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Bei
Verwendung von Filtern mit einem hohen Grad an Trennung können in
einer feuchten Umgebung Probleme mit einem Druckabfall über dem
Filter auftreten. Da der Filter sehr kleine Durchtrittsöffnungen
aufweisen muss, um einen hohen Grad an Trennung zu erzielen, werden
auch sehr kleine Wassertropfen durch den Filter aufgehalten; alternativ
wird der Filter durch Wasser aufgrund seiner Oberflächenspannung
und Adhäsion
an dem Filtermaterial außer Betrieb
gesetzt oder verstopft. Wasser in der Form von Nebel, Regen oder
Kondensat blockiert so viele der Strömungsdurchlässe durch den Filter, wobei
die verringerte, verfügbare
Strömungsfläche den
Druckabfall und dadurch die Leistungsverluste in dem Filter erhöht. Das
Entfernen von Wasser ist in vielen Fällen sicher willkommen, aber,
wenn man demzufolge die Filterfläche
als Ausgleich bei Einrichtungen erhöhen muss, in denen dies auftreten
kann, ist dies besonders unerwünscht,
da es eine große
Erhöhung
der Kosten bedeutet. Selbst wenn nicht beabsichtigt ist, die Filterfläche zu vergrößern, findet
ein Energieverlust als Folge des erhöhten Druckabfalls statt, wobei der
Energieverlust beträchtlich
sein kann.
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Die
Aufgabe der Erfindung ist es, das vorstehend angegebene Problem
durch die Verwendung eines Filters zu beheben, der nicht von dem
Druckabfall durch Feuchtigkeit und Wasser in der Luft, die zu filtern
ist, oder höchstens
nur in einem kleinen Ausmaß durch
diesen beeinflusst wird. Beispiele für Filter, bei denen diese Phänomene auftreten
können, sind
der Einlassfilter zu Gasturbinen, die für die Energieversorgung auf Ölplattformen
ver wendet werden, sowie selbstverständlich auch andere Filter,
die auf Ölplattformen,
in Schiffen usw. verwendet werden.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe durch die in Anspruch 1 definierte Verwendung gelöst. Der zu
verwendende Filter besteht aus einem gefalteten Filtermaterial,
das durch Klebefäden
an beiden Seiten des Filtermaterials zusammengehalten wird. An einer
Seite des Filtermaterials, derjenigen, die die Einlassseite bilden
soll, sind die Klebefäden
entsprechend dem inneren Ende der Falte unterbrochen. Da die Böden der
Filterfalten auf diese Weise frei werden, kann Wasser entlang der
Filterfalten strömen und
wird so im Filter nicht gestaut. Durch Anordnen des Filters mit
vertikalen Filterfalten strömt
das Wasser unter dem Einfluss der Schwerkraft nach unten in den
Boden der Falten. Die Seiten der Falten sind relativ zur Strömungsrichtung
der eintretenden Luft geneigt, was sicherstellt, dass das Wasser
an den Innenseiten der Filterfalten in Richtung auf den Boden weg
getrieben wird, wo dann der fortgesetzte Transport aus dem Filter
stattfindet. Das Wasser bleibt so nicht länger über einem großen Teil
der Fläche
des Filters, sondern wird in einem wirksam abführenden Kanal gesammelt, der
nur einen kleinen Teil der Fläche
des Filters bedeckt, der deshalb nicht in irgendeinem wahrnehmbaren
Ausmaß von
dem Wasser blockiert wird, sondern einen freien Durchtritt von Luft gestattet,
sodass ein geringer Druckverlust und geringe Energieverluste auftreten.
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Es
wäre bei
der erfindungsgemäßen Filteranordnung
zu erwarten, dass die Klebefäden
an der Auslassseite des Filters bei der Kontraktion des Filtermaterials
auf seine beabsichtigte endgültige
Form die Filterfalten, die zur Einlassseite umgeschlagen sind, vollständig in
dem inneren Ende (dem Boden) zusammendrücken würden, da es keinen Widerstand in
der Form eines Klebefadens gibt, was zu einer beeinträchtigten
Luftströmung
führen
würde.
Es wurde jedoch in der Praxis entdeckt, dass dies nicht stattfindet
und dass der Filter während
normaler Bedingungen noch gut funktioniert und dass er auch bei
feuchten oder nassen Bedingungen gut funktioniert. In ähnlicher
Weise wäre
zu erwarten, dass das Fehlen von Klebstoff als Widerstand an der
Innenseite eine engere Falte ergeben würde, die ihrerseits zu einem sehr
tiefen erforderlichen "Wasserkanal" führen würde, der
so den Lufttransport durch einen großen Teil der Filterfläche verhindern
würde;
jedoch findet dies auch nicht statt. Selbst bei Betrachtung des
Filters ist es schwer zu versehen, dass der Wassertransport so gut
sein kann wie er in der Praxis war.
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Man
würde des
weiteren bei dem erfundenen Filter eine beeinträchtigte oder zu geringe Festigkeit aufgrund
der verringerten Menge an Klebstoff erwarten. Bei diesen Filtern
besteht nämlich
bereits die Neigung, an den kontinuierlichen Klebefäden an beiden
Seiten zu zerbrechen, warum sie normalerweise so angeordnet werden,
dass sich die Falten in der kürzesten
Abmessung befinden. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass die
erfindungsgemäßen Filter fester
werden und sogar eine ausreichende strukturelle Festigkeit aufweisen,
sodass sie mit den Falten in der längsten Abmessung angeordnet
werden. Die Gründe
hierfür,
die möglich
sind, sind wahrscheinlich mehrere, unter anderem, dass das wirksame
Abführen
von Wasser zu einem verringerten Druckabfall und dadurch zu einer
verringerten Beanspruchung führt.
Durch Anordnen der Falten in der Längenrichtung der Filterelemente
werden die Filterfalten gleichzeitig bei den meisten üblichen
Einrichtungen dieser Art vertikal und der Wassertransport wird dadurch durch
die Schwerkraft weiter verbessert.
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Der
Klebefaden an der hinteren Seite des Filters wird, wenn eine Druckbeanspruchung
auf den Filter zur Einwirkung gebracht wird (was normalerweise das
Brechen des Filters verursacht), einer Dehnungsbeanspruchung unterzogen,
die von dem Klebefaden an der Rückseite,
die zusammen geklebt wurde, aufgenommen werden kann. Ein möglicher innerer
Klebefaden in dem Boden der Falte trägt wahrscheinlich überhaupt
nicht zu der Zugfestigkeit bei, da das Filtermaterial, das in diesem
Fall die Zugbeanspruchungen übertragen
muss, Schwierigkeiten hat, dies zu tun, da die Zugbeanspruchungen
einfach durch das Filtermaterial hindurchgehen. Bei einer solchen
Beanspruchung wird in der Realität
riskiert, dass ein Klebefaden an der Innenseite des Filters keine
Verstärkung
darstellt, sondern stattdessen zu einer Schwächung führt, die schließlich zu
dem Brechen des Filters führt.
In Abhängigkeit
von beispielsweise dem sich verändernden
Feuchtigkeits- und Strömungsvolumen
verändern
sich der Druckabfall und die Beanspruchung an dem Filter, was eine membranartige
Bewegung des Filters zur Folge hat. Falls sich ein Klebefaden an
der Innenseite der Falte befindet, führt dies zu alternierenden
Zugbeanspruchungen an dem Filtermaterial rechtwinklig zu dessen
Oberfläche.
Im Lauf der Zeit lockert diese Bewegung das Filtermaterial, dessen
Festigkeit und Filtereigenschaften verringert werden und das letztendlich zu
brechen droht. Der erfindungsgemäße Filter
wird so nicht wie erwartet geschwächt, sondern gleichzeitig mit
der Sicherstellung der Abführung
von Wasser verstärkt.
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Eine
mögliche
Zugbeanspruchung an der Rückseite
des Filters öffnet
auch den Wasserkanal, der durch den Boden der Falte gebildet wird,
mit der sich ergebenden verbesserten Strömung und der Verringerung des
Druckabfalls und der Beanspruchung, diese Wirkung ist jedoch wahrscheinlich
sehr geringfügig.
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An
der Vorderseite des Filters ergibt sich während des Einflusses eines
Drucks über
der Fläche
des Filters eine Kompressionskraft und daher kann der Klebstoff
in den Falten zur Festigkeit beitragen. Der Klebstoff in diesen
Falten hat auch keine nachteilige Wirkung auf den Wassertransport.
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Bei
einer bevorzugten Weiterentwicklung des Erfindungsgedankens wird
der Filterrahmen am unteren Ende der Filterfalten mit Öffnungen
oder Durchlässen
versehen oder geneigt, um zu verhindern, dass sich Wasser ansammelt,
sondern dass es statt dessen fortlaufend von dem Filter abfließen kann,
wenn es entlang der Böden
der Filterfalten herunter strömt.
In dem extremen Fall könnte
man sogar in Betracht ziehen, dass das gefaltete Material am unteren
Ende des Filters an der Auslassseite des Filters luftdicht verklebt
ist oder nur genau hinter einem Klebefaden an der Rückseite
des Filters so gehalten wird, dass das Wasser ohne Behinderung nach
unten von den Filterfalten weg strömen kann (wobei die Filterfalten
an der Rückseite
an ihren untersten Enden durch einen kontinuierlichen Klebefaden
abgedichtet sind). Aus Festigkeitsgründen kann das Filtermaterial sogar
an der Vorderseite an dem Filterrahmen angeklebt sein. Alternativ
kann der Rahmen mit einem Schlitz entlang der Böden der Filterfalten versehen werden,
um das Wasser austreten zu lassen. Diese Version kann auch verwendet
werden, wenn das Filtermaterial nicht hydrophob ist, sondern stattdessen durch
das Wasser angefeuchtet wird, da in diesem Fall das Wasser innerhalb
des Filtermaterials selbst zum unteren Rand hinunter strömen oder
transportiert werden kann, um frei von dem Filter herunterzutropfen.
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Innerhalb
des Rahmens des Erfindungsgedankens kann auch eine nichtsymmetrische
Form der Falten ins Auge gefasst werden, bei der die Falten, die
gegen das mögliche
Eintreten von nasser Luft umgeschlagen sind, um die Transportkanäle für Wasser
mit einem größeren Querschnittsbereich
zu bilden, glatter gebogen sind, was dazu führt, dass ein kleinerer Teil
der Seiten der Falten in Kontakt mit dem Wasser kommt. Da die Adhäsionsfläche des
Wassers an dem Filter auf diese Weise auch verringert wird, ist
der Transport auch schneller.
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Das
Filtermaterial muss möglicherweise nicht
an den Böden
der Kanäle
gefaltet werden, sondern kann stattdessen in die richtige Form gebogen werden.
Dies kann beispielsweise durch Werkzeuge bewirkt werden, um Falten
unterschiedlicher Schärfe zu
erzielen, beispielsweise indem ihnen eine halbkreisförmige Form
für die
Böden der
Wasserkanäle verliehen
wird.
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Alternativ
kann das Filtermaterial an dem Boden der Falten, wo der Wassertransport
stattfinden soll, während
des Härtens
des Klebstoffs an der Rückseite
des Filtermaterials, der dies auseinander hält, entweder durch die Klebefäden an den
nach oben und vorne umgeschlagenen Rändern der Falten oder durch
das Voreinprägen
einer glatteren Falte, die der Bodenfalte entspricht, die dem Klebstoffdruck
(von der anderen Seite) entgegenwirkt, breiter gemacht werden. Das
Aufbringen einer mäßigen Menge
Klebstoff auf der Rückseite
des Filters kann für
diesen Zweck dienen, sodass der Klebstoff eine geringe Tendenz hat,
die Falte an dem Boden zusammenzudrücken. Alternativ kann der Klebstoff
an der Rückseite
des Filters eine höhere
Temperatur und so eine gerin gere Viskosität und Druckwirkung bei der Bildung
aufweisen. Natürlich
können
diese Maßnahmen
kombiniert werden.
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Weitere
Vorteile und Charakteristiken der Erfindung sind aus einer Ausführungsform
ersichtlich, die nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung
beschrieben wird. Hier zeigt 1 den Filter
während
des Faltens und 2 einen vergrößerten Schnitt durch den Filter
an einem Klebefaden.
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Das
in der Zeichnung gezeigte Filtermaterial 1 weist auf seiner
Rückseite
einen Klebefaden 2, der über die gesamte Rückseite
des Materials verläuft, und
einen diskontinuierlichen Klebefaden 3 auf, der auf der
Vorderseite des Filtermaterials 1 aufgebracht ist. Die
Klebefäden
werden in einem Schmelzzustand auf das ausgebreitete Filtermaterial
ausgestoßen, nachdem
dieses mit Falten versehen worden ist. Wenn dann die Falten in die
in 2 gezeigte Position zusammengedrückt werden,
werden die noch warmen Klebefadenabschnitte, die in Kontakt miteinander
kommen, miteinander verklebt. An der Vorderseite des Filtermaterials
weist der Klebefaden 3 Unterbrechungen auf, die den Innenabschnitten
der Falten entsprechen, sodass mögliche
Strömungskanäle 4 für das Wasser 5 erhalten
werden. Der Klebstoff erstreckt sich auf der Vorderseite des Filters
bis zur halben Tiefe der Falten nach unten. Das Filtermaterial kann
vorteilhafterweise hydrophob sein, sodass das Wasser als Tropfen
von dem Filtermaterial in die Falten herunter laufen kann, wo es
zu Flüsschen
an dem Boden der Falten, die nach vorne umgeschlagen sind, gesammelt
wird und zu dem unteren Ende des Filters herunterströmt, um dort
von dem Filter abzulaufen.