DE102004021180A1 - Filtereinheit, insbesondere Pulsfiltereinheit, Filterhaus und Filter sowie Verfahren zum Montieren einer Filtereinheit - Google Patents

Abstract

Es sind Filtereinheiten bekannt, bei denen in ihrer Axialrichtung gesehen zwei Filter (17, 18) hintereinander angeordnet sind. Diese Filter (17, 18) sind horizontal ausgerichtet, was bei einem von Zeit zu Zeit erfolgenden Freiblasen der Filter (17, 18) (Pulsfilter) dazu führt, daß Staub von der Oberseite wieder zurück auf den Filter fällt. Zur Vermeidung dieses Problems ist bei der erfindungsgemäßen Filtereinheit (13) vorgesehen, daß die gedachte Achse (22) vertikal ausgerichtet ist. Um einer solchen Filtereinheit (13) das Montieren des oberen Filters (17) zu erleichtern, ist nach einer Weiterbildung vorgesehen, daß der obere Filter (17) von einer Montage des unteren Filters (18) mittels eines Halteorgans am oberen Filter (17), welches mit einem Gegenlager an einem Gestell (16) zusammenwirkt, gegen ungewolltes Abrutschen gesichert ist.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Filtereinheit, insbesondere Pulsfiltereinheit, mit zwei oder mehr Filtern mit einer um eine gedachte Achse geschlossenen, insbesondere zylindrischen oder kegelstumpfförmigen Mantelfläche, die in ihrer Axialrichtung gesehen hintereinander angeordnet sind. Die Erfindung betrifft ferner ein Filterhaus mit einer derartigen Filtereinheit, sowie einen Filter mit einer um eine gedachte Achse geschlossenen, insbesondere zylindrischen oder kegelstumpfförmigen Mantelfläche. Schließlich betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Montieren von Filtereinheiten.
• Es sind Filterhäuser bekannt, bei denen mehrere Filtereinheiten aus einem kreiszylindrischen und einem konischen Filter, welche in ihrer Längsachse gesehen hintereinander angeordnet sind, neben und übereinander an einer Halteplatte, in der Fachsprache Header plate genannt, gehalten sind. Die Achsen der Filtereinheiten sind dabei horizontal, also senkrecht zur Erdanziehungskraft angeordnet. Diese Filterhäuser werden zum Entstauben von Luft, beispielsweise der Ansaugluft (Verbrennungsluft) großen Gasturbinen zur Stromerzeugung oder auch zum Ausfiltern von Mehlstaub in industriellen Mühlen oder überall dort, wo große Luftmengen schnell gefiltert werden müssen, eingesetzt. Das Filtermaterial setzt sich dabei langsam mit dem auszufilternden Staub zu. Der Filter müßte dann an sich getauscht werden. Es ist deshalb bekannt, den Filter kurzzeitig und stoßartig entgegen der Strömungsrichtung der zu filternden Luft freizublasen. Der Staub wird so aus dem Filter entfernt und fällt auf den Boden des Filterhauses, wo er durch geeignete Maßnahmen entfernt werden kann.
• Nachteilig bei den bekannten Filtereinheiten ist ihre horizontal liegende Achse. Der auf der Oberseite des Filters freigeblasene Staub fällt wieder auf den Filter zurück, so daß sich der Filter hier sehr schnell wieder zusetzt. Dabei kann bei mehreren übereinander eingeordneten Filtereinheiten der Staub einer oberen Filtereinheit auf eine darunter liegende Filtereinheit fallen und wird hier wieder angesaugt.
• Hiervon ausgehend liegt der Erfindung zunächst das Problem zugrunde, eine Filtereinheit und ein Filterhaus zu schaffen, bei der die Lebensdauer des Filters erhöht ist, indem ein Zurückfallen von freigeblasenen Staub auf den Filter vermieden wird.
• Zur Lösung dieses Problems ist die erfindungsgemäße Filtereinheit dadurch gekennzeichnet, daß ihre Achse etwa vertikal angeordnet ist. Das erfindungsgemäße Filterhaus ist mit solchen Filtereinheiten bestückt.
• Durch die Anordnung der Achse der Filtereinheit in vertikaler Richtung, also in Richtung der Erdanziehungskraft, fällt der freigeblasene Staub nicht mehr auf den Filter zurück, sondern kann ungehindert nach unten auf den Boden des Filterhauses fallen. Dabei werden innerhalb des Filterhauses die Filtereinheiten auch nicht mehr übereinander sondern parallel zueinander neben und hintereinander angeordnet. Vorzugsweise hängen die Filtereinheiten an dem Header plate. Dieses entspricht der Anordnung in bekannten Filterhäusern, nur daß eben die Achse der Filter von der horizontalen in die Vertikale gedreht ist.
• Es ist bereits bekannt, zylindrische oder konische Filter mit ihrer Längsachse vertikal hängend anzuordnen. Dieses wurde bisher jedoch ausschließlich mit einteiligen Filtern durchgeführt. Bei Filtereinheiten aus zwei hintereinander bzw. übereinander angeordneten Filtern ist dieses bisher nicht angewendet worden, da sich der obere, also dem Header plate zugewandte Filter an den Gestellen nur schwer montieren ließ. Während der untere Filter aufgesetzt wurde, fiel der obere Filter herunter. Es bestand also bisher keine Montagemöglichkeit für eine vertikale Anordnung in ihrer Axialrichtung übereinander angeordneten Filtern. Dieses ermöglicht eine Weiterbildung der Erfindung nach der der obere Filter vor einer Montage des unteren Filters mittels eines Halteorgans gegen ungewolltes Abrutschen gesichert ist. Dieses, dem Filter zugeordnete Halteorgan wirkt mit einem Gegenlager am Gestell zusammen und sichert den Filter gegen ein ungewolltes Herunterrutschen.
• Der obere Filter wird also zunächst durch ein Halteorgan gleichsam zwischengelagert. Nach der Montage des unteren Filters kann der obere Filter dann wieder analog des Standes der Technik mit zwei horizontal angeordneten Filtern durch den unteren Filter gehalten werden.
• Als Gegenlager eignet sich eine Platte, die mit einer oder mehreren Ausnehmungen versehen ist. Am Filter werden als Halteorgan korrespondierende Finger vorgesehen, deren Anzahl insbesondere der Anzahl der Schlitze der Platte entspricht. Der Filter kann so auf das Gestell aufgeschoben werden, wobei die Finger durch die Schlitze an der Platte hindurch geführt werden. Durch anschließendes Verdrehen des Filters um seine Achse geraten die Finger außer Flucht mit den Schlitzen und der Filter kann mittels der Finger vorrübergehend auf der Platte abgesetzt werden.
• Alternativ ist es auch möglich, daß Gegenlager oder das Halteorgan schwenkbar bzw. anklappbar auszubilden, derart, daß das Halteorgan bzw. das Gegenlager verschwenkt, wenn der Filter aufgeschoben wird. Das Halteorgan bzw. das Gegenlager gelangen dann in ihre ursprüngliche Position zurück und halten den Filter. Dies kann durch entsprechende Anschläge geschehen. Dieses hätte aber den Nachteil, daß das Halteorgan bzw. das Gegenlager für eine gewollte Demontage des Filters manuell angeklappt werden muß, was unter Umständen schwierig sein kann. Deshalb ist es alternativ auch möglich Federn vorzusehen, die ein Abklappen des Halteorgans bzw. des Gegenlagers verhindern, solange der Filter auf dem Gegenlager ruht. Die Federn halten in diesem Fall das Gewicht des Filters. Wird der Filter aber gewollt abgezogen, wird die Kraft der Federn überwinden und das Halteorgan bzw. das Gegenlager klappen in die zur Montage des Filters entgegen gesetzte Richtung um.
• Die Erfindung und weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
• 1 ein Filterhaus mit den Erfindungsmerkmalen im Vertikalschnitt,
• 2 eine Filtereinheit mit den Erfindungsmerkmalen im Vertikalschnitt,
• 3 die Filtereinheit gemäß 2 in Unteransicht während der Montage eines oberen Filters,
• 4 die Filtereinheit gemäß 2 in Unteransicht bei vorrübergehend abgelegten oberen Filter,
• 5 einen (oberen) Filter für eine Filtereinheit gemäß 2 im Vertikalschnitt,
• 6 den Filter gemäß 5 in Unteransicht.
• 1 zeigt ein Filterhaus 10 für die Ansaugluft einer Gasturbine 11. Die Ansaugluft wird durch einen Einlaß 12 angesaugt, durch mehrere Filtereinheiten 13 gefiltert und über einen Sammelkanal 14 der Gasturbine 11 zugeführt.
• Wie in 1 erkennbar, hängen die Filtereinheiten 13 an einer Kopfplatte 15, in der Fachsprache auch als Header plate bezeichnet. Dabei hängen mehrere Filtereinheiten 13 neben- und hintereinander an der Kopfplatte 15. Die zu filternde Luft wird dabei in an sich bekannter Weise von außen durch ein den Mantel der Filtereinheit 13 bildendes Filtermaterial nach innen angesaugt und gelangt über eine Bohrung in der Kopfplatte 15 zum Sammelkanal 14.
• Die Filtereinheit 13 ist in den 2 bis 4 näher gezeigt. Sie weist zwei übereinander an einem Gestell 16 befestigte Filter 17 und 18 auf. Das Gestell 16 ist in geeigneter Weise an der Kopfplatte 15 befestigt. Der obere Filter 17 ist als kegelstumpfartig nach unten zulaufender Filter ausgebildet, während der untere Filter 18 als kreiszylindrischer Filter ausgebildet ist. Selbstverständlich kann auch der untere Filter 18 kegelstumpfartig zulaufen. Darüber hinaus sind jede geeignete, andere geometrische Gestaltungen der Filter denkbar.
• Bei fertig montierter Filtereinheit 13 wird der obere Filter 17 durch den unteren Filter 18 gehalten. An der Unterseite des Gestells 16 ist ein Gewindebolzen 19 vorgesehen, mittels dessen der untere Filter 18, konkret über eine untere Stirnplatte, verschraubt ist. Eine Dichtung 21 sorgt dafür, daß zwischen dem unteren Filter 18 und dem oberen Filter 17 keine ungefilterte Luft in die Filtereinheit 13 eingesaugt wird.
• Insoweit entspricht die Filtereinheit 13 einer bekannten, horizontal angeordneten Filtereinheit. Erfindungsgemäß ist die vorliegende Filtereinheit 13, wie gesagt, jedoch vertikal hängend ausgebildet. Das heißt, eine gedachte Achse 22 ist in Richtung der Erdanziehungskraft ausgerichtet. Aufgrund dessen bereitet es Schwierigkeiten, den oberen Filter 17 zu montieren, da er herunterfallen würde, solange der untere Filter 18 noch nicht befestigt ist. Vor der Montage des unteren Filters 18 ist daher der obere Filter 17 zeitweilig am Gestell 16 zu halten. Dieses kann geschehen in dem der obere Filter 17 durch eine zweite Person oder geeignete externe Elemente gehalten wird. Im vorliegenden Fall sind jedoch Halteorgane am oberen Filter 17 vorgesehen, die mit einem Gegenlager am Gestell 16 zusammenwirken. Konkret ist als Gegenlager eine Platte 23 vorgesehen, deren Außendurchmesser kleiner ist, als der kleinste Innendurchmesser des oberen Filters 17 bzw. der Innendurchmesser des Filters 18. Die Platte 23 weist einen oder mehrere Schlitze 24, im vorliegenden Fall dreisternförmig angeordnete Schlitze 24 auf. Am oberen Filter 17, konkret an dessen Unterseite sind als Halteorgan drei zu den Schlitzen 24 korrespondierende, nach innen weisende Finger 25 vorgesehen.
• 3 und 4 zeigen die Filtereinheit 13 während der Montage des oberen Filters 17. Wie 3 zeigt, wird der obere Filter 17 zunächst so montiert, daß die Finger 25 mit den Schlitzen 24 fluchten. Die Finger 25 werden durch die Schlitze 24 hindurchgeführt. Sobald sich die Finger 25 oberhalb der Platte 23 befinden, wird der obere Filter 17 leicht um die gedachte Achse 22 verdreht, so daß die Finger 25 außer Flucht mit den Schlitzen 24 gelangen. Der obere Filter 17 kann nun mittels der Finger 25 auf der Platte 23 abgestellt werden. Nun kann der untere Filter 18 montiert werden, in dem er auf das Gestell 16 aufgeschoben wird. Dabei wird auch der obere Filter 17 mit nach oben gegen die Kopfplatte 15 geschoben. Der untere Filter 18 wird nun über den Gewindebolzen 19 am Gestell 16 festgeschraubt. Dadurch wird auch die Dichtung 21 zwischen dem oberen Filter 17 und dem unteren Filter 18 gequetscht, so daß sie ihre Dichtkraft entfaltet.
• Die Dichtung 21 ist als umlaufende Dichtung ausgebildet. Ihr Durchmesser ist so bemessen, daß sie außen um die Finger 25 herumläuft. Die Finger 25 sind an der unteren Stirnseite des oberen Filters 17 angebracht. Beim Verschrauben des unteren Filters 18 stößt die obere Stirnseite des unteren Filters 18 gegen die Finger 25. Dies verändert ein zu starkes Quetschen der Dichtung 21. Die Finger 25 ersetzten damit gleichzeitig den sogenannten Sealstop wie er aus ähnlichen Filtereinheiten für den horizontalen Einsatz bekannt ist.

10

Filterhaus

11

Gasturbine

12

Einlaß

13

Filtereinheit

14

Sammelkanal

15

Kopfplatte

16

Gestell

17

Filter

18

Filter

19

Gewindebolzen

20

Stirnplatte

21

Dichtung

22

Achse

23

Platte

24

Schlitz

25

Finger

26

Zentrierstück

Claims (12)

1. Filtereinheit, insbesondere Pulsfiltereinheit, mit zwei oder mehr Filtern (17, 18) mit einer um eine gedachte Achse (22) geschlossenen, insbesondere zylindrischen oder kegelstumpfförmigen, Mantelfläche, die in ihrer Axialrichtung gesehen hintereinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (22) etwa vertikal angeordnet ist.
2. Filtereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Filter (17, 18) hängend angeordnet sind.
3. Filtereinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Filter (17) vor einer Montage des unteren Filters (18) mittels eines Halteorgans am oberen Filter (17), welches mit einem Gegenlager an einem Gestell (16) zusammenwirkt, gegen ungewolltes Abrutschen gesichert ist.
4. Filtereinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegenlager eine Platte (23), die mit einer oder mehreren Ausnehmungen (24) versehen ist, und das Halteorgan ein oder mehrere Finger (25), insbesondere eine der Anzahl der Ausnehmungen (24) entsprechende Anzahl von Fingern (25), aufweist, wobei jeder Finger (25) durch eine Ausnehmung (24) hindurchführbar ist.
5. Filtereinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegenlager und/oder die Finger (25) derart schwenkbar an dem Gestell (16) bzw. dem oberen Filter (17) angeordnet sind, daß ein Aufschieben des oberen Filters (17) auf das Gestell (16) möglich, ein Abrutschen aber verhindert ist.
6. Filtereinheit nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem Gegenlager ein Zentrierstück (26) zugeordnet ist, durch welches ein gewolltes Entfernen des oberen Filters (17) erleichtert ist.
7. Filtereinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Zentrierstück (26) als Kegel oder Kegelstumpf oder Kugelabschnitt oder Pyramide oder Pyramidenstumpf ausgebildet ist.
8. Filterhaus mit wenigstens einer Filtereinheit (13) nach einem der Ansprüche 1 bis 7.
9. Filter (17) mit einer um eine gedachte Achse (22) geschlossenen, insbesondere zylindrischen oder kegelstumpfförmigen, Mantelfläche, gekennzeichnet durch ein Halteorgan zum zeitweiligen Halten des Filters (17).
10. Filter (17) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß Halteorgan nach Innen weisende Finger (25) aufweist.
11. Verfahren zum Montieren einer Filtereinheit (13) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Filter (17) über ein Gegenlager geschoben und sodann mittels Halteorganen zeitweilig am Gegenlager gehalten wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteorgan Finger (25) am oberen Filter (17) sind, die durch Ausnehmungen (24) des Gegenlagers hindurchgeführt werden, und daß der Filter obere (17) sodann um einen vorbestimmten Winkel um seine Längsachse (22) verdreht wird.