NO159576B - Filteranordning for luft- og gassrensing. - Google Patents

Description

Teknisk område for oppfinnelsen

Denne oppfinnelse vedrører en filteranordning for rens-

ning av luft eller gass, av den art som omfatter i det vesent-

lige et filtersjikt, en gass som strømmer gjennom filteranordningen, støter mot og trenger gjennom for utseparering av forurensede bestanddeler fra gass-strømmen.

Bakgrunn for oppfinnelsen

Svensk patentsøknad 8207099-6 omtaler en filteranordning

i form av en integrert poseenhet bestående av en grovfilterpose og en finfilterpose eller mikrofilterpose som omgir grovfilterposen. En vesentlig fordel ved denne filteranordning er at grov-filteret og finfilteret kan demonteres og fjernes som en eneste enhet. Det har imidlertid vist seg å være vanskelig å bibringe grovfilterposen eller sjiktet en slik fiberstruktur at den vil oppfange og separere bare de forholdsvis grove bestanddelene i luftstrømmen, men slipper gjennom de finere bestanddeler til finfiltersjiktet. Således har både grov- og finbestanddelene en tendens til sammen å oppsamles i og på grovfiltersjiktet of forårsake alt for tidlig tilstopping av samme. Følgen er at hele filteranordningen vil ha kort brukstid.

Kort beskrivelse av hensikten med oppfinnelsen

Hensikten med denne oppfinnelse er å løse det ovenfor

nevnte problem og tilveiebringe en filteranordning med lang brukstid. I samsvar med oppfinnelsen er dette oppnådd ved at i det minste i den umiddelbare nærhet av frontflaten av front-sjiktet som den fremstrømmende gass først støter mot, er det anordnet et antall fleksible strimler av et fibrøst eller ikke=

vevet materiale som er bevegelige i forhold til nevnte over-

flate og innrettet til å settes automatisk i bevegelse ved hjelp av den fremstrømmende gass for å piske eller på annen måte mekanisk bearbeide nevnte filtersjikt mot å motvirke for tidlig tilstopping av samme og som er innrettet selv til å oppfange og separere forurensede bestanddeler fra gass-strømmen for prefilt-rering av gass-strømmen før denne når filtersjiktet.

Kort beskrivelse av tegningene

På tegningene viser fig. 1 et lengdesnitt gjennom en filteranordning i samsvar med oppfinnelsen, fig. 2 et tverrsnitt tatt langs linjen II-II på fig. 1, fig. 3 er et perspektivriss og illustrerer en fremgangsmåte for fremstilling av strimler som benyttes i filteranordningen, fig. 4 viser et lengdesnitt av en alternativ utførelse av filteranordningen ifølge oppfinnelsen,

og fig. 5 viser et tverrsnitt tatt langs linjen V-V på fig. 4.

Detaljert beskrivelse av foretrukne utførelser av oppfinnelsen

Filteranordningen som er vist på fig. 1 og 2 har stort sett formen av et sylindrisk rør eller en sylindrisk montering bestående av et ytre rørformet finfiltersjikt 1 og et grovfiltersjikt 2, som også er i det vesentlige rørformet og som er anordnet innenfor finfiltersjiktet 1 og som i den viste utførelse er blitt foldet (plissert) for økning av overflaten av filtreringssjiktet. Den således utformete rørformete montering, er ved sin ene ende lukket med en flat, i det vesentlige sirkulær plate 3 bestående av et stivt og hensiktsmessig billig materiale, så som papp eller korru-gert papp ved den motsatte ende. Ved den motsatte ende er den rørformete montering forsynt med en flat ringformet plate 4 med en sentral åpning 5, som danner innløpet til filteranordningen.

I praksis kan platen 4 fordelaktig bestå av samme materiale som platen 3. Platene 3, 4 er forbundet med sjiktene 1 og 2 ved en hvilken som helst passende måte, skjønt sjiktene er fortrinnsvis festet til platene ved liming og eventuelt forsynt med kantringer 6 som omgir og holder sammen platekantene, og yttersjiktets 1 utoverbrettede kantpartier.

Som det fremgår av tegningene, er et hulrom 7 avgrenset av grovfiltersjiktet 2 og bunnplaten 3. Ifølge oppfinnelsen rommer dette hulrom flere avlange eller langstrakte bøyelige strimler 8 som er innrettet til automatisk å komme i bevegelse som følge av luften som strømmer inn i hulrommet og gjennom de to sjiktene 2, 1. Strimlene er hensiktsmessig fremstilt av et fibrøst eller u-vevet materiale, f.eks. av cellulosefibre. I praksis foretrekkes å benytte tynne strimler, f.eks. i område 0,05-0,25 mm, som har en forholsvis vidmasket fibernettstruktur, men allikevel har stor motstand mot slitasje og betydelig bruddlengde (styrke). Fibermaterialet kan derfor foruten at fiber fra kjemisk tremasse fra furu eller gran, også bestå av fibre fra lin, jute, hamp, bomull eller bomullsavfall. Ifølge et spesielt trekk kan strimmelmaterialet også inneholde en passende mengde kunstfibre av forskjellig art, f.eks. polyesterfibre som bibringer strimmelmaterialet elektrostatiske egenskaper i den hensikt å øke strimlenes støvoppsamlingsevne og samtidig bidra til at strimlene avstøter hverandre i økende grad.

Som vist på Fig. 1 er strimmelantallet så stort at hulrommet 7 i den rørformete anordning er i det vesentlige fullstendig fylt med strimler som er i kontakt med hverandre,

skjønt de er delvis skilt fra hverandre ved små uregelmessige hulrom, slik at der dannes en bundt med tilfeldig orienterte strimler i hulrommet. Det skal særlig nevnes at strimlene er v så tynne og fine at de også vil, i det minste delvis, fylle mellomrommene mellom foldene av grovfiltersjiktet.

Fig. 3 illustrerer en foretrukken fremgangsmåte for fremstilling av de ovenfor omtalte strimler. I samsvar med denne fremgangsmåte, vikles en bane av materialet av passende typer noen ganger rundt en passende sylindrisk kjerne 9 hvoretter banen kuttes opp på tvers med flere parallelle kutt i som går gjennom de på hverandre liggende lag av banen. Kuttene eller klippene har en bestemt lengde som er mindre enn materialbanens bredde i kjernens lengderetning, slik at det mellom materialbanens ene kant og hvert kutt blir igjen et ikke-oppkuttet parti 11 som holder de forskjellige strimler sammen som en integral enhet. Denne enhet kan deretter plasseres i hulrommet 7 av filteranordningen og en del av det ikke-oppkuttede parti 11 brettes over grovfiltersjiktets 1 øvre kant og limes fast mellom dette sjiktet og den ringformete plate 4. Dette inne-bærer at hver strimmel bare er festet ved sin ene ende i området for filteranordningens innløpsåpning 5, mens strimmelens resterende del, som henger ned i hulrommet 7, er fritt bevegelig. Materialet i strimlene kan med fordel ha eller bli gitt en evne til å krølles eller kruses, slik at strimmelpartiene som henger ned i hulrommet, vil forme en tilsiktet desorientert struktur eller konfigurasjon som ikke følger noe forutbestemt mønster.

I den spesielle utførelse som er vist på Fig. 1 og 2

antas grovfiltersjiktet 2 å bestå av et materiale som har en viss grad av inherent stivhet som tillater det brettede grovfiltersjiktet alene å danne et bærende eller stivt legeme.

I praksis kan dette grovfiltersjiktet være fremstilt av papir med tykkelse 0,5-2,0 mm. I tillegg til vanlige cellulosefibre, kan dette papir inneholde en eller flere typer kunstfibre, f.eks. slike kunstfibre som bibringer sjiktet elektrostatiske egenskaper. Finfiltersjiktet 1 kan også ha en viss inherent stivhet, skjønt ikke så fremtredende som i sjiktet 2. Det er imidlertid vesentlig at sjiktet 1 har forholdsvis tett fiberstruktur for å virke som et finfilter eller mikrofilter som

kan oppfange og beholde bestanddeler som er betydelig finere enn de grove bestanddeler som oppfanges av sjiktet 2.

Oppfinnelsens virkemåte

Når luftstrømmen som kommer inn gjennom innløpsåpningen 5 idet den suges eller presses ut gjennom sjiktene 2, 1, passerer hulrommet 7, settes strimlene 8 i bevegelse. Mere spesielt inne-bærer dette at hver strimmel vil tvinges til å flagre svakt som følge av mekanisk virkning fra tilstøtende strimler og strimlene i bunten som er i umiddelbar nærhet av filtersjiktets 2 frontflate og som vender mot luftstrømmen, vil støte mot eller gnisse mot nevnte overflate. Dette vil igjen føre til at fin-partikler og grovpartikler av bestanddeler eller forurensninger som finnes i luftstrømmen, ikke vil avsettes sammen på sjiktets overflate, men vil holdes i bevegelse på en slik måte at bare grove partikler vil fanges opp av filtersjiktet 2, mens de finere partikler vil passere til finfiltersjiktet 1. Denne virkning er servert i praktiske utførelser hvor filteranordningen som beskrives her er sammenlignet med en tilsvarende filteranordning uten strimler og hvor man har fastslått at filteranordningen som er utstyrt med strimler, har en ti ganger lengre levetid enn filteranordningen uten strimler. En annen grunn for økning av brukstiden er at strimmelbunten i sin helhet har en fordelende og hastighetsreduserende virkning, foruten den oven-■ for omtalte selvrenseeffekt. Strimlene vil derfor nedbremse luftstrømmen som kommer inn gjennom innløpsåpningen 5 og dele den i et antall små delstrømmer som mykt fortsetter gjennom de meanderformede andre små hulrom mellom strimlene mens delstrøm-mene fordeles i det vesentlige jevnt over hele lengden av hele filteranordningen eller hele overflaten av grovfiltersjiktet 2

som utsettes for luftstrømmen. Denne fordeling av luftstrømmen i et antall delstrømmer har også en beskyttende virkning i det de ytterst grove eller harde betanddeler som kunne komme inn med hovedstrømmen, aldri får anledning til direkte kontakt med grovfiltersjiktet 2. Slike bestanddeler vil derfor oppfanges av strimlene som derfor kan betraktes som et forfilter som virker foran grovf ilters j iktet. Det skal videre nevnes a,t strimlene 8 selv kan oppfange en forholdsvis stor andel av de faste komponenter som følger med luftstrømmen. En ytterligere fordel soru skyldes bruken av strimlene ifølge oppfinnelsen, og som er meget verdifull i praksis, er at bestanddelene som ut-separeres i hulrommet 7, vil i det vesentlige fullstendig be-

holdes i hulrommet fordi strimlene danner en rusenett-lignende anordning som slipper faste partikler inn i hulrommet, men hindrer den fra å komme ut. I praktiske forsøk har man funnet at ingen betydelige mengder støv slipper ut av hulrommet selv om filteranordningen vendes opp-ned med åpningen 5 pekende nedover. Denne støv-beholde-effekt vil være særlig tydelig i de tilflele hvor strimlene 8 er av et materiale med elektrostatiske egenskaper fordi gnissingen eller friksjonen mellom strimlene vil gjøre dem sterkt elektrostatiske slik at støv-partiklene vil tiltrekkes av strimmeloverflaten og vedheftes samme.

Fig. 4 og 5 viser en ytterligere utførelse av filteranordningen som i tillegg til et grovfiltersjikt 2' og et finfiltersjikt 1' (i form av rør), omfatter et ytterligere filtersjikt, nemlig et rør 12 som er anordnet i direkte forbindelse med grovfilterrøret 2'. Mellom filterrøret 1' og filterrørene 2', 12 finnes således et ringformet rom 13 med en bredde som i praksis kan være 5-25, hensiktsmessig omtrent 10% av filteranordningens totale diameter. Dette mellomrommet 13 beholder et adsorberingsmiddel som i det vesentlige fyller mellomrommet.

I praksis kan adsorberingsmidlet være kornformet og/eller partikkelformet materiale så som aktivt kull eller et materiale som i handelen er tilgjengelig under varemerket PURAFIL<®>.

Skjønt det ringformete rom 13 fylles fullstendig med adsorberingsmidlet, når filteranordningen fremstilles, har dette middel tendens til å sammenpresses som følge av støt og vibrasjoner, f.eks. i forbindelse med transport fra fabrikken til bruksstedet. For å unngå at en slik sammenpressing av adsorberingsmidlet skulle resultere i deformering av ikke utfylte mellomrom, er det i mellomrommet 13 anordnet i det minste én ring 14 av et elastisk ekspanderbart materiale, så som skumgummi eller lignende. Ringen er sammenpresset under fremstil-lingen av filteranordningen, og reduksjonen i volumet av adsor^ beringsmidlet som følge av vibrasjoner vil føre til at ringen vil ekspandere tilsvarende og utfylle mellomrommet som ikke er fylt med adsorberingsmidlet, slik at gass eller luft alltid vil kunne passere gjennom adsorberingsmidlet.

Det kan også tenkes å sløyfe det tredje filterrøret 12 og anordne adsorberingsmidlet i mellomrommene mellom foldene i filterrøret 2'. Det er også tenkbart å konstruere filteranordningen med bare to helt sylindriske, dvs. ikke-foldete filterrør. Som følge av nærværet av adsorberingsmidlet vil den gjennomtrengende gass også befris fra flyktige eller gassformige, sunnhetsskadelige bestanddeler.

Filteranordningen som beskrevet er særlig egnet for støv-separatorer som benyttes til behandling av sveiserøk.

Mulige modifikasjoner av oppfinnelsen

Det er selvfølgelig slik at oppfinnelsen ikke er begrenset bare til de utførelser som er beskrevet ovenfor og vist på tegningene. Således, i tillegg til de to filtersjikt, kan der benyttes ytterligere filtersjikt hvorav det innerste sjikt eller det første sjikt, som møtes av luftstrømmen som samvirker med en bunt strimler som beskrevet ovenfor. Således er det f.eks. mulig å anordne innenfor det hensiktsmessig, men ikke nødvendig-vis brettede grovfiltersjiktet, et ytterst tynt filtersjikt som har en fiberstruktur med videre masker. På en lignende måte kan der anordnes mellom sjiktene 1 og 2, ett eller flere ytterligere fibrøse sjikt, hvis fibernettstruktur har tettere masker enn sjiktet 2, men videre enn sjiktet 1. I mellomrommet mellom sjiktene 1 og 2, kan det også være plassert en fibrøs masse som tjener til oppfanging av finere bestanddeler fra luftstrømmen etter at denne har passert grovfiltersjiktet 2,

men før den når finfiltersjiktet 1. Denne masse kan f.eks.

bestå av bomull eller lignende.

Videre er det klart at oppfinnelsen heller ikke er begrenset til rensing av luft, men at filteranordningen også kan brukes til rensing av hvilke som helst andre gasser.

Om ønskelig kan en spesiell bæreramme eller et bærehus, være integrert i filteranordningen, f.eks. et gitter av metall, plast eller kartong, som strekker seg mellom de to plater 3 og 4, således at der kan gis avkall på å gjøre et av sjiktene 1 og 2 stivt. Det skal også fremheves at oppfinnelsens tanke ikke er begrenset til den nøyaktige geometriske konfigurasjon som er vist på tegningene. Således behøver ikke de to filtersjikt, dvs. grovfiltersjiktet og finfiltersjiktet, å være sylindriske, men kan ha en hvilken som helst annen hensiktsmessig form. F.eks., kan de to sjikt bestå av to etter hverandre følgende plane vegger anordnet i tverretningen i en luftledning av en passende type. Det er også mulig å anordne to eller flere etter hverandre følgende par med grovfiltersjikt og finfiltersjikt. Videre kan strimlene som er beskrevet ovenfor erstattes med andre typer bevegelige elementer så som tråder med fibrøs beskaffenhet. Det skal også nevnes at disse strimler eller trådelementer kan være behandlet på forskjellige måter, f.eks. overflatebehandlet med tanke på å gjøre elementene flammesikre for å eliminere faren for brann, f.eks. forårsaket ved gnister fra sveising kommet med i luftstrømmen. Det kan også tenkes å benytte strimler eller strimmellignende elementer av ovenfor nevnte art i forbindelse med enkle rør eller poser som i seg selv danner et grovfilter eller finfilter.

Claims (8)

1. Filteranordning for rensing av luft eller gass, omfattende i det minste ett filtersjikt (2) som utsettes for og gjennom-trenges av en gass som strømmer gjennom filteranordningen for separering av forurensede bestanddeler fra gasstrømmen, karakterisert ved at i det minste i den umiddelbare nærhet av frontoverflaten av filtersjiktet (2) som først treffes av den fremstrømmende gass, er anordnet en flerhet av bøyelige strimler (8) av fibrøst eller ikke-vevet materiale som er bevegelige i forhold til overflaten og innrettet til automatisk å settes i bevegelse av den fremstrømmende gasstrøm for å piske eller på annen måte mekanisk bearbeide nevnte filtersjikt (2) for å motvirke for tidlig tilstopping av samme, og som er innrettet til selv å oppfange og separere forurensede bestanddeler fra gasstrømmen for filtrering av gasstrømmen før denne når filtersjiktet (2).

2. Filteranordning ifølge krav 1, karakterisert ved at strimlene inneholder fibre, f.eks. polyesterfibre som bibringer dem elektrostatiske egenskaper.

3. Filteranordning ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at den er i form av en sylindrisk, rørformet anordning som er sammen- satt av i det minste et finfilterrør (1) og i det minste et grovfilterrør (2) som er anordnet innenfor finfilterrøret og danner et sentralt hulrom (7) som inneholder nevnte bevegelige elementer eller strimler (8), hvor den rørformete anordnings ene ende er lukket mens den motsatte ende av samme er åpen og tjener som en innløpsåpning (5) for en gass som skal strømme inn i nevnte hulrom, og forlate det gjennom grovfilterrøret (2) og deretter strømme gjennom finfilterrøret (1), og at hver strimmel bare er festet ved sin ene ende (11) i området for innløpsåpningen (5) av røranordningen og er fritt bevegelig over hele sin lengde unntatt den fastgjorte ende.

4. Filteranordning ifølge krav 3, karakterisert ved at antallet strimler (8) er slik at hulrommet (7) i den rørformede anordning er i det vesentlige fullstendig fylt med strimler som berører hverandre, men er delvis skilt fra hverandre ved små uregelmessige hulrom for å danne en bunt av tilfeldig orienterte strimler i hulrommet.

5. Filteranordning ifølge krav 4, karakterisert ved at strimlene er skåret ut av en materialebane ved hjelp av et antall omtrent parallelle snitt (10) hvis lengde er mindre enn utstrekningen av banen i retning av snittene, således at et usnittet parti (11) av banen blir igjen og holder strimlene sammen som en sammenhengende enhet.

6. Filteranordning ifølge ett av kravene 3-5, karakterisert ved at det i hulrommet mellom grovfiltersjiktet (2) og finfiltersjiktet (1) er anordnet en fibrøs masse som tjener til å oppfange fine bestanddeler fra gasstrømmen etter at den har passert grovfiltersjiktet (2) og før den passerer finfiltersjiktet (1).

7. Filteranordning ifølge ett av kravene 3-6, karakterisert ved at hulrommet (13) mellom grovfiltersjiktet (2') og finfiltersjiktet (1') inneholder et adsorberingsmiddel så som aktivkull.

8. Filteranordning ifølge krav 7, karakterisert ved at hulrommet (13) inneholder i det minste én ring (14) av elastisk, ekspanderbart materiale, f.eks. skumgummi, som tjener til å fylle ethvert hulrom som måtte oppstå i mellomrommet, og som ikke er fylt med adsorberingsmiddel.