Die Erfindung betrifft einen rahmenlosen, plattenförmigen Filtrationskörper, insbeson¬ dere zur Filtration von flüssigen Medien, mit außen liegenden Filterschichten aus wenigstens einer Lage Membranmaterial.

Zur Partikelabtrennung aus Flüssigkeiten sind Filtersysteme bekannt, die mit rotieren¬ den Filterscheiben, mit Filtrationskapillaren oder -röhren oder mit Filterplatten arbeiten, welche in die zu reinigende Flüssigkeit eingetaucht werden. In der Regel werden dabei mehrere Filterkörper zu einem Filtrationsmodul zusammengefasst. Allen Systemen ist gemein, dass zur Filtration der Flüssigkeit dünne Filtrationsmembranen eingesetzt wer¬ den, die auf der Filtratseite eine Unterkonstruktion zur Ableitung des Filtrats aufweisen. Der für die Filtration erforderliche Differenzdruck wird durch Absauguπg des Filtrates erzeugt. Der Filterkörper sowie die Filtermembranen müssen daher eine ausreichende Stabilität aufweisen, um diesem Druck standzuhalten.

Die mechanische Stabilität ist zudem Voraussetzung für eine gleichmäßige Filtrations¬ leistung des Filterkörpers. Sie gewährleistet eine gleichmäßige Differenzdruckverteilung über die Filtrationsmembran, sowie eine effektive Ableitung des Filtrats bei geringem Druckverlust. Mit der Baugröße des Filterkörpers steigen auch die Anforderungen an seine Biegefestigkeit.

Es sind Filtrationsmodule bekannt, bei denen mehrere Filterplatten mit Abstand zuein¬ ander, parallel ausgerichtet in einem Gehäuse oder auf eine Tragplatte angeordnet werden. Ein gattungsgemäßes Filtrationsmodul wird in der EP 0 602 560 B1 beschrie¬ ben. Die Filterplatten werden von einer innen liegenden, biegesteifen Halteplatte aus Kunstharz stabilisiert. Zwischen der außenseitigen Filtermembran und der Halteplatte sind zudem Abstandsstücke angeordnet, um einen Hohlraum für die Ableitung des Filtrats zu schaffen.

Eine andere Ausführungsform einer in ein Filtrationsmodul einsetzbaren, biegesteifen Filterplatte wird in der DE 199 10 974 A1 beschrieben. Hier liegen die Filtermembranen

auf einem geschlossenen Rahmen auf. Der Rahmen soll, wie die vorgenannte Halte¬ platte aus Kunstharz, stabilisierend wirken und darüber hinaus über den von dem Rah¬ men eingeschlossenen Freiraum die Ableitung des Filtrates auch ohne Abstandshalter ermöglichen.

Der Einsatz von biegesteifen Rahmen oder Platten als Unterkonstruktion hat einen hohen Materialaufwand, sowie ein hohes Gewicht der Filterplatte zufolge. Werden zudem in die Oberfläche stabilisierender Platten Ausnehmungen zur Ableitung des Filtrats eingearbeitet, ist auch ein hoher Fertigungsaufwand gegeben, denn die Her¬ stellung erfolgt üblicherweise im aufwendigen Kunststoff-Spritzgussverfahren. Zudem sind derartige Platten nur in geringen Baugrößen herstellbar.

Die EP 0 591 117 A1 schlägt vor, anstelle einer schweren Platte oder eines Rahmens einen so genannten „Spacer" als Unterkonstruktion einzusetzen. Der Spacer besteht bei der beschriebenen Filterplatte aus kreuzförmig übereinander liegenden Schnüren, die eine Gitterstruktur bilden, wodurch einerseits den Filtermembranen Zugfestigkeit verlie¬ hen, andererseits über die Hohlräume der Gitterstruktur das Filtrat abgeführt werden soll. Die Biegesteifigkeit dieser Filterplatte ist jedoch begrenzt.

Aus der DE 202 07 359 U1 ist eine selbsttragende Filterplatte bekannt, bei der als Spacer ein Gewebe aus Garnen, Filamenten oder Drähten, hergestellt aus Polymeren oder Metallen eingesetzt wird. Um die Biegesteifigkeit zu erhöhen, wird der Verbund aus Filtermembran/Spacer/Filtermembran zudem gefaltet. Die vollflächige Auflage der Filtermembranen auf dem Spacer trägt einerseits zur Stabilität der Filterplatte bei, ande¬ rerseits jedoch behindert sie die Reinigung der Filtermembranen von filtrations- hemmenden Ablagerungen. Bei der Reinigung wird Gas unterhalb der eingetauchten Filtrationseinrichtung eingetragen, sowie über Propeller oder Pumpen eine höhere Strömungsgeschwindigkeit im Bereich der Membranoberfläche erzeugt. Eine effektive Reinigung der Filtermembranen von den Ablagerungen erfordert jedoch, dass sich die Filtermembranen in dem Flüssigkeitsstrom zumindest begrenzt bewegen können.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Filtrationskörper ohne die vor¬ genannten Nachteile zu schaffen, der insbesondere eine hohe Biegesteifigkeit aufweist, eine effektive Filtratableitung ermöglicht und zudem als großformatige Platte bei gerin¬ gem Materialverbrauch und Gewicht einfach herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird durch einen Filtrationskörper nach Anspruch 1 gelöst, bei dem erfindungsgemäß zwischen den außen liegenden Filterschichten mindestens eine Schicht angeordnet ist, die zumindest auf einer Seite, vorzugsweise auf beiden Seiten mehrere, über die Oberfläche verteilte und zueinander beabstandete Erhebungen auf¬ weist, deren Stirnflächen eine Kontaktfläche für eine weitere, vorzugsweise füssigkeits- durchlässige Schicht bilden. Eine solche Konstruktion ist einfach aufgebaut und preis¬ wert in der Herstellung und ermöglicht eine gleichmäßige Filtrationsleistung durch eine gleichmäßige Differenzdruckverteilung.

Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Filterkörpers werden in den Unteransprü¬ chen beschrieben.

So weist vorzugsweise die weitere flüssigkeitsdurchlässige Schicht mehrere, insbeson¬ dere äquidistant über die gesamte Fläche verteilte Durchbrechungen auf, die in einer Ausführungsform der Erfindung zumindest im wesentlichen kreisrund sind, einen Durchmesser zwischen 0,1 mm und 5 mm aufweisen und/oder einen Mittenabstand von 2 bis 50 mm besitzen.

Die Erhebungen können einen kreisrunden, ovalen oder polygonen Querschnitt besit¬ zen.

Die genannte Schicht sowie die weitere flüssigkeitsdurchlässige Schicht bestehen aus Kunststoff, wobei insbesondere Polypropylen bevorzugt wird.

Nach einer konkreten Ausführungsform weist wenigstens eine Oberfläche der Schicht eine regelmäßige Struktur aus Erhebungen und Vertiefungen auf, wobei die Erhebun¬ gen vorzugsweise einen kreisrunden, ovalen oder polygonalen Querschnitt besitzen.

Die noppenartigen Erhebungen sind weiterhin bevorzugt außenseitig abgeflacht, so dass sie eine ebene Anlagefläche bilden. Die Anlageflächen sind zur Anlage der weite¬ ren Schicht und/oder der Filterschicht geeignet. Bei großformatigen Filterkörpem oder anderen Filterkörpern mit hohen Anforderungen an die Biegesteifigkeit, können die weitere Schicht und/oder die Filterschicht im Bereich der Anlageflächen durch geeig¬ nete Verbindungsmittel oder durch Verpressen oder Verschweißen punktuell mit der genannten Schicht verbunden werden . Die Anlageflächen ermöglichen auch den Ver¬ bund von zwei oder mehr Schichten mit den gleichen noppenartigen Erhebungen. Die Schicht und die weitere Schicht bestehen vorzugsweise aus Kunststoff, insbesondere aus Polypropylen.

In einer weiteren Ausführungsform wird auf die Schicht mit den Öffnungen eine flüssig¬ keitsdurchlässige Gaze zur Unterstützung der Filtratableitung aufgelegt. Auf die Gaze folgt die Filterschicht bestehend aus wenigstens einer Lage Membranmaterial.

Bevorzugt ist auch die Ausführungsform, bei der wenigstens eine zugfeste flüssigkeits¬ durchlässige Gaze die weitere Schicht zwischen Filtermembran und der Schicht bildet. Auf die Schicht mit den Öffnungen wird hierbei verzichtet.

Zur Abdichtung der Randbereiche des plattenförmigen Filterkörpers wird die außen¬ liegende Filterschicht dort mit wenigstens einer weiteren Schicht und/oder der genann¬ ten Schicht durch Verpressen, Verkleben, Verschweißen oder Verfüllen verbunden, so dass der Randbereich ganz oder zumindest teilweise flüssigkeitsdicht ist. Vorzugsweise ist im Randbereich wenigstens eine Öffnung zur Ableitung des Filtrats vorgesehen. Die ansonsten flüssigkeitsdichte Ausführung der Randbereiche verhindert, dass ungerei¬ nigte Flüssigkeit in den Filterkörper gelangen kann.

Das Membranmaterial der Filterschicht besteht bevorzugt aus Polyphenol, Polyether- sulfon, Polyvinylidenfluorid, Polyamid, Polyetherimid, Celluloseacetat, Polyolefin oder Fluorpolymer.

Mehrere hintereinander angeordnete und zueinander beabstandete plattenförmige Fil¬ terkörper der gleichen Ausführungsform bilden ein Filtrationsmodul, wobei die einzelnen Filterkörper zur Lagestabilisierung miteinander vergossen werden und/oder in einen Halter eingesetzt werden. Die Filtratableitung erfolgt über ein gemeinsames Filtrat- sammelsystem, an welches jeder einzelne Filterkörper über die Öffnung bzw. Öffnun¬ gen im Randbereich angeschlossen wird. Beim Verguss der Platten ist der Einzel- anschluss der Filterkörper an das Filtratsammelsystem entbehrlich. Die plattenförmigen Filterkörper werden zunächst zu einem Plattenstapel zusammengefasst, in einen Plat¬ tenhalter mit einem Filtratsammelsystem eingesetzt und anschließend mit Kunstharz vergossen.

Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Filterkörpers sind in den folgenden Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 bis 5 unterschiedliche Schichtenaufbauten eines rahmenlosen, plattenförmigen Filterkörpers im Auschnitt

Fig. 6 und 7 ein Filtrationsmodul mit mehreren rahmenlosen, plattenförmigen

Filterkörpern

In Fig. 1 ist ein Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Filterkörpers 10 dargestellt mit einem Schichtenaufbau bestehend aus einer zentral angeordneten Folie aus Kunststoff als Schicht 12, die beidseitig Noppen 15 als Erhebungen aufweist, wobei auf beiden Seiten der Schicht 12 jeweils eine weitere Schicht 13, 14 aus Kunststoff angeordnet ist, die Öffnungen 16 zur Weiterleitung des Filtrats in die Schicht 12 besitzt. Auf die Schichten 13, 14 folgt eine Lage einer flüssigkeitsdurchlässigen Gaze 20, die wiederum von der Filterschicht 17 bestehend aus einer Lage Membranmaterial 19 abgedeckt wird. In den Randbereichen 18 wird der plattenförmige Filterkörper verpresst, verschweißt oder verklebt, so dass er dort flüssigkeitsdicht ist.

Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Filterkörpers, der für den Einsatz bei geringeren Flussleistungen geeignet ist. Der Aufbau entspricht wei- testgehend dem Filterkörper nach Fig. 1 , jedoch wird hier auf die Lage einer flüssig- keitsduchlässigen Gaze 20 zur Unterstützung der Filtratableitung verzichtet.

Der in Fig. 3 dargestellte Schichtenaufbau zeigt eine weitere vereinfachte Ausfüh¬ rungsform. Bei kleinen Baugrößen, bei denen die Anforderungen an die Biegesteifigkeit des Filterkörpers entsprechend gering sind, werden Filterkörper eingesetzt, die lediglich aus zwei Schichten 22, 23 bestehen, von denen eine Schicht einseitig Noppen 15 auf¬ weist und die Drainageschicht bildet, die andere Schicht, die im Bereich der Noppen fest mit der erfindungsgemäßen Schicht verbunden ist, besitzt Öffnungen 16. Darüber liegt wiederum eine flüssigkeitsdurchlässige Gaze 20 entsprechend der Ausführung nach Fig. 1 , gefolgt von der Filterschicht 17 aus einer Lage Membranmaterial 19.

Der in Fig. 4 dargestellte Schichtenaufbau eignet sich für Filterkörper, an die besonders hohe Anforderungen an die Biegesteifigkeit gestellt werden, wie beispielsweise bei besonders große Bauformen. Hierzu werden vier Drainageschichten 25 aus Noppen¬ folie übereinander angeordnet und über die Noppen fest miteinander verbunden. Darüber folgt eine weitere Schicht 22 mit Öffnungen 16, abschließend die Filter¬ schicht 17 bestehend aus einer Lage Membranmaterial 19.

Fig. 5 zeigt einen ähnlichen Aufbau eines plattenförmigen Filterkörpers wie Fig. 1. Die beiden Schichten 13, 14 mit den Öffnungen 16 werden hier jedoch durch eine Lage zugfeste und flüssigkeitsdurchlässige Gaze 26 ersetzt. Diese verleiht dem Filterkörper ausreichend Stabilität, so dass eine weitere Lage einer flüssigkeitsdurchlässigen Gaze 20 gemäß Fig. 1 entfallen kann. Die Gaze 26 wird unmittelbar von der Filter¬ schicht 17 abgedeckt.

Alle beschriebenen Ausführungsformen lassen sich zu Filtationsmodulen 30 zusammenfassen, wie beispielsweise in Fig. 6 dargestellt. Mehrere Filterkörper 31 glei¬ cher Bauart und gleicher Größe werden mit Abstand hintereinander angeordnet und parallel ausgerichtet, so dass die Filterschichten 17 von der zu reinigenden Flüssigkeit

gleichmäßig umströmt werden können. Die parallele Ausrichtung gewährleistet zudem eine effektive Reinigung der Filtermembranen, wenn hierzu Gas unterhalb der Filterkör¬ per in die Flüssigkeit eingetragen wird. Zur Lagestabilisierung der Filterkörper werden diese seitlich von Halteplatten 34 eingefasst, auf denen die Leitungen eines Filtrat- sammelsystems 33 quer zur Filterebene geführt werden. Der Anschluss der Drainage- schicht der Filterkörper an die Filtratsammelleitungen erfolgt über Öffnungen 32 im Randbereich der plattenförmigen Körper, der ansonsten flüssigkeitsdicht ausgebildet ist.

Fig. 7 zeigt einen beispielhaften Schichtenaufbau eines erfindungsgemäßen Filterkör¬ pers 31 im Zusammenhang mit den weiteren Bestandteilen eines Filtrationsmoduls 30.