WO2008043440A1 - Abreinigbares filtersystem - Google Patents

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WO2008043440A1
WO2008043440A1 PCT/EP2007/008454 EP2007008454W WO2008043440A1 WO 2008043440 A1 WO2008043440 A1 WO 2008043440A1 EP 2007008454 W EP2007008454 W EP 2007008454W WO 2008043440 A1 WO2008043440 A1 WO 2008043440A1
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filter
filter system
gas
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cleanable
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PCT/EP2007/008454
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Inventor
Hans Leibold
Ingo MÜLLNER
Original Assignee
Forschungszentrum Karlsruhe Gmbh
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Publication date
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    • B01D46/521—Particle separators, e.g. dust precipitators, using filters embodying folded corrugated or wound sheet material using folded, pleated material
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
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    • B01D46/70—Regeneration of the filtering material or filter elements inside the filter by acting counter-currently on the filtering surface, e.g. by flushing on the non-cake side of the filter
    • B01D46/72—Regeneration of the filtering material or filter elements inside the filter by acting counter-currently on the filtering surface, e.g. by flushing on the non-cake side of the filter with backwash arms, shoes or nozzles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2273/00—Operation of filters specially adapted for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D2273/28—Making use of vacuum or underpressure

Definitions

  • the invention relates to a cleanable filter system for dust-laden gases according to the first claim, preferably for use in vacuum cleaners in industry and household.
  • dry fluids i. both the gas and the particulate matter (dust) suspended therein are dry gases or solids. They have no liquid components and thus differ from aerosols, mists or vapors.
  • Cleanable filter systems of the type mentioned above are known from the filter technology, e.g. known as stationary Schwebstofffilter.
  • a cleaning of these in operation gradually with suspended solids, preferably dust adopted filter surfaces is usually carried out with Abinstitutsclar in which the filter surfaces are preferably flowed through with a clean gas pressure increased in countercurrent and solve the filter loading of the filter surfaces at a time from the filter surfaces.
  • the input of the required pressure surges takes place purely on the clean gas side with a purge gas via nozzle systems.
  • the dissolved filter coverings are trapped on the raw gas side, for example, by passing them into corresponding catchment areas.
  • such equipped filter systems are characterized by a certain amount of equipment, which does not allow a reliable or economical use in smaller filter systems in the rule.
  • filter systems for dust-laden gases in industrial or private environment such as suction, vacuum cleaners, recirculation filters, exhaust filters (Dieselrussfilter) are known, which are often not operated in continuous operation or enforced only for long periods.
  • a cleaning of the filter surfaces and catching the filter load is often not applicable or useful. Instead of cleaning, usually a replacement of the filter surfaces or entire filter systems (eg vacuum cleaner bags) or a thermal or chemical degradation of the filter load (eg diesel soot filter).
  • filter cartridges are used which have to be completely removed at certain intervals and mechanically cleaned outside the vacuum cleaner, for example blown out with compressed air or washed out with a rinsing liquid.
  • the cleanable filter media do not have any particulate filter quality and therefore allow the problematic fine dust to pass through to a considerable extent, but are suitable for high dust volumes without clogging too quickly.
  • Some of these filter systems are further fine particulate filters, particulate filters, e.g. downstream of allergenic and / or toxic dusts.
  • Such filter cartridges have a comparatively high filter surface and can thus be operated at high dust concentrations for a long time.
  • the filter systems build comparatively large with large dust collection space.
  • HEPA filters accelerate the clogging of the entire filter system and are only used for special requirements such as e.g. downstream for approval for the handling of toxic dusts as a disposable filter. This also results in increased energy consumption, a reduced separation efficiency in the fine dust area and limited service life.
  • vacuum cleaners are increasingly offered, which are equipped with a mechanical separator stage for separating the vast amount of dust in a dust collector, a downstream disposable fine dust filter and other filter stages.
  • a high pressure drop in the filter system is the result, which increases further with each filter stage.
  • the systems therefore require more energy with each filter stage. Examples include systems from Dyson with cyclone separators (up to 12 parallel cyclones), Bosch-Siemens VS08G2020 with an belrohrabscheider and Philips marathon with so-called. Zyklonfilter- technology.
  • Cleanable filter systems are available from AEG for household vacuum cleaners with the so-called TWIN CLEAN technology, from NiIfisk for industrial vacuum cleaners with the Xtremeclean technology and from various manufacturers for industrial vacuum cleaners with the rotary nozzle technology already described.
  • Vacuum cleaner systems with mechanical separation alone retain particulate matter only to a very small extent.
  • the separation efficiency is additionally dependent on the air volume flow, i. the best separation is achieved at maximum air flow.
  • Rotary nozzle systems for industrial vacuum cleaners, welding fume exhaust systems, etc. used.
  • such systems are operated with compressed air and require a lot of construction volume; They are therefore not suitable for the requirements in compact vacuum cleaners and fine dust.
  • a filter cartridge is subdivided internally, and only one half of the (coarse filter) filter cartridge in suction mode while the other half is being cleaned. After every 30 seconds, the system switches over and the second half is cleaned while the first half is filtered.
  • the flushing volume flows thus correspond to the suction volume flows and are comparatively low, moreover, in each case only one half of the installed filter surface is available for the filtration.
  • the object of the invention is therefore to propose a cleanable Schwebstofffiltersystem for laden with fine dust gas, which is characterized by a compact design and a generally low pressure drop and a filter cleaning without interrupting the suction process permits.
  • the system should be particularly suitable for use in vacuum cleaner systems.
  • the object is achieved by a cleanable filter system for dust-laden gas in which the gas is passed via suction through a gas-permeable wall as a coarse filter for the retention of coarse dust and objects, then through a particulate filter and from there to an outlet pipe.
  • the system thus preferably comprises only two filter stages, the coarse filter (pre-separator) and a suspended solids filter, which advantageously leads to a low pressure loss.
  • particulate filter is not cleaned at the interruption of the filter operation, but segmentally cyclically by a counterflow, wherein a purge gas is passed through a nozzle arrangement of the clean gas side through the filter surface.
  • the particulate filter is cylindrical with outer raw gas region and inner clean gas region, where at the nozzle around the symmetry line of the cylinder directed radially outward with a rotational movement about the line of symmetry, the individual segments of the particulate filter cyclically moves off.
  • Essential is a relative rotational movement between the nozzle and the cylindrical inner surface of the Schwebstofffilters, wherein in principle both components, nozzle and particulate filter are rotatably designed around the line of symmetry.
  • this is feasible with a rotating rotating nozzle and a fixed Schwebstofffilter.
  • rotational movement and counterflow of the purge gas (purge gas) in the nozzle are each continuous. A control algorithm is not required for this.
  • the purge gas is fed into a purge gas line (purge gas pipe) which is preferably arranged in the outlet pipe and rotates about the symmetry line.
  • the nozzle is preferably located at a closed end of the purge gas line, where it is directed radially outward and tangentially preferably covers a fold or a segment of the particulate filter axially in its entire height.
  • the nozzle rim is preferably configured with a sliding seal (e.g., rubber scraper).
  • the filter surfaces of the preferably cylindrical particle filter are flat, ie cylindrically curved or cylindrically curved as a fold pack (corrugated or folded), wherein the inwardly directed clean gas filter surfaces or pleats are preferably applied flat on a cylindrical gas-permeable jacket surface or form such.
  • the pleats on the lateral surface preferably have a constant distance from one another.
  • the gas-permeable jacket surface is preferably part of an outlet tube.
  • the cleanable filter element is sealingly inserted with the outlet pipe in a raw gas-side internal volume of the filter system. In this internal volume of the cleaned-up dust (filter load) is blown back in countercurrent, where he sedimented down in a preferably arranged below dust collection volume.
  • the pre-separator is preferably arranged as a gas-permeable wall radially around the particle filter, preferably as a cylinder surface shaped perforated plate, wire mesh, flexible fabric or porous plate.
  • the distance between the wall and the particle filter must not prevent the filtered filter load from being removed.
  • a small distance has the advantage that the countercurrent flows through not only the particle filter, but also the pre-separator (coarse filter) and cleans in countercurrent.
  • the purge gas stream (countercurrent, purge gas) is removed from the purified clean gas, e.g. branched off from the outlet pipe and compressed as purging gas stream for cleaning.
  • the gas-permeable wall has a mesh size (or a width or diameter of the gas passages, such as holes of a perforated plate) greater than the mesh size of the particulate matter filter, the gas-permeable wall being more preferably permeable to the dusts, especially the finer ones.
  • Fig.l is a schematic side sectional view
  • FIG. 2 is a schematic sectional plan view of a cleaning filter system for dust-laden gases
  • 3 shows a cross section of a Schwebstofffilter with Faltenpack with uniform fold height
  • the cleanable filter system for dust-laden gases shown in FIGS. 1 and 2 comprises a filter housing 1 with an inner volume 2 and an outer annular gap volume 3 arranged around it with an inlet 4 for a raw gas 13 laden with dusts, wherein inner volume 2 and annular gap volume 3 extend axially symmetrically about a symmetry line 5 and a gas-permeable wall, the pre-separator 6 are separated from each other.
  • the raw gas 13 passes from the preferably tangentially opening inlet 4 in the annular gap volume 3, wherein in this an annular flow 14 is formed and the pre-separator 6, preferably a perforated plate or a wire mesh is not directly flowed.
  • the pre-separator 6 preferably a perforated plate or a wire mesh is not directly flowed.
  • the ring flow must be deflected for the passage through the pre-separator 6. Heavier particles and larger impurities can not perform this deflection due to their greater deflection inertia fluid dynamic and are thus discarded.
  • the ring flow also prevents the formation of larger pre-separator loads 15.
  • the cleanable filter system of the illustrated embodiment comprises an axisymmetric about the symmetry line 5 in the inner volume 2 sealingly projecting and in this end, preferably at the lower end (see Fig.l) closed outlet tube 7, wherein the tube jacket surfaces 8 of the outlet tube are permeable to gas in the inner volume and are covered annularly by a folded Schwebstofffilter 9.
  • the pre-cleaned in the pre-separator 6 raw gas passes through the particulate filter 9 and the gas-permeable pipe jacket surfaces 8 as clean gas 17 into the interior of the outlet pipe 7 and is transported away in this by a not further shown on the suction side fan (compressor).
  • the clean gas undergoes an increase in pressure, which can be used countercurrently for the aforementioned flushing gas flow 18 for cleaning the suspended matter filter 9.
  • the purge gas stream is preferably a partial gas stream branched off from the clean gas 17 after passing through the fan. This is passed through a purge gas line 10 and after gas deflection 19 through a nozzle 11 during the current filter operation through the HEPA filter 9, wherein the pressure increase of Spülgasstroms compared to the pre-cleaned raw gas causes a local reversal of the flow direction in the HEPA and there dissolves the Schwebstofffilterbelag 20.
  • the illustrated filter system comprises a purge gas pipeline 10 which is rotatably arranged and driven around the symmetry line 5 with at least one nozzle 11 pointing radially outward in the area of the particulate filter 9.
  • the nozzle opening runs with the nozzle and the purge gas line 10
  • the nozzle opening is, as shown in FIG. 2, designed in such a way that the most unimpeded inflow into a fold of the particle filter is made possible. This is ideally achieved by the distance X between two inside The folding back of the nozzle width (see Fig.2) and the nozzle height of the Schwebstofffilter Abu (see Fig.l) corresponds. As a result, an additional dynamic pressure arises in the fold, which likewise has a cleaning effect against the lateral filter surfaces between the folding backs.
  • a stepwise rotational movement 23 by means of stepper motor optimizes the cleaning process in addition, by prolonging the residence times of the nozzle directly in front of the folds and shortened before the wrinkles back with a preferred activation.
  • a further improvement is achieved by a possible opposite synchronization of the pressure of the purge gas stream 18 in the region of the gas deflection 19 with the rotational speed of the nozzle 11, for example via not shown on the nozzle opening oriented piezo actuators in the purge gas 10th
  • flow through both of the particulate filter 9 and the prescrubber 6 preferably takes place with the same purge gas flow (see filter pad flow direction 21), with the particulate filter pad 20 preferably settling in the lower collection region 22 of the inner volume 2.
  • the invention thus proposes a cleanable filter system which can be regenerated with purified air (clean gas return flow).
  • purely mechanical separators such as cyclones or vortex separators
  • the pre-separator 6 is only for the retention of larger particles. It only causes a slight additional pressure loss in the system and at the same time serves as mechanical protection for the particulate filter 9.
  • the pressure loss at the suspended matter filter 9 advantageously remains constant or fluctuates only within very narrow limits.
  • the suction power of the vacuum cleaner thus remains constant and does not decrease with the loading of the filter used.
  • the cleaned exhaust air but also pre-cleaned air from the environment can be used by a common fan (exhaust or blower) or possibly an additional blower is provided.
  • a common fan exhaust or blower
  • an additional blower is provided.
  • the filter system allows an advantageous separation of the entire particle spectrum of the dust, in particular also the fine dust in a single filter stage, namely on the particulate filter 9 under conditions similar to vacuuming.
  • the separated dust is compacted in sedimented form, preferably with a dust collecting bag, which comprises the collecting area 22 and the dust collection ring volume 16 (eg, at the bottom of the housing 1 attached dust collection bag) removed from the filter system and low-emission and hygienic disposal.
  • a dust collecting bag which comprises the collecting area 22 and the dust collection ring volume 16 (eg, at the bottom of the housing 1 attached dust collection bag) removed from the filter system and low-emission and hygienic disposal.
  • a frequent and therefore cost intensive replacement of dust bags conventional type falls away without having to forego significant benefits, especially the hygienic disposal of the collected dust.
  • 3 shows the horizontal cross section of a Schwebstofffil- ters 9 with gas-permeable tubular jacket surface 8 and an optional, the guide for the filter element 24 serving outer surface 25 again.
  • the perspective corresponds to the cross section of Fig.2.
  • the height of all folds in the fold pack of the filter element are uniform in this embodiment.
  • FIGS. 4a to c show embodiments with different fold heights.
  • the filter elements 24 illustrated here also have periodically folded or made e.g. unkinked single filter surfaces composite circumferential filter surfaces with alternating inside and outside fold backs.
  • the fold backs extend both to an inner tube lateral surface 8 and to an outer lateral surface 25 of the filter element and, in the case of the embodiments according to FIGS. 4a to c, also to at least one circumferential intermediate surface 26 arranged therebetween.
  • At least the inner fold backs of the filter element 24 have a reinforcement, which hinder or avoid dodging of the fold pack.
  • the above-mentioned inner gas-permeable inner tube casing surface 8 preferably serves as a reinforcement as a separate component impregnation of the pleat backs with a polymer, a tensioned The wire or strips in or out of the fold.
  • the reinforcements which are arranged on the inner circumferential surface, formed as Gleitdichtungsschiene or the inner circumferential surface is formed by a plate with openings.
  • Reinforcements on an intermediate surface 26 preferably each comprise a rod-shaped object inserted into the pleat back, such as a tensioned wire or, alternatively, impregnation with a polymer.
  • the outer surface is optionally replaced by a further separate filter surface with a larger mesh size than the filter surfaces, i. functionally formed as a pre-separator (e.g., perforated plate).
  • a pre-separator e.g., perforated plate
  • the particulate filters 9 are provided as filter cartridges in the filter system and can be exchanged as a whole.
  • the preferably provided separate filter surface on the outer circumferential surface acts advantageous for additional protection against external mechanical impact.
  • the outer pleated backs can also be fixed or hardened in another way for additional filter stability, for example by the aforementioned reinforcements.
  • FIG. 4a and b each show an embodiment in which extend on an intermediate surface 26 only inner fold backs.
  • the W-fold shown in its basic form in Fig.4a the annulus volume between the inner and outer surface area is better utilized, since the folding of additional filter surface on a given annular surface is made possible.
  • the fold height between the two aforementioned lateral surfaces can be substantially increased. the. Both measures allow up to 60- 80% enlarged filter surface of the filter element 24.
  • the folds preferably all have the same pleat spacing on the outer circumferential surface. There are no more narrowed wrinkles. The filtered dust is thus much more effective removable.
  • an inwardly directed W-fold also allows an optimization of the flow.
  • not only much larger and yet completely accessible filter surfaces can be accommodated in a filter element, but also realize over the entire filter surface a certain pressure drop and a certain flow rate and thus a more uniform loading of the filter surfaces.
  • the distances of the pleat backs on the inner tube lateral surface 8 and outer lateral surface 25 are the same, as well for a better filter inflow the spaces between the filter surfaces in the fold pack, the pleat back again preferably not sharp-edged kinked but to achieve a minimum distance between the filter surfaces are bent in a certain radius equal to half the minimum distance.
  • FIG. 4c additionally shows a further embodiment of a filter system which can be cleaned, wherein only outer fold pleats extend on a second intermediate surface 26.
  • a filter system which can be cleaned, wherein only outer fold pleats extend on a second intermediate surface 26.
  • only two out of three outwardly oriented fold ridges periodically end on the outer lateral surface 25.
  • Such a design also optimizes the accumulation path of the filter occupancy detached during a cleaning, eg by a targeted flow path expansion as an expansion nozzle or an additional swirling chamber. whereby a renewed clogging of the cleaned filter areas of the respective segment is made more difficult.
  • the cleaning flow is directed in the direction of the pre-separator 6 (see FIGS. direct diversion of Abcurisströmung to adjacent and normal filter operating segments of the filter element difficult.
  • the illustrated intermediate surfaces 26 and the outer and inner lateral surfaces 8 and 25 are rotationally symmetric concentric with each other, i. they extend like the Schwebstofffilter 9 around a common line of symmetry. 5

Abstract

Abreinigbares Filtersystem für mit Stäuben beladenes Gas. Aufgabe ist es, ein Filtersystem vorzuschlagen, welches sich durch eine kompakte Bauform und einem geringen Druckverlust auszeichnet sowie eine Filterabreinigung ohne eine Unterbrechung des Betriebszustands zulässt. Das System soll sich insbesondere für einen Einsatz in Staubsaugersystemen auszeichnet. Die Aufgabe wird durch Filtersystem, umfassend ein Filtergehäuse (1) mit einem Innenvolumen (2) und einem um dieses angeordnete außen liegenden Ringspaltvolumen (3) mit einem Einlass (4) für das Gas (13), wobei Innenvolumen und Ringspaltvolumen sich achsensymmetrisch um eine Symmetrielinie (5) erstrecken und eine gasdurchlässige Wand (6) voneinander getrennt sind, ein achsensymmetrisch um die Symmetrielinie das Innenvolumen dichtend ein- oder durchdringenden Auslassrohr (7), wobei die Rohrmantelflächen (8) des Auslassrohrs im Innenvolumen gasdurchlässig sind und durch einen Schwebstofffilter (9) abgedeckt sind sowie ein in dem Auslassrohr um die Symmetrielinie drehbar angeordnete Spülgasrohrleitung (10) mit mindestens eine im Bereich der Schwebstofffilter radial nach außen weisende Düse (11), gelöst.

Description

Abreinigbares Filtersystem
Die Erfindung betrifft ein abreinigbares Filtersystem für mit Stäuben beladene Gase gemäß dem ersten Patentanspruch, vorzugsweise für einen Einsatz in Staubsaugern in Industrie und Haushalt.
Als staubbeladene Gase werden im Rahmen dieser Erfindung insbesondere trockene Fluide genannt, d.h. sowohl das Gas wie auch der darin suspendierte Partikelanteil (Staub) sind trockene Gase bzw. Feststoffe. Sie weisen keine flüssigen Anteile und unterscheiden sich damit von Aerosolen, Nebeln oder Dämpfen.
Abreinigbare Filtersysteme der eingangs genannten Art sind aus der Filtertechnik z.B. als stationäre Schwebstofffilter bekannt. Eine Abreinigung dieser sich im Betrieb allmählich mit Schwebstoffen, vorzugsweise Staub zusetzenden Filterflächen erfolgt üblicherweise mit Abreinigungsverfahren, bei dem die Filterflächen mit einem sauberen Gas erhöhtem Druck vorzugsweise pulsweise im Gegenstrom durchströmt werden und die Filterbeladung von den Filterflächen auf einmal von den Filterflächen lösen. Die Eingabe der erforderlichen Druckstöße erfolgt reingas- seitig bevorzugt mit einem Spülgas über Düsensysteme. Die gelösten Filterbeläge werden rohgasseitig abgefangen, beispielsweise indem sie in entsprechende Auffangbereiche geleitet werden. Derartig ausgestattete Filtersysteme zeichnen sich jedoch durch einen gewissen apparativen Aufwand aus, die einen zuverlässigen oder wirtschaftlichen Einsatz in kleineren Filtersystemen in der Regel nicht zulassen.
Auf der anderen Seite sind vorzugsweise kleinere Filtersysteme für mit Stäuben beladene Gase im industriellen oder privaten Umfeld, wie z.B. Absaugungen, Staubsauger, Umluftfilter, Abgasfilter (Dieselrussfilter) bekannt, die oftmals nicht im Dauerbetrieb betrieben werden oder sich nur über längere Zeiträume zusetzen. Bei diesen Systemen ist eine Abreinigung der Filterflächen und Auffangen der Filterbeladung oft nicht applizierbar oder sinnvoll . Anstelle der Abreinigung erfolgt üblicherweise ein Austausch der Filterflächen oder ganzen Filtersystemen (z.B. Staubsaugerbeutel) oder ein thermischer oder chemischer Abbau der Filterbeladung (z.B. Dieselrussfilter).
Speziell bei Industriesaugern (z.B. der Firmen NiIfisk, Kär- cher) kommen Filterpatronen zum Einsatz, die in bestimmten Abständen komplett ausgebaut und außerhalb des Saugers mechanisch gereinigt werden müssen, beispielsweise mit Druckluft ausgeblasen oder mit einer Spülflüssigkeit ausgewaschen werden. Die abreinigbaren Filtermedien haben keine Schwebstofffilterquali- tät und lassen deshalb die problematischen Feinstäube zum erheblichen Teil durch, sind aber für hohe Staubmengen geeignet, ohne allzu schnell zu verstopfen. Teilweise sind diesen Filtersystemen weitere Feinstaubfilter, Schwebstofffilter z.B. für allergene und/oder toxische Stäube nachgeschaltet.
Derartige Filterpatronen verfügen über eine vergleichsweise hohe Filterfläche und können damit bei hohen Staubkonzentrationen über längere Zeit betrieben werden. Die Filtersysteme bauen vergleichsweise groß mit großem Staubsammelraum. Schwebstoff- filter beschleunigen das Zusetzen des gesamten Filtersystems und werden nur bei speziellen Anforderungen wie z.B. für eine Zulassung für den Umgang mit toxischen Stäuben als Einwegfilter nachgeschaltet. Dies hat auch einen erhöhten Energieverbrauch, eine verringerte Abscheidewirkung im Feinstaubbereich und begrenzte Standzeit zur Folge.
In jüngster Zeit werden vermehrt Staubsauger angeboten, die mit einer mechanischen Abscheiderstufe zur Abtrennung der überwiegenden Staubmenge in einem Staubsammelbehälter, einem nachgeschalteten Einweg-Feinstaubfilter sowie weiteren Filterstufen ausgerüstet sind. Ein hoher Druckverlust im Filtersystem ist die Folge, der mit jeder Filterstufe weiter ansteigt. Die Systeme benötigen deshalb mit jeder Filterstufe mehr Energie. Beispiele hierfür sind Systeme von Dyson mit Zyklonabscheider (bis zu 12 Zyklone parallel] , Bosch-Siemens VS08G2020 mit einem Wir- belrohrabscheider sowie Philips Marathon mit sog. Zyklonfilter- Technologie.
Abreinigbare Filtersysteme sind von AEG für Haushaltsstaubsauger mit der sog. TWIN CLEAN Technik, von NiIfisk für gewerbliche Sauger mit der Xtremeclean Technik und von verschiedenen Herstellern für Industriesauger mit der bereits beschriebenen Rotationsdüsentechnik verfügbar.
Staubsaugersysteme mit mechanischer Abscheidung allein halten Feinstäube grundsätzlich nur zu einem sehr geringen Anteil zurück. Die Abscheideleistung ist zusätzlich noch vom Luftvolumenstrom abhängig, d.h. die beste Abscheidung wird bei maximalem Luftvolumenstrom erzielt.
Rotationsdüsensysteme bei Industriesaugern, Schweißrauchabsau- geanlagen u.a. eingesetzt. Vorzugsweise werden derartige Systeme mit Druckluft betrieben und benötigen viel Bauvolumen; sie sind deshalb für die Anforderungen in kompakten Staubsaugern und für Feinstäube nicht geeignet.
Bei der vorgenannten TWIN CLEAN Technik werden zwei baugleiche Patronenfilter der Filterklasse HlO, d.h. der niedrigsten Schwebstofffilterstufe, eingesetzt; zur Abreinigung muss der Saugvorgang unterbrochen werden und die Filter im Platz getauscht werden. Danach wird das beladene Filter beim Wiedereinschalten des Staubsaugers bereichsweise abgesaugt, wobei es von Hand gedreht werden muss. Das gereinigte Filter kann danach wieder verwendet werden. Abgesehen davon, dass sich dieses System nur begrenzt zur Rückhaltung von Feinstäuben eignet, muss der Betrieb dieses System für eine Filterabreinigung unterbrochen werden.
Auch bei der genannten Xtremeclean Technik ist eine Filterpat- rone intern unterteilt und jeweils nur eine Hälfte der (Grobfilter) -Filterpatrone im Saugbetrieb während die andere Hälfte gereinigt wird. Nach jeweils 30 s schaltet das System um und die zweite Hälfte wird gereinigt während die erste Hälfte filtriert. Die Spülvolumenströme entsprechen damit den Saugvolumenströmen und sind vergleichsweise niedrig, außerdem steht jeweils nur eine Hälfte der installierten Filterfläche für die Filtration zur Verfügung.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein abreinigbares Schwebstofffiltersystem für mit Feinstäuben beladenes Gas vorzuschlagen, welches sich durch eine kompakte Bauform und einem grundsätzlich geringen Druckverlust auszeichnet sowie eine Filterab- reinigung ohne eine Unterbrechung des Saugvorgangs zulässt . Das System soll sich insbesondere für einen Einsatz in Staubsaugersystemen auszeichnen.
Die Aufgabe wird mit einem abreinigbaren Filtersystem für mit Stäuben beladenes Gas mit den Merkmalen des ersten Patentanspruchs gelöst. Unteransprüche geben vorteilhafte Ausführungsformen dieser Vorrichtung wieder.
Die Aufgabe wird durch ein abreinigbares Filtersystem für mit Stäuben beladenes Gas gelöst, bei dem das Gas über Ansaugmittel durch eine gasdurchlässige Wand als Grobfilter zur Zurückhaltung von groben Staub und Gegenständen, anschließend durch einen Schwebstofffilter und von dort zu einem Auslassrohr geleitet wird. Das System umfasst also vorzugsweise nur zwei Filterstufen, dem Grobfilter (Vorabscheider) und einen Schwebstoff- filter, was in vorteilhafter Weise einen geringen Druckverlust erwarten lässt.
Wesentlich ist, dass der Schwebstofffilter nicht bei Unterbrechung des Filterbetriebs abgereinigt wird, sondern segmentweise zyklisch durch einen Gegenstrom, wobei über eine Düsenanordnung ein Spülgas von der Reingasseite durch die Filterfläche geleitet wird.
Vorzugsweise ist der Schwebstofffilter zylinderförmig mit außen liegendem Rohgasbereich und innen liegenden Reingasbereich, wo- bei die Düse um die Symmetrielinie des Zylinders radial nach außen gerichtet mit einer Drehbewegung um die Symmetrielinie die einzelnen Segmente des Schwebstofffilters zyklisch abfährt. Wesentlich ist eine relative Drehbewegung zwischen der Düse und der zylindrischen Innenfläche des Schwebstofffilters, wobei im Rahmen dessen grundsätzlich beide Komponenten, Düse und Schwebstofffilter um die Symmetrielinie drehbar gestaltbar sind. Vorzugsweise, aber im Rahmen der Erfindung nicht auf diese eine Ausführungsform einschränkend, wird dies mit einer sich drehend umlaufenden Düse und einem feststehenden Schwebstofffilter realisierbar. In der einfachsten Ausführungsform sind Drehbewegung und Gegenstrom des Spülgases (Abreinigungsgas) in der Düse jeweils kontinuierlich. Ein Steuerungsalgorithmus ist hierfür nicht erforderlich.
Das Spülgas wird in einer vorzugsweise im Auslassrohr angeordneten und um die Symmetrielinie drehende Spülgasleitung (Spülgasrohr) zugeführt. Die Düse sitzt vorzugsweise an einem verschlossenen Ende der Spülgasleitung, ist dort radial nach außen gerichtet und überdeckt tangential vorzugsweise eine Faltung oder ein Segment des Schwebstofffilters axial in seiner gesamten Höhe .
Für eine effektivere Einströmung des Spülgasstroms von der Düse in den Schwebstofffilter ist der Düsenrand vorzugsweise mit einer Gleitdichtung (z.B. Gummiabstreifer) ausgestaltet.
Die Filterflächen des bevorzugt zylinderförmigen Schwebstofffilters sind plan, d.h. zylinderförmig gebogen oder als Faltenpack (gewellt oder gefaltet) zylinderförmig gebogen gestaltet, wobei die nach innen gerichteten reingasseitigen Filterflächen bzw. Faltenrücken vorzugsweise plan auf einer zylinderförmigen gasdurchlässigen Mantelfläche aufgebracht sind oder eine solche bilden. Dabei weisen die Faltenrücken auf der Mantelfläche vorzugsweise einen gleich bleibenden Abstand zueinander auf. Die gasdurchlässige Mantelfläche ist vorzugsweise Teil eines Auslassrohrs . Das abreinigbare Filterelement ist mit dem Auslassrohr dichtend in ein rohgasseitiges Innenvolumen des Filtersystems eingesetzt. In dieses Innenvolumen wird der abgreinigte Staub (Filterbeladung) im Gegenstrom zurückgeblasen, wo er nach unten in einem vorzugsweise unten angeordneten Staubsammelvolumen sedi- mentiert .
Der Vorabscheider ist vorzugsweise als gasdurchlässige Wand radial um den Schwebstofffilter angeordnet, vorzugsweise als Zylindermantelfläche geformtes Lochblech, Drahtgitter, flexibles Gewebe oder poröse Platte. Der Abstand zwischen Wand und Schwebstofffilter darf einerseits einen Abtransport der abgereinigten Filterbeladung nicht verhindern. Ein kleiner Abstand hat jedoch den Vorteil, dass der Gegenstrom nicht nur den Schwebstofffilter, sondern auch den Vorabscheider (Grobfilter) durchströmt und im Gegenstrom abreinigt .
Vorzugsweise wird der Spülgasstrom (Gegenstrom, Abreinigungs- gas) von dem abgereinigten Reingas z.B. aus dem Auslassrohr abgezweigt und als Spülgasstrom zur Abreinigung komprimiert.
Vorzugsweise weist die gasdurchlässige Wand (Vorabscheider) eine Maschenweite (oder eine Weite oder Durchmesser der Gaspassagen wie z.B. Löcher eines Lochblechs) größer als die Maschenweite des Schwebstofffilters auf, wobei die gasdurchlässige Wand weiter bevorzugt für die Stäube, insbesondere den feineren durchlässig ist.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels mit Figuren näher erläutert . Es zeigen beispielhaft
Fig.l eine schematische Seitenschnittansicht ,
Fig.2 eine schematische Schnittdraufsicht eines abreinigbaren Filtersystems für mit Stäuben beladene Gase, Fig.3 ein Querschnitt eines Schwebstofffilter mit Faltenpack mit einheitlicher Faltenhöhe sowie
Fig.4a bis c die Querschnitte von Schwebstofffiltern mit Faltenpack: mit variierenden Faltenhöhen.
Das in Fig.l und 2 dargestellte abreinigbare Filtersystem für mit Stäuben beladene Gase umfasst ein Filtergehäuse 1 mit einem Innenvolumen 2 und einem um dieses angeordnete außen liegenden Ringspaltvolumen 3 mit einem Einlass 4 für ein mit Stäuben beladene Rohgas 13, wobei Innenvolumen 2 und Ringspaltvolumen 3 sich achsensymmetrisch um eine Symmetrielinie 5 erstrecken und eine gasdurchlässige Wand, dem Vorabscheider 6 voneinander getrennt sind.
Das Rohgas 13 gelangt vom bevorzugt tangential einmündenden Einlass 4 in das Ringspaltvolumen 3, wobei sich in diesem eine Ringströmung 14 ausbildet und der Vorabscheider 6, vorzugsweise ein Lochblech oder ein Drahtgitter nicht direkt angeströmt wird. Damit werden größere Partikel oder Verunreinigungen nicht durch den Gasstrom im stumpfen Winkel in die Öffnungen der Wand eingedrückt, was eine Verstopfungsgefahr reduziert. Auch die Ringströmung muss für den Durchtritt durch den Vorabscheider 6 umgelenkt werden. Schwerere Partikel und größere Verunreinigungen können diese Umlenkung aufgrund ihrer größeren Umlenkungs- trägheit fluiddynamisch nicht durchführen und werden damit ausgesondert. Die Ringströmung verhindert zudem eine Bildung von größeren Vorabscheiderbeladungen 15. Die im Ringspaltvolumen, insbesondere am Vorabscheider vom Rohgas abgetrennte Partikel- fraktionen sedimentieren unten im Ringspaltvolumen in einem Staubsammelringvolumen 16 und können dort durch andere nicht dargestellte Mittel entnommen werden.
Ferner umfasst das abreinigbare Filtersystem der dargestellten Ausführungsform ein achsensymmetrisch um die Symmetrielinie 5 in das Innenvolumen 2 dichtend hineinragendes und in diesem endseitig, bevorzugt am unteren Ende (vgl. Fig.l) verschlossenes Auslassrohr 7, wobei die Rohrmantelflächen 8 des Auslassrohrs im Innenvolumen gasdurchlässig sind und durch einen gefalteten Schwebstofffilter 9 ringförmig abgedeckt werden. Das im Vorabscheider 6 vorgereinigte Rohgas tritt durch den Schwebstofffilter 9 und die gasdurchlässigen Rohrmantelflächen 8 als Reingas 17 in das Innere des Auslassrohrs 7 ein und wird in diesem von einem nicht weiter dargestellten ansaugseitig angeschlossenen Gebläse (Kompressor) abtransportiert.
Im Gebläse erfährt das Reingas eine Druckerhöhung, der für den vorgenannten Spülgasström 18 zur Abreinigung der Schweb- stofffilter 9 im Gegenstrom nutzbar ist. Der Spülgasstrom ist vorzugsweise ein vom Reingas 17 nach Durchtritt durch das Gebläse abgezweigter Teilgasstrom. Dieser wird durch eine Spülgasleitung 10 und nach Gasumlenkung 19 durch eine Düse 11 während des laufenden Filterbetriebs durch den Schwebstofffilter 9 geleitet, wobei die Drucküberhöhung des Spülgasstroms gegenüber dem vorgereinigten Rohgas eine lokale Umkehr der Durchströmungsrichtung im Schwebstofffilter bewirkt und dort den Schwebstofffilterbelag 20 ablöst.
Für die vorgenannte Abreinigung umfasst das dargestellte Filtersystem ein in dem Auslassrohr 7 um die Symmetrielinie 5 drehbar angeordnete und angetriebene Spülgasrohrleitung 10 mit mindestens einer im Bereich der Schwebstofffilter 9 radial nach außen weisenden Düse 11. Die Düsenöffnung läuft mit der Düse und der Spülgasleitung 10 mit einer Drehbewegung 23 über die Innenseite der gasdurchlässige Rohrmantelfläche 8 um und ist vorzugsweise gegen diese mit einer Gleitdichtung 12 zur Vermeidung einer Nebenströmung abgedichtet.
Die Düsenöffnung ist, wie in Fig.2 dargestellt so gestaltet, dass eine möglichst ungehinderte Einströmung in eine Faltung des Schwebstofffilters ermöglicht wird. Dies wird idealerweise dadurch erreicht, dass der Abstand X zwischen zwei innen lie- genden Faltenrücken der Düsenbreite (vgl. Fig.2) und die Düsenhöhe der Schwebstofffilterhöhe (vgl. Fig.l) entspricht. In der Faltung entsteht dadurch ein zusätzlicher Staudruck, der gleichermaßen auch gegen die seitlichen Filterflächen zwischen den Faltungsrücken abreinigend wirkt. Eine stufenweise Drehbewegung 23 mittels Schrittmotor optimiert den Abreinigungsvorgang zusätzlich, indem er bei bevorzugter Ansteuerung die Verweilzeiten der Düse direkt vor den Faltungen verlängert und vor den Faltenrücken verkürzt. Eine weitere Verbesserung erfolgt durch eine mögliche gegenläufige Synchronisierung des Drucks des Spülgasstroms 18 im Bereich der Gasumlenkung 19 mit der Umlaufgeschwindigkeit der Düse 11, beispielsweise über nicht weiter dargestellte auf die Düsenöffnung ausgerichtete Piezoaktoren in der Spülgasleitung 10.
Vorzugsweise erfolgt bei einer Abreinigung eine Durchströmung sowohl des Schwebstofffilters 9 als auch des Vorabscheiders 6 mit dem gleichen Spülgasstrom (vgl. Filterbelagsströmungsrich- tung 21) , wobei sich der Schwebstofffilterbelag 20 vorzugsweise im unteren Sammelbereich 22 des Innenvolumens 2 absetzt.
Die Erfindung schlägt somit ein abreinigbares Filtersystem vor, das mit gereinigter Luft (Reingasrückstrom) regenerierbar ist. Damit wird der Verzicht auf rein mechanische Abscheider wie Zyklone oder Wirbelabscheider möglich, die zwar kontinuierlich betrieben werden können, jedoch eine niedrige Abscheideleistung bei gleichzeitig erhöhtem Energiebedarf aufweisen. Ebenso kann auf konventionelle Staubbeutel verzichtet werden, die regelmäßig ausgetauscht werden müssen, Schwebstaub durchlassen und zusätzlich erhebliche Betriebskosten verursachen.
Die kontinuierliche Abreinigung des Filtersystems, insbesondere des Schwebstofffilters 9 im laufenden Saugbetrieb durch eine umlaufende Spüleinrichtung der vorgenannten Art, die dichtend über die Reinluftseite über die Erstreckung des Schwebstofffilters geführt wird und dabei kurzzeitig eine durchgehende Ver- bindung zwischen Spüleinrichtung und einer oder mehrerer Falten des staubbeladenen Filtermediums herstellt stellt ein wesentlicher betrieblicher Vorteil für Staubsauger dar.
Der Vorabscheider 6 dient lediglich der Rückhaltung von größeren Partikeln. Es verursacht lediglich einen geringen zusätzlichen Druckverlust im System und dient gleichzeitig als mechanischer Schutz für den Schwebstofffilter 9.
Infolge der kontinuierlichen Abreinigung bleibt der Druckverlust am Schwebstofffilter 9 vorteilhaft konstant bzw. schwankt nur in sehr engen Grenzen. Die Saugleistung des Staubsaugers bleibt damit ebenfalls konstant und verringert sich nicht mit der Beladung der eingesetzten Filter.
Zur Abreinigung kann die gereinigte Abluft, aber auch vorgereinigte Luft aus der Umgebung verwendet werden, durch ein gemeinsames Gebläse (Absaugungsvorrichtung oder Gebläse) oder evtl. ein Zusatzgebläse bereitgestellt wird.
Das Filtersystem ermöglicht eine vorteilhafte Abscheidung des gesamten Partikelspektrums des Staubes, insbesondere auch des Feinstaubes in einer einzigen Filterstufe, nämlich am Schwebstofffilter 9 unter staubsaugerüblichen Bedingungen.
Der abgeschiedene Staub wird in sedimentierter Form verdichtet bevorzugt mit einem Staubsammelbeutel, der den Sammelbereich 22 und den Staubsammelringvolumen 16 umfasst (z.B. unten am Gehäuse 1 anhängender Staubsammelbeutel) aus dem Filtersystem entfernt und emissionsarm und hygienisch einer Entsorgung zugeführt. Ein häufiger und damit Kosten intensive Austausch von Staubbeuteln herkömmlicher Art fällt weg, ohne dass auf wesentliche Vorteile, insbesondere die hygienische Entsorgung des aufgesammelten Staubes verzichtet werden muss. Fig.3 gibt den horizontalen Querschnitt eines Schwebstofffil- ters 9 mit gasdurchlässiger Rohrmantelfläche 8 sowie einer optionalen, der Führung für das Filterelement 24 dienenden äußeren Mantelfläche 25 wieder. Die Perspektive entspricht dem Querschnitt aus Fig.2. Die Höhe aller Faltungen im Faltenpack des Filterelements sind bei dieser Ausführungsform einheitlich. Die Stirnflächen der Filterelemente sind vorzugsweise mit ringförmigen Abschlusselementen strömungshemmend verklebt, die sich in ihren Abmessungen die Fläche zwischen inneren Rohrmantelfläche 8 und äußeren Mantelfläche 25 überspannen.
Die Begriffe der Faltungen, Faltenhöhen und Faltenpacks umfassen im Rahmen der Erfindung nicht nur gefaltete oder gewellt gebogene (z.B. um eine Verstärkung gebogen oder gespannte) Filterflächen, sondern auch aus ungefalteten Einzelfilterelementen mit oder ohne zusätzlichen Verbindungselemente wie Führungsleisten zusammengesetzte Faltenpacks.
Fig.4a bis c zeigen dagegen Ausführungsformen mit unterschiedlichen Faltenhöhen. Wie bei der in Fig.3 gezeigten Ausführungs- form weisen aber auch die hier dargestellten Filterelemente 24 periodisch gefaltete oder aus z.B. ungeknickten Einzelfilterflächen zusammengesetzte umlaufenden Filterflächen mit abwechselnd innen und außen liegenden Faltenrücken. Dabei erstrecken sich die Faltenrücken sowohl auf eine innere Rohrmantelfläche 8 als auch auf einer äußeren Mantelfläche 25 des Filterelements sowie im Falle der Ausführungsformen gemäß Fig.4a bis c auch auf mindestens einer dazwischen angeordneten umlaufenden Zwischenfläche 26.
Zumindest die innen liegenden Faltenrücken des Filterelements 24 weisen eine Verstärkung auf, die ein Ausweichen des Faltenpacks behindern oder vermeiden. Als Verstärkung dient vorzugsweise die vorgenannte innere gasdurchlässige innere Rohrmantel- fläche 8 (z.B. Blech mit Durchbrüchen) als separates Bauteil eine Tränkung der Faltenrücken mit einem Polymer, ein gespann- ter Draht oder Leisten in oder außerhalb verbunden mit der Faltung. Vorzugsweise sind die Verstärkungen, die auf der inneren Mantelfläche angeordnet sind, als Gleitdichtungsschiene ausgebildet oder die innere Mantelfläche durch ein Blech mit Durchbrüchen gebildet wird. Verstärkungen auf einer Zwischenfläche 26 umfassen vorzugsweise je eine in die Faltenrücken eingelegten stabförmigen Gegenstand wie z.B. einen gespannten Draht o- der alternativ eine Tränkung mit einem Polymer.
Die äußere Mantelfläche wird optional durch eine weitere separate Filterfläche mit einer größeren Maschenweite wie die Filterflächen, d.h. funktionell als Vorabscheider gebildet (z.B. Lochblech) . Damit wird nicht nur eine weitere Vorabscheidung erzielt, sondern in vorteilhafte Weise eine zusätzliche Abstützung des Faltenpacks von außen und damit eine Entlastung der vorgenannten Verstärkungen.
Vorzugsweise und wie insbesondere bei Haushaltsstaubsaugern üblich sind die Schwebstofffilter 9 als Filterpatronen im Filtersystem vorgesehen und als ganzes austauschbar. Die vorzugsweise vorgesehene separate Filterfläche an der äußeren Mantelfläche wirkt dabei vorteilhaft zum zusätzlichen Schutz gegenüber mechanischer Einwirkung von außen.
Alternativ zu der vorgenannten äußeren Mantelfläche als separate Filterfläche sind die äußeren Faltenrücken für eine zusätzliche Filterstabilität auch auf andere Weise fixier- oder verfestigbar, beispielsweise durch die vorgenannten Verstärkungen.
Fig.4a und b zeigen jeweils eine Ausführungsform, bei denen sich auf einer Zwischenfläche 26 nur innen liegende Faltenrücken erstrecken. Durch die in seiner Grundform in Fig.4a dargestellte W-Faltung wird das Kreisringvolumen zwischen innerer und äußerer Mantelfläche besser ausgenutzt, da die Einfaltung von zusätzlicher Filterfläche auf einer gegebenen Kreisringfläche ermöglicht wird. Gleichzeitig kann die Faltenhöhe zwischen den beiden genannten Mantelflächen wesentlich vergrößert wer- den. Beide Maßnahmen ermöglichen eine um bis zu 60 - 80% vergrößerte Filterfläche des Filterelements 24. Die Falten weisen vorzugsweise alle den gleichen Faltenabstand auf der äußeren Mantelfläche auf. Es treten keine verengten Falten mehr auf. Der anfiltrierte Staub ist damit wesentlich effektiver entfernbar.
Das Einbringen einer nach innen gerichteten W-Faltung (vgl. Fig.4a und b) ermöglicht auch eine Optimierung der Anströmung. Auf diese Weise lassen sich nicht nur wesentlich größere und dabei trotzdem vollständig zugängliche Filterflächen in einem Filterelement unterbringen, sondern auch über die gesamte Filterfläche ein bestimmter Druckverlust sowie eine bestimmte Durchströmungsgeschwindigkeit und damit eine gleichmäßigere Beladung der Filterflächen realisieren. Vorzugweise sind die Abstände der Faltenrücken an der inneren Rohrmantelfläche 8 und äußeren Mantelfläche 25 gleich, ebenso für eine bessere Filter- anströmung die Zwischenräume zwischen den Filterflächen im Faltenpack, wobei die Faltenrücken wiederum vorzugsweise nicht scharfkantig geknickt sondern zur Erzielung eines Mindestab- stands zwischen den Filterflächen in einem bestimmten Radius gleich dem halben Mindestabstand gebogen sind.
Fig.4c zeigt zudem eine weitere Ausführungsform eines abreinig- baren Filtersystems, wobei sich auf einer zweiten Zwischenfläche 26 nur außen liegende Faltenrücken erstrecken. In der dargestellten Variante enden beispielsweise nur zwei von drei nach außen hin orientierten Faltenrücken periodisch an der äußeren Mantelfläche 25. Durch eine derartige Gestaltung ist auch der Staugausweg der bei einer Abreinigung abgelösten Filterbelegung optimierbar, z.B. durch eine gezielte Strömungswegerweiterung als Expansionsdüse oder einer zusätzlichen Verwirbelungskammer, wodurch ein erneutes Zusetzen der abgereinigten Filterbereiche des jeweiligen Segmentes erschwert wird. Ebenso wird durch eine derartige Gestaltung die AbreinigungsStrömung in Richtung des Vorabscheiders 6 (vgl. Fig.l und 2) gelenkt und damit eine di- rekte Umleitung der AbreinigungsStrömung zu benachbarten und im normalen Filterbetrieb befindlichen Segmenten des Filterelements erschwert.
Grundsätzlich sind die dargestellten Zwischenflächen 26 sowie die äußere und die innere Mantelflächen 8 bzw. 25 rotationssymmetrisch konzentrisch zueinander, d.h. sie erstrecken sich wie der Schwebstofffilter 9 um eine gemeinsame Symmetrielinie 5.
Weitere Ausführungsformen umfassen anstelle einer bevorzugten zylindrischen Gestaltung aller genannten Mantelflächen und Zwischenflächen mindestens eine dieser Flächen, die nicht zylindrisch, sondern bevorzugt kegelstumpfförmig gestaltet ist, wobei die Querschnitte grundsätzlich denen der in Fig.2 bis 4 dargestellten gleichen und die vorgenannte konzentrische Anordnung dieser Flächen zueinander beibehalten wird.
Bei einer vertikalen Anordnung des Filterelements kommt es bei einer Abreinigung im unteren Bereich zwangsläufig zu einer gra- vimetrischen Anreicherung der abgelösten Filterbelegung. Durch eine abweichende, bevorzugt erweiternden Gestaltung der Strömungswege gerade in diesem Bereich z.B. durch eine nach unten hin zusammenlaufende kegelstumpfförmige Gestaltung der Zwischenflächen für äußere Faltenrücken lassen sich eine bevorzugte Wiederabscheidung der abgelösten Filterbelegung auf den frisch gereinigten Filterflächen beeinflussen und bevorzugt auch vermeiden. Bezugszeichnliste :
1 Filtergehäuse
2 Innenvolumen
3 Ringspaltvolumen
4 Einlass
5 Symmetrielinie
6 Vorabscheider
7 Auslassrohr
8 gasdurchlässige Rohrmantelfläche
9 Schwebstofffilter
10 Spülgasleitung
11 Düse
12 Gleitdichtung
13 Rohgas
14 Ringströmung
15 Vorabscheiderbeladung
16 Staubsammelringvolumen
17 Reingas
18 Spülgasstrom
19 Gasumlenkung
20 Schwebstofffilterbelag
21 Filterbelagsströmungsrichtung
22 Sammelbereich
23 Drehrichtung
24 Filterlement
25 äußere Mantelfläche
26 Zwischenfläche

Claims

Patentansprüche :
1. Abreinigbares Filtersystem für mit Stäuben beladenes Gas, umfassend a) ein Filtergehäuse (1) mit einem Innenvolumen (2) und einem um dieses angeordnete außen liegenden Ringspaltvolumen (3) mit einem Einlass (4) für das mit Stäuben beladene Gas (13) , wobei Innenvolumen und Ringspaltvolumen sich achsensymmetrisch um eine Symmetrielinie (5) erstrecken und durch mindestens eine gasdurchlässige Wand (6) voneinander getrennt sind, b) ein achsensymmetrisch um die Symmetrielinie das Innenvolumen dichtend ein- oder durchdringenden Auslassrohr (7) , wobei die Rohrmantelflächen (8) des Auslassrohrs im Innenvolumen gasdurchlässig sind und durch einen Schwebstofffilter (9) abgedeckt sind sowie c) eine in dem Auslassrohr um die Symmetrielinie drehbar angeordnete und angetriebene Spülgasrohrleitung (10) mit mindestens einer im Bereich der Schwebstofffilter radial nach außen weisender Düse (11) .
2. Abreinigbares Filtersystem nach Anspruch 1, wobei der Einlass (4) tangential in das Ringspaltvolumen (3) ausmündet.
3. Abreinigbares Filtersystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die gasdurchlässigen Wände Maschenweiten größer als die Maschenweite des Schwebstofffilters (9) aufweisen.
4. Abreinigbares Filtersystem nach Anspruch 3, wobei die Maschenweiten des Schwebstofffilters und der gasdurchlässigen Wände von innen nach außen zunehmend größere Maschenweiten aufweisen.
5. Abreinigbares Filtersystem nach Anspruch 3 oder 4 , wobei die gasdurchlässige Wand als Vorabscheider (6) für die Stäube durchlässig ist.
6. Abreinigbares Filtersystem nach einem der vorgenannten Ansprüche, wobei der Schwebstofffilter durch ein kreisförmig um die Mantelfläche aufgebrachten Faltenpack mit radial nach außen gerichteten Falten oder Wellen gebildet ist.
7. Abreinigbares Filtersystem nach Anspruch 6, wobei der Faltenpack eine Anzahl von Faltenrücken aufweist, die auf der Mantelfläche in einem gleichen Abstand X zueinander aufliegen.
8. Abreinigbares Filtersystem nach Anspruch 7, wobei die Düse eine Düsenbreite aufweist, die den Abstand X nicht überschreitet .
9. Abreinigbares Filtersystem nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei der Faltenpack ein Filterelement mit einer periodisch gefalteten oder zusammengesetzten umlaufenden Filterfläche mit abwechselnd innen und außen liegenden Faltenrücken ist, wobei die Faltenrücken sich sowohl auf eine innere und eine äußeren Mantelfläche des Filterelements als auch auf mindestens einer dazwischen angeordneten umlaufenden Zwischenfläche erstrecken und mindestens die innen liegenden Faltenrücken je eine Verstärkung aufweisen.
10. Abreinigbares Filtersystem nach Anspruch 9, wobei die Verstärkungen, die auf der inneren Mantelfläche angeordnet sind, als Gleitdichtungsschiene ausgebildet sind oder die innere Mantelfläche durch ein Blech mit Durchbrüchen bebildet wird.
11. Abreinigbares Filtersystem nach Anspruch 9 oder 10, wobei die Verstärkungen, die auf der Zwischenfläche angeordnet sind, je eine in die Faltenrücken eingelegten Stabförmigen Gegenstand umfassen.
12. Äbreinigbares Filtersystem nach einem der vorgenannten Ansprüche 9 bis 11, wobei die äußere Mantelfläche durch eine weitere Filterfläche gebildet wird.
13. Äbreinigbares Filtersystem nach einem der vorgenannten Ansprüche 9 bis 12, wobei sich auf einer Zwischenfläche nur innen liegende Faltenrücken erstrecken.
14. Äbreinigbares Filtersystem nach Anspruch 10, wobei die Faltenrücken auf der äußeren Mantelfläche in gleichen Abstand zueinander angeordnet sind.
15. Äbreinigbares Filtersystem nach einem der Ansprüche vorgenannten Ansprüche 9 bis 14, wobei sich auf einer zweiten Zwischenfläche nur außen liegende Faltenrücken erstrecken.
16. Äbreinigbares Filtersystem nach einem der vorgenannten Ansprüche 9 bis 15, wobei die Zwischenflächen sowie die äußere und die innere Mantelflächen sich rotationssymmetrisch konzentrisch um eine gemeinsame Symmetrielinie erstrecken.
17. Äbreinigbares Filtersystem nach einem der vorgenannten Ansprüche 9 bis 16, gekennzeichnet, durch eine zylinderförmige innere Mantelfläche.
18. Äbreinigbares Filtersystem nach einem der vorgenannten Ansprüche 9 bis 17, gekennzeichnet durch zylinderförmige äußere Mantelfläche und / oder mindestens eine der Zwischenfläche .
19. Äbreinigbares Filtersystem nach einem der Ansprüche 9 bis 16, wobei mindestens eine der Zwischenflächen und / oder die innere und / oder die äußere Mantelfläche kegelstumpf- förmig ist.
20. Abreinigbares Filtersystem nach einem der vorgenannten Ansprüche 9 bis 19, wobei die äußere Mantelfläche durch einen Vorabscheider gebildet wird.
21. Abreinigbares Filtersystem nach einem der vorgenannten Ansprüche 9 bis 20, umfassend abschließende Filterkomponenten, an die die umlaufende Filterfläche an mindestens einer ihrer umlaufenden Stirnseiten fixiert ist.
22. Abreinigbares Filtersystem nach Anspruch 21, wobei die umlaufenden Stirnseiten mit den Filterkomponenten dichtend verklebt sind.
23. Abreinigbares Filtersystem nach einem der vorgenannten Ansprüche, wobei die Düse eine als Gleitdichtung gestaltete Düsenöffnung aufweist.
24. Abreinigbares Filtersystem nach einem der vorgenannten Ansprüche, wobei die Spülgasrohrleitung durch einen Schrittmotor drehbar angetrieben ist.
25. Abreinigbares Filtersystem nach einem der vorgenannten Ansprüche, wobei die Spülgasrohrleitung an einen Kompressor für einen kontinuierlichen Spülgasstrom angeschlossen ist.
26. Abreinigbares Filtersystem nach Anspruch 25, wobei der Kompressor ansaugungsseitig an das Auslassrohr angeschlossen ist.
27. Staubsauger mit einem abreinigbaren Filtersystem nach einem der vorgenannten Ansprüche, wobei das Auslassrohr an ein Ansaugungsaggregat angeschlossen ist.
28. Staubsauger nach Anspruch 27, wobei das Ansaugungsaggregat als Kompressor an die Spülgasleitung angeschlossen ist.
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