JP3238625U - ガス流からオイル蒸気を分離するためのフィルタエレメント - Google Patents
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Abstract
【課題】ガス流からオイル蒸気を分離するためのフィルターエレメントを提供する。【解決手段】ガス流に対して透過性の管状外側スクリーン10と、ガス流に対して透過性の管状内側スクリーン13と、を備え、外側スクリーン及び内側スクリーンは、外側スクリーンと内側スクリーンとの間の中間空間18が第1のエンドキャップ16及び第2のエンドキャップ17上でガス流に対して封鎖されるように、一方では第1のエンドキャップに、他方では第2のエンドキャップに両端が収容されており、第1のエンドキャップ及び/又は第2のエンドキャップは、フィルタエレメント9の環境を、内側スクリーンによって封じ込まれる内部空間20と流体接触させるための開口19を備え、中間空間は、オイル蒸気吸着粒体21の充填床で満たされ、オイル蒸気吸着粒体は、個々に0.001mmから1.5mmの間の有効粒径を有する。【選択図】図1
Description
本考案は、ガス流からオイル蒸気を分離するためのフィルタエレメント及びフィルタ装置に関する。
本明細書において、「オイル蒸気」は、炭素数6から16の炭素質成分又は炭素質成分群を意味する。
本考案は、より詳細には、
-ガス流に対して透過性の管状外側スクリーンと、
-外側スクリーンの内面によって境界が定められた内部空間に設けられガス流に対して透過性の管状内側スクリーンと、
を備え、
外側スクリーンと内側スクリーンとの間の中間空間は、オイル蒸気吸着粒体の充填床で満たされており、オイル蒸気吸着粒体のほとんど全ては、0.001mmから1.5mmの有効粒径を有する、フィルタエレメントに関する。
-ガス流に対して透過性の管状外側スクリーンと、
-外側スクリーンの内面によって境界が定められた内部空間に設けられガス流に対して透過性の管状内側スクリーンと、
を備え、
外側スクリーンと内側スクリーンとの間の中間空間は、オイル蒸気吸着粒体の充填床で満たされており、オイル蒸気吸着粒体のほとんど全ては、0.001mmから1.5mmの有効粒径を有する、フィルタエレメントに関する。
本明細書において、「有効粒径」は、オイル蒸気吸着粒体の容積に相当する容積を有する球状粒子の直径を意味する。
オイル蒸気吸着床で完全に満たされたガス流からオイル蒸気を分離するための円筒形フィルタエレメントは従来から知られており、このような円筒形フィルタエレメントの代表直径は、この円筒形フィルタエレメントの代表長さよりも小さく、ガス流は円筒形フィルタエレメントの軸方向にオイル蒸気吸着床を流れる。
オイル蒸気吸着床は、一般的に、活性炭のようなオイル蒸気吸着材料の粒体を備える。これらの粒体は、例えば球状又は棒状のような規則的な形状とすること又は不規則な形状とすることができる。このような粒体の代表寸法は、一般的に、0.5mmから5.0mmの間で変化する。
このような円筒形フィルタエレメントの代表直径が小さいほど、オイル蒸気吸着床を通るガス流の流速が高くなる。
この流速は、オイル蒸気吸着床を横切る一般的には50mbarから1000mbarの間の大きな圧力損失及びオイル蒸気吸着床の吸着剤容量の制限につながる。
この大きな圧力損失及び吸着剤容量の制限を避けるために、オイル蒸気吸着床を通る流速は、一般的に1.5m/sの値に制限する必要がある。
フィルタエレメントの代表直径を大きくすることは、通常、フィルタエレメントの周りのフィルタハウジングで課せられる空間制限により不可能である。
フィルタエレメントを有するフィルタ装置に適用されるガス流の流速を低減することは、多くの場合、この流速が、フィルタ装置の上流側をガス流が流れる装置が原因で課せられるので同様に不可能である。
ガス流の流速を、フィルタ装置内で並列に接続された追加のフィルタエレメントに分配することは、フィルタエレメント及び配管のための追加コスト、従って追加設置コストを意味することになる。
英国特許第1,096,989号には、ガス流からオイル蒸気を分離するための円筒形吸着ユニットが記載されており、このユニットは、互いに対して同心状に配置され、2つのエンドキャップの間に収容された内側スクリーン及び外側スクリーンを備え、内側スクリーンと外側スクリーンとエンドキャップとの間の空間は、活性アルミナ又は活性炭などの多孔質吸着材によって満たされている。
ガス流は、外側スクリーンの穿孔を通り、吸着ユニットに対して半径方向の様式で多孔質吸着材を通り、最後に内側スクリーンの穿孔を通って多孔質吸着材から離れる。
多孔質吸着材を通るガス流の半径方向の流れは、ガス流が多孔質吸着材を軸方向に流れる必要がある場合の同じ寸法を有する吸着ユニットと比較して、多孔質吸着材を通るガス流の流量を減少させる。
その結果、多孔質吸着材を横切る圧力損失は、ガス流の軸方向流を有する大型吸着ユニットの場合よりも著しく低くなることになる。
残念ながら、関連する吸着ユニットは、英国特許第1,096,989号の3頁、49-51行目に記載されているように、限定された吸着容量を特徴とする。
英国特許第1,096,989号に記載されているような吸着ユニットは、一般的には、モル基準でガス流からオイル蒸気の90%-95%を分離することができるに過ぎない。
ガス流が軸方向に流れるオイル蒸気吸着床を横切る高い圧力損失を防ぐために、例えば米国特許第3,149,023号又は英国特許第1,265,098号に記載されているように、オイル蒸気吸着粒子を含浸させた織布又は不織布フィルタ媒体が開発されている。
この織布又は不織布フィルタ媒体は、一般的に、円筒形に巻かれて、ガス流が半径方向に流れるフィルタ媒体を形成する。
しかしながら、このようなフィルタ媒体の欠点は、ガス流から除去することができるオイル蒸気の量に直接比例するオイル蒸気吸着材の総量が、フィルタ媒体のほんの一部のみがオイル蒸気吸着材料によって取り込まれるので、同じ寸法を有するオイル蒸気吸着床におけるよりもはるかに小さいということである。
さらに、オイル蒸気吸着床粒子を含浸させた巻かれたフィルタ媒体は、過負荷がかかった場合に亀裂などの損傷を受けやすい。この損傷は、まだ無傷のフィルタ媒体の周りにガス流のバイパスを形成し、これに沿ってガス流がオイル蒸気を十分に分離することなくフィルタエレメントから出る可能性がある。
英国特許第2,109,268号には、ガス流が半径方向に流れるフィルタ媒体を有するフィルタエレメントが記載されており、フィルタ媒体は、内側管状活性炭粒子充填床で構成され、その周りに活性炭粒子を含浸させた折り畳み紙媒体が巻き付けられている。
しかしながら、このような組み合わせを使用すると、複雑な層状構造につながり、結果的にフィルタエレメントにおけるフィルタ媒体の取り付けが複雑になる。
この場合、活性炭粒子を含浸させた折り畳み紙媒体は、過負荷がかかったときに損傷を受けやすいという欠点もある。
本考案は、上記及び/又は他の欠点の少なくとも1つを解決することを目的とする。
この目的のために、本考案は、ガス流からオイル蒸気を分離するためのフィルタエレメントに関し、フィルタエレメントは、
-ガス流に対して透過性の管状外側スクリーンと、
-外側スクリーンの内面によって境界が定められた内部空間に設けられガス流に対して透過性の管状内側スクリーンと、
を備え、
外側スクリーン及び内側スクリーンは、外側スクリーンと内側スクリーンとの間の中間空間が第1のエンドキャップ及び第2のエンドキャップ上でガス流に対して封鎖されるように、一方では第1のエンドキャップに、他方では第2のエンドキャップに両端が収容されており、第1のエンドキャップ及び/又は第2のエンドキャップは、フィルタエレメント(9)の環境を、内側スクリーンによって封じ込まれる内部空間と流体接触させるための開口を備え、
中間空間は、オイル蒸気吸着粒体の充填床で満たされ、オイル蒸気吸着粒体のほとんど全ては、個々に0.001mmから1.5mmの間の有効粒径を有することを特徴とする。
-ガス流に対して透過性の管状外側スクリーンと、
-外側スクリーンの内面によって境界が定められた内部空間に設けられガス流に対して透過性の管状内側スクリーンと、
を備え、
外側スクリーン及び内側スクリーンは、外側スクリーンと内側スクリーンとの間の中間空間が第1のエンドキャップ及び第2のエンドキャップ上でガス流に対して封鎖されるように、一方では第1のエンドキャップに、他方では第2のエンドキャップに両端が収容されており、第1のエンドキャップ及び/又は第2のエンドキャップは、フィルタエレメント(9)の環境を、内側スクリーンによって封じ込まれる内部空間と流体接触させるための開口を備え、
中間空間は、オイル蒸気吸着粒体の充填床で満たされ、オイル蒸気吸着粒体のほとんど全ては、個々に0.001mmから1.5mmの間の有効粒径を有することを特徴とする。
本明細書において、「満たされる」は、中間空間を通るガス流に対して充填床の周りの中間空間にバイパスが存在しないように、中間空間が充填床でほぼ完全に満たされることを意味する。
本明細書において、「オイル蒸気吸着粒体」は、オイル蒸気吸収粒体とオイル蒸気吸着粒体の両方を意味することができる。
本明細書において、「蒸気吸着粒体のほとんど全てが個々に」という表現は、オイル蒸気吸着粒体が個々に考慮されることを意味する。換言すると、オイル蒸気吸着粒体のほとんど全ては、個々に、場合によっては0.001mmと1.5mmとの間の異なる有効粒径を有する。
本考案によるこのようなフィルタエレメントは、オイル蒸気吸着粒体で完全に満たされ、ガス流が軸方向に流れることになる同じ寸法の公知のフィルタエレメントに比べて、フィルタエレメントを横切る圧力損失が小さく、吸着剤容量が大きいという利点を有する。
この場合、本考案によるフィルタエレメントの飽和時間、従って寿命を、オイル蒸気吸収粒体で完全に満たされている公知のフィルタエレメントよりも長くできることは非常に驚くべきことである。
また、本考案によるフィルタエレメントでは、フィルタエレメントの吸着剤容量は、ガス流が半径方向に流れ、オイル蒸気吸着粒子を含浸させた織布又は不織布が巻かれたフィルタ媒体を備えることになる同じ寸法の公知のフィルタエレメントの場合よりも大きくすることができる。
この場合、本考案によるフィルタエレメントを横切る圧力損失を、ガス流が半径方向に流れ、オイル蒸気吸着粒子を含浸させた織布又は不織布が巻かれたフィルタ媒体を備える公知のフィルタエレメントの場合より小さくできることは非常に驚くべきことである。
また、オイル蒸気吸着粒子を含浸させた織布又は不織布が巻かれたフィルタ媒体を備えるフィルタエレメントと比較して、オイル蒸気吸着粒体の充填床は、亀裂に対して敏感でない。
好ましくは、オイル蒸気吸着粒体のほとんど全ては、個々に少なくとも0.01mm、好ましくは少なくとも0.1mmの有効粒径を有する。
好ましくは、オイル蒸気吸着粒体のほとんど全ては、個々に多くても1.0mm、好ましくは多くても0.5mmの有効粒径を有する。
好ましくは、オイル蒸気吸着粒体の90%以上は、個々に0.1mmと0.5mmとの間の有効粒径を有する。
好ましくは、オイル蒸気吸着粒体は、0.15mmと0.45mmとの間の平均有効粒径を有する。
好ましくは、オイル蒸気吸着粒体は、少なくとも800m2/g、好ましくは少なくとも900m2/g、より好ましくは1000m2/gの比表面積を有する。
オイル蒸気吸着粒体の比表面積が大きいほど、フィルタエレメントの吸着容量が大きくなる。
オイル蒸気吸着粒体は、好ましくは少なくとも400kg/m3、好ましくは少なくとも500kg/m3、より好ましくは少なくとも600kg/m3、さらに好ましくは少なくとも700kg/m3の嵩密度を有する。
オイル蒸気吸着粒体の嵩密度が大きいほど、フィルタエレメントの吸着剤容量が大きくなる。
本考案によるフィルタエレメントの好ましい実施形態では、オイル蒸気吸着粒体は、天然又は合成起源の炭素質多孔質材料で構成される。
炭素質多孔質材料は、分離されたオイル蒸気との良好な結合強度を提供する。
炭素質多孔質材料は、好ましくは活性炭で構成される。
活性炭は、他のオイル蒸気吸着材料と比較して低コストで利用可能である。
炭素質多孔質材料は、好ましくは活性炭で構成される。
活性炭は、他のオイル蒸気吸着材料と比較して低コストで利用可能である。
本考案によるフィルタエレメントの別の好ましい実施形態では、外側スクリーン及び/又は内側スクリーンは、
-オイル蒸気吸着粒体が通過できないようになっている孔を有する焼結ポリマー、好ましくはポリプロピレン、及び/又は、
-オイル蒸気吸着粒体が通過できないようになっている穿孔を有する有孔金属、好ましくはステンレス鋼、
を備える。
-オイル蒸気吸着粒体が通過できないようになっている孔を有する焼結ポリマー、好ましくはポリプロピレン、及び/又は、
-オイル蒸気吸着粒体が通過できないようになっている穿孔を有する有孔金属、好ましくはステンレス鋼、
を備える。
本考案によるフィルタエレメントの別の好ましい実施形態では、外側スクリーン及び/又は内側スクリーンは、構造化材料と積層された延伸材で構成され、構造化材料の中の孔は、オイル蒸気吸着粒体が通過できないようになっている。
本明細書において、「延伸材」は、規則的な穿孔パターンを有するグリッドを形成するように切断されて延伸された板状の材料を意味する。
焼結ポリマー及び/又は有孔金属又は延伸材のいずれかの利点は、これが、外側スクリーン及び/又は内側スクリーンを、既存のフィルタエレメントで外側スクリーン及び/又は内側スクリーンに通常使用される不織材料だけのものよりも、硬質にすることある。
このような一般的に使用される不織布材料は、経時的にある程度の膨張を示すと共に充填床の重量によって大きく撓むので、内側スクリーンと外側スクリーンとの間の中間空間の容積が増加する。その結果、経時的に中間空間が完全に満たされなくなり、内側スクリーンと外側スクリーンとの間の充填床の回りの中間空間にバイパスが形成される場合がある。オイル蒸気は、このようなバイパスを通って、充填床に吸着されることなくガス流とともに運ばれる場合がある。
さらに、このような一般的に使用される不織布材料は、本考案のような焼結ポリマー及び/又は有孔金属又は膨張材料のいずれよりも、亀裂などの損傷を受けやすい。
構造化材料は、好ましくはガラス繊維で作られている。
もしくは、構造化材料は、好ましくは織布又は不織布のポリマー媒体、好ましくはポリプロピレン媒体である。
本考案によるフィルタエレメントの別の好ましい実施形態では、内側スクリーン及び外側スクリーンは、軸対称であり、互いに対して同心円状に配置されている。
この場合、外側スクリーンの内面と内側スクリーンの外面との間の垂直距離は、好ましくは少なくとも5.0mm、好ましくは少なくとも10.0mm、より好ましくは少なくとも20.0mm、さらに好ましくは少なくとも30.0mm、さらにより好ましくは40.0mm、最も好ましくは少なくとも50.0mmである。
この垂直距離が大きいほど、フィルタエレメントが含むオイル蒸気吸着材料が多くなり、その結果、フィルタエレメントの飽和時間が長くなる。
また、本考案は、ガス流からオイル蒸気を分離するためのフィルタ装置に関し、フィルタ装置は、本考案によるフィルタエレメントを備えることを特徴としている。
このようなフィルタ装置は、本考案のフィルタエレメントの上述した実施形態と同じ利点を有することは言うまでもない。
本考案の特徴をよりよく示すために、非制限的な例としての本考案によるガス流からオイル蒸気を分離するためのフィルタエレメント及びそのようなフィルタエレメントを備えるフィルタ装置の好ましい実施形態は、添付図面を参照して以下に説明される。
図1は、ガス流からオイル蒸気を分離するための本考案によるフィルタ装置1を示す。
ガス流は、例えば、圧縮空気の流れとすることができるが、本考案はこれに限定されない。
フィルタ装置1は、フィルタハウジング2を備え、フィルタハウジング2は、リッド3及びポット4で構成され、これらは各々の上に取り付けられてフィルタハウジング2を形成するようになっている。
図示の例では、ポット4はリッド3にねじ込まれ、リッド3及びポット4の両方は、協働するねじ山5を備える。
代替的に又は追加的に、ポット4は、バヨネットマウント及び/又は何らかの他の方法によって、リッド3内に取り付けることも可能である。
リッド3は、浄化されるガスのための入口6と、浄化されたガスのための出口7とを備える。典型的には、リッド3を備えたフィルタ装置1は、圧縮機設置のような機械配管に取り付けられる。この目的のために、リッド3は、入口6及び出口7でそれに適したフランジを備えることができる。
さらに、リッド3には、換気開口8を備えることができる。このような換気開口8は、フィルタハウジング2の内部が依然として加圧されている間にポット4がリッド3から分解されるときに可聴警告信号を生成する。従って、ポット4は、安全な方法で、すなわち、フィルタハウジング2の内圧が完全に放出され、フィルタハウジング2の外部環境の圧力と同じ値に達したときにのみ、リッド3から完全に回して外すこと又は分解することができる。
フィルタハウジング2の中には、より詳細にはポット4の中には、フィルタエレメント9が装着されている。
フィルタエレメント9は、
-ガス流に対して透過性があり、第1の外側スクリーン端11と、第1の外側スクリーン端11とは異なる第2の外側スクリーン端12とを有する管状外側スクリーン10と、
-外側スクリーン10の内面によって境界が定められた内部空間内に設けられガス流に対して透過性があり、第1の内側スクリーン端14と、第1の内側スクリーン端14とは異なる第2の内側スクリーン端15とを有する管状内側スクリーン13と、
-第1の外側スクリーン端11及び第1の内側スクリーン端部14がこれによりシールされるように収容される第1のエンドキャップ16と、第2外側スクリーン端12及び第2の内側スクリーン端15がこれによりシールされるように収容される第2のエンドキャップ17と、
を備え、
外側スクリーン10と内側スクリーン13との間の中間空間18は、第1のエンドキャップ16及び第2のエンドキャップ17上のガス流に対して封鎖されるようになっており、第2のエンドキャップ17は開口19を備え、内側スクリーン13と第1エンドキャップ16によって封じ込まれる内部空間20が、開口19に沿ってフィルタエレメント9の環境と流体接触するように構成される。
-ガス流に対して透過性があり、第1の外側スクリーン端11と、第1の外側スクリーン端11とは異なる第2の外側スクリーン端12とを有する管状外側スクリーン10と、
-外側スクリーン10の内面によって境界が定められた内部空間内に設けられガス流に対して透過性があり、第1の内側スクリーン端14と、第1の内側スクリーン端14とは異なる第2の内側スクリーン端15とを有する管状内側スクリーン13と、
-第1の外側スクリーン端11及び第1の内側スクリーン端部14がこれによりシールされるように収容される第1のエンドキャップ16と、第2外側スクリーン端12及び第2の内側スクリーン端15がこれによりシールされるように収容される第2のエンドキャップ17と、
を備え、
外側スクリーン10と内側スクリーン13との間の中間空間18は、第1のエンドキャップ16及び第2のエンドキャップ17上のガス流に対して封鎖されるようになっており、第2のエンドキャップ17は開口19を備え、内側スクリーン13と第1エンドキャップ16によって封じ込まれる内部空間20が、開口19に沿ってフィルタエレメント9の環境と流体接触するように構成される。
本考案の範囲内において、第1のエンドキャップ16が開口19を備えること、又はエンドキャップ16のみが開口を備えることは排除されない。
中間空間18は、オイル蒸気吸着粒体の充填床で満たされ、オイル蒸気吸着粒体21のほとんど全ては、個々に0.001mmから1.5mmの間の有効粒径を有する。
好ましくは、粒体21の90%以上は、個々に0.1mmから0.5mmの間の有効粒径を有する。
粒体21は、好ましくは、0.15mmから0.45mmの間の平均有効粒径を有する。
さらに、粒体21は、好ましくは、少なくとも800m2/gの比表面積(surface-to-weight ratio)を有する。
粒体21は、好ましくは、少なくとも400kg/m3の嵩密度を有する。
好ましくは、しかし本考案では必須ではないが、上記の粒体21は、天然又は合成起源の炭素質多孔質材料、好ましくは活性炭で構成される。
外側スクリーン10及び/又は内側スクリーン13は、
-粒体21が通過できないほど小さい孔を有する、焼結ポリマー、好ましくはポリプロピレン、及び/又は、
-粒体21が通過できないほど小さい穿孔を有する、有孔金属、好ましくはステンレス鋼、を備える。
-粒体21が通過できないほど小さい孔を有する、焼結ポリマー、好ましくはポリプロピレン、及び/又は、
-粒体21が通過できないほど小さい穿孔を有する、有孔金属、好ましくはステンレス鋼、を備える。
代替的に又は追加的に、外側スクリーン10及び/又は内側スクリーン13は、構造化材料と積層された延伸材で構成され、構造化材料の孔は、粒体21が孔を通過することができないほど小さい。
構造化材料は、好ましくは、ガラス繊維、又は織布もしくは不織布のポリマー媒体、好ましくはポリプロピレン媒体で作られている。
この場合、内側スクリーン13及び外側スクリーン10は、軸対称であり、互いに対して同心円状に配置されている。
この場合、内側スクリーン10及び外側スクリーン13の内面と外面との間の垂直距離は、好ましくは少なくとも5.0mmである。
フィルタエレメント9を有するフィルタ装置1は、少なくともガス単位体積当たりのオイル蒸気0.25mg、好ましくは少なくともガス単位体積当たりのオイル蒸気0.30mg、より好ましくは少なくともガス単位体積当たりのオイル蒸気0.35mg、さらに好ましくは少なくともガス単位体積当たりのオイル蒸気0.40mg、さらに好ましくは少なくともガス単位体積当たりのオイル蒸気0.45mgのオイル蒸気濃度を有するガス流からオイル蒸気を分離するために使用される。
さらに、フィルタエレメント9を有するフィルタ装置1は、多くともガス単位体積当たりのオイル蒸気0.010mg、好ましくは多くともガス単位体積当たりのオイル蒸気0.005mg、より好ましくは多くともガス単位体積当たりのオイル蒸気0.003mgのオイル蒸気濃度までのガス流からオイル蒸気を分離するために使用される。
比較例
ISO規格第8573-5に従って、典型的に圧縮機設備において、オイル蒸気を分離するためのフィルタ媒体を有する公知の様々なフィルタ装置について一対一の試験を実施した。圧縮機設備は、オイル蒸気を分離するためのフィルタ装置の上流に、
-ガスを圧縮するためのオイル噴射式圧縮機と、
-圧縮されたガスから水蒸気を分離するための冷却乾燥機と、
-炭素数16以上のオイルエアロゾルを分離するための合体フィルタと、
を有する。
ISO規格第8573-5に従って、典型的に圧縮機設備において、オイル蒸気を分離するためのフィルタ媒体を有する公知の様々なフィルタ装置について一対一の試験を実施した。圧縮機設備は、オイル蒸気を分離するためのフィルタ装置の上流に、
-ガスを圧縮するためのオイル噴射式圧縮機と、
-圧縮されたガスから水蒸気を分離するための冷却乾燥機と、
-炭素数16以上のオイルエアロゾルを分離するための合体フィルタと、
を有する。
この場合、オイル蒸気を分離するためのフィルタ装置に流入するガス中のオイル蒸気の入口濃度は、ガス単位体積当たりのオイル蒸気0.5mg程度の濃度に維持される。
フィルタ装置に流入するガスの圧力は7bar、温度は0-35℃である。
フィルタ装置に流入するガスの圧力は7bar、温度は0-35℃である。
公知の様々なフィルタ媒体について、フィルタ装置を横切る圧力損失、オイル蒸気の初期破過濃度、及び関連するフィルタ媒体において50%の破過に達するのに必要な時間を、表1に列挙する。
本明細書において、「初期破過濃度」とは、まだ飽和していないフィルタ媒体から出てくるガス中に最初に現れるようなオイル蒸気の濃度を意味する。
この初期破過濃度が低いほど、フィルタ装置の初期性能が高い。
この初期破過濃度が低いほど、フィルタ装置の初期性能が高い。
本明細書において、「破過50%」とは、フィルタ媒体から出るガス中に現れるオイル蒸気の濃度が、入口オイル蒸気濃度の50%であることを意味する。
表1のデータから、オイル蒸気吸着粒子を含浸させた巻き式フィルタ媒体では、完全充填床として設計されたフィルタ媒体に対して、フィルタ装置全体の圧力損失が小さくなっていることが明らかである。
さらに、巻き式フィルタ媒体は、一般に、完全充填床として設計されたフィルタ媒体よりも、初期破過濃度が低く、場合によっては50%の破過に達するまでの時間が長いことが分かる。
このことから、巻き式フィルタ媒体を有するフィルタ装置は、一般的に、完全充填床として設計されたフィルタ媒体を有するフィルタ装置よりも、圧力損失及び初期破過濃度に関して高いレベルの性能を有し、場合によっては、さらに飽和時間、結果的には寿命が長いと結論付けることができる。
本考案によるフィルタエレメントを有するフィルタ装置について、上記の比較例と同じ条件で試験を実施した。
フィルタエレメントは、焼結ポリプロピレン製の2つの同心円筒状スクリーンを備え、2つのスクリーンの間の中間空間は、活性炭粒子の充填床で満たされている。
活性炭粒子は0.001mmから1.5mmの間の有効粒径を有し、90%以上の活性炭粒子は0.1mmから0.315mmの間の有効粒径を有し、活性炭粒子は0.21mmの平均有効粒径を有する。
活性炭粒子は、735kg/m3の嵩密度及び1050m2/gの比表面積を有する。
本考案によるフィルタ装置を横切る圧力損失は僅か75mbarであるが、初期破過濃度は0.003mg/m3より低く、50%の破過を達成するのに必要な時間は100時間より長い。
本考案によるフィルタ装置を横切る圧力損失は僅か75mbarであるが、初期破過濃度は0.003mg/m3より低く、50%の破過を達成するのに必要な時間は100時間より長い。
このことから、本考案によるフィルタ装置は、一般に、以下のような性能を有すると結論付けることができる。すなわち、
-初期破過濃度に関して、より高いレベルの性能、すなわちより低い初期破過濃度を有する。
-比較例として上述したフィルタ装置よりも短い飽和時間、従って寿命を有する。
-初期破過濃度に関して、より高いレベルの性能、すなわちより低い初期破過濃度を有する。
-比較例として上述したフィルタ装置よりも短い飽和時間、従って寿命を有する。
多くの場合、本考案によるフィルタ装置を横切る圧力損失は、比較例として上述したフィルタ装置を横切る圧力損失よりも低い。
本考案によるフィルタ装置は、完全充填床として設計されたフィルタ媒体を有する比較例のフィルタ装置よりも、圧力損失、初期破過濃度、飽和時間/寿命に関して高いレベルの性能を有していることに留意されたい。
本考案は、実施例として記載され、図示された実施形態に限定されるものではなく、本考案によるフィルタ装置は、実用新案登録請求の範囲に定義された本考案の範囲を超えることなく、何らかの形状及びサイズで実施することが可能である。
9 フィルタエレメント
10 外側スクリーン
13 内側スクリーン
16 第1のエンドキャップ
17 第2のエンドキャップ
18 中間空間
19 開口
20 内部空間
21 オイル蒸気吸着粒体
10 外側スクリーン
13 内側スクリーン
16 第1のエンドキャップ
17 第2のエンドキャップ
18 中間空間
19 開口
20 内部空間
21 オイル蒸気吸着粒体
Claims (17)
- ガス流からオイル蒸気を分離するためのフィルタエレメント(9)であって、
-ガス流に対して透過性の管状外側スクリーン(10)と、
-前記外側スクリーン(10)の内面によって境界が定められた内部空間に設けられ前記ガス流に対して透過性の管状内側スクリーン(13)と、
を備え、
前記外側スクリーン(10)及び前記内側スクリーン(13)は、前記外側スクリーン(10)と前記内側スクリーン(13)との間の中間空間(18)が第1のエンドキャップ(16)及び第2のエンドキャップ(17)上でガス流に対して封鎖されるように、一方では前記第1のエンドキャップ(16)に、他方では前記第2のエンドキャップ(17)に両端が収容されており、前記第1のエンドキャップ(16)及び/又は前記第2のエンドキャップ(17)は、前記フィルタエレメント(9)の環境を、前記内側スクリーン(13)によって封じ込まれる内部空間(20)と流体接触させるための開口(19)を備え、
前記中間空間(18)は、オイル蒸気吸着粒体(21)の充填床で満たされ、前記オイル蒸気吸着粒体(21)のほとんど全ては、個々に0.001mmから1.5mmの間の有効粒径を有する、
ことを特徴とするフィルタエレメント。 - 前記オイル蒸気吸着粒体(21)のほとんど全ては、個々に少なくとも0.01mm、好ましくは少なくとも0.1mmの有効粒径を有する、
請求項1に記載のフィルタエレメント。 - 前記オイル蒸気吸着粒体(21)のほとんど全ては、個々に最大1.0mm、好ましくは最大0.5mmの有効粒径を有する、
請求項1に記載のフィルタエレメント。 - 前記オイル蒸気吸着粒体(21)の90%以上は、個々に、0.1mmから0.5mmの間の有効粒径を有する、
請求項1に記載のフィルタエレメント。 - 前記オイル蒸気吸着粒体(21)は、0.15mmから0.45mmの間の平均有効粒径を有する、
請求項1に記載のフィルタエレメント。 - 前記オイル蒸気吸着粒体(21)は、少なくとも800m2/g、好ましくは少なくとも900m2/g、より好ましくは少なくとも1000m2/gの比表面積を有する、
請求項1に記載のフィルタエレメント。 - 前記オイル蒸気吸着粒体(21)は、少なくとも400kg/m3、好ましくは少なくとも500kg/m3、より好ましくは少なくとも600kg/m3、さらに好ましくは少なくとも700kg/m3の嵩密度を有する、
請求項1に記載のフィルタエレメント。 - 前記オイル蒸気吸着粒体(21)は、天然又は合成起源の炭素質多孔質材料で構成される、
請求項1に記載のフィルタエレメント。 - 前記炭素質多孔質材料は、活性炭で構成される、
請求項8に記載のフィルタエレメント。 - 前記外側スクリーン(10)及び/又は前記内側スクリーン(13)は、
-前記オイル蒸気吸着粒体(21)が通過できないようになっている孔を有する焼結ポリマー、好ましくはポリプロピレン、及び/又は、
-前記オイル蒸気吸着粒体(21)が通過できないようになっている穿孔を有する有孔金属、好ましくはステンレス鋼、を備える、
請求項1に記載のフィルタエレメント。 - 前記外側スクリーン(10)及び/又は前記内側スクリーン(13)は、構造化材料と積層された延伸材で構成され、前記構造化材料の中の孔は、前記オイル蒸気吸着粒体(21)が通過できないようになっている、
請求項1に記載のフィルタエレメント。 - 前記構造化材料は、ガラス繊維で作られている、
請求項11に記載のフィルタエレメント。 - 前記構造化材料は、織布又は不織布のポリマー媒体である、
請求項11に記載のフィルタエレメント。 - 前記ポリマー媒体は、ポリプロピレン媒体である、
請求項13に記載のフィルタエレメント。 - 前記内側スクリーン(13)及び前記外側スクリーン(10)は、軸対称であり、互いに対して同心円状に配置されている、
請求項1に記載のフィルタエレメント。 - 前記外側スクリーン(10)の内面と前記内側スクリーン(13)の外面との間の垂直距離は、少なくとも5.0mm、好ましくは少なくとも10.0mm、より好ましくは少なくとも20.0mm、さらに好ましくは少なくとも30.0mm、さらにより好ましくは40.0mm、最も好ましくは少なくとも50.0mmである、
請求項15に記載のフィルタエレメント。 - ガス流からオイル蒸気を分離するためのフィルタ装置であって、前記フィルタ装置(1)は、請求項1から16のいずれかに記載のフィルタエレメント(9)を備えている、
ことを特徴とするフィルタ装置。
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