Die Erfindung betrifft ein Filterelement zur Heißgasfiltration, mit zumindest einem sich in Umfangsrichtung erstreckenden gefalteten Filtermedium und zumindest einem Fügekörper.

Ferner betrifft die Erfindung eine Heißgasfiltrationsanlage mit einer Mehrzahl von Filterelementen zur Heißgasfiltration.

Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Filterelements zur Heißgasfiltration.

In einer Vielzahl von Anwendungsbereichen ist es erforderlich, heiße Prozess oder Verbrennungsgase, welche mit Partikeln beladen sind, zu filtern, um die Partikel aus einem Gasstrom zu entfernen. Insbesondere bei großtechnischen Anlagen werden in diesem Zusammenhang vergleichsweise lange Filterschläuche eingesetzt, welche überein textiles temperaturbeständiges Filtermedium verfügen. Das Filtermedium entsprechender Filterschläuche ist dabei üblicherweise verschweißt oder vernäht. Aufgrund der glatten zylindrischen Form des Filtermediums sind häufig Filterschläuche von mehreren Metern Länge erforderlich, um eine beabsichtigte Heißgasfiltration umsetzen zu können. Entsprechende Filterschläuche benötigen folglich einen vergleichsweise großen Bauraum und sind aufwendig zu montieren und zu warten. Bei einer Impulsabreinigung sind außerdem große Luftmengen pro Druckimpuls erforderlich, sodass die Betriebskosten einer entsprechenden Anlage vergleichsweise hoch sind. Zur Reduzierung des erforderlichen Bauraums können kompakte Filterelemente mit gefalteten Filtermedien eingesetzt werden. Dies führt üblicherweise auch zu einer vereinfachten Montage und zu kürzeren Stillstandzeiten bei einem Filterwechsel. Außerdem kann bei der Impulsabreinigung eine erhebliche Menge an Spülluft eingespart werden, sodass es zu einer Senkung der Betriebskosten kommt. In diesem Zusammenhang besteht jedoch das Problem, dass die Fügeverbindung zwischen dem gefalteten Filtermedium und dem Deckel oder Boden des Filterelements für Hochtemperaturanwendungen bisher thermisch nicht ausreichend belastbar ist. Die zum Verkleben des gefalteten Filtermediums mit dem Deckel oder dem Boden des Filterelements eingesetzten Polyurethankleber können die bei einer Impulsabreinigung auftretenden thermischen, chemischen und mechanischen Beanspruchungen auf Dauer nicht aushalten.

Um auf eine entsprechende Verklebung verzichten zu können, schlägt die Druckschrift WO 2015/160608 A1 ein Filterelement vor, dessen Endkappe aus einem temperaturbeständigen Silikonmaterial ausgebildet. Bei diesen und anderen Lösungen zum Befestigen von gefalteten Filtermedien für die Heißgasfiltration besteht jedoch das Problem, dass eine vergleichsweise große Menge an temperaturbeständigen Silikonmaterial erforderlich ist, um das gefaltete Filtermedium über die Silikonendkappe zu befestigen. Ferner ist eine filterspezifische Silikonendkappe erforderlich, sodass die in Niedertemperaturanwendungen eingesetzten Filterdeckel und Filterböden nicht verwendet werden können.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht somit darin, die Heißgasfiltration mit einem Filterelement zu ermöglichen, welches auf Basis von Filterelementkomponenten aus anderen Anwendungsbereichen vergleichsweise kostengünstig herstellbar ist.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Filterelement der eingangs genannten Art, wobei ein stirnseitiger Endabschnitt des Filtermediums des erfindungsgemäßen Filterelements mittels eines silikonhaltigen Klebstoffs mit dem Fügekörper verklebt ist. Die Erfindung macht sich die Erkenntnis zunutze, dass durch die Verwendung eines silikonhaltigen Klebstoffs Fügekörper, beispielsweise Filterdeckel oder Filterböden, eingesetzt werden können, welche auch in Filterelementen aus anderen Anwendungsbereichen verbaut werden. Das erfindungsgemäße Filterelement kann also als Schlauchersatzelement für Hochtemperaturanwendungen zum Einsatz kommen. Aufgrund der Faltung des Filtermediums kann das Filterelement etwa zweidrittel kürzer als ein Schlauchfilter ausgeführt werden, ohne dass es zu einer Reduzierung der Filterfläche kommt. Durch die kompaktere Bauform des Filterelements ergibt sich auch eine vereinfachte Montage, sodass Stillstandzeiten beim Filterwechsel verkürzt werden. Entsprechende Filterelemente können außerdem bei bestehenden Heißgasfiltrationsanlagen nachgerüstet werden. Durch die kompakte Bauform des Filterelements ist außerdem eine wesentliche geringere Menge an Spülluft beim Reinigen des Filterelements erforderlich, als dies bei Schlauchfiltern der Fall ist. Durch die Einsparung von Spülluft verursacht eine entsprechende Heißgasfiltrationsanlage wesentlich niedrigere Betriebskosten. Beim Neubau von Heißgasfiltrationsanlagen können außerdem deutlich kompaktere Filtergehäuse geplant werden, sodass die Material- und Baukosten gesenkt werden.

Ein entsprechendes Verkleben des Filtermediums mit dem Fügekörper war bei Hochtemperaturanwendungen aufgrund mangelnder T emperaturbeständigkeit der eingesetzten Klebstoffe bisher nicht möglich. Der silikonhaltige Klebstoff des erfindungsgemäßen Filterelements ist auch in Hochtemperaturanwendungen, d. h. bei Prozesstemperaturen oberhalb von 160 Grad Celsius und Höchsttemperaturen von bis zu 300 Grad Celsius ersetzbar. Der silikonhaltige Klebstoff bleibt auch bei Temperaturen oberhalb von 160 Grad Celsius ausreichend flexibel, um Stöße von mehreren tausend Abreinigungsimpulsen beschädigungsfrei aufnehmen zu können.

Das Filtermedium ist vorzugsweise aus einem Fasermaterial ausgebildet. Das Fasermaterial des Filtermediums kann im trockenen Zustand eine Zähigkeit bzw. Festigkeit im Bereich von 35 cN / tex bis 40 cN / tex, insbesondere eine Zähigkeit bzw. Festigkeit von 38 cN / tex aufweisen. Ferner kann das Fasermaterial des Filtermediums eine Reißdehnung im Bereich von 25% bis 35%, insbesondere eine Reißdehnung von 30% aufweisen. Vorzugsweise ist das Fasermaterial des Filtermediums derart ausgebildet, dass es während 15 Minuten bei 240° C eine Schrumpfung von weniger als 4%, insbesondere eine Schrumpfung von weniger als 3% erfährt. Die Dichte des Fasermaterials des Filtermediums liegt vorzugsweise in einem Bereich von 1,3 g / cm ³ bis 1,5 g / cm ³ , insbesondere liegt die Dichte bei 1,41 g / cm ³ : Vorzugsweise ist das Fasermaterial des Filtermediums derart ausgebildet, dass es bei 60% rel. Feuchte und 20° C eine

Feuchtigkeitszunahme im Bereich von 2% bis 4%, insbesondere eine Feuchtigkeitszunahme von 3%, erfährt. Das Filtermedium kann ein P84-

Filtermedium oder ein P84-HT-Filtermedium sein. Ferner kann das Filtermedium neben Fasern aus Polyimid (PI), Fasern aus Polytetrafluorethylen (PTFE) und/oder Glasfasern umfassen. Das Filtermedium kann zur Stabilisierung ein stützendes Drahtgewebe umfassen, oder eine temperaturbeständige Imprägnierung aufweisen. Ferner kann das Filtermedium durch thermische Vorbehandlung stabilisiert sein.

Der Fügekörper des Filterelements kann ein Filterdeckel oderein Filterboden sein. Ferner kann der Fügekörper aus Metall oder einer Metalllegierung ausgebildet sein. Der Fügekörper kann ferner aus verzinktem Material ausgebildet sein. Insbesondere ist der Fügekörper aus Edelstahl ausgebildet. Das Filterelement kann ferner eine innenliegende Stützstruktur aufweisen, wobei das Filtermedium um die innenliegende Stützstruktur umläuft. Vorzugsweise ist die innenliegende Stützstruktur als Innendom des Filterelements ausgebildet.

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Filterelements weist der Fügekörper einen zumindest abschnittsweise umlaufenden

Aufnahmespalt auf, in welchem der mit dem Fügekörper verklebte stirnseitige Endabschnitt des Filtermediums und/oder der silikonhaltige Klebstoff angeordnet ist. Die den Aufnahmespalt begrenzende Bewandung des Fügekörpers kann einen U-förmigen Querschnitt aufweisen. Die den Aufnahmespalt begrenzende Bewandung des Fügekörpers weist vorzugsweise eine dem Filtermedium zugewandte Bodenfläche, eine sich von der Bodenfläche senkrecht nach oben erstreckende und zumindest teilweise umlaufende Innenbewandung und/oder eine sich von der Bodenfläche senkrecht nach oben erstreckende und zumindest teilweise umlaufende Außenbewandung auf. Die Innenbewandung und die Außenbewandung umlaufen vorzugsweise eine gemeinsame Mittelachse. Bei der Herstellung des Filterelements wird der Klebstoff im fließfähigen Zustand in den Aufnahmespalt appliziert, bevor der stirnseitige Endabschnitt des Filtermediums in den Aufnahmespalt eingesetzt wird oder nachdem der stirnseitige Endabschnitt des Filtermediums in den Aufnahmespalt eingesetzt wurde.

In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Filterelements umfasst der Fügekörper eine Bodenfläche, welche stirnseitig von dem Filtermedium angeordnet ist. Eine Stirnfläche des Filtermediums ist mittels des silikonhaltigen Klebstoffs mit der Bodenfläche des Fügekörpers verklebt. Der silikonhaltige Klebstoff befindet sich vorzugsweise zwischen der Bodenfläche des Fügekörpers und der Stirnfläche des Filtermediums. Insbesondere bildet der silikonhaltige Klebstoff eine Klebstoffschicht aus, welche zwischen der Bodenfläche des Fügekörpers und der Stirnfläche des Filtermediums angeordnet ist.

Darüber hinaus ist ein erfindungsgemäßes Filterelement vorteilhaft, bei welchem der Fügekörper eine zumindest teilweise umlaufende Außenbewandung umfasst, welche um den stirnseitigen Endabschnitt des Filtermediums umläuft. Sich in dem stirnseitigen Endabschnitt befindende Faltensegmente des Filtermediums sind vorzugsweise mittels des silikonhaltigen Klebstoffs mit einer dem Filtermedium zugewandten Fläche der Außenbewandung des Fügekörpers verklebt. Der silikonhaltige Klebstoff befindet sich vorzugsweise in Zwischenräumen zwischen aufeinanderfolgenden bzw. benachbarten Faltungen des Filtermediums. Dadurch, dass sich der silikonhaltige Klebstoff in Zwischenräumen zwischen Faltungen des Filtermediums befindet, wird die Kontaktfläche zwischen Klebstoff und Filtermedium vergrößert, wodurch die Haftwirkung und somit die Belastbarkeit der Klebstoffverbindung weiter erhöht wird.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Filterelements nähert sich die dem Filtermedium zugewandte Fläche der Außenbewandung in Axialrichtung dem Filtermedium an. In Axialrichtung verändert sich vorzugsweise der Abstand zwischen der dem Filtermedium zugewandten Fläche der Außenbewandung des Fügekörpers und dem

Filtermedium. Die dem Filterelement zugewandte Fläche der Außenbewandung läuft beispielsweise kegelstumpfartig auf den Fügekörper zu. Die

Außenbewandung kann sich in Axialrichtung verjüngen. Vorzugsweise ergibt sich ein Hinterschnitt, welcher den Fügekörper zusätzlich an dem Filtermedium sichert, sodass eine sichere Verbindung auch bei starker Beanspruchung und Überlast gewährleistet wird.

Es ist außerdem ein erfindungsgemäßes Filterelement vorteilhaft, bei welchem der Fügekörper eine zumindest teilweise umlaufende Innenbewandung umfasst, welche sich entlang der Innenkontur des stirnseitigen Endabschnitts des Filtermediums erstreckt. Sich in dem stirnseitigen Endabschnitt befindende Faltensegmente des Filtermediums sind vorzugsweise mittels des silikonhaltigen Klebstoffs mit einer dem Filtermedium zugewandten Fläche der Innenbewandung des Fügekörpers verklebt. Der silikonhaltige Klebstoff befindet sich vorzugsweise in Zwischenräumen zwischen aufeinanderfolgenden bzw. benachbarten Faltungen des Filtermediums.

In einerweiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Filterelements nähert sich die dem Filtermedium zugewandte Fläche der Innenbewandung in Axialrichtung dem Filtermedium an. In Axialrichtung verändert sich folglich der Abstand zwischen der dem Filtermedium zugewandten Fläche der Innenbewandung des Fügekörpers und dem Filtermedium. Die dem Filtermedium zugewandte Fläche der Innenbewandung läuft beispielsweise kegelstumpfartig auf das Filtermedium zu. Die Innenbewandung kann sich in Axialrichtung verjüngen. Es ergibt sich vorzugsweise ein Hinterschnitt, welcher den Fügekörper zusätzlich an dem Filtermedium sichert, sodass eine sichere Verbindung auch bei starker Beanspruchung und Überlast gewährleistet wird.

In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Filterelements weist der Fügekörper einen sich in Radialrichtung erstreckenden und zumindest teilweise umlaufenden Fixiersteg auf, an welchem der silikonhaltige Klebstoff anliegt oder welcher in den silikonhaltigen Klebstoff eingebettet ist. Durch den Fixiersteg wird eine zumindest teilweise umlaufende Haftkammer für den Klebstoff geschaffen. Die Haftkammer sorgt für eine Vergrößerung der Kontaktfläche zwischen Fügekörper und Klebstoff und somit für eine Steigerung der Festigkeit der Klebstoffverbindung. Der Fixiersteg sorgt für eine mechanische Verklemmung des Klebstoffs und wirkt als Anschlagskörper für den getrockneten Klebstoffkörper. Der Fixiersteg kann sich von einer umlaufenden Außenbewandung radial nach innen erstrecken. Der Fixiersteg kann sich von einer umlaufenden Innenbewandung radial nach außen erstrecken. Der Fügekörper kann einen oder mehrere innere Fixierstege und/oder einen oder mehrere äußere Fixierstege aufweisen, wobei ein innerer Fixiersteg und ein äußerer Fixiersteg beispielsweise gegenüberliegend angeordnet sein können. Alternativ können ein innerer Fixiersteg und ein äußerer Fixiersteg in voneinander beabstandeten Ebenen verlaufen. Ein oder mehrere Fixierstege können integrale Bestandteile der Innenbewandung des Fügekörpers sein. Ein oder mehrere Fixierstege können integrale Bestandteile der Außenbewandung des Fügekörpers sein. Der eine oder die mehreren Fixierstege können jeweils einen Hinterschnitt erzeugen, welcher den Fügekörper zusätzlich an dem Filtermedium sichert, sodass eine sichere Verbindung auch bei starker Beanspruchung und Überlast gewährleistet wird. Ein Fixiersteg kann auch über eine separate Fixierscheibe oder Fixierplatte des Fügekörpers realisiert sein. Der Fügekörper kann einteilig oder mehrteilig ausgebildet sein. In einer weiteren Ausführungsform weist das erfindungsgemäße Filterelement einen ersten Fügekörper und einen zweiten Fügekörper auf. Ein erster endseitiger Endabschnitt des Filtermediums ist vorzugsweise mittels des silikonhaltigen Klebstoffs mit dem ersten Fügekörper verklebt. Ein zweiter stirnseitiger Endabschnitt des Filtermediums ist vorzugsweise mittels des silikonhaltigen Klebstoffs mit dem zweiten Fügekörper verklebt. Ein Fügekörper kann eine Ausnehmung aufweisen, durch welche Heißgas, dass von der Rohgasseite des Filterelements durch das Filtermedium auf die Reingasseite des Filterelements geströmt ist, aus dem Filterelement ausgeleitet werden kann. Ein Fügekörper kann als Deckel ausgebildet sein, welcher dazu eingerichtet ist, eine Öffnung des Filtermediums in einem stirnseitigen Endabschnitt derart zu verschließen, dass ein Einströmen von ungefiltertem Heißgas von der Rohgasseite auf die Reingasseite des Filterelements durch die Öffnung des Filtermediums vermieden wird. Zwischen dem ersten Fügekörper und dem zweiten Fügekörper können zur Stabilitätssteigerung temperaturstabile Metallschellen, Edelstahlkabelbinder oder Metallbänder, welche um das Filtermedium umlaufen, angeordnet sein.

Es ist außerdem ein erfindungsgemäßes Filterelement vorteilhaft, welches ein erstes Filtermedium und ein zweites Filtermedium aufweist. Ein stirnseitiger Endabschnitt des ersten Filtermediums ist auf einer ersten Seite des Fügekörpers mittels des silikonhaltigen Klebstoffs mit dem Fügekörper verklebt. Ein stirnseitiger Endabschnitt des zweiten Filtermediums ist auf einer zweiten Seite des Fügekörpers mittels des silikonhaltigen Klebstoffs mit dem Fügekörper verklebt. Der Fügekörper dient folglich als Verbindungsglied zum Verbinden von zwei Filtermedien. Der Fügekörper weist also einen Doppelflansch zur Aufnahme von zwei Filtermedien auf. Der Fügekörper kann in diesem Fall einteilig oder mehrteilig sein. Wenn der Fügekörper mehrteilig ausgebildet ist, ist vorzugsweise ein erstes Fügekörperteil mit einem stirnseitigen Endabschnitt eines ersten Filtermediums verklebt und ein zweites Fügekörperteil ist mit einem stirnseitigen Endabschnitt eines zweiten Filtermediums verklebt. Die Fügekörperteile können aneinander befestigte oder miteinander gefügte Endscheiben sein. Die Fügekörperteile können miteinander verschweißt, miteinander verklebt oder mechanisch gefügt sein. Insbesondere sind die Fügekörperteile dicht schließend miteinander verbunden. Das Filterelement kann weitere Fügekörper und Filtermedien aufweisen, welche mittels des silikonhaltigen Klebstoffs miteinander verbunden sind. Der Fügekörper weist vorzugsweise eine Ausnehmung auf, welche die Innenbereiche des ersten und des zweiten Filtermediums miteinander verbindet. Übereinen entsprechenden Fügekörper können Filterelemente mit Überlänge und sogenannte Stack-Filter realisiert werden. In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Filterelements umfasst der silikonhaltige Klebstoff Polysiloxan. Insbesondere ist der Klebstoff ein Polysiloxanklebstoff. Polysiloxanklebstoffe bleiben auch bei Temperaturen oberhalb von 160 Grad Celsius flexibel, sodass eine Beschädigung oder Beeinträchtigung der Klebstoffverbindung auch bei Hochtemperaturanwendungen vermieden wird. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Filterelements weist der silikonhaltige Klebstoff eine Shore-Härte A zwischen 35 und 60 auf. Der Klebstoff weist vorzugsweise eine Shore-Härte A von 50 auf. Ferner weist der silikonhaltige Klebstoff vorzugsweise eine Bruchdehnung zwischen 200 % und 450 % auf. Insbesondere weist der silikonhaltige Klebstoff eine Bruchdehnung von 300 % auf. Die Zugfestigkeit des silikonhaltigen Klebstoffs liegt beispielsweise zwischen 2,0 und 3,0 N/mm ² . Insbesondere liegt die Zugfestigkeit des Klebstoffs bei 2,6 N/mm ² .

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird ferner durch eine Heißgasfiltrationsanlage der eingangs genannten Art gelöst, wobei ein Filterelement, mehrere oder sämtliche Filterelemente der erfindungsgemäßen Heißgasfiltrationsanlage nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ausgebildet sind. Hinsichtlich der Vorteile und Modifikationen der erfindungsgemäßen Heißgasfiltrationsanlage wird zunächst auf die Vorteile und Modifikationen des erfindungsgemäßen Filterelements verwiesen.

Die Heißgasfiltrationsanlage kann eine Druckimpuls-Reinigungsfunktion aufweisen. Die Filterelemente der Heißgasfiltrationsanlage verlaufen vorzugsweise parallel zueinander und sind beabstandet voneinander angeordnet.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird ferner durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, wobei im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens ein fließfähiger silikonhaltiger Klebstoff in einen Applikationsbereich eines Fügekörpers appliziert wird und ein stirnseitiger Endabschnitt eines sich in Umfangsrichtung erstreckenden gefalteten Filtermediums in den Applikationsbereich des Fügekörpers eingesetzt wird. Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens wird vorzugsweise ein Filterelement nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen hergestellt. Hinsichtlich der Vorteile und Modifikationen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird somit zunächst auf die Vorteile und Modifikationen des erfindungsgemäßen Filterelements verwiesen. Der Klebstoff kann vor, während und/oder nach dem Einsetzen des stirnseitigen Endabschnitts des Filtermediums in den Applikationsbereich in den Applikationsbereich appliziert werden. Nach dem Einsetzen des stirnseitigen Endabschnitts des Filtermediums in den Applikationsbereich bzw. nach dem Applizieren des Klebstoffs in den Applikationsbereich härtet der silikonhaltige Klebstoff aus und fügt das Filtermedium mit dem Fügekörper. Die sich in dem Applikationsbereich befindenden Oberflächen können vor der Applikation des Klebstoffs gereinigt, entfettet, beschichtet und/oder aufgeraut werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erstreckt sich der Applikationsbereich entlang eines zumindest abschnittsweise umlaufenden Aufnahmespalts des Fügekörpers. Der fließfähige silikonhaltige Klebstoff wird folglich in den Aufnahmespalt des Fügekörpers appliziert. Der Aufnahmespalt wird vorzugsweise von einer umlaufenden Innenbewandung und/oder von einer umlaufenden Außenbewandung begrenzt. Somit wird ein unbeabsichtigtes Abfließen des fließfähigen Klebstoffs nach dessen Applikation in den Applikationsbereich effektiv vermieden.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird beim Einsetzen des stirnseitigen Endabschnitts des Filtermediums in den Applikationsbereich des Fügekörpers in dem Applikationsbereich vorhandener Klebstoff derart von dem Filtermedium verdrängt, dass dieser in Zwischenräume zwischen benachbarte Faltungen des Filtermediums fließt. Die Kontaktfläche zwischen dem Klebstoff und dem Filtermedium wird somit vergrößert und die Belastbarkeit und Festigkeit der späteren Klebstoffverbindung gesteigert. Auch nach dem Einsetzen des Filtermediums befindet sich eine Menge an Klebstoff zwischen einer Stirnfläche des Filtermediums und einer Bodenfläche des Fügekörpers.

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird beim Einsetzen des stirnseitigen Endabschnitts des Filtermediums in den Applikationsbereich des Fügekörpers in dem Applikationsbereich vorhandener Klebstoff derart von dem Filtermedium verdrängt, dass dieser in eine zumindest teilweise umlaufende Haftkammer fließt, sodass sich in der Haftkammer ein zumindest teilweise umlaufender Klebstoffkragen ergibt. Der ausgehärtete Klebstoffkragen sorgt für eine Verklemmung des Filtermediums in dem Fügekörper, sodass die Belastbarkeit der Klebstoffverbindung weiter gesteigert wird. Durch die Haftkammer wird außerdem die Kontaktfläche zwischen dem Fügekörper und dem Klebstoff vergrößert, wodurch die Haftwirkung weiter verbessert wird.

Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert und beschrieben. Dabei zeigen: Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Filterelementes in einer schematischen Schnittdarstellung;

Fig. 2 einen Fügekörper eines erfindungsgemäßen Filterelements in einer schematischen Schnittdarstellung;

Fig. 3 einen weiteren Fügekörper eines erfindungsgemäßen Filterelements in einer schematischen Schnittdarstellung;

Fig.4 einen weiteren Fügekörper eines erfindungsgemäßen Filterelements in einer schematischen Schnittdarstellung;

Fig. 5 einen weiteren Fügekörper eines erfindungsgemäßen Filterelements in einer schematischen Schnittdarstellung; Fig. 6 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Filterelementes in einer schematischen Schnittdarstellung; und

Fig. 7 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen

Heißgasfiltrationsanlage in einer schematischen Darstellung.

Die Fig. 1 zeigt ein Filterelement 10, welches für die Filtration von Heißgas geeignet ist. Folglich eignet sich das Filterelement 10 zur Filtration von Gasen mit Temperaturen von mehr als 160 Grad Celsius. Das Filterelement 10 weist ein sich in Umfangsrichtung erstreckendes gefaltetes Filtermedium 12 auf, welches eine Rohgasseite 16 von einer Reingasseite 18 trennt. Das Filtermedium 12 kann aus einem Fasermaterial ausgebildet sein. Beispielsweise ist das Filtermedium 12 ein P84-Filtermedium oder ein P84-HT- Filtermedium. Das Filtermedium 12 kann Fasern aus Polyimid (PI), Fasern aus Polytetrafluorethylen (PTFE) und/oder Glasfasern umfassen. Ferner kann das Filtermedium ein stützendes Drahtgewebe aufweisen und/oder eine temperaturbeständige Imprägnierung umfassen.

Das Filtermedium 12 ist zwischen zwei Fügekörpern 14a, 14b angeordnet, wobei die Fügekörper 14a, 14b aus Metall oder einer Metalllegierung ausgebildet sein können. Der Fügekörper 14a ist eine untere Endscheibe. Der Fügekörper 14b ist eine obere Endscheibe. Die Fügekörper 14a, 14b weisen jeweils einen umlaufenden Aufnahmespalt 22a, 22b auf. In dem Aufnahmespalt 22a des Fügekörpers 14a ist ein stirnseitiger Endabschnitt 20a des Filtermediums 12 angeordnet. In dem Aufnahmespalt 22b des Fügekörpers 14b ist ein stirnseitiger Endabschnitt 20b des Filtermediums 12 angeordnet. Die stirnseitigen Endabschnitte 20a, 20b des Filtermediums 12 sind mittels eines silikonhaltigen Klebstoffs 24a, 24b mit den Fügekörpern 14a, 14b verklebt. Der silikonhaltige Klebstoff 24a befindet sich in dem umlaufenden Aufnahmespalt 22a des Fügekörpers 14a. Der silikonhaltige Klebstoff 24b befindet sich in dem umlaufenden Aufnahmespalt 22b des Fügekörpers 14b. Der silikonhaltige Klebstoff 24a, 24b ist somit ein Polysiloxanklebstoff. Ferner weist der silikonhaltige Klebstoff 24a, 24b eine Shore-Härte A zwischen 35 und 60, eine Bruchdehnung zwischen 200 % und 450 % und eine Zugfestigkeit zwischen 2,0 und 3,0 N/mm ² auf. Der silikonhaltige Klebstoff 24a, 24b ist auch bei Temperaturen oberhalb von 160 Grad Celsius ausreichend flexibel, um Stöße von mehreren tausend Abreinigungsimpulsen beschädigungsfrei aufnehmen zu können. Somit kann das dargestellte Filterelement 10 in einer Heißgasfiltrationsanlage 100 mit einer Druckimpuls-Reinigungsfunktion eingesetzt werden. Eine den Aufnahmespalt 22a begrenzende Bewandung 26a des Fügekörpers 14a und eine den Aufnahmespalt 22b begrenzende Bewandung 26b des Fügekörpers 14b weisen jeweils einen U-förmigen Querschnitt auf. Die Bewandungen 26a, 26b der Fügekörper 14a, 14b weisen jeweils eine dem Filtermedium 12 zugewandte Bodenfläche 28a, 28b auf. Senkrecht von den Bodenflächen 28a, 28b erstreckt sich jeweils eine Innenbewandung 34a, 34b und eine Außenbewandung 32a, 32b. Die Innenbewandungen 34a, 34b und die Außenbewandungen 32a, 32b umlaufen eine gemeinsame Mittelachse X. Eine Stirnfläche 30a des Filtermediums 12 ist mittels des silikonhaltigen Klebstoffs 24a mit der Bodenfläche 28a des Fügekörpers 14a verklebt. Eine Stirnfläche 30b des Filtermediums 12 ist mittels des silikonhaltigen Klebstoffs 24b mit der Bodenfläche 28b des Fügekörpers 14b verklebt. Zwischen den Bodenflächen 28a, 28b der Fügekörper 14a, 14b und den Stirnflächen 30a, 30b des Filtermediums 12 befindet sich jeweils eine silikonhaltige Klebstoffschicht.

Die Außenbewandungen 32a, 32b laufen um die stirnseitigen Endabschnitte 20a, 20b des Filtermediums 12 um. Die Innenbewandungen 34a, 34b erstrecken sich entlang einer Innenkontur der stirnseitigen Endabschnitte 20a, 20b des Filtermediums 12. Die sich in den stirnseitigen Endabschnitten 20a, 20b befindenden Faltensegmente des Filterelements 12 sind mittels des silikonhaltigen Klebstoffs 24a, 24b mit dem Filtermedium 12 zugewandten Flächen der Außenbewandungen 32a, 32b und mit dem Filtermedium 12 zugewandten Flächen der Innenbewandungen 34a, 34b der Fügekörper 14a, 14b verklebt. Der silikonhaltige Klebstoff 24a, 24b befindet sich außerdem in Zwischenräumen zwischen benachbarten Faltungen des Filtermediums 12. Der Fügekörper 14a weist mehrere sich in Radialrichtung erstreckende umlaufende Fixierstege 36a- 36c auf. Der Fügekörper 14b weist ebenfalls mehrere sich in Radialrichtung erstreckende umlaufende Fixierstege 38a-38c auf. Die Fixierstege 36a-36c, 38a- 38c sind in den silikonhaltigen Klebstoff 24a, 24b eingebettet. Durch die Fixierstege

36a-36c, 38a-38c werden umlaufende Haftkammern 48a, 48b für den Klebstoff 24a, 24b geschaffen. Die Fixierstege 36a, 36b erstrecken sich von der umlaufenden Innenbewandung 34a radial nach außen. Der Fixiersteg 36c erstreckt sich von der umlaufenden Außenbewandung 32a radial nach innen. Die Fixierstege 38a, 38b erstrecken sich von der umlaufenden Innenbewandung 34b radial nach außen. Der Fixiersteg 38c erstreckt sich von der umlaufenden Außenbewandung 32b radial nach innen. Der Fügekörper 14a weist also zwei innere Fixierstege 36a, 36b und einen äußeren Fixiersteg 36c auf. Der Fügekörper 14b weist ebenfalls zwei innere Fixierstege 38a, 38b und einen äußeren Fixiersteg 38c auf. Die Fixierstege 36a-36c, 38a-38c sorgen für eine mechanische Verklemmung des Klebstoffs 24a, 24b und wirken als Anschlagskörper zur Umsetzung eines Axialanschlags. Die Fixierstege 36a-36c sind integrale Bestandteile der Bewandung 26a des Fügekörpers 14a. Die Fixierstege 38a-38c sind integrale Bestandteile der Bewandung 26b des Fügekörpers 14b. Über die Fixierstege 36a-36b, 38a-38c werden Hinterschnitte erzeugt, welche die Fügekörper 14a, 14b zusätzlich an dem Filtermedium 12 sichern, sodass eine sichere Verbindung auch bei starker Beanspruchung und Überlast gewährleistet wird.

Der Fügekörper 14b weist eine Ausnehmung 40b auf, durch welche Heißgas, das von der Rohgasseite 16 des Filterelements 10 durch das Filtermedium 12 auf die Reingasseite 18 des Filterelements 10 geströmt ist, aus dem Filterelement 10 ausgeleitet werden kann. Der Fügekörper 14a ist als Deckel ausgebildet, welcher dazu eingerichtet ist, eine zentrale Öffnung des Filtermediums 12 im Bereich des stirnseitigen Endabschnitts 20a derart zu verschließen, dass ein Einströmen von ungefiltertem Heißgas von der Rohgasseite 16 auf die Reingasseite 18 des Filterelements 10 durch die Öffnung des Filtermediums 12 vermieden wird.

Die Fig. 2 zeigt einen einteiligen und aus Metall ausgebildeten Fügekörper 14 mit einer Bewandung 26. Die dem Filtermedium (nicht dargestellt) zugewandte Fläche der Außenbewandung 32 nähert sich in Axialrichtung dem Filtermedium 12 an. In Axialrichtung verändert sich also der Abstand zwischen der dem Filtermedium 12 zugewandten Fläche der Außenbewandung 32 des Fügekörpers 14 und dem Filtermedium 12. Die dem Filtermedium 10 zugewandte Fläche der Außenbewandung 32 läuft von der Bodenfläche 28 kegelstumpfartig auf den Fügekörper 14 zu. Es ergibt sich ein Hinterschnitt, welcher den Fügekörper 14 zusätzlich an dem Filtermedium 12 sichert, sodass eine sichere Verbindung auch bei starker Beanspruchung und Überlast gewährleistet wird.

Zum Herstellen eines Filterelements 10 wird fließfähiger silikonhaltiger Klebstoff in einen Applikationsbereich 42 des Fügekörpers 14 appliziert und eine stirnseitiger Endabschnitt eines sich in Umfangsrichtung erstreckenden gefalteten Filtermediums 12 wird in den Applikationsbereich 42 des Fügekörpers 14 eingesetzt. Der Applikationsbereich 42 erstreckt sich entlang eines umlaufenden Aufnahmespalts 22 des Fügekörpers 14.

Die Fig. 3 zeigt einen mehrteiligen Fügekörper 14 mit einem Basiskörper 44 und einer mit dem Basiskörper 44 verbundenen Fixierscheibe 46. Der Basiskörper 44 und die Fixierscheibe 46 können miteinander verschraubt, verschweißt oder auf eine andere Art miteinander verbunden sein. Die Fixierscheibe 46 weist in einem radialen Außenbereich eine nach oben gebogene Materialkante auf. Zwischen der nach oben gebogenen Materialkante der Fixierscheibe 46 und der Bewandung 26 des Basiskörpers 44 erstreckt sich eine umlaufende Haftkammer 48, in welche zum Befestigen eines Filtermediums 12 ebenfalls Klebstoff appliziert werden kann. Alternativ oder zusätzlich zu der Direktapplikation von Klebstoff in die Haftkammer 48 kann der Klebstoff auch durch Materialverdrängung beim Einsetzen des Filtermediums 12 in den Applikationsbereich 42 in die Haftkammer 48 fließen. Der Klebstoff in der Haftkammer 48 bildet einen umlaufenden Klebstoffkragen aus, welcher zu einer weiteren Steigerung der Belastbarkeit der Klebstoffverbindung führt.

Die Fig. 4 zeigt einen Fügekörper 16, bei welchem die umlaufende Innenbewandung 34 einen umlaufenden Fixiersteg 36 aufweist. In Kombination mit der schräg nach innen gerichteten Außenbewandung 32 ergibt sich ein innenseitiger Hinterschnitt und ein außenseitiger Hinterschnitt, wobei beide Hinterschnitte zur Aufnahme von silikonhaltigem Klebstoff vorgesehen sind. Durch die Hinterschnittkonstruktion kommt es zu einer zusätzlichen Verklemmung des Klebstoffs innerhalb des Aufnahmespalts 22. Die Fig. 5 zeigt einen Fügekörper, bei welchem sich die dem Filtermedium 12 zugewandte Fläche der Innenbewandung 34 in Axialrichtung dem Filtermedium (nicht dargestellt) annähert. Die Außenbewandung 32 und die Innenbewandung 34 sind folglich in Richtung des Aufnahmespalts 22 gekippt, sodass sich erneut ein innenseitiger Hinterschnitt und ein außenseitiger Hinterschnitt ergibt. Die Hinterschnitte sorgen für eine Verklemmung des Klebstoffs innerhalb des Aufnahmespalts 22. Die Fig. 6 zeigt ein Filterelement 10, welches als sogenannter Stack-Filter ausgebildet ist. Das Filterelement 10 weist drei Fügekörper 14a-14c und zwei Filtermedien 12a, 12b auf. Das Filtermedium 12a ist zwischen den Fügekörpern 14a, 14b angeordnet. Das Filtermedium 12b ist zwischen den Fügekörpern 14b, 14c angeordnet.

Der stirnseitige Endabschnitt 20a des Filtermediums 12a befindet sich in einem Aufnahmespalt 22a des Fügekörpers 14a und ist mittels des silikonhaltigen Klebstoffs 24a mit dem Fügekörper 14a verklebt. Der stirnseitige Endabschnitt 20b des Filtermediums 12a befindet sich in einem Aufnahmespalt 22b des Fügekörpers 14b und ist mittels des silikonhaltigen Klebstoffs 24b mit dem Fügekörper 14b verklebt. Der stirnseitige Endabschnitt 20c des Filtermediums 12b befindet sich in einem Aufnahmespalt 22c des Fügekörpers 14b und ist mittels des silikonhaltigen Klebstoffs 24c mit dem Fügekörper 14b verklebt. Der stirnseitige Endabschnitt 20d des Filtermediums 12b befindet sich in einem Aufnahmespalt 22d des Fügekörpers 14c und ist mittels des silikonhaltigen Klebstoffs 24d mit dem Fügekörper 14c verklebt.

Der stirnseitige Endabschnitt 20b des Filtermediums 12a ist auf einer ersten Seite des Fügekörpers 14b mit diesem verklebt und der stirnseitige Endabschnitt 20c des Filtermediums 12b ist auf einer zweiten Seite des Fügekörpers 14b mit diesem verklebt. Der Fügekörper 14b dient folglich als Verbindungsglied zum Verbinden von zwei Filtermedien 12a, 12b. Der Fügekörper 14b weist eine Ausnehmung 40b auf, welche die Innenbereiche der Filtermedien 12a, 12b miteinander verbindet. Über entsprechende Fügekörper 14a-14c können also Filterelemente 10 mit Überlänge realisiert werden. Der Fügekörper 14c weist eine Ausnehmung 40c auf, durch welche gefiltertes Heißgas aus dem Filterelement 10 ausgeleitet werden kann.

Die Fig. 7 zeigt eine Heißgasfiltrationsanlage 100 mit mehreren Filterelementen 10a-10e. Die Filterelemente 10a-10e sind für die Heißgasfiltration ausgelegt. Das mit Partikeln beladene Heißgas strömt über den Rohgaseinlass 102 in die Heißgasfiltrationsanlage 100 hinein. Die Filtration erfolgt durch die Filterelemente 10a-10e, welche von dem Heißgas durchströmt werden. Das gefilterte Heißgas verlässt die Heißgasfiltrationsanlage 100 durch den Reingasauslass 104.

Die Heißgasfiltrationsanlage 100 weist mehrere Abreinigungseinrichtungen 106a- 106e auf, über welche eine Druckimpuls-Reinigungsfunktion umsetzbar ist. Über die Abreinigungseinrichtungen 106a-106e kann Druckluft impulsartig von der Reingasseite aus in die Filterelemente 10a-10e eingeleitet werden. Die an den Filtermedien der Filterelemente 10a-10e anhaftenden Partikel, welche zuvor aus dem Heißgasstrom herausgefiltert wurden, werden durch die Druckluftimpulse von den Filtermedien der Filterelemente 10a-10e gelöst und können über den Trichter 108 aus der Heißgasfiltrationsanlage 100 entfernt werden.

Die Filtermedien der Filterelemente 10a-10e sind jeweils übereinen silikonhaltigen Klebstoff in dem jeweiligen Filterelement 10a-10e verklebt.

Bezugszeichen

10, 10a-10e Filterelemente 12, 12a, 12b Filtermedien 14, 14a-14c Fügekörper

16 Rohgasseite 18 Reingasseite

20a-20d Endabschnitte 22, 22a-22d Aufnahmespalten 24a-24d Klebstoff 26, 26a, 26b Bewandungen 28, 28a, 28b Bodenflächen 30a, 30b Stirnflächen 32, 32a, 32b Außenbewandungen 34, 34a, 34b Innenbewandungen

36, 36a-36c Fixierstege 38a-38c Fixierstege 40b, 40c Ausnehmungen 42 Applikationsbereich 44 Basiskörper

46 Fixierscheibe

48, 48a, 48b Haftkammern

100 Heißgasfiltrationsanlage 102 Rohgaseinlass

104 Reingasauslass

106a-106e Abreinigungseinrichtungen

108 T richter X Mittelachse