DE19835525C1 - Filter mit Entlüftungsleitung (-einrichtung) - Google Patents

Abstract

Bei einem Filter (1), insbesondere für Heizöl, mit einem in einem Innenraum angeordneten Filtereinsatz (4), wobei das zu filterende Fluid in einen zwischen Filtereinsatz (4) und Innenraum gebildeten Zwischenraum (5) eingeleitet wird, sind eine mit dem oberen Bereich des Zwischenraumes (5) in Verbindung stehende und mittels eines Verschlußelements verschließbare Entlüftungsleitung (11) und eine Steuereinrichtung vorgesehen, die in Abhängigkeit des im Zwischenraum (5) herrschenden Füllstands das Verschlußelement betätigt. So wird der Zwischenraum (5) auf möglichst einfache aber wirkungsvolle Art und Weise von Luftansammlungen freigehalten.

Description

Die Erfindung betrifft einen Filter, insbesondere für Heiz­ öl, mit einem in einem Innenraum angeordneten Filtereinsatz, wobei das zu filternde Fluid in einen zwischen Filtereinsatz und Innenraumwand gebildeten Zwischenraum eingeleitet wird.

Ein derartiger Filter ist beispielsweise durch die DE 196 46 248 A1 bekanntgeworden.

In der Filtertasse eines einem Brenner vorgeschalteten Fil­ ters kann je nach Art des Filtereinsatzes und des anlagenbe­ dingten Saugdruckes die aus dem Öl ausgeschiedene Luft mehr oder weniger vom Filtereinsatz zurückgehalten werden. Gerade bei geringen Durchflußmengen von ca. 1 bis 10 l/h (ca. 2 l/h in einem Zweifamilienhaus) ist die Druckdifferenz zwischen der Außen- und Innenseite des Filtereinsatzes gering. Die im vom Tank kommenden Heizöl aufgrund von Leckagen, Kavitation usw. enthaltene Luft kann bei solch geringen Druckdifferen­ zen die Oberflächenspannung des Öls am benetzten Filterein­ satz nicht überwinden und wird zurückgehalten. Dies führt zu einem Luftpolster in der durchsichtigen Filtertasse, das von außen sichtbar ist. Die Größe des Luftpolsters ist abhängig von der Strömungsgeschwindigkeit und dem Saugdruck im Fil­ ter, d. h. bei großem Durchsatz (hoher Brennerverbrauch) kön­ nen mehr Luftpartikel durch den Filtereinsatz mitgerissen werden als bei einer geringen Strömungsgeschwindigkeit (ge­ ringer Brennerverbrauch). Dies bewirkt in den Brennerlauf­ zeiten, wenn ein Unterdruck aufgebaut wird, eine deutlich sichtbare Ölspiegelabsenkung in der Filtertasse außerhalb des Filtereinsatzes. Der Ölspiegel in der Filtertasse sinkt dabei teilweise bis an den Boden des Filtereinsatzes, dessen Innenraum dabei aber vollständig mit gefiltertem Öl gefüllt bleibt, so daß es selten zu Betriebsstörungen kommt. D. h., Störabschaltung des Brenners durch Abreißen der Flamme in­ folge von größeren Luftmengen, die sporadisch am Filter durchgezogen werden, treten kaum auf. Für den Anlagenbetrei­ ber ist dies jedoch meist Besorgniserregend, da er davon ausgeht, daß ein Defekt vorliegt.

Durch Trockenblasen des Filtereinsatzes kann nur kurzfristig die Durchlässigkeit von Luft verbessert werden. Erst wenn der Filtereinsatz im Laufe der Zeit stärker verschmutzt ist, steigt die Druckdifferenz zwischen Außen- und Innenseite des Filtereinsatzes deutlich an, und es kommt zu einer verbes­ serten Luftabtragung.

Aus der eingangs genannten DE 196 46 248 A1 ist ein Ölfilter für Ölbrenner einer Heizungsanlage bekannt, bei dem die im Ölfiltergehäuse angesammelte Luft dosiert und feinstverteilt in die das Öl dem Ölbrenner zuführende Vorlaufleitung gelei­ tet wird, wobei zum Absaugen der Luft hydrodynamische Effek­ te ausgenutzt werden. Die Luft tritt in die Ölvorlaufleitung an einem Bereich erhöhter Strömungsgeschwindigkeit und dem­ entsprechend deutlich verminderten Druckes des Öls ein.

In der DE 43 30 840 C1 ist ein Filter beschrieben, in dessen Filtergehäuse eine hohlzylinderförmige Filterpatrone hoch­ stehend auf einem Standrohr angeordnet ist. Dieses Standrohr ist gegenüber dem Innenraum der Filterpatrone, abgesehen von einem diesen Innenraum mit dem Inneren des Standrohres an dessen oberem Ende verbindenden Entlüfungskanal, abgedichtet, und das Innere des Standrohres ist an dessen unterem Ende mit einem im Sockel weiterhin vorgesehenen Ableitungskanal verbunden. Ein Kugelventil bildet dabei einen regelbaren Verschluß für den Entlüftungskanal des Filters.

Schließlich ist noch aus der DD 230 431 A3 eine elektroni­ sche Entlüftungsregelung für geschlossene Filter bekannt, die sicherstellt, daß anstelle des Luft-Wasser-Gemisches nur Luft ausgeblasen wird. Dazu ist im Filterkessel eine Steuer­ elektrode angeordnet, deren Schaltbefehl in Abhängigkeit von der Behälterniveauhöhe im Filterkessel einem elektronischen Regelbaustein zuführbar und in diesem derart aufbereitbar ist, daß ein in einer Entlüftungsleitung angeordnetes Ma­ gnetventil betätigbar ist.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Filter der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß der Zwischenraum auf möglichst einfache aber wirkungsvolle Art und Weise von Luftansammlungen freigehalten werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine mit dem oberen Bereich des Zwischenraumes in Verbindung stehende und mittels eines Verschlußelements verschließbare Entlüftungs­ leitung und durch eine Steuereinrichtung, die in Abhängig­ keit des im Zwischenraum herrschenden Füllstands das Ver­ schlußelement betätigt.

So wird, wenn der Füllstand bzw. der Fluidspiegel im Zwi­ schenraum aufgrund eines Luftpolsters abgesunken ist, die Entlüftungsleitung solange geöffnet, bis das Luftpolster entwichen ist. Die Luft muß keinen benetzten Filtereinsatz überwinden. Bei Heizölfiltern wird außerdem sowohl ein stö­ rungsfreier Brennerbetrieb durch kontinuierliche Luftabtra­ gung als auch eine einwandfreie optische Dichtheits- und Funktionserkennung der Anlage durch einen vollständig mit Öl gefüllten Zwischenraum erreicht. Der Querschnitt der Entlüf­ tungsleitung ist so gehalten, daß keine Kapillarwirkung auf­ tritt, welche die abzuführende Luft zurückhält.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfin­ dung ist als Fühlglied der Steuereinrichtung ein höhenbeweg­ lich gelagerter Auftriebskörper, vorzugsweise ein Schwimmer, vorgesehen, der zumindest in seiner oberen Endstellung in Kontakt mit dem im Zwischenraum befindlichen Fluid steht. Sobald der Auftriebskörper mit fallendem Füllstand abgesun­ ken ist, öffnet die Steuereinrichtung durch Betätigen des Verschlußelements die Entlüftungsleitung.

Als eine Weiterbildung dieser Ausführungsform ist vorgese­ hen, daß der Auftriebskörper als Hohlschwimmer ausgebildet ist. So kann z. B. gegenüber Heizöl eine entsprechende Auf­ triebskraft erreicht werden.

In einer anderen vorteilhaften Weiterbildung ist zur Begren­ zung des Verschiebewegs ein Anschlag vorgesehen, an dem der Auftriebskörpers in seiner unteren Endstellung anliegt.

Bei einer ganz besonders bevorzugten Weiterbildung ist der Auftriebskörper gleichzeitig auch Verschlußelement, d. h., der Auftriebskörper bildet die Steuereinrichtung, deren Fühlglied und das Verschlußelement. Sobald der Auftriebskör­ per mit fallendem Füllstand, d. h. mit zunehmenden Luftpol­ ster, abgesunken ist, gibt der Auftriebskörper die in den Zwischenraum mündende Entlüftungsöffnung der Entlüftungslei­ tung frei. Ist das Luftpolster soweit abgetragen, daß der Auftriebskörper mit dem Öl wieder steigt, so verschließt der Auftriebskörper die Entlüftungsöffnung bzw. -leitung. Es stellt sich so ein Regelkreislauf ein, da bereits kleine Füllstandsänderungen bewirken, daß der Auftriebskörper die Entlüftungsöffnung freigibt bzw. verschließt. Das Verschlu­ ßelement kann z. B. ein am Auftriebskörper nach oben stehen­ der Stift sein, der in die Entlüftungsöffnung eingreift und diese dadurch verschließt. Das Luftvolumen um den Auftriebs­ körper, bezogen auf dessen Hub, ist dabei äußerst gering.

Bei einer anderen besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist als Verschlußelement ein Magnetventil vorgese­ hen, das entsprechend dem Füllstand bzw. dem Luftpolster an­ gesteuert wird, um die Entlüftungsleitung zu öffnen oder zu schließen.

In einer Weiterbildung dieser Ausführungsform weist die Steuereinrichtung für das Magnetventil als Fühlglied minde­ stens einen im Zwischenraum angeordneten Füllstandssensor auf. Sobald der Fluidpegel im Zwischenraum unter diesen Füllstandssensor abgesunken ist, wird die Entlüftungslei­ tung, z. B. für eine vorbestimmte Zeitspanne, geöffnet.

Dazu können in vorteilhafter Ausgestaltung im Zwischenraum zwei Füllstandssensoren übereinander angeordnet sein, wobei ein Füllstand im Bereich bzw. unterhalb des unteren das Öff­ nen des Magnetventils und ein Füllstand im Bereich bzw. oberhalb des oberen das Schließen des Magnetventils auslöst. Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß die Entlüf­ tungsleitung so lange geöffnet bleibt, bis das Luftpolster auch wirklich entwichen ist.

Bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung mündet die Entlüftungsleitung in den gefilterten Fluidstrom stromauf­ wärts des Filtereinsatzes, so daß Luft zusammen mit dem ge­ filterten Öl z. B. dem Brenner zugeführt wird.

Die oben genannte Aufgabe wird in einem zweiten Aspekt der Erfindung auch gelöst durch eine Bypaßleitung für das Fluid, die den Zwischenraum mit einem vom gefilterten Fluid durch­ strömten Raum verbindet, und durch einen zusätzlichen Strö­ mungswiderstand zwischen dem (ersten) Filtereinsatz und dem Raum, wobei in der Bypaßleitung ein auf mindestens gleicher Höhe wie der erste Filtereinsatz angeordneter weiterer (zweiter) Filtereinsatz vorgesehen ist.

Durch den zusätzlichen Strömungswiderstand ist der Druckun­ terschied zwischen dem im Raum und dem im Zwischenraum herr­ schenden Druck größer als der Druckunterschied zwischen dem im Zwischenraum und unmittelbar stromaufwärts des ersten Filtereinsatzes herrschenden Druck. Dadurch steht in der By­ paßleitung ein höherer Unterdruck zur Verfügung, so daß Luft über die Bypaßleitung abgezogen wird. Die Bypaßleitung ist dabei möglichst so ausgeführt, daß bei steigenden Durchfluß­ mengen ihr Strömungswiderstand deutlich ansteigt und die Hauptmenge (ca. 90-99%) des zu filternden Fluids über den ersten Filtereinsatz geleitet wird. Der Strömungswiderstand kann z. B. durch ein Ventil gebildet sein.

Vorzugsweise liegt der zweite Filtereinsatz höher als der erste Filtereinsatz, damit sich die Luft größtenteils vor dem zweiten Filtereinsatz ansammeln und dann durch diesen abgezogen werden kann.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Be­ schreibung und der Zeichnung.

Es zeigt:

Fig. 1 im Längsschnitt ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Heizöl-Filters mit einem Auf­ triebskörper als Verschlußelement für eine Entlüf­ tungsleitung;

Fig. 2 in perspektivischer Ansicht den in Fig. 1 gezeigten Auftriebskörper;

Fig. 3 im Längsschnitt ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Filters mit einem Magnetven­ til als Verschlußelement für die Entlüftungslei­ tung; und

Fig. 4 im Längsschnitt ein drittes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Filters mit einer als Bypaßlei­ tung ausgebildeten Entlüftungsleitung.

Der in Fig. 1 dargestellte Filter 1 wird in eine vom Öltank zum Ölbrenner verlaufende Ölleitung eingebaut und weist eine durchsichtige Filtertasse 2 auf, die mit dem obenliegenden Gehäuse 3 über eine Überwurfmutter verschlossen ist. In den Innenraum der Filtertasse 2 ragt von oben ein hohler Filter­ einsatz 4 hinein, der am Gehäuse 3 hängend befestigt ist. Das zu filternde Heizöl wird in den Zwischenraum 5 zwischen Filtertasse 2 und Filtereinsatz 4 eingeleitet, durchströmt dessen Filterwand 6 und wird dann aus dem Innenraum 7 des Filtereinsatzes 4 über eine Deckeldurchführung 8 in Richtung Brenner gesaugt.

Bei den geringen Durchflußmengen von ca. 1 bis 10 l/h, wie sie bei Brennern im privaten bzw. häuslichen Bereich auftre­ ten, ist die Druckdifferenz zwischen der Außen- und Innen­ seite des Filtereinsatzes 4 so gering, daß die im Öl vorhan­ dene Luft die Oberflächenspannung des Öls am benetzten Fil­ tereinsatz 4 nicht überwindet kann und zurückgehalten wird. Außen am Filtereinsatz 4 bildet sich dann, von außen sicht­ bar, ein Luftpolster in der Filtertasse 2. Der Ölspiegel in der Filtertasse 2 sinkt dabei teilweise bis an den Boden des Filtereinsatzes 4. Da der Innenraum 7 des Filtereinsatzes 4 dabei vollständig mit gefiltertem Öl gefüllt bleibt, kommt es selten zu Betriebsstörungen.

Um ein solches Luftpolster zu verhindern, ist in einer nach unten in den Zwischenraum 5 offenen Kammer 9 des Gehäuses 3 ein als Schwimmer ausgebildeter Auftriebskörper 10 höhenbe­ weglich gelagert, der in Abhängigkeit vom im Zwischenraum 5 herrschenden Ölspiegel eine Entlüftungsleitung 11 ver­ schließt oder freigibt. Die Entlüftungsleitung 11 mündet an­ derenends im Bereich der Deckeldurchführung 8, so daß die Luft zusammen mit dem gefilterten Öl in Richtung Brenner ge­ saugt wird.

Ist das Luftpolster soweit abgetragen, daß der Auftriebskör­ per 10 mit dem Ölspiegel steigt, so verschließt dieser die Entlüftungsöffnung der Entlüftungsleitung 11. Durch erneut ankommende Luft wird das Luftpolster vergrößert, der Auf­ triebskörper 10 sinkt, und die Luft kann über die frei gege­ bene Entlüftungsleitung 11 entweichen. Es stellt sich ein Regelkreislauf ein, da bereits kleine Ölspiegeländerungen bewirken, daß der Auftriebskörper 10 die Entlüftungsleitung 11 freigibt bzw. verschließt.

Wie Fig. 2 zeigt, ist der Auftriebskörper 10 ein aus einer unteren und einer oberen Hälfte 10a bzw. 10b zusammengesetz­ ter Hohlkörper. Auf der Oberseite weist der Auftriebskörper 10 als Verschlußelement einen nach oben stehenden Stift 10c auf, der verschließend in die Entlüftungsöffnung eingreift.

Von dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 unterscheidet sich der in Fig. 3 gezeigte Filter 12 dadurch, daß in der Entlüf­ tungsleitung 11 ein Magnetventil 13 vorgesehen ist. Das Ma­ gnetventil 13 ist in der Kammer 9 angeordnet und wird von einer Steuereinrichtung 14 angesteuert, welche als Fühlglie­ der zwei im Zwischenraum 5 übereinander angeordnete Füll­ standssensoren 15, 16 aufweist. Bei einem Ölspiegel unter­ halb des unteren Füllstandssensors 16 im Zwischenraum 5, d. h. bei einem entsprechend großen Luftpolster, öffnet die Steuereinrichtung 14 das Magnetventil 13, so daß die Luft über die Entlüftungsleitung 11 in Richtung Brenner entwei­ chen kann. Das Magnetventil 13 bleibt solange geöffnet, bis der Ölspiegel auf das Niveau des oberen Füllstandssensors 15 gestiegen ist.

In Fig. 4 ist ein weiterer Filter 17 gezeigt, bei dem im Un­ terschied zu den Filtern 1 und 12 die Kammer 9 über eine By­ paßleitung 18 mit einem stromabwärts der Deckeldurchführung 8 gelegenen Raum 19 verbunden ist. In der Kammer 9 ist ein weiterer (zweiter) Filtereinsatz 20 vorgesehen, der höher als der (erste) Filtereinsatz 4 angeordnet ist, wobei zwi­ schen dem Raum 19 und dem ersten Filtereinsatz 4 ein zusätz­ licher Strömungswiderstand (Drosselstelle) in Form eines Ventils 21 wirkt. Durch den zusätzlichen Strömungswiderstand ist der Druckunterschied zwischen dem im Raum 19 und dem im Zwischenraum 5 herrschenden Druck größer als der Unterschied zwischen dem im Zwischenraum 5 und im Innenraum 7 des Fil­ tereinsatzes 4 herrschenden Druck. Dadurch steht in der By­ paßleitung 18 ein höherer Unterdruck zur Verfügung, so daß ein Teil der Luft, die den ersten Filtereinsatz 4 nicht überwindet, über die Bypaßleitung 18 abgezogen wird. Die By­ paßleitung 18 ist dabei möglichst so ausgeführt, daß bei steigenden Durchflußmengen ihr Strömungswiderstand deutlich ansteigt und die Hauptmenge (ca. 90-99%) des zu filternden Fluids über den ersten Filtereinsatz 4 geleitet wird.

Claims (12)

1. Filter (1; 12), insbesondere für Heizöl, mit einem in einem Innenraum angeordneten Filtereinsatz (4), wobei das zu filternde Fluid in einen zwischen Filtereinsatz (4) und Innenraumwand gebildeten Zwischenraum (5) ein­ geleitet wird, gekennzeichnet durch eine mit dem oberen Bereich des Zwischenraumes (5) in Verbindung stehende und mittels eines Verschlußelements verschließbare Entlüftungslei­ tung (11) und durch eine Steuereinrichtung, die in Ab­ hängigkeit des im Zwischenraum (5) herrschenden Füll­ stands das Verschlußelement betätigt.

2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Fühlglied der Steuereinrichtung ein höhenbeweglich gelagerter Auftriebskörper (10) vorgesehen ist, der zumindest in seiner oberen Endstellung in Kontakt mit dem im Zwischenraum (5) befindlichen Fluid steht.

3. Filter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Auftriebskörper (10) als Hohlschwimmer ausbildet ist.

4. Filter nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch einen Anschlag, an dem der Auftriebskörpers (10) in seiner unteren Endstellung anliegt.

5. Filter nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Auftriebskörper (10) gleichzei­ tig Verschlußelement ist.

6. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß als Verschlußelement ein Magnetven­ til (13) vorgesehen ist.

7. Filter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung für das Magnetventil (13) als Fühlglied mindestens einen im Zwischenraum (5) ange­ ordneten Füllstandssensor (15; 16) aufweist.

8. Filter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Zwischenraum (5) zwei Füllstandssensoren (15, 16) übereinander angeordnet sind, wobei ein Füllstand im Bereich des unteren das Öffnen des Magnetventils (13) und ein Füllstand im Bereich des oberen das Schließen des Magnetventils (13) auslöst.

9. Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Entlüftungsleitung (11) in den gefilterten Fluidstrom stromaufwärts des Fil­ tereinsatzes (4) mündet.

10. Filter (17) gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, gekennzeichnet durch eine Bypaßleitung (18) für das Fluid, die den Zwischenraum (5) mit einem vom gefil­ terten Fluid durchströmten Raum (19) verbindet, und durch einen zusätzlichen Strömungswiderstand zwischen dem ersten Filtereinsatz (4) und dem Raum (19), wo­ bei in der Bypaßleitung (18) ein auf mindestens glei­ cher Höhe wie der erste Filtereinsatz (4) angeordneter zweiter Filtereinsatz (20) vorgesehen ist.

11. Filter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Filtereinsatz (20) höher liegt als der er­ ste Filtereinsatz (4).

12. Filter nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeich­ net, daß der Strömungswiderstand durch ein Ventil (21) gebildet ist.