BE1022526A1

BE1022526A1 - Coalescentiefilter

Info

Publication number: BE1022526A1
Application number: BE20140826A
Authority: BE
Inventors: Wolf Isabelle Denise M De; Evi Marcel J Bultinck; Jo Wouters; Ken Goris
Original assignee: Atlas Copco Airpower Nv
Priority date: 2013-11-27
Filing date: 2014-11-27
Publication date: 2016-05-23
Also published as: US10486084B2; SI3074108T1; US11590435B2; CN204865249U; KR102208134B1; NZ721502A; WO2015079394A9; BR112016011926A2; WO2015079409A1; US10525377B2; RU2657902C2; CN104667628A; KR20160105791A; RU2016125328A; EP3074108B1; EP3074108A1; CA2931811A1; PH12016500995A1; SI3074109T1; CN105916563A

Abstract

Deze uitvinding betreft een filtereenheid voor het filteren van een met olie verontreinigd gecomprimeerd gas, in het bijzonder perslucht, waarbij de filtereenheid

een coalescentiefilter bevat voor het coalesceren van ~ in het gecomprimeerd gas aanwezige verontreiniging, in het bijzonder olie. De coalescentiefilter heeft een behuizing met een gastoevoer voor het toevoeren het gas naar een in de behuizing geplaatst primair coalescentiemedium, waarbij het primaire ~ :o coalescentiemedium ten minste een eerste laag bevat van een eerste poreus coalescentiemedium en een aan de eerste laag aanliggende tweede laag van een tweede poreus coalescentiemedium, waarbij het primaire coalescentiemedium een totale dikte heeft J van ten minste 3.5 mm gemeten bij een druk van FIG1 2N/cm2.

Description

Coalescentiefilter

Deze uitvinding heeft betrekking op een filtereenheid voor het filteren van een met olie verontreinigd gecomprimeerd gas, in het bijzonder perslucht, waarbij de filtereenheid een coalescentiefilter voor het coalesceren van in het gecomprimeerd gas aanwezige verontreiniging, in het bijzonder olie, volgens de aanhef van de eerste conclusie.

Tal van hedendaagse installaties en processen maken gebruik van gecomprimeerde gassen, in het bijzonder perslucht, voor uiteenlopende doeleinden waaronder automatisering, het veroorzaken van een verplaatsing of een beweging enz. In typische toepassingen waar zich een direct contact met perslucht voordoet, zoals bij de afwerking van auto-onderdelen, beademing van mensen, het verpakken van voedsel enz., is het wenselijk dat perslucht met een zo hoog mogelijke zuiverheid gebruikt wordt.

Filteren van het door een compressor aangezogen gas, in het bijzonder lucht, heeft vooral tot doel de concentratie van de daarin aanwezige vervuiling te minimaliseren en slijtage van de compressor aan het aanzuigpunt te beperken. Zo kan atmosferische lucht 0.05- 0.5 mg/m3 bevatten van onverbrande oliedeeltjes.

Filteren van het uit de compressor afkomstige gecomprimeerde gas, in het bijzonder gecomprimeerde lucht, beoogt voornamelijk het verwijderen van vaste stof deeltjes, water en olie. Olie is voornamelijk aanwezig in de vorm van oliedruppels, -aérosol en -damp, water is in hoofdzaak aanwezig in de vorm van waterdamp, - aérosol, - druppels en als vloeibaar zuurconcentraat, vaste stof deeltjes kunnen bijvoorbeeld micro-organismen zijn, stof en roestdeeltjes. Vervuiling van perslucht kan bijgevolg toegeschreven worden aan onder meer reeds in de aangezogen lucht aanwezige vervuiling, maar ook aan verdamping van de olie en aan slijtage tijdens compressie bij gebruik van met olie gesmeerde luchtcompressoren. Tal van luchtcompressoren maken namelijk in het compressiestadium gebruik van olie, voor dichtings- en smeerdoeleinden en als koelmiddel. Olieoverdracht tijdens compressie bedraagt typisch minder dan 5 mg/m3, mede door de efficiëntie van de in de moderne compressoren ingebouwde lucht/olie afscheiders.

Moderne compressor installaties bevatten naast een compressor, één of meer filters en drogers voor het zuiveren van de perslucht. De IS08573-1:2010 luchtkwaliteitstandaard werd ontwikkeld als standaard methode voor het meten en weergeven van de zuiverheid van lucht op verschillende posities in een compressor. Om een verwijdering van olie tot een voldoende lage concentratie mogelijk te maken wordt perslucht typisch aan een filtratie in meerdere opeenvolgende stappen onderworpen. Voor het verwijderen van olie aérosol en oliedamp uit perslucht wordt meestal gebruik gemaakt van een groep van twee of meer opeenvolgende coalescentiefilters, met name een pre-filter voor het verwijderen van de bulkhoeveelheid olie aérosol, gevolgd door een hoge efficiëntie coalescentie filter die de resterende olie aérosol verwijdert tot het beoogde niveau. Coalescentiefilters kunnen naast olie aérosol ook zeer kleine vaste stof deeltjes verwijderen, bijvoorbeeld deeltjes tot 0.01 micron. Iedere coalescentiefilter bevindt zich in een eigen behuizing. Om optimale zuivering te verzekeren wordt de coalescentiefilter meestal voorafgegaan door een waterafscheider en door een actieve koolfilter voor het verwijderen van oliedamp. In de loop der tijd werden montage kits ontwikkeld, die een eenvoudige montage van een serie van opeenvolgende filters mogelijk maakt.

Niet verwijderen of verminderen van concentratie van de vervuiling kan problemen met zich meebrengen in de installatie die de perslucht gebruikt, en beschadiging of blokkering veroorzaken van kleppen, cilinders, lucht motoren, toestellen die gebruik maken van lucht, productie installaties, en kan ongewenste productcontaminatie veroorzaken. Naast deze problemen met het gecomprimeerde luchtsysteem op zich, kan de vrijstelling van deeltjes, olie en micro-organismen tot een ongezonde en onveilige omgeving leiden. Gebruik van gecontamineerde perslucht leidt vaak tot inefficiënte productie processen, product afval, verlaagde productie efficiëntie en toenemende productiekosten. US-A-4.124.360 beschrijft een filterinrichting omvattende een pre-filter voor het coalesceren van het grootste deel van de olie aanwezig in de van de compressor afkomstige perslucht, en een coalescentiemedium voor het coalesceren van de resterende olie aanwezig in de van de pre-filter afkomstige lucht. De coalescentiefilter is concentrisch ten opzichte van de pre-filter opgesteld, met een luchtlaag tussen beide filters. De uit de pre-filter afkomstige gecoalesceerde olie wordt tussentijds afgevoerd. Aangenomen wordt dat door de coalescentie in twee stappen uit te voeren, met name een grove filtering gevolgd door een fijne filtering, en tussentijds de gecoalesceerde olie af te voeren, een betere zuivering van de gecomprimeerde lucht verkregen kan worden. Om de gewenste zuiverheid te bereiken is het gebruikelijk dat de perslucht door twee opeenvolgende coalescentiefilters gefilterd wordt, waarbij de eerste filter bedoeld is om de hoeveelheid olie terug te dringen tot ongeveer 0.1 mg/m3, terwijl de daaropvolgende tweede filter bedoeld is om de hoeveelheid in de perslucht aanwezige olie verder terug te dringen tot 0.01 mg/m3.

De bekende filterinrichting die gebruik maakt van twee opeenvolgende coalescentiefilters vertoont het nadeel dat de coalescentiefilters een relatief grote ruimte innemen.

Er is bijgevolg behoefte aan een persluchtfiltereenheid voor een persluchtcompressor, die compacter is dan de tot nu toe gebruikte, zonder dat dit ten koste gaat van de zuiverheid van de gecomprimeerde lucht.

Dit wordt volgens de uitvinding bereikt met een filtereenheid die de technische kenmerken vertoont van de eerste conclusie.

Daartoe wordt de filtereenheid van deze uitvinding gekenmerkt doordat de coalescentiefilter een behuizing met een gastoevoer voor het toevoeren het gas naar een in de behuizing geplaatst primair coalescentiemedium, waarbij het primaire coalescentiemedium ten minste een eerste laag bevat van een eerste poreus coalescentiemedium en een aan de eerste laag aanliggende tweede laag van een tweede poreus coalescentiemedium, waarbij het primaire coalescentiemedium een totale dikte heeft van ten minste 3.5 mm, bij voorkeur ten minste 4 mm, bij voorkeur ten minste 5 mm, met meer voorkeur ten minste 6 mm, met de meeste voorkeur ten minste 7 mm, in het bijzonder ten minste 7.5 mm gemeten bij een druk van 2N/cm2.

In het kader van deze uitvinding kunnen het eerste en tweede coalescentiemedium hetzelfde zijn of verschillend.

Met “totale dikte” wordt in het kader van deze uitvinding bedoeld dat de dikte van het primaire coalescentiemedium gemeten wordt in de richting waarin het gas doorheen de coalescentiefilter en dus het coalescentiemedium stroomt, terwijl het primair coalescentiemedium onderworpen wordt aan een omgevingsdruk van 2N/cm2.

Met “aanliggend” wordt in het kader van deze uitvinding bedoeld dat het eerste en tweede poreuze coalescentiemedium zodanig ten opzicht van elkaar zijn opgesteld, dat ze met elkaar in contact zijn, in het bijzonder dat een oppervlak van het eerste coalescentiemedium in contact is met een aanliggend contactoppervlak van het tweede coalescentiemedium. Bij een dergelijke aanliggende positionering is er geen of slechts een minimale luchtlaag tussen het eerste en tweede coalescentiemedium aanwezig.

De uitvinders hebben verrassenderwijs gevonden dat ondanks de veel grotere totale laagdikte van het coalescentiemedium, door het combineren van twee of meer coalescentiemedia tot één primair coalescentiemedium dat in één behuizing wordt geplaatst, de totale drukval over de coalescentiefilter aanzienlijk verlaagd kan worden in vergelijking met de stand van de techniek, waar meestal twee of meer coalescentiefilters in een eigen behuizing in serie worden geplaatst. De uitvinders hebben eveneens gevonden dat de gezuiverde perslucht die de coalescentiefilter verlaat een hoge zuiverheid vertoont zoals beoogd en dat de zuiverheid niet nadelig beïnvloed wordt ondanks het feit dat geen drainage van gecoalesceerde olie tussen opeenvolgende coalescentiefilters plaatsvindt. In tegendeel, de zuiverheid van de perslucht die de coalescentiefilter verlaat blijkt zelfs beter te zijn dan deze die bereikt wordt met twee opeenvolgende coalescentiefilters, die al dan niet in een aparte behuizing geplaatst zijn en waarbij tussentijdse drainage is voorzien. Dit is verrassend.

De geobserveerde verlaagde drukval over de filtereenheid wordt door de uitvinders aan een combinatie van factoren toegeschreven, die elkaar ondersteunen en versterken.

Een eerste vermindering van de drukval wordt toegeschreven aan een verlaging van een aan de behuizing toe te schrijven drukval. De uitvinders hebben vastgesteld dat aangezien alle coalescentiemedia in één behuizing gecombineerd zijn, de drukval te wijten aan de behuizing zich slechts één keer voordoet. In de uit de stand van de techniek bekende filtereenheid daarentegen, die twee of meer coalescentiefilters bevat die zich ieder in een eigen behuizing bevinden, wordt een drukval over iedere behuizing van iedere aanwezige coalescentiefilter waargenomen.

Een tweede vermindering van de drukval wordt toegeschreven aan de aanliggende positionering van opeenvolgende coalescentiemedia, die een verlaging van de met het coalescentiemedium geassocieerde capillaire druk met zich meebrengt. De uitvinders hebben vastgesteld dat de capillaire druk die de gecoalesceerde olie moet overwinnen bij het verlaten van het eerste coalescentiemedium en het binnenstromen van het daaropvolgende aanhggende coalescentiemedium, aanzienlijk verlaagd wordt door de aanliggende positionering van de opeenvolgende coalescentiemedia en de afwezigheid van een luchtlaag tussen beide media. De capillaire druk wordt gedefinieerd als de druk die overwonnen moet worden door een coalescerende vloeistof bij het binnenstromen van de poriën van een niet-bevochtigend bijvoorbeeld een olie-afstotend coalescentiemedium, evenals de druk die overwonnen moet worden bij het verlaten van een bevochtigend, bijvoorbeeld olie-adsorberend, coalescentiemedium. Deze drukverlaging is in het bijzonder uitgesproken wanneer het primarie coalescentiemedium uitsluitend uit bevochtigend of niet-bevochtigend materiaal is opgebouws.

De uitvinders hebben bovendien gevonden dat ook de kanaaldruk, dit is de weerstand die door de olie overwonnen moet worden bij zijn verplaatsing doorheen het primaire coalescentiemedium beperkt blijft en gering is in vergelijking met de capillaire druk. Dit is verrassend aangezien het in de stand van de techniek gebruikelijk is om ter verhoging van de filterperformantie, de laagdikte van het coalescentiemedium te beperken of te verlagen, bijvoorbeeld door een beperkt aantal lagen poreus materiaal toe te passen, om de kanaaldruk en de daarmee geassocieerde drukval over de filter laag te houden.

Deze uitvinding maakt het nu mogelijk om niet alleen de filterefficiëntie te verbeteren en een gefilterd gecomprimeerd gas met een hogere zuiverheid te verschaffen, inhet bijzonder perslucht of gecomprimeerde lucht, maar ook om de drukval over de coalescentiefilter te verlagen, en aldus de filterperformantie te verbeteren en het energieverbruik voor het zuiveren van het gecomprimeerd gas aanzienlijk te verlagen.

Omwille van praktische bruikbaarheid in bestaande filter-inrichtingen en vanuit kostenoogpunt, heeft het primaire coalescentiemedium bij voorkeur een totale dikte van maximaal 50 mm, bij voorkeur maximaal 40 mm, met meer voorkeur maximaal 30 mm, met de meeste voorkeur maximaal 25 mm, in het bijzonder maximaal 20 mm. De uitvinders hebben namebjk gevonden dat de filterefficiëntie niet significant verbeterd wordt bij grotere dikte van het primaire coalescentiemedium en dat de materiaalkost onevenredig hoog dreigt te worden.

Bij een verder toenemende dikte is er bovendien een risico dat de kanaaldruk te hoog wordt. Er wed met name vastgesteld dat eens coalescentie van de verontreiniging tot grotere druppels heeft plaatsgevonden, transport doorheen het coalescentiemedium plaatsvindt onder invloed van het transport van het gas doorheen het coalescentiemedium. Daarbij is gebleken dat de druk die overwonnen moet worden om de gecoalesceerde druppels, in het bijzonder olied-druppels, doorheen het primaire coalescentiemedium te transporteren, afhankelijk is van de dikte van het coalescentiemedium.

De uitvinders hebben eveneens vastgesteld dat binnen de aangegeven dikte van het coalescentiemedium de coalescentie opbrengst, d.i. de hoeveelheid verontreiniging, in het bijzonder olie, die door het primaire coalescentiemedium gefilterd wordt of in het primaire coalescentiemedium gecoalesceerd wordt, ten opzichte van de hoeveelheid verontreiniging aan de inlaat van de persluchtfiltereeneheid, niet nadelig beïnvloed wordt. In het bijzonder werd gevonden dat de zuiverheid van het gecomprimeerde gas dat de filter verlaat, vergelijkbaar of zelfs beter is dan de zuiverheid van gecomprimeerd gas dat onderworpen werd aan een zuivering middels de uit de stand van de techniek bekende filters, waar een eerste filtratiestap wordt uitgevoerd voor het bereiken van een eerste zuiverheid, en vervolgens een tweede filtratiestap voor het verder zuiveren tot een beter niveau, en waarbij tussentijdse drainage van de in de eerste filtratiestap gecoalesceerde olie plaatsvindt.

In een eerste uitvoeringsvorm van deze uitvinding is het primaire coalescentiemedium opgebouwd uit een veelheid van lagen van een materiaal dat bevochtigend is voor de te coalesceren verontreiniging, of een materiaal dat niet-bevochtigend is. Het primaire coalescentiemedium is bij voorkeur opgebouwd uit een veelheid van langen van een oleofiel of een oleofoob poreus filtermedium.

Door lagen van een filtermedium van in hoofdzaak dezelfde aard te stapelen, d.w.z. bevochtigend of niet-bevochtigend, is het mogelijk te voorkomen dat een additionele capillaire druk overwonnen moet worden wanneer de gecoalesceerde olie vanuit een vorige laag een volgende laag betreedt, en is het bijgevolg moge lijk het risico op verhoging van de drukval over de coalescentiefilter ten gevolge van materiaalovergangen te minimaliseren.

Opeenvolgende lagen coalescentiemedium met bevochtigende eigenschappen kunnen hetzelfde zijn of verschillend, d.w.z. opeenvolgende lagen kunnen meer of minder bevochtigend zijn, eenzelfde dichtheid hebben of een verschillende, eenzelfde luchtdoorlaatbaarheid hebben of een verschillende, vezels van in hoofdzaak dezelfde afmetingen en/of dezelfde fysische eigenschappen hebben of verschillende, enz. Op dezelfde wijze kunnen opeenvolgende lagen van een coalescentiemedium met niet-bevochtigende eigenschappen hetzelfde zijn of verschillend, d.w.z. opeenvolgende lagen kunnen meer of minder bevochtigend zijn, eenzelfde dichtheid hebben of een verschillende, eenzelfde luchtdoorlaatbaarheid hebben of een verschillende, vezels van in hoofdzaak dezelfde afmetingen en/of dezelfde fysische eigenschappen of verschillende, enz.

De uitvinders hebben gevonden dat een opstelling van de coalescentiemedia zoals hierboven beschreven een optimale vermindering van de drukval over de coalescentiefilter mogelijk maakt. Door de aanliggende positionering van opeenvolgende coalescentiemedia is het mogelijk de drukval veroorzaakt door de capillaire druk te minimaliseren : de film die uit het bevochtigende coalescentiemedium verplaatst wordt en in het niet-bevochtigende coalescentiemedium, moet slechts één keer gevormd worden en niet twee keer zoals bij de coalescentiefilters die zich in een aparte behuizing bevinden. Aangezien opeenvolgende lagen alle ofwel bevochtigend zijn ofwel alle niet-bevochtigend zijn, dient de te coalesceren vloeistof geen capillaire druk te overwinnen bij het verlaten van het eerste coalescentiemedium en het binnenstromen van het tweede coalescentiemedium. Bovendien is de drukval die aan de kanaaldruk moet worden toegeschreven aanzienlijk lager dan de drukval te wijten aan de capillaire druk en de drukval veroorzaakt door de behuizing.

Het eerste coalescentiemedium kan een gelaagd materiaal zijn, dat uit één laag van eenzelfde medium is opgebouwd, of uit een veelheid aanliggende lagen van eenzelfde of verschillende media. Analoog hieraan kan het tweede coalescentiemedium kan een gelaagd materiaal zijn, dat uit één laag van eenzelfde medium is opgebouwd, of uit een veelheid aanliggende lagen van eenzelfde of verschillende media.

In een tweede uitvoeringsvorm van deze uitvinding is het primair coalescentiemedium opgebouwd uit een eerste laag bestaande uit een ten minste één stroomopwaarts ten opzichte van de gastoevoer opgestelde laag van een coalescentiemedium dat bevochtigend is voor de te coalesceren onzuiverheid, en ten minste één stroomafwaarts ten opzichte van de gastoevoer opgestelde tweede laag van een coalescentiemedium dat niet-bevochtigend is voor de te coalesceren onzuiverheid. Deze opstelling maakt het mogelijk om bij geringer aantal lagen coalescentiemedium een vergelijkbare zuiverheid te realiseren in vergelijking met een primair coalescentiemedium dat uitsluitend uit een bevochtigend of een niet-bevochtigend medium is opgebouwd. Aangenomen wordt dat de film van gecoalesceerde vloeistof die uit het oleofiele medium verplaatst wordt en het oleofobe medium binnenstroomt, zich slechts één keer moet vormen en geen twee keer zoals het geval is indien beide filtermedia in een aparte behuizing zouden zijn ondergebracht of op een afstand van elkaar zouden zijn opgesteld.

Bij voorkeur bevat het primaire coalescentiemedium stroomopwaarts ten opzichte van de gastoevoer een veelheid van lagen van een oleofiel coalescentiemedium en stroomafwaarts ten opzichte van de gastoevoer een veelheid van lagen van een oleofoob coalescentiemedium.

Het materiaal dat gebruikt wordt voor het vervaardigen van het eerste en tweede coalescentiemedium is bij voorkeur een poreus materiaal met poriën met een gemiddelde diameter tussen 2 en 100 μιη, bij voorkeur tussen 3 en 70 pm, met meer voorkeur tussen 5 en 50pm, in het bijzonder tussen 5 en 35 pm, meer in het bijzonder tussen 5 en 30 pm. De gemiddelde poriediameter werd bepaald gebruikmakend van microscopie. Het eerste en tweede coalescentiemedium kunnen uit eenzelfde poreus materiaal zijn opgebouwd, d.w.z. met poriën met eenzelfde gemiddelde diameter, of uit poriën met een verschillende gemiddelde diameter. Hetgebruik van een poreus materiaal met grote poriën maakt het mogelijk de kanaaldruk verder te verlagen.

Het materiaal dat gebruikt wordt voor het vervaardigen van het eerste en tweede coalescentiemedium is meestal een vezelvormig materiaal dat in hoofdzaak vezels bevat met een gemiddelde diameter van 0.25-20 pm, bij voorkeur 0.5-10 μιη, alhoewel vezels met een nog kleinere of grotere diameter aanwezig kunnen zijn. Meestal zal het eerste en tweede coalescentiemedium opgebouwd zijn uit een veelheid van vezels waarvan de diameter binnen voornoemde grenzen varieert. Daarbij kunnen het eerste en tweede coalescentiemedium opgebouwd zijn uit vezels met eenzelfde gemiddelde diameter of een verschillende.

Het primaire coalescentiemedium van deze uitvinding heeft bij voorkeur een totale luchtdoorlaatbaarheid van ten minste 30 l/m2.s, bij voorkeur ten minste 50 l/m2.s, met meer voorkeur ten minste 60 l/m2.s met de meeste voorkeur ten minste 80 l/m2.s, in het bijzonder ten minste 100 l/m2.s of meer. De luchtdoorlaatbaarheid kan binnen brede grenzen variëren en zal in de praktijk meestal niet hoger zijn dan 2000 l/m2.s, bij voorkeur maximum 1750 l/m2.s. De luchtdoorlaatbaarheid wordt gemeten bij 2 mbar volgens DIN en ISO 9237. Daarbij kan de luchtdoorlaatbaarheid van het eerste coalescentiemedium hetzelfde zijn of verschillend van deze van het tweede coalescentiemedium. De uitvinders hebben vastgesteld dat bij toenemende luchtdoorlaatbaarheid, de kanaaldruk verder verlaagd kan worden.

Het eerste en tweede coalescentiemedium van deze uitvinding kunnen eenvoudig vervaardigd worden bijvoorbeeld door een vezelvormig materiaal, bijvoorbeeld glasvezels, zodanig te verwerken dat een laagvormig of velvormig materiaal verschaft wordt met poriën of openingen tussen de vezels. De poriën in het vezelvormig materiaal van het coalescentiemedium waardoor het fluïdum zich verplaatst en waarin coalescentie plaatsvindt worden in hoofdzaak gevormd door de ruimten die tussen de vezels van het vezelvormig materiaal aanwezig zijn. Geschikte technieken die dit mogelijk maken zijn bij de vakman bekend en omvatten onder meer het vervaardigen van één of meer vellen, bijvoorbeeld geweven of niet geweven vezelvormige materialen, breisels, gevlochten vezels, filmen, vliezen en combinaties van voornoemde materialen of laminaten of composieten daarvan. Vezelvormige materialen geschikt voor gebruik in een coalescentiemedium van deze uitvinding zijn bij de vakman bekend, en worden bij voorkeur zodanig gekozen dat ze in staat zijn de vangst en coalescentie van de verontreiniging in het coalescentiemedium te bewerkstelligen. Echter, andere poreuze materialen kunnen eveneens geschikt als primair coalescentiemedium gebruikt worden.

De vakman is in staat om de totale dikte van het primaire coalescentiemedium af te stemmen rekening houdend met de aard ervan in het bijzonder rekening houdend met de gemiddelde grootte van de poriën en/of de luchtdoorlaatbaarheid en/of dichtheid, om de beoogde performantie mogelijk te maken.

De eerste laag van het primaire coalescentiemedium kan opgebouwd zijn uit één enkele laag of uit een veelheid van dicht gestapelde of dicht gewikkelde aanliggende lagen van een velvormig poreus filtermateriaal. Met dicht gestapeld wordt bedoeld dat opeenvolgende lagen met elkaar in contact zijn, of met andere woorden dat opeenvolgende lagen aanliggend zijn opgesteld. Aanliggende lagen velvormig coalescentiemedium worden bij voorkeur zodanig gestapeld, of een vel van het coalescentiemedium wordt zodanig gewikkeld, dat opeenvolgende lagen van het coalescentiemedium aanliggend geplaatst zijn, dat de afstand tussen opeenvolgende lagen minimaal is, en dat een eventuele luchtlaag aanwezig tussen opeenvolgende lagen een minimale dikte heeft of bij voorkeur zelfs afwezig is. Dit maakt het mogelijk de capillaire druk die overwonnen moet worden bij de overgang van het fluïdum van de ene naar de andere laag, zo laag mogelijk te houden. Dit maakt het ook mogelijk het risico op uitvloeien van het fluïdum tussen opeenvolgende lagen te minimaliseren. Naar analogie kan de tweede laag van het primaire coalescentiemedium opgebouwd zijn uit één enkele of uit een veelheid van dicht gestapelde of dicht gewikkelde aanliggende lagen van een velvormig poreus filtermateriaal. Het aantal lagen materiaal waaruit de eerste laag van het eerste coalescentiemedium is opgebouwd kan hetzelfde zijn als of verschillend van het aantal lagen waaruit de tweede laag van het tweede coalescentiemedium is opgebouwd.

Zowel voor de eerste laag van het primaire coalescentiemedium als voor de tweede laag kan de laagdikte van de individuele lagen binnen brede grenzen variëren. De laagdikte van de individuele lagen van de eerste laag van het primaire coalescentiemedium kan bijvoorbeeld variëren van 0.1 tot 1 mm, bij voorkeur 0.4 mm, met meer voorkeur 0.5 mm, met de meeste voorkeur 0.6 mm. De vakman is in staat de gewenste laagdikte te kiezen rekening houdend met de voor het coalescentiemedium beoogde totale laagdikte. De dikte van de individuele lagen in het eerste coalescentiemedium kan dezelfde zijn als in het tweede coalescentiemedium of verschillend. De laagdikte van het medium waaruit het eerste coalescentiemedium is opgebouwd kan dezelfde zijn of verschillend van de laagdikte waaruit het tweede coalescentiemedium is opgebouwd.

Het primaire coalescentiemedium van deze uitvinding bevat bij voorkeur in totaal ten minste 4 opeenvolgende lagen materiaal om een voldoende mate van coalescentie te garanderen, met meer voorkeur ten minste 6 lagen, met de meeste voorkeur ten minste 10 lagen. Het aantal lagen zal meestal niet meer dan 30 zijn aangezien de filterefficiëntie niet significant verbeterd wordt indien het primaire coalescentiemedium meer lagen bevat, en de materiaalkost onevenredig hoog dreigt te worden. Bij verder toenemend aantal lagen is er bovendien een risico dat de kanaaldruk, te hoog wordt zoals hierboven is toegelicht. Bij voorkeur is het aantal lagen materiaal waaruit het primaire coalescentiemedium is opgebouwd niet meer dan 25, met de meeste voorkeur niet meer dan 20.

Het eerste coalescentiemedium kan dezelfde totale laagdikte hebben als het tweede coalescentiemedium of een andere.

In een voorkeuruitvoeringsvorm van deze uitvinding heeft het primaire coalescentiemedium een over-all dichtheid in het bereik van 0.05 tot 0.90 g/cm3, bij voorkeur 0.05 tot 0.75 g/cm3 met meer voorkeur van 0.08 tot 0.50 g/cm3. Materialen met een dichtheid tussen 0.10 - 0.25 g/cm3 of 0.12 - 0.17 g/cm3 kunnen eveneens geschikt zijn en bij welbepaalde fluïda en/of verontreinigingen de voorkeur genieten. De dichtheid van de eerste laag van het eerste coalescentiemedium en de tweede laag van het tweede coalescentiemedium kunnen hetzelfde zijn of verschillend. De dichtheid wordt gemeten door het wegen van een hoeveelheid materiaal van het primaire coalescentiemedium met een oppervlakte van 1 m2, en dit te vermenigvuldigen met de dikte van dit materiaal, gemeten met een digitale micrometer bij een druk van 2N/cm2.

De uitvinding wordt hierna verder toegelicht in de bijgevoegde figuren en beschrijving van deze figuren.

Fig. 1 toont een zicht op het binnenvolume van een representatieve coalescentiefilter voor het zuiveren van gecomprimeerd gas.

Fig. 2 toont een schematisch zicht op een coalescentiefilter van deze uitvinding.

Fig. 3 toont de drukval gemeten over een coalescentiefilter :

Fig. 3a toont de drukval gemeten over een conventioneel filtersysteem, met een eerste behuizing waarin zich een eerste coalescentiefilter bevindt vervaardigd uit een oleofiel filtermateriaal, en een tweede behuizing waarin zich een tweede coalescentiefilter bevindt vervaardigd uit een oleofoob filtermateriaal.

Fig. 3b toont de drukval gemeten over een coalescentiefïler van deze uitvinding, met een eerste coalescentiemedium vervaardigd uit een oleofiel filtermateriaal, en een tweede coalescentiemedium vervaardigd uit een oleofoob filtermateriaal.

Fig. 3c toont de drukval gemeten over een coalescentiefiler van deze uitvinding, met één type coalescentiemedium.

De filtereenheid van deze uitvinding bevat een coalescentiefilter 10 zoals getoond in fig. 1 en 2. De coalescentiefilter 10 bevat een gesloten behuizing 24 met bovenaan een filterkop 12. Filterkop 12 bevat een inlaat 16 waarlangs een fluïdum dat een drager bevat en ten minste één verontreiniging in de coalescentiefilter gebracht wordt, bijvoorbeeld een gas met een verontreiniging, in het bijzonder lucht of perslucht verontreinigd met olie. De behuizing 24 bevat een uitlaat 18 voor het afvoeren van een fluïdum en/of drager vloeistof die de coalescentiefilter 22 doorstroomd heeft, bijvoorbeeld perslucht. Filterkop 12 is losneembaar verbonden met behuizing 24, zodat de binnenruimte van de coalescentiefilter 10 toegankelijk is voor het vervangen van het coalescentiemedium 22 indien nodig. De losneembare verbinding kan op iedere door de vakman geschikt geachte wijze tot stand gebracht worden, bijvoorbeeld door middel van een schroefverbinding, door middel van druk, wrijving, klemmen enz. Inlaat 16 is verbonden met de binnenruimte van de coalescentiefilter 10 op een zodanige wijze dat een fluïdum, bijvoorbeeld een gecomprimeerd gas, naar het coalescentiemedium 22 gevoerd kan worden. Het coalescentiemedium 22 is bij voorkeur losneembaar veronden met de filterkop 12, zodat het coalescentiemedium 22 periodiek vervangen kan worden, of vervangen kan worden indien nodig.

Het coalescentiemedium 22 bevat een primair coalescentiemedium. Zoals getoond wordt in fig. 2 bevat het primaire coalescentiemedium ten minste een eerste laag 1 van een eerste poreus coalescentiemedium en een aan de eerste laag aanliggende tweede laag 2 van een tweede poreus coalescentiemedium. Het te zuiveren gas stroomt in de richting van de pijl, d.w.z. van en doorheen het eerste coalescentiemedium 1 naar en doorheen het tweede coalescentiemedium 2. Het eerste coalescentiemedium 1 heeft een stroomopwaarts ten opzichte van de gastoevoer of persluchttoevoer gelegen oppervlak 3 en een stroomafwaarts ten opzichte van de persluchttoevoer gelegen oppervlak 4 dat het contact oppervlak vormt met het tweede coalescentiemedium 2. Het tweede coalescentiemedium 2 heeft een stroomopwaarts gelegen oppervlak 5 dat het contactoppervlak vormt met het eerste coalescentiemedium 1 en een stroomafwaarts gelegen oppervlak 6.

Indien gewenst kan het primaire coalescentiemedium verdere lagen van één of meer poreuze coalescentiemedia bevatten, bijvoorbeeld een derde en/of een vierde laag of verdere additionele lagen. De keuze van het aantal lagen en de aard van het materiaal voor deze lagen kan door de vakman afgestemd worden rekening houdend met de te verwijderen vervuiling en de concentratie daarvan.

Het primaire coalescentiemedium 10 heeft bij voorkeur een totale dikte van ten minste 3.5 mm, bij voorkeur ten minste 4 mm, bij voorkeur ten minste 5 mm, met meer voorkeur ten minste 6 mm, met de meeste voorkeur ten minste 7 mm, in het bijzonder ten minste 7.5 mm gemeten bij een druk van 2N/cm2. De dikte van het primaire coalescentiemedium zal meestal maximaal 50 mm zijn, bij voorkeur maximaal 40 mm, met meer voorkeur maximaal 30 mm, met de meeste voorkeur maximaal 25 mm, in het bijzonder maximaal 20 mm.

De in figuur 1 getoonde coalescentiefilter is bedoeld voor het coalesceren van één of meer vloeibare verontreinigingen aanwezig in een drager van een fluïdum. De één of meer verontreinigingen kunnen bijvoorbeeld een inerte of reactieve stof zijn. De één of meer verontreinigingen kunnen bijvoorbeeld behoren tot de groep van vloeistoffen, aerosolen, macro-druppels of mengsels van twee of meer van deze materialen. Een voorbeeld van een fluïdum geschikt voor gebruik met de coalescentiefilter van deze uitvinding is gecomprimeerde lucht of perslucht, vervuild met een olie aérosol.

Geschikte materialen voor gebruik als primair coalescentiemedium, inhet bijzonder geschikt voor gebruik als eerste laag van het eerste coalescentiemedium en als tweede laag van het tweede coalescentiemedium, omvatten velvormige of laagvormige substraten of materialen opgebouwd uit vezels met een eindige lengte, continue filamenten en combinaties daarvan. Het primair coalescentiemedium bevat bij voorkeur geschikte materialen die bestand zijn tegen de druk die uitgeoefend wordt om verplaatsing van het fluïdum doorheen het primaire coalescentiemedium mogelijk te maken, tegen de in het fluïdum aanwezige vloeibare verontreinigingen en de statische en dynamische belasting waaraan het materiaal wordt blootgesteld tijdens het vervaardigen van de filter, het assembleren ervan en het gebruik ervan. Voorbeelden van geschikte laagvormige vezelvormige materialen zijn onder meer geweven of niet geweven vezelvormige materialen, breisels, vlechtwerk, filmen, en combinaties van voornoemde materialen of laminaten of composieten daarvan.

Het primaire coalescentiemedium is bij voorkeur een meerlagig materiaal, dat bij voorkeur ten minste 4 lagen, met meer voorkeur ten minste 6 lagen, met de meeste voorkeur ten minste 10 lagen bevat. Meestal zal het aantal lagen vezelvormig materiaal niet hoger zijn dan 20. De dikte van de individuele lagen van het coalescentiemedium is niet kritisch voor deze uitvinding en kan binnen brede grenzen variëren. De dikte van een laag kan bijvoorbeeld een dikte zijn van 0.4 mm, 0.5 mm,0.6 mm, 0.75 mm of 1 mm. Anderzijds kan het primaire coalescentiemedium ook uit één laag van het gewenste materiaal opgebouwd zijn, in de gewenste dikte.

In een eerste uitvoeringsvorm van deze uitvinding is het primaire coalescentiemedium opgebouwd uit een veelheid van lagen van een materiaal dat bevochtigend is voor de te coalesceren verontreiniging, of niet-bevochtigend. Het primaire coalescentiemedium is bij voorkeur opgebouwd uit een veelheid van langen van een oleofiel of een oleofoob poreus filtermedium. Opeenvolgende lagen coalescentiemedium met bevochtigende eigenschappen kunnen hetzelfde zijn of verschillend, d.w.z. opeenvolgende lagen kunnen meer of minder bevochtigend zijn, eenzelfde dichtheid hebben of een verschillende, eenzelfde luchtdoorlaatbaarheid hebben of een verschillende, vezels van in hoofdzaak dezelfde afmetingen en/of dezelfde fysische eigenschappen hebben of verschillende, enz. Op dezelfde wijze kunnen opeenvolgende lagen van een coalescentiemedium met niet-bevochtigende eigenschappen hetzelfde zijn of verschillend, d.w.z. opeenvolgende lagen kunnen meer of minder bevochtigend zijn, eenzelfde dichtheid hebben of een verschillende, eenzelfde luchtdoorlaatbaarheid hebben of een verschillende, vezels van in hoofdzaak dezelfde afmetingen en/of dezelfde fysische eigenschappen of verschillende, enz. Het aantal lagen materiaal in het eerste coalescentiemedium kan hetzelfde zijn als of verschillende van het aantal lagen materiaal in het tweede coalescentiemedium.

In een andere uitvoeringsvorm van deze uitvinding is de laag van het eerste coalescentiemedium opgebouwd uit een coalescentiemedium dat bevochtigend is voor de te coalesceren onzuiverheid, en is de laag van het tweede coalescentiemedium opgebouwd uit een materiaal dat niet-bevochtigend is voor de te coalesceren onzuiverheid. De laag van het eerste coalescentiemedium kan uit één enkele laag zijn opgebouwd, of uit een veelheid van lagen van materiaal dat bevochtigend is voor de te coalesceren onzuiverheid. De laag van het tweede coalescentiemedium kan uit één enkele laag zijn opgebouwd, of uit een veelheid van lagen van materiaal dat niet-bevochtigend is voor de te coalesceren onzuiverheid. Het aantal lagen materiaal in het eerste coalescentiemedium kan hetzelfde zijn als of verschillende van het aantal lagen materiaal in het tweede coalescentiemedium.

Voorbeelden van vezelvormige materialen die bijzonder geschikt zijn voor het vervaardigen van een gelaagd materiaal voor gebruik in het primair coalescentiemedium van deze uitvinding omvatten thermoplastische materialen, thermohardende materialen, organische of anorganische materialen, metallische materialen of legeringen, mengsels en chemisch gemodificeerde materialen, bijvoorbeeld vervaardigd door trekken, spinnen, naaien, verknopen, smeltspinnen (bijvoorbeeld spin binden, nanovezels, smeltblazen), nat leggen, electrospinnen, solventspinnen, punt binden, hechtend binden, continue weefsels - breisels, gieten, co-extruderen enz. Materialen die bijzondere voorkeur genieten omvatten glasvezels, silicaat gebaseerde nat opgelegde thermohardende hechtend gebonden niet geweven stoffen, bijvoorbeeld een borosilicaat glasvezel met eindige lengte, omwille van hun thermische en hydrothermale weerstand, belasting door het fluïdum, de dragervloeistof en de verontreiniging, zonder dat chemische modificatie bijvoorbeeld door een fluor koolstof oppervlaktebehandeling nodig is.

Een meerlagig primair coalescentiemedium kan op verschillende manieren geproduceerd worden, bijvoorbeeld door een veelheid van lagen van een vezelvormig materiaal te stapelen, te vouwen of op te rollen of te wikkelen, zodat het gewenste aantal lagen verkregen wordt. Echter iedere andere werkwijze kan geschikt gebruikt worden. De lagen van het vezelvormig materiaal zijn bij voorkeur aanliggend ten opzichte van elkaar opgesteld, zodanig dat een luchtlaag met een zo klein mogelijke laagdikte tussen aanliggende lagen aanwezig is. Bij voorkeur zijn aanliggende lagen zodanig opgesteld dat geen luchtlaag daartussen aanwezig is. Dit kan bijvoorbeeld verkregen worden door een veelheid gestapelde lagen samen te drukken of te klemmen, bijvoorbeeld langs één of meer zijden van het vezelvormig materiaal. Bij voorkeur echter wordt het vezelvormig materiaal gewikkeld, om het risico op beschadiging minimaal te houden.

Aanliggend aan een stroomafwaarts ten opzichte van de luchttoevoer gelegen oppervlak van het primaire coalescentiemedium 22 kan een drainagelaag 30 voorzien zijn, bij voorkeur langsheen een stroomafwaarts gelegen oppervlak van het primaire coalescentiemedium waarlangs gecoalesceerde verontreiniging het primaire coalescentiemedium verlaat, voor het opnemen en afvoeren van gecoalesceerde verontreiniging en het bevorderen van de afvoer ervan. Deze stroomafwaarts opgestelde drainagelaag 30 is ook bedoeld om een barrière te verschaffen die terugvloei van gecoalesceerde verontreiniging naar het coalescentiemedium en/of in het bijzonder naar de in het fluïdum aanwezige drager tegenwerkt. Zonder aan deze hypothese gebonden te willen zijn wordt aangenomen dat de drainagelaag een grenszone of overgangszone vormt langsheen het grensvlak van het primaire coalescentiemedium waarlangs drainage optreedt, waardoor opbouw van verontreiniging aan het grensvlak wordt tegengewerkt, door vorming van grote druppels die door de drijvende kracht van gravitatie gedreven worden en in de behuizing van de filter worden afgezet voor afvoer uit de filter. Indien gewenst kan ook stroomopwaarts van het primaire coalescentiemedium een beschermende laag opgesteld worden, aanliggend aan een oppervlak van het primaire coalescentiemedium waarlangs fluïdum naar het primaire coalescentiemedium wordt toegevoerd, op een wijze zodat beide materialen in contact zijn. Stroomafwaarts van de coalescentiefilter kan ook een beschermende laag toegevoegd worden aanliggend aan een oppervlak van het primaire coalescentiemedium, die behalve een beschermende werking ook een extra drainagefunctie kan hebben.

Materialen voor gebruik in de drainagelaag 30 kunnen bijvoorbeeld geweven of niet geweven materialen zijn, breisels, films, open cel schuimen, gegoten of gesponnen vliezen, open netten en combinaties of laminaten of composieten van voornoemde materialen. Materialen voor gebruik in de drainagelaag 30 kunnen bijvoorbeeld gekozen worden uit de groep van thermoplastische of thermohardende kunststoffen, organische of anorganische stoffen, metallische materialen of legeringen, mengsels van voornoemde materialen en chemisch gemodificeerde vormen daarvan. De voornoemde materialen kunnen op iedere door de vakman geschikt geachte wijze vervaardigd worden, bijvoorbeeld door trekken, spinnen, naaien, verknopen, smeltspinnen (bijvoorbeeld spin binden, nanovezels, smeltblazen), nat leggen, electrospinnen, solventspinnen, punt binden, through-air bond, hechtend binden, continue weefsels - breisels, gieten, co-extruderen, expansie, solvent gieten en dergelijke. Bijzondere voorkeur genieten polyurethaan schuimen aangezien zij goed bestand zijn tegen thermische belasting door het fluïdum en/of de in het fluïdum aanwezige drager en verontreinigende vloeistof, maar gelijktijdig de terugkeer van de verontreinigingen, bijvoorbeeld op koolwaterstof gebaseerde verontreinigingen, naar het coalescentiemedium tegengaan, zonder dat het nodig is één of meer onderdelen van de coalescentiefilter of de drainagelaag voor te behandelen met fluor houdende stoffen.

Het primaire coalescentiemedium 22, de drainagelaag 30 en de barrièrelaag kunnen als aparte laagvormige materialen gemonteerd worden. Het is echter ook mogelijk om voornoemde materialen in een laminaat te verenigen, zodat ze één geheel vormen en optimaal contact tussen aanliggende lagen gegarandeerd wordt en optimale stroming van fluïdum van de ene naar de andere laag kan plaatvinden.

Indien gewenst kan stroomopwaarts maar ook stroomafwaarts van het primaire coalescentiemedium 22 een beschermende laag 25 voorzien zijn. Deze beschermende laag 25 kan ook dienen als drainagelaag of de fluïdumstroom in een gewenste richting sturen. Een voorbeeld van een geschikt materiaal voor gebruik als beschermende laag 25 is een open polypropyleenlaag, maar andere materialen kunnen eveneens gebruikt worden. Bij voorkeur bevat het filtereenheid eveneens een kern 20. Het ten minste één primair coalescentiemedium 22 is stroomafwaarts ten opzichte van de filterkern 20 opgesteld.

De coalescentiefilter 10 bevat bij voorkeur één of meer interne ondersteunende structuren 26, die het primaire coalescentiemedium als één mechanisch geheel ondersteunen, die het risico op mechanisch vervormen van de filtermaterialen waaronder het coalescentiemedium 22, onder invloed van belasting door het fluïdum minimaliseren en deze beschermen tegen inwerking van onverwachte of plotse impact.

Stroomafwaarts ten opzichte van het coalescentiemedium 22 in de richting van de afvoer, kan verder een laag voorzien zijn van een filtermateriaal dat in staat is oliedampen en dampen van andere koolwaterstoffen te adsorberen, bijvoorbeeld een laag van actieve kool.

Stroomopwaarts ten opzichte van het coalescentiemedium 22 kan bijvoorbeeld eveneens een deeltjesfilter voorzien zijn voor het verwijderen van vaste stof deeltjes.

De behuizing 24 kan verder een drainagemechanisme 32 bevatten. Een geschikt drainagemechanisme 32 kan automatisch, half automatisch of manueel werkende kleppen bevatten, waarlangs een in de behuizing weerhouden gecoalesceerde en gedramde verontreiniging verwijderd wordt.

De coalescentiefilter 10 kan verder optionele componenten bevatten, die het gebruik en de opbrengst van de filter verder verbeteren. Filterkop 12 kan bijvoorbeeld een statusindicator 14 bevatten, die een indicatie geeft over de status van de coalescentiefilter, inclusief de potentiële noodzaak voor een periodieke vervanging. De statusindicator 14 kan voorzien zijn om direct of indirect de opbrengst van de coalescentiefilter te meten en kan een indicator bevatten die een indruk geeft van de toestand van de coalescentiefilter 10, door middel van bijvoorbeeld een visueel, auditief of elektronisch signaal of een combinatie daarvan. De indicator 14 kan pneumatisch of elektrisch werken of volgens ieder door de vakman geschikt geacht principe.

De uitvinding heeft verder betrekking op een filtereenheid voor het filteren van gecomprimeerd gas, in het bijzonder een persluchtfiltereenheid, die een coalescentiefilter bevat zoals hierboven beschreven, en die verder een filter bevat voor het verwijderen van water. De filter voor het verwijderen van water kan iedere bij de vakman bekende filter zijn, bijvoorbeeld een koeldroger is, een droger voorzien van een droogmiddel, een membraandroger of een combinatie van twee of meer hiervan. De persluchtfiltereenheid kan eveneens een filter bevatten voor het verwijderen van vaste stof deeltjes.

De uitvinding heeft eveneens betrekking op een coalescentiefilter volgens zoals hierboven beschreven als onderdeel van een filtereenheid zoals hierboven beschreven.

De uitvinding heeft verder betrekking op een compressor voor het comprimeren van één of meer gassen, waarbij de compressor voorzien is van een uitlaat voor het vrijstellen van de één of meer gecomprimeerde gassen, waarbij de uitlaat verbonden is met een filtereenheid zoals hierboven beschreven voor het zuiveren van de één of meer gassen. De uitvinding heeft in het bijzonder betrekking op een luchtcompressor voorzien van een uitlaat voor het vrijstellen van gecomprimeerde lucht, waarbij de uitlaat verbonden is met een filtereenheid zoals hierboven beschreven.

In een bijzondere uitvoeringsvorm is de compressor in een behuizing ingebouwd, en bevat de behuizing verder een coalescentiefilter zoals hierboven beschreven , en één of meer filters voor het verwijderen van water, waterdamp en wateraerosol zoals hierboven beschreven. Bij voorkeur zijn de filtereenheid zoals hierboven beschreven en de waterfilter in een aparte behuizing ingebouwd, zodat ze gezamenlijk in de aparte behuizing verwijderd en vervangen kunnen worden.

De uitvinding heeft ook betrekking op een primair coalescentiemedium 22 zoals hierboven beschreven als onderdeel van een persluchtfiltereenheid 10 zoals hierboven beschreven.

In figuur 3 toont fig. 3a de drukval gemeten over een conventioneel filtersysteem, met een eerste behuizing waarin zich een eerste coalescentiefilter bevindt vervaardigd uit een oleofiel filtermateriaal, en een tweede behuizing waarin zich een tweede coalescentiefilter bevindt vervaardigd uit een oleofoob filtermateriaal. Ongeveer de helft van de totale drukval over beide coalescentiefilters is te wijten aan de door de eerste en tweede behuizing veroorzaakte drukval. De in de perslucht aanwezige olieverontreiniging dringt gemakkelijk het oleofiele materiaal binnen aan het stroomopwaarts ten opzichte van de toevoer gelegen oppervlak, en verplaatst zich gemakkelijk doorheen het oleofiele materiaal. Bij het bereiken van het stroomafwaarts ten opzichte van de toevoer gelegen oppervlak neigen capillaire krachten ertoe de olie in het filtermateriaal te houden, zodat een capillaire druk opgebouwd moet kunnen worden vooraleer de gecoalesceerde olie het filtermateriaal kan verlaten. Bij het betreden van de tweede filter moet de in de perslucht aanwezige olie een capillaire druk overwinnen om het oleofobe filtermateriaal te kunnen binnendringen. Uiteindelijk wordt de olie doorheen het oleofiele en het oleofobe filtermedium verplaatst en treedt reorganisatie op.

Fig. 3b toont de drukval gemeten over een persluchtfiltereenheid volgens de uitvinding, waarin het primaire coalescentiemedium een veelheid aan lagen bevat van een oleofiel materiaal stroomopwaarts ten opzichte van de luchtinlaat, en een veelheid van lagen van een oleofoob materiaal stroomafwaarts ten opzichte van de luchtinlaag. Het aantal lagen is hetzelfde als in figuur 3. Doordat slechts één behuizing aanwezig is, wordt de drukval te wijten aan de behuizing nagenoeg gehalveerd ten opzichte van de situatie van figuur 3. De droge drukval te wijten aan het filtermateriaal blijft dezelfde als in figuur 3, aangezien er eveneens twee filters aanwezig zijn. De drukval te wijten aan de kanaaldruk is dezelfde als in figuur 3 aangezien hetzelfde aantal lagen aanwezig zijn. Echter de drukval te wijten aan de capillaire druk is aanzienlijk lager : de film die uit het oleofiele medium gedrukt wordt, in het oleofobe medium behoeft slechts één keer gevormd te worden en niet twee keer zoals het geval is in figuur 3.

Fig. 3c toont de drukval gemeten over een persluchtfiltereenheid volgens de uitvinding, waarin het primaire coalescentiemedium een veelheid aan lagen 1 bevat van een oleofiel materiaal Het aantal lagen is hoger dan in figuur 3a en 3b. Doordat slechts één behuizing aanwezig is, wordt de drukval te wijten aan de behuizing nagenoeg gehalveerd ten opzichte van de situatie van figuur 3. De droge drukval te wijten aan het filtermateriaal is hoger als in figuur 3a en 3b door het hogere aantal lagen filtermedium. Ook de drukval te wijten aan de kanaaldruk is wat hoger als in figuur 3a en 3b door het grotere aantal lagen.

De uitvinding wordt verder toegelicht aan de hand van de voorbeelden hieronder.

De hieronder beschreven vezelvormige materialen werden getest als coalescentiefilter voor het zuiveren van met olie vervuilde lucht, zoals beschreven ' in ISO 12500-1 en ISO 8573-2. De initiële olie concentratie in de lucht bedroeg 10 mg/m3.

Vergelijkende experimenten A-B,

Perslucht met een olieconcentratie van 10 mg/m3 werd gestuurd door een pre-filter die 6 lagen bevatte van een oleofiel materiaal. De door de pre-filter gezuiverde lucht werd vervolgens door een tweede coalescentiefilter gestuurd, die 6 lagen bevatte van een oleofoob materiaal. De perslucht die de filter verliet bevatte 0.001 mg/m3 olie.

De totale drukval over de pre-filter en de coalescentiefilter bedroeg 400 mbar.

Voorbeeld 1.

Perslucht met een olieconcentratie van 10 mg/m3 werd gestuurd door één enkele coalescentiefilter, opgebouwd uit 15 lagen van een oleofiel materiaal, die zodanig cilindrisch gewikkeld zijn dat opeenvolgende lagen aanliggend gepositioneerd zijn. De drukval over de filter bedroeg 250 mbar. De perslucht die de filter verbet bevatte 0.001 mg/m3 olie.

Voorbeeld 2.

Perslucht met een olieconcentratie van 10 mg/m3 werd gestuurd door één enkele coalescentiefilter, opgebouwd uit 6 lagen van een oleofiel materiaal, die zodanig cibndrisch gewikkeld zijn dat opeenvolgende lagen aanliggend gepositioneerd zijn. De drukval over de filter bedroeg 330 mbar, gevolgd door 6 lagen van een oleofoob materiaal die eveneens zodanig cibndrisch gewikkeld zijn dat opeenvolgende lagen aanliggend gepositioneerd zijn. De perslucht die de filter verbet bevatte 0.001 mg/m3 olie.

Uit de vergelijking van voorbeeld 1 en 2 met vergelijkend experiment A blijkt dat de drukval over de behuizing aanzienlijk verlaagd wordt door één behuizing weg te laten.

Verder blijkt dat de drukval over één coalescentiefilter met een grotere laagdikt lager is dan de drukval die tot stand komt indien perslucht geleid wordt over een opeenvolgende prefilter en coalescentiefilter zoals blijkt uit vergelijkend experiment A.

Claims

CONCLUSIES

1. Een filtereenheid voor het filteren van een met olie verontreinigd gecomprimeerd gas, in het bijzonder perslucht, waarbij de filtereenheid een coalescentiefilter bevat voor het coalesceren van in het gecomprimeerd gas aanwezige verontreiniging, in het bijzonder olie, gekenmerkt doordat de coalescentiefilter een behuizing bevat met een gastoevoer voor het toevoeren het gas naar een in de behuizing geplaatst primair coalescentiemedium in een stroomrichting, waarbij het primaire coalescentiemedium ten minste een eerste laag bevat van een eerste poreus coalescentiemedium en een aan de eerste laag aanliggende tweede laag van een tweede poreus coalescentiemedium, waarbij het primaire coalescentiemedium een totale dikte heeft van ten minste 3.5 mm, bij voorkeur ten minste 4 mm, bij voorkeur ten minste 5 mm, met meer voorkeur ten minste 6 mm, met de meeste voorkeur ten minste 7 mm, in het bijzonder ten minste 7.5 mm gemeten bij een druk van 2N/cm2.
2. Een filtereenheid volgens conclusie 1, waarbij het primaire coalescentiemedium een dikte heeft van maximaal 50 mm, bij voorkeur maximaal 40 mm, met meer voorkeur maximaal 30 mm, met de meeste voorkeur maximaal 25 mm, in het bijzonder maximaal 20 mm.
3. Een filtereenheid volgens conclusie 1 of 2, waarbij het primaire coalescentiemedium opgebouwd is uit een veelheid van lagen van een materiaal dat bevochtigend is voor de te coalesceren verontreiniging, of uit een veelheid van langen van een materiaal dat niet-bevochtigend is voor de te coalesceren verontreiniging.
4. Een filtereenheid volgens conclusie 3, waarbij het primaire coalescentiemedium opgebouwd is uit een veelheid van langen van een oleofiel of een oleofoob materiaal.
5. Een filtereenheid volgens conclusie 1 of 2, waarbij het primaire coalescentiemedium stroomopwaarts ten opzichte van de gastoevoer een veelheid van lagen bevat van een materiaal dat bevochtigend is voor de te coalesceren verbinding en stroomafwaarts een veelheid van lagen bevat van een materiaal dat niet-bevochtigend is voor de te coalesceren verbinding.
6. Een filtereenheid volgens conclusie 5, waarbij het primaire coalescentiemedium stroomopwaarts ten opzichte van de gastoevoer in het coalescentiemedium, een veelheid van lagen bevat van een oleofiel materiaal en stroomafwaarts ten opzichte van de gastoevoer een veelheid van lagen bevat van een oleofoob materiaal.
7. Een filtereenheid volgens één der voorgaande conclusies, waarin het gas gecomprimeerde lucht is.
8. Een filtereenheid volgens één der voorgaande conclusies, waarin de verontreiniging olie is.
9. Een filtereenheid volgens één der voorgaande conclusies, waarin het primaire coalescentiemedium een luchtdoorlaatbaarheid heeft van ten minste 30 l/m2.s, bij voorkeur ten minste 50 l/m2.s, met meer voorkeur ten minste 100 l/m2.s.
10. Een filtereenheid volgens één der voorgaande conclusies, waarin het primaire coalescentiemedium een luchtdoorlaatbaarheid heeft van maximum 2000 l/m2.s, bij voorkeur maximum 1750 l/m2.s.
11. Een filtereenheid volgens één der voorgaande conclusies, waarbij het primaire coalescentiemedium een dichtheid heeft tussen 0.08 en 0.50 g/cm3, bij voorkeur tussen 0.10 en 0.25 g/cm3, bij voorkeur tussen 0.12 en 0.17 g/cm3.
12. Een filtereenheid volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de coalescentiefilter aanliggend aan een oppervlak van het primaire coalescentiemedium, langsheen een stroomafwaarts ten opzichte van de gasinlaat gelegen oppervlak van het primaire coalescentiemedium, waarlangs gecoalesceerde verontreiniging het primaire coalescentiemedium verlaat, een laag van een drainagemateriaal bevat, voor het opnemen en draineren van gecoalesceerde verontreiniging.
13. Een filtereenheid volgens één der voorgaande conclusies, waarin in de coalescentiefilter stroomafwaarts ten opzichte van het coalescentiemedium één of meer lagen voorzien zijn van een filtermateriaal voor het verwijderen van oliedamp, in het bijzonder één of meer lagen van een actieve koolfilter.
14. Een filtereenheid volgens één der voorgaande conclusies die verder een waterfilter bevat voor het verwijderen van water.
15. Een filtereenheid volgens conclusie 14, waarbij de filter voor het verwijderen van water een koeldroger is, een droger voorzien van een droogmiddel, een membraandroger of een combinatie van twee of meer hiervan.
16. Een filtereenheid volgens één der voorgaande conclusies die verder een filter bevat voor het verwijderen van vaste stof deeltjes.
17. Een compressor voor het comprimeren van één of meer gassen, waarbij de compressor voorzien is van een uitlaat voor het vrijstellen van de één of meer gassen, waarbij de uitlaat verbonden is met een filtereenheid volgens één der voorgaande conclusies voor het zuiveren van de één of meer gassen.
18. Een coalescentiefilter volgens één der conclusies 1 tot en met 13 als onderdeel van een filtereenheid volgens één der conclusies 1 tot en met 16.
19. Een primair coalescentiemedium volgens één der conclusies 1 tot en met 10 als onderdeel van een filtereenheid volgens één der conclusies 1 tot en met 16.