WO2019016186A1 - Profilierte drucklufttrockner-hohlfasermembrane - Google Patents

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WO2019016186A1
WO2019016186A1 PCT/EP2018/069350 EP2018069350W WO2019016186A1 WO 2019016186 A1 WO2019016186 A1 WO 2019016186A1 EP 2018069350 W EP2018069350 W EP 2018069350W WO 2019016186 A1 WO2019016186 A1 WO 2019016186A1
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hollow fiber
compressed air
hollow
membrane
air dryer
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Herbert Schlensker
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Beko Technologies Gmbh
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    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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    • B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/08—Hollow fibre membranes
    • B01D69/082—Hollow fibre membranes characterised by the cross-sectional shape of the fibre
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/26—Drying gases or vapours
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/08—Hollow fibre membranes
    • B01D69/085—Details relating to the spinneret
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D63/00—Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
    • B01D63/02—Hollow fibre modules
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
    • F04B39/16—Filtration; Moisture separation

Definitions

  • the invention relates to hollow-fiber membranes for a compressed-air membrane dryer with a housing in which hollow-fiber membranes with a hollow-fiber inner surface and a hollow-fiber outer surface are arranged as membrane filters.
  • membrane filters are used, which are selectively permeable to water vapor.
  • a bundle of highly selective hollow fiber membranes is arranged (membrane fibers) through which humid compressed air flows.
  • the moist compressed air is preferably filtered, so that even contained in it dirt particles, oil mist and condensate are retained, so do not clog the hollow fiber membranes.
  • the membrane area results essentially from the number and length of the hollow-fiber membrane.
  • the invention has the object to improve the maximum possible degree of drying of compressed air dryer hollow fiber membranes.
  • the improvement should be made as possible without changing the housing dimensions of the compressed air membrane dryer.
  • the preparation of the hollow-fiber membrane is not or only slightly more expensive than the production of hollow fiber membranes according to the prior art.
  • the object remains to propose an improved compressed air membrane dryer with increased degree of dryness.
  • the object is achieved by compressed-air hollow-fiber membrane, which have profiling, at least in sections.
  • a compressed-air membrane dryer having a housing in which a bundle of hollow-fiber membranes, each with a hollow fiber inner surface and a hollow fiber outer surface, is arranged as a membrane filter, and a housing head with an inlet channel through which a moist total compressed air flow flows in, and an outlet channel which flows into opens an outlet through which dried useful air flows, wherein the hollow fiber membranes have profiling at least in sections.
  • the invention provides a method for producing compressed air dryer hollow fiber membranes with a spinning head, which is characterized by the method steps Introducing liquid polymer solution into a first inlet of the spinning head,
  • the invention is based on the idea of profiling the compressed air dryer hollow fiber membrane (hereinafter hollow fiber membrane) to increase the membrane area in the circumference and at the same time to generate a favorable for mass transfer turbulence without loss of energy.
  • hollow fiber membrane hollow fiber membrane
  • the degree of drying thus increases by using the hollow-fiber membranes according to the invention.
  • the hollow fiber membranes are bundled together in a hollow fiber module, the hollow fiber module having an upper or lower lid which holds the hollow fiber membranes in place. It has been shown that the hollow-fiber membranes according to the invention preferably extend next to one another parallel to a longitudinal axis of the hollow-fiber module. Alternatively, however, a so-called cross winding is possible.
  • the invention has the significant advantage that the required hollow fiber membrane length can be significantly reduced. Thereby, the use of a membrane filter or a hollow fiber module with a smaller diameter with less hollow fibers or reduced length possible.
  • the hollow fiber modules can thus be better adapted to corresponding compressed air filters. They are advantageously easy to adapt in a modular system. Due to the advantages can also be taken into account that due to the larger wall surface of the resistance or pressure loss of the air passed through in the compressed air membrane dryer is slightly higher.
  • an optimum can be formed in each case under the assumption that the volume flow, the module geometry or the pressure dew point should remain unchanged. It is also possible to reduce the purge air. This not only saves manufacturing costs, there are also advantages in the installation of the compressed air membrane dryer on site or in a machine.
  • either the hollow fiber inner surface, the hollow fiber outer surface or both can have the profiling.
  • the profiling causes a transverse movement of water vapor molecules on the hollow fiber membrane wall, whereby favorable turbulence generated or amplified.
  • the hollow fiber inner surface is therefore particularly suitable for profiling because it forms a flow rotated about a longitudinal axis of the hollow-fiber membrane, similar to a gun barrel.
  • the profiling may extend in the longitudinal direction over the entire length of the hollow-fiber membranes, but it may also be provided only in sections.
  • a corrugated profiling has proven particularly suitable, but it can also be jagged or formed by other elevations or depressions.
  • the hollow-fiber membranes are each designed to twist in the longitudinal direction about their longitudinal axis.
  • the process according to the invention for producing the hollow-fiber membranes is based on the fact that the desired profiling is already produced during production.
  • Hollow-fiber membranes are usually produced by the so-called needle-in-orice method. In this case, a spinning head is used, is discharged from the polymer at the same time with an aggregate, which is introduced via a hollow needle into the forming hollow fiber membrane, through an outlet opening. The needle partially occludes the exit opening to form an annulus through which the polymer passes.
  • the hollow needle has a needle opening, through which the additive is introduced into the hollow-fiber membrane.
  • the profiling is now formed in that an inner contour of the outlet opening facing the annular space has a profiling which is thus transmitted to the hollow fiber outer surface.
  • the needle may have corresponding profiling on its outer surface, whereby a profiling on the inner surface of the hollow fiber is generated.
  • Fig.4 two versions of hollow fiber modules with different
  • windings 5 shows a spinner for producing the hollow-fiber membrane in cross-section.
  • Figure 1 shows a compressed air membrane dryer 20 according to the invention in section.
  • This has a housing 22, in which a bundle of hollow-fiber membranes 60 is arranged as a membrane filter, and a housing head 26.
  • the total compressed air flow (F) is passed through the inlet 28 into the air-driven membrane dryer 20, passes through an inner tube 30 into the outlet space 36 and flows from there through the housing annulus through the hollow fiber membrane 60 back to the housing head 26 and through an outlet channel 32 with outlet 34 this as dried useful air (N) back out.
  • the moisture of the compressed air diffuses through the hollow fiber walls to the outside.
  • the arrows illustrate the flow pattern of the various partial streams of compressed air within the compressed air membrane dryer 20.
  • a partial flow of the dried compressed air is diverted relatively short before the outlet 34 and directed as purge air S in the outer space of the hollow fiber membrane 60, there receives the diffused water vapor and then passes this through a purge air outlet 46 into the environment.
  • the hollow fiber membranes 60 are held together by an upper lid 82 and a lower lid 84, the lids 82, 84 being constructed so that the compressed air can flow only through the interior of the hollow fibers 36. Thus, in the outer space between the hollow fibers 36 only purge air S.
  • FIG. 2 shows various hollow fiber membranes 60 in cross section. Recognizable is a first variant A, which corresponds to the prior art. By contrast, variants B, C and D have profilings 70 according to the invention. In the variant B is the profiling 70 on a hollow fiber outer surface 64, in the variant C on a hollow fiber inner surface 62 and in the variant D on the hollow fiber inner surface 62 and on the hollow fiber outer surface 64.
  • the profiling 70 is exemplified serrated. From Figure 3, however, it is clear that the profiling 70 can also be performed wavy or stepped. In all cases, the profiling 70 leads to an increase in the specific surface area.
  • FIG. 4 shows two embodiments of hollow-fiber modules 86, which each have two covers 82, 84 and hollow-fiber membranes 60 arranged therebetween. It can be seen that, in the left exemplary embodiment, the hollow fiber membrane 60 which is highlighted by way of example runs essentially straight, that is to say parallel to a longitudinal axis X-X of the hollow fiber module 86; in the right-hand embodiment, this is wound obliquely or circumferentially thereto.
  • FIG. 5 shows a spinner 72 for producing the hollow-fiber membrane 60 in cross-section.
  • Liquid polymer solution is introduced through a first inlet 74 into the spinner 72, an additive through a second inlet 76 into a hollow needle 78th
  • the polymer solution and the additive are discharged through an outlet opening 80, wherein the outlet opening 80 is partially closed by the hollow needle 78 in cross-section, so that an annular space 82 results, through which the polymer solution emerges and forms a hollow fiber membrane 60.
  • aggregate passes through the needle 78 into the forming hollow fiber membrane 60.
  • an outer surface of the hollow needle 78 and / or an inner surface of the outlet opening 80 is formed profiled, whereby the forming hollow fiber membrane 60 is provided with a profiling 70.
  • the invention is not limited to the embodiment shown, but also includes other variants that can be realized on the basis of the illustrative invention.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft Drucklufttrockner-Hohlfasermembrane (60) für einen Druckluftmembrantrockner (20) mit einem Gehäuse (22), in dem als Membranfilter (24) Drucklufttrockner-Hohlfasermembrane (64) mit einer Hohlfaserinnenfläche (62) und einer Hohlfaseraußenfläche (64) angeordnet sind. Die Drucklufttrockner-Hohlfasermembrane (60) weisen zumindest abschnittsweise eine Profilierung (70) auf. Die Erfindung betrifft weiterhin einen Druckluftmembrantrockner (20), dessen Hohlfasermembrane (60) zumindest abschnittsweise eine Profilierung (70) aufweisen. Weiterhin beschreibt die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von profilierten Hohlfasermembranen (60).

Description

Profilierte Drucklufttrockner-Hohlfasermembrane
Die Erfindung bezieht sich auf Hohlfasermembrane für einen Druckluftmembrantrockner mit einem Gehäuse, in dem als Membranfilter Hohlfasermembrane mit einer Hohlfaserinnenfläche und einer Hohlfaseraußenfläche angeordnet sind.
Beim Einsatz von Druckluft, beispielsweise in der Industrietechnik oder der Medizintechnik, ist Feuchtigkeit im Leitungsnetz und an den Verbrauchsstellen ein Qualitätsproblem. Eine wichtige Aufgabe ist daher immer die Trocknung der Druckluft. Hierzu werden Membranfilter eingesetzt, die selektiv durchlässig sind für Wasserdampf. In dem Filtergehäuse ist ein Bündel hochselektiver Hohlfasermembranen angeordnet (Membranfasern), durch die feuchte Druckluft strömt. Die feuchte Druckluft ist vorzugsweise gefiltert, damit noch in ihr enthaltene Schmutzpartikel, Ölnebel und Kondensat zurückgehalten werden, also die Hohlfasermembranen nicht verstopfen.
Durch die Hohlfasermembranen diffundiert Wasserdampf nach aussen. Am Auslass für getrocknete Druckluft wird ein geringer Teilstrom der Druckluft abgezweigt und nach Expansion als Spülluft benutzt. Die Spülluft wird im Gegenstrom zur Druckluft über die Aussenseite der Hohlfasern geführt. Aufgrund des Unterschiedes in der Wasserdampfkonzentration wird eine ständige Wanderung der Wassermoleküle aus der Druckluft in die Spülluft erreicht. Somit ist der üblicherweise gebräuchliche Begriff Membranfilter zumindest missverständlich, da ein Membranfilter nicht mechanisch, sondern durch Diffusion trennt. Der Einfachheit halber wird dieser Begriff dennoch im Rahmen der Erfindung verwendet.
Dieser Vorgang läuft kontinuierlich ab. Die Spülluft trocknet ständig die eintretende, feuchte Druckluft. Nur Wassermoleküle können die Membranen der Hohlfasern durchdringen. Die Zusammensetzung der getrockneten Druckluft bleibt unverändert. Als Ergebnis hat man reine, trockene Druckluft. Ein gattungsgemäßer Druckluftfilter ist beispielsweise in der DE 10 2014 104 386 AI beschrieben.
In Abhängigkeit vom gewünschten Trocknungsgrad ist eine entsprechende Membranfläche erforderlich. Die Membranfläche ergibt sich im Wesentlichen aus der Anzahl und Länge der Hohlfasermembrane.
Hiervon ausgehend hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, den maximal möglichen Trocknungsgrad von Drucklufttrockner-Hohlfasermembranen zu verbessern. Die Verbesserung soll dabei möglichst ohne Änderung der Gehäuseabmessungen des Druckluftmembrantrockners erfolgen. Die Herstellung der Hohlfasermembrane soll dabei nicht oder nur unwesentlich teurer als die Herstellung von Hohlfasermembranen nach dem Stand der Technik sein. Die Aufgabe besteht weiterhin darin, einen verbesserten Druckluftmembrantrockner mit erhöhtem Trocknungsgrad vorzuschlagen. Schließlich ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung verbesserter Drucklufttrockner-Hohlfasermembrane anzugeben.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch Drucklufttrockner-Hohlfasermembrane gelöst, die zumindest abschnittsweise eine Profilierung aufweisen.
Weiterhin wird die Erfindung durch Druckluftmembrantrockner mit einem Gehäuse gelöst, in dem als Membranfilter ein Bündel Hohlfasermembrane, jeweils mit einer Hohlfaserinnenfläche und einer Hohlfaseraußenfläche, angeordnet ist, und einem Gehäusekopf mit einem Eingangskanal, durch den ein feuchter Gesamtdruckluftstrom einströmt, und einem Ausgangskanal, der in einen Auslass mündet, durch den getrocknete Nutzluft ausströmt, wobei die Hohlfasermembrane zumindest abschnittsweise eine Profilierung aufweisen.
Schließlich gibt die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Drucklufttrockner- Hohlfasermembrane mit einem Spinnkopf an, das gekennzeichnet ist durch die Verfahrensschritte - Einleiten von flüssiger Polymerlösung in einen ersten Einlass des Spinnkopfes,
- Einleiten eines Zuschlagmittels über einen zweiten Einlass des Spinnkopfs in eine Hohlnadel,
- Ausleiten der Polymerlösung und des Zuschlagmittels durch eine Austrittsöffnung, wobei die Austrittsöffnung im Querschnitt teilweise durch die Hohlnadel verschlossen ist, so dass sich ein Ringraum ergibt, durch den die Polymerlösung austritt und eine Holfasermembran ausbildet, wobei gleichzeitig Zuschlagmittel durch die Hohlnadel in die sich ausformende Hohlfasermembran eingeleitet wird,
wobei eine Aussenoberfläche der Hohlnadel und/oder eine Innenfläche der Austrittsöffnung profiliert ausgebildet sind, so dass die sich ausformende Hohlfasermembran mit einer Profilierung versehen wird .
Die Erfindung basiert auf der Idee, durch Profilierung der Drucklufttrockner-Hohlfasermembrane (im Folgenden Hohlfasermembrane) die Membranfläche im Umfang zu erhöhen und gleichzeitig eine für den Stoffaustausch günstige Turbulenz ohne Energieverlust zu erzeugen. Bei gleicher Länge bzw. Geometrie des Drucklufttrockners erhöht sich durch Verwendung der erfindungsgemäßen Hohlfasermembranen somit der Trocknungsgrad .
Üblicherweise sind die Hohlfasermembranen in einem Hohlfasermodul als Bündel zusammengefasst, wobei das Hohlfasermodul einen oberen oder unteren Deckel aufweist, der die Hohlfasermembranen in ihrer Position hält. Es hat sich gezeigt, dass die Hohlfasermembranen erfindungsgemäß bevorzugt parallel zu einer Längsachse des Hohlfasermoduls nebeneinander verlaufen. Alternativ ist aber auch eine sogenannte Kreuzwicklung möglich.
Die Erfindung hat den wesentlichen Vorteil, dass die benötigte Hohlfasermembranlänge deutlich reduziert werden kann. Dadurch ist der Einsatz eines Membranfilters bzw. eines Hohlfasermoduls mit geringerem Durchmesser mit weniger Hohlfasern oder reduzierter Länge möglich. Die Hohlfasermodule können dadurch besser passend zu entsprechenden Druckluftfiltern ausgelegt werden. Sie sind vorteilhafterweise einfach in einem Baukastensystem adaptierbar. Aufgrund der Vorteile kann dabei auch in Kauf genommen werden, dass aufgrund der größeren Wandfläche der Widerstand bzw. Druckverlust der durchgeleiteten Luft im Druckluftmembrantrockner geringfügig höher ist.
Letztendlich kann jeweils ein Optimum gebildet werden unter den Voraussetzungen, dass der Volumenstrom, die Modulgeometrie oder der Druck-Taupunkt unverändert bleiben sollen. Auch ist es möglich die Spülluft zu reduzieren. Dadurch werden nicht nur Herstellungskosten eingespart, auch ergeben sich Vorteile bei der Installation des Druckluftmembrantrockners vor Ort bzw. in einer Maschine.
Erfindungsgemäß können entweder die Hohlfaserinnenfläche, die Hohlfaseraußenfläche oder beide die Profilierung aufweisen. In jedem Fall bewirkt die Profilierung eine Querbewegung von Wasserdampfmolekülen an der Hohlfasermembranwand, wodurch günstige Turbulenzen erzeugt oder verstärkt werden.
Die Hohlfaserinnenfläche ist für eine Profilierung deshalb besonders geeignet, weil sich dadurch eine um eine Längsachse der Hohlfasermembran gedrehte Strömung, ähnlich wie bei einem Gewehrlauf, ausbildet.
Die Profilierung kann sich in Längsrichtung über die gesamte Länge der Hohlfasermembranen erstrecken, sie kann aber auch nur abschnittsweise vorgesehen sein.
Als besonders geeignet hat sich eine gewellte Profilierung erwiesen, sie kann aber auch gezackt ausgeführt oder durch anderweitige Erhöhungen oder Vertiefungen gebildet sein.
Erfindungsgemäß kann weiterhin vorgesehen sein, dass die Hohlfasermembranen jeweils in Längsrichtung um ihre Längsachse tordiert ausgeführt sind. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung der Hohlfasermembranen basiert darauf, dass bereits bei der Herstellung die gewünschte Profilierung erzeugt wird. Hohlfasermembranen werden üblicherweise nach dem sogenannten Needle-in-ori- fice-Verfahren hergestellt. Dabei wird ein Spinnkopf verwendet, aus dem Polymer gleichzeitig mit einem Zuschlagsstoff, der über eine Hohlnadel in die sich ausbildende Hohlfasermembran eingeleitet wird, durch eine Austrittsöffnung ausgeleitet wird . Die Nadel verschließt die Austrittsöffnung teilweise, sodass sich ein Ringraum ausgebildet, durch den das Polymer hindurchgeleitet wird . Die Hohlnadel weist eine Nadelöffnung auf, durch die das Zuschlagmittel in die Hohlfasermembran eingeleitet wird .
Die Profilierung wird erfindungsgemäß nun dadurch ausgebildet, dass eine dem Ringraum zugewandte Innenkontur der Austrittsöffnung eine Profilierung aufweist, die somit auf die Hohlfaseraußenfläche übertragen wird . Alternativ oder zusätzlich kann auch die Nadel auf ihrer Außenfläche entsprechende Profilierung aufweisen, wodurch eine Profilierung auf der Innenfläche der Hohlfaser erzeugt wird .
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert. Diese sollen nicht einschränkend zu verstehen sein, sondern zeigen lediglich Prinzipdarstellungen der Erfindung . Es zeigen :
Fig. 1 : einen erfindungsgemäßen Druckluftmembrantrockner im Schnitt,
Fig. 2 : verschiedene Querschnitte erfindungsgemäßer Hohlfasermembranen,
Fig. 3 : verschiedene Profilierungen erfindungsgemäßer Hohlfasermembranen
Fig.4: zwei Ausführungen von Hohlfasermodulen mit unterschiedlichen
Wicklungen, Fig.5 : einen Spinnkopf zur Herstellung der Hohlfasermembrane im Querschnitt.
Figur 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Druckluftmembrantrockner 20 im Schnitt. Dieser weist ein Gehäuse 22, in dem als Membranfilter ein Bündel Hohlfasermembrane 60 angeordnet ist, sowie einen Gehäusekopf 26 auf.
Der Gesamtdruckluftstrom (F) wird durch den Einlass 28 in den Druckluftmembrantrockner 20 geleitet, gelangt durch ein Innenrohr 30 in einen den Austrittsraum 36 und strömt von dort durch den Gehäuseringraum durch die Hohlfasermembrane 60 zurück zum Gehäusekopf 26 und durch einen Ausgangskanal 32 mit Auslass 34 aus diesem als getrocknete Nutzluft (N) wieder hinaus. Beim Durchströmen der Hohlfasermembrane 60 diffundiert die Feuchtigkeit der Druckluft durch die Hohlfaserwandungen nach außen. Die Pfeile verdeutlichen den Strömungsverlauf der verschiedenen Teilströme der Druckluft innerhalb des Druckluftmembrantrockners 20.
Ein Teilstrom der getrockneten Druckluft wird relativ kurz vor dem Auslass 34 umgeleitet und als Spülluft S in den Außenraum der Hohlfasermembrane 60 geleitet, nimmt dort den diffundierten Wasserdampf auf und leitet diesen dann durch einen Spülluftausgang 46 in die Umgebung ab.
Die Hohlfasermembrane 60 werden durch einen oberen Deckel 82 und ein unteren Deckel 84 zusammengehalten, wobei die Deckel 82, 84 derart konstruiert sind, dass die Druckluft ausschließlich durch das Innere der Hohlfasern 36 strömen kann. Somit befindet sich im Außenraum zwischen den Hohlfasern 36 lediglich Spülluft S.
Figur 2 zeigt verschiedene Hohlfasermembranen 60 im Querschnitt. Erkennbar ist eine erste Variante A, die dem Stand der Technik entspricht. Die Varianten B, C und D weisen dagegen erfindungsgemäße Profilierungen 70 auf. Bei der Variante B befindet sich die Profilierung 70 auf einer Hohlfaseraußenfläche 64, bei der Variante C auf einer Hohlfaserinnenfläche 62 und bei der Variante D auf der Hohlfaserinnenfläche 62 und auf der Hohlfaseraußenfläche 64. Die Profilierung 70 ist beispielhaft gezackt dargestellt. Aus Figur 3 wird jedoch deutlich, dass die Profilierung 70 auch gewellt oder gestuft ausgeführt sein kann. In allen Fällen führt die Profilierung 70 zu einer Erhöhung der spezifischen Oberfläche.
Figur 4 zeigt zwei Ausführungen von Hohlfasermodulen 86, die jeweils zwei Deckel 82, 84 und dazwischen angeordnete Hohlfasermembrane 60 aufweisen. Erkennbar ist, dass im linken Ausführungsbeispiel die beispielhaft hervorgehobene Hohlfasermembrane 60 im Wesentlichen gerade, also parallel zu einer Längsachse X-X des Hohlfasermoduls 86 verläuft, bei der rechten Ausführungsvariante ist diese schräg bzw. umlaufend zu dieser gewickelt.
Fig. 5 zeigt einen Spinnkopf 72 zur Herstellung der Hohlfasermembrane 60 im Querschnitt. Flüssige Polymerlösung wird durch einen ersten Einlass 74 in den Spinnkopf 72 eingeleitet, ein Zuschlagmittel durch in einen zweiten Einlass 76 in eine Hohlnadel 78.
Die Polymerlösung und das Zuschlagmittel werden durch eine Austrittsöffnung 80 ausgeleitet, wobei die Austrittsöffnung 80 im Querschnitt teilweise durch die Hohlnadel 78 verschlossen ist, so dass sich ein Ringraum 82 ergibt, durch den die Polymerlösung austritt und eine Holfasermembran 60 ausbildet. Gleichzeitig gelangt Zuschlagmittel durch die Nadel 78 in die sich ausformende Hohlfasermembran 60.
Erfindungsgemäß ist eine Aussenoberfläche der Hohlnadel 78 und/oder eine Innenfläche der Austrittsöffnung 80 profiliert ausgebildet, wodurch die sich ausformende Hohlfasermembran 60 mit einer Profilierung 70 versehen wird . Die Erfindung ist nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern umfasst auch weitere Varianten, die auf Basis der erläuternden Erfindung realisierbar sind .

Claims

Patentansprüche
1. Drucklufttrockner-Hohlfasermembrane (60) für einen Drucklufttrockner (20) mit einem Gehäuse (22), in dem als Membranfilter ein Bündel Hohlfasermembrane (6) jeweils mit einer Hohlfaserinnenfläche (62) und einer Hohlfaseraußenfläche (64) angeordnet ist.
dadurch gekennzeichnet, dass
die Drucklufttrockner-Hohlfasermembrane (60) zumindest abschnittsweise eine Profilierung (70) aufweisen.
2. Drucklufttrockner-Hohlfasermembrane (64) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
ausschließlich die Hohlfaserinnenfläche (62) die Profilierung (70) aufweist.
3. Drucklufttrockner-Hohlfasermembrane (64) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
ausschließlich die Hohlfaseraußenfläche (64) die Profilierung (70) aufweist.
4. Drucklufttrockner-Hohlfasermembrane (64) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Hohlfaserinnenfläche (62) und die Hohlfaseraußenfläche (64) die Profilierung (70) aufweisen.
5. Drucklufttrockner-Hohlfasermembrane (64) nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Profilierungen (70) der Hohlfaserinnenfläche (62) und der Hohlfaseraußenfläche (64) identisch ausgeführt sind .
6. Drucklufttrockner-Hohlfasermembrane (64) nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Profilierungen (70) der Hohlfaserinnenfläche (62) und der Hohlfaseraußenfläche (64) unterschiedlich ausgeführt sind .
7. Drucklufttrockner-Hohlfasermembrane (64) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass
die Profilierung (70) im Querschnitt eine gezackte Form aufweist.
8. Drucklufttrockner-Hohlfasermembrane (64) nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Profilierung (70) im Querschnitt eine gewellte Form aufweist.
9. Drucklufttrockner-Hohlfasermembrane (64) nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Profilierung (70) im Querschnitt eine gestufte Form aufweist.
10. Drucklufttrockner-Hohlfasermembrane (64) nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
sich die Profilierung (70) über die gesamte Länge der Hohlfasermembrane (60) erstreckt.
11. Drucklufttrockner-Hohlfasermembrane (64) nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Hohlfasermembrane (60) entlang ihrer Längserstreckung zumindest bereichsweise tordiert ausgeführt sind .
12. Druckluftmembrantrockner (20) mit einem Gehäuse (22), in dem als Membranfilter ein Bündel Hohlfasermembrane (60) jeweils mit einer Hohlfaserinnenfläche (62) und einer Hohlfaseraußenfläche (64) angeordnet ist, und einem Gehäusekopf (26) mit einem Eingangskanal (30), durch den ein feuchter Gesamtdruckluftstrom (F) einströmt, und einem Ausgangskanal (32), der in einen Auslass (34) mündet, durch den getrocknete Nutzluft (N) ausströmt,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Hohlfasermembrane (60) zumindest abschnittsweise eine Profilierung (70) aufweisen.
13. Druckluftmembrantrockner (20) nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Hohlfasermembrane (60) entsprechend der Ansprüche 1 bis 11 ausgeführt sind .
14. Verfahren zur Herstellung von Drucklufttrockner-Hohlfasermembrane (60) mit einem Spinnkopf (72),
gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte
- Einleiten von flüssiger Polymerlösung in einen ersten Einlass (74) des Spinnkopfes (72),
- Einleiten eines Zuschlagmittels über einen zweiten Einlass (76) des Spinnkopfs (72) in eine Hohlnadel (78),
- Ausleiten der Polymerlösung und des Zuschlagmittels durch eine Austrittsöffnung (80), wobei die Austrittsöffnung (80) im Querschnitt teilweise durch die Hohlnadel (78) verschlossen ist, so dass sich ein Ringraum (82) ergibt, durch den die Polymerlösung austritt und eine Holfasermembran (60) ausbildet, wobei gleichzeitig Zuschlagmittel durch die Nadel (78) in die sich ausformende Hohlfasermembran (60) eingeleitet wird,
wobei eine Aussenoberfläche der Hohlnadel (78) und/oder eine Innenfläche der Austrittsöffnung (80) profiliert ausgebildet sind, so dass die sich ausformende Hohlfasermembran (60) mit einer Profilierung (70) versehen wird .
PCT/EP2018/069350 2017-07-19 2018-07-17 Profilierte drucklufttrockner-hohlfasermembrane WO2019016186A1 (de)

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DE102017116263.1A DE102017116263A1 (de) 2017-07-19 2017-07-19 Profilierte Drucklufttrockner-Hohlfasermembrane

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