DE29814103U1 - Filter mit Entlüftungsleitung (-einrichtung) - Google Patents

Description

Stuttgart, 05.08.1998 P7176Gm Rk/pa

Anmelder:

Afriso Euro-Index GmbH für Sicherungsarmaturen und Füllstandsmessung Lindenstraße 2 0 D-74363 Güglingen

Vertreter:

Kohler Schmid + Partner Patentanwälte GbR Ruppmannstraße 27 D-70565 Stuttgart

Filter mit Entlüftungsleituncr (-einrichtung)

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

■■■:·:

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

Durch Trockenblasen des Filtereinsatzes kann nur kurzfristig die Durchlässigkeit von Luft verbessert werden. Erst wenn der Filtereinsatz im Laufe der Zeit stärker verschmutzt ist,

steigt die Druckdifferenz zwischen Außen- und Innenseite des Filtereinsatzes deutlich an, und es kommt zu einer verbesserten Luftabtragung.

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

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine mit dem oberen Bereich des Zwischenraumes in Verbindung stehende und mittels eines Verschlußelements verschließbare Entlüftungsleitung und durch eine Steuereinrichtung, die in Abhängigkeit des im Zwischenraum herrschenden Füllstands das Verschlußelement betätigt.

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

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist als Fühlglied der Steuereinrichtung ein höhenbeweglich gelagerter Auftriebskörper, vorzugsweise ein Schwimmer, vorgesehen, der zumindest in seiner oberen Endstellung in Kontakt mit dem im Zwischenraum befindlichen Fluid steht.

Sobald der Auftriebskörper mit fallendem Füllstand abgesunken ist, öffnet die Steuereinrichtung durch Betätigen des Verschlußelements die Entlüftungsleitung.

Als eine Weiterbildung dieser Ausführungsform ist vorgesehen, daß der Auftriebskörper als Hohlschwimmer ausgebildet ist. So kann z.B. gegenüber Heizöl eine entsprechende Auftriebskraft erreicht werden.

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

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

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

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

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

Bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung mündet die Entlüftungsleitung in den gefilterten Fluidstrom stromaufwärts des Filtereinsatzes (4), so daß Luft zusammen mit dem gefilterten Öl z.B. dem Brenner zugeführt wird.

Die oben genannte Aufgabe wird in einem zweiten Aspekt der Erfindung auch gelöst durch eine Bypaßleitung für das Fluid, die den Zwischenraum mit einem vom gefilterten Fluid durchströmten Raum verbindet, und durch einen zusätzlichen Strömungswiderstand zwischen dem (ersten) Filtereinsatz und dem Raum, wobei in der Bypaßleitung ein auf mindestens gleicher

Höhe wie der erste Filtereinsatz angeordneter weiterer (zweiter) Filtereinsatz vorgesehen ist.

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

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

Die Erfindung betrifft schließlich auch eine Einheit, bei der ein Filter, wie er oben beschrieben ist, und ein Entlüfter integriert angeordnet sind.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter aufgeführten Merkmale erfindungsgemäß jeweils einzeln für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind nicht 'als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung.

Es zeigt .·

Fig. 1 im Längsschnitt ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Heizöl-Filters mit einem Auftriebskörper als Verschlußelement für eine Entlüftungsleitung;

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

Fig. 3 im Längsschnitt ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Filters mit einem Magnetventil als Verschlußelement für die Entlüftungsleitung;

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

Fig. 5 einen Längsschnitt durch eine kombinierte Einheit aus dem in Fig. 1 gezeigten Filter und einem Entlüfter;

Fig. 6 eine Seitenansicht der in Fig. 5 gezeigten Einheit entsprechend Schnitt VI-VI in Fig. 7; und

Fig. 7 eine Ansicht der Einheit entsprechend Schnitt VII-VII in Fig.5.

Der in Fig. 1 dargestellte Filter 1 wird in eine vom Öltank zum Ölbrenner verlaufende Ölleitung eingebaut und weist eine durchsichtige Filtertasse 2 auf, die mit dem obenliegenden

Gehäuse 3 über eine Überwurfmutter verschlossen ist. In den Innenraum der Filtertasse 2 ragt von oben ein hohler Filtereinsatz 4 hinein, der am Gehäuse 3 hängend befestigt ist. Das zu filternde Heizöl wird in den Zwischenraum 5 zwischen Filtertasse 2 und Filtereinsatz 4 eingeleitet, durchströmt dessen Filterwand 6 und wird dann aus dem Innenraum 7 des Filtereinsatzes 4 über eine Deckeldurchführung 8 in Richtung Brenner gesaugt.

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

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

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

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

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

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

Die Fign. 5 bis 7 zeigen eine Einheit 22, bestehend aus dem Filter 1 sowie einem Entlüfter 23, dessen Aufbau und Funktionsweise im Detail in der DE 39 04 963 Al beschrieben ist. Das aus dem Öltank kommende und in die Einheit 22 über einen Eingangsstutzen 24 einströmende Öl durchströmt den Filtereinsatz 4 des Filters 1 und wird, gefiltert und mit der über die Entlüftungsleitung 11 (Fig. 6) zuströmenden Luft angereichert, über einen Ausgangsstutzen 25 in Richtung Brenner gefördert. Dieser Strömungsverlauf des Öls ist in Fig. 5 durch Strömungspfeile angedeutet. Das über -einen Rücklaufstutzen 26 (Fig. 7) zurück in die Einheit 22 eingeleitete überschüssiges Öl strömt in den Entlüfter 23 ein, in dem

dann die im Öl enthaltene Luft ausgeschieden wird. Der Strömungsverlauf des rücklaufenden Öls ist in Fig. 7 ebenfalls durch Strömungspfeile angedeutet.

Claims (13)

Stuttgart, 05.08.1998 P7176Gm Rk Schutzansprüche

1. Filter (1; 12), insbesondere für Heizöl, mit einem in einem Innenraum angeordneten Filtereinsatz (4), wobei das zu filternde Fluid in einen zwischen Filtereinsatz

(4) und Innenraumwand gebildeten Zwischenraum (5) eingeleitet wird,

gekennzeichnet durch eine mit dem oberen Bereich des Zwischenraumes (5) in Verbindung stehende und mittels eines Verschlußelements verschließbare Entlüftungsleitung (11) und durch eine Steuereinrichtung, die in Abhängigkeit des im Zwischenraum (5) herrschenden Füllstands das Verschlußelement betätigt.

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

(5) befindlichen Fluid steht.

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

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

5. Filter nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Auftriebskörper (10) gleichzeitig Verschlußelement ist.

6. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Verschlußelement ein Magnetventil (13) vorgesehen ist.

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

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

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

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

11. Filter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Filtereinsatz (20) höher diegt als der erste Filtereinsatz (4).

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

13. Einheit (22) mit integriertem Filter (1; 12; 17) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und mit integriertem Entlüfter (23).