ES2917048A1 - Particle retention system through inertial systems for fine particles and ultrafines (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) - Google Patents
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Abstract
Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
SISTEMA DE RETENCIÓN DE PARTÍCULAS MEDIANTE SISTEMAS INERCIALES PARA PARTÍCULAS FINAS y ULTRAFINASPARTICLE RETENTION SYSTEM THROUGH INERTIAL SYSTEMS FOR FINE AND ULTRAFINE PARTICLES
Campo de la invenciónfield of invention
La presente invención se refiere a un sistema de retención de partículas mediante sistemas inerciales para partículas finas y ultrafinas, diseñado específicamente para la retención de las citadas partículas finas y ultrafinas presentes en un aerosol, de tal forma que sea una alternativa versátil, reutilizable, con una tecnología sencilla (inercial) y que no presente una necesidad recurrente de sustitución para aplicaciones a pequeña escala. El sistema híbrido de retención de partículas mediante sistemas inerciales para partículas finas y ultrafinas objeto de la invención es de aplicación como sistema de filtración, como equipo previo a medidores de gases, y como sistema de selección de partículas menores a un tamaño de corte como equipo previo a medidores de partículas.The present invention refers to a particle retention system by means of inertial systems for fine and ultrafine particles, specifically designed for the retention of said fine and ultrafine particles present in an aerosol, in such a way that it is a versatile, reusable alternative, with a technology that is simple (inertial) and does not present a recurring need for replacement for small-scale applications. The hybrid particle retention system using inertial systems for fine and ultrafine particles object of the invention is applicable as a filtration system, as equipment prior to gas meters, and as a selection system for particles smaller than a cut-off size as equipment. prior to particle meters.
Antecedentes de la invenciónBackground of the invention
Hoy en día en las grandes ciudades se monitorizan tanto los gases nocivos para la salud como las partículas en suspensión, clasificadas por su tamaño, referido al diámetro de partícula dp:PM10 (dp<10 micras), PM2,5 (dp<2.5 micras) y en algunos lugares las PM1 (dp<1 micras). El interés de medir las partículas más pequeñas procede, por una parte, del posible riesgo para la salud que pueden causar al ser inhaladas, ya que pueden quedarse adheridas en el tracto respiratorio y generar problemas respiratorios. Por otra parte la instrumentación de medida ha permitido señalar a estas partículas finas como las más significativas en cuanto a su concentración ambiental, ya que su tamaño le permite permanecer suspendidas largos periodos de tiempo e incluso trasladarse a grandes distancias desde la fuente que la originó. Además de considerar el tamaño de las partículas de aerosol y su concentración en el medio, es imprescindible conocer la composición química de éste, por lo que se emplean analizadores de gases que habitualmente emplean técnicas espectrometrías (ej. espectrometría de masas, infrarrojos, laser, luz blanca etc.). Estas técnicas presentan una limitación fundamental, que es la no admisión de partículas en la muestra, ya que interfieren entre la radiación y las moléculas del gas a analizar, afectando a la fiabilidad de los resultados. Para solventar dicho problema, uno de los componentes principales de los equipos de medición de gases son los filtros absolutos de partículas. El mayor inconveniente de su uso, especialmente durante largos periodos de medida, es el de su ensuciamiento, llegando a colmatarlo y generando grandes pérdidas de carga en las líneas de transferencia hasta el analizador. Esto limita el uso de los instrumentos de medida, no solo por varias las condiciones del análisis sino porque hace preciso su sustitución. Tanto más frecuente cuanto mayor sea la concentración de partículas. Ni siquiera la dilución de la muestra resolvería el problema si el gas a medir está presente en concentraciones cerca del límite de detección.Today in large cities both gases that are harmful to health and suspended particles are monitored, classified by their size, referring to the particle diameter dp:PM10 (dp<10 microns), PM2.5 (dp<2.5 microns ) and in some places PM1 (dp<1 micron). The interest in measuring the smallest particles comes, on the one hand, from the possible health risk that they can cause when inhaled, since they can remain attached to the respiratory tract and cause respiratory problems. On the other hand, the measurement instrumentation has made it possible to identify these fine particles as the most significant in terms of their environmental concentration, since their size allows them to remain suspended for long periods of time and even move great distances from the source that originated them. In addition to considering the size of the aerosol particles and their concentration in the medium, it is essential to know its chemical composition, which is why gas analyzers are used that usually employ spectrometry techniques (e.g. mass spectrometry, infrared, laser, etc.). white light etc). These techniques have a fundamental limitation, which is the non-admission of particles in the sample, since they interfere between the radiation and the gas molecules to be analyzed, affecting the reliability of the results. To solve this problem, one of the main components of the equipment of gas measurement are absolute particulate filters. The biggest inconvenience of its use, especially during long measurement periods, is its fouling, clogging it up and generating large pressure drops in the transfer lines to the analyzer. This limits the use of measurement instruments, not only due to several analysis conditions, but also because it requires their replacement. The more frequent the higher the concentration of particles. Even sample dilution will not solve the problem if the gas to be measured is present in concentrations close to the detection limit.
Para solventar el problema en los equipos de análisis y medida de aerosoles, surge la idea original, de utilizar sistemas inerciales como método de separación de partículas finas y ultrafinas.To solve the problem in aerosol analysis and measurement equipment, the original idea arose of using inertial systems as a method of separating fine and ultrafine particles.
Los separadores utilizados en los medidores de partículas son de tipo inercial, bien ciclones o preimpactadores que permiten seleccionar un determinado tamaño de partícula para ser analizado. Mientras que, los filtros, eliminan la mayor parte de la materia particulada, dependiendo de sus características. Estos se componen fundamentalmente de un medio material seleccionado en función de las características físico-químicas del aerosol y de las condiciones de operación, pudiendo estar formado por: celulosa, fibras sintéticas o una mezcla de ambos. Las fibras de celulosa son irregulares y tienen poros muy pequeños, produciéndose la filtración preferentemente sobre la superficie, donde se deposita y acumula, la mayor parte de las partículas. En cambio, las fibras sintéticas, son más uniformes, y capturan el contaminante en toda la profundidad del medio, lo que permite una mayor capacidad de retención. Cuando se utilizan ambos tipos de fibras, se obtiene un medio capaz de compensar la eficacia y la capacidad de filtración.The separators used in particle meters are of the inertial type, either cyclones or pre-impactors that allow a certain particle size to be selected to be analyzed. While the filters remove most of the particulate matter, depending on its characteristics. These are basically made up of a material medium selected based on the physical-chemical characteristics of the aerosol and the operating conditions, and may be made up of: cellulose, synthetic fibers or a mixture of both. Cellulose fibers are irregular and have very small pores, with filtration occurring preferentially on the surface, where most of the particles are deposited and accumulated. On the other hand, synthetic fibers are more uniform and capture the contaminant throughout the depth of the medium, which allows a greater retention capacity. When both types of fibers are used, a medium is obtained that is capable of compensating filtration efficiency and capacity.
Los ciclones, utilizados como pre-separadores presentan curvas de eficacia, que o bien eliminan parte de las partículas de interés en la medida, o no retienen partículas que los equipos son incapaces de analizar. Los preimpactadores, aunque cortan un tamaño determinado con mayor precisión; su curva de eficacia tiene forma de escalón, presentan ensuciamientos de la placa de impactación, por las partículas más gruesas. Este efecto modifica el diámetro de corte para el que fue diseñado, a lo largo del tiempo de medida. Por su parte, el depósito de filtrado en zonas críticas hace que los filtros, aumenten la perdida de carga, con su uso y deban ser limpiados o remplazados periódicamente ya que de otra forma, el funcionamiento y operación de los instrumentos de medida, serían afectadosThe cyclones, used as pre-separators, present efficiency curves that either eliminate part of the particles of interest in the measurement, or do not retain particles that the equipment is unable to analyze. The preimpactors, although they cut a certain size with greater precision; their efficiency curve has a step shape, they present fouling of the impact plate, due to the coarser particles. This effect modifies the cutting diameter for which it was designed, throughout the measurement time. For its part, the filtrate deposit in critical areas makes the filters, increase the loss of load, with its use and must be cleaned or replaced periodically since otherwise, the functioning and operation of the measuring instruments would be affected
En el estado de la técnica se han encontrado ejemplos representativos de sistemas inerciales de retención de partículas sólidas y líquidas en corrientes gaseosas basados en un ciclón y un impactador conectados en serie. Las que primero incorporan una etapa de separación inercial ciclónica y luego una etapa de impactación como es el caso de la invención son los documentos: CN209198270U, CN2877878Y, CN2877878Y, EP3667038A1, CN209640049U, US2014060213A1, CN204694514U, WO2007138008A2, US2013220034A1, CN208109546U, CN111060713A, CN210119379U. Los documentos que primero incorporan etapa de impactación y a continuación etapa de separación ciclónica al contrario de la invención son los documentos: KR20160006440A, FR2964412A1, WO2015189122A1, FR2905140A1, US6688187B1, CN108760408A.Representative examples of inertial retention systems for solid and liquid particles in gaseous currents based on a cyclone and an impactor connected in series have been found in the state of the art. Las que primero incorporan una etapa de separación inercial ciclónica y luego una etapa de impactación como es el caso de la invención son los documentos: CN209198270U, CN2877878Y, CN2877878Y, EP3667038A1, CN209640049U, US2014060213A1, CN204694514U, WO2007138008A2, US2013220034A1, CN208109546U, CN111060713A, CN210119379U . The documents that first incorporate the impaction stage and then the cyclonic separation stage, contrary to the invention, are the documents: KR20160006440A, FR2964412A1, WO2015189122A1, FR2905140A1, US6688187B1, CN108760408A.
También se conocen documentos que tratan únicamente sobre impactadores inerciales de una sola etapa con capacidad de retener partículas menores de 1pm como: EP1517129A2, WO2012114458A1, KR20080105248A, CN201034869Y, KR20150049247A y KR101490328B1, en algunos casos capaces de retener mayores diámetros, entre «2.5-10 pm que se colocan normalmente antes de los equipos para acondicionar la muestras que tienen que medir como US2004065159A1 y US2007044577A1 o mayores tamaños entre 10-70 pm como US4764186A.There are also known documents that only deal with single-stage inertial impactors with the capacity to retain particles smaller than 1pm, such as: EP1517129A2, WO2012114458A1, KR20080105248A, CN201034869Y, KR20150049247A and KR101490328B1, in some cases capable of retaining larger diameters, between «2.5-10 pm that are normally placed before the equipment to condition the samples that have to measure as US2004065159A1 and US2007044577A1 or larger sizes between 10-70 pm as US4764186A.
A pesar de lo indicado anteriormente, no se ha encontrado ningún documento que describa un dispositivo compacto que incluya exclusivamente las dos etapas de separación con las características y diseño igual que el sistema híbrido de retención de partículas mediante sistemas inerciales para partículas finas y ultrafinasDespite the above, no document has been found that describes a compact device that exclusively includes the two separation stages with the same characteristics and design as the hybrid particle retention system using inertial systems for fine and ultrafine particles.
El sistema objeto de la invención presenta las siguientes ventaja con respecto a los dispositivos conocidos en el estado de la técnica:The system object of the invention has the following advantages with respect to the devices known in the state of the art:
• es un dispositivo compacto y de pequeñas dimensiones que tan solo incorpora primero un ciclón y a continuación un impactador para la separación inercial ciclónica y por impactación, no necesita otros elementos ni pasivos ni activos como por ejemplo bombas para que el flujo transcurra desde su entrada a su salida, aprovecha los sistemas de bombeo de los equipos a los que se incorpora.• It is a compact and small-sized device that only incorporates first a cyclone and then an impactor for cyclonic inertial separation and impaction, it does not need other passive or active elements. such as pumps so that the flow runs from its inlet to its outlet, it takes advantage of the pumping systems of the equipment to which it is incorporated.
• puede trabajar a caudales variables, caudales menores que las anteriores invenciones y con una baja perdida de carga, y alcanzando diámetros de corte d50 muy parecidos. Lo conveniente es que trabaje a un caudal de 1 Lpm para pérdidas de carga que no llegan a 4kPa.• It can work at variable flow rates, lower flow rates than previous inventions and with a low pressure drop, and reaching very similar cutting diameters d50. It is convenient that it works at a flow rate of 1 Lpm for load losses that do not reach 4kPa.
• la aplicación es para acondicionar la muestra antes de introducirla en los equipos de medida, es muy útil en equipos que requieren eliminar las partículas de aerosol antes de realizar las medidas como pasa normalmente en equipo de análisis de gases. Otra aplicación es como sistemas de filtración para sustituir los elementos de filtración de partículas convencionales (filtros) o junto con ellos alargar la vida de estos y ahorrar en costes de mantenimiento.• The application is to condition the sample before introducing it into the measurement equipment. It is very useful in equipment that requires removing aerosol particles before taking measurements, as is normally the case in gas analysis equipment. Another application is as filtration systems to replace conventional particle filtration elements (filters) or together with them to extend their life and save on maintenance costs.
• se puede fabricar de diferentes materiales todos ellos de fácil mecanización, normalmente se fabrican en acero inoxidable y termoplásticos, pero será en función de las características físico-químicas del aerosol con el que se emplee y de las condiciones de operación.• It can be made of different materials, all of which are easy to machine. They are normally made of stainless steel and thermoplastics, but this will depend on the physical-chemical characteristics of the aerosol with which it is used and the operating conditions.
• no requiere de substratos especiales en la superficie de impactación, por ejemplo de aceite de silicona o grasas para evitar el rebote de partículas.• Does not require special substrates on the impact surface, for example silicone oil or grease to prevent particle rebound.
• no incorpora elementos comerciales• does not incorporate commercial elements
Descripción de la invenciónDescription of the invention
Es objeto de la invención un sistema híbrido de retención de partículas mediante sistemas inerciales para partículas finas y ultrafinas que comprende un primer cuerpo comprende un recipiente cilíndrico situado en posición vertical con un interior cónico, dotado de una entrada tangencial y una tobera de salida que se sitúa coaxial al recipiente cilíndrico, donde el primer cuerpo está configurado para recibir una corriente a través de la entrada tangencial que el gas realice una espiral hacia abajo por la zona exterior del interior cónico, para después invertir su dirección ascendiendo por la zona interior y describiendo igualmente una hélice hacia la tobera, y un segundo cuerpo que comprende un hueco interior donde se aloja una placa de impactación, y también comprende una salida en un extremo superior lateral, donde el hueco interior del segundo cuerpo se comunica con el recipiente cilíndrico del primer cuerpo a través de la tobera, y donde el gas contacta con la placa de impactación para cambiar su dirección y salir por la salida.The object of the invention is a hybrid particle retention system using inertial systems for fine and ultrafine particles that comprises a first body that comprises a cylindrical container located in a vertical position with a conical interior, provided with a tangential inlet and an outlet nozzle that is located coaxially to the cylindrical container, where the first body is configured to receive a current through the tangential inlet so that the gas spirals downwards through the outer area of the conical interior, and then reverses its direction ascending through the inner area and describing also a propeller towards the nozzle, and a second body that comprises an interior hole where an impact plate is housed, and also includes an outlet at a lateral upper end, where the interior hole of the second body communicates with the cylindrical container of the first body through the nozzle, and where the gas contacts the impaction plate p now change your address and go out the exit.
En el sistema de retención de partículas mediante sistemas inerciales para partículas finas y ultrafinas objeto de la invención el primer cuerpo puede comprender una tolva situada en una posición opuesta a la tobera.In the particle retention system by means of inertial systems for fine and ultrafine particles object of the invention, the first body may comprise a hopper located in a position opposite the nozzle.
Breve descripción de los dibujosBrief description of the drawings
A continuación, se pasa a describir de manera muy breve una serie de dibujos que ayudan a comprender mejor la invención y que se relacionan expresamente con una realización de dicha invención que se presentan como ejemplo no limitativo de la invención.Next, a series of drawings will be briefly described that help to better understand the invention and that are expressly related to an embodiment of said invention that are presented as a non-limiting example of the invention.
La figura 1 muestra una vista en explosión del sistema de retención de partículas mediante sistemas inerciales para partículas finas y ultrafinas objeto de la invención.Figure 1 shows an exploded view of the particle retention system using inertial systems for fine and ultrafine particles object of the invention.
La figura 2 muestra una vista en sección del sistema de retención de partículas mediante sistemas inerciales para partículas finas y ultrafinas objeto de la invención.Figure 2 shows a sectional view of the particle retention system using inertial systems for fine and ultrafine particles object of the invention.
La figura 3 muestra una vista esquemática del funcionamiento del separador ciclónico del sistema de retención de partículas mediante sistemas inerciales para partículas finas y ultrafinas objeto de la invención.Figure 3 shows a schematic view of the operation of the cyclone separator of the particle retention system by means of inertial systems for fine and ultrafine particles object of the invention.
La figura 4 muestra una vista esquemática del funcionamiento del impactador del sistema de retención de partículas mediante sistemas inerciales para partículas finas y ultrafinas objeto de la invención.Figure 4 shows a schematic view of the operation of the impacter of the particle retention system by means of inertial systems for fine and ultrafine particles object of the invention.
Las referencias numéricas empleadas en las figuras son:The numerical references used in the figures are:
1. separador ciclónico,1. cyclone separator,
2. impactador,2. impactor,
3. primer cuerpo,3. first body,
4. recipiente cilíndrico,4. cylindrical container,
5. interior cónico,5. tapered inside,
6. entrada tangencial,6. tangential entry,
7. tobera, 7. nozzle,
8. tolva,8. hopper,
9. segundo cuerpo,9. second body,
10. hueco interior,10. hollow inside,
11. placa de impactación, y11. striker plate, and
12. salida.12. exit.
Descripción detallada de la invenciónDetailed description of the invention
Se debe considerar que la diferenciación entre partícula fina y partícula ultrafina la marca el tamaño de la partícula, siendo la dimensión que marca la diferencia una micra.It should be considered that the differentiation between fine particle and ultrafine particle is marked by the size of the particle, the dimension that makes the difference being one micron.
El sistema de retención de partículas mediante sistemas inerciales para partículas finas y ultrafinas comprende una primera parte donde se realiza una primera separación para separar partículas finas mediante un separador ciclónico (1) y una segunda parte donde se produce una segunda separación para partículas ultrafinas mediante un impactador (2), estando el separador ciclónico (1) y el impactador (2) colocados en serie.The particle retention system using inertial systems for fine and ultrafine particles comprises a first part where a first separation is carried out to separate fine particles by means of a cyclone separator (1) and a second part where a second separation for ultrafine particles is produced by means of a impactor (2), with the cyclone separator (1) and the impactor (2) placed in series.
El separador ciclónico (1) comprende un primer cuerpo (3) donde tiene lugar la primera fase, es decir la separación ciclónica, tal que el primer cuerpo (3) comprende un recipiente cilíndrico (4) situado en posición vertical con un interior cónico (5), dotado de una entrada tangencial (6) y una tobera (7) de salida que se sitúa coaxial al recipiente cilíndrico (4). En una realización de la invención, el primer cuerpo (3) también comprende una tolva (8) opuesta a la tobera (7).The cyclone separator (1) comprises a first body (3) where the first phase takes place, that is, the cyclone separation, such that the first body (3) comprises a cylindrical container (4) located in a vertical position with a conical interior ( 5), provided with a tangential inlet (6) and an outlet nozzle (7) that is located coaxially to the cylindrical container (4). In an embodiment of the invention, the first body (3) also comprises a hopper (8) opposite the nozzle (7).
El funcionamiento es como sigue: una corriente gaseosa se introduce tangencialmente en el recipiente cilíndrico (4) mediante la entrada tangencial (6), saliendo el gas limpio a través de la tobera (7) situada en la parte superior. El modelo de flujo seguido por el gas dentro del recipiente cilíndrico (4) es el de un doble vórtice, en primer lugar el gas realiza una espiral hacia abajo por la zona exterior del interior cónico (5), para después invertir su dirección ascendiendo por la zona interior y describiendo igualmente una hélice hacia la salida del gas por la tobera (7) del extremo superior del cuerpo cilíndrico (ver figura ).The operation is as follows: a gas stream is introduced tangentially into the cylindrical container (4) through the tangential inlet (6), leaving the clean gas through the nozzle (7) located at the top. The flow model followed by the gas inside the cylindrical container (4) is that of a double vortex, first the gas spirals downwards through the outer area of the conical interior (5), and then reverses its direction ascending through the inner area and also describing a helix towards the gas outlet through the nozzle (7) at the upper end of the cylindrical body (see figure ).
Debido a la aceleración centrífuga que experimenta el gas, las partículas de mayor tamaño, cuya inercia es suficiente para cruzar las líneas de corriente del fluido, son impactadas en las paredes del interior cónico (5), tendiendo a caer posteriormente por efecto de la gravedad hacia el extremo inferior del interior cónico (5), donde, en caso de que el primer cuerpo (3) tenga tolva (8), se recogen en la citada tolva (8).Due to the centrifugal acceleration experienced by the gas, the larger particles, whose inertia is sufficient to cross the fluid current lines, are impacted on the walls of the conical interior (5), tending to subsequently fall through effect of gravity towards the lower end of the conical interior (5), where, in the event that the first body (3) has a hopper (8), they are collected in said hopper (8).
La forma cilíndrica y cónica del separador ciclónico (1) hace que se genere una aceleración centrífuga y un flujo en espiral que desciende hasta formar un primer vórtice hasta una zona de estancamiento, donde la velocidad del flujo es nula, y a partir del primer vórtice se forma un segundo vórtice ascendente para salir por la tobera (7) situada en el centro de la sección extrema superior del primer cuerpo (3).The cylindrical and conical shape of the cyclone separator (1) generates a centrifugal acceleration and a spiral flow that descends to form a first vortex to a stagnation zone, where the flow velocity is zero, and from the first vortex forms a second ascending vortex to exit through the nozzle (7) located in the center of the upper end section of the first body (3).
El impactador (2) comprende un segundo cuerpo (9) que comprende un hueco interior (10) donde se aloja una placa de impactación (11), tal que el hueco interior (10) se comunica con el recipiente cilíndrico (4) del primer cuerpo (3) a través de la tobera (7).The impactor (2) comprises a second body (9) that includes an internal hollow (10) where an impact plate (11) is housed, such that the internal hollow (10) communicates with the cylindrical container (4) of the first body (3) through the nozzle (7).
En la tobera (7), de diámetro menor que la pared superior del primer cuerpo (3), el fluido se acelera, generándose un chorro que proyecta al fluido hacia la placa de impactación (11) situada a una distancia (L) del borde superior de la tobera (7), a partir de ahí se produce un cambio repentino de dirección del flujo para finalmente alcanzar una salida (12) por el extremo superior lateral del segundo cuerpo (9) del impactador (2).In the nozzle (7), with a smaller diameter than the upper wall of the first body (3), the fluid accelerates, generating a jet that projects the fluid towards the impact plate (11) located at a distance (L) from the edge nozzle (7), from there a sudden change in flow direction is produced to finally reach an outlet (12) at the upper lateral end of the second body (9) of the impactor (2).
La primera parte del sistema objeto de la invención permite, mediante fuerzas inerciales, eliminar las partículas más gruesas que impactan sobre sus paredes, depositándose sobre estas y posteriormente cayendo o no en la tolva (8) situada en la zona inferior. De esta forma, solo pasan al impactador (2), las partículas más pequeñas, lo que evita el taponamiento de la tobera (7) de salida del primer cuerpo (3) así como el ensuciamiento de la placa de impactación (11) por las partículas de mayor tamaño.The first part of the system object of the invention allows, by means of inertial forces, to eliminate the thickest particles that impact on its walls, depositing on them and subsequently falling or not in the hopper (8) located in the lower area. In this way, only the smallest particles pass into the impactor (2), which avoids clogging of the nozzle (7) at the outlet of the first body (3) as well as fouling of the impact plate (11) by the larger particles.
Las dimensiones del diámetro de la tobera, del diámetro de la placa de impactación y de la distancia entre la salida de la tobera y la placa de impactación, pueden ser distintas con el fin de obtener una geometría óptima para cada aplicación de tal forma que se obtenga la mayor eficacia de retención de partículas con tamaño inferior a 1 gm. The dimensions of the diameter of the nozzle, the diameter of the impact plate and the distance between the nozzle outlet and the impact plate, can be different in order to obtain an optimal geometry for each application in such a way that obtain the highest retention efficiency for particles smaller than 1 gm.
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2172222A (en) * | 1985-03-15 | 1986-09-17 | Foster Wheeler Energy Corp | Water-cooled cyclone separator |
| US20040065159A1 (en) * | 2000-11-13 | 2004-04-08 | Constantinos Sioutas | Impactor inlet |
| CN2877878Y (en) * | 2006-03-10 | 2007-03-14 | 范爱民 | Polypropene whirlwind separator |
| JP2008286075A (en) * | 2007-05-16 | 2008-11-27 | Toyota Boshoku Corp | Gas-liquid separator |
| US20090288560A1 (en) * | 2006-05-29 | 2009-11-26 | Stefan Ruppel | Device for separating a gas-liquid mixture, in particular during ventilation of a crankcase of an internal combustion engine |
| EP3667038A1 (en) * | 2018-12-10 | 2020-06-17 | FPT Industrial S.p.A. | Device and method for separation of lubricant oil mist of an internal combustion engine |
-
2022
- 2022-01-13 ES ES202230019A patent/ES2917048A1/en active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2172222A (en) * | 1985-03-15 | 1986-09-17 | Foster Wheeler Energy Corp | Water-cooled cyclone separator |
| US20040065159A1 (en) * | 2000-11-13 | 2004-04-08 | Constantinos Sioutas | Impactor inlet |
| CN2877878Y (en) * | 2006-03-10 | 2007-03-14 | 范爱民 | Polypropene whirlwind separator |
| US20090288560A1 (en) * | 2006-05-29 | 2009-11-26 | Stefan Ruppel | Device for separating a gas-liquid mixture, in particular during ventilation of a crankcase of an internal combustion engine |
| JP2008286075A (en) * | 2007-05-16 | 2008-11-27 | Toyota Boshoku Corp | Gas-liquid separator |
| EP3667038A1 (en) * | 2018-12-10 | 2020-06-17 | FPT Industrial S.p.A. | Device and method for separation of lubricant oil mist of an internal combustion engine |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| BA2A | Patent application published |
Ref document number: 2917048 Country of ref document: ES Kind code of ref document: A1 Effective date: 20220706 |