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Dokumentenidentifikation DE202007010369U1 27.12.2007
Titel Feinstaubfilter für Kleinfeuerungsanlagen für nachwachsende Rohstoffe
Anmelder Kalz, Roland, 01983 Großräschen, DE
Vertreter Patentanwaltskanzlei Gerald Haschick, 03046 Cottbus
DE-Aktenzeichen 202007010369
Date of advertisement in the Patentblatt (Patent Gazette) 27.12.2007
Registration date 22.11.2007
Application date from patent application 26.07.2007
IPC-Hauptklasse B01D 46/24(2006.01)A, F, I, 20070726, B, H, DE
IPC-Nebenklasse B01D 46/46(2006.01)A, L, I, 20070726, B, H, DE   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen Feinstaubfilter für Kleinfeuerungsanlagen für nachwachsende Rohstoffe, wie zum Beispiel Getreidekörner, Pellets aus Getreidestroh oder anderen Pflanzenteilen, bei denen während der Verbrennung ein großer Staubgehalt im Rauchgas anfällt.

Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Filtersysteme, wie Absetzkammern und Fliehkraftabscheider, Elektrofilter, Nassabscheider bzw. Filteranlagen mit textilen und metallischen Filtermedien bekannt. Es kann bei diesen bekannten Filteranlagen mehr oder weniger eine Staubpartikelfilterung durchgeführt werden, welche aber in manchen Verfahrensweisen nicht den Anforderungen entspricht. Als Nachteil der gegebenen Filteranlagen ist in jedem Fall der hohe Kostenaufwand für den entsprechenden Aufbau und die Inbetriebnahme der Filteranlagen durch zusätzliche Energiekosten und hohe Kosten bei der Realisierung, insbesondere bei Elektrofiltern für größere Anlagen, zu sehen. Diese Nachteile des Standes der Technik werden durch die Erfindung gemäß der Zielsetzung und Aufgabenstellung negiert.

Ziel der Erfindung ist es, einen Feinstaubfilter für kleine Feuerungsanlagen für nachwachsende Rohstoffe zu finden, bei dem ein einfacher Aufbau und ein positiver Kosten-Nutzen-Effekt sich darstellen.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Feinstaubfilter für Kleinfeuerungsanlagen für nachwachsende Rohstoffe zu realisieren, wobei in Abhängigkeit der Rauchgastemperatur aus der Kleinfeuerungsanlage eine Steuerung der Rauchgasführung innerhalb des Feinstaubfilters ausgeführt wird.

Die Erfindung wird nachstehend gemäß dem Patentanspruch 1 und seinen Unteransprüchen dargestellt.

Daraus folgt,

  • – dass ein Feinstaubfilter einer Verbrennungsanlage nachgeschaltet ist und im Feinstaubfilter eine Bypassklappe die Rauchgasführung über Filterpatronen in Abhängigkeit der Rauchgastemperatur festlegt,
  • – dass die Bypassklappe, Öffnung a, bei Unterschreitung der Taupunkttemperatur des Rauchgases geschlossen ist und das Rauchgas über den Rohrstutzen Filtereingang über die Bypassklappe, Öffnung b, und den Rauchgaskanal hin zum Rohrstutzen Filterausgang strömt,
  • – dass bei einem Normalbetrieb der Feuerungsanlage das Rauchgas durch die Öffnung a und über die Filterpatronen hin zum Rohrstutzen Filterausgang strömt,
  • – dass die Bypassklappe oberhalb des Feinstaubfilters angeordnet ist, wobei die Bypassklappe die Rauchgasführung durch zwei Öffnungen a und b der Rauchgasführung in den oberen Filterpatronenbereich hin zu den Filterpatronen oder ohne Durchführung des Rauchgases über die Filterpatronen durch einen Rauchgaskanal hin zum Rohrstutzen Filterausgang steuert,
  • – dass die Steuerung der Bypassklappe motorbetrieben mit dem Elektroschaltkasten verbunden ist und die Steuersignale über Rauchgastemperaturmessung an dem Filtereingang entstehen.

Die erfinderische Leistung der diesseitig beschriebenen Erfindung liegt darin begründet, dass in der Kombination mehrerer Komponenten aus der Filtertechnik und deren Einsatz bei Kleinfeuerungsanlagen realisiert ist.

In den Feuerungsanlagen ist durch die Nutzung dieser Filteranlage eine Verbrennung von nachwachsenden Rohstoffen, wie Getreidekörner, Pellets aus Getreidestroh oder anderen Pflanzenteilen, bei denen während der Verbrennung ein großer Staubgehalt im Rauchgas anfällt, möglich.

Durch Gestaltung der Filteranlage ist ein kontinuierlicher Heizbetrieb ohne Unterbrechung gewährleistet. Besonderer Vorteil ist, dass durch den Einsatz einer Bypassklappe die Filterpatronen nicht mehr mit Konzentrat beaufschlagt werden. Dieses wird mit Hilfe der Ansteuerung der Bypassklappe, die bei Unterschreitung der Taupunkttemperatur öffnet, realisiert. Es ist somit nicht erforderlich, die Rauchgastemperatur bei Unterschreiten des Taupunktes mit einem elektrischen Heizstab oder anderen Erwärmungsmöglichkeiten zu erhöhen. Damit wird die Standzeit der Filterpatronen wesentlich verlängert und ein Verkleben der Filterpatronen verhindert.

Weiterhin ist es möglich, Filterpatronen aus einem Edelstahlgewebe bzw. aus einem teflonbeschichteten Gewebe zu verwenden.

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel beschrieben. Dazu ist eine

1 Feinstaubfilter

ausgeführt.

Aus der 1 ist der funktionelle Aufbau des Feinstaubfilters 10 ersichtlich. Die Filteranlage besteht aus einem doppelwandigen, isolierten Metallgehäuse, in dem die Filterpatronen 1 zur Abscheidung der Staubbestandteile aus dem Rauchgas eines Festbrennstoffkessels für Biomassebrennstoffe verwendet werden. Der Feinstaubfilter 10 ist einer kleinen Verbrennungsanlage nachgeschaltet. Der aus der Verbrennungsanlage austretende staubbeladene Abgasstrom wird direkt über den Rohrstutzen Filtereingang 3 in die Filteranlage eingeleitet. Bei der Verbrennung im Volllast- und Teillastbetrieb, wobei die Rauchgastemperatur des in die Filteranlage eintretenden Abgases oberhalb des Taupunktes liegt, ist die Bypassklappe 4, Öffnung b geschlossen, und die Abgase gelangen über die Rauchgasführung Bypass geschlossen durch die Öffnung a in den Filterraum.

Dort erfolgt an den Außenseiten der Filterpatronen 1 die Staubabscheidung, wobei die Filterpatronen 1 aus Edelstahlgewebe bestehen. Als Filter können auch teflonbeschichtete plissierte Gewebefilter zum Einsatz kommen, wobei die Temperatur bis 180 °C eingegrenzt ist, wogegen bei den verwendeten Edelstahlgeweben als Filterpatronen eine höhere Temperaturbeständigkeit bis zu 400 °C möglich ist. Die kontinuierliche Abreinigung der Filterpatronen 1 geschieht über Druckluftstöße durch die Rohre 2. Diese Abreinigung erfolgt entweder zeitabhängig oder wenn ein vorgegebener Differenzdruck (Filterverschmutzungsgrad) erreicht ist. Durch die Druckluftimpulse über die Rohre 2 wird der Staubkuchen, der sich an den Außenseiten der Filterpatronen 1 gebildet hat, abgelöst.

Die Steuerung erfolgt über eine dafür applizierte Steuereinheit, die die Druckluft durch öffnen der entsprechenden Magnetventile für die Abreinigung freigibt. Dieser Staub wird in dem Staubsammelbehälter 6 aufgefangen, welcher manuell entleert werden muss. Alternativ ist auch ein gesteuerter Staubaustrag möglich. Unterschreitet die Rauchgastemperatur den Taupunkt, während des An- und Abfahrens der Heizungsanlage bzw. im Gluterhaltungsbetrieb, wird die Öffnung a geschlossen, und die Abgase werden durch die Öffnung b und über den Rauchgaskanal 11 hin zum Rohrstutzen Filterausgang 5 mit Hilfe eines Radialventilators in den Kamin eingeleitet. Der Radialventilator ist an dem Rohrstutzen Filterausgang 5 angeschlossen. Der Radialventilator wird mit einem Frequenzumrichter geregelt. Als Regelgröße dient der vom Kesselhersteller vorgegebene Unterdruck, der am Filtereingangsstutzen 3 gemessen wird.

Für die Umschaltung der Bypassklappe 4 dient die ebenfalls im Filtereingangsstutzen 3 gemessene Rauchgastemperatur. Mit der dafür entwickelten Steuereinheit wird ein Stellmotor angesteuert, der entsprechend der gemessenen Rauchgastemperatur die Bypassklappe 4 öffnet bzw. schließt. Besonderheit dieser Bypassklappe 4 ist die gezielte Rauchgasführung, entweder über die Filterpatronen 1 oder direkt über den Rauchgaskanal 11 in den Kamin, in Abhängigkeit von der Rauchgastemperatur. Alle Elektroanschlüsse und Schalteinrichtungen sind im Schaltkasten 7 untergebracht.

1
Filterpatronen
2
Druckluftrohre mit Magnetventile
3
Rohrstutzen Filtereingang
4
Bypassklappe
5
Rohrstutzen Filterausgang/Anschluss Radialventilator
6
Staubsammelbehälter
7
Elektroschaltkasten
10
Feinstaubfilter
11
Rauchgaskanal
a
Rauchgasführung Bypass offen a
b
Rauchgasführung Bypass offen b


Anspruch[de]
Feinstaubfilter für Kleinfeuerungsanlagen für nachwachsende Rohstoffe, bei denen bei der Verbrennung ein großer Staubgehalt im Rauchgas anfällt, dadurch gekennzeichnet, dass ein Feinstaubfilter (10) einer Verbrennungsanlage nachgeschaltet ist und im Feinstaubfilter (10) eine Bypassklappe (4) die Rauchgasführung über Filterpatronen (1) in Abhängigkeit der Rauchgastemperatur festlegt. Feinstaubfilter nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Bypassklappe (4), Öffnung (a), bei Unterschreitung der Taupunkttemperatur des Rauchgases geschlossen ist und das Rauchgas über den Rohrstutzen Filtereingang (3) über die Bypassklappe (4), Öffnung (b), und den Rauchgaskanal (11) hin zum Rohrstutzen Filterausgang (5) strömt. Feinstaubfilter nach den Ansprüchen 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Normalbetrieb der Feuerungsanlage die Öffnung (a) geöffnet ist und das Rauchgas über die Filterpatronen (1) hin zum Rohrstutzen Filterausgang (5) strömt. Feinstaubfilter nach einem der oben genannten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Bypassklappe (4) im oberen Bereich des Feinstaubfilters (10) angeordnet ist, wobei die Bypassklappe (4) die Rauchgasführung durch zwei Öffnungen der Rauchgasführung in den unteren Bereich des Feinstaubfilters (10) hin zu den Filterpatronen (1) oder ohne Durchführung des Rauchgases über die Filterpatronen (1) durch einen Rauchgaskanal (11) hin zum Rohrstutzen Filterausgang (5) steuert. Feinstaubfilter nach einem der oben genannten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung der Bypassklappe (4) motorbetrieben mit dem Elektroschaltkasten (7) verbunden ist und die Steuersignale über Rauchgastemperaturmessung an dem Filtereingang (3) entstehen.






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