WO2020043717A1

WO2020043717A1 - Entölungseinrichtung mit entölungsvorfilter

Info

Publication number: WO2020043717A1
Application number: PCT/EP2019/072827
Authority: WO
Inventors: Reinhard Wierling
Original assignee: Filtration Group Gmbh
Priority date: 2018-08-30
Filing date: 2019-08-27
Publication date: 2020-03-05
Also published as: DE102018214725A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Entölungsvorfilter (9) zum Abscheiden von Öl aus Wasser, das einem vollzylindrischen Vorfilterkörper (34) aufweist, der axial durchströmbar ist. Eine besonders effiziente Vorabscheidung lässt sich realisieren, wenn der Vorfilterkörper (34) durch ein spiralförmig aufgewickeltes Bahnmaterial (36) gebildet ist.

Description

Entölungseinrichtung mit Entölungsvorfilter

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Entölungsvorfilter zum Abscheiden von Öl aus Wasser gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft au- ßerdem eine Entölungseinrichtung zum Abscheiden von Öl aus Wasser, die mit einem derartigen Entölungsvorfilter ausgestattet ist.

In einer Vielzahl industrieller Anwendungen kann Wasser mit einer öligen Sub- stanz verunreinigt werden, so dass es zur Entsorgung des Wassers erforderlich ist, die ölhaltige Substanz aus dem Wasser abzuscheiden. Von besonderem Inte- resse sind dabei maritime Anwendungen, bei denen das Wasser in einen See, einen Fluss oder ein Meer entsorgt werden soll. Insbesondere beschäftigt sich die vorliegende Erfindung mit der Abscheidung von ölhaltigen Substanzen, wie zum Beispiel Schmieröl, Heizöl und öligem Kraftstoff, insbesondere Dieselkraft- stoff bzw. Dieselöl, aus Bilgewasser eines Schiffs. Insoweit betrifft die vorliegen- de Erfindung auch eine Bilgewasseraufbereitungsanlage bzw. eine Bilgewasser- entölungseinrichtung.

Die Entölung von Wasser, also das Abscheiden von Öl aus Wasser kann inner- halb der Entölungseinrichtung in einer einzigen Entölungsstufe oder bevorzugt in mehreren Entölungsstufen erfolgen. Eine solche Entölungsstufe kann mit Hilfe eines Entölungsfilters arbeiten, der hierbei von dem mit Öl verunreinigten Wasser durchströmt wird. Hierzu besitzt das Entölungsfilter einen Filterkörper aus einem geeigneten Filtermaterial, das vom Wasser durchströmbar ist und das bei seiner Durchströmung eine Abscheidewirkung für das im Wasser enthaltene Öl zeigt. Das Öl-Wasser-Gemisch kann als Emulsion oder Dispersion vorliegen. Die Durchströmung des Entölungsfilters kann bei einem als Separator ausgestalteten bzw. als Separator arbeitenden Entölungsfilter diese Emulsion bzw. Dispersion in die separaten Bestandteile Öl und Wasser mehr oder weniger auftrennen, so dass stromab des Entölungsfilters in der Strömung aufgrund der unterschiedli- chen Dichte von Öl und Wasser eine Separierung erfolgt, beispielsweise in einer Beruhigungsstrecke, welche die Trennung von Öl und Wasser vereinfacht. Eben- so ist möglich, dass bei einem als Coalescer ausgestalteten bzw. als Coalescer arbeitenden Entölungsfilter das Filtermaterial eine Sorptionswirkung für das Öl besitzt und im Filtermaterial zurückbehält und ansammelt, so dass es je nach Aufbau der Entölungseinrichtung möglich ist, das Öl direkt vom Entölungsfilter abzuführen.

Üblicherweise bewirkt das Entölungsfilter einer Entölungshauptstufe ein Zurück- halten des Öls im Filtermaterial und ermöglicht ein Abführen des Öls im Bereich des Entölungsfilters. Diese Rückhaltewirkung beruht dabei üblicherweise auf Ad- sorption oder Absorption oder Adhäsion oder einer beliebigen Kombination dar- aus. Im Unterschied dazu wird bei einem Entölungsfilter einer Entölungsvorstufe, das auch als Entölungsvorfilter bezeichnet werden kann und das innerhalb einer Entölungseinrichtung optional zusätzlich und stromauf des Entölungsfilters zur Anwendung kommen kann, üblicherweise eine Auftrennung von Öl und Wasser innerhalb der Emulsion bzw. Dispersion erreicht, so dass sich Öl und Wasser stromab des Entölungsvorfilters aufgrund der unterschiedlichen Dichte schwer- kraftbedingt separieren und dementsprechend vereinfacht separat abführen las- sen.

Als besonders vorteilhaft haben sich in der Praxis Entölungsfilter herausgestellt, die einen hohlzylindrischen Filterkörper aufweisen, der vom zu reinigenden Was- ser radial durchströmbar ist. Das Entölungsfilter besitzt ferner zwei Endscheiben, die jeweils an einer axialen Stirnseite des hohlzylindrischen Filterkörpers ange- ordnet sind. Die Axialrichtung wird dabei durch die Längsmittelachse des hohlzy- lindrischen Filterkörpers definiert. Zur Realisierung des Filterkörpers stehen grundsätzlich unterschiedliche Filtermaterialien zur Verfügung. Weit verbreitet sind Ausführungsformen, bei denen ein gefaltetes Bahnenmaterial zur Realisie- rung des Filterkörpers verwendet wird.

Ein gattungsgemäßes Entölungsvorfilter ist aus der US 2013/ 270 192 A1 be- kannt. Es besitzt einen vollzylindrischen Vorfilterkörper, der axial durchströmbar ist und durch ein Bahnmaterial gebildet ist, bei dem es sich um einen mehrlagi- gen Faserwerkstoff handelt.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für ein Entölungs- vorfilter der vorstehend beschriebenen Art bzw. für eine damit ausgestattete Ent- ölungsfiltereinrichtung eine verbesserte oder zumindest eine andere Ausfüh- rungsform anzugeben, die sich insbesondere durch eine hohe Abscheidewirkung bei kompakter und preiswerter Bauform auszeichnet.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängi- gen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der ab- hängigen Ansprüche.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, den Vorfilterkörper als axi- al durchströmbaren Vollzylinder auszugestalten, der durch ein spiralförmig auf- gewickeltes Bahnmaterial gebildet ist. Es hat sich gezeigt, dass diese Bauform eine effiziente Vorabscheidewirkung für Öl aus Wasser bewirkt. Gleichzeitig lässt sich dieser Filterkörper sehr preiswert hersteilen.

Das Entölungsvorfilter weist somit einen vollzylindrischen Vorfilterkörper auf, der axial durchströmbar ist. Dieser vollzylindrische Vorfilterkörper ist durch ein spiral- förmig aufgewickeltes Bahnmaterial gebildet. Mit Hilfe eines derartigen Ent- ölungsvorfilters lässt sich die Emulsion bzw. Dispersion aus Öl in Wasser bei der Durchströmung des Entölungsvorfilters so weit auftrennen, dass sich stromab des Entölungsvorfilters, insbesondere in einer Beruhigungszone mit reduzierter Strömungsgeschwindigkeit, eine schwerkraftbedingte Separation von Öl und Wasser aufgrund der unterschiedlichen Dichten einstellt. Insoweit lässt sich mit Hilfe eines derartigen Entölungsvorfilters eine effiziente Vorabscheidung von Öl realisieren, so dass in einem gegebenenfalls nachgeordneten Entölungsfilter, das quasi als Entölungshauptfilter dient, kleine und kleinste Ölpartikel aus dem Was- ser abgeschieden werden können. Die Verwendung eines spiralförmig aufgewi- ckelten Bahnmaterials zur Realisierung des vollzylindrischen Vorfilterkörpers hat sich dabei als besonders preiswert herausgestellt.

Entsprechend einer besonders vorteilhaften Ausführungsform kann das aufgewi- ckelte Bahnmaterial im Vorfilterkörper radial komprimiert sein. Hierdurch wird die Struktur des Bahnmaterials innerhalb des Vorfilterkörpers verdichtet, was die Se- parationswirkung bzw. Abscheidewirkung des Entölungsvorfilters verbessert.

Besonders vorteilhaft ist dabei eine Ausgestaltung, bei welcher das aufgewickelte Bahnmaterial im Vorfilterkörper um mindestens 3 %, insbesondere um mindes- tens 5 %, komprimiert ist. Denkbar ist auch eine Kompression von mehr als 10 %. Bevorzugt ist die Kompression jedoch geringer als 20 %. Diese Kompression ist dabei im Vergleich zum nicht komprimierten Ausgangszustand des Bahnmateri- als zu verstehen.

Besonders vorteilhaft hat sich dabei eine Ausführungsform herausgestellt, bei der das Bahnmaterial durch ein dreidimensionales Wirrgelege aus Kunststoff gebildet ist. Ein derartiges dreidimensionales Wirrgelege ist beispielsweise aus der DE 100 61 839 B4 bekannt. Es hat sich gezeigt, dass ein Entölungsvorfilter, des- sen Vorfilterkörper mithilfe des Wirrgeleges hergestellt ist, eine besonders effizi- ente Vorabscheidung für das Öl ermöglicht. Außerdem lässt sich ein derartiges Wirrgelege preiswert beschaffen, so dass das Entölungsvorfilter preiswert her- stellbar ist.

Zusätzlich oder alternativ kann das Bahnmaterial durch ein ungerichtetes Faden- gelege aus Kunststoff gebildet sein. Je nach Konfiguration kann ein derartiges Fadengelege einem Wirrgelege entsprechen. Insbesondere können dann die Be- griffe„Wirrgelege“ und„ungerichtetes Fadengelege“ Synonyme sein. Beim Fa- dengelege bzw. beim Wirrgelege wird zumindest ein Kunststofffaden flächig, also zweidimensional und übereinander, also dreidimensional, verlegt. An den Kon- taktstellen kann eine feste Verbindung erfolgen, in der Regel durch Fusion.

Zweckmäßig werden gleichzeitig eine Vielzahl von Kunststofffäden gelegt, wodurch sich das Bahnmaterial besonders preiswert hersteilen lässt.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann das Bahnmaterial, insbesonde- re das Wirrgelege bzw. das Fadengelege, aus Polypropylen hergestellt sein.

Eine erfindungsgemäße Entölungseinrichtung zum Abscheiden von Öl aus Was- ser umfasst ein Vorfiltergehäuse und ein Entölungsvorfilter der vorstehend be- schriebenen Art, das im Vorfiltergehäuse angeordnet ist. Des Weiteren kann die Entölungseinrichtung zweckmäßig mit einem Rohwassereinlass, durch den mit Öl verunreinigtes Wasser zuführbar ist, und mit einem Reinwasserauslass ausge- stattet sein, durch den von Öl befreites Wasser abführbar ist. Ferner kann zweckmäßig ein Ölauslass vorgesehen sein, durch den aus dem Wasser abge- schiedenes Öl abführbar ist. Der im Vorfiltergehäuse angeordnete Entölungsvor- filter trennt im Vorfiltergehäuse zweckmäßig einen mit dem Rohwassereinlass fluidisch verbundenen Rohraum von einem mit dem Reinwasserauslass fluidisch verbundenen Reinraum. Der Ölauslass führt das abgeschiedene Öl zweckmäßig auf der Rohseite ab, beispielsweise aus einer Beruhigungsstrecke, die stromab des Entölungsvorfilters, insbesondere stromab des Vorfiltergehäuses angeordnet ist.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann die Entölungseinrichtung außer- dem ein bezüglich der Wasserströmung stromab des Entölungsvorfilters ange- ordnetes Entölungshauptfilter aufweisen, das im Folgenden verkürzt als Ent- ölungsfilter bezeichnet wird.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform schlägt vor, einen hohlzylindrischen Filterkörper des Entölungsfilters mit Mineralwolle als Filtermaterial zu bilden, wo- bei die Mineralwolle mit einem Flarz formstabilisiert ist, um wenigstens einen formstabilen Formkörper zu bilden, der seinerseits den Filterkörper oder zumin- dest einen Teil des Filterkörpers bildet. Mit anderen Worten, der Filterkörper um- fasst einen oder mehrere formstabile Formkörper, die aus einer Mineralwolle her- gestellt sind, die dabei mit Hilfe eines Flarzes formstabilisiert ist. Der jeweilige Formkörper ist dabei monolithisch ausgestaltet, besitzt also eine kontinuierliche, zusammenhängende Struktur und repräsentiert dadurch ein einziges Bauteil, das nicht aus mehreren Einzelteilen zusammengebaut ist. Die mit Hilfe des Flarzes formstabilisierte Mineralwolle bildet den jeweiligen formstabilen Formkörper be- reits mit der gewünschten Geometrie, so dass der Formkörper den Hohlzylinder des Filterkörpers bzw. einen Abschnitt des Flohlzylinders des Filterkörpers bildet. Der Formkörper kann dabei einen Abschnitt des hohlzylindrischen Filterkörpers bezüglich der Axialrichtung und/oder bezüglich der Umfangsrichtung bilden, er- streckt sich jedoch bevorzugt über die gesamte radiale Wandstärke des hohlzy- lindrischen Filterkörpers. Somit unterscheidet sich der jeweilige Formkörper we- sentlich von einem flexiblen Bahnmaterial, das spiralförmig gewickelt werden kann, um einen hohlzylindrischen Filterkörper zu bilden. Es hat sich gezeigt, dass ein Filterkörper, der mit Hilfe wenigstens eines derartigen Formkörpers aus mit Harz stabilisierter Mineralwolle gebildet ist, eine besonders effektive Abscheide- wirkung für das Öl aus dem Wasser realisierbar ist.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform kann das Harz zur Form- stabilisierung der Mineralwolle Phenol und Formaldehyd aufweisen. Mit anderen Worten, das besagte Harz wird auf einer Basis aus Phenol und Formaldehyd hergestellt. Es hat sich gezeigt, dass die Verwendung eines derartigen Harzes eine besonders hohe Langlebigkeit für den formstabilen Formkörper begünstigt.

Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform, bei der die Mineralwolle durch Steinwolle gebildet ist. Die Verwendung von Steinwolle zur Realisierung der mit Harz formstabilisierten Formkörper hat sich als besonders effizient für die Ab- scheidung von Öl aus Wasser herausgestellt.

Des Weiteren wird eine Ausführungsform bevorzugt, bei welcher der jeweilige Formkörper eine Dichte im Bereich von 0,05 bis 1 ,5 kg/dm³ aufweist. Besonders vorteilhaft ist dabei ein Dichtebereich von 0,8 bis 1 ,2 kg/dm³. Innerhalb dieses Dichtebereichs, insbesondere im bevorzugten Dichtebereich, ergibt sich eine be- sonders effiziente Abscheidewirkung für das Öl aus dem Wasser.

Der hohlzylindrische Filterkörper besitzt eine in Umfangsrichtung umlaufende Wand, die vom verunreinigten Wasser radial durchströmbar ist und die eine ra- diale Wandstärke aufweist. Diese radiale Wandstärke erstreckt sich von einer Wandinnenseite, die einem von der umlaufenden Wand umschlossenen Hohl- raum des hohlzylindrischen Filterkörpers zugewandt ist, bis zu einer Wandau- ßenseite, die von diesem Hohlraum abgewandt ist. Entsprechend einer vorteilhaf ten Ausführungsform erstreckt sich der jeweilige Formkörper über die gesamte Wandstärke der Wand des Filterkörpers. Auf diese Weise wird im Bereich des jeweiligen Formkörpers die gesamte vom zu reinigenden Wasser durchströmbare radiale Reinigungsstrecke durch den Formkörper gebildet.

Eine andere Ausführungsform schlägt vor, dass zumindest ein solcher Formkör- per als Hohlzylinder ausgestaltet ist. Flierdurch kann der jeweilige Formkörper den gesamten Filterkörper oder zumindest einen Axialabschnitt des Filterkörpers bilden.

Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform, bei welcher der Formkörper ge- nau zwei oder wenigstens zwei als Hohlzylinder ausgestaltete Formkörper auf- weist, die axial aufeinander folgen. Hierdurch lassen sich besonders einfach un- terschiedliche axiale Dimensionen für den Filterkörper realisieren. Ebenso lassen sich preisgünstig vorgefertigte Formkörper zur Realisierung von Filterkörpern rea- lisieren, deren axiale Abmessung keinen ganzzahligen Teiler der axialen Abmes- sung der vorgefertigten Formkörper bildet. Insbesondere lassen sich somit zwei als Hohlzylinder ausgestaltete Formkörper zur Realisierung des Filterkörpers verwenden, die unterschiedliche axiale Längen besitzen.

Bei einer anderen Ausführungsform kann der jeweilige als Hohlzylinder ausge- staltete Formkörper in der Umfangsrichtung ungeteilt sein. Derartige rohrförmige Formkörper lassen sich besonders preiswert hersteilen.

Alternativ dazu kann vorgesehen sein, dass der jeweilige als Hohlzylinder ausge- staltete Formkörper in der Umfangsrichtung eine einzige Unterbrechung aufweist, in der zwei Umfangsenden des jeweiligen Formkörpers aneinander anliegen. Dieser Unterbrechung definiert eine Teilung oder einen Schlitz und erstreckt sich über die gesamte axiale Höhe des hohlzylindrischen Formkörpers. Insbesondere erstreckt sich diese Unterbrechung parallel zur Axialrichtung. Der insoweit geteil- te ringförmige Formkörper lässt sich für die Montage des Entölungsfilters im Rahmen seiner Elastizität in Umfangsrichtung aufweiten, wodurch beispielsweise eine optional vorhandene Innenzarge leichter in den Hohlraum des hohlzylindri schen Formkörpers einführbar ist. Im fertig montierten Zustand liegen die Um- fangsenden des Formkörpers aneinander an und verschließen dadurch die Un- terbrechung, so dass im Bereich der Unterbrechung eine Leckage während des Betriebs vermieden werden kann.

Bei einer anderen Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass zumindest zwei Form körper vorgesehen sind, die als Halbschalen ausgestaltet sind, die sich in der Umfangsrichtung zu einem Hohlzylinder ergänzen. Derartige Formkörper las- sen sich preiswert hersteilen und vereinfachen die Montage des Entölungsfilters. Zweckmäßig wird der Filterkörper durch genau zwei solche, als Halbschalen ausgestaltete Formkörper gebildet, wobei sich jede Halbschale über jeweils etwa 180° in der Umfangsrichtung erstreckt.

Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform kann das Entölungsfilter außer- dem einen Vorspannmantel aufweisen, der radial außen mit radialer Vorspan- nung am Filterkörper anliegt. Der Vorspannmantel besteht aus einem elastisch verformbaren Material, das zum Aufziehen auf den Filterkörper elastisch aufge- weitet werden muss, wodurch eine radial nach innen gerichtete Vorspannung entsteht. Insbesondere kann der Vorspannmantel als Schrumpfmantel ausgestal- tet sein, der radial außen auf den Filterkörper, vorzugsweise thermisch, aufge- schrumpft ist und vorgespannt daran anliegt. Der Vorspannmantel bzw. der Schrumpfmantel besteht dabei aus einem Material, das ebenfalls vom Wasser durchströmbar ist. Der Vorspannmantel bzw. der Schrumpfmantel kann zur Stabi- lisierung des Filterkörpers dienen. Insbesondere bei Ausführungsformen, bei de- nen mehrere Formkörper verwendet werden, um den Filterkörper zu bilden, kann der Vorspannmantel bzw. der Schrumpfmantel dazu dienen, die einzelnen Form- körper relativ zueinander zu fixieren. Mit anderen Worten, der jeweilige Mantel bewirkt eine Lagefixierung der separaten Formkörper innerhalb des Filterkörpers.

Die Endscheiben können auf geeignete Weise mit dem jeweiligen daran angren- zenden Form körper fest und dicht verbunden sein. Denkbar ist beispielsweise eine Klebeverbindung. Eine solche Klebeverbindung kommt bevorzugt dann zum Einsatz, wenn die jeweilige Endscheibe als Schale ausgestaltet ist, vorzugsweise aus Metall, in welche der Filterkörper bzw. der jeweilige Formkörper axial stirnsei- tig eingesetzt ist. Ebenso ist denkbar, die Endscheiben, wenn sie aus einem Kunststoff bestehen, durch eine Plastifizierung mit dem jeweiligen Formkörper bzw. mit dem Filterkörper fest zu verbinden. Beim Plastifizieren wird der Kunst- stoff der Endscheiben durch eine thermische Behandlung so weit verflüssigt, dass der jeweilige Formkörper bzw. die Mineralwolle in den Kunststoff der jewei- ligen Endscheibe eingebettet werden kann. Ebenso ist denkbar, die Endscheiben aus Kunststoff an den jeweiligen Formkörper anzuschäumen bzw. anzuspritzen.

Eine andere Ausführungsform schlägt vor, dass das Entölungsfilter außerdem eine Innenzarge aufweist, an der sich der Filterkörper radial innen radial abstützt und die mit beiden Endscheiben fest verbunden ist. Mit Hilfe einer derartigen In- nenzarge lässt sich die Druckstabilität des Entölungsfilters signifikant verbessern. Die Innenzarge kann dabei wie der Filterkörper an der jeweiligen Endscheibe festgelegt sein, also insbesondere darin eingeklebt sein.

Bei einer anderen Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass das Entölungs- filter außerdem ein Zusatzfilter aufweist, das einen ringförmigen Zusatzfilterkör- per aus gefaltetem Filtermaterial aufweist. Dieser Zusatzfilterkörper ist dabei ra- dial innen am Filterkörper oder an der vorstehend genannten Innenzarge ange- ordnet, die ihrerseits radial innen am Filterkörper angeordnet ist. Mit anderen Worten, der Zusatzfilter befindet sich in dem vom hohlzylindrischen Filterkörper umschlossenen Hohlraum. Mit Hilfe eines derartigen Zusatzfilters kann die Ab- scheidewirkung für das Öl signifikant verbessert werden. Das Filtermaterial des Zusatzfilters kann ein Filterpapier oder ein Filtervlies aus Kunststoff sein.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Un- teransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschrei- bung anhand der Zeichnungen.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, son- dern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, oh- ne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen darge- stellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Kompo- nenten beziehen.

Es zeigen, jeweils schematisch,

Fig. 1 eine stark vereinfachte, schaltplanartige Prinzipdarstellung einer

Entölungseinrichtung,

Fig. 2 ein vereinfachter Längsschnitt eines Entölungsfilters der Entölungs- einrichtung,

Fig. 3 ein vereinfachter Längsschnitt eines Filterkörpers des Entölungsfil- ters aus Fig. 2, Fig. 4 ein vereinfachter Längsschnitt des Filterkörpers wie in Fig. 3, jedoch bei einer anderen Ausführungsform,

Fig. 5 eine vereinfachte axiale Ansicht des Filterkörpers aus Fig. 3,

Fig. 6 eine vereinfachte axiale Ansicht des Filterkörpers wie in Fig. 5, je- doch bei einer anderen Ausführungsform,

Fig. 7 eine vereinfachte axiale Ansicht des Filterkörpers wie in den Fig. 5 und 6, jedoch bei einer weiteren Ausführungsform,

Fig. 8 ein vereinfachter Querschnitt eines Entölungsvorfilters der Ent- ölungseinrichtung,

Fig. 9 ein vereinfachter Längsschnitt des Entölungsvorfilters, und

Fig. 10 eine Draufsicht auf einen Abschnitt eines Bahnmaterials zur Bildung des Entölungsvorfilters.

Entsprechend Figur 1 umfasst eine Entölungseinrichtung 1 , die zum Abscheiden von Öl aus Wasser dient, ein Filtergehäuse 2, einen Rohwassereinlass 3, einen Reinwasserauslass 4 und zumindest einen Ölauslass 5. Außerdem ist ein Ent- ölungsfilter 6 vorgesehen, das im Filtergehäuse 2 angeordnet ist. Der Rohwas- sereinlass 3 ermöglicht eine Zuführung von Wasser, das mit Öl verunreinigt ist. Der Reinwasserauslass 4 ermöglicht ein Abführen von Wasser, das mehr oder weniger von Öl befreit ist. Der Ölauslass 5 ermöglicht ein Abführen von Öl, das aus dem Wasser abgeschieden ist. Das Entölungsfilter 6 trennt im Filtergehäuse 2 einen Rohraum 7, der mit dem Rohwassereinlass 3 fluidisch verbunden ist, von einem Reinraum 8, der mit dem Reinwasserauslass 4 fluidisch verbunden ist. Zweckmäßig ist der Ölauslass 5 an den Rohraum 7 angeschlossen.

Im gezeigten Beispiel der Figur 1 ist die Entölungseinrichtung 1 außerdem mit einem Entölungsvorfilter 9 ausgestattet, das in einem Vorfiltergehäuse 10 unter- gebracht ist. Bezüglich der Wasserströmung, die in Figur 1 durch Pfeile angedeu- tet ist, ist das Entölungsvorfilter 9 stromauf des Entölungsfilters 6 angeordnet. Dieses Entölungsvorfilter 9 trennt im Vorfiltergehäuse 10 einen weiteren Roh- raum 11 , der mit dem Rohwassereinlass 3 fluidisch verbunden ist, von einem weiteren Reinraum 12, der mit dem Reinwasserauslass 4 fluidisch verbunden ist. Des Weiteren ist ein weiterer Ölauslass 13 vorgesehen, der an eine Beruhi- gungsstrecke 14 angeschlossen ist, die sich zwischen dem Vorfiltergehäuse 10 und dem Filtergehäuse 2 erstreckt. Im Entölungsvorfilter 9, das nach Art eines Separators arbeitet, erfolgt eine Auftrennung der Öl-Wasser-Emulsion bzw. Öl- Wasser-Dispersion, zumindest teilweise, derart, dass in der nachfolgenden Beru- higungsstrecke 14 aufgrund der unterschiedlichen Dichte von Öl und Wasser schwerkraftbedingt eine Separation von Öl und Wasser stattfinden kann. Inner- halb der Beruhigungsstrecke 14 ist in Figur 1 eine Separationslinie 15 angedeu- tet. Oberhalb davon befindet sich das Öl. Unterhalb davon befindet sich das vor- gereinigte Wasser, das jedoch noch immer mit Öl verunreinigt ist. Im nachfolgen- den Entölungsfilter 6 folgt ein Abscheiden des restlichen Öls bis zu einem ge- wünschten Abscheidegrad, wobei das abgeschiedene Öl im Entölungsfilter 6 an- gesammelt und davon über den Ölauslass 5 abführbar ist. Das Entölungsfilter 6 wirkt dabei nach Art eines Coalescers, so dass das mit dem Entölungsfilter 6 in Kontakt kommende Öl daran anhaftet, zu größeren Tropfen koaliert und letztlich abführbar ist.

Entsprechend Figur 2 umfasst das Entölungsfilter 6, das sich zum Abscheiden von Öl aus Wasser eignet, einen hohlzylindrischen Filterkörper 16, eine erste Endscheibe 17, die an einer ersten axialen Stirnseite 18 des Filterkörpers 16 an- geordnet ist, und eine zweite Endscheibe 19, die an einer zweiten axialen Stirn seite 20 des Filterkörpers 16 angeordnet ist. Die Endscheiben 17, 19 können bei spielsweise an den Filterkörper 16 angeschäumt oder angespritzt sein. Ebenso ist denkbar, die Endscheiben 17, 19 als Schalenkörper aus Kunststoff oder aus Metall zu konzipieren, die auf die jeweilige Stirnseite 18, 20 axial aufgesteckt sind und damit verklebt sind.

Eine bevorzugte Durchströmungsrichtung des Filterkörpers 16 ist in Figur 2 durch Pfeile angedeutet. Demnach wird der hohlzylindrische Filterkörper 16 bevorzugt radial von innen nach außen durchströmt.

Der hohlzylindrische Filterkörper 16 besitzt eine Längsmittelachse 24, welche die Axialrichtung des Entölungsfilters 6 definiert. Die Axialrichtung erstreckt sich pa- rallel zur Längsmittelachse 24. Die Radialrichtung verläuft senkrecht zur Axial- richtung und steht insbesondere senkrecht auf der Längsmittelachse 24. Die Um- fangsrichtung 25 rotiert um die Längsmittelachse 24 um und ist in den Fig. 5 bis 8 durch Doppelpfeile angedeutet.

Gemäß Fig. 2 besitzt der Filterkörper 16 eine in Umfangsrichtung 25 umlaufende und radial durchströmbare Wand 22, die eine radiale Wandstärke 23 aufweist. Diese Wand 22 umschließt in der Umfangsrichtung 25 einen Hohlraum 43 des hohlzylindrischen Filterkörpers 16.

Der Filterkörper 16 weist zumindest einen Formkörper 21 auf, der aus einer Mine- ralwolle besteht, die mit einem Harz stabilisiert ist, wodurch der gesamte Form- körper 21 eine erhöhte Formstabilität besitzt. Der jeweilige Formkörper 21 defi niert ein einteiliges, quasi monolithisches Bauteil, das eine kontinuierliche Struk- tur besitzt und dementsprechend nicht aus mehreren Einzelteilen zusammenge- baut ist.

Der jeweilige Formkörper 21 erstreckt sich in der Radialrichtung über die gesam- te Wandstärke 23 des Filterkörpers 16. Für die Dimensionierung des jeweiligen Formkörpers 21 in der Axialrichtung und in der Umfangsrichtung 25 ergeben sich unterschiedliche Ausführungsformen.

Gemäß einer besonders einfachen und bevorzugten Ausführungsform erstreckt sich der jeweilige Formkörper 21 über die gesamte axiale Flöhe des Filterkörpers 16 und außerdem über den gesamten Umfang des Filterkörpers 16. In der Folge ist der Filterkörper 16 durch einen einzigen Formkörper 21 gebildet.

Gemäß Figur 3 ist der jeweilige Formkörper 21 als Hohlzylinder ausgestaltet. Dieser hohlzylindrische Formkörper 21 bildet hier den Filterkörper 16.

Bei der in Figur 4 gezeigten Ausführungsform ist der Filterkörper 16 durch zwei separate Formkörper 21 gebildet, die jeweils als Hohlzylinder ausgestaltet sind und die axial aufeinanderfolgen. Erkennbar können die beiden hohlzylindrischen Formkörper 21 unterschiedliche axiale Flöhen aufweisen.

Der jeweilige hohlzylindrische Formkörper 21 kann gemäß Figur 5 in der Um- fangsrichtung 25 ungeteilt sein. Somit erstreckt sich der jeweilige Formkörper 21 in der Umfangsrichtung 25 ringförmig ohne Unterbrechung.

Im Unterschied dazu zeigt Figur 6 eine Ausführungsform, bei welcher der hohlzy- lindrische Formkörper 21 Umfangsrichtung 25 eine einzige Unterbrechung 26 aufweist. Für die Montage des Entölungsfilters 6 kann der jeweilige Formkörper 21 in der Umfangsrichtung 25 aufgeweitet werden, so dass Umfangsenden 27, 28, die im fertig montierten Zustand gemäß Figur 6 in der Umfangsrichtung 25 aneinander liegen, voneinander abheben, wodurch die Unterbrechung 26 einen Abstand zwischen den Umfangsenden 27, 28 in Umfangsrichtung 25 erzeugt. Beispielsweise lässt sich dadurch eine in Figur 2 mit unterbrochener Linie ange- deutete Innenzarge 29 einfacher in den Filterkörper 16 einsetzen. Im fertig mon- tierten Zustand liegen die Umfangsenden 27 in der Unterbrechung 26 aneinander an und verschließen dadurch die Unterbrechung 26.

Gemäß Figur 7 kann ebenso vorgesehen sein, dass zumindest zwei Formkörper 21 vorgesehen sind, die als Schalen, vorzugsweise als Halbschalen ausgestaltet sind, die sich in der Umfangsrichtung 25 zu einem Hohlzylinder ergänzen. Ge- mäß Fig. 7 erstrecken sich die beiden Halbschalen jeweils etwa um 180° in der Umfangsrichtung 25 und liegen im montierten Zustand entlang einer Trennebene 30 aneinander an. Die beiden Halbschalen 21 lassen sich für die Montage des Entölungsfilters 6 separat an der Innenzarge 29 ansetzen. Im montierten Zustand liegen die Halbschalen 21 an der Trennebene 30 aneinander an, wodurch die Trennung geschlossen ist.

Das Harz, das zur Formstabilisierung der Mineralwolle zum Einsatz kommt, kann auf einer Basis von Phenol und Formaldehyd gebildet sein. Die Mineralwolle kann grundsätzlich eine beliebige mineralische Wolle, wie zum Beispiel Glaswolle oder Steinwolle, sein. Als besonders geeignet hat sich die Verwendung von Steinwolle gezeigt. Der jeweilige Formkörper 21 besitzt vorzugsweise eine Dichte im Bereich von 0,05 kg/dm³ bis 1 ,5 kg/dm³.

Zurückkommend auf Figur 2 kann das Entölungsfilter 6 wie bereits erwähnt opti- onal eine Innenzarge 29 aufweisen, an der sich der Filterkörper 16 radial innen radial abstützt. Zweckmäßig ist die Innenzarge 29 mit den beiden Endscheiben 17, 19 fest verbunden. Die Endscheiben 17, 19 können an den Filterkörper 16 und die Innenzarge 29 angespritzt oder angeschäumt sein. Ebenso kann eine Klebverbindung realisiert werden.

Ferner kann das Entölungsfilter 6 optional einen in Figur 2 mit unterbrochener Linie angedeuteten Schrumpfmantel 31 aufweisen, der radial außen auf den Fil terkörper 16 aufgeschrumpft ist. Der außen aufgeschrumpfte Schrumpfmantel 31 erzeugt eine radiale Vorspannung, die den Filterkörper 16 stabilisiert. Sofern wie in den mit Bezug auf die Figuren 4 und 7 vorgestellten Ausführungsformen der Filterkörper 16 aus mehreren Formkörpern 21 zusammengebaut ist, kann der Schrumpfmantel 31 auch zur Fixierung der separaten Formkörper 21 dienen. Darüber hinaus können die aneinander anliegenden separaten Formkörper 21 auch auf geeignete Weise miteinander verklebt sein. Anstelle eines solchen Schrumpfmantels 31 lässt sich grundsätzlich auch ein hier nicht gezeigter Vor- spannmantel verwenden, der nicht aufgeschrumpft ist, sondern aufgezogen ist. Der Vorspannmantel wird hierzu radial elastisch aufgeweitet, wodurch eine radial orientierte Rückstellkraft erzeugt wird, welche die gewünschte Vorspannung er- zeugt.

Gemäß Figur 2 kann das Entölungsfilter 6 optional außerdem mit einem Zusatzfil- ter 32 ausgestattet sein, das einen ringförmigen Zusatzfilterkörper 33 aus einem gefalteten Filtermaterial besitzt. Der Zusatzfilterkörper 33 ist im Hohlraum 43 un- tergebracht. Bevorzugt ist der Zusatzfilterkörper 33 radial innen am Filterkörper 16 angeordnet. Sofern wie im Beispiel der Figur 2 die Innenzarge 29 vorgesehen ist, befindet sich der Zusatzfilterkörper 33 radial innen an der Innenzarge 29. Grundsätzlich kann auch der Zusatzfilterkörper 33 mit den beiden Endscheiben 17, 19 fest verbunden sein. Die Verbindung kann dabei wie mit der Innenzarge 29 bzw. wie mit dem Filterkörper 16 erfolgen. Entsprechend den Figuren 8 und 9 besitzt das vorstehend mit Bezug auf Fig. 2 vorgestellte Entölungsvorfilter 9 einen vollzylindrischen Vorfilterkörper 34, der axial durchströmbar ist. Eine Durchströmung des Vorfilterkörpers 34 ist in Figur 9 durch entsprechende Strömungspfeile angedeutet. Auch hier wird die Axialrich- tung des Entölungsvorfilters 9 durch den zylindrischen Vorfilterkörper 34 definiert. Der Vorfilterkörper 34 besitzt nämlich eine Längsmittelachse 35, welche die Axial- richtung des Entölungsvorfilters 9 definiert. Die Axialrichtung erstreckt sich paral- lel zur Längsmittelachse 35. Die zugehörige Radialrichtung verläuft quer zur Axi- alrichtung und steht insbesondere senkrecht auf der Längsmittelachse 35. Die zugehörige Umfangsrichtung 25 läuft um die Längsmittelachse 35 um.

Der vollzylindrische Vorfilterkörper 34 ist gemäß einer bevorzugten und in den Figuren 8 und 9 gezeigten Ausführungsform durch ein Bahnmaterial 36 gebildet, das bezüglich der Längsmittelachse 35 spiralförmig aufgewickelt ist. Zur Realisie- rung des Vollkörpers liegt ein inneres Längsende 37 des Bahnmaterials 36 im Bereich der Längsmittelachse 35, während ein äußeres Längsende 38 des Bahnmaterials 36 am Außenumfang des Vorfilterkörpers 34 liegt.

Das hierbei zum Einsatz kommende Bahnmaterial 36 ist flexibel, so dass es ei- nerseits einfach spiralförmig gewickelt werden kann. Andererseits lässt sich das Bahnmaterial 36 auch elastisch komprimieren. Bevorzugt ist das aufgewickelte Bahnmaterial 36 im Vorfilterkörper 34 radial komprimiert, und zwar insbesondere um mindestens 3 oder 4 oder 5 %. Das bedeutet, dass im komprimierten Zu- stand, also innerhalb des eingebauten Vorfilterkörpers 34 eine radiale Wandstär- ke 39 des komprimierten Bahnmaterials 36 zumindest 3 oder 4 oder 5 % geringer ist als in einem nicht komprimierten Ausgangszustand, also insbesondere bevor das Bahnmaterial 36 spiralförmig zum Vorfilterkörper 34 aufgewickelt ist. Gemäß Figur 10 kann das hierbei zum Einsatz kommende Bahnmaterial 36 vor- zugsweise durch ein dreidimensionales Wirrgelege 40 bzw. durch ein ungerichte- tes Fadengelege 41 gebildet sein. Das Wirrgelege 40 bzw. das Fadengelege 41 wird mit Hilfe wenigstens eines Kunststofffadens 42, vorzugsweise mit Hilfe einer Vielzahl von Kunststofffäden 42 hergestellt, wobei die Fäden 42 ungerichtet drei- dimensional gelegt werden und an Kontaktstellen miteinander verbunden werden, insbesondere durch Fusionsverbindungen. Beispielsweise können die Fäden 42 in einem teilplastischen Zustand gelegt werden, so dass sich im Bereich der Be- rührstellen automatisch Fusionsverbindungen einstellen. Besonders vorteilhaft wird das Bahnmaterial 36 aus Kunststoff hergestellt, wobei Polypropylen bevor- zugt wird. Insbesondere können die vorstehend genannten Fäden 42 aus Polyp- ropylen bestehen.

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Claims

Ansprüche

1. Entölungsvorfilter (9) zum Abscheiden von Öl aus Wasser,

- mit einem vollzylindrischen Vorfilterkörper (34), der axial durchströmbar ist,

- wobei der Vorfilterkörper (34) durch ein spiralförmig aufgewickeltes Bahnmate- rial (36) gebildet ist.

2. Entölungsvorfilter (9) nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet,

dass das Bahnmaterial (36) durch ein dreidimensionales Wirrgelege (40) aus Kunststoff gebildet ist.

3. Entölungsvorfilter (9) nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet,

dass das Bahnmaterial (36) durch ein ungerichtetes Fadengelege (41 ) aus Kunststoff gebildet ist.

4. Entölungsvorfilter (9) nach Anspruch 2 oder 3,

dadurch gekennzeichnet,

dass das Wirrgelege (40) und/oder das Fadengelege (41 ) mit Hilfe einer Vielzahl von Kunststofffäden (42) hergestellt ist, wobei die Fäden (42) ungerichtet dreidi- mensional gelegt sind und an Kontaktstellen miteinander verbunden sind.

5. Entölungsvorfilter (9) nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet, dass die Fäden (42) an Kontaktstellen durch Fusionsverbindungen miteinander verbunden sind.

6. Entölungsvorfilter (9) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Bahnmaterial (36) aus Polypropylen hergestellt ist.

7. Entölungsvorfilter (9) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass das aufgewickelte Bahnmaterial (36) im Vorfilterkörper (34) radial kompri- miert ist.

8. Entölungsvorfilter (9) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass das aufgewickelte Bahnmaterial (36) im Vorfilterkörper (34) um mindestens 3 % komprimiert ist.

9. Entölungseinrichtung (1 ) zum Abscheiden von Öl aus Wasser,

- mit einem Vorfiltergehäuse (10), in dem ein Entölungsvorfilter (9) nach einem der vorhergehenden Ansprüche angeordnet ist,

- mit einer bezüglich der Wasserströmung stromab des Entölungsvorfilters (9) angeordneten Beruhigungsstrecke (14),

- mit einem Rohwassereinlass (3), durch den mit Öl verunreinigtes Wasser zu- führbar ist,

- mit einem Reinwasserauslass (4), durch den von Öl befreites Wasser abführ- bar ist,

- mit einem an der Beruhigungsstrecke (14) angeordneten Ölauslass (13), durch den aus dem Wasser abgeschiedenes Öl abführbar ist.

10. Entölungseinrichtung (1 ) nach Anspruch 9,

dadurch gekennzeichnet,

- dass die Entölungseinrichtung (1 ) außerdem ein bezüglich der Wasserströ- mung stromab des Entölungsvorfilters (9) angeordnetes Entölungsfilter (6) aufweist,

- dass das Entölungsfilter (6) einen hohlzylindrischen Filterkörper (16) aufweist, der radial durchströmbar ist,

- dass das Entölungsfilter (6) zwei Endscheiben (17, 19) aufweist, die jeweils an einer axialen Stirnseite (18, 20) des Filterkörpers (16) angeordnet sind.

11. Entölungseinrichtung (1 ) nach Anspruch 10,

dadurch gekennzeichnet,

dass der Filterkörper (16) wenigstens einen Formkörper (21 ) aus mit einem Flarz formstabilisierter Mineralwolle aufweist.

12. Entölungseinrichtung (1 ) nach Anspruch 11 ,

dadurch gekennzeichnet,

dass der Filterkörper (16) eine in Umfangsrichtung (25) umlaufende, radial durch- strömbare Wand (22) mit einer radialen Wandstärke (23) aufweist, wobei sich der jeweilige Formkörper (21 ) über die gesamte Wandstärke (23) erstreckt.

13. Entölungseinrichtung (1 ) nach Anspruch 11 oder 12,

dadurch gekennzeichnet,

dass das Flarz zur Formstabilisierung der Mineralwolle Phenol und Formaldehyd aufweist.

14. Entölungseinrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 11 bis 13,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Mineralwolle durch Steinwolle gebildet ist.

15. Entölungseinrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 11 bis 14,

dadurch gekennzeichnet,

dass der jeweilige Formkörper (21 ) eine Dichte im Bereich von 0,05 bis 1 ,5 kg/dm³ aufweist.

16. Entölungseinrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 11 bis 15,

dadurch gekennzeichnet,

dass zumindest ein solcher Formkörper (21 ) als Hohlzylinder ausgestaltet ist.

17. Entölungseinrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 11 bis 16,

dadurch gekennzeichnet,

dass der Filterkörper (16) wenigstens zwei als Hohlzylinder ausgestaltete Form- körper (21 ) aufweist, die axial aufeinander folgen.

18. Entölungseinrichtung (1 ) nach Anspruch 16 oder 17,

dadurch gekennzeichnet,

dass der jeweilige als Hohlzylinder ausgestaltete Formkörper (21 ) in Umfangs- richtung (25) ungeteilt ist.

19. Entölungseinrichtung (1 ) nach Anspruch 16 oder 17,

dadurch gekennzeichnet,

dass der jeweilige als Hohlzylinder ausgestaltete Formkörper (21 ) in der Um- fangsrichtung (25) eine einzige Unterbrechung (26) aufweist, in der zwei Um- fangsenden (27, 28) des jeweiligen Formkörpers (21 ) aneinander anliegen.

20. Entölungseinrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 11 bis 19,

dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Formkörper (21 ) vorgesehen sind, die als Halbschalen aus- gestaltet sind, die sich in der Umfangsrichtung (25) zu einem Hohlzylinder ergän- zen.

21. Entölungseinrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 10 bis 20,

dadurch gekennzeichnet,

dass das Entölungsfilter (6) außerdem einen Vorspannmantel (31 ) aufweist, der radial außen radial vorgespannt am Filterkörper (16) anliegt.

22. Entölungseinrichtung (1 ) nach Anspruch 21 ,

dadurch gekennzeichnet,

dass der Vorspannmantel als Schrumpfmantel (31 ) ausgestaltet ist, der radial außen auf den Filterkörper (16) aufgeschrumpft ist und vorgespannt daran an- liegt.

23. Entölungseinrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 10 bis 22,

dadurch gekennzeichnet,

dass das Entölungsfilter (6) außerdem eine Innenzarge (29) aufweist, an der sich der Filterkörper (16) radial innen radial abstützt und die mit den beiden Endschei- ben (17, 19) fest verbunden ist.

24. Entölungseinrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 10 bis 23,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Entölungsfilter (6) außerdem ein Zusatzfilter (32) aufweist, das einen ring- förmigen Zusatzfilterkörper (33) aus gefaltetem Filtermaterial aufweist, der radial innen am Filterkörper (16) oder an einer Innenzarge (29) angeordnet ist, die radi- al innen am Filterkörper (16) angeordnet ist.

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