DE19923502C1 - Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung des Abscheidegrades einer in Betrieb befindlichen Filteranordnung - Google Patents

Abstract

Bei einem Verfahren zur Bestimmung des Abscheidegrades einer im Betrieb befindlichen Filteranordnung zur Abscheidung von Aerosolen aus einem Gasvolumenstrom wird in Strömungsrichtung des Gasvolumenstroms betrachtet vor der Filteranordnung die Partikelkonzentration c 1 des Rohgases und in Strömungsrichtung des Gasvolumenstromes hinter der Filteranordnung die Partikelkonzentration c 2 des Reingases gemessen. Aus den beiden vorgenannten Konzentrationen wird der Abscheidegrad A nach der Formel DOLLAR A A = 1 - DOLLAR I1 bestimmt. Um Aussagen über lokale Schwankungen in der Filtereffizienz sowie über eventuelle Undichtigkeiten des Dichtsitzes treffen zu können, wird vorgeschlagen, die Aufnahme eines Teilvolumenstroms des Reingases mittels eines Absaugelements durchzuführen, das während eines vollständigen Meßvorgangs mindestens den gesamten Strömungsquerschnitt überstreicht. Ferner wird eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens vorgeschlagen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung des Abscheidegrades einer in Betrieb und/oder in ihrer Einbauposition befindlichen Filteranordnung zur Abscheidung von Aeroso­ len aus einem Gasvolumenstrom, wobei in Strömungsrichtung des Gasvolumenstroms be­ trachtet vor der Filteranordnung die Partikelkonzentration c₁ des Rohgases und in Strömungs­ richtung des Gasvolumenstroms betrachtet hinter der Filteranordnung die Partikelkonzentrati­ on c₂ des Reingases gemessen und aus den beiden vorgenannten Konzentrationen der Ab­ scheidegrad A nach der Formel

bestimmt wird. Des weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des vorgenannten Verfahrens.

Mit dem eingangs beschriebenen Verfahren sollen in Betrieb und/oder in ihrer Einbauposition befindliche Filteranordnungen auch nach ihrem Einbau regelmäßig auf ihre Funktionsfähig­ keit überprüft werden. Eine Überprüfung ist deshalb von Bedeutung, weil mit Hilfe derartiger Filteranordnungen oft gefährliche Bestandteile aus Abgasen entfernt werden sollen, bei­ spielsweise in der Kerntechnik, oder die Einhaltung besonderer Reinraumbedingungen, wie zum Beispiel im Gesundheitswesen oder bei der Halbleiterproduktion, sichergestellt werden soll. Die Filteranordnungen bestehen in der Regel aus einer Mehrzahl von Filterelementen, die bankweise oder wandartig nebeneinander angeordnet werden. Auch ist die Parallelschal­ tung mehrerer Filterbänke oder Filterwände möglich. Die Filterelemente besitzen häufig die Form eines Quaders oder Zylinders. Sie werden nach ihrer Produktion im Herstellerwerk ei­ ner gründlichen Qualitätskontrolle unterzogen, so daß zu diesem Zeitpunkt die Erreichung eines von der Filteranordnungsbauart abhängigen Abscheidegrades gewährleistet werden kann. Derartige Filterelemente haben unter Umständen eine recht hohe Nutzungsdauer, wes­ halb nach einer gewissen Zeit seit ihrem Einbau zuverlässige Aussagen über die Filtereffi­ zienz, den Filterdichtsitz und die Filterintegrität ohne besondere Überprüfung nicht getroffen werden können.

Aus der DE 44 00 963 C2 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überwachung des Zu­ standes von Filteranordnungen bekannt, die in einem fluiddurchströmten Kanal angeordnet sind. Aus einer Messung des Staubgehalts des Fluid in dem auf der Reinseite der Filteranord­ nungen gelegenen Rein-Teil des Kanals, wird ein sogenanntes Filterdefektsignal gewonnen. Um eine individuelle Überwachung des Zustandes einzelner Filteranordnungen, das heißt zum Beispiel einzelner Filter oder einzelner Filtertaschen, zu ermöglichen, so daß nicht nur ein bevorstehender Defekt der Filtervorrichtung insgesamt vorhergesehen, sondern gleichzei­ tig auch die für diesen Defekt verantwortliche einzelne Filteranordnung oder Gruppe von Fil­ teranordnungen erkannt werden kann, wird vorgeschlagen, daß die Filteranordnungen - oder mehrere aus einem Teil der Filteranordnungen gebildete Gruppen von Filteranordnungen - bei ununterbrochenem, weiterlaufendem Fluidstrom jeweils während eines bestimmten Zeitraums abgereinigt werden und für jeden Zeitraum ein mittleres Filterdurchlaßsignal aus dem Staub­ gehalt des Reinfluidstroms gewonnen wird. Dieses mittlere Filterdurchlaßsignal wird den während dieses Zeitraums gereinigten Filteranordnungen bzw. Gruppen von Filteranordnun­ gen zugeordnet. Des weiteren wird die Größe der Filterdurchlaßsignale als Maß für das Er­ fordernis einer Auswechslung der zugeordneten Filteranordnung - bzw. Gruppe von Filteran­ ordnungen - verwendet. Eine zweifelsfreie Zuordnung der Größe der Filterdurchlaßsignale zu den gerade abgereinigten Filteranordnungen ist jedoch kaum möglich.

Die DE 42 26 146 A1 offenbart des weiteren eine Vorrichtung zum Filtern von heißen, staub­ beladenen Gasen, in der hohle Filterelemente innerhalb eines Filtergehäuses gruppenweise angeordnet sind. Jede Filtergruppe ist über eine Zuführungsleitung und eine Reingasleitung mit einer außerhalb des Filtergehäuses angeordneten Reingassammelleitung verbunden. Die Zuführungsleitungen sind einzeln aus dem Filtergehäuse herausgeführt. In dem außerhalb des Filtergehäuses liegenden Teil jeder Zuführungsleitung und/oder Reingasleitung ist eine Meß­ einrichtung zur Bestimmung der Reingaskonditionen angeordnet, über die ein in jeder Zufüh­ rungsleitung angeordnetes Abwehrorgan gesteuert wird. Auf diese Weise soll frühzeitig ein Schaden an den Filterelementen lokalisiert und der Eintritt von Rohgas in das Reingas ver­ mieden werden. Der Bauaufwand ist bei dieser Vorrichtung sehr groß.

Bei Anlagen, die Aerosole aus Rohgasvolumenströmen ausfiltern, erfolgt eine Online- Überwachung der in Betrieb befindlichen Filteranordnungen in einfacher Weise oft auch da­ durch, daß ein Vergleich der Partikelkonzentrationen, die in Strömungsrichtung betrachtet vor und hinter der Filteranordnung entnommen werden, durchgeführt wird. Die Entnahme der in einer Meßeinrichtung zu analysierenden Probenvolumenströme erfolgt dabei gewöhnlich in einiger Entfernung von der Filteranordnung an einer meist zentralen Stelle des Strömungs­ querschnitts.

Aus dem Prospekt "Schwebstoffiltergehäuse" der Firma H. Krantz GmbH & Co., Luft- und Wärmetechnik, ist des weiteren eine Methode bekannt, bei der eine Filterdichtheits- und Dichtsitzprüfung nach dem sogenannten Ölfadentest durchgeführt wird. Diese Überprüfung erfolgt während des Betriebs der Filteranordnungen, wobei in Strömungsrichtung vor der Fil­ teranordnung mit Hilfe eines tragbaren Ölnebelerzeugers ein Prüfmedium in Form eines Öl­ nebels in den zu filternden Volumenstrom eingeführt wird. In dem Filtergehäuse befindet sich ein Prüffenster, durch das die Filteranordnung und deren Dichtsitz auf der Reinluftseite gut eingesehen werden können. Undichtigkeiten im Filtermedium oder der Abdichtung zeigen sich im Licht einer Prüflampe, mit der durch das Prüffenster in das Innere des Filtergehäuses geleuchtet wird, deutlich als weiße Ölfäden vor dem dunklen Hintergrund der Gehäuseinnen­ wand.

Obwohl sich das vorbeschriebene Prüfverfahren über Jahrzehnte in der Praxis bestens be­ währt hat, sucht man heute nach Möglichkeiten, quantitative Aussagen über die Wirksamkeit von in Betrieb befindlichen Filteranordnungen zu machen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einerseits ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und andererseits eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 10 zur Bestimmung des Abscheidegrades einer in Betrieb und/oder in ihrer Einbauposition be­ findlichen Filteranordnung zur Abscheidung von Aerosolen aus einem Gasvolumenstrom vorzuschlagen, mit dem bzw. der sich eine ständige Überwachung der Filteranordnung durch­ führen und dabei quantitative Aussagen über den Abscheidegrad treffen lassen.

Ausgehend von einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art wird diese Aufgabe erfin­ dungsgemäß einerseits dadurch gelöst, daß die Aufnahme eines Teilvolumenstroms des Rein­ gases mittels eines Absaugelements erfolgt, das während eines vollständigen Meßvorgangs den gesamten Strömungsquerschnitt überstreicht. Andererseits wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die zweite Entnahmeeinrichtung ein Absaugelement ist, das mit seinem Eintritts­ querschnitt über den gesamten Strömungsquerschnitt verfahrbar ist.

Da die gesamte Querschnittsfläche von dem Absaugelement überstrichen und somit sämtliche Stromlinien des Reingases erfaßt werden, stützt sich die Auswertung nicht lediglich wie beim Stand der Technik auf einen kleinen und unveränderlichen Bereich des Strömungsquer­ schnitts. Auch bei inhomogener Konzentrationsverteilung kann auf diese Weise der tatsächli­ che Mittelwert der Konzentration gemessen werden.

Um unmittelbare Rückschlüsse auf einzelne Filterelemente ziehen zu können, ist es vorteil­ haft, wenn das Absaugelement in geringem Abstand von einer Reingasaustrittsebene der Fil­ teranordnung bewegt wird. Sofern die Möglichkeit besteht, in Strömungsrichtung möglichst dicht hinter dem Filterelement das Absaugelement anzuordnen, läßt sich nicht nur eine Aus­ sage über die durchschnittliche Wirksamkeit der gesamten Filteranordnung treffen, sondern es lassen sich auch über die Rohgasaustrittsebene lokale Schwankungen in der Filtereffizienz feststellen. So können beispielsweise örtlich eng umgrenzte Undichtigkeiten ebenso festge­ stellt werden wie eine Leckage im Bereich einer Seite des Dichtsitzes, sofern das Absaugele­ ment auch Bereiche außerhalb des eigentlichen Abströmquerschnitts des Reingases über­ streicht.

Das erfindungsgemäße Prüfverfahren arbeitet somit nach Art eines Scanning-Verfahrens, bei dem der gesamte Abströmquerschnitt des Filterelements nacheinander von einem lediglich eine vergleichsweise kleine Querschnittsfläche aufweisenden Absaugelement abgefahren wird. Bei hinreichend geringer Scan-Geschwindigkeit in Verbindung mit einer ausreichend schnellen Meßtechnik lassen sich auf diese Weise lokale Abscheidegrade der Filterelemente in quantitativer Weise bestimmen. Eine Integration dieser lokalen Abscheidegrade über nie gesamte Querschnittsfläche der Filteranordnung ergibt den durchschnittlichen Abscheidegrad des Filterelements.

Als besonders vorteilhaft ist es dabei anzusehen, wenn das Absaugelement linear - insbe­ sondere mit konstanter Geschwindigkeit - bewegt wird. Sofern die Aufnahme des zu messen­ den Teilvolumenstroms des Reingases in das Absaugelement isokinetisch erfolgt und das Ab­ saugelement den Abströmquerschnitt nur wenig versperrt, kommt es zu keiner Störung des typischen Strömungsbildes des Filterelements, auch wenn die Abströmseite von dem Absaug­ element in dichtem Abstand überfahren wird. Die isokinetische Absaugung zeichnet sich da­ durch aus, daß die Austrittsgeschwindigkeit des Reingases aus dem Filterelement mit der Ein­ trittsgeschwindigkeit des Prüfvolumenstroms in das Absaugelement übereinstimmt.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß ein an einer Dichtung des Fil­ terelements vorbeitretender ungefilterter Volumenstrom in bestimmten Stellungen des Ab­ saugelements von diesem aufgenommen wird. Eine Überprüfung der Funktionsfähigkeit des Filterdichtsitzes läßt sich bei einem schienenförmigen Absaugelement zum einen dadurch erzielen, daß die Schiene länger als die diesbezügliche Länge des Filterelementquerschnitts ist, und zum anderen dadurch, daß der Verfahrweg der Schiene zwischen deren Endstellungen größer ist als die in diese Richtung zu messende Breite des Filterelementquerschnitts.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens gemäß der Erfindung besteht darin, daß die von mehreren Absaugelementen oder von strömungstechnisch getrennten Sektionen eines Absaugelements aufgenommenen Teilvolumenströme nacheinander und getrennt voneinander einer Meßeinrichtung zugeführt werden.

Eine solche Verfahrensweise ist insbesondere bei Anordnungen von Filterelementen zu Fil­ terwänden sinnvoll, da die bei einer ungeteilten Ausführung eines einzigen Absaugelements online zu analysierenden Volumenströme für gebräuchliche Meßgeräte zu groß wären und das Orten einer eventuellen Leckage erschwert wäre. Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene separate und zeitlich voneinander getrennte Analyse verschiedener Bereiche der Filterwand werden die Anforderungen an die Meßtechnik begrenzt. Die dadurch bedingte, zeitliche Ver­ längerung des Meßvorgangs ist von untergeordneter Bedeutung. In Anlagen, in denen die prozeßbedingte Partikelkonzentration im Rohgasvolumenstrom zu Kontrollzwecken nicht ausreicht, ist es sinnvoll, wenn die Erzeugung der Rohgaspartikel mittels eines Aerosolgene­ rators erfolgt, der so angeordnet ist, daß eine homogene Verteilung des aufgegebenen Aero­ sols im Rohgas bei Eintritt in die Filteranordnung vorliegt.

Ferner ist vorgesehen, daß die Bewegung des Absaugelements mit Hilfe einer Verfahreinrich­ tung erfolgt, mit der ein Abblaselement zur Abreinigung des Filterelements durch eine der Strömungsrichtung im Filterbetrieb entgegengesetzten Druckbeaufschlagung über den Ab­ strömquerschnitt verfahren wird. Der apparative Aufwand zur Umsetzung des erfindungsge­ mäßen Verfahrens kann hierdurch deutlich gesenkt werden, da die bei einer Vielzahl von Fil­ tereinrichtungen ohnehin vorhandene Verfahreinrichtung nun in Doppelfunktion genutzt wer­ den kann.

Eine Vorrichtung zur Bestimmung des Abscheidegrades eines in Betrieb und/oder in Einbau­ position befindlichen Filterelements zur Abscheidung von Aerosolen aus einem Gasvolumen­ strom weist eine auf der Rohgasseite der Vorrichtung angeordnete erste Entnahmeeinrichtung und eine von dieser mit Rohgas versorgbaren Meßeinrichtung zur Messung der Partikelkon­ zentration c₁ des Rohgases, eine auf der Reingasseite der Vorrichtung angeordnete zweite Ent­ nahmevorrichtung und eine von dieser versorgbaren Meßeinrichtung zur Messung der Parti­ kelkonzentration c₂ des Reingases sowie eine Auswerteeinrichtung zur Bestimmung des Ab­ scheidegrades A gemäß der Formel

auf und ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Entnahmeeinrichtung ein Absaugelement ist, das mit seinem Eintrittsquerschnitt über den gesamten Strömungsquer­ schnitt verfahrbar ist.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung läßt sich das Verfahren des Scannens des Abström­ querschnitts auf einfache Weise durchführen, um auf diese Weise Aussagen über die über den gesamten Querschnitt gemittelte Partikelkonzentration und/oder - bei hinreichend kleinem Ab­ stand des Absaugeelements von der Reingasaustrittsebene - über die lokale Wirksamkeit des Filterelements treffen zu können. Auch für eine Dauerüberwachung von in Betrieb befindlichen Filteranlagen ist die zuvor angegebene Vorrichtung sehr gut geeignet.

Sofern der gerätetechnische Aufwand minimiert werden soll, ist es sinnvoll, daß die Partikel­ konzentration c₁ und die Partikelkonzentration c₂ mit derselben Meßeinrichtung meßbar sind.

Gemäß einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, daß das Ab­ saugelement ein in Längsrichtung geschlitztes Rohr ist, dessen offene Seite entgegen der Strö­ mungsrichtung weist. Eine derartige Ausbildung des Absaugelements zeichnet sich durch ihre einfache Herstellbarkeit aus. Das Querschnittsverhältnis Rohr : Schlitz ist so gewählt, daß über der gesamten Länge des Absaugelements annähernd eine isokinetische Absaugung erreicht wird.

Wenn das Absaugelement im Längsschnitt trichterförmig ist und die Verbindung zu der Meßeinrichtung für das Reingas von der am weitesten von der Reingasaustrittsebene der Fil­ terzelle entfernten Stelle des Absaugelements ausgeht, kann das Absaugelement schmaler aus­ gebildet werden mit geringerer Störung der Abströmung, und es kann über die gesamte Länge des Absaugelements eine Strömung mit ungefähr identischer Komponente in Abströmrichtung des Reingases erzielt werden, so daß sich das Ideal der isokinetischen Abströmung weitestge­ hend erreichen läßt.

Eine Weiterbildung der Vorrichtung sieht vor, daß das Absaugelement in Längsrichtung in mehrere Sektionen unterteilt ist, die jeweils separat mit der Meßeinrichtung für das Reingas verbindbar sind. Hierdurch lassen sich extrem teure Meßeinrichtungen mit sehr großen Meßvo­ lumenströmen vermeiden, und die isokinetischen Absaugbedingungen können dennoch einge­ halten werden.

Ferner ist es besonders sinnvoll, das Absaugelement senkrecht zu seiner Längsrichtung über den Abströmquerschnitt der Filteranordnung hinaus verfahren zu können, um auch eventuelle Volumenströme, die seitlich an der Filteranordnung vorbeitreten und in der Regel aus Lecka­ gen im Bereich des Dichtsitzes eines Filterelements resultieren, erfassen zu können.

Die Erfindung weiter ausgestaltend ist vorgesehen, daß das Absaugelement an einer Verfahr­ einrichtung relativ zu dieser bewegbar angeordnet ist, und die Verfahreinrichtung parallel zu der Reingasaustrittsebene und senkrecht zu der Bewegungsrichtung des Absaugelements ver­ fahrbar ist. Auf diese Weise läßt sich eine Art zweidimensionales Scanning erzielen, so daß sich auch vergleichsweise große Filterflächen mit einem relativ kleinen Absaugelement effizient abscannen lassen.

Das Absaugelement kann mit einem mit einem Trum parallel zu der Reingasaustrittsebene ver­ laufenden Zugmitteltrieb verbunden sein, der entweder manuell oder motorisch antreibbar ist. Die Bewegung des Absaugelements kann gleichförmig oder auch schrittweise erfolgen.

Schließlich wird noch vorgeschlagen, mehrere nebeneinander angeordnete Absaugelemente gleichzeitig in parallele Richtung zu verfahren und wahlweise mit der Meßeinrichtung für das Reingas zu verbinden. Die getrennte Verbindbarkeit der einzelnen Absaugelemente mit der Meßeinrichtung hat den Vorteil, daß die Meßeinrichtung lediglich für vergleichsweise kleine Volumenströme ausgelegt sein muß. Die gleichzeitige Verfahrbarkeit mehrerer Absaugelemen­ te führt zu einer verfahrenstechnischen Vereinfachung, da hinsichtlich des Antriebs der Absau­ gelemente keine Differenzierung zwischen momentan aktiven und momentan inaktiven Absau­ gelementen vorgenommen werden muß.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele einer Vorrichtung gemäß der Erfindung näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Vorrichtung im Schnitt,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß Fig. 1, ebenfalls im Schnitt,

Fig. 3 eine Draufsicht auf ein Absaugelement,

Fig. 4 einen Querschnitt durch das Absaugelement gemäß Fig. 3,

Fig. 5 eine Seitenansicht eines alternativen Absaugelements,

Fig. 6 eine Draufsicht auf ein weiteres alternatives Absaugelement,

Fig. 7 eine Vorrichtung zur Verwendung bei einer Filterwand mit drei Absaugele­ menten und

Fig. 8 wie Fig. 7, jedoch mit einem einzigen Absaugelement.

Eine in den Fig. 1 und 2 dargestellte Vorrichtung 1 zur Bestimmung des Abscheidegrades einer in Betrieb befindlichen Filteranordnung ist in einen Abluftkanal 2 eingebaut. Der Abluft­ kanal 2 wird von einer Trennwand 3 in einen in Strömungsrichtung (Pfeil 4) davor befindli­ chen Rohgasbereich 5 und einen dahinterliegenden Reingasbereich 6 unterteilt. Die Trennwand ist mit einer mittigen Durchtrittsöffnung 7 versehen und trägt auf deren Rand, umlaufend mit­ tels einer Dichtung abgedichtet, ein quaderförmiges Filterelement 8, in dessem Inneren sich ein mäanderförmig geformtes, flächiges Filtermedium 9 befindet.

Die Vorrichtung 1 umfaßt eine erste Entnahmeeinrichtung 10 in Form eines Rohres, mit der aus dem Rohgasbereich 5 aus der Mitte des Strömungsquerschnitts Rohgas entnehmbar ist und über eine nicht dargestellte Leitung einer Meßeinrichtung zur Messung der Partikelkonzentra­ tion c₁ des Rohgases zuführbar ist. Die Meßeinrichtung ist mit einer Auswerteeinrichtung ver­ bunden.

Die Vorrichtung 1 weist des weiteren eine zweite Entnahmeeinrichtung in Form eines Ab­ saugelements 11 auf, das in geringem Abstand von der Reingasaustrittsebene 12 des Filterele­ ments 8 verfahrbar ist. Zu diesem Zweck ist das Absaugelement 11 mit einem Trum 13 jeweils eines Zugmitteltriebs 14 gekoppelt. Die Zugmitteltriebe 14 befinden sich in der Nähe beider Enden des Absaugelements 11 und werden von einer gemeinsamen Welle 15 angetrieben.

Aus Fig. 1 ergibt sich, daß das Absaugelement 11 mittels des Zugmittelstriebs 14 zwischen den Totpunktlagen 16o und 16u parallel verfahrbar ist. Dabei sind die Totpunktlagen 16o und 16u so ausgewählt, daß sich das Absaugelement 11 vollständig neben dem Abströmquer­ schnitt des Filterelements befindet, so daß auf diese Weise auch Partikel erfaßbar sind, die durch einen eventuell defekten Dichtsitz des Filterelements 8 im Bereich der Trennwand 3 stammen.

Um auch die seitlich neben dem Filterelement 8 befindlichen Randbereiche erfassen zu können, ist - wie sich anschaulich aus Fig. 2 ergibt - die Länge 17 des Filterelements 8 kleiner als die Länge 18 des Absaugelements 11. Ferner ergibt sich, daß das Absaugelement 11 in seiner Län­ ge dachförmig bzw. trapezförmig ausgebildet ist, um möglichst gleichförmige Einströmbedin­ gungen sicherzustellen. An dem der Reingasaustrittsebene 12 abgewandten Ende des Absauge­ lements 11 befindet sich ein Anschluß 19, von dem eine Verbindungsleitung 20 zu einer Meßeinrichtung zur Bestimmung der Partikelkonzentration c₂ des Reingases ausgeht. Aus Ko­ stenersparnisgründen wird zur zeitlich nacheinander durchgeführten Bestimmung der Konzen­ tration c₁ und c₂ dieselbe Meßeinrichtung verwendet. Die Verwendung zweier getrennter Meßeinrichtungen ist ebenfalls möglich, die dann beide mit der Auswerteeinrichtung in Verbin­ dung stehen.

Aus Fig. 1 geht noch hervor, daß das Absaugelement 11 einen im Einströmbereich in etwa quadratischen Querschnitt besitzt, der in dem dachförmigen Bereich von einem rechteckförmi­ gen Querschnitt abgelöst wird.

In den Fig. 3 und 4 ist ein alternatives Absaugelement 21 dargestellt, dessen Einströmbe­ reich aus einem geschlitzten Rohr mit einem C-förmigen Querschnitt besteht (vgl.Fig. 4). Um nahezu isokinetische Absaugbedingungen zu realisieren, beträgt die Breite 22 des Schlitzes 23 ca. 3 bis 5% der Breite 24 des Rohres.

Wie sich des weiteren aus Fig. 5 ergibt, besitzt ein alternatives Absaugelement 21' mit recht­ eckigem Querschnitt eine Dachform, um über die gesamte Breite eine Strömung mit im we­ sentlichen gleicher Strömungskomponente in Richtung senkrecht zu dem Schlitz 23 zu erhal­ ten. Das in Fig. 5 dargestellte, alternative Absaugelement 21' ist mit einem Anschluß 25 ver­ sehen, an dem die Verbindungsleitung zu einem Kupplungsstück in der Gehäusewand führt, in das die Zuleitung der Meßeinrichtung zur Bestimmung der Partikelkonzentration c₂ ange­ schlossen wird. Die Abströmung des aufgenommenen Meßvolumenstroms kann - in Längsrich­ tung des Absaugelements 21 betrachtet - an nahezu beliebiger Stelle erfolgen.

Fig. 6 zeigt ein alternatives Absaugelement 21", das aus einer Mehrzahl von Einzelsegmenten 26 zusammengesetzt ist, welche in einer Reihe fluchtend zueinander ausgerichtet sind. Jedem dieser Einzelsegmente 26 ist ein Anschluß und eine Verbindungsleitung zu einer Meßeinrich­ tung zugeordnet. Um insbesondere bei Filteranordnungen mit großen Abströmquerschnitten den einer Meßeinrichtung zuzuleitenden Volumenstrom zu begrenzen, wird nacheinander je­ weils nur das Reingas durch eines der Einzelsegmente 26 aufgenommen und analysiert.

Fig. 7 veranschaulicht den Aufbau einer alternativen Vorrichtung 1', bei der insgesamt 12 Filterelemente 8 zu einer sogenannten Filterwand zusammengesetzt sind. Das Absaugelement 11' besteht aus drei Einzelelementen 26, die jeweils mit einer Verbindungsleitung 20 versehen sind.

Das Absaugelement 11' ist mit Hilfe zweier Zugmitteltriebe 14 vertikal verfahrbar, wobei die gesamte Höhe der Filterwand abgefahren werden kann. Da die Länge des Absaugelements 11' größer als die Breite der Filterwand ist, wird im Laufe der Bewegung des Absaugelements 11' von dessen oberer zu dessen unterer Totstellung der gesamte Abströmquerschnitt der Filter­ wand überstrichen.

Um jeweils nur einen vergleichsweise geringen Reingasvolumenstrom analysieren zu müssen, sind zeitlich hintereinander drei vertikale Verfahrbewegungen des Absaugelements 11' erfor­ derlich, bei denen jeweils nur Reingas aus einem Einzelsegment 26 analysiert wird.

Bei der in Fig. 8 dargestellten Vorrichtung 1" ist ein Absaugelement 11 vorhanden, das nicht in Segmente unterteilt ist und daher nur eine einzige Verbindungsleitung 20 besitzt. Das Ab­ saugelement ist an einer vertikalen Führungseinrichtung 27 befestigt, an welche es mittels eines nicht dargestellten Antriebs in vertikaler Richtung verfahrbar ist. Die Führungseinrichtung 27 ist mit ihren Enden wiederum in jeweils einer horizontalen Führungseinrichtung 28 gelagert und Hilfe ebenfalls nicht dargestellter Antriebsmittel in horizontale Richtung verfahrbar.

Ausgehend von der in Fig. 8 gezeigten Position der Führungseinrichtung 27 wird das Absau­ gelement 11 zunächst von seinem oberen Totpunkt zu seinem unteren Totpunkt verfahren, um auf diese Weise die vier Filterelemente 8 zu überstreichen, die eine rechte Spalte der aus insge­ samt acht Filterelementen bestehenden Filterwand bilden. Sodann wird die Führungseinrich­ tung 27 um die Länge eines Filterelements 8 nach links verschoben, um mit einer weiteren Verfahrbewegung des Absaugelements 11 die mittlere Reihe der Filterelemente 8 zu überstrei­ chen. Anschließend wird der Meßvorgang an der linken Reihe der Filterelemente 8 fortgesetzt. Die Länge 18 des Absaugelements 8 ist wiederum größer, als die Länge 17 der Filterelemente 8, so daß auch Partikel, die durch Undichtigkeiten im Bereich der umlaufenden Dichtungen der Filterelemente 8 in den Reingasraum eintreten können, erfaßt werden können. Auch sind der obere und der untere Totpunkt des Absaugelements außerhalb des eigentlichen Abströmquer­ schnitts der jeweiligen Filterelemente 8 angeordnet.

Claims (19)

1. Verfahren zur Bestimmung des Abscheidegrades einer in Betrieb und/oder in ihrer Ein­ bauposition befindlichen Filteranordnung zur Abscheidung von Aerosolen aus einem Gasvolumenstrom, wobei in Strömungsrichtung des Gasvolumenstroms betrachtet vor der Filteranordnung die Partikelkonzentration (c₁) des Rohgases und in Strömungsrich­ tung des Gasvolumenstroms hinter der Filteranordnung die Partikelkonzentration (c₂) des Reingases gemessen und aus den beiden vorgenannten Konzentrationen der Abscheide­ grad (A) nach der Formel
bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme eines Teilvolumenstroms des Reingases mittels eines Absaugelements erfolgt, das während eines vollständigen Meßvorgangs den gesamten Strömungsquerschnitt überstreicht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Absaugelement in gerin­ gem Abstand von der Reingasaustrittsebene der Filteranordnung bewegt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Absaugelement linear bewegt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Absaug­ element mit konstanter Geschwindigkeit bewegt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Auf­ nahme des zu messenden Teilvolumenstroms des Reingases in das Absaugelement iso­ kinetisch erfolgt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein an einer Dichtung der Filteranordnung vorbeitretender ungefilterter Teilvolumenstrom in be­ stimmten Stellungen des Absaugelements von diesem aufgenommen wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die von meh­ reren Absaugelementen oder von strömungstechnisch getrennten Sektionen eines Absau­ gelements aufgenommenen Teilvolumenströme nacheinander und getrennt voneinander einer Meßeinrichtung zugeführt werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeu­ gung der Rohgaspartikel mittels eines Aerosolgenerators erfolgt, der so angeordnet ist, daß eine homogene Verteilung des aufgegebenen Aerosols im Rohgas bei Eintritt in die Filteranordnung vorliegt.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewe­ gung des Absaugelements mit Hilfe einer Verfahreinrichtung erfolgt, mit der ein Abblase­ lement zur Abreinigung der Filteranordnung durch eine der Strömungsrichtung im Filter­ betrieb entgegengesetzte Druckbeaufschlagung über den Abströmquerschnitt verfahren wird.

10. Vorrichtung zur Bestimmung des Abscheidegrades einer in Betrieb und/oder in Einbau­ position befindlichen Filteranordnung zur Abscheidung von Aerosolen aus einem Gasvo­ lumenstrom mit einer auf der Rohgasseite der Vorrichtung angeordneten ersten Entnah­ meeinrichtung und einer von dieser versorgbaren Meßeinrichtung zur Messung der Parti­ kelkonzentration (c₁) des Rohgases mit einer auf der Reingasseite der Vorrichtung ange­ ordneten zweiten Entnahmevorrichtung und einer von dieser versorgbaren Meßeinrich­ tung zur Messung der Partikelkonzentration (c₂) des Reingases sowie eine Auswerteein­ richtung zur Bestimmung des Abscheidegrades (A) gemäß der Formel
dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Entnahmeeinrichtung ein Absaugelement (11, 11', 21, 21', 21") ist, das mit seinem Eintrittsquerschnitt über den gesamten Strömungs­ querschnitt verfahrbar ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Partikelkonzentration (c₁) und die Partikelkonzentration (c₂) mit derselben Meßeinrichtung meßbar sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Absaugele­ ment (21) ein in Längsrichtung geschlitztes Rohr ist, dessen offene Seite entgegen der Strömungsrichtung weist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Absaugelement (11, 11', 21') im Längsschnitt trichter- oder dachförmig ist und die Verbindung zu der Meßeinrichtung für das Reingas von der am weitesten von der Reingasaustrittsebene der Filteranordnung entfernten Stelle des Absaugelements (11, 11', 21') ausgeht.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Ab­ saugelement (21") in Längsrichtung in mehrere Sektionen unterteilt ist, die jeweils sepa­ rat mit der Meßeinrichtung für das Reingas verbindbar sind.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Ab­ saugelement (11, 11', 21, 21', 21") senkrecht zu seiner Längsrichtung über den Ab­ strömquerschnitt der Filteranordnung hinaus verfahrbar ist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Ab­ saugelement (11) an einer Verfahreinrichtung relativ zu dieser bewegbar angeordnet ist und die Verfahreinrichtung parallel zu der Reingasaustrittsebene und senkrecht zu der Bewegungsrichtung des Absaugelements (11) verfahrbar ist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Ab­ saugelement (11, 11') mit einem mit einem Trum parallel zu der Reingasaustrittsebene verlaufenden Zugmitteltrieb (14) verbunden ist.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere nebeneinander angeordnete Absaugelemente (11') gleichzeitig in parallele Richtung ver­ fahrbar und wahlweise mit der Meßeinrichtung für das Reingas verbindbar sind.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Ab­ saugelement (11, 11', 21, 21', 21") in geringem Abstand von der Reingasaustrittsebene der Filteranordnung bewegbar ist.