gehäuses
14 vollständig überspannen.
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Die Fig. 2 zeigt eine ortssveränderbare Filtervorrichtung, bei der
das Gehäuse 14 in lorill einer vertikalen Hülse auf der Unterseite mit einem Sieb
12 und auf der Oberseite mit einem Sieb 10 überspannnt ist. Die Siebe 10 und 12
weisen eine Maschenweite otoll , clic kleiner ist als die Korngröße des Granulates
8. bei dieser Ausführungsform der Filtervorrichtung ist das Sieb 12 ebenflächig
ausgebildet, während das Sieb 10 zwischen der Filterkammer 6 und dem Absaugteil
4 kegelförmig in das Innere der Filterkammer 6 hineinragt. Das Gehäuse 14 der Filterkammer
6 weist im im Ruhezustand mit Granulat 8 gefüllten Bereich eine Querschnittsverenung
16 auf. Unter dem Sieb 12 befindet sich ein Ansaugteil 2 und über dem Sieb 10 befindet
sich ein Absaugteil 4, das ein Sauggebläse 18 und einen Elektromotor 20 enthält.
Ein Gitter 22 schließt die Filtervorrichtung nach oben hin derart ab, daß es nicht
möglich ist, in das Sauggebläse 18 hineinzugreifen. Die Querschnittsverengung 16
hat den Vorteil, daß die Strömungsgeschwindigkeit in diesem Bereich erhöht ist,
wodurch die Verwirbelung des Granulates 8 und damit die Adsorptionswirkung erhöht
wird.
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Die Fig. 3 zeigt eine Filtervorrichtung, bei der die Filterkammer
6 eine Grundfläche 24, eine mit einem Ansaugteil
2 und mit einem
Absaugteil 4 versehene Deckfläche 26 und eine die Grundfläche 24 und die Deckfläche
26 abdichtende Mantelfläche 28 aufweist, wobei von der Grundfläche 24 und von der
Deckfläche 26 Rippen 30 und 32 wegstehen, die voneinander beabstandet ineinander
greifen. Das Granulat 8 ist auf der Grundfläche 24 der Filterkammer G so hoch aufgeschüttet,
daß die von der Deckfläche 26 zur Grundfläche 24 gerichteten Rippen 30 it das Granulat
d" ointauchen, während die von der Grundfläche 24 zur deckfläche 26 gerichteten
Rippen 32 unter Ausbildung eines mäanderförmigen Strämungsweges aus dem Granulat
8 herausragen. Diese Ausführungsform einer Filtervorrichtung hat den Vorteil, daß
der Strömungsweg auch bei einer kleinen Bauform der Filtervorrichtung relativ lang
ist, so daß das zu filternde Medium sehr lange mit dem Adsorptionsmateral in Form
eines lose geschütteten Granulates 8 in Berührung bleibt, wodurch eine sehr gute
Filterwirkung erzielt wird. Mindestens die zum Absaugteil 4 gehörende öffnung ist
mit einen Sieb 10 keelelförmig überspannt, so daß das Granulat 8 dieFiltervorrichtung
nicht verlassen kann. I)ie Rippen 30 unci 32 sind Zur zwischen dem Ansaugteil 2
und dem Absaugteil 4 gegebenen Strömungsrichtung des filternden Mediums senkrecht
und zwischen zwei gegenüberliegenden Seitenwänden der Mantelfläche 28 befestigt.
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Die Fig. 4 zeigt eine Filtervorrichtung' bei welcher das Gehäuse 14
eine Querschnittsverengung 1G und im Bereich zwischen der Querschnittsfläche 16
und dem Absaugteil 4 eine Öffnung 34 aufweist. Von dieser Öffnung 34 geht eine Bypass-Rohrleitung
36 aus, die in den Bereich des Gehäuses 14 zwischen dem Ansaugteil 2 und der Querschnittsverengung
16 zurückführt. Diese Bypass-Rohrleitung 3G hat den Vorteil, daß citi Teil des Granulates
8,
das im Ruhezustand der Filtervorrichtung die öffnung 34 überdeckt,
während des Betriebes der Filtervorrichtung nicht durch die Querschnittsverengung
16, sondern einfacher durch die Bypass-Rohrleitung 36 zurückfließt, so daß ein Kreislauf
geschlossen ist, in welchem das Granulat 8 uiicjewälzt und mit dein zu filternden
Medium in innige Berührung gebracht wird. In der Filterkammer 6 ;t zwischen der
Querschnittsverengung 16 und den Absaugteil 4 eine Reflektoreinrichtung 38 derart
angeordnet, daß ein großer Teil des durch die Querschnittsverengnng 16 strömenden
Granulates 8 an der Reflektoreinrichtung 38 reflektiert und zur öffnung 34 gelenkt
wird. Auf diese Weise wird ein noch größerer Teil des in der Filterkammer G verwirbelten
Granulates 8 in die Bypass-Rohrleitung 36 und damit in den Kreislauf eingegeben,
so daß der Filterwirkungsgrad weiter erhöht wird.
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Das Sieb 10 und das Sieb 12 weizen eine Maschenweite auf, die kleiner
ist als die Korngroße des Granulates 8, so daß im Betrieb der Filtervorrichtung
kein Granulat 8 verloren geherl kann. Das Sieb ragt kegelförmig in das Innere der
Filterkammer 6 hinein. Diese kegelförmige Ausbildung des Siebes 10 hat den Vorteil,
daß in Pfeilrichtung nach oben strömendes Granulat 8 nicht senkrecht auf das Sieb
10 auftrifft, sondern daß das Granulat 8 unter einem kleineren als einem rechten
Winkel auf das Sieb 10 auftrifft und somit leichter von Sieb 10 reflektiert wird,
als wenn es senkrecht auftreffen würde.
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Auf diese Weise ergibt sich eine gewisse Selbstreinigung des Siebes
10 und eine längere Standzeit der Filtervorrichtung und eine höherer Filterwirkungsgrad.
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Die Fig. 5 zeigt eine Filtervorrichtung, bei welcher zur Filterkammer
6 eine Förderschneckeneinrichtung 40
parallel geschaltet ist. Diese
Parallelschaltung erfolgt durch eine Saugrohrleitung 42 und durch eine Druckrohrleitung
44, mit welche die Förderschneckeneinrichtung 40 mit der Filterkammer 6 verbunden
ist. Die der Förderschneckeneinrichtung 40 vorgeschaltete Saugrohrleitung 42 mündet
in den Bereich der Filterkammer 6 ein, der im Ruhezustand der Filtervorrichtung
mit Granulat 8 gefüllt ist. Die Druckrohrleitung 44 kann in einem Bereich der Filtcrkammer
6 einmünden, der im Ruhezustand der Filtervorrichtung nicht mit Granulat 8 gefüllt
ist. Die Filterkammer 6 kann ein vertikales hülsenförmiges Gehäuse 14 aufweisen,
das auf der Oberseite mit einem Sieb 10 und das auf der Unterseite lt einem 5 ieb
12 überspannt ist. Dic Filterkammer kann auch eine andere der oben beschriebenen
Formen aufweisen. Die Förderschneckeneinrichtung 40 weist eine Heizung 46 und eine
Absaugeinrichtung 48 auf. Mit einer derartigen Filtervorrichtung wird der besondere
Vorteil erzielt, daß das Granulat 8 während des Betriebes der Filtervorrichtung
oder auch während des Stillstandes der Filtervorrichtung durch die Förderschneckeneinrichtung
40 hindurchbefördert und in der Förderschneckeneinrichtung 40 so weit erhitzt werden
kann, daß das an den Partikels des Granulates angelagerte gefilterte Medium von
den Partikeln des Granulates getrennt wird. Die Absaugeinrichtung 48 sorgt dafür,
daß das von den Partikeln des Granulates getrennte gefilterte Medium abgesaugt wird
und das Granulat 8 regeneriert wieder der Filterkammer 6 zugeführt werden kann.
Auf disc Weise kann der Filterwirkungsgrad der Filtervorrichtung wesentlich verbessert
werden.
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Fig. 6 zeigt eine Filtervorrichtung, bei der das abgestufte hülsenförmige
Gehäuse 14', 14" von einer Außenhülle 50
umgeben ist. In die Außeniltille
50 mündet tangential ein Rohrstutzen 52, der mit einem Ansaugteil verbindbar ist.
Unter der unteren Stirnkante 54 ziels Gehäuses 14" ist ein gegenüber der Außenhülle
54 abgedichtetes Bodenteil 5£ angeordnet, das voii der unteren Stirnseite 54 des
Gehäuses 14 einen Abstand in @ Form eines umlaufenden Spaltes 5 t) aufweist, durch
welchen im Betrieb der Filtervorrichtung das zu filternde Medium vom Ansaugteil
in die Filterkammer 6 hineinströmt.
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Das Bodenteil 56 ist mittels einer durch ein Grundteil 58 hindurchragenden
und am Bodenteil 56 eingreifenden Schraube 60 relativ gegen die untere Stirnkante
54 des Gehäuses 14" in der Höhe verstellbar, wodurch der unlaufende Spalt 59 in
einer Breite verändert werden kann.
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Das Bodenteil 56 ist mit einem sieb kegelförmig verjüngenden und in
das Innere der Filterkammer 6 weisenden Ansatz 62 versehen, dessen Grundfläche an
die Querschnittsfläche der Stirnseite 54 des Gehäuses 14"angepaßt ist. Das flodentei
1 56 weit iußerdeni einen den Ansatz 62 koaxial umgebenden Ringansatz 64 auf, der
von der Außenhülle 50 zur Grundfläche des Ansatzes 62 hin koniscio kleiner wird,
so daß sich zwischen dem Ringansatz 64 und dem kegelförmigen Ansatz 62 eine V-förmige
umlaufende Rille 66 ergibt, in welche das hülsenförmige Gehäuse 14mit seiner unteren
Stirnseite 54 hineinragt. Das Granulat 8 ist bis zu einer derartigen Höhe in die
Filterkammer 6 eingefüllt, daß es den kegelförmigen Ansatz 62 im Ruhezustand der
Filtervorrichtung überdeckt. Die Filterkammer 6 ist zum Absaugteil hin mit einem
kegelförm Lg in das Innere der Filterkammer 6 ragenden Sicbträger versehen, der
ein Sieb 10 aufnimmt, das eine Maschenweite aufweist , die kleiner ist als die Korngröße
des Granulates 8. Bei dieser Ausführungsform einer Filtervorrichtung ist es ausreichend,
wenn die Filterkammer 6 auf der zum Absaugteil 4 hin gerichteten Seite cin Sieb
10 aufweist.
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Auf der zurn Ansauqteil gerichteten Seite braucht diese Filtervorrichtung
kein Sieb zu enthalten, so daß ein Sieb eingespart werden kann. Ein weiterer Vorteil
dieser Ausführungsform einer Filtervorrichtung besteht darin, daß es möglich ist,
den Strömungswiderstand des zu filternden Mediums durch die Filterkammer 6 hindurch
und damit die Verweilzeit des zu filternden Mediums und die Turbulenz der Verwirbelung
des Granulates aus Adsorbermaterial einstellen zu können.
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Dabei kann das Granulat eine konstante Korngrößen aufweisen, oder
in einem breiten Korngrößenspektrum vorliegen. Wenn das Granulat in einem breiten
Korngrößenspektrum vorliegt, werden bei einer konstanten Ströinungsgeschwindigkeit
des zu filternden Mediums kleinere, d.h. leichtere Granulatteilchen höher angehoben
als größere, schwerere Granulatteilchen. Auf diese Weise können sich in der Filterkammer
verschiedene Filterzonen ausbilden, wenn die Korngrößen des Granulates abgestuft
sind. Selbstverständlich ist es auch möqlch, in einer Filterkammer nicht nur ein
Adsorbermaterial, sondern mehrere verschiedene Adsorbermaterialien zu verwenden,
um in einer Filterkammer verschiedene Aufgaben gleichzeitig zu erfüllen, z.B. ein
Gemisch verschiedener zu filternder Medien optimal zu filtern.
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Desgleichen ist es auch möglich, verschiedene Adsorbermaterialien
in nacheinander angeordneten Lilterkammern vorzusehen, um verschiedene zu filternde
Medien optimal auszufiltern.
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Die Fig. 7 und 8 zeigen eine Filtervorrichtung mit einer zwischen
einem Einströmteil 2 und einem Ausströmteil 4 vorgesehenen Filterkammer 6, in der
ein Adsorhermaterial
angeordnet ist. Während des in Fig. 8 dargestellten
Betriebes der Filtervorrichtung strömt das zu filternde Medium in Richtung der Pfeile
vom Einströmteil 2 kommend durch die Filterkammer 6 hindurch und aus dem Ausströmteil
4 hinaus. Dabei ist das Adsorbermaterial ein in der Filterkammer 6 in loser Schüttung
angeordnetes und infolge der Strömung des zu filternden Mediums sich quasi frei
bewegendes Granulat 8, das die Filterkammer 6 im Ruhezustand, in dem eine Strömung
des zu filternden Mediums nicht stattfindet, nur teilweise füllt, wie aus Fig. 7
ersichtlich ist.
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Das Granulat 8 ist in einem flexiblen porösen Behältnis 70, z.B. in
einem Beutel gelagert, dessen Porengröße kleiner ist als die kleinste Korngröße
des Granulates 8.
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Auch bei dieser Ausführungsform kann das (;Granulat 8, wie bei den
vorher beschriebenen Ausführungsformen der riltervorrichtungen im wesentlichen eine
einzige Korngröße oder ein Spektrum aus verschiedenen Korngrößen aufweisen, die
während des Betriebes, d.h. während des Vorhandenseins einer Strömung des zu filternden
Mediums durch die Filtervorrichtung hindurch , verschieden hoch gehoben werden und
somit übereinander angeordnete Zonen aus Granulat 8 der verschiedenen Korngrößen
bilden.
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Der Beutel 70 weist auf seiner dem Einströmteil 2 zugewandten Seite
eine Verstärkung 72 auf, die als Ring oder als grobes Stützgewebe ausgebildet sein
kann, mit welcher der mit Granulat 8 gefüllte Beutel 70 zwischen dem Einströmteil
2 und dem Gehäuse 14 der Filtervorrichtung eingeklemmt werden kann.
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Die Fig. 7 zeigt die Filtervorrichtung im Ruhezustand, in dem durch
die Filtervorrichtung kein zu filterndes Medium hindurchströmt. In diesem Zustand
liegt der mit
seiner Verstärkung 72 festgeklemmte Beutel 70 mit
dem Granulat 8 einfach auf einem Sieb 12 der Filtervorrichtung auf, wobei die Oberfläche
des Beutels 70 wesentlich größer ist, als die Außenoberfläche des Granulates 8 im
Ruhezustand, so daß der Beutel 70 gefaltet auf dem Granulat 8 aufliegt.
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Strömt durch die Filtervorrichtung ein zu filterndes Medium hindurch,
was durch die in Fig. 8 dargestellten Pfeile angedeutet worden ist, dann bläht sich
der am Gehäuse 14 der Filtervorrichtung festgeklemmte Beutel 70 auf und wird das
Granulat 8 im .luScgeblähten i3evate1 70 herumgewirbelt. Auch in diesem aufgeblähten
Betriebszustand bleibt der Beutel 70 mit seiner Verstärkung 72 zwischen dem Sieb
12 auf der Seite des Einströmteiles 2 und dem Gehäuse 14 der Filtervorrichtung eingeklemmt,
so daß er sich in die Filterkammer 6 hinein aufbläht und den Raum der Filterkammer
6 größtenteils ausfüllt.
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Diese Ausführungform einer erfindungsgemäßen Filtervorrichtung hat
den Vorteil, daß ein nach längeren Betrieb verbrauchtes Granulat 8 in seiner Gesamtheit
einfach aus der Filterkammer entnommen und durch ein neues Granulat 8 ersetzt werden
kann, wobei dieser Austausch sehr sauber durchgeführt werden kann, weil das Granulat
8 sich in einem in sich geschlossenen Beutel 70 befindet und einfach nur ein Beutel
70 durch einen neuen Beutel 70 ersetzt zu werden braucht.
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Je nach Anwendungsfall, d.h. je nach zu filterndem Medium ist auch
das Auswechseln eines Beutels 70 mit dem für das zu filternde Medium richtigen Granulat
8 sehr einfach möglich.
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Unter Granulat ist im Sinne der Erfindung eine aus dcfinierten Partikeln
bestehende Substanz zu verstehen,
und zwar ohne Rücksicht darauf,
ob die Partikel naturbelassen oder durch einen besonderen Vorgang geformt oder gestaltet
sind.
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