NO310635B1 - Luftfilter av foldet filtermateriale som holdes sammen av limstrenger på filtermaterialets frem- og bakside, s¶rlig forfuktig miljö - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører et luftfilter av foldet filtermateriale, som angitt i innledningen til krav 1, og vedrører også en fremgangsmåte for fremstilling av et luftfilter som angitt i innledningen til krav 7.

Ved anvendelse av filtere med høy skillingsgrad i fuktig miljø kan det oppstå problemer med trykkfall over filteret. Ettersom filteret for å muliggjøre den høye utskillingsgrad må ha meget små gjennomgangsåpninger vil selv meget små vanndråper bli stoppet i filteret, alternativt tilstoppes filteret av vannet som følge av vannets overflatespenning og vedheft til filtermaterialet. Vann i form av tåke, regn og kondens vil således kunne blokkere en rekke gjennomstrømningsåpninger i filteret, hvorved det reduserte tilgjengelige gjennomstrømningsareal vil øke trykkfallet og derved effekttapene i filteret. Bortfiltrering av vann er riktignok i mange tilfeller ønskelig, men at man som et resultat ved installasjoner der dette kan inntreffe er tvungen til å øke filterarealet som kompensasjon er meget uønsket, fordi det innebærer en kraftig kostnadsøkning. Selv om man velger ikke å dimensjonere filterarealet, får man et energitap som følge av det økede trykkfall, og dette energitap kan være betydelig.

Hensikten med oppfinnelsen er å råde bot på dette problem og å tilveiebringe et filter som ikke påvirkes eller i hvertfall bare i liten utstrekning påvirkes i trykkfallshenseende av fuktighet og vann i den luft som skal filtreres. Eksempler på filtere der disse fenomen kan oppstå er innsugningsfiltere for gassturbiner som anvendes for kraftforsyning på oljeplattformer, såvel som naturligvis andre filtere som anvendes på oljeplattformer, båter etc.

Ifølge oppfinnelsen oppnås denne hensikt ved at det tas utgangspunkt i et filter som består av foldet fibermateriale som holdes sammen av limstrenger på begge sider av filtermaterialet. På den ene siden av filtermaterialet, den side som skal utgjøre innløps-siden, lar man limstrengene gjøre et opphold motsvarende foldens innerende. Ved at filterfoldenes bunner herigjennom blir frie kan vannet renne langs filterfolden og vil således ikke stoppe opp i filteret, men kan eksempelvis ved anordning av filteret med filterfolden i vertikal retning, renne ned under tyngdekraftens påvirkning i bunnen av folden. Foldens sider skrår mot den innstrømmende luftens strømningsretning, hvilket sikrer at vannet driver på filterfoldens innsider mot bunnen, hvor deretter den fortsatte transport ut av filteret skjer. Vannet blir således ikke lengre liggende over en stol del av filterets flate, men samles i en effektivt avledende kanal som bare dekker en liten del av filteret. Derfor tilstoppes filteret ikke i nevneverdig grad av vannet, men gir fri gjennomstrømming av luft, dvs. at filteret har et lavt trykkfall og små energitap.

Man skulle ved en filteroppbygging ifølge oppfinnelsen vente at limstrengene på filterets utgangsside ved filtermaterialets sammenføring til den beregnede sluttform skulle presse sammen filterfolden, som vender mot innløpssiden, helt i innerenden (bunnen), fordi det ikke foreligger noe mothold i form av en limstreng, med tilhørende dårligere luftgjennomstrømming. I praksis har det imidlertid vist seg at dette ikke skjer, men at filteret stadig virker godt under normale forhold, samt at det også virker under fuktige forhold. Man skulle likeledes vente at fravær av lim som mothold på innsiden av folden skulle gi en smalere fold som i sin tur skulle resultere i en meget dyp nødvendig "vannkanal" som skulle hindre lufttransporten gjennom en stor del av filterflaten, men heller ikke dette inntreffer. Selv når man besiktiger filteret er det vanskelig å forstå at vanntransporten kan være så god som det har vist seg å være i praksis.

Man skulle ved det nye filter videre vente seg en dårligere og alfor dårlig holdfasthet som følge av den reduserte limmengde. Disse filtere har nemlig ved bruk av kontinuerlige limstrenger på begge sider en tendens til å knekkes, og derfor anordner man dem vanligvis med folden forløpende i filterets korteste utstrekningsretning. Det har imidlertid vist seg at filtere ifølge oppfinnelsen blir sterkere og til og med har tilstrekkelig holdfasthet til å kunne plasseres med folden i den lengste utstrekningsretning. Det er mange grunner til at dette er mulig, blant annet at den effektive avledningen av vannet gir et redusert trykkfall og derigjennom en redusert påkjenning. Ved å anordne folden i filterelementenes lengderetning vil filterfolden samtidig bli liggende vertikalt ved de vanligste installasjoner av denne type, og vanntransporten forbedres derigjennom ytterligere av tyngdekraften.

Limstrengen på filterets bakside vil ved en trykkpåkjenning (som vanligvis er den som knekker filteret) på filteret få en strekkpåkjenning som kan tas opp av den sammen-limede limstreng på baksiden. En eventuell indre limstreng i foldens bunn vil formodentlig ikke gi noe bidrag til strekkholdfastheten etter som filtermaterialet, som i så tilfelle må overføre strekkpåkjenningene, har vanskelig for å klare dette, fordi strekkpåkjenningen går tvers gjennom filtermaterialet. Ved en slik påkjenning vil man i realiteten risikere at en limstreng på foldens innside overhode ikke utgjør noen forsterkning, men istedet gir en svekning som til sist resulterer i filteret brister. Avhengig av eksempelvis varierende fuktning og gjennomstrømmet volum vil trykkfallet og påkjenningen over filteret variere, med en membranlignende bevegelse av filteret. Befinner det seg en limstreng på foldens innside vil dette resultere i vekslende strekkpåkjenninger på filtermaterialet, vinkelrett mot filtermaterialets flate. Over tid vil denne bevegelse løse opp filtermaterialet, som derved får dårligere holdfasthet og dårligere filtreringsegenskaper og til sist vil kunne briste. Filteret ifølge oppfinnelsen blir således ikke som fryktet svakere, men blir stedet mer motstandskraftig, samtidig som vannavledningen sikres.

En eventuell strekkpåvirkning på filterets bakside vil dessuten åpne den av foldens bunn dannede vannkanal med tilhørende forbedret strømning og redusert trykkfall og påkjenning, men formodentlig er dog denne virkning meget marginal.

På filterets fremside vil det ved trykkpåvirkning av filterets flate oppstå en trykkpåkjenning, og her kan lim i filterfolden bidra til holdfastheten. Lim i disse folder vil heller ikke ha noen negativ innvirkning på vanntransporten.

I en hensiktsmessig videreutvikling av oppfinnelsen er filterrammen ved filterfoldens nedre ende forsynt med åpninger eller passasjer, eller er skråstilt for å hindre at vann samles istedenfor suksessivt å renne av fra filteret når det renner ned langs filterfoldenes bunner. I ekstremtilfellet skulle man til og med kunne tenke seg at det foldede fibermateriale ved filterets nedre ende på filterets fremside side bare er lufttett fastlimt eller fastholdt nøyaktig bak en limstreng på filterets bakside på en slik måte at vannet uten noen som helst hindring kan renne av ned fra filterfolden. (Filterfolden på baksiden er herved lengst nedre tettet med en kontinuerlig limstreng.) Av holdfasthetsgrunner kan filtermaterialet også være fastlimt ved filterrammen på fremsiden. Alternativt kan rammen være forsynt med en slisse langs filterfoldenes bunner for utslipp av vannet. Denne variant kan også benyttes når filtermaterialet ikke er hydrofobt, men istedet fuktes av vannet, ettersom vann derved kan renne eller transporteres i selve fiber-materialet ned til den nedre kant for der å dryppe fritt fra filteret.

Innenfor rammen for oppfinnelsens idé kan man også tenke seg en usymmetrisk foldeform der de folder som er vendt mot den innkomne eventuelt fuktige luft er foldet mykere for derved å danne transportkanaler for vannet i hver folds bunn med større tverrsnittsareal, noe som resulterer i at en mindre del av foldens sider kommer i kontakt med vannet. Ved at vannets vedheftsflate ved filteret dessuten minsker på denne måten, betyr at transporten også går raskere.

Eventuelt behøver kanskje ikke filtermaterialet foldes ved kanalenes bunn, men kan istedet bøyes til rett form. Dette kan eksempelvis skje ved at de verktøy som skal tilveiebringe foldene, er ulike skarpe.

Ifølge oppfinnelsen forslås det også en fremgangsmåte for fremstilling av filteret, hvor filtermaterialet etter en innledende forfolding strekkes ut og belegges med limstrenger, idet herunder påsprutingen av limstrengene på filterets fremside avbrytes motsvarende filterfoldenes bunner slik at det dannes vannkanaler.

Ytterligere trekk ved fremgangsmåten går frem av de uselvstendige fremgangsmåtekrav.

Ytterligere fordeler og trekk ved oppfinnelsen vil gå frem av den etterfølgende beskrivelse av et på tegningen vist utførelseseksempel. På tegningen viser

Fig. 1 filteret under selve foldingen, og

fig. 2 viser i større målestokk et tverrsnitt gjenom filter ved en limstreng.

Det på tegningen viste filtermateriale 1 har på sin bakside en limstreng 2 som følger materialets hele bakside. Limstrengene sprøytes på i smeltet tilstand på det utstrukkede filtermateriale etter at det er forsynt med folder. Når deretter foldene presses sammen til den i fig. 2 viste stilling vil de fremdeles varme limstrengavsnitt som far kontakt med hverandre bli limt fast til hverandre. På fremsiden av filtermaterialet er limstrengene 3 brutt motsvarende foldenes indre deler, slik at det oppnås mulige strømningskanaler 4 for vannet 5. Limet strekker seg på fremsiden av filteret ned til halve foldedybden. Filtermaterialet kan med fordel være hydrofobt slik at vannet i dråpeform kan renne av filtermaterialet og ned i folden, hvor vannet samles i bunnen av de fremadvendte folder og renner ned til filteret nederende for der å renne av fra filteret.

Claims (9)

1. Luftfilter av foldet filtermateriale som holdes sammen av limstrenger på filtermaterialets frem- og bakside, særlig for fuktig miljø, karakterisert ved at limstrengene på filtermaterialets fremside har avbrudd ved de fremad vendte folders bunner, slik at det ved hver fremadvendt folds bunn dannes transportkanaler for vann.

2. Filter ifølge krav 1, karakterisert ved at limstrengene på frem- og baksiden i det minste har en viss overlapping.

3. Filter ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at en filterramme er anordnet med gjennombrudd ved filterets fremre side slik at vannet som renner langs foldenes bunner lett kan renne videre ut fra filteret.

4. Filter ifølge et av de foregående krav, karakterisert v e d at limstrengene på filtermaterialets bakside er kontinuerlige.

5. Filter ifølge et av de foregående krav, karakterisert v e d at limstrengene på filtermaterialets fremside er utelatt i en utstrekning tilsvarende en 1/10 til 9/10 av filterets dybde.

6. Filter ifølge et av de foregående krav, karakterisert v e d at det er montert slik at foldene er orientert vertikalt i forhold til normalplanet, slik at vannet lett kan renne ned og ut fra filteret.

7. Fremgangsmåte for fremstilling av et luftfilter av foldet filtermateriale som holdes sammen av limstrenger på filtermaterialets frem- og bakeside, særlig for fuktig miljø, karakterisert ved at filtermaterialet etter en innledende forfolding strekkes ut og belegges med limstrenger, idet herunder påsprutingen av limstrengene på filterets fremside avbrytes motsvarende filterfoldenes bunner slik at det dannes vannkanaler.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert ved at filtermaterialet ved bunnen av folden hvor vanntransporten skal skje holdes adskilt under herdingen av limet på filtermaterialets bakside, slik at det dannes vanntransport-kanaler enten av limstrengene ved foldenes øvre og fremadvendte kanter, gjennom en forpreging av en mykere fold motsvarende bunnfoldingen, som holder imot limtrykket (fra den andre siden), ved anbringelse av en passende mengde lim på filterets bakside slik at limet får en liten tendens til å presse sammen folden ved bunnen, ved å la limet på filterets bakside ha en høyere temperatur og derved mindre viskositet og trykk-virkning under formingen, eller ved en kombinasjon av disse tiltak.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert ved at filtermaterialet ved strømningskanalens bunn bringes til å bøye seg under formingen slik at det oppnås en avrundet, mer eller mindre halvsirkelformet foldebunn, alternativt at foldingen ikke er like skarp.