BE1025309A1

BE1025309A1 - Drainagemedium voor coalescentiefilter

Info

Publication number: BE1025309A1
Application number: BE20175421A
Authority: BE
Inventors: Ken Goris; Jo Wouters; Evi Marcel J Bultinck; Wolf Isabelle Denise M De
Original assignee: Atlas Copco Airpower Nv
Priority date: 2017-06-12
Filing date: 2017-06-12
Publication date: 2019-01-17
Also published as: CN109126298B; EP3638393A1; US20200155991A1; CA3061288A1; AU2018283790A1; US11298644B2; EP3638393B1; CN109126298A; CN209333405U; BR112019026078A2; WO2018229644A1; BE1025309B1; SI3638393T1; ES2899034T3; KR20200017478A

Abstract

Deze uitvinding betreft een coalescentiefilter (25) voor het coalesceren van ten minste één in een drager van het fluïdum aanwezige disperse fase, waarbij de coalescentiefilter (25) een inlaat (26) bevat voor het toevoeren van het fluïdum naar een in de coalescentiefilter aanwezig filterelement (29) dat een coalescentiemedium (5) bevat voor het coalesceren van de ten minste één disperse fase tijdens een verplaatsing van het fluïdum doorheen het coalescentiemedium in een stroomrichting (F), waarbij het filterelement (29) stroomafwaarts van het coalescentiemedium (5) een drainagemedium (10) bevat voor het draineren van de uit het coalescentiemedium (5) afkomstige gecoalesceerde disperse fase. Het filterelement bevat stroomafwaarts van het coalescentiemedium (5) een op een afstand van het coalesentiemedium opgestelde barrièrelaag (2), waarbij het coalescentiemedium (5) en de barrièrelaag (2) op een afstand van elkaar gehouden worden door één of meer afstandhouders voor het verschaffen van een drainagezone in een afstandslaag van een drainagemedium tussen een naar de barrièrelaag gericht oppervlak van het coalescentiemedium en de barrièrelaag voor het draineren van de gecoalesceerde disperse fase in een drainagerichting (D).

Description

Deze uitvinding heeft betrekking op een coalescentiefilter voor het coalesceren van ten minste één in een drager van het fluïdum aanwezige disperse fase, waarbij de coalescentiefilter een inlaat bevat voor het toevoeren van het fluïdum naar een in de coalescentiefilter aanwezig filterelement dat een coalescentiemedium bevat voor het coalesceren van de ten minste één disperse fase tijdens een verplaatsing van het fluïdum doorheen het coalescentiemedium in een stroomrichting (F), waarbij het filterelement stroomafwaarts van het coalescentiemedium een drainagemedium bevat voor het draineren van de uit het coalescentiemedium afkomstige gecoalesceerde disperse fase, volgens de aanhef van de eerste conclusie.

Lucht of andere gassen afkomstig van compressoren hebben vaak een kwaliteit die niet beantwoordt aan de eisen gesteld door het proces of de toepassing waarvoor zij bedoeld zijn, tenzij zij daartoe voorbehandeld worden. Voorbeelden van disperse fasen zijn verontreinigingen die in gecomprimeerde lucht of gassen aanwezig kunnen zijn, onder meer oliedruppels, waterdruppels, aerosolen van olie en/of water, oliedamp, waterdamp en dergelijke.

Voor het verwijderen van waterdamp en het verlagen van het dauwpunt worden meestal koelers en drogers ingezet. Coalescentiefilters worden ingezet onder meer voor het verwijderen van water en/of olie druppels en voor het coalesceren van water en/of olie aerosol druppels als disperse fase in lucht als continue fase, gevolgd door afvoeren van de olie. Een olie aerosol aanwezig in lucht afkomstig van een compressor heeft vaak een druppelgrootte van 0.01 tot 50 μm. Deze oliedruppels worden in de coalescentiefilter typisch omgevormd tot druppels met een diameter van 5 tot 500 μm. De fijne glasvezels waaruit de coalescentiefilters vaak zijn opgebouwd, hebben een voldoende hoog specifiek oppervlak om het fluïdumgas en de daarin aanwezige disperse fase, bijvoorbeeld een aerosol verontreiniging, voldoende mate te vertragen om een efficiënte coalescentie te bewerkstelligen.

Praktische voorbeelden van het gebruik van coalescentiefilters omvatten onder meer het afscheiden van olie aerosolen uit lucht afkomstig van luchtcompressoren en krukassen, motorcarter- of tandwielkasten, het verwijderen van olie uit lucht afkomstig van de uitgang van een vacuümpomp, het scheiden van water als disperse fase van brandstof als continue fase in brandstof-water systemen,

BE2017/5421 of het afscheiden van olie als disperse fase uit een water-olie systeem met water als continue fase.

Lucht die de filter binnenkomt verplaatst zich meestal radiaal doorheen een coalescentiemedium naar een drainagelaag, en wordt vervolgens afgevoerd. Een coalescentiemedium is meestal uit meerdere materiaallagen opgebouwd, en bevat meestal één of meer vellen van een micro poreus vezelvormig substraat, waarvan het interne oppervlak in staat is aggregatie of coalescentie van de disperse fase te induceren. Coalescentie van de aerosol tot druppels met toenemende druppelgrootte treedt vaak reeds in de eerste lagen van het coalescentiemedium op. In een coalescentiefilter wordt de disperse fase van bijvoorbeeld olie in de luchtstroom doorheen het coalescentiemedium getransporteerd naar een aan het coalescentiemedium grenzende macro poreus drainagemedium, voor het afvoeren van de gecoalesceerde disperse fase uit de filter. De neerwaartse stroom van de gecoalesceerde olie of de disperse fase vindt meestal plaats onder invloed van gravitatie. Na enige tijd in gebruik te zijn bereikt de filter gewoonlijk een stationaire toestand, waarbij de accumulatiesnelheid van de disperse fase in het coalescentiemedium overeenkomt met de draineersnelheid uit de filter via het drainagemedium.

Na enige tijd in gebruik te zijn vormt zich onderaan de coalescentiefilter rondom de bodem meestal een zogenaamde “wet band”, waarvan de hoogte tijdens gebruik zodanig kan toenemen dat overlap met het coalescentiemedium ontstaat. De aanwezigheid van een dergelijke wet band kan aanleiding geven tot drukopbouw in de filter en tot openbarsten van oliebellen aan het drainage oppervlak, wat op zijn beurt zogenaamde olie-overdracht of “oil re-entrainment” of “oil carry over” kan veroorzaken, dit is het meenemen van oliedruppels door de van het coalescentiemedium afkomstige gezuiverde lucht. Deze olie-overdracht is ongewenst en kan de filterefficiëntie nadelig beïnvloeden.

Voor het vervaardigen van coalescentiemedia worden uiteenlopende soorten materialen gebruikt, waaronder organische en anorganische vezelvormige of poreuze materialen. Deze materialen zijn in uiteenlopende vormen beschikbaar, bijvoorbeeld als homogene, heterogene, gelaagde of gevouwen of opgerolde of gelamineerde materialen, composieten, en combinaties daarvan. Vormen geschikt voor gebruik als coalescentiemedium zijn typisch plaatvormig, buisvormig, of

BE2017/5421 geëxtrudeerde vormen met een andere doorsnede, bv. ellipitisch of een andere eenvoudige of complexe geometrische vorm. De scheidingscapaciteit hangt af van tal van parameters waaronder de samenstelling en oriëntatie van de vezels in het coalescentiemedium, de praktische omstandigheden, de concentratie van de verontreinigingen (disperse fase) in de drager (continue fase) van het te zuiveren fluïdum, de druk waaraan het filtermateriaal wordt onderworpen en het volume aan fluïdum waaraan de filter in de loop van de tijd wordt blootgesteld.

Pogingen ondernomen voor het verbeteren van het scheidend vermogen van een coalescentiefilter hebben zich tot hiertoe vooral gericht op het verbeteren van de performance van het coalescentiemedium, onder meer door het gebruik van een coalescentiemedium met complexe vezelstructuren of poreuze structuren.

US-B1-6.419.721 beschrijft een filter voor het coalesceren van in een gasstroom aanwezige druppels van een oliemist. De filter bevat een uit een microvezelvormig materiaal opgebouwde coalescentie laag en een drainagelaag die een hogere porositeit heeft dan de coalescentie laag. Als drainage materiaal worden watten gebruikt of een niet geweven vilt. De meerderheid van de vezels zijn vervaardigd uit een inert materiaal, bijvoorbeeld glasvezels of vezels van een ander anorganisch materiaal, die thermisch aan elkaar gebonden zijn door middel van 1015 gew. % van smeltbare twee-component polyester vezels. De drainagelaag heeft een oppervlaktegewicht tussen 100 en 300 g/m² en een dikte tussen 2 en 10 mm. De vezels van het materiaal van de drainagelaag hebben een dikte van ten minste 6d.tex. De drainagelaag kan uit één of meerdere materiaallagen zijn opgebouwd. Het materiaal van het coalescentie medium en de drainagelaag kunnen met elkaar in contact zijn of op een afstand van elkaar zijn opgesteld.

US-B1-5.129.923 beschrijft een filter voor het coalesceren van een met een oliemist verontreinigde luchtstroom, waarbij de filter een laag van een coalescentie medium bevat dat opgebouwd is uit een microvezelig anorganisch materiaal, bijvoorbeeld borosilicaat glas. Stroomafwaarts van deze laag bevindt zich een tweede laag van een macro poreus polyester drainagemateriaal waarlangs gecoalesceerde olie de coalescentiefilter kan verlaten onder invloed van gravitatie. Het drainagemateriaal is geïmpregneerd met een fluorkoolwaterstof met een geringe oppervlakte energie, met als doel olie bevochtiging van het oppervlak van de

BE2017/5421 drainage laag te verminderen en het risico op her-contaminatie van de luchtstroom met olie te verlagen.

De coalescentiefilters bekend uit US-B1-6.419.721 en US-B1-5.129.923 vertonen echter het nadeel dat ze ofwel een goede drainage verschaffen van de gecoalesceerde olie maar een sub-optimale olie captatie bij het binnentreden van de drainagelaag en daardoor de performance van de coalescentiefilter beperken, ofwel een goede opname vertonen voor de olie bij het binnentreden van de drainagelaag maar een sub-optimale drainage waardoor onderaan de drainagelaag een wet-band gevormd wordt.

Deze uitvinding beoogt daarom een coalescentiefilter te verschaffen die een oplossing biedt voor de hiervoor genoemde problemen en beoogt met name een coalescentiefilter te verschaffen met verbeterde drainage-eigenschappen.

Deze uitvinding beoogt in het bijzonder een coalescentiefilter te verschaffen die een drainagemedium bevat met een verbeterde drainage van de van het coalescentiemedium afkomstige gecoalesceerde oliedruppels.

Dit wordt volgens deze uitvinding bereikt met een coalescentiefilter die de technische kenmerken vertoont van het kenmerkend deel van de eerste conclusie.

Daartoe wordt de coalescentiefilter van deze uitvinding gekenmerkt doordat het filterelement stroomafwaarts van het coalescentiemedium een op een afstand van het coalesentiemedium opgestelde barrièrelaag bevat, waarbij het coalescentiemedium en de barrièrelaag op een afstand van elkaar gehouden worden door één of meer afstandhouders voor het verschaffen van een drainagezone in een afstandslaag van een drainagemedium tussen een naar de barrièrelaag gericht oppervlak van het coalescentiemedium en de barrièrelaag voor het draineren van de gecoalesceerde disperse fase in een drainagerichting (D).

Disperse fase in de vorm van druppels, bijvoorbeeld druppelverontreiniging afkomstig van het coalescentiemedium, in het bijzonder grotere druppels die als dusdanig in het fluïdum aanwezig zijn en gecoalesceerde druppels gevormd door coalesceren van kleinere druppels, draineren doorheen de drainagezone, meestal in axiale richting van de coalescentiefilter. De axiale richting zal meestal dwars staan ten opzichte van de stroomrichting van het fluïdum. In de praktijk hebben de gecoalesceerde druppels meestal een druppelgrootte of diameter van enkele μm tot enkele mm. Aangenomen wordt dat ten minste een deel van de

BE2017/5421 druppels van de disperse fase, bijvoorbeeld druppelverontreiniging, draineert doorheen de drainagezone en dat een deel draineert langsheen het naar de barrièrelaag gerichte oppervlak van het coalescentiemedium.

In de stand van de techniek wordt om een efficiënte drainage te verzekeren veelal een drainagemedium gebruikt met een hoge affiniteit en/of efficiënte opnamecapaciteit voor de gecoalesceerde disperse fase, zodat druppels die niet langs het drainageoppervlak afgevoerd kunnen worden, door het drainagemedium opgenomen kunnen worden. Deze hoge affiniteit houdt echter het risico in dat gecoalesceerde disperse fase in het drainagemedium accumuleert, wat op zijn beurt een verhoogd risico geeft op de vorming van de zogenaamde wet band, wat ongewenst is.

De uitvinders hebben de problemen geanalyseerd die zich bij de drainage in een coalescentiefilter stellen en zijn tot het inzicht gekomen dat een efficiënte drainage een combinatie van eisen stelt aan het drainagemedium, en dat daarenboven de aan het drainagemedium gestelde eisen tegengesteld zijn aan de eisen die een optimale performantie van het coalescentiemedium mogelijk maken. De uitvinders zijn in het bijzonder tot het inzicht gekomen dat een efficiënt drainagemedium eerst en vooral in staat moet zijn om een efficiënte drainage van de gecoalesceerde disperse fase of verontreiniging te bewerkstelligen. De uitvinders zijn verder tot het inzicht gekomen dat het drainagemedium in staat moet zijn de gecoalesceerde druppels die niet gedraineerd werden, op een efficiënte wijze op te nemen en alsnog te draineren in de richting van de afvoer. Daarnaast is het van belang om, in het voorbeeld van een olie coalescentiefilter, hernieuwde overdracht te voorkomen van gecoalesceerde disperse fase, naar de door het drainagezone stromende lucht. Met andere woorden het is van belang dat er een zo gering mogelijke tendens is tot het hernieuwd vrijgeven of zogenaamde re-entrainment van de gecoalesceerde disperse fase naar de van het coalescentiemedium afkomstige gezuiverde lucht of ander fluïdum of drager.

De uitvinders zijn tot het inzicht gekomen dat een drainagemedium dat deze problemen oplost, verkregen kan worden door gebruik te maken van een gelaagd materiaal zoals beschreven in het kenmerk van de eerste conclusie.

Het gebruik van een gelaagd materiaal voor het verschaffen van een drainagemedium zoals beschreven in het kenmerk van de eerste conclusie biedt de

BE2017/5421 mogelijkheid één of meer van de hierboven beschreven te vervullen functies, in afzonderlijke materiaallagen onder te brengen. Door het gebruik van een gelaagd materiaal, kan de materiaalkeuze voor ieder van de individuele lagen geoptimaliseerd worden rekening houdend met de door deze laag te vervullen functie of functies.

In het bijzonder wordt het door het gebruik van een gelaagd materiaal mogelijk een drainagezone te verschaffen met afstandhouders die de barrièrelaag op een afstand van het coalescentiemedium houden, zodat aanliggend aan het coalescentiemedium een drainagemedium met een drainagezone verschaft wordt die in staat is om een efficiënte drainage in de drainagerichting te verschaffen. De afstandshouders verschaffen een drainagezone met hoge capillariteit in de drainagerichting. De afstandhouders verschaffen als het ware een laag in een drainagemedium met enerzijds een relatief geringere doorlaatbaarheid voor de gecoalesceerde disperse fase in de stroomrichting van het fluïdum, waardoor het risico op entrainment van gecoalesceerde disperse fase naar de barrièrelaag vermindert, en anderzijds een relatief hogere doorlaatbaarheid in de drainagerichting. Hierdoor wordt het risico verminderd op een accumulatie in de stroomafwaarts ten opzichte van het drainagemedium opgestelde barrièrelaag en een vrijgave van in de barrièrelaag accumulerende gecoalesceerde disperse fase in het doorstromende fluïdum achter de filter. Hiermee wordt bedoeld dat de aanwezigheid van afstandhouders en de gelaagde opbouw van het drainagemedium een barrière verschaft die het risico minimaliseert op hernieuwde vrijgave van gecoalesceerde disperse fase, bijvoorbeeld gecoalesceerde verontreiniging, aan het fluïdum dat de coalescentiefilter verlaat.

De afstandhouders verschaffen een drainagezone of drainagelaag in een drainagemedium met een open structuur en een relatief hogere drainage capaciteit in de drainagerichting, met andere woorden een hoge doorlaatbaarheid voor de gecoalesceerde disperse fase in de drainagerichting en een relatief geringere doorlaatbaarheid voor de disperse fase in de stroomrichting van het fluïdum. Dit maakt het mogelijk een efficiënte drainage te bewerkstelligen in de drainage richting en het risico op accumulatie in de barrièrelaag en de vorming van een wet band tot een minimum te beperken. Anderzijds maakt de aanwezigheid van de barrièrelaag het mogelijk om disperse fase, bijvoorbeeld verontreiniging, die

BE2017/5421 eventueel niet via de afstandslaag gedraineerd zou zijn, tegen te houden en het risico op meenemen door lucht die doorheen de barrièrelaag stroomt tot een minimum te beperken.

De uitvinders hebben gevonden dat het verbeteren van de drainage door de aanwezigheid van een drainagelaag in de coalescentiefilter zoals hierboven beschreven bij draagt tot het verder verbeteren van de performance van een coalescentiefilter, en de zuiverheid van de in het fluïdum aanwezige drager die de filter verlaat, verhoogt.

De één of meer afstandhouders strekken zich bij voorkeur in de stroomrichting F van het fluïdum uit. Dit neemt niet weg dat verder ook afstandhouders aanwezig kunnen zijn die zich in één of meer andere richtingen uitstrekken om structuur te geven aan de drainagezone.

De coalescentiefilter van deze uitvinding kan voor een brede waaier van toepassingsgebieden ingezet worden, maar is bijzonder geschikt voor gebruik bij een fluïdum dat een gasvormige drager bevat en een vloeibare disperse fase, bijvoorbeeld ene disperse fase van een te coalesceren verontreiniging, bijvoorbeeld met olie druppels verontreinigd gas of lucht, in het bijzonder een met olie aerosol verontreinigde lucht. De coalescentiefilter van deze uitvinding is eveneens geschikt voor gebruik bij een fluïdum dat een vloeibare drager bevat en bijvoorbeeld een vloeibare te coalesceren disperse fase, bijvoorbeeld een vloeibare te coalesceren verontreiniging, of met olie verontreinigd water.

Deze uitvinding heeft daarom eveneens betrekking op een compressor voorzien van een coalescentiefilter volgens deze uitvinding zoals hierboven beschreven, als olie afscheider. Een dergelijke olie afscheider wordt meestal onmiddellijk achter de uitlaat van de compressor geplaatst, is direct daaraan gekoppeld en is bedoeld voor het afscheiden van grotere hoeveelheden olie aanwezig in de uit de compressor afkomstige gecomprimeerde lucht. Uit een compressor afkomstige gecomprimeerde lucht bevat meestal olie in een concentratie gelegen tussen 10 mg/m³ lucht en 8000 mg/m³ lucht.

De afstandhouders zijn bij voorkeur zodanig opgesteld dat ze een afstandslaag verschaffen van een materiaal met poriën waarvan de diameter varieert tussen 5 en 20000pm, bij voorkeur tussen 25 en 10000 μm, met meer voorkeur tussen 100 en 2500pm. De poriemeter is gemeten volgens ASTM F316 of

BE2017/5421

ASTM6767. Een dergelijk materiaal is open in de drainagerichting en is in staat te fungeren als een drainagemedium en in de drainagerichting D een draineersnelheid te verzekeren die relatief groter is dan de draineersnelheid in de stroomrichting F van het fluïdum doorheen de coalescentiefilter.

Om een efficiënte drainage te verzekeren is de gemiddelde poriediameter van de poriën van de afstandslaag in de drainagerichting bij voorkeur groter dan de gemiddelde druppelgrootte van de gecoalesceerde disperse fase, en de gemiddelde poriediameter van de poriën in een richting dwars ten opzichte van de drainagerichting, is bij voorkeur kleiner dan de gemiddelde druppelgrootte van de gecoalesceerde disperse fase.

Om het risico op hernieuwd overdragen van druppels van de disperse fase naar het fluïdum dat het coalescentiemedium verlaat en het drainagemedium doorstroomt tot een minimum te beperken, omvat barrièrelaag een materiaal met poriën waarvan de diameter varieert tussen 5 en 1000 μm, bij voorkeur tussen 25 en 750 μm, met meer voorkeur tussen 100 en 500μιη.

In het algemeen zal de afstandslaag bij voorkeur een dikte hebben die groter is dan de dikte van de barrièrelaag om enerzijds een zo efficiënt mogelijke drainage te garanderen en anderzijds de dimensies van de coalescentiefilter in dikterichting niet te veel te verhogen. In het bijzonder heeft de afstandslaag een dikte tussen 0.5 en 20 mm, bij voorkeur tussen 1 en 10 mm, met meer voorkeur tussen 2 en 6 mm. De barrièrelaag heeft bij voorkeur een dikte tussen 0.01 en 20 mm, bij voorkeur tussen 0.1 en 4 mm, met meer voorkeur tussen 0.1 en 2 mm.

Een voorkeursuitvoeringsvorm van deze uitvinding wordt gekenmerkt doordat het drainagemedium stroomopwaarts van de afstandslaag een captatie laag bevat van een materiaal gekozen uit de groep van materialen voor het capteren en afvoeren van de gecoalesceerde disperse fase afkomstig uit het coalescentiemedium, voor het verschaffen van stijfheid, voor het verschaffen van fysico chemische eigenschappen, of een combinatie van twee of meer van voornoemde materiaaleigenschappen. De captatie laag is bij voorkeur opgebouwd of omvat een materiaal met enerzijds een goede opnamecapaciteit voor de gecoalesceerde disperse fase die hoger is dan deze van de afstandslaag, en een doorlaatbaarheid in de stroomrichting voor de gecoalesceerde disperse fase die groter is dan deze van de

BE2017/5421 afstandslaag, waarbij de captatie laag opgesteld is aan een naar het coalescentiemedium gericht oppervlak van de afstandslaag.

Als captatie laag wordt bij voorkeur gebruik gemaakt van een poreus materiaal waarvan de poriën een diameter hebben in het bereikt van 5 tot 20000 μm, bij voorkeur van 25 tot 10000 μm, met meer voorkeur van 100 tot 2500 μm. In het algemeen zal de captatie laag een dikte hebben tussen 0.1 en 20 mm, bij voorkeur tussen 0.1 en 4 mm, met meer voorkeur tussen 0.1 en 2 mm, alhoewel dunnere of dikkere materiaallagen eveneens gebruikt kunnen worden.

De aanwezigheid van de captatie laag verzekert enerzijds een efficiënte captatie van de van het coalescentiemedium afkomstige gecoalesceerde druppels en anderzijds een efficiënte overdracht of doorstroming van deze druppels naar de afstandslaag. De captatie laag functioneert als het ware als doorgeef laag voor druppels afkomstig uit het coalescentiemedium naar de afstandslaag van het drainagemedium, maar zij kan ook fungeren als afdruiplaag voor het afvoeren van druppels van de disperse fase, bijvoorbeeld druppelverontreiniging, en als contactlaag tussen het coalescentiemedium en de afstandslaag.

Om een efficiënte captatie van gecoalesceerde druppels van de disperse fase en overige druppels van de disperse fase vanuit het coalescentiemedium naar de afstandslaag mogelijk te maken, bevat een naar het coalescentiemedium gericht oppervlak van de afstandslaag bij voorkeur een veelheid van naar het coalescentiemedium gerichte uitstulpingen, bijvoorbeeld lussen, vezels, steken, tufts, ringen of dergelijke, bij voorkeur op een wijze waarbij de uitstulpingen contact maken met het coalescentiemedium. Daartoe is de afstandslaag bij voorkeur vervaardigd uit een materiaal gekozen uit een breisel, een gehaakt materiaal, getufte vezels of een weefsel, waarbij een van lussen voorzien oppervlak van de afstandslaag gericht is naar en bij voorkeur in contact is met een oppervlak van het coalescentiemedium. Voorbeelden van dergelijke materialen omvatten onder meer materialen uit de groep van een afstandstextiel, een afstandsweefsel, een afstandsbreisel, een polymeerschuim, in het bijzonder een polyurethaanschuim, of een combinatie van twee of meer van voornoemde materialen. Echter, andere bij de vakman bekende materialen die deze eigenschappen vertonen kunnen ook gebruikt worden.

BE2017/5421

Een voorkeursuitvoeringsvorm van deze uitvinding wordt gekenmerkt doordat het materiaal van de afstandslaag afstandsvezels bevat die zich tussen tegenover elkaar liggende huidoppervlakken van het afstandstextiel en/of afstandsweefsel en/of afstandsbreisel uitstrekken, waarbij de afstandsvezels vervaardig zijn uit een mono filament of multifilament materiaal.

Het gebruik van een drie dimensioneel afstandstextiel, afstandsweefsel of een drie dimensioneel afstandsbreisel of een polymeer schuim, maakt het mogelijk de barrièrelaag en de afstandslaag in één enkel materiaal te voorzien, waarin de lagen onderling verbonden zijn en al tijdens het productieproces verbonden worden. Dit komt de stabiliteit van het drainagemedium ten goede en beperkt het risico dat één of meer van de individuele lagen ten opzichte van elkaar zouden verschuiven. De afstandsvezels die zich in de stroomrichting van het fluïdum uitstrekken, verlenen mechanische sterkte of stevigheid aan het drainagemedium en de coalescentiefilter in het algemeen.

Bij een adequate materiaalkeuze voor het drie dimensioneel afstandstextiel wordt een coalescentiefilter verschaft die een voldoende mechanische sterkte en stijfheid heeft zonder dat het nodig is een ondersteunende structuur te voorzien, zoals in de stand van de techniek gebruikelijk is.

In een verdere voorkeursuitvoeringsvorm heeft het afstandstextiel en/of het afstandsweefsel en/of het afstandsbreisel bij voorkeur een eerste huid aan een naar het coalescentiemedium gerichte zijde, waarbij de eerste huid een veelheid van lussen en/of steken en/of vezels bevat die zich in de richting van het coalescentiemedium uitstrekken.

Deze uitvinding heeft eveneens betrekking op een drainagemedium zoals hierboven beschreven.

Deze uitvinding heeft verder betrekking op een werkwijze voor het scheiden van een fluïdum van een in het fluïdum aanwezige disperse fase waarbij gebruik gemaakt wordt van een coalescentiefilter zoals hierboven beschreven. Coalescentiefilters, of zogenaamde in-line filters die typisch gebruikt worden voor het zuiveren van lucht van een daarin aanwezige olie aerosol of water aerosol, zijn meestal bedoeld voor toepassing op luchtstromen die olie bevatten in een concentratie die varieert tussen 50 mg olie/m³ lucht en 0.1 mg olie /m³ lucht.

BE2017/5421

De uitvinding wordt verder toegelicht aan de hand van de bijgevoegde figuren en gedetailleerde beschrijving van de uitvinding en de figuren.

Fig. 1 toont een zicht op de binnenkant van een representatieve coalescentiefilter voor het afscheiden van oliedruppels aanwezig in gecomprimeerd gas.

Figuur 2a toont een voorkeursuitvoeringsvorm van een drainagemedium van deze uitvinding, dat een afstandslaag en een barrièrelaag omvat, figuur 2b toont een andere voorkeursuitvoeringsvorm van een drainagemedium van deze uitvinding, dat een captatie laag, een afstandslaag en een barrièrelaag omvat. Fig. 2c en 2d toont een uitvoeringsvorm van het drainagemedium, met een andere rangschikking van de afstandslaag, barrièrelaag en captatielaag. Fig. 2e toont een detail van het drainagemedium.

Figuur 3a-f tonen een zicht op een drie dimensioneel breisel.

Figuur 4 toont een zicht op een oppervlak van de afstandslaag.

Figuur 5a-c tonen een doorsnede van een voorbeeld van een afstandslaag, met aanduiding van mogelijke vormen van in de afstandslaag aanwezige kanalen.

Figuur 6a en b tonen een zicht op een voorkeursuitvoeringsvorm van een afstandsweefsel.

Figuur 7 toont een compressor met een rechtstreeks aan de compressor gekoppelde olie afscheider.

De in figuur 1 getoonde coalescentiefilter 20 bevat een gesloten behuizing 24 met bovenaan een filterkop 22. Filterkop 22 bevat een inlaat 26 waarlangs een fluïdum dat een drager bevat en ten minste één disperse fase, bijvoorbeeld een in de drager aanwezige aerosol van een verontreiniging, die de coalescentiefilter 25 binnen stroomt. De behuizing 24 bevat een uitlaat 15 voor het afvoeren van een fluïdum en/of drager vloeistof die het filterelement doorstroomd heeft. Filterkop 22 is losneembaar verbonden met behuizing 24, om toegang te verlenen tot de binnenruimte van de coalescentiefilter 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. Een fluïdum kan via inlaat 26 naar de binnenruimte van de coalescentiefilter gevoerd worden, en vanaf de binnenruimte doorheen het filterelement stromen naar en doorheen het buitenste drainagemedium 10. Het

BE2017/5421 filterelement 29 is bij voorkeur in hoofdzaak cilindervormig en losneembaar met de filterkop 22 verbonden, zodat het filterelement periodiek vervangen kan worden, of vervangen kan worden indien nodig.

Bij voorkeur bevat het filterelement eveneens een kern 23 voor het verschaffen van structurele integriteit. Indien gewenst kan echter hiervan afgezien worden, in het bijzonder indien een drainagemedium volgens deze uitvinding gebruikt wordt dat in staat is een grote structurele integriteit te bieden. De behuizing 24 kan verder een drainagemechanisme bevatten om afvoer van gecoalesceerde disperse fase tot stand te brengen. Een geschikt drainagemechanisme kan automatisch, half automatisch of manueel werkende kleppen bevatten, waarlangs een in de behuizing weerhouden gecoalesceerde en gedraineerde disperse fase verwijderd wordt.

De coalescentiefilter kan verder optionele componenten bevatten, die het gebruik en de opbrengst 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 indicator 14 kan pneumatisch of elektrisch werken of volgens ieder door de vakman geschikt geacht principe.

De in figuur 1 getoonde coalescentiefilter is bedoeld voor het coalesceren van één of meer disperse fasen aanwezig in een vloeibare of gasvormige drager van een fluïdum, bijvoorbeeld één of meer verontreinigingen. 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, vervuild met een olie aerosol. Een ander voorbeeld van een fluïdum geschikt voor gebruik met de coalescentiefilter van deze uitvinding is lucht of gecomprimeerde lucht, vervuild met een water aerosol, of vloeistof bijvoorbeeld water verontreinigd met oliedruppels. In de beschrijving hierna zal steeds verwezen worden naar het niet beperkend voorbeeld van gecomprimeerde lucht vervuild met een olie aerosol.

De in figuur 1 getoonde coalescentiefilter bevat één of meer ondersteunende structuren of dragers 21, ter ondersteuning van het coalescentiemedium 5 en drainagemedium 10, om voldoende mechanische en

BE2017/5421 structurele stevigheid aan het filtermateriaal te bieden en het risico op mechanisch vervormen van het coalescentiemedium 5 en het drainagemedium 10 onder invloed van belasting door het fluïdum te minimaliseren en deze beschermen tegen inwerking van onverwachte of plotse impact of drukveranderingen.

Het filterelement 29 bevat ten minste één primair coalescentiemedium voor het coalesceren van één of meer in het fluïdum aanwezige disperse fasen, bijvoorbeeld één of meer verontreinigingen, en het scheiden van deze disperse fasen van een in het fluïdum aanwezige drager, bijvoorbeeld het scheiden van olie aerosol als disperse fase in lucht als drager. Het filterelement 29 bevat verder een drainagemedium 10 voor het opnemen en uit het filterelement 29 draineren van de uit het coalescentiemedium 5 afkomstige gecoalesceerde disperse fase. Het drainagemedium 10 is stroomafwaarts ten opzichte van het coalescentiemedium 5 opgesteld. Het coalescentiemedium 5, het drainagemedium 10 kunnen bijvoorbeeld concentrisch in de filter behuizing opgesteld zijn. Afhankelijk van de beoogde toepassing, met name indien coalescentie van meerdere disperse fasen beoogd wordt, kan men ervoor kiezen twee of meer verschillende primaire coalescentiemedia 5 te installeren, telkens met een gewenste affiniteit voor de te verwijderen disperse fase. Deze twee of meer verschillende primaire coalescentiemedia 5 zijn bij voorkeur concentrisch opgesteld. Echter iedere andere door de vakman geschikt geachte opstelling kan eveneens gebruikt worden.

Het coalescentiemedium 5 is voorzien om aggregatie of coalescentie van de disperse fase als disperse fase in het fluïdum te induceren en te bevorderen. Een fluïdum, bijvoorbeeld lucht verontreinigd met olie als disperse fase wordt naar de binnenruimte van de coalescentiefilter gevoerd via de toevoer en verder naar het filtermateriaal. Bij het doorstromen van het coalescentiemedium 5 coalesceert de disperse oliefase vaak reeds in de eerste lagen van het coalescentiemedium 5, en bij voortdurende toevoer van met olie vervuilde lucht groeien de kleinere druppels tot grotere druppels. Zodra de gecoalesceerde druppels een grootte bereiken waarbij de druppels niet meer aan de vezels van het coalescentiemedium hechten, worden zij met de door het coalescentiemedium stromende lucht meegenomen naar het drainagemedium 10, en langsheen het drainage oppervlak en door drainage via het drainagemedium uit de coalescentiefilter afgevoerd. Gecoalesceerde druppels hebben typisch een druppeldiameter van 5 tot 1000 μm.

BE2017/5421

In het voorbeeld getoond in figuur 1 bevat de coalescentiefilter aanliggend aan het coalescentiemedium 5, stroomafwaarts in de stroomrichting van het fluïdum, één poreus drainagemedium 10. Volgens de uitvinding is het echter mogelijk twee of meer aanliggend opgestelde drainagemedia aan te brengen. Daarbij kunnen de gebruikte drainagemedia hetzelfde zijn of verschillend.

Het drainagemedium 10 kan op een afstand van het coalsescentiemedium 5 opgesteld zijn, met een luchtlaag of andere fysieke scheiding tussen beide media. Bij voorkeur echter is het drainagemedium 10 aanliggend aan een uitgaand oppervlak van het coalescentiemedium 5 opgesteld waarlangs gecoalesceerde disperse fase het coalescentiemedium verlaat, zonder luchtlaag of andere fysieke scheiding tussen beide media omdat dit een efficiënte overdracht van druppels vanuit het coalescentiemedium naar het drainagemedium bevordert. Met meer voorkeur zijn het coalescentiemedium en het drainagemedium concentrisch opgesteld. Dit komt een energie-efficiënte stroom van fluïdum, in het bijzonder een efficiënte stroom van de drager en een efficiënte overdracht van de disperse fase vanuit het coalescentiemedium 5 naar het drainagemedium 10 ten goede, en maakt een zo volledig mogelijke overdracht van gecoalesceerde disperse fase vanaf het coalescentiemedium naar het drainagemedium mogelijk. Een stroomafwaarts ten opzichte van het coalescentiemedium 5 opgesteld drainagemedium 10 is bedoeld om de zwaartekracht op de gecoalesceerde disperse fase in drainagerichting D te maximaliseren, loodrecht op stroomrichting F van het fluïdum.

Zonder hieraan gebonden te willen zijn, wordt aangenomen dat het naar het coalescentiemedium 5 gerichte oppervlak van het drainagemedium 10 een grens of overgangszone verschaft voor het aanliggende oppervlak van het coalescentiemedium 5 dat zorgt voor het makkelijk afdruipen van de gecoaleseerde druppels in drainagerichting D. De drainagerichting D is meestal onder een hoek ten opzichte van de stroomrichting F van het fluïdum opgesteld. Bij voorkeur loopt de drainagerichting dwars ten opzichte van de stroomrichting van het fluïdum F. Bij voorkeur strekt de drainagerichting D zich uit in de richting van de zwaartekracht. Meestal zal dit overeenstemmen met de axiale richting van de coalescentiefilter, maar het kan er ook van afwijken. De uitvinders hebben echter vastgesteld dat bij de bekende coalescentiefilter, een deel van de gecoalesceerde disperse fase niet langsheen het naar het coalescentiemedium gerichte

BE2017/5421 drainageoppervlak van het drainagemedium afgevoerd kan worden, waardoor onderaan de coalescentiefilter een zogenaamde wet band wordt gevormd, van gecoalesceerde disperse fase die in het drainagemedium achterblijft. Door gebruik te maken van een drainagemedium volgens deze uitvinding dat ten minste een afstandslaag en een barrièrelaag omvat, is het mogelijk om de vorming van een zogenaamde wet band, dit is accumulatie van de disperse fase, bijvoorbeeld verontreiniging, in een onderste deel van het drainagemedium tot een minimum te beperken.

Na enige tijd in gebruik te zijn bereikt de coalescentiefilter gewoonlijk een stationaire toestand, waar de accumulatiesnelheid van druppels van de disperse fase in het coalescentiemedium 5 overeenkomt met de draineersnelheid via het drainagemedium uit de coalescentiefilter. Indien gewenst kan stroomopwaarts van het primaire coalescentiemedium 5 een beschermende laag 27 voorzien zijn. Een dergelijke beschermende laag kan ook stroomafwaarts ten opzichte van het coalescentiemedium 5 voorzien zijn, en in dat geval de functie van captatie laag 3 vervullen. Deze beschermende laag 27 kan ook dienen als drainagelaag om de stroom van het fluïdum in een gewenste richting sturen. Een voorbeeld van een geschikt materiaal voor gebruik als beschermende laag 27 is een open niet-geweven polypropyleenlaag, maar andere materialen kunnen eveneens gebruikt worden.

DEFINITIES.

Met “dwarse richting” D wordt in het kader van deze uitvinding bedoeld iedere richting die zich dwars uitstrekt ten opzichte van een referentierichting, dit kan loodrecht zijn ten opzichte van een referentierichting of onder iedere andere hoek. Met “dwarse” richting kan ook bedoeld worden een radiale richting van de coalescentiefilter of het drainagemedium.

Met “in de richting van” wordt in het kader van deze uitvinding bedoeld iedere richting die in hoofdzaak evenwijdig loopt aan een referentierichting, of die zich onder een hoek ten opzichte van een referentierichting uitstrekt.

Met “drainagemedium” 10 wordt in het kader van deze uitvinding een gelaagd materiaal bedoeld, dat uit ten minste één laag is opgebouwd, in het bijzonder uit een afstandslaag zoals hieronder beschreven, maar dat een veelheid van aanliggende lagen kan bevatten, in het bijzonder een afstandslaag 1, een

BE2017/5421 barrièrelaag 2 en een captatie laag 3. Deze lagen zijn bij voorkeur aanliggend opgesteld en strekken zich bij voorkeur in dezelfde richting uit, met meer voorkeur lopen de aanliggende lagen 1, 2, 3 evenwijdig met elkaar. De lagen 1, 2, 3 kunnen eenzelfde of een verschillende dikte hebben beschouwd in de stroomrichting van het fluïdum, afhankelijk van de beoogde eigenschappen van het drainagemedium, de aard en samenstelling van de af te voeren vloeistof in geval meerdere onzuiverheden uit het fluïdum gecoalesceerd worden.

In figuur 2e is de stroomrichting van het fluïdum aangeduid met een pijl “F, In figuur 2 strekt de stroomrichting van het fluïdum zich radiaal uit, of met andere woorden dwars ten opzichte van het naar het coalescentiemedium gerichte oppervlak van het drainagemedium 10.

In figuur 2e is de drainage richting van het fluïdum aangeduid met een pijl “D” In figuur 2 strekt de drainage richting van de te verwijderen stof fluïdum zich axiaal uit, of met andere woorden in de richting van het naar het coalescentiemedium gerichte oppervlak van het drainagemedium 10.

Het in figuur 2e getoonde drainagemedium 10 volgens de uitvinding bevat in de stroomrichting van het fluïdum F ten minste een eerste afstandslaag 1. De afstandslaag 1 bevindt zich bij voorkeur aan een naar het coalescentiemedium gericht oppervlak 31 van het drainagemedium 10. Het drainagemedium 10 bevat verder ten minste één stroomafwaarts ten opzichte van de afstandslaag 1 opgestelde barrièrelaag 2. Het drainagemedium 10 bevat bij voorkeur ook ten minste één derde laag 3, de captatie laag , die stroomopwaarts ten opzichte van de afstandslaag is opgesteld. Volgens de uitvinding kan één enkele captatie laag 3 aanwezig zijn stroomopwaarts ten opzichte van de afstandslaag 1, het is echter ook mogelijk een additionele captatie laag te voorzien stroomafwaarts ten opzichte van de barrièrelaag. Het drainagemedium kan een additionele afstandslaag bevatten tussen de barrièrelaag 2 en de stroomafwaarts ten opzichte van de barrièrelaag opgestelde captatie laag .

In een andere voorkeursuitvoeringsvorm is het drainagemedium 10 een velvormig materiaal, met een poreuze kern of laag 11 als afstandslaag 1, die aan de stroomafwaarts opgestelde zijde een huid 12 bevat die de functie vervult van barrièrelaag 2. Stroomopwaarts ten opzichte van de poreuze kern of laag 11 kan

BE2017/5421 een tweede huid 13 aanwezig zijn, aan het naar het coalescentiemedium gerichte drainage oppervlak, die de functie vervult van captatie laag 3.

Een materiaal met de eigenschappen zoals hierboven omschreven kan verkregen worden met een afstandslaag 1 die een anisotroop materiaal bevat of is. Met anisotroop wordt bedoeld dat het materiaal in de drainagerichting D een hogere doorlaatbaarheid heeft voor de gecoalesceerde disperse fase dan in de stroomrichting van het fluïdum F. De zwaartekracht, evenwijdig aan drainagerichting D, heeft meestal een véél grotere aantrekkingskracht op de gecoalesceerde disperse fase dan de stroomrichting van het fluïdum F, waardoor de gecoalesceerde druppels in de richting van de zwaartekracht draineren.

De afstandslaag 1 kan uit een vel van één materiaal laag opgebouwd zijn, de afstandslaag 1 kan echter ook twee of meer dezelfde of verschillende materiaal lagen bevatten. De barièrelaag 2 kan uit een vel van één materiaal laag opgebouwd zijn, de barièrelaag 2 kan echter ook twee of meer dezelfde of verschillende materiaal lagen bevatten. De captatie laag 3 kan uit een vel van één materiaal laag opgebouwd zijn, de captatie laag 3 kan echter ook twee of meer dezelfde of verschillende materiaal lagen bevatten.

De afstandslaag 1, barrièrelaag 2 en captatie laag 3 kunnen als drie afzonderlijke materiaallagen zijn uitgevoerd, die onderling wel of niet verbonden zijn. In een variant zijn de afstandslaag 1 en barrièrelaag 2 met elkaar verbonden langsheen hun raakvlak, en is de captatie laag 3 niet met de afstandslaag 1 verbonden. In een andere variant zijn de afstandslaag 1 en de captatie laag 3 langsheen hun raakvlak met elkaar verbonden en is de barrièrelaag 2 niet met de afstandslaag 1 verbonden. In nog een andere variant zijn de afstandslaag 1, barrièrelaag 2 en de captatie laag 3 langsheen hun respectievelijke raakvlakken met elkaar verbonden. De individuele lagen kunnen langsheen het gehele raakvlak met elkaar verbonden zijn of langs een deel ervan. De afstandslaag 1, barrièrelaag 2 en captatie laag 3 kunnen echter ook in één geheel vervaardigd zijn en deel uitmaken van één structuur.

De afstandslaag 1, barrièrelaag 2 kunnen in eenzelfde of een verschillend materiaal uitgevoerd zijn, of eenzelfde materiaal omvatten. De captatie laag 3 kan in eenzelfde of een verschillend materiaal uitgevoerd zijn als de afstandslaag 1 en/of de barrièrelaag 2. De verschillende lagen kunnen, om hun verbinding met elkaar te

BE2017/5421 bewerkstelligen, opgebouwd zijn uit eenzelfde basismateriaal, waaraan verder verschillende materialen zijn toegevoegd.

Een meerlagig drainagemedium 10 kan op verschillende manieren verkregen worden, bijvoorbeeld door een veelheid van materiaallagen te stapelen, te vouwen of op te rollen of concentrisch te wikkelen, zodat een drainagemedium met de gewenste dikte en drainerende werking verkregen wordt. Echter iedere andere werkwijze voor het vervaardigen van een afstandslaag kan geschikt gebruikt worden. Bij voorkeur echter wordt het velvormig materiaal voor het drainagemedium meerdere keren concentrisch gewikkeld, om het risico op beschadiging minimaal te houden. Aanliggende materiaallagen zijn bij voorkeur aanliggend ten opzichte van elkaar opgesteld, waarbij een eventuele luchtlaag tussen aanliggende lagen een zo klein mogelijke dikte heeft of zelfs nagenoeg of geheel afwezig is.

In een andere uitvoeringsvorm is het drainagemedium 10 zoals getoond in figuur 3e, een gelaagd velvormig materiaal, met een poreuze laag of kern 11, die stroomopwaarts in de stroomrichting van het fluïdum F een eerste huid 13 bevat. De eerste huid 13 maakt bij voorkeur deel uit van het drainage oppervlak waarlangs de van het coalescentiemedium afkomstige disperse fase wordt afgevoerd. De poreuze laag 11 vervult de rol van afstandslaag 1. De tweede stroomafwaarts opgestelde huid 12, vervult de functie van barrièrelaag.

Bij een analyse van het functioneren van het drainagemedium 10, hebben de uitvinders gevonden dat het drainagemedium 10 diverse functies in de coalescentiefilter vervult. Naast het bieden van een drainerende functie voor het afvoeren van druppels disperse fase afkomstig van het coalescentiemedium dient het drainagemedium ook als barrière om zogenaamde “oil carry over” te voorkomen vooral indien zich onderaan in het drainagemedium in de richting van de afvoer een zogenaamde “wet band” opbouwt van gecoalesceerde disperse fase, bijvoorbeeld verontreiniging, die in het drainagemedium achterblijft. Deze “wet band” houdt het risico in dat gezuiverd fluïdum dat de coalescentiefilter verlaat, deze disperse fase bijvoorbeeld één of meer verontreinigingen, deels weer meeneemt indien zij het drainagemedium via de “wet band” verlaat. Men noemt dit ook olie overdracht of oil carry-over. De aanwezigheid van een “wet band” kan ook ongewenste drukopbouw in de filter met zich meebrengen.

BE2017/5421

Met “afstandslaag” 1 wordt volgens deze uitvinding bedoeld een laag 1 van een materiaal voor het draineren of afvoeren van de druppels van één of meer disperse faseen en gecoalesceerde druppels van één of meer disperse faseen afkomstig van het coalescentiemedium 5, via het in de coalescentiefilter aanwezige drainagemechanisme, in een drainagerichting D. In figuur 1 wordt de drainagerichting aangeduid met de pijl “77’. Met afstandslaag 1 wordt in het kader van deze uitvinding eveneens bedoeld een verbinding tussen het coalescentiemedium en de barrièrelaag door aéén of meer afstandshouders.

Afstandslaag 1 kan opgebouwd zijn uit één laag van een materiaal, maar kan indien gewenst zelf ook een gelaagd materiaal zijn. Opeenvolgende materiaallagen kunnen wel of niet met elkaar verbonden zijn en wel of niet aanliggend zijn opgesteld, maar zijn bij voorkeur aanliggend opgesteld. De afstandslaag 1 bevat bij voorkeur ten minste 1 laag van een poreus materiaal, bij voorkeur ten minste twee lagen. Het aantal lagen zal meestal niet meer dan 5 zijn aangezien de drainage efficiëntie niet significant verbeterd wordt indien de afstandslaag 1 meer lagen bevat, en de materiaalkost onevenredig hoog dreigt te worden. Bij een afstandslaag 1 die zelf ook een gelaagd materiaal is, lopen de individuele lagen of vellen bij voorkeur evenwijdig aan elkaar, en met meer voorkeur eveneens evenwijdig aan het coalescentiemedium 5. Het drainagemedium 10 kan opgebouwd zijn uit een veelheid van dicht gestapelde of dicht gewikkelde aanliggende lagen van een velvormig poreus materiaal. 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 worden bij voorkeur zodanig gestapeld, of een vel van het coalescentiemedium wordt zodanig gewikkeld, dat opeenvolgende lagen 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 ook mogelijk het risico op uitvloeien van het fluïdum tussen opeenvolgende lagen te minimaliseren.

Afstandslaag 1 kan een dikte hebben die binnen brede grenzen varieert. Bij voorkeur echter heeft afstandslaag 1 een dikte tussen 0.5 en 20 mm, met meer voorkeur tussen 1 en 10 mm, met de meeste voorkeur tussen 2 en 6 mm. Indien afstandslaag 1 zelf een gelaagd materiaal is, kan de laagdikte van de individuele

BE2017/5421 lagen van het primaire coalescentiemedium 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 beoogde totale laagdikte.

De afstandslaag 1 heeft bij voorkeur in de drainagerichting een poreuze, open structuur, die efficiënte drainage of afvoer van de gecoalesceerde disperse fase uit de coalescentiefilter mogelijk maakt. De drainagerichting zal zich meestal in hoofdzaak in axiale richting uitstrekken. Daartoe is afstandslaag 1 bij voorkeur uitgevoerd in een materiaal dat een hogere affiniteit heeft in de drainagerichting relatief ten opzichte van de stroomrichting van het fluïdum. In radiale richting, ofwel de richting dwars ten opzichte van de drainagerichting, dit is in de stroomrichting van het fluïdum, zal de affiniteit en doorlaatbaarheid van de afstandslaag 1 voor de gecoalesceerde disperse fase bij voorkeur aanzienlijk lager zijn.

Diverse materialen kunnen als afstandslaag 1 gebruikt worden, vooropgesteld dat ze een efficiënte drainage van de gecoalesceerde druppels in de drainagerichting D bewerkstelligen. Het materiaal voor de afstandslaag 1 kan bevochtigend zijn voor één of meer van de gecoalesceerde disperse fasen, of nietbevochtigend. Het materiaal voor de afstandslaag 1 kan bijvoorbeeld oleofoob of hydrofoob zijn, of oleofiel of hydrofiel. In toepassingen waarbij het verwijderen van olie uit een vloeistof- of gasstroom beoogd wordt kan het drainagemedium oleofiel of oleofoob zijn. Het materiaal voor de afstandslaag 1 wordt bij voorkeur zodanig gekozen dat het een geringe affiniteit vertoont voor de te verwijderen onzuiverheid , om zo de drainage in de zwaartekrachtrichting te bevorderen.

In een eerste voorkeursuitvoeringsvorm bevat de afstandslaag 1 een veelheid van connectoren die een aan het coalescentiemedium liggende huid van de afstandslaag 1 verbinden met een naar de barrièrelaag 2 gerichte huid van de afstandslaag 1. Deze connectoren kunnen ieder door de vakman geschikt geachte vorm hebben, en kunnen deel uitmaken van de afstandslaag 1. De connectoren kunnen bijvoorbeeld de vorm aannemen van vezels, mono- of multifilament vezels die zich in de stroomrichting van het fluïdum uitstrekken om een optimale doorstroming van gecoalesceerde disperse fase te verzekeren, , zoals getoond wordt

BE2017/5421 in figuur 5a. De connectoren kunnen zich echter ook in iedere andere richting uitstrekken, zoals getoond wordt in figuur 5b.

In een tweede voorkeursuitvoeringsvorm bevat de afstandslaag 1 een polymeerschuim of is de afstandslaag 1 opgebouwd uit een polymeerschuim dat een open structuur of open cellen heeft in axiale richting van de coalescentiefilter. Diverse polymeerschuimen kunnen gebruikt worden, bijvoorbeeld schuimen van polyurethaan, polyethyleen, polypropeen, polyvinylchloride, polystyreen, polycarbonaat, poly-imide. Bij voorkeur echter wordt een polyurethaanschuim gebruikt, een grote variatie aan polyurethaanschuimen met uiteenlopende poriestructuren zijn commercieel beschikbaar of kunnen geproduceerd worden. In een andere voorkeursuitvoeringsvorm wordt gebruik gemaakt van een schuim waarvan één zijde onderworpen is aan een thermische behandeling, bijvoorbeeld voor het vormen van de barrièrelaag in éèn geheel met de afstandslaag.

In een andere voorkeurs uitvoeringsvorm bevat de afstandslaag 1 een drie dimensioneel afstandstextiel, een drie dimensioneel breisel, of een combinatie van twee of meer van deze materialen, waarbij tegenover elkaar liggende huidlagen van het afstandstextiel of drie dimensioneel breisel, verbonden zijn door middel van afstandsvezels waarvan ten minste een deel zich uitstrekt in de stroomrichting van het fluïdum (F) door heen de coalescentiefilter. Afstandstextielen zijn op zich bekend.

In een derde voorkeursuitvoeringsvorm is de afstandslaag 1 opgebouwd uit een afstandstextiel van een geweven of niet geweven vezelvormig materiaal, zoals hieronder beschreven.

In een vierde voorkeursuitvoeringsvorm is de afstandslaag 1 opgebouwd uit een afstandsbreisel van een vezelvormig materiaal, bij voorkeur continue vezels, zoals hieronder beschreven.

Diverse methoden zijn bij de vakman bekend voor het vervaardigen van een afstandsbreisel. Een veel gebruikte werkwijze omvat volgende stappen:

Het vervaardigen van een breisel door het breien van een eerste breisellaag voorzien van openingen van een eerste draadstelsel, een tweede gebreide laag voorzien van openingen van een tweede draadstelsel en tussendraden tussen de eerste breilaag en de tweede breilaag;

BE2017/5421

Het weglaten van afzonderlijke afstandsdraden tijdens het breien om kanalen te vormen die in een productierichting lopen of afstandsdraden die op een bepaalde afstand van elkaar knopen vormen in één van de twee gebreide lagen om dwarsdoorgangen te vormen;

Warmte leveren voor het smelten van tenminste een deel van de loopvlakken van het tweede systeem;

Smelten van sommige draden van het tweede draad systeem;

Versteviging van de tweede gebreide laag door koeling; en het scheiden van de afstandslaag van de gebreide weefselbaan. De binnenste structuur van een afstandstextiel kan zelf uit één of meer lagen opgebouwd zijn. Aanliggende lagen kunnen van elkaar gescheiden zijn door een vel of een weefsel, en aanliggende lagen kunnen eenzelfde of een verschillende dikte hebben. Zoals getoond wordt in figuur 4a-c kan de binnenste structuur van een afstandstextiel diverse typen kanalen bevatten. Bij voorkeur bevat de binnenste structuur ten minste één, maar bij voorkeur een veelheid van kanalen die zich in de drainagerichting uitstrekken. Deze kanalen kunnen in hoofdzaak recht zijn, maar zij kunnen ook bochtig zijn of een specifieke vorm hebben die drainage bevordert. Verder kunnen één of meer kanalen aanwezig zijn die zich in de stroomrichting van het fluïdum uitstrekken. Deze kanalen hebben bij voorkeur een voldoende kleine diameter, zodat een efficiënte barrièrefunctie verschaft wordt in de stroomrichting van het fluïdum. Verder kunnen één of meer kanalen aanwezig zijn die zich evenwijdig aan de huid uitstrekken. Deze kanalen kunnen bijdragen tot een efficiënt transport van druppels doorheen de binnenste structuur en maken efficiënte drainage mogelijk.

Met “barrièrelaag” wordt in het kader van deze uitvinding een vel of een laag van een materiaal bedoeld dat een geringere doorlaatbaarheid heeft voor de gecoalesceerde disperse fase dan de afstandslaag 1. Met barrièrelaag 2 wordt in het bijzonder een materiaal bedoeld dat in staat is om gecoalesceerde disperse fase die niet via de afstandslaag 1 afgevoerd zou zijn, te adsorberen of te absorberen en in de draineerrichting D af te voeren. Het materiaal van de barrièrelaag 2 zal meestal enige affiniteit hebben voor de gecoalesceerde disperse fase. De barrièrelaag 2 kan opgebouwd zijn uit één vel van een materiaal, maar kan zelf ook een gelaagd materiaal zijn, dat uit twee of meer lagen is opgebouwd. Om een gewenste laagdikte te verkrijgen kan het velvormig materiaal voor de barrièrelaag meerdere keren

BE2017/5421 concentrisch gewikkeld worden. Opeenvolgende materiaallagen zijn bij voorkeur aanliggend ten opzichte van elkaar opgesteld, waarbij een eventuele luchtlaag tussen aanliggende lagen een zo klein mogelijke dikte heeft of zelfs nagenoeg of geheel afwezig is.

Een stroomafwaarts opgestelde barrièrelaag 2 beoogt carry over of meenemen door het door het drainagemedium stromende gezuiverde fluïdum, van gecoalesceerde disperse fase die niet langs het drainage oppervlak van de afstandslaag werd gedraineerd, zo goed mogelijk tegen te gaan en bij voorkeur te verhinderen. De barrièrelaag 2 beoogt een gezuiverd fluïdum te verschaffen met een zo laag mogelijke concentratie aan disperse fase, bijvoorbeeld één of meer verontreinigingen. De doorlaatbaarheid van barrièrelaag 2 voor de gecoalesceerde disperse fase zal meestal aanzienlijk lager zijn dan deze van afstandslaag 1.

Barrièrelaag 2 omvat daarom meestal of is meestal opgebouwd uit een materiaal met een geringe doorlaatbaarheid voor de gecoalesceerde disperse fase. Barrièrelaag 2 omvat bij voorkeur een materiaal omvat met poriën waarvan de diameter varieert tussen 5 en 1000 μm, bij voorkeur tussen 25 en 750 μm, met meer voorkeur tussen 100 en 500μιη.

De barrièrelaag 2 kan uit diverse materialen vervaardigd zijn, bijvoorbeeld uit een vel van een vezels die geweven of niet geweven zijn, barrièrelaag kan een breisel zijn in het bijzonder een 2-dimensionaal breisel of een equivalent materiaal, een materiaal van vezels die getuft zijn, gestikt, gesponnen tot een vlies, een net, of materialen gevormd tot een film, een schuim met open cellen in de drainagerichting, gegoten en combinaties of laminaten of composieten van voornoemde materialen.

Materialen voor gebruik in de barrièrelaag 2 kunnen bijvoorbeeld gekozen worden uit de groep van thermoplastische of thermohardende kunststoffen, bijvoorbeeld, polypropyleen, polyethyleen, polyester, of anorganische stoffen, metallische materialen of legeringen, mengsels van voornoemde materialen en chemisch gemodificeerde vormen daarvan. Meestal zullen deze materialen in de vorm van vezels of een schuim gebruikt worden. Bijzondere voorkeur geniet polyurethaan schuimen aangezien zij goed bestand zijn tegen thermische belasting door het fluïdum en/of de in het fluïdum aanwezige drager en verontreinigende vloeistof.

BE2017/5421

Figuur 3a-3e toont diverse breisels die bijzonder geschikt zijn voor gebruik als barrièrelaag in deze uitvinding. Dergelijke breisels zijn verkrijgbaar als 2dimensioneel breisel. Echter ook andere materialen, bijvoorbeeld een net, een vel, een gevlochten materiaal, een breisel, een gehaakt materiaal, een geweven of niet geweven materiaal of een combinatie van twee of meer van dergelijke materialen, waarbij een oppervlak van deze materialen bedoeld voor contact met de afstandslaag 1 voorzien is van tufts, steken, lussen, ringen, opstaande vezels of equivalente middelen, zijn geschikt voor gebruik in deze uitvinding.

Barrièrelaag 2 kan een dikte hebben die binnen brede grenzen varieert. Bij voorkeur echter heeft barrièrelaag 2 een geringere dikte dan afstandslaag 1. Met meer voorkeur heeft barrièrelaag 2 een dikte tussen 0.01 en 20 mm, met meer voorkeur tussen 0.1 en 4 mm, met de meeste voorkeur tussen 0.1 en 2 mm.

In een voorkeursuitvoeringsvorm bevat het drainagemedium 10 een derde laag of captatie laag 3, die stroomopwaarts ten opzichte van de afstandslaag 1 is opgesteld. Met captatie laag 3 wordt in het kader van deze uitvinding laag of een vel van een materiaal bedoeld dat in staat is een efficiënte captatie of opname van de gecoalesceerde disperse fase afkomstig uit het coalescentiemedium, te verzekeren. Het materiaal voor de captatie laag 3 zal bij voorkeur zodanig gekozen worden dat de captatie laag 3 een hoge doorlaatbaarheid heeft voor de gecoalesceerde disperse fase in de stroomrichting van het fluïdum F om een efficiënte transfer van de gecoalesceerde disperse fase vanaf het coalescentiemedium 5 naar de afstandslaag 1 te verzekeren. Het materiaal van de captatie laag 3 zal meestal enige affiniteit hebben voor de gecoalesceerde disperse fase om captatie vanaf het coalescentiemedium 5 mogelijk te maken.

De captatie laag 3 kan opgebouwd zijn uit één laag van een materiaal, maar kan zelf ook een gelaagd materiaal zijn, dat uit twee of meer lagen is opgebouwd om een gewenste laagdikte te verkrijgen. Opeenvolgende materiaallagen zijn bij voorkeur aanliggend ten opzichte van elkaar opgesteld, waarbij een eventuele luchtlaag tussen aanliggende lagen een zo klein mogelijke dikte heeft of zelfs nagenoeg of geheel afwezig is.

Een naar het coalescentiemedium gericht oppervlak 11 van de derde captatie laag 3 bevat bij voorkeur een veelheid van uitstulpingen 40, bij voorkeur lussen of vezels of ringen of equivalente middelen, die zich naar het

BE2017/5421 coalescentiemedium uitstrekken, bij voorkeur op een wijze waarbij de uitstulpingen contact maken met het coalescentiemedium ten einde een efficiënte overdracht van gecoalesceerde druppels die het coalescentiemedium verlaten, mogelijk te maken. Dit is bijvoorbeeld getoond in figuur 4.

Captatie laag 3 omvat meestal een materiaal met goede afdruipeigenschappen voor de gecoalesceerde disperse fase in de draineerrichting. Captatie laag 3 kan een dikte hebben die binnen brede grenzen varieert. Bij voorkeur echter heeft captatie laag 3 een geringere dikte dan afstandslaag 1. Met meer voorkeur heeft captatie laag 3 een dikte tussen 0.1 en 20 mm, met meer voorkeur tussen 0.1 en 4 mm, met de meeste voorkeur tussen 0.1 en 2 mm. Captatielaag 3 is in een voorkeursuitvoeringsvorm vervaardigd uit een vezelvormig materiaal bijvoorbeeld uit een vel van een vezels die geweven of niet geweven zijn, het kan een breisel zijn of een equivalent materiaal, een materiaal van vezels die getuft zijn, gestikt, gesponnen tot een vlies, een net, of materialen gevormd tot een film, een schuim met open cellen in de drainagerichting, gegoten en combinaties of laminaten of composieten van voornoemde materialen. Bij voorkeur zijn de vezels van de captatielaag 3 georiënteerd in de drainagerichting D.

Materialen voor gebruik in de barrièrelaag 2 kunnen bijvoorbeeld gekozen worden uit de groep van thermoplastische of thermohardende kunststoffen, bijvoorbeeld, polypropyleen, polyethyleen, polyester, of anorganische stoffen, metallische materialen of legeringen, mengsels van voornoemde materialen en chemisch gemodificeerde vormen daarvan. Meestal zullen deze materialen in de vorm van vezels of een schuim gebruikt worden.

In een voorkeursuitvoeringsvorm is de afstandslaag 1 in één geheel uitgevoerd met de barrièrelaag 2. In een verdere voorkeursuitvoeringsvorm is de afstandslaag 1 in één geheel uitgevoerd met de barrièrelaag 2 en met captatie laag 3. Bijzonder geschikt voor gebruik als drainagemedium 10 in dergelijke uitvoeringsvormen zijn materialen gekozen uit een polymeer schuim, waarvan tegen over elkaar liggende zich axiaal uitstrekkende vlakken van het schuim een huid hebben voor het verschaffen van de barrièrelaag 2 en captatie laag 3. Andere bijzonder geschikte materialen zijn een drie dimensioneel afstandstextiel, een drie dimensioneel breisel. Ook geschikt is een combinatie van twee of meer van de voornoemde materialen, waarbij tegenover elkaar liggende huidlagen van het

BE2017/5421 afstandstextiel of drie dimensioneel breisel, verbonden zijn door middel van afstandsvezels waarvan ten minste een deel zich uitstrekt in de stroomrichting van het fluïdum (F) door heen de coalescentiefilter.

In een afstandstextiel vormen de afstandsvezels een verbinding tussen een eerste huidlaag die een captatie laag 3 verschaft en de daartegenover liggende huidlaag 2 die een barrièrelaag verschaft (zie figuur 5). Door een adequate keuze van de afstandsvezels 50 kan een structuur met een hoge mechanische sterkte en een gewenste samendrukbaarheid in dikterichting van het afstandsweefsel verschaft worden. Afhankelijk van de toepassing kan enige samendrukbaarheid wenselijk zijn, of kan deze minimaal gehouden worden.

Bijzonder geschikt voor gebruik in een of als drainagemedium 10 zijn drie dimensionele breisels zoals getoond in figuur 3a-3e. Dergelijke breisels zijn verkrijgbaar als 3-dimensioneel materiaal, in de vorm van vellen maar ook als cilindervormige breisels. Deze laatste zijn geschikt is voor onmiddellijk gebruik in een cilindervormige coalescentiefilter. De mechanische eigenschappen van deze breisels zijn meestal gelijkaardig aan deze van geweven weefsels, of zelfs beter. Geschikte breisels zijn onder meer beschreven in The Karl Mayer Guide to Technical Textiles., p. 4-18. Breisels bieden het voordeel dat ze op zeer veelzijdige wijze gemaakt kunnen worden, met een open of een gesloten oppervlak, de vorm en afmetingen van de poriën in het interne van het breisel kunnen binnen brede grenzen gevarieerd worden door de afstand tussen de lussen te variëren, vlakke breisels zijn mogelijk, buisvormige of 3-dimensionele. Ook de breedte en lengte kunnen binnen brede grenzen gestuurd worden.

Drie-dimensionele breisels hebben meestal een complexe structuur, door de opbouw van de buitenste huidlagen en het interne deel van het breisel. De afstand tussen de buitenste huidlagen van een breisel wordt bepaald door de dikte van de interne structuur, deze afstand kan binnen brede grenzen variëren. De buitenste lagen van een breisel omvatten meestal een veelheid van onafhankelijke steken en lussen. De lussen van de tegenover elkaar liggende buitenste lagen van het breisel zijn met elkaar verbonden door middel van connectoren, die het binnenste van het breisel vormen. De dikte van een dergelijke interne structuur is vaak groter dan de dikte van een gewoon vlak gebreid breisel, dat op de bekende wijze vervaardigd wordt gebruikmakend van de klassieke warp knitting

BE2017/5421 breimachines. Bij meer gecompliceerde breisels kan de interne laag ook inslagachtige steken bevatten. De tegenover elkaar liggende buitenste lagen of huiden kunnen dezelfde of een verschillende structuur hebben.

Door een adequate keuze van het materiaal waaruit de vezels zijn vervaardigd, of door de vezels te impregneren met een hars of te coaten met een coating kan een weefsel of een breisel in een 3-dimensionele structuur gefixeerd worden, bijvoorbeeld de structuren getoond in figuur 3a-3e. Een breisel zoals dat getoond in figuur 3e heeft een bijzondere hoge stabiliteit in breedterichting, het breisel getoond in figuur 3f heeft verder ook een bijzonder hoge stabiliteit in hoogterichting.

Geschikte materialen voor het vervaardigen van drie dimensionele breisels zijn vezels, uitgevoerd als multi filament of mono filament van de hieronder beschreven materialen.

Voorbeelden van vezelvormige materialen die bijzonder geschikt zijn voor het vervaardigen van een drainagemedium 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. Andere bijzonder geschikte materialen zijn kunststoffen gekozen uit de groep van vezels vervaardigd in poyolefine, bijvoorbeeld polyetheen of polypropeen ; polyesters ; polyamiden, bijvoorbeeld nylon 6, nylon 6,6, nylon 12 ; polyimiden ; polycarbonaat vezels en dergelijke. Ook metaalschuimen of gesinterde metalen structuren kunnen gebruikt worden.

In het geval de buitenste huidlagen van een breisel respectievelijk de barrièrelaag 2 en/of de captatie laag 3 verschaffen, kunnen deze uit eenzelfde materiaal vervaardigd zijn of uit verschillende materialen, de dikte van de garens waaruit de buitenste huidlagen vervaardigd zijn kan dezelfde zijn of verschillend. De huidlagen kunnen uit één of meer, dezelfde of verschillende garens of combinatie van garens vervaardigd zijn.

BE2017/5421

De interne structuur van een breisel die de afstand tussen de huidlagen verschaft kan zelf uit één of meer lagen opgebouwd zijn, die eenzelfde of een verschillende dikte kunnen hebben. De interne structuur kan vervaardigd zijn uit dezelfde vezels of hetzelfde garen als de huidlagen of uit andere vezels of een ander garen. De interne structuur kan uit één of meer, dezelfde of verschillende vezels of garens vervaardigd zijn. De dikte van de vezels of garens waaruit de interne structuur vervaardigd is kan dezelfde zijn of verschillend.

Het gebruik van een drie dimensioneel breisel als drainagemedium biedt diverse voordelen. Een eerste voordeel is dat het breisel drie gezochte functionaliteiten voor het drainagemedium levert : de lussen van het breisel zijn uitermate geschikt voor het blokkeren, opnemen en geleiden van druppels van de gecoalesceerde disperse fase en dus uitermate geschikt als huid voor het capteren van gecoalesceerde disperse fase afkomstig van het coalescentiemedium, de lussen en kanalen verschaffen een bochtige route voor het geleiden van de druppels langsheen het drainage oppervlak. Een ander voordeel is dat een breisel een open structuur heeft, en dus in staat is een efficiënte drainage te verzekeren van gecoalesceerde disperse fase die niet langsheen het drainage oppervlak is afgevoerd maar het drainagemedium penetreert.

In een verdere voorkeursuitvoeringsvorm is het drainagemedium 10 opgebouwd uit een polymeerschuim of bevat het ten minste één laag van een polymeerschuim. Diverse polymeerschuimen kunnen gebruikt worden, bijvoorbeeld polyurethaanschuim, polyethyleenschuim, polypropeenschuim, polyvinylchloride schuim, polystyreenschuim, polycarbonaat schuim, poly imideschuim. Bij voorkeur echter wordt een polyurethaanschuim gebruikt, een grote variatie aan polyurethaanschuimen is commercieel beschikbaar of kan geproduceerd worden, waarbij tal van mogelijkheden bestaan voor het sturen van de interne poriestructuur.

Een vel of laag van een polymeerschuim kan zodanig uitgevoerd worden dat het de twee tegenoverliggende zijden meestal een huid, met een poriestructuur die meer gesloten is dan de poriestructuur van het binnenste deel van de schuimlaag. De huid is daardoor in staat te fungeren als barrièrelaag 2. Binnen het kader van deze uitvinding kan de barrièrelaag opgebouwd zijn uit één enkele schuimlaag of kunnen twee of meer schuimlagen aanliggend opgesteld worden. In

BE2017/5421 dat geval zal de afstandslaag 1 meestal opgebouwd zijn uit een schuim met een hoge doorlaatbaarheid in de drainagerichting. Daartoe kunnen polymere schuimen, in het bijzonder polyurethaanschuimen, aangewend worden met een hoge porositeit.

De barrièrelaag 2 zal meestal opgebouwd zijn uit een polymeerschuim met een geringe doorlaatbaarheid voor de disperse fase. Daartoe kunnen polymere schuimen, in het bijzonder polyurethaanschuimen, aangewend worden met een openheid van 97 %, en een poriediameter tussen 100 en 1500 micron, bij voorkeur tussen 700 en 1000 micron. In een voorkeursuitvoeringsvorm van deze uitvinding kunnen verschillende types materialen gecombineerd worden om een optimaal drainagemedium 10 te verschaffen. In een voorkeursuitvoeringsvorm van deze uitvinding wordt bijvoorbeeld een laag van een breisel gecombineerd met een laag van een polymeer schuim voor het verschaffen van een afstandslaag 1 en een barrièrelaag 2.

In een praktisch voorbeeld bevat de coalescentiefilter van deze uitvinding een 3-dimensioneel breisel, dat de functie vervult van afstandslaag en barrièrelaag. In een ander praktisch voorbeeld bevat de coalescentiefilter van deze uitvinding opeenvolgende lagen van een polymeer schuim als afstandslaag en een vel van niet geweven vezels als barrièrelaag. In nog een ander praktisch voorbeeld bevat de coalescentiefilter van deze uitvinding opeenvolgende lagen van een eerste schuim dat als captatielaag fungeert, een tweede schuim dat als afstandslaag fungeer en een derde schuim dat als barrièrelaag fungeert. De porositeit, poriegrootte en richting waarin in de poriën draineren, is daarbij afgestemd op de door de laag te vervullen functie zoals hierboven omschreven.

De verplaatsing van een met een aerosol, bijvoorbeeld olie, verontreinigd fluïdum bijvoorbeeld lucht, doorheen een coalescentiefilter van deze uitvinding kan als volgt omschreven worden. Het fluïdum treedt de afstandslaag 1 binnen langs de eerste huid 11, meestal in een richting die zich dwars ten opzichte van de eerste huid 11 uitstrekt. Gecoalesceerde druppels draineren via de poreuze kern 13, waarbij de draineerrichting in de richting van de huid 11 loopt, dwars op de stroomrichting F van het fluïdum. Gezuiverde in het fluïdum aanwezige drager verlaat de afstandslaag 1 via de tweede huid 12, meestal in een richting dwars ten opzichte van de tweede huid 12. De stroomrichting van het fluïdum F loopt bij voorkeur dwars ten opzichte van de eerste en tweede huid 11, 12. De

BE2017/5421 drainagerichting D zal meestal dwars ten opzichte van de stroomrichting van het fluïdum F lopen, of met andere woorden in de richting van de lagen 1, 2, 3.

In een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding is het drainagemedium vervaardigd uit een polymeerschuim, waarbij de captatie laag 3 en de barrièrelaag 2 verschaft worden door een huid aan tegenovergestelde zijden van een poreuze schuimkern die als drainage medium en afstandslaag 1 dient. In een andere voorkeursuitvoeringsvorm is de afstandslaag 1 vervaardigd uit een afstandsweefsel, en zijn de captatielaag 3 en de barrièrelaag 2 uitgevoerd in een polymeer schuim. In een andere voorkeursuitvoeringsvorm is de afstandslaag 1 vervaardigd uit een vel van een polymeer schuim, en zijn de captatielaag 3 en de barrièrelaag 2 respectievelijk uitgevoerd in een vel van een polymeer schuim. In nog een andere voorkeursuitvoeringsvorm is de afstandslaag 1 vervaardigd uit een afstands weefsel, is de captatielaag 3 vervaardigd uit een afstandsweefsel en is de barrièrelaag 2 uitgevoerd in een vel van een polymeer schuim. Het zal duidelijk zijn dat additionele combinaties van afstands weefsels en schuimen zoals in deze aanvraag beschreven, mogelijk zijn en binnen de beschermingsomvang van deze octrooiaanvraag vallen.

Figuur 7 toont een compressor 200 voorzien van een inlaat 230 voor het toevoeren van te comprimeren lucht naar een compressor element 210 en een coalescentiefilter 220 volgens deze uitvinding zoals hierboven beschreven, als olie afscheider. Een dergelijke olie afscheider wordt meestal onmiddellijk achter de uitlaat van de compressor geplaatst, is direct daaraan gekoppeld en is bedoeld voor het afscheiden van grotere hoeveelheden olie aanwezig in de uit de compressor afkomstige gecomprimeerde lucht. Uit een compressor afkomstige gecomprimeerde lucht bevat meestal olie in een concentratie gelegen tussen 10 mg/m³ lucht en 8000 mg/m³ lucht.

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

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 bedroeg 10 mg/m³.

BE2017/5421

	Poriegrootte (μm)	Dikte (mm)
	A	B	C	A	B	C
afstandslaag 1	5 - 20000	25 - 10000	100 - 2500	0.5 - 20	1 - 10	2 - 6
barrierelaag 2	5 - 1000	25 - 750	100 - 500	0.01 - 20	0.1 - 4	0.1 - 2
captatie laag 3	5 - 20000	25 - 10000	100 - 2500	0.1 - 20	0.1 - 4	0.1 - 2

Claims

CONCLUSIES.

1. Een coalescentiefilter (25) voor het coalesceren van ten minste één in een drager van het fluïdum aanwezige disperse fase, waarbij de coalescentiefilter (25) een inlaat (26) bevat voor het toevoeren van het fluïdum naar een in de coalescentiefilter aanwezig filterelement (29) dat een coalescentiemedium (5) bevat voor het coalesceren van de ten minste één disperse fase tijdens een verplaatsing van het fluïdum doorheen het coalescentiemedium in een stroomrichting (F), waarbij het filterelement (29) stroomafwaarts van het coalescentiemedium (5) een drainagemedium (10) bevat voor het draineren van de uit het coalescentiemedium (5) afkomstige gecoalesceerde disperse fase, gekenmerkt doordat het filterelement stroomafwaarts van het coalescentiemedium (5) een op een afstand van het coalesentiemedium opgestelde barrièrelaag (2) bevat, waarbij het coalescentiemedium (5) en de barrièrelaag (2) op een afstand van elkaar gehouden worden door één of meer afstandhouders voor het verschaffen van een drainagezone in een afstandslaag van een drainagemedium tussen een naar de barrièrelaag gericht oppervlak van het coalescentiemedium en de barrièrelaag voor het draineren van de gecoalesceerde disperse fase in een drainagerichting (D).
2. Een coalescentiefilter volgens conclusie 1, waarbij de één of meer afstandhouders zich in de stroomrichting F uitstrekken voor het verschaffen van de afstandslaag.
3. Een coalescentiefilter volgens conclusie 1 of 2, die verder een captatielaag (3) bevat voor het capteren en draineren van de uit het coalescentiemedium gecoalesceerde disperse fase, waarbij de captalielaag aanliggend geplaatst is aan een naar de afstandslaag gericht oppervlak van het coalescentiemedium.
4. Een coalescentiefilter volgens conclusie 3, waarbij een naar het coalescentiemedium gerichte zijde van de captatielaag een eerste huid heeft die een hogere doorlaatbaarheid heeft voor de geocalesceerde disperse fase, dan een naar de barrièrelaag gerichte tweede huid van de capatielaag.
5. Een coalescentiefilter volgens één of meer der voorgaande conclusies, waarbij de afstandhouders een afstandslaag (1) verschaffen van een materiaal met poriën waarvan de diameter varieert tussen 5 en 20000 μm, bij voorkeur tussen 25 en 10000 μm, met meer voorkeur tussen 100 en 2500μιη.
6. Een coalescentiefilter volgens één of meer der voorgaande conclusies,

BE2017/5421 waarbij de gemiddelde poriediameter van de poriën van de afstandslaag (1) in de drainagerichting groter is dan de gemiddelde druppelgrootte van de gecoalesceerde disperse fase
7. Een coalescentiefilter volgens één der conclusies 2-5, waarbij de barrièrelaag (2) een materiaal omvat met poriën waarvan de diameter varieert tussen 5 en 1000 μm, bij voorkeur tussen 25 en 750 μm, met meer voorkeur tussen 100 en 500μιη.
8. Een coalescentiefilter volgens één der conclusies 2-7, waarbij een dikte van de afstandslaag (1) groter is dan een dikte van de barrièrelaag (2).
9. Een coalescentiefilter volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de afstandslaag (1) een dikte heeft tussen 0.5 en 20 mm, bij voorkeur tussen 1 en 10 mm, met meer voorkeur tussen 2 en 6 mm.
10. Een coalescentiefilter volgens één der conclusies 2-9, waarbij de barrièrelaag (2) een dikte heeft tussen 0.01 en 20 mm, bij voorkeur tussen 0.1 en 4 mm, met meer voorkeur tussen 0.1 en 2 mm.
11. Een coalescentiefilter volgens één der conclusies 3-10, waarbij de captatielaag (3) poriën heeft met een diameter in het bereikt van 5 tot 20000 μm, bij voorkeur van 25 tot 10000 μm, met meer voorkeur van 100 tot 2500 μm.
12. Een coalescentiefilter volgens één der conclusies 3-11, waarbij de captatie laag (3) een dikte heeft tussen 0.1 en 20 mm, bij voorkeur tussen 0.1 en 4 mm, met meer voorkeur tussen 0.1 en 2 mm.
13. Een coalescentiefilter volgens één der voorgaande conclusies, waarbij een naar het coalescentiemedium gericht oppervlak (31) van de afstandslaag (1) een veelheid van uitstulpingen bevat die zich naar het coalescentiemedium (5) uitstrekken, bij voorkeur op een wijze waarbij de uitstulpingen contact maken met het coalescentiemedium.
14. Een coalescentiefilter volgens één of meer der voorgaande conclusies, waarbij de afstandslaag (1) een materiaal omvat gekozen uit een breisel, een gehaakt materiaal, een getuft materiaal, een weefsel of een combinatie van twee of meer van voornoemde materialen, waarbij een van lussen voorzien oppervlak van de afstandslaag gericht is naar en bij voorkeur in contact is met een oppervlak van het coalescentiemedium.

BE2017/5421
15. Een coalescentiefilter volgens één of meer der voorgaande conclusies, waarbij de afstandslaag (1) een materiaal bevat gekozen uit de groep van een afstandstextiel, een afstandsweefsel, een afstandsbreisel, een polymeerschuim, in het bijzonder een polyurethaanschuim, of een combinatie van twee of meer van voornoemde materialen.
16. Een coalescentiefilter volgens conclusie 14, waarbij de afstandslaag afstandsvezels bevat die zich tussen tegenover elkaar liggende huidoppervlakken van het afstandstextiel en/of afstandsweefsel en/of afstandsbreisel uitstrekken, waarbij de afstandsvezels vervaardig zijn uit een mono filament of multi-filament materiaal.
17. Een coalescentiefilter volgens conclusie 15, waarbij de afstandsvezels (9) zich in hoofdzaak in de stroomrichting van het fluïdumfF) uitstrekken.
18. Een coalescentiefilter volgens één der conclusies 9-16, waarbij de captatie laag een materiaal omvat gekozen uit een breisel, een gehaakt materiaal, een getuft materiaal, een weefsel of een combinatie van twee of meer van voornoemde materialen.
19. Een coalescentiefilter volgens conclusie 16, waarbij ten minste een deel van in de captatie laag aanwezige vezels zich in de drainagerichting D uitstrekken.
20. Een coalescentiefilter volgens één der voorgaande conclusies, waarbij het drainagemedium (10) een materiaal bevat gekozen uit de groep van een polymeerschuim, in het bijzonder een polyurethaanschuim, met een eerste schuimlaag voor het verschaffen van een afstandslaag (1), waarbij de afstandslaag poriën bevat die open zijn in de drainagerichting (D), en een tweede barrièrelaag (2) poriën bevat die gesloten zijn in de stroomrichting van het fluïdum (F).
21. Een coalescentiefilter volgens één der voorgaande conclusies, waarbij het fluïdum lucht bevat als drager, en de disperse fase olie bevat als vloeibaar medium.
22. Een drainagemedium (10) voor het opnemen en draineren van uit een coalescentiemedium (5) afkomstige gecoalesceerde disperse fase, gekenmerkt doordat het drainagemedium (10) een velvormig materiaal omvat dat in de stroomrichting van het fluïdum (F) ten minste een eerste en een tweede aanliggende laag (1, 2) bevat, waarbij de eerste laag (1) een afstandslaag bevat met een naar het coalescentiemedium gericht drainage oppervlak voor het draineren van de gecoalesceerde disperse fase langsheen het drainage oppervlak, waarbij de

BE2017/5421 afstandslaag (1) een anisotroop poreus materiaal bevat dat een hogere luchtdoorlaatbaarheid heeft dan de tweede laag (2), waarbij de tweede laag een stroomafwaarts ten opzichte van de afstandslaag (1) opgestelde barrièrelaag (2) is, waarbij de afstandslaag een doorlaatbaarheid voor de gecoalesceerde disperse fase in de drainagerichting (D) heeft die hoger is dan de doorlaatbaarheid in de stroomrichting van het fluidumfF).
23. Een werkwijze voor het scheiden van een in een fluïdum aanwezige drager die een aerosol van een gecoalesceerde disperse fase bevat, waarbij het fluïdum toegevoerd wordt naar een coalescentiefilter met een coalescentiemedium voor het coalesceren van de disperse fase, waarna de gecoalesceerde disperse fase bij het verlaten van het coalescentiemedium in contact komt met een drainagemedium volgens één der conclusies 1 tot en met 19, en langsheen het drainage oppervlak of doorheen het drainagemedium wordt afgevoerd en de in het fluïdum aanwezige drager wordt opgevangen stroomafwaarts van het drainagemedium.
24. Een werkwijze volgens conclusie 23, waarbij het fluïdum lucht is en de disperse fase olie in een concentratie die varieert tussen 50 mg olie/m³ lucht en 0.1 mg olie /m³ lucht.
25. Een compressor bevattende een olie afscheider voor het afscheiden van olie uit van een compressor afkomstige lucht, waarbij de olie afscheider een coalescentiemedium bevat volgens één der conclusies 1 tot en met 21.
26. Een compressor volgens conclusie 25, waarbij de olie concentratie in de uit de compressor afkomstige lucht gelegen is tussen 10 mg/m³ lucht en 8000 mg/m³lucht.