DE29714021U1 - Filterapparat zur Abscheidung von gasgetragenen partikelförmigen Schadstoffen - Google Patents

Filterapparat zur Abscheidung von gasgetragenen partikelförmigen Schadstoffen

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Description

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Art: Gebrauchsmusteranmeldung ·..**..' *..** ..* ..* : Seite: 1 01.08.97
Bez.: Filterapparat zur Abscheidung von gasgetragenen partikelförmigen Schadstoffen
Anm.: H. KRANTZ-TKT GmbH
Am Stadion 18-24
51465 Bergisch Gladbach
Die Erfindung betrifft einen Filterapparat zur Abscheidung von gasgetragenen partikelförmigen Schadstoffen, bestehend aus einem in eine Rohgaskammer und eine Reingaskammer unterteilen Gehäuse mit einem in die Rohgaskammer mündenden Eintrittsstutzen für das Rohgas und einem Austrittsstutzen in der Reingaskammer fur den Austritt des Reingases, mindestens einem Filterelement, das die einzige Verbindung zwischen der Rohgaskammer und der Reingaskammer bildet, und einer Blaseinrichtung, mit der das Filterelement von der Reingaskammer her mit unter Druck stehendem Reingas beaufschlagbar ist.
Derartige Filterapparate sind in der industriellen Entstaubungstechnik zur Abscheidung von luftgetragenen partikelförmigen Schadstoffen weit verbreitet und in der Regel mit patronenförmigen Filterelementen mit sternförmig gefaltetem Filterpapier versehen.
Eine allgemein bekannte Bauart derartiger Filterapparate weist einen radial nach innen gerichteten Anschlußstutzen für das Rohgas in der unteren Gehäusehälfte auf und ist mit einem ebenfalls radial ausgerichteten Austrittsstutzen für das Reingas in einer oberen Gehäusehälfte versehen. In einer Trennwand hu Inneren des Gehäuses sind ein oder mehrere Filterelemente integriert, die die einzige Verbindung zwischen dem Rohgasteil und dem Reingasteil des Filterapparates bilden. Die Filterelemente werden dabei in erster Linie radial von dem Rohgas von außen nach innen durchströmt, wonach ein im Inneren des Filterelements auf der Reingasseite eine Umlenkung der Strömung vertikal nach oben erfolgt. Bei der Durchströmung des Filtermediums werden im Rohgas enthaltene Partikel in den Filterfalten zurückgehalten.
Nach einer gewissen Betriebszeit ist die Abreinigung der abgeschiedenen Partikel aus dem Filterelement erforderlich. Dies kann auch während des Betriebes, beispielsweise durch Einleitung eines kurzzeitigen Druckluftstoßes durch ein Blasrohr der Blaseinrichtung erfolgen. Durch diese, der eigentlichen Durchströmung des Filterelements entgegengesetzten Beaufschlagung lösen sich die am Fütermedium abgeschiedenen Partikel und lagern sich aufgrund der Schwerkraftwirkung in einer unterhalb der Filterelemente angeordneten Staubsarnmeltonne.
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Ein gravierender Nachteil der vorstehend erläuterten Strömungsführung besteht in der Tatsache, daß insbesondere leichte Staubpartikel nicht in den Staubsammelbehälter gelangen, sondern - aufgrund des während der Reinigung andauernden Betriebs des Filterapparates - von der Rohgasströmung wieder zu einem Filterelement transportiert und dort erneut abgeschieden werden.
Es sind bereits Filterapparate bekannt, die zur Vermeidung dieses Nachteils mit horizontal ausgerichteten Filterelementen versehen sind, wobei die Rohgaskammer mit einem an ihrer Oberseite angeordneten Eintrittsstutzen für das Rohgas versehen ist. Der Rohgasstrom tritt dabei im Bereich der Filterelemente im wesentlichen in radialer Richtung durch das Filtermedium hindurch in das Innere der Filterelemente, um dort in eine horizontal-axiale Richtung umgelenkt zu werden. Aus dem Inneren der Filterelemente gelangt der Reingasstrom in eine seitlich neben der Rohgaskammer angeordnete Reingaskammer.
Dieser bekannte Filterapparat arbeitet nach dem sogenannten Down-Flow-System, da die während des Filterbetriebs aufgrund eines Druckstoßes der Blaseinrichtung von dem Filterelement abgelösten und aufgewirbelten Partikel in Richtung des Staubaustragsbehälters transportiert werden. Die Anströmungsrichtung der Filterelemente und die Wirkung der Schwerkraft stimmen bei diesem Apparat überein.
Ein Nachteil dieses Filterapparates besteht jedoch darin, daß ein Teil der in den Filterelementen abgeschiedenen Partikel entgegen der Schwerkraft aus den Filterfalten herausgelöst werden muß. Die Schwerkraft ist somit zusätzlich zu der Haftkraft der Partikel an dem Fältermedium bei der Abreinigung zu überwinden, was jedoch häufig nicht zuverlässig möglich ist. Daher wird bei dieser Apparatekonstruktion häufig trotz Druckstoßabreinigung ein Verstopfen der oberen Hälfte der Falten des Filterelements beobachtet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Filterapparat vorzuschlagen, bei dem eine Abreinigung der Filterelemente bei laufendem Filterbetrieb möglich ist, ohne daß sich die abge-
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lösten Partikel wieder an dem Filterelement niederschlagen. Des weiteren soll bei einer Druckbeaufschlagung des Filterelements mittels der Blaseinrichtung eine möglichst vollständige Abreinigung der gesamten Filteroberfläche möglich sein.
Des weiteren soll die erreichbare Betriebszeit zwischen zwei Druckstoßabreinigungen verlängert werden.
Ausgehend von einem Filterapparat der eingangs beschriebenen Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Eintrittsstutzen tangential in die rotationssymmetrische Rohgaskammer mündet und sich der Rohgasstrom anschießend vornehmlich in Schwerkraftrichtung und im Bereich des Filterelements zunehmend radial auf das zentral in der Rohgaskammer angeordnete Filterelement bewegt.
Aufgrund der tangentialen Anströmung des Rohgases wird in der Rohgaskammer eine Rotationsströmung erzeugt, die auf die mitgefühlten Partikel eine FTiehkraftwirkung ausübt. Ein erheblicher Anteil der Partikel wird daher an der Mantelfläche der Rohgaskammer abgeschieden und sammelt sich aufgrund der Schwerkraftwirkung anschließend in einem als Staubsammelbehälter ausgebildeten unteren Teil des Gehäuses. Das in das eigentliche Filterelement eintretende Rohgas ist somit bereits von einem erheblichen Teil der Partikel befreit, weshalb die Betriebszeit zwischen zwei Druckstoßreinigungen erheblich verlängert werden kann.
Erfolgt die Druckstoßreinigung während des laufenden Filterbetriebs, so findet aufgrund der vertikalen Ausrichtung des Filterelements von dessen gesamter Oberfläche eine gleichmäßige Ablösung der abgelagerten Partikel statt, da es keine Oberflächenbereiche gibt, bei denen der Schwerkrafteinfluß hemmend auf die Partikelablösung wirkt. Auch mit vergleichsweise geringen Druckstößen kann somit eine vollständige Partikelablösung erzielt werden.
Des weiteren wird durch die erfindungsgemäße Anordnung auch ein Aufwirbeln und Rückströmen der abgelösten Partikel in Richtung auf das Filterelement sehr wirkungsvoll vermieden. Aufgrund der vor dem Filterelement und auch im Bereich des Filterelements vertikal nach
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unten gerichteten Rohgasanströmung werden die infolge des Druckstoßes losgelösten Partikel in eben diese Richtung beschleunigt, um anschließend im Bereich unterhalb des Filterelements allein durch die Schwerkraftwirkung in den weiter unten angeordneten Staubsammelbehälter 2Oi gelangen. Der erfindungsgemäße Filterapparat vermeidet somit eine der Schwerkraft entgegengesetzte Anströmung des Filterelements mit Rohgas und verhindert auf diese Weise eine
sehr unerwünschte ,,KurzscMußreinigung" bzw. ,,Kurzschlußablösung".
Die Erfindung weiter ausgestaltend wird vorgeschlagen, daß in Strömungsrichtung nach einem dem Eintrittsstutzen folgenden Drallbereich und in Strömungsrichtung vor dem Filterelement ein Strömungsgleichrichter vorgesehen ist.
Auf diese Weise wird die nach dem Eintritt in die Rohgaskammer vornehmlich vorhegende
Rotationsströmung in eine geradlinige axiale Strömung umgewandelt, die sich sehr günstig auf einen Weitertransport der durch einen Druckstoß abgelösten Filterpartikel bei laufenden Filterbetrieb
in Richtung des Staubsammelbehälters auswirkt.
Fertigungstechnisch ist es besonders vorteilhaft, wenn das Gehäuse zyHhderformig ausgebildet ist, und des weiteren aus einem mit dem Austrittsstutzen versehenen Reingasteil, einem mit
dem Eintrittsstutzen versehenen und den Strömungsgleichrichter enthaltenden Vorabscheiderteil, einem das Filterelement enthaltenden Hauptabscheiderteil sowie einem Staubsammelbehälter besteht, wobei sämtliche Gehäuseteile mittels manuell lösbarer Spannringverbindungen
miteinander verbunden sind.
Dieser modulare Aufbau des erfindungsgemäßen Filterapparates ermöglicht eine werkzeuglose Demontage des Apparates sowie des weiteren eine sehr einfache Zugänglichkeit sämtlicher mit den Partikeln in Kontakt kommenden Oberflächenbereiche. Ferner erleichtert der Modulaufbau das Auswechseln oder die Reparatur von beschädigten oder erneuerungsbedürftigen Komponenten.
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Die Erfindung weiter ausgestaltend ist vorgesehen, daß das Reingas im Inneren des Filterelements vertikal nach oben abströmt und das Vorabscheiderteil in einem zentralen Leitzylinder durchströmt, der gasdicht an das Filterelement gekoppelt ist.
Auf diese Weise kann eine insgesamt schleifenformige Durchströmung des Filterapparats erreicht werden. Dabei bietet sich der zentrale Bereich des Vorabscheiderteils als idealer Raum für die Reingasdurchfuhrung an, da aufgrund der erwünschten Fliehkraftwirkung die radial weiter außen hegenden Bereiche innerhalb des Vorabscheiderteils für die Rohgasdurchströmung vorteilhafter sind.
Des weiteren ist es besonders vorteilhaft, wenn das Reingas in vertikaler Richtung aus der Reingaskammer ausströmt, da sich in diesem Fall eine durchgängig geradlinige Strömung hinter dem Filterelement ergibt und keinerlei Strömungsumlenkung erforderlich ist.
Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Filterapparats besteht darin, daß ein Blasrohr der Blaseinrichtung radial in das Reingasteil des Gehäuses eintritt und konzentrisch innerhalb des Leitzylinders bis in die Nähe des Filterelements verläuft. Bei einer derartigen Ausbildung kann aufstörende Einbauten innerhalb des Bereichs der Rotationsströmung im Vorabscheiderteil vollständig verzichtet werden.
Schließlich wird noch vorgeschlagen, daß mehrere Vorabscheiderteile mit jeweils einem Leitzylinder an ein gemeinsames HauptabscheiderteiL das mit einem Staubsammelbehälter verbunden ist, angeschlossen sind, wobei ein gemeinsames Rohgasrohr sämtliche Eintrittsstutzen mit Rohgas versorgt und alle Austrittsstutzen mit einem gemeinsamen Reingasrohr verbunden sind.
So kann der Filterapparat auf einfache Weise auch sehr große Rohgasströme bewältigen, wobei das Prinzip des modularen Aufbaus sowie der Spannringverbindungen im wesentlichen beibehalten werden kann und aufgrund des gemeinsamen Staubsammelbehälters die Wartung
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Bez.: Filterapparat zur A bscheidung von gasgetragenen par tike Iförmigen Schadstoffen Anm.: H. KRANTZ-TKT GmbH Am Stadion 18-24 51465 Bergisch Gladbach
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im Vergleich zu mehreren einzelnen Filterapparaten mit nur einem Filterelement stark vereinfacht wird.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand zweier Ausfuhrungsbeispiele des Filterapparats, die in der Zeichnung dargestellt sind, näher erläutert. Es zeigt:
Figur 1 einen Längsschnitt durch einen Filterapparat
Figur 2 eine Zusammenstellung der einzelnen Bauteile des Filterapparats gemäß Figur 1
Figur 3 einen Filterapparat mit zwei Filterelementen und zwei Vorabscheiderteilen und einem gemeinsamen HauptabscheiderteiL
Figur 1 zeigt einen Filterapparat 1 zur Abscheidung von gasgetragenen &rgr; artikelförmigen Schadstoffen. Der Filterapparat 1 besteht aus einem Gehäuse 2, das durch eine Trennwand 3 in eine Rohgaskammer 4 und eine Reingaskammer 5 unterteilt ist. Das Gehäuse der Rohgaskammer 4 ist wiederum aus einem Vorabscheiderteil 6, einem Hauptabscheiderteil 7 und einem Staubsammelbehälter 8 zusammengesetzt. Die Reingaskammer 5, das Vorabscheiderteil 6, das Hauptabscheiderteil 7 und der Staubsammelbehälter 8 sind sämtlich zylinderformig ausgeführt und besitzen denselben Durchmesser. Die vorgenannten vier Bauteile sind mit Hufe von drei Spannringverbindungen 9 verbunden. Das Vorabscheiderteil 6 ist mit einem Eintrittsstutzen 10 fur das Rohgas versehen. Der Eintrittsstutzen 10 mündet dabei tangential in die Rohgaskammer 2, so daß sich im Bereich des Vorabscheiderteils 6 eine Rotationsströmung einstellt. Im unteren Bereich des Vorabscheiderteils 6 befindet sich ein Strömungsgleichrichter 115 der eine Umwandlung der Rotationsströmung in eine axial nach unten gerichtete Strömung bewirkt. Das im wesentlichen vertikal nach unten in das Hauptabscheideteil 7 eintretende Rohgas wird dort in der Nähe eines Filterelements 12 in eine radiale Richtung umgelenkt und tritt durch ein Filtermedium in das Innere des Filterelements 12. Das Filterelement 12 ist gasdicht mit einem LeitzyHnder 13 verbunden, der konzentrisch innerhalb des Vorabscheiderteils 6 angeordnet ist
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und von dem Rohgas umströmt wird. Nach radialem Eintritt in das Filterelement 12 erhält das gereinigte Gas eine vertikal nach oben gerichtete Strömungsrichtung und tritt nach Durchströmung des Leitzylinders 13 in die Reingaskammer 5 ein. An einer oberen Stirnseite 14 des Gehäuses 2 befindet sich ein Austrittsstutzen 15, durch den das Reingas den Filterapparat 1 vertikal nach oben verläßt.
Innerhalb der Reingaskammer 5 und des Leitzylinders 13 verläuft ein rechtswinklig abgewinkeltes Blasrohr 16, das über ein Ventil 17 mit einer Druckquelle 18 einer Blaseinrichtung versehen ist.
Wird das Blasrohr 16 während des laufenden Filterbetriebs mit Druckluft beaufschlagt, so pflanzt sich eine Druckwelle vom Ende 19 des Blasrohres 16 in das Innere des Filterelements
12 fort und bewirkt aufgrund der dem normalen Filtervorgang entgegengesetzten Durchströmung des Filtermediums eine Ablösung der bereits angesammelten Partikel aus den Filtertaschen. Die radial aus dem Filter 12 herausgestoßenen Partikel erhalten aufgrund der außerhalb des Filterelements 12 vorherrschenden nach unten gerichteten Strömung ebenfalls eine Bewegungsrichtung auf einen Boden 20 des Staubsammelbehälters 8. Im Bereich unterhalb des Filterelements 12 wird diese Bewegung der herausgelösten Partikel aufgrund der gleichgerichtet wirkenden Schwerkraft weiter beibehalten, so daß nahezu der gesamte Teil der herausgelösten Partikel auch in den Staubsammelbehälter 8 sedimentiert.
Figur 2 zeigt den modularen Aufbau des Filterapparats gemäß Figur 1, der aus den separaten und voneinander trennbaren Bauteilen Reingaskammer 5 mit Austrittsstutzen 15, Leitzylinder
13 mit daran befestigtem Strömungsgleichrichter 11, Filterelement 12, Vorabscheiderteil 6 mit Eintrittsstutzen 10, Hauptabscheiderteil 7 und Staubsammelbehälter 8 besteht. Die vorgenannten Gehäusebauteile sind über drei Spannringverbindungen 9 miteinander verbunden. Dabei wird der Leitzylinder 13 und der daran gekoppelte Strömungsgleichrichter 11 zwischen zwei Flansche 21 der Reingaskammer 5 und des Vorabscheiderteils 6 eingespannt. Das Filterelement 12 ist mit dem Leitzylinder 13 verbindbar. Die Montage sämtlicher vorgenannter Bauteile ist ohne Zuhilfenahme von Werkzeug auf einfachste Weise möglich.
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Figur 3 zeigt einen Filterapparat &Ggr;, dessen Hauptabscheiderteil T zwei Filterelemente 12 enthält. Beide Filterelemente 12 werden von oben aus zwei separaten Vorabscheiderteilen 6 angeströmt, die mit denen des Filterapparates 1 gemäß Figur 1 identisch sind. Ebenfalls identsich sind die Leitrohre 13 sowie die Reingaskammern 5 und die Austrittsstutzen 155 durch die das Reingas abströmt. Die beiden Austrittsstutzen 15 sind mit einem gemeinsamen Reingasrohr 22 verbunden. Die Versorgung der beiden Eintrittsstutzen 10 der Vorabscheiderteile 6 erfolgt über ein gemeinsamen Rohgasrohr 23.
Aufgrund der getrennten Vorabscheiderteile 6 erfolgt die Anströmung beider Filterelemente 12 k vertikaler und axialer Weise, so daß sowohl die Anströmung des Rohgases als auch die Schwerkrarhvirkung die Abreinigung der Filterelemente 12 bei laufendem Filterbetrieb unterstützen. Aus Gründen einer wirtschaftlicheren Fertigung sowie einfacheren Reinigung weist der Filterapparat &Ggr; gemäß Figur 3 jedoch nur ein einziges Hauptabscheiderteil T und einen gemeinsamen Sammelbehälter 8' auf, der über ein im Querschnitt trapezförmiges Zwischenteil 24 mit dem Hauptabscheiderteil 7' verbunden ist.
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1, &Ggr; = Filterapparat
2 = Gehäuse
3 = Trennwand
4 = Rohgaskammer
5 = Reingaskammer
6 = Vorabscheiderteil
7, T = Hauptabscheiderteil
8, 8' Staubsammelbehälter
9 = Spannringverbindungen
10 = Eintrittsstutzen
11 = Strömungsgleichrichter
12 = Filterelement
13 = Leitzylinder
14 = obere Stirnseite
15 = Austrittsstutzen
16 = Blasrohr
17 - Ventü
18 = Druckquelle
19 = Ende (des Blasrohrs)
20 = Boden
21 = Flansche
22 = Reingasrohr
23 = Rohgasrohr
24 = Zwischenteil

Claims (8)

  1. ·· ·· ·* ·* t* · ··"; BVZr (4426) • *· · '
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    &iacgr; TT - · · ·     ■ * · ··· * 01.08.97     Art: Gebrauchsmusteranmeldung «· ·· ·· ·*' 5 Seite: 9 Bez.: Filterapparat zur Abscheidung von gasgetragenen partikelförmigen Schadstoffen Anm.: H. KRANTZ-TKT GmbH Am Stadion 18-24 51465 Bergisch Gladbach
    Schutzansprüche:
    1. Filterapparat zur Abscheidung von gasgetragenen partikelförmigen Schadstoffen, bestehend aus einem in eine Rohgaskammer und eine Reingaskammer unterteilten Gehäuse mit einem in die Rohgaskammer einmündenden Eintrittsstutzen für das Rohgas und einem Austrittstutzen in der Reingaskammer für den Austritt des Reingases, mindestens einem Filterelement, das die einzige Verbindung zwischen der Rohgaskammer und der Reingaskammer bildet, und einer Blaseinrichtung, mit der das Filterelement von der Reingaskammer her mit unter Druck stehendem Reingas beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Eintrittsstutzen (10) tangential in die rotationssymmetrische Rohgaskammer (4) mündet und sich der Rohgasstrom anschließend vornehmlich in Schwerkraftrichtung und dann im Bereich des Filterelements (13) zunehmend radial auf das zentral in der Rohgaskammer (4) angeordnete Filterelement (12) zubewegt.
  2. 2. Filterapparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Strömungsrichtung nach einem dem Eintrittsstutzen (10) folgenden Drallbereich und in Strömungsrichtung vor dem Filterelement (12) ein Strömungsgleichrichter (11) vorgesehen ist.
  3. 3. Filterapparat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) zylinderformig ist.
  4. 4. Filterapparat nach Ansprach 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) aus einem mit dem Austrittsstutzen (15) versehenen Reingasteil, einem mit dem Eintrittsstutzen (10) versehenen und den Strömungsgleichrichter (11) enthaltenden Vorabscheiderteil (6), einem das Filterelement (12) enthaltenden Hauptabscheiderteil (7, 7') sowie einem Staubsammelbehälter (8, 8') besteht, wobei sämtliche Gehäuseteile mittels manuell lösbarer Spannringverbindugnen (9) miteinander verbunden sind.
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  5. 5. Filterapparat nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Reingas im Inneren des Filterelements (12) vertikal nach oben abströmt und das Vorabscheiderteil (6) in einen zentralen Leitzylinder (13) durchströmt, der gasdicht an das Filterelement (12) gekoppelt ist.
  6. 6. Filterapparat nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Reingas in vertikaler Richtung aus der Reingaskammer (5) ausströmt.
  7. 7. Filterapparat nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Blasrohr (16) der Blaseinrichtung radial in das Reingasteil des Gehäuses (2) eintritt und konzentrisch innerhalb des Leitzylinders (13) bis in die Nähe des Filterelements (12) verläuft.
  8. 8. Filterelement nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Vorabscheiderteile (6) mit jeweils einem Leitzylinder (13) an ein gemeinsames Hauptabscheiderteil (7'), das mit einem Staubsammelbehälter (8') verbunden ist, angeschlossen sind, wobei ein gemeinsames Rohgasrohr (23) sämtliche Eintrittsstutzen (10) mit Rohgas versorgt, und alle Auftrittsstutzen (15) mit einem gemeinsamen Reingasrohr (22) verbunden sind.
DE29714021U 1997-08-06 1997-08-06 Filterapparat zur Abscheidung von gasgetragenen partikelförmigen Schadstoffen Expired - Lifetime DE29714021U1 (de)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015002498A1 (de) * 2015-02-27 2016-09-01 Dürr Systems GmbH Abscheidevorrichtung zum Abscheiden von Partikeln
DE102016121344A1 (de) * 2016-11-08 2018-05-09 Camfil Apc Gmbh Filteranlage mit zentralem Vorabscheider und Verfahren zum Reinigen einer Filteranlage

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DE102016121344B4 (de) 2016-11-08 2020-07-23 Camfil Apc Gmbh Filteranlage mit zentralem Vorabscheider und Verfahren zum Reinigen einer Filteranlage

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