BR102013021834A2

BR102013021834A2 - Limpador de fluido

Info

Publication number: BR102013021834A2
Application number: BRBR102013021834-0A
Authority: BR
Inventors: Thomas Fischer; Hannes Clasen; Uwe Felber; Klaus Leister
Original assignee: Freudenberg Carl Kg
Priority date: 2012-09-03
Filing date: 2013-08-27
Publication date: 2014-10-21
Also published as: EP2703057A3; CA2824265A1; EP2703057A2; US20140065498A1

Abstract

LIMPADOR DE FLUÍDO A presente invenção refere-se a um módulo de filtro (1) para limpar um fluido, incluindo um alojamento (2) com uma abertura de entrada (3) e uma abertura de saída (4), em que o alojamento (2) forma um espaço de acomodação (5) em que pelo menos um elemento de filtro (6) é acomodado, em que o elemento de filtro (6) exibe um meio de filtragem (7) que é configurado como um bloco em vista do problema de configuração de um modelo de filtro tal que o espaço morto no alojamento é tão pequeno quanto possível, que o módulo de filtro tem bom desempenho de filtro e uma fabricação de baixo custo, bem como de economia de tempo e oferece uso efetivo de um meio de filtragem, caracterizado pelo fato de que o meio de filtragem (7) é plissado e é compactado em um bloco (8).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "LIMPADOR DE FLUIDO".

Campo Técnico

A presente invenção refere-se a um módulo de filtro de acordo com o preâmbulo da reivindicação de patente 1.

Estado da Técnica

Os alojamentos com uma abertura de entrada e uma abertura de saída são conhecidos de DE 10 2009 016 739 A1, em que o alojamento forma um espaço de acomodação que contém um elemento de filtro como zigue-zague. Este filtra partículas e gases, por exemplo, a partir de uma corrente de fornecimento de ar para uma célula combustível.

Com um elemento de filtro como zigue-zague, as paredes de dobras são, parcialmente, relativamente amplamente espaçadas. Nesta modalidade do elemento de filtro, é desvantajoso que, devido à ampla distância das paredes de dobras, um grande espaço morto exista no alojamento.

Descrição da invenção

O objetivo da invenção é, portanto, projetar um módulo de filtro tal que o espaço morto no alojamento seja tão pequeno quanto possível. Além disso, o módulo de filtro deve ter bom desempenho de filtro. Ademais, exigências que o módulo de filtro deve cumprir são fabricação de baixo custo e de economia de tempo e o uso efetivo de um meio de filtragem.

A presente invenção resolve os problemas supracitados por meio de um módulo de filtro com as características da reivindicação 1.

Consequentemente, o módulo de filtro é caracterizado em que o meio de filtragem é plissado e compactado em um bloco.

De acordo com a invenção, percebe-se que um módulo de filtro com um elemento de filtro como bloco produz um pequeno espaço morto no alojamento. Isso torna possível uma razão ótima de volume de alojamento para volume adsorvente. Devido ao grande volume adsorvente do elemento 30 de filtro, uma capacidade de adsorção crescente e melhor desempenho de filtro são alcançados. Em adição, percebe-se que para o módulo de filtro de acordo com a invenção, altos custos se aplicam ao cortar camadas individuais para medir ou colar ou unir estas camadas. Isso pode ser atribuído à construção do elemento de filtro a partir de apenas um bloco. A combinação de uma modalidade como bloco e plissada leva a um elemento de filtro flexível. Ademais, o elemento de filtro preenche de modo ótimo o espaço de alo5 jamento. Também é vantajoso que elementos de filtro plissado podem ser comercialmente procurados sem problema e podem ser inseridos com poucas manipulações. É adicionalmente vantajoso que elementos de filtro plissados podem ser inseridos no alojamento com o desenvolvimento de um efeito de grampo e ter excelentes propriedades de vedação.

Como um resultado, o problema citado inicialmente é resolvido.

O bloco pode ser disposto livre de um elemento de armação que segura o módulo de filtro. Em uma modalidade adicional, o bloco é configurado sem uma borda colada. Essa construção torna possível uso de economia de material e utilize o espaço de construção efetivamente e economicamente.

O elemento de filtro pode ter um comprimento na faixa de 10 até 100 mm, preferencialmente na faixa de 20 até 90 mm, especialmente na faixa de 30 até 80 mm. O volume típico flui para tais tamanhos de filtros para razões de fluxos ótimas.

O meio de filtragem pode exibir uma primeira camada, que é

construída como uma camada transportadora, e pode exibir uma segunda camada, que limpa de modo adsorvente um fluido. Limpeza adsorvente significa a remoção de substâncias deletérias e impurezas por meio de absorção, adsorção, sorção física, quimissorção e/ou catálise. O termo "adsorção" é aplicado a seguir como um termo para os mecanismos citados acima.

Uma pluralidade de diferentes tipos de camadas pode ser usada. Isso torna possível uma multiplicidade de usos. Uma primeira camada pode ser configurada como uma camada de filtro de partícula. Isso aumenta a eficiência de filtro, uma vez que a primeira camada remove partículas. A se30 gunda camada é para separar das substâncias químicas indesejáveis de gás, impurezas gasosas, e substâncias deletérias, particularmente coloridas e substâncias odoríferas e aquelas com um sabor. Em particular, com a segunda camada, impurezas gasosas tais como hidrocarbonetos, amônia, óxidos de nitrogênio (gases NOx), e componentes contendo enxofre são removidos. A funcionalização variada para estas camadas permite que uma multiplicidade de usos para o módulo de filtro.

O meio de filtragem pode consistir em uma primeira camada fei

ta de um material não tecido no qual uma segunda camada feita de material adsorvente é aplicada. Isso torna possível a fabricação de baixo custo de uma camada permeável a ar, que exibe uma baixa resistência de fluxo. Em adição, material não tecido pode ser comercialmente procurado sem nenhum problema. O material não tecido pode ser vantajosamente feito de fibras, particularmente termoplásticas, sintéticas. A camada adsorvente remove gases deletérios. Uma capacidade de gás deletério mais alta é alcançada ao alinhar especialmente o elemento de filtro, por meio de que a vida útil do meio de filtragem pode ser aumentada. "Capacidade de gás deletério" significa a capacidade de material adsorvente para adsorver gases deletérios. Isso aumenta desempenho de filtro. Dependendo da escolha de material adsorvente, gases básicos e/ou acídicos ou hidrocarbonetos podem ser removidos. Isso provê proteção, por exemplo, de um declínio antecipado de desempenho de célula combustível, uma vez que estes gases podem ter um efeito deletério nas células combustíveis.

Carvão ativado pode ser ativado, por exemplo, como material adsorvente. Ademais, materiais adsorventes concebíveis são carvões ativados impregnados, dióxido de silício, silicato de alumínio, óxido de alumínio, ou um permutador de íons, individualmente ou em misturas.

O meio de filtragem pode ser configurado como material sinteti

zado em um bloco. Sintetizar causa estabilização do meio de filtragem.

Além disso, camadas feitas de meio de filtragem diferente, tal como, por exemplo, camadas plissadas, camadas de filtro achatadas, e/ou blocos sintetizados, podem ser combinadas junto.

Pelo menos uma camada achatada pode ser agregada ao meio

de filtragem na lateral de entrada e/ou saída. Esta camada de filtro achatada protege o próximo meio de filtragem de partículas maiores diretamente na entrada de corrente. Adicionalmente, camadas de filtro achatadas utilizam efetivamente o espaço de construção. Além disso, as camadas de filtro achatadas ao mesmo tempo têm um efeito de vedação e evitam a formação de vazamento e bypass. Em uma modalidade, as camadas de filtro achata5 das podem exibir diferentes porosidades nas laterais de ingresso e escoamento. Vantajosamente, uma lateral de ingresso é construída com poros abertos maiores, uma vez que partículas de sujeira podem ser bem removidas com isso.

De acordo com uma modalidade adicional, uma camada de filtro é configurada como um filtro químico, em particular como um filtro de absorção.

Pelo menos uma camada de filtro pode ser conectada em uma maneira de encaixe de forma para o alojamento. Devido à conexão de encaixe de forma da camada de filtro com o alojamento, a formação de vaza15 mento e bypass é efetivamente impedida. Com uma conexão de encaixe de forma, a vantagem é que nenhuma cola adicional é necessária para a conexão.

As camadas de filtro mais superiores voltadas para a entrada podem ser configuradas como um filtro grosso. Estas podem ser progressi20 vãmente construídas, pelo qual um aumento menor na pressão é produzido devido às partículas sendo contidas no filtro grosso. Isso torna vida útil mais longa possível para o módulo de filtro. Partículas grossas ou peças pequenas são separadas no filtro grosso. A separação de partículas mais finas, menores ou a limpeza adsorvente pode ocorrer na próxima camada de fil25 tros.

Os sais podem ser removidos a partir de fornecimento de ar por meio de um meio de filtragem adequado. Estes causam danos consideráveis a uma célula combustível, por exemplo.

Um filtro fino pode ser agregado ao filtro grosso, pelo qual a separação das partículas menores e mais finas ocorre. Obstrução dos elementos de filtro e o aumento associado em perda de pressão são reduzidos por meio deste. Em adição, as próximas camadas de filtro são protegidas de danos devido às partículas maiores, tal como pedras, por exemplo.

O filtro grosso exibe um raio de poro central maior do que o filtro

fino.

A camada de filtro mais inferior voltada para a entrada pode ser configurada como uma camada protetora. Esta camada protetora impede qualquer material adsorvente vindo do filtro adsorvente de sair da lateral de ar de limpeza do alojamento de filtro.

O alojamento pode ser provido na lateral de entrada com uma armação de cobertura, que fixa de modo mais seguro o elemento de filtro dentro do alojamento. Isso torna possível o baixo custo e rápida montagem do elemento de filtro.

A armação de cobertura pode ser conectada ao alojamento em uma maneira de encaixe de forma e/ou encaixe de força. Com uma conexão de encaixe de forma, a vantagem é que nenhuma cola adicional é necessá15 ria para a conexão. Como um resultado, há nenhum risco do filtrado ou do gás a ser separado reagindo à cola. Uma conexão de encaixe de força fixa a armação de modo seguro ao alojamento.

A armação de cobertura pode exibir aberturas de entrada de fluidos. Estas aberturas de entrada de fluidos tornam o problema de livre entrada de ar possível.

O alojamento pode exibir nervuras, em que uma extremidade das nervuras encerra no alojamento e a outra extremidade das nervuras está solta. As nervuras podem ser construídas como placas finas, em que elas exibem diferentes comprimentos. Para vias de um arranjo inclinado das ner25 vuras em relação à parede do alojamento, a distância de uma nervura para outra é reduzida nas extremidades abertas das nervuras. Vantajosamente, essas nervuras tornam possível o fluxo homogêneo através do elemento de filtro. Isso leva a razões de fluxos ótimas e adicionalmente aprimora desempenho de filtro. Além disso, as nervuras suportam o elemento de filtro.

Dependendo da escolha de parâmetros de processo, uma baixa

pressão pode ser produzida no espaço de acomodação, nomeadamente no espaço de fluxo, pelo qual o fluxo através do meio de filtragem é homogêneo.

O módulo de filtro pode ser usado em uma célula combustível. Devido a sua capacidade de adsorção e vida útil aumentada, o módulo de filtro é excepcionalmente adequado como um módulo de filtro para uma céluIa combustível.

A célula combustível pode incluir um módulo de filtro do tipo previamente descrito. Devido a sua capacidade de filtro aumentada, o módulo de filtro é excepcionalmente adequado como um módulo de filtro para uma célula combustível.

Breve descrição das figuras

As figuras mostram

A Fig. 1, um módulo de filtro com um elemento de filtro plissado, que é fixado no alojamento como um bloco,

A Fig. 2, uma vista em perspectiva do alojamento do módulo de filtro de acordo com a Fig. 1,

A Fig. 3, uma vista em perspectiva adicional do alojamento do módulo de filtro de acordo com a Fig. 1, com estruturas representadas pelas linhas tracejadas,

A Fig. 4, uma vista de plano do espaço de acomodação do módulo de filtro de acordo com Fig. 1, e

A Fig. 5, uma vista de plano do espaço de acomodação do módulo de filtro de acordo com a Fig. 1, em que estruturas que são cobertas pela armação de cobertura são representadas pelas linhas tracejadas. Modalidade da invenção A Fig. 1 mostra um módulo de filtro 1 para limpar um fluido, in

cluindo um alojamento 2 com uma abertura de entrada 3 e uma abertura de saída 4, em que o alojamento 2 forma um espaço de acomodação 5 em que pelo menos um elemento de filtro 6 é acomodado. O elemento de filtro 6 exibe um meio de filtragem 7, que é configurado como um bloco. O meio de filtragem 7 é plissado e compactado juntamente em um bloco 8.

O elemento de filtro 6 exibe um comprimento em L na faixa de até 100 mm. Neste caso atual, o comprimento L do elemento de filtro 6 é 90 mm.

O bloco 8 é disposto livre de um elemento de armação que fixa o módulo de filtro 1.

O meio de filtragem 7 exibe uma primeira camada, que é construída como uma camada transportadora, e exibe uma segunda camada que limpa um fluido de modo adsorvente.

O meio de filtragem 7 consiste em uma primeira camada feita de material não tecido fino, em que uma segunda camada feita de material adsorvente é aplicada.

Uma camada de filtro achatada, superior, 9 é agregada ao meio

de filtragem 7 na lateral de entrada e uma camada de filtro achatada, inferior, 10 na lateral de entrada.

A camada de filtro achatada, inferior 10 é configurada como um filtro de partícula.

Uma camada de filtro mais elevada 11 voltada para a entrada 3

é configurada como um filtro grosso.

Um filtro fino, não retratado, é agregado ao filtro grosso.

Uma camada de filtro mais inferior 12 voltada para a entrada 4 é configurada como uma camada protetora.

Uma camada de filtro absorvente, não retratada, é disposta na

frente da camada de filtro mais inferior 12.

Pelo menos uma camada de filtro mais elevada 11 é conectada ao alojamento 2 em uma maneira de encaixe de forma.

A Fig. 2 mostra um alojamento 2. Este alojamento 2 é provido na

lateral de entrada com uma armação de cobertura 13, que fixa de modo mais seguro o pelo menos um elemento de filtro 6 dentro do alojamento 2.

A armação de cobertura 13 é conectada ao alojamento 2 em uma maneira de encaixe de forma e a armação de cobertura 13 exibe uma borda de flange projetante 25.

O alojamento 2 é configurado em um formato essencialmente

quadrado.

Em adição, o alojamento 2 inclui um espaço de fluxo 14'. No alojamento 2 é construído um tubo de alimentação de fluxo 14 em uma lateral frontal 14'a do espaço de fluxo 14'. O tubo de alimentação de fluxo 14 se projeta para fora do espaço de fluxo 14'.

O espaço de fluxo 14' se estreita longe da direção de fluxo do

fluido.

O espaço de fluxo 14' exibe nervuras 16.

A Fig. 3 mostra um alojamento 2 do módulo de filtro 1. Este alojamento 2 é provido com uma armação de cobertura 13 na lateral de entrada.

O alojamento 2 inclui um espaço de fluxo 14'. Um tubo de ali

mentação de fluxo 14 é construído no alojamento 2 na lateral frontal 14'a do espaço de fluxo 14'.

O tubo de alimentação de fluxo 14 se projeta fora do espaço de

fluxo 14'.

O alojamento 2 exibe nervuras 16 no espaço de fluxo 14', em

que uma extremidade das nervuras 16 encerra no alojamento 2 e a outra extremidade das nervuras 16 é solta. Estas nervuras 16 são de comprimentos diferentes. Com exceção de uma nervura central 17, as outras nervuras

16 são dispostas obliquamente para dentro em relação a uma parede de alojamento 15, deslocada a partir de uma das paredes 2'. Elas apontam em direção a nervura central 17. Estas nervuras são dispostas no chão 20 do espaço de fluxo 14'.

A Fig. 4 mostra uma vista plana do alojamento de filtro 2 e o espaço de acomodação 5 do módulo de filtro 1. Um tubo de alimentação de fluxo 14' é disposto no alojamento 2 na lateral frontal do alojamento 2.

A armação de cobertura 13 exibe aberturas de entradas de fluidos 21, 22. Estas aberturas de entrada de fluido 21, 22 são configuradas em um formato quadrado.

O alojamento 2 exibe nervuras 16, em que uma extremidade destas nervuras é solta. Estas nervuras 16 são de diferentes comprimentos e apontam para um trecho central 23 da armação de cobertura 13.

O arranjo das nervuras 16 divide o espaço de fluxo 14' em campos de fluxo individual 24.

A Fig. 5 mostra uma vista plana do alojamento 2 e do espaço de acomodação 5 do módulo de filtro 1.

Um tubo de alimentação de fluxo 14 é construído no alojamento 2 na lateral frontal 14'a do espaço de fluxo 14'.

Este alojamento 2 exibe nervuras 16, em que uma extremidade das nervuras 16 encerra no alojamento 2 e a outra extremidade das nervuras 16 é solta. Estas nervuras 16 são de comprimentos diferentes. Com exceção de uma nervura central 17, as outras nervuras 16 são dispostas obli10 quamente para dentro em relação a uma parede de alojamento 15. Elas apontam em direção a nervura central 17, que devido ao seu arranjo no alojamento 2 divide parcialmente o espaço de fluxo 14' em duas áreas 18 e 19.

Claims

1.Módulo de filtro (1) para limpar um fluido, compreendendo um alojamento (2) tendo uma abertura de entrada (3) e uma abertura de saída (4), em que o alojamento (2) forma um espaço de acomodação (5) em que pelo menos um elemento de filtro (6) é acomodado, em que o elemento de filtro (6) tem um meio de filtragem (7) que é configurado em uma maneira como bloco, caracterizado pelo fato de que o meio de filtragem (7) é plissado e pressionado junto para formar um bloco (8).

2. Módulo de filtro (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o bloco (8) é arranjado em uma maneira livre de um elemento de armação que fixa o módulo de filtro.

3. Módulo de filtro (1), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o elemento de filtro (6) tem um comprimento (L) na faixa de 10 até 100 mm.

4. Módulo de filtro (1), de acordo com as reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o meio de filtragem (7) tem uma primeira camada, que é na forma de uma camada transportadora, e uma segunda camada, que limpa um fluido em uma maneira absorvente.

5. Módulo de filtro (1), de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o meio de filtragem (7) consiste em uma primeira camada feita de material não tecido, em que uma segunda camada feita de material absorvente é aplicada.

6. Módulo de filtro (1), de acordo com uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o meio de filtragem (7) é configurado como um material sintetizado para formar um bloco (8).

7. Módulo de filtro (1), de acordo com as reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma camada de filtro plana (9, 10,11, 12) adere ao meio de filtragem (7) na lateral de entrada e/ou lateral de saída.

8. Módulo de filtro (1), de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma camada de filtro (11) é conectada ao alojamento (2) em uma maneira de ajuste de forma.

9. Módulo de filtro (1), de acordo com a reivindicação 7 ou 8, caracterizado pelo fato de que a camada de filtro de topo (11) voltada para a entrada (3) é configurada como um filtro grosso.

10. Módulo de filtro (1), de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que um filtro fino segue o filtro grosso.

11. Módulo de filtro (1), de acordo com uma das reivindicações 7 a 10, caracterizado pelo fato de que a camada de filtro de fundo (12) voltada para a saída (4) é configurada como uma camada protetora.

12. Módulo de filtro (1), de acordo com uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que o alojamento (2) é provido na lateral de entrada com uma armação de cobertura (13) que fixa de modo preso o elemento de filtro (6) dentro do alojamento (2).

13. Módulo de filtro (1), de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a armação de cobertura (13) é conectada ao alojamento (2) em uma maneira materialmente integral e/ou de encaixe de forma.

14. Módulo de filtro (1), de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a armação de cobertura (13) tem aberturas de entrada de fluido (21, 22).

15. Módulo de filtro (1), de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o alojamento (2) tem nervuras (16, 17), em que uma extremidade das nervuras (16, 17) leva para dentro do alojamento (2) e a outra extremidade das nervuras (16, 17) é exposta.

16. Uso de um módulo de filtro (1), de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que é em uma célula combustível.