DE9205887U1 - Reinluftfilteranlage - Google Patents

Description

Anwaltsakte: 25 2 35 ChB/SW

ZU NLUFTFILTERANLAGE

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft eine Reinluftfilteranlage zum Ausfiltrieren nebelähnlicher Umgebungsluft mittels einer Luftzentrifuge.

Da in der Regel bei der Ver- und Bearbeitung von Metall mit Sprühemulsionen geschmiert und gekühlt wird, wird so die Umgebungsluft mit den so entstehenden Nebeln angereichert.

Dies ist sehr unangenehm und vor allem ungesund für das die Bearbeitungsmaschinen bedienende Personal, das sich ständig im Bereich der Maschinen aufhält und somit unmittelbar einer solchen Belastung ausgesetzt ist. Ebenso besteht die Gefahr, daß die mit zerstäubten Emulsionen belastete Luft ins Freie gelangt und dort an Betriebe angrenzende Anwesen verschmutzt. In Extremfällen sind oft ganze Stadtteile betroffen. So besteht aufgrund des allgemeinen Umwelt- und Gesundheitbewußtseins, nicht zuletzt auch wegen der sich verschärfenden gesetzlichen Vorschriften (MAK-Werte und TA-Luft), ein Bedarf an Filteranlagen, welche die Umgebungsluft von diesen Nebeln reinigen.

Dazu ist bisher bekannt, eine in ihrer Rotationsachse waagrechte Luftzentrifuge zu verwenden, welche die verschmutzte Umgebungsluft ansaugt und die eingeströmte Luft dann so beschleunigt, daß sich die schweren Ölmoleküle aufgrund der Zentrifugalkraft an der Zentrifugenwand absetzen. Damit erfolgt eine grobe Reinigung der Luft.

Danach wird die Luft über einen an die Zentrifuge angrenzenden Schlauch zu einem Elektrostaten geleitet. Dieser Elektrostat liegt auf einer deutlich höheren Ebene als die waagrechte Rotationsachse. Dies birgt den Nachteil in sich, daß die aus der Zentrifuge ausströmende, noch immer verschmutzte und damit schwerere Luft durch den Schlauch geleitet umgelenkt und auf ein höheres Niveau gebracht werden muß. Dies ist mit einer erhöhten Motorleistung und damit einem höheren Energieaufwand verbunden. Im übrigen verursacht die Umleitung der Luft auf dem Weg zum Elektrostaten einen deutlichen Strömungsverlust, der ebenfalls mit einer höheren Motorleistung ausgeglichen werden muß.

Der Elektrostat wiederum ist so angeordnet, daß die Kondensatorplatten des Elektrostaten waagrecht zum Grund stehen. Die im Elektrostaten durch das angelegte elektrische Feld polarisierten, sich noch in der verschmutzten Luft befindlichen Ölmoleküle, halten sich zunächst zwischen den Kondensatorplatten, sinken aber aufgrund der Schwerkraft langsam auf die untere waagrechte Kondensatorplatte und bilden so auf dieser eine sich verdickende Ölschicht, die eine Pfütze bildet und so zu einer dauernden Verkrustung der unteren Kondensatorplatte führt. Die Folge sind Betriebsstörungen in Form von Kurzschlüssen, bedingt durch Beeinträchtigung des E-Feldes.

Oberhalb des Elektrostaten sind Aktivkohlefilter angeordnet, welche die aus dem Elektrostat kommende Luft endfil-

trieren.

Da jedoch die Aktivkohlefilter wegen der Menge der in der Filteranlage umgesetzten Luft entsprechend groß dimensioniert sind, besteht eine beachtliche räumliche Ausdehnung nach oben.

Insgesamt ist die bekannte Filteranlage räumlich sehr ausgedehnt aufgrund der verschiedenen zueinander versetzten Komponenten. Da auch der Raum, in dem eine derartige Anlage aufgestellt wird, begrenzt ist und dazu die Anlage meist unterhalb der Decke schwebend installiert wird, ergeben sich häufig Probleme bei der Wahl der Standorte. Dies ist auch dadurch bedingt, da viele Betriebe nachrüsten und den Einbau solcher Anlagen bei der Planung nicht mit berücksichtigt haben.

Es ergibt sich also die Aufgabe, ein Reinluftfiltergerät zu gestalten, welche eine optimale Raumausnutzung, einen günstigeren Strömungsverlauf und auch den Einbau von anderen Filterelementen ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Durch die Zusammenfassung der Luftzentrifuge und mindestens einem zylindrischen Filterelement innerhalb eines trommelförmigen Gehäuses wird ein deutlicher Raumgewinn erzielt.

Durch den zusätzlichen Einsatz von Filterelementen in das Gehäuse verbessert sich darüberhinaus der Strömungsverlauf der sich in dem Gerät befindlichen Luft, denn es fällt die Umleitung zu extern angeordneten Filterelementen über Rohrbzw. Schlauchleitungen weg. Außerdem verbessert sich die Handlichkeit der Anlage. Je geringer ihre Ausmaße sind, desto einfacher kann eine solche Anlage bewegt werden. Da

sich diese Anlagen meist unterhalb der Raumdecke schwebend aufgehängt befinden, ist dies auch zur Wartung, bei der das Gerät meist abgehängt werden muß, von großem Vorteil.

Nachdem diese Filtergeräte auch spezifischen Erfordernissen genügen müssen, ist es oft notwendig, verschiedenartige Filterelemente einzubauen. So erlaubt das trommeiförmige Gehäuse mit nachgeordneten Filterelementen, den Einsatz einer ganzen Reihe von verschiedenen Elementen, die z. B.

ringförmig mit verschiedenen Durchmessern konzentrisch in das Gehäuse eingepaßt werden können. Durch die räumliche Integrierung der Filterelemente in das Gehäuse und dem damit verbundenen Raumgewinn ist es auch möglich, das Gerät innerhalb einer, eine Bearbeitungsmaschine umgebende Einhausung, zu verbauen.

Je nach Belastung der Umgebungsluft kann es notwendig sein, eine weitere Filtervorrichtung an das Gerät anzubringen. Um aber die Dimension der Anlage so gering wie möglich zu halten, wird diese zusätzliche Filtervorrichtung unmittelbar hinter dem trommeiförmige Gehäuse auf einer Verlängerung der Rotationsachse des Gehäuses angebracht. Dies ermöglicht eine insgesamt im wesentlichen gleichbleibende Höhe der Anlage. Im übrigen wird im Vergleich zu der bisher bekannten Anlage vermieden, die verschmutzte Luft auf ein höheres Niveau zu blasen. Eine Einsparung von Motorenergie und auch eine Strömungserleichterung sind die Folge.

Für den Fall, daß es sich bei der zusätzlichen Filtervorrichtung um einen Elektrostat handelt, ist es ausnehmend vorteilhaft, die Kondensatorplatten senkrecht zum Grund zu stellen. Dadurch wird erreicht, daß die in der vorgereinigten Umgebungsluft noch verbliebenen, im elektrischen Feld polarisierten Restölmoleküle, welche aufgrund der Schwerkraft langsam zu Boden sinken, nicht auf einer Kondensatorplatte auftreffen, sondern direkt in eine dafür vorgesehene

Ablaufrinne gelangen. Betriebsstörungen durch ölverkrustete Kondensatorplatten werden so ausgeschlossen.

Bei Maschinen, die eine besonders hohe Ölnebelentwicklung aufweisen, bzw. bei Maschinenkonglomeraten, besteht die Problematik, ein besonders leistungs-, luftumsatzstarkes Gerät einzusetzen. Dies birgt aber den Nachteil in sich, daß dies meist einen Spezialapparatebau erfordert, also mit normalen Serienprodukten selten geholfen werden kann.

Eine Verbesserung schafft die parallele Anordnung der erfindungsgemäßen Geräte. Es können je nach Bedarf Geräte aneinandergereiht werden, wobei erwähnenswert scheint, daß bei Veränderungen hinsichtlich des Bedarfs einfach Geräte hinzu- bzw. weggenommen werden können. Dieses System bewährt sich auch bei der Wartung, bei einem eventuellen Umzug bzw. bei baulichen Veränderungen. Die Möglichkeit der parallelen Anordnung erlaubt eine einheitliche Filtergerätegröße, was die Produktion vereinfacht.

Um gezielt filtrieren zu können, wird einem Satz von Geräten ein gemeinsamer Ansaugstutzen vorgesetzt. Außerdem kann es, je nach Verwendung bestimmter Filterelemente innerhalb des trommeiförmigen Gehäuses, genügen, mindestens einen Elektrostat gemeinsam über eine Sammeleinrichtung nachzuordnen .

Von Vorteil ist ebenso, die parallel angeordneten Filtergeräte gemeinsam oder unabhängig voneinander zu steuern. So können beispielsweise die Geräte einzeln oder mehrere miteinander geregelt werden.

Folgend werden anhand von Figuren beispielhafte Ausführungsformen gemäß der Erfindung näher erläutert.
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Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt eines trommeiförmigen Gehäuses mit Luftzentrifuge und Filterelementen und anschließendem Elektrostat,

Fig. 2 eine Schemazeichnung einer parallelen Anordnung von drei Filtergeräten mit einem Ansaugstutzen und einem über eine Sammeleinrichtung nachgeordneten Elektrostat.

Dabei zeigt Fig. 1 ein Filtergerät 1 und daran befestigt einen Elektrostat 26. Das Filtergerät 1 besteht aus einem trommeiförmigen Gehäuse 11, dessen Mittelachse die Rotationsachse A 17 bildet. Innerhalb des Gehäuses 11 befindet sich eine Luftzentrifuge 12 um die Rotationsachse A 17 drehbar. Angetrieben wird die Luftzentrifuge 12 von einem Elektromotor 20 über eine Antriebswelle 25. Hinter der Luftzentrifuge 12, durch ein Schott 21 getrennt, sind zwei zylindrische Filterelemente 13, 14, die verschiedene Radien aufweisen und konzentrisch um die Rotationsachse A 17 angeordnet sind, vorgesehen. Das Schott 21 weist an seinen äußeren Enden zum Gehäuse 11 hin Durchlässe 24 für die zentrifugierte Luft auf. Das äußere Filterelement ist beispielsweise ein Papierfilterelement 13 und das innere Filterelement ein Aktivkohleelement 14. Selbstverständlich können auch andere passende Filterelemente eingesetzt werden.

An der Unterseite des Gehäuses 11 ist eine Ölablaufrinne 22 angeordnet, die in einen Ölablaufstutzen 15 mündet.

Weiter kann, wie hier (Fig. 1) der Fall, ein Elektrostat 26 über einen Anschlußflansch unmittelbar an das Gehäuse 11 angesetzt werden.

Der Elektrostat 26 verfügt über mehrere senkrechtstehende Kondensatorplatten 27, welche direkt dem ankommenden Luftstrom entgegenstehen. Direkt unter den Kondensatorplatten 27 ist eine Ölablaufrinne 34 angeordnet, welche in einen Ölablaufstutzen 35 mündet. Die Funktionsweise des Filtergerätes 1 in Verbindung mit dem daran angeschlossenen Elektrostaten ist wie folgt:

Die durch Ölnebel verschmutzte Umgebungsluft wird in Folge der sich mit Zentrifugenschaufeln 23 versehenen, um die Rotationsachse A 17 rotierenden Luftzentrifuge 12 durch den Lufteinlaß 16 des Filtergeräts 1 angesaugt. Die angesaugte Luft gelangt innerhalb der Luftzentrifuge 12 in Rotation, worauf sich die in der Luft befindlichen Öltröpfchen bezüglieh der Rotationsachse A 17 nach außen hin bewegen und sich an den Zentrifugenwänden 19 absetzen. Von dort tropft das gesammelte Öl in der Umgebung der Luftzentrifuge 12 an die Innenwand des Gehäuses 11 des Filtergeräts 1 und gelangt sodann in die Ölablaufrinne 22 des Filtergerätes 1, von wo es über einen Ölablaufstutzen 15 beispielsweise in einen Behälter fließt. Das gesammelte Öl könnte dann wieder zu den den Ölnebel ausstoßenden Bearbeitungsgeräten rückgeführt werden.

Hinter der Luftzentrifuge 12 befindet sich ein Schott 21, so daß keine Luft direkt zu den dahinter angeordneten Filterelementen 13, 14 gelangt. Die schon zentrifugierte und teilgereinigte Luft strömt nun über Durchlässe 24 im Schott 21 zum äußeren Papierfilterelement 13, an welchem die Luft weiter gereinigt wird. Es werden hier Rauchpartikel und Staub aus der Luft herausgefiltert.

An dem inneren Aktivkohleelement 14 werden weitere Geruchsstoffe ausfiltriert. Von dort gelangt die nun normalerweise 5 gereinigte Luft über den Luftauslaß 18 ins Freie.

Nun ist es aber sehr häufig der Fall, daß besonders stark verschmutzte Luft gereinigt werden muß und das Filtergerät allein nicht ausreicht. Darum ist, wie hier in Fig. 1 gezeigt, beispielsweise noch ein Elektrostat 26 nachgeschaltet. Dieser ist mit einem Anschlußflansch 30 am Gehäuse 11 des Filtergerätes 1 so befestigt, daß der Luftauslaß 18 des Filtergeräts 1 und der Lufteinlaß 28 des Elektrostaten 26 deckungsgleich sind. Es gelangt die aus dem Filtergerät 1 kommende Luft in den Elektrostat 26.

Darin werden die noch in der Luft befindlichen Restölmoleküle in dem zwischen den Kondensatorplatten 27 angelegten E-FeId polarisiert und gehalten, während die Luft weiterströmt. Mit der Zeit sammeln sich immer mehr Moleküle und bilden so Konglomerate, die schließlich zu Tropfen heranwachsen. Diese schweren Tropfen sinken nun langsam zu Boden und gelangen in eine Ölablaufrinne 34 und über einen Ölablaufstutzen 35 in einen Behälter, so daß das Öl wieder, wie oben beschrieben, rückgeführt werden kann.

Die nun endgereinigte Luft gelangt über einen Luftauslaß 29 ins Freie.

Eine weitere Einsatzmoglichkeit mehrerer Filtergeräte 1 gleichzeitig zeigt Fig. 2. Diese Anordnung empfiehlt sich bei Problemstellungen, wo besonders hohe Luftbelastungen herrschen oder räumliche Bedingungen eine Verlagerung der Filtergeräte 1 erforderlich machen.

Hier sind beispielsweise drei Filtergeräte 1 parallel angeordnet. Dabei haben sie einen gemeinsamen Luftansaugstutzen 31. Über Ansaugschläuche 33 kommt die verschmutzte Luft jeweils zu den Filtergeräten 1. Nachdem die Luft die Filtergeräte 1 durchlaufen hat, strömt diese über Sammeleinrichtungen 32 zu einem gemeinsamen nachgeschalteten Elektrostat 26 und danach gereinigt ins Freie.

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LISTE

1 = Filtergerät

11 = trommeiförmiges Gehäuse

12 = Luftzentrifuge

13 = Papierfilterelement

14 = Aktivkohlefilterelement

15 = Ölablaufstutzen 16 = Lufteinlaß

17 = Rotationsachse A

18 = Luftauslaß

19 = Zentrifugenwand

20 = Elektromotor
21 = Schott

22 = Ölablaufrinne

23 = Zentrifugenschaufel

24 = Durchlaß

25 = Antriebswelle 26 = Elektrostat

27 = Kondensatorplatte

28 = Lufteinlaß (Elektrostat)

29 = Luftauslaß (Elektrostat)

30 = Anschlußflansch 31 = Ansaugstutzen

32 = Sammeleinrichtung

3 3 = Ansaugschlauch

34 = Ölablaufrinne (Elektrostat)

35 = Ölablaufstutzen (Elektrostat)

Claims (9)

k «I' V - -> SCHUTZANSPRUCHE

1. Reinluftfiltergerät zum Ausfiltrieren nebelähnlicher Umgebungsluft mittels einer Luftzentrifuge,

dadurch gekennzeichnet, daß
mindestens innerhalb eines trommeiförmigen Gehäuses (11) auf der Rotationsachse (17) eine Zentrifugentrommel (12) um diese Achse (17) drehbar angeordnet ist und nach der Zentrifugentrommel (12) mindestens ein zylindrisches Filterelement (13, 14) angeordnet ist.

2. Reinluftfiltergerät nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß

nach dem trommeiförmigen Gehäuse (11) unmittelbar anschließend eine weitere Filtervorrichtung (26) angeordnet ist, welche sich auf einer Verlängerung der Rotationsachse (17) des trommeiförmigen Gehäuses (11) befindet.

3. Reinluftfiltergerät nach einem der oberen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
ein zylindrisches Filterelement ein Aktivkohlefilterelement (14) ist.

4. Reinluftfiltergerät nach einem der oberen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
ein zylindrisches Filterelement ein Papierfilterelement (13) ist.

5. Reinluftfiltergerät nach einem der oberen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die unmittelbar anschließende Filtervorrichtung ein Elektrostat (26) ist, dessen Kondensatorplatten (27) senkrecht zum Grund stehen.

6. Reinluftfiltergerät nach einem der oberen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß

die unmittelbar anschließende Filtervorrichtung ein handelsübliches Rauchfilterelement ist. 5

7. Anordnung bestehend aus mindestens zwei Geräten nach Anspruch 1 bis 6,

dadurch gekennzeichnet, daß die Filtergeräte (1) parallel angeordnet sind. 10

8. Anordnung bestehend aus mindestens zwei Geräten nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichnet, daß die parallel angeordneten Filtergeräte (1) über einen gemeinsamen Ansaugstutzen (31) verbunden sind und diesen mindestens ein Elektrostat (26) gemeinsam über eine Sammeleinrichtung (32) nachfolgend zugeordnet ist.

9. Anordnung bestehend aus mindestens zwei Geräten nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichnet, daß die parallel angeordneten Filtergeräte (1) gemeinsam oder unabhänging voneinander steuerbar sind.