DE102011084044A1 - Filter medium unit for use in mist separator for removing oil or water from gas, comprises filter medium with water and oil repellent coating on its surface, which is made of water and oil repellent component - Google Patents
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Abstract
Description
HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Filtermediumeinheit für zum Beispiel einen Ölnebelabscheider zum Abscheiden von Ölnebel aus in einem Motorbrennraum erzeugtem Blow-by-Gas und spezifischer auf eine Filtermediumeinheit für einen Nebelabscheider, der seine Leistung zum Einfangen von Ölnebel oder Wassernebel für eine lange Zeitperiode aufrecht erhalten kann.The present invention relates to a filter medium unit for, for example, an oil mist separator for separating oil mist from blow-by gas generated in an engine combustion chamber, and more particularly to a filter medium unit for a mist eliminator which maintains its performance for capturing oil mist or water mist for a long period of time can receive.
Wenn Brennstoff in dem Brennraum eines Automotors brennt, kann Blow-by-Gas, das unverbrannten Brennstoff enthält, in das Kurbelgehäuse entweichen. Falls das Blow-by-Gas ausgestoßen wird, wie es ist, hat es einen großen Einfluss auf die Umwelt. Um dieses Problem zu lösen, wird Blow-by-Gas zu der Ansaugleitung zurückgeführt, um dort verbrannt zu werden, gewöhnlich unter Verwendung eines Nebelabscheiders zum Abscheiden von Ölnebel aus dem Blow-by-Gas.When fuel burns in the combustion chamber of a car engine, blow-by gas containing unburned fuel may escape into the crankcase. If the blow-by gas is expelled as it is, it has a big impact on the environment. To solve this problem, blow-by gas is returned to the intake line to be burned there, usually using a mist eliminator to separate oil mist from the blow-by gas.
Ein Beispiel dieser Art von Nebelabscheider ist in dem offengelegten
Das Filtermedium wird mit Fluorharz oder Silikon beschichtet, durch in Kontakt-bringen der Oberfläche des Filtermediums mit dem Fluorharz oder Silikon und dann durch Durchführen einer Wärmebehandlung darauf. In diesem Fall wird die Fluorharz- oder die Silikonbeschichtung zu der Oberfläche des Filtermediums nur durch physikalisches Binden dazwischen angebracht. Dementsprechend, falls solch eine Filtermediumeinheit zum Abscheiden von Ölnebel oder Wassernebel verwendet wird, kann die Fluorharz- oder die Silikonbeschichtung ungebunden sein und sich mit der Zeit von der Oberfläche des Filtermediums lösen. Falls sich die Beschichtung ablöst, kann sich die Filtermediumeinheit mit Ölnebel oder Wassernebel verstopfen, wodurch sich die Fähigkeit zum Abfangen von Ölnebel oder Wassernebel verschlechtert und sich Druckverluste durch die Filtermediumeinheit erhöhen. Daher weist eine herkömmliche Filtermediumeinheit ein Problem unzureichender Lebensdauer auf.The filter medium is coated with fluororesin or silicone by contacting the surface of the filter medium with the fluororesin or silicone and then by subjecting it to a heat treatment. In this case, the fluororesin or silicone coating is attached to the surface of the filter medium only by physical bonding therebetween. Accordingly, if such a filter medium unit is used to separate oil mist or water mist, the fluororesin or silicone coating may be unbonded and over time detach from the surface of the filter media. If the coating peels off, the filter media unit may clog with oil mist or water mist, thereby degrading the ability to trap oil mist or water mist and increase pressure losses through the filter media unit. Therefore, a conventional filter medium unit has a problem of insufficient life.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION
Angesichts des Obigen ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Filtermediumeinheit für einen Nebelabscheider bereitzustellen, der fähig ist zum Aufrechterhalten seiner Leistung des Einfangens von Ölnebel oder Wassernebel für eine lange Zeitperiode, zum Unterdrücken des Anstiegs von Druckverlusten, und der eine exzellente Lebensdauer aufweist.In view of the above, it is an object of the present invention to provide a filter medium unit for a mist eliminator capable of maintaining its performance of trapping oil mist or water mist for a long period of time, suppressing the increase of pressure loss, and having an excellent life.
Um die vorhergehende Aufgabe zu erreichen und in Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Erfindung, wird eine Filtermediumeinheit zur Verwendung in einem Nebelabscheider zum Entfernen von Öl oder Wasser aus Gas bereitgestellt. Die Filtermediumeinheit beinhaltet ein Filtermedium, das auf seiner Oberfläche eine Wasser- und Öl-abweisende Beschichtung aufweist, die aus einem Wasser- und Öl-abweisenden Bestandteil hergestellt ist. Der Wasser- und Öl-abweisende Bestandteil bindet chemisch an das Filtermedium.To achieve the foregoing object and in accordance with one aspect of the present invention, a filter media unit is provided for use in a mist eliminator for removing oil or water from gas. The filter medium unit includes a filter medium having on its surface a water and oil repellent coating made of a water and oil repellent component. The water- and oil-repellent component chemically binds to the filter medium.
Es ist bevorzugt, dass die Wasser- und Öl-abweisende Beschichtung ein monomolekularer Film des Wasser- und Öl-abweisenden Bestandteils ist.It is preferred that the water and oil repellent coating be a monomolecular film of the water and oil repellent component.
Der Wasser- und Öl-abweisende Bestandteil kann ein Fluoralkylsilan sein. In diesem Fall ist die Wasser- und Öl-abweisende Beschichtung durch chemisches Binden von Fluoralkylsilan zu einer Hydroxygruppe auf der Oberfläche des Filtermediums gebildet.The water and oil repellent component may be a fluoroalkylsilane. In this case, the water and oil repellent coating is formed by chemically bonding fluoroalkylsilane to a hydroxy group on the surface of the filter medium.
Die Hydroxygruppe auf der Oberfläche des Filtermediums kann durch Aussetzen des Filtermediums zu aktinischer Energie gebildet sein.The hydroxy group on the surface of the filter medium may be formed by exposing the filter medium to actinic energy.
Das Filtermedium kann aus Vliesstoff gebildet sein, der durch Stapeln einer Vielzahl von Schichten mit unterschiedlichen Dichten erhalten ist. In diesem Fall ist es bevorzugt, dass das Filtermedium der aktinischen Energie von seiner Seite mit einer niedrigen Dichte der Vielzahl von Schichten ausgesetzt wird.The filter medium may be formed of nonwoven fabric obtained by stacking a plurality of layers having different densities. In this case, it is preferable that the filter medium is exposed to actinic energy from its low-density side of the plurality of layers.
Es ist bevorzugt, dass der Vliesstoff einen Füllfaktor von 10% oder weniger aufweist. It is preferable that the nonwoven fabric has a filling factor of 10% or less.
Andere Aspekte und Vorteile der Erfindung werden durch die nachfolgende Beschreibung ersichtlich, in Zusammenhang mit den begleitenden Zeichnungen, die mittels eines Beispiels die Prinzipien der Erfindung illustrieren.Other aspects and advantages of the invention will become apparent from the following description, taken in conjunction with the accompanying drawings which illustrate, by way of example, the principles of the invention.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMENDETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS
Erste AusführungsformFirst embodiment
Im Folgenden wird eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf
Ein Ölnebelabscheider
In dem Gehäuse
Als der Wasser- und Öl-abweisende Bestandteil
In dem Fall von Heptadecafluordecyltrimethoxysilan bindet die Methoxygruppe (-OCH3) des Heptadecafluordecyltrimethoxysilan durch eine Bindungsreaktion chemisch zu der Hydroxygruppe (-OH) auf der Oberfläche des Filtermediums
Die Hydroxygruppe an der Oberfläche des Filtermediums
Wie in
Das Filtermedium
Der Vliesstoff des Filtermediums
Als Nächstes wird eine Beschreibung eines Wirkungsablaufs der Filtermediumseinheit
Wie in
Vorteile der Filtermediumeinheit
- (1)
Die Filtermediumeinheit 18 für Ölnebelabscheider gemäß der ersten Ausführungsform beinhaltetein Filtermedium 21 , das auf seiner Oberfläche eine Wasser- und Öl-abweisende Beschichtung19 aufweist, die durch chemisches Binden des Wasser- und Öl-abweisenden Bestandteils20 andas Filtermedium 21 erhalten ist. Da der Wasser- und Öl-abweisende Bestandteil20 chemisch andas Filtermedium 21 bindet, haftet, selbst wenn dieFiltermediumeinheit 18 für eine lange Zeitperiode verwendet wird, die Wasser- und Öl-abweisende Beschichtung19 fest an der Oberfläche des Filtermediums21 ohne Ablösen an. Daher behält der Wasser- und Öl-abweisende Bestandteil20 seine Funktionauf dem Filtermedium 21 für eine lange Zeitperiode.
- (1) The
filter medium unit 18 for oil mist separator according to the first embodiment includes afilter medium 21 that has on its surface a water andoil repellent coating 19 by chemically bonding the water andoil repellent component 20 to thefilter medium 21 is obtained. As the water andoil repellent ingredient 20 chemically to thefilter medium 21 binds, sticks, even if thefilter media unit 18 for a long period of time, the water andoil repellent coating 19 firmly on the surface of thefilter medium 21 without detachment. Therefore, the water and oil repellent ingredient retains20 its function on thefilter medium 21 for a long period of time.
Daher gemäß der Filtermediumeinheit
- (2) Die Wasser- und Öl-abweisende Beschichtung
19 kann als ein monomolekularer Film des Wasser- und Öl-abweisenden Bestandteils20 gebildet werden. In diesem Fall ist die Dicke der Wasser- und Öl-abweisenden Beschichtung19 gering und einheitlich, so dass dieFiltermediumeinheit 18 eine einheitliche Wasser- und Öl-abweisende Funktion über die gesamte Filtermediumeinheit18 aufweist. Dies inhibiert einen Anstieg im Druckverlust noch effizienter. - (3) Die Wasser- und Öl-abweisende Beschichtung
19 kann durch chemisches Binden von Fluoralkylalkoxysilan als der Wasser- und Öl-abweisende Bestandteil20 zu der Hydroxygruppe auf der Oberfläche des Filtermediums21 gebildet werden. In diesem Fall schreitet die Demethanolisierung zwischen der Hydroxygruppe und der Alkoxygruppe einfach voran, so dass die chemische Bindung des Wasser- und Öl-abweisenden Bestandteils20 zu dem Filtermedium 21 stärker wird. - (4) Die Hydroxygruppe auf der Oberfläche des Filtermediums
21 kann durch Aussetzen des Filtermediums21 , welches keine Hydroxygruppe aufweist, z. B. PET Vliesstoff, zu aktinischer Energie gebildet werden. Hydroxygruppen werden sanft zu der Oberfläche des Filtermediums21 basierend auf einer Serie von Reaktionen, die durch die vorherigen Reaktionsformeln (a), (b) und (c) angegeben sind, eingeführt. - (5) Der Vliesstoff des Filtermediums
21 kann durch Stapeln einer Mehrzahl von Schichten mit unterschiedlichen Dichten gebildet werdenz. B. zwei Schichten der Schicht21a mit hoher Dichte und der Schicht21c mit niedriger Dichte, wie in2(b) gezeigt, oder drei Schichten der Schicht21a mit hoher Dichte, der Schicht21b mit mittlerer Dichte und der Schicht21c mit niedriger Dichte wie in2(b) gezeigt. In diesem Fall, durch Aussetzen des Filtermediums zu der aktinischen Energie von seiner Seitemit der Schicht 21c mit niedriger Dichte, dringt die aktinische Energie einfach indas gesamte Filtermedium 21 ein. Falls die aktinische Energie in solch einer Art und Weise indas ganze Filtermedium 21 eindringt, schreitet die Hydroxygruppenbildung durch das Aussetzen zu der aktinischen Energie einheitlich in der Dicke-Richtung des Filtermediums21 voran, so dass der Wasser- und Öl-abweisende Bestandteil20 einheitlicher andas Filtermedium 21 in der Dicke-Richtung des Filtermediums21 bindet. - (6) Der Füllfaktor des Vliesstoffs des Filtermediums
21 kann auf 10% oder weniger eingestellt werden. In diesem Fall weist der Vliesstoff ein höheres Hohlvolumen auf, so dass die aktinische Energie einfacher indas ganze Filtermedium 21 eindringt. - (7) Falls der Vliesstoff des Filtermediums
21 durch Stapeln einer Mehrzahl von Schichten mit unterschiedlichen Dichten gebildet ist, ist es möglich, dieFiltermediumeinheit 18 beim Gebrauch so anzuordnen, dass Blow-by-Gas von der Schicht mit hoher Dichte zu der Schicht mit niedriger Dichte strömt. In diesem Fall bewegt sich der Ölnebel, der in der Schicht mit hoher Dichte eingefangen wird, beim Strömen des Gases zu der Schicht mit niedriger Dichte, wo der Ölnebelvon dem Filtermedium 21 freigesetzt und gesammelt wird. Da die Wasser- und Öl-abweisende Beschichtung19 dünn und einheitlich überdas ganze Filtermedium 21 gebildet ist, wird der Ölnebel von der Filtermediumeinheit18 sanft eingefangen und freigesetzt, ohne durch den eingefangenen Ölnebel verstopft zu werden. Daher wird ein Anstieg eines Luftdurchflusswiderstandes durch dieFiltermediumeinheit 18 unterdrückt und der Druckverlust der Filtermediumeinheit18 wird reduziert, was in einer Verbesserung in der Haltbarkeit der Filtermediumeinheit18 resultiert. Fernerverstopft die Filtermediumeinheit 18 nicht und kann daher auch Wasser in geeigneter Weise einfangen.
- (2) The water and
oil repellent coating 19 can act as a monomolecular film of the water andoil repellent component 20 be formed. In this case, the thickness of the water andoil repellent coating 19 low and uniform, so the filter media unit18 a uniform water and oil repellent function across the entirefilter media unit 18 having. This inhibits an increase in pressure loss even more efficiently. - (3) The water and
oil repellent coating 19 can by chemically bonding fluoroalkylalkoxysilane as the water andoil repellent component 20 to the hydroxy group on the surface of thefilter media 21 be formed. In this case, the demethanolization between the hydroxy group and the alkoxy group easily progresses, so that the chemical bonding of the water andoil repellent component 20 to thefilter medium 21 gets stronger. - (4) The hydroxy group on the surface of the
filter medium 21 can by exposing thefilter medium 21 which has no hydroxy group, for. B. PET nonwoven fabric, are formed to actinic energy. Hydroxy groups gently become the surface of thefilter medium 21 based on a series of reactions indicated by the previous reaction formulas (a), (b) and (c). - (5) The nonwoven fabric of the
filter medium 21 can be formed by stacking a plurality of layers having different densities z. B. two layers of thelayer 21a high density and thelayer 21c low density, as in2 B) shown, or three layers of thelayer 21a high-density, thelayer 21b with medium density and thelayer 21c low density as in2 B) shown. In In this case, by exposing the filter medium to actinic energy from its side with thelayer 21c With low density, the actinic energy simply penetrates into theentire filter medium 21 one. If the actinic energy in such a way in thewhole filter medium 21 when the hydroxy group formation penetrates uniformly to the actinic energy in the thickness direction of thefilter medium 21 progressing so that the water andoil repellent ingredient 20 more uniform to thefilter medium 21 in the thickness direction of thefilter medium 21 binds. - (6) The filling factor of the nonwoven fabric of the
filter medium 21 can be set to 10% or less. In this case, the nonwoven fabric has a higher void volume, so that the actinic energy easier in thewhole filter medium 21 penetrates. - (7) If the nonwoven fabric of the
filter medium 21 is formed by stacking a plurality of layers having different densities, it is possible to use thefilter medium unit 18 in use, so that blow-by gas flows from the high-density layer to the low-density layer. In this case, the oil mist that is trapped in the high-density layer moves to the low-density layer when the gas flows, where the oil mist from thefilter medium 21 is released and collected. Because the water andoil repellent coating 19 thin and uniform over theentire filter medium 21 is formed, the oil mist of thefilter medium unit 18 gently captured and released without being clogged by the trapped oil mist. Therefore, an increase in air flow resistance through the filter medium unit becomes18 suppressed and the pressure loss of thefilter medium unit 18 is reduced, resulting in an improvement in the durability of thefilter medium unit 18 results. Furthermore, the filter medium unit clogs18 not and therefore can also capture water in a suitable manner.
Zweite AusführungsformSecond embodiment
Als nächstes wird eine Beschreibung einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf
In dem in
Wie in
Demgemäß werden in der zweiten Ausführungsform neben den Vorteilen (1) bis (7) der ersten Ausführungsform, die folgenden Vorteile erhalten.
- (8) Trotz der einfachen Struktur, in welcher die
Filtermediumeinheit 18 befestigt ist, um indie Ausstoßöffnung 43 in dem Kompressor vom Taumelscheibentyp hineinzureichen, kann Öl effektiv von dem Gefriermittelgas abgeschiedenen werden. Zusätzlich ist es lediglich notwendig, dieFiltermediumeinheit 18 indie Ausstoßöffnung 43 zu befestigen, wodurch die Herstellungskosten verringert werden. - (9) Das Gefriermittelgas, das durch die Ausstoßöffnung
43 ausgestoßen wird, enthält wenig oder gar kein Öl, so dass eine hohe Wärmeaustauscheffizienz in dem externen Kühlkreislauf erhalten werden kann, wodurch die Kühlleistung des externen Kühlkreislaufs verbessert wird. Überdies wird eine ausreichende Menge an Öl zu bewegbaren Abschnitten des Kompressors zugeführt, wodurch eine Verlässlichkeit der Kompressors verbessert wird.
- (8) Despite the simple structure in which the
filter medium unit 18 is attached to thedischarge opening 43 In the compressor of the swash plate type, oil can be effectively separated from the refrigerant gas. In addition, it is only necessary to use thefilter media unit 18 in the ejection opening43 to attach, whereby the manufacturing costs are reduced. - (9) The refrigerant gas passing through the
discharge port 43 is discharged, contains little or no oil, so that a high heat exchange efficiency can be obtained in the external cooling circuit, whereby the cooling performance of the external cooling circuit is improved. Moreover, a sufficient amount of oil is supplied to movable portions of the compressor, whereby a reliability of the compressor is improved.
Beispiele Examples
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung spezifischer unter Bezugnahme auf Referenzbeispiele, Beispiele und Vergleichsbeispiele beschrieben.Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Reference Examples, Examples and Comparative Examples.
Referenzbeispiel 1 (Bildung von Hydroxygruppe auf Filtermedium
Einschicht-Vliesstoff, der aus in herkömmlicher Weise dargestellten PET-Fasern gemacht ist, wurde als ein Filtermedium
Referenzbeispiel 2 (Bildung von Hydroxygruppe auf Filtermedium
Solch elf wie in
Wie in Tabelle 1 gezeigt, wurden durch die geringe Dicke der Filtermediumeinheit
Beispiel 1 (Bilden von chemischer Bindung)Example 1 (forming chemical bond)
Fünf Filtermedien
Wie in Tabelle 2 gezeigt wächst der Kontaktwinkel mit der Erwärmungszeit, und nach 60 Minuten des Erwärmens wurde ein Maximum erreicht und dieses selbst nach 90 Minuten des Erwärmens weitgehend beibehalten. Daher wurde herausgefunden, dass das chemische Binden von Heptadecafluordecyltrimethoxysilan an das Filtermedium
Beispiele 2 und 3 und Referenzbeispiel 3 (Evaluierung der Lebensdauer der Filtermediumeinheit)Examples 2 and 3 and Reference Example 3 (Evaluation of the life of the filter medium unit)
Drei der Filtermediumeinheiten
Wie in Tabelle 3 gezeigt, hatten die Filtermediumeinheiten
Beispiel 4 und Vergleichsbeispiel 1.Example 4 and Comparative Example 1.
Im Beispiel 4 wurde eine der Filtermediumeinheiten
Wie in
Die obigen Ausführungsformen können wie folgt modifiziert werden.The above embodiments may be modified as follows.
Das Filtermedium
Der Ölnebelabscheider
Der Ölnebelabscheider
Als der Wasser- und Öl-abweisende Bestandteil
Wie durch die Linien bezeichnet, die durch einen langen Strich alternierend mit zwei kurzen Strichen in
Wie in
Die stromabwärtsseitige Trägerplatte
Wie in
Wie in
Der Ölnebelabscheider
In der ersten Ausführungsform, der zweiten Ausführungsform und den Modifikationen kann die Filtermediumeinheit
Die Filtermediumeinheit
Eine Filtermediumeinheit zur Verwendung in einem Nebelabscheider zum Entfernen von Öl oder Wasser aus Gas, wie etwa einem Blow-by-Gas, beinhaltet ein Filtermedium, das auf seiner Oberfläche eine Wasser- und Öl-abweisende Beschichtung aufweist, die aus einem Wasser- und Öl-abweisenden Bestandteil, wie etwa Fluoralkylsilan, hergestellt ist. Der Wasser- und Öl-abweisende Bestandteil bindet chemisch an das Filtermedium. Es ist bevorzugt, dass die Wasser- und Ölabweisende Beschichtung ein monomolekularer Film des Wasser- und Öl-abweisenden Bestandteils ist. Die Wasser- und Öl-abweisende Beschichtung ist durch chemisches Binden des Wasser- und Öl-abweisenden Bestandteils an eine Hydroxygruppe auf der Oberfläche des Filtermediums gebildet.A filter medium unit for use in a mist eliminator for removing oil or water from gas, such as a blow-by gas, includes a filter medium having on its surface a water and oil repellent coating consisting of a water and oil repellent component, such as fluoroalkylsilane. The water- and oil-repellent component chemically binds to the filter medium. It is preferred that the water and oil repellent coating is a monomolecular film of the water and oil repellent component. The water and oil repellent coating is formed by chemically bonding the water and oil repellent component to a hydroxy group on the surface of the filter medium.
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