DE102014005910A1 - Filter device with hollow fibers - Google Patents

Abstract

Translated fromGerman

Eine Filtereinrichtung mit einer in einem Filtergehäuse aufgenommenen Filtereinheit weist mindestens eine zwischen zwei Pottungen eingespannte Hohlfasern mit wasserdampfdurchlässiger Wandung auf, wobei zwischen der Pottung an einer Stirnseite und dem aufnehmenden Filtergehäuse ein Strömungsspalt für einen außerhalb der Hohlfaser geführten Fluidstrom gebildet ist.A filter device with a filter unit accommodated in a filter housing has at least one hollow fiber-permeable wall clamped between two pottings, wherein a flow gap for a fluid flow guided outside the hollow fiber is formed between the potting on one end face and the accommodating filter housing.

Description

Translated fromGerman

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung bezieht sich auf eine Filtereinrichtung mit mindestens einer in einem Filtergehäuse aufgenommenen Filtereinheit, die mindestens eine zwischen zwei Pottungen eingespannte Hohlfaser mit wasserdampfdurchlässiger Wandung umfasst, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a filter device with at least one filter unit accommodated in a filter housing, which comprises at least one hollow fiber clamped between two pottings with a wall permeable to water vapor, according to the preamble of claim 1.

Stand der TechnikState of the art

Eine Hohlfaser-Filtereinrichtung ist aus derWO 2013/100677 A1 bekannt. Die Filtereinrichtung wird zur Befeuchtung eines trockenen Luftstromes eingesetzt, indem die wasserdampfdurchlässigen Hohlfasern des Filtermoduls, durch die ein trockener Luftstrom geleitet wird, in Radialrichtung von einem mit Feuchtigkeit angereicherten Luftstrom angeströmt werden. Die Hohlfasern sind Teil einer Filtereinheit, welche in ein aufnehmendes Filtergehäuse eingesetzt ist, wobei die Hohlfasern zwischen zwei stirnseitigen Pottungen eingespannt sind, an deren Außenseite Dichtringe angeordnet sind, um eine Abdichtung gegenüber der Gehäuseinnenwand des aufnehmenden Filtergehäuses zu erreichen.A hollow fiber filter device is known from WO 2013/100677 A1 known. The filter device is used to moisten a dry air stream by the water vapor permeable hollow fibers of the filter module, through which a dry air stream is passed, are flowed in the radial direction of a moisture-enriched air stream. The hollow fibers are part of a filter unit, which is inserted into a receiving filter housing, wherein the hollow fibers are clamped between two end pottings, on the outside of sealing rings are arranged to achieve a seal against the housing inner wall of the receiving filter housing.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Hohlfaser-Filtereinrichtung mit einfachen konstruktiven Maßnahmen mit einem hohen Wirkungsgrad auszubilden.The invention is based on the object to form a hollow fiber filter device with simple design measures with a high efficiency.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.This object is achieved with the features of claim 1. The dependent claims indicate expedient developments.

Die erfindungsgemäße Hohlfaser-Filtereinrichtung kann als Befeuchtungseinrichtung eingesetzt werden, um einen Gasfluidstrom mit Feuchtigkeit anzureichern. Die Filtereinrichtung wird z. B. als Befeuchtungseinrichtung für die einer Brennstoffzelle zuzuführende Luft eingesetzt.The hollow fiber filter device according to the invention can be used as moistening device to enrich a gas fluid flow with moisture. The filter device is z. B. used as a humidifier for the fuel cell to be supplied air.

Die Filtereinrichtung weist in einem Filtergehäuse mindestens eine Filtereinheit auf mit mindestens einer Hohlfaser, welche zwischen zwei stirnseitigen Pottungen eingespannt ist und eine wasserdampfdurchlässige Wandung aufweist. Durch die Hohlfaser wird ein erster Fluidstrom geleitet, außerhalb der Hohlfaser verläuft ein zweiter Fluidstrom im Filtergehäuse der Filtereinrichtung, wobei sich die beiden Fluidströme in ihrem Feuchtigkeitsgehalt unterscheiden. Durch die wasserdampfdurchlässige Wandung der Hohlfaser erfolgt ein Feuchtigkeitsaustausch vom feuchteren Fluidstrom zum trockeneren Fluidstrom. Beispielsweise wird innerhalb der Hohlfasern ein trockener Luftstrom geführt und außerhalb der Hohlfaser ein mit Feuchtigkeit angereicherter Luftstrom, so dass Wasserdampf durch die Wandung der Hohlfaser radial von außen nach innen hindurchtreten kann. Der erste und der zweite Fluidstrom verlaufen vorteilhafterweise beide in Achsrichtung, insbesondere axial gegenläufig.The filter device has in a filter housing at least one filter unit with at least one hollow fiber, which is clamped between two end pottings and has a water vapor permeable wall. A first fluid stream is passed through the hollow fiber, outside the hollow fiber a second fluid stream runs in the filter housing of the filter device, wherein the two fluid streams differ in their moisture content. Through the moisture vapor permeable wall of the hollow fiber, a moisture exchange is carried out from the moister fluid flow to the drier fluid flow. For example, a dry air stream is guided inside the hollow fibers and a moisture-enriched air flow outside the hollow fiber, so that water vapor can pass through the wall of the hollow fiber radially from outside to inside. The first and the second fluid flow advantageously both run in the axial direction, in particular axially in opposite directions.

Erfindungsgemäß ist zwischen der Pottung an einer Stirnseite der Filtereinheit und dem aufnehmenden Filtergehäuse ein Strömungsspalt gebildet, durch den der außerhalb der Hohlfaser geführte, zweite Fluidstrom geleitet wird. Der Strömungsspalt wird vorzugsweise für die Ableitung des außerhalb der Hohlfaser geführten Fluidstroms genutzt; grundsätzlich kommt aber auch eine Strömungsrichtung in Gegenrichtung in Betracht, so dass der außerhalb der Hohlfaser geführte Fluidstrom über den Strömungsspalt in das Innere des Filtergehäuse geleitet wird. In jedem Fall ist über den Strömungsspalt eine axiale Strömungsführung ohne Strömungsumlenkung möglich, was die Verweildauer des zweiten Fluidstroms in unmittelbarer Nachbarschaft zur Wandung der Hohlfaser verlängert und den Feuchtigkeitsaustausch zwischen dem ersten und dem zweiten Fluidstrom innerhalb bzw. außerhalb der Hohlfaser verbessert. Insgesamt kann auf diese Weise der Wirkungsgrad des Feuchtigkeitsaustausches verbessert werden.According to the invention, a flow gap is formed between the potting on an end face of the filter unit and the receiving filter housing, through which the second fluid flow guided outside the hollow fiber is passed. The flow gap is preferably used for the derivation of the fluid flow conducted outside the hollow fiber; In principle, however, a flow direction in the opposite direction into consideration, so that the outside of the hollow fiber guided fluid flow is passed over the flow gap in the interior of the filter housing. In any case, an axial flow guide without flow deflection is possible over the flow gap, which extends the residence time of the second fluid flow in the immediate vicinity of the wall of the hollow fiber and improves the moisture exchange between the first and the second fluid flow inside or outside the hollow fiber. Overall, the efficiency of the moisture exchange can be improved in this way.

Gemäß einer zweckmäßigen Ausführung sind die Pottungen an den gegenüberliegenden Stirnseiten unterschiedlich groß ausgebildet. Der Strömungsspalt befindet sich in diesem Fall zwischen der kleineren Pottung und der Innenseite des Filtergehäuses bzw. einem gehäuseseitigen Bauteil. Um die Größendifferenz zwischen den Pottungen zu überbrücken, verläuft die in den Pottungen eingespannte Hohlfaser bezogen auf die Längsachse der Filtereinrichtung und des Filtergehäuses unter einem kleinen Winkel, der vorzugsweise kleiner als 10° beträgt, insbesondere maximal 5°, wobei ggf. der Winkel zwischen der Längsachse der Hohlfaser und der Längsachse der Filtereinrichtung bzw. des Filtergehäuses nur maximal 1° oder 2° betragen kann. Der Strömungsspalt kann ggf. umlaufend ausgeführt sein und die Pottung annähernd oder vollständig ringförmig umgreifen, wodurch über den Umfang eine gleichmäßige Strömung des außerhalb der Hohlfaser geführten Stroms gewährleistet ist. Es kann ggf. aber auch ausreichend sein, den Strömungsspalt nicht umlaufend auszuführen, sondern lediglich über ein Winkelsegment entlang der Umfangsseite der Pottung.According to an expedient embodiment, the pottings are formed differently large at the opposite end faces. The flow gap is in this case between the smaller Pottung and the inside of the filter housing or a housing-side component. In order to bridge the size difference between the pottings, the hollow fiber clamped in the pottings runs at a small angle relative to the longitudinal axis of the filter device and the filter housing, which is preferably less than 10 °, in particular not more than 5 °, where appropriate the angle between the pebbles Longitudinal axis of the hollow fiber and the longitudinal axis of the filter device or the filter housing can be only a maximum of 1 ° or 2 °. If necessary, the flow gap can be circumferential and surround the potting approximately or completely annularly, whereby a uniform flow of the current conducted outside the hollow fiber is ensured over the circumference. However, it may also be sufficient to not execute the flow gap circumferentially, but only over an angular segment along the peripheral side of the potting.

Gemäß bevorzugter Ausführung sind zwischen den beiden axial gegenüberliegenden Pottungen jeweils eine Mehrzahl von Hohlfasern eingespannt, die bei unterschiedlich großen Gesamtflächen der Pottungen winklig in der Filtereinrichtung verlaufen, so dass zwischen zwei Pottungen ein Hohlfaserbündel angeordnet ist. Des Weiteren kann es zweckmäßig sein, in der Filtereinheit an jeder Stirnseite mehrere, nebeneinander liegende Pottungen vorzusehen, wobei jeder Pottung eine axial gegenüberliegende Pottung zugeordnet ist und zwischen diesen axial beabstandeten Pottungen jeweils eine oder mehrere Hohlfasern eingespannt sind. Auf diese Weise erhält man eine Filtereinheit mit einer Mehrzahl von Pottungen pro Stirnseite. Die Gesamtquerschnittsfläche, bezogen auf die Summe sämtlicher Pottungen pro Stirnseite, ist an den beiden axial gegenüberliegenden Stirnseiten unterschiedlich groß. Der Strömungsspalt befindet sich an derjenigen Stirnseite, bei der die Gesamtquerschnittsfläche der Pottungen kleiner ist.According to a preferred embodiment, in each case a plurality of hollow fibers are clamped between the two axially opposite pottings, which run at an angle in the filter device at different sized total areas of the potties, so that a hollow fiber bundle is arranged between two pottings. Furthermore It may be expedient to provide in the filter unit at each end face a plurality of adjacent potties, each Pottung is associated with an axially opposite Pottung and between these axially spaced Pottungen one or more hollow fibers are clamped. In this way, one obtains a filter unit with a plurality of potties per end face. The total cross-sectional area, based on the sum of all pottings per end face, is different in size at the two axially opposite end faces. The flow gap is located at that end face in which the total cross-sectional area of the pottings is smaller.

Innerhalb jeder Stirnseite liegen die Pottungen zweckmäßigerweise strömungsdicht aneinander, um Fehlströme zu verhindern. Hierbei kann es zweckmäßig sein, die Pottungen in einen Halterahmen mit einem den Pottungen entsprechenden Raster einzusetzen, wobei der Halterahmen im Filtergehäuse aufgenommen ist. An der Stirnseite mit der kleineren Gesamtquerschnittsfläche liegt der Strömungsspalt an der Außenseite des Halterahmens und der Innenseite des aufnehmenden Filtergehäuses.Within each end face, the pottings are expediently flow-tight against each other in order to prevent faulty currents. It may be expedient to use the potties in a holding frame with a grid corresponding to the pottings, wherein the holding frame is received in the filter housing. At the end face with the smaller total cross-sectional area of the flow gap is located on the outside of the holding frame and the inside of the female filter housing.

Gemäß eines weiteren Aspektes der Erfindung weist die Filtereinrichtung mindestens eine Filtereinheit in einem Filtergehäuse auf, wobei die Filtereinheit mindestens eine zwischen zwei Pottungen eingespannte Hohlfaser, vorzugsweise mehrere Hohlfasern zwischen zwei Pottungen aufweist und die Hohlfaser wasserdampfdurchlässig ausgebildet ist. Gegebenenfalls kann die Filtereinheit pro Stirnseite mehrere Pottungen aufweisen, in denen jeweils eine oder mehrere Hohlfasern eingespannt sind. Die Pottungen können an jeder Stirnseite in einem Halterahmen mit Rasterung aufgenommen sein. In mindestens eine Pottung an einer Stirnseite ist ein Strömungsrohr eingebracht, über das der Fluidstrom geführt wird, welcher außerhalb der Hohlfaser verläuft. Das Strömungsrohr befindet sich daher außerhalb der in der Pottung aufgenommenen Hohlfaser.According to a further aspect of the invention, the filter device has at least one filter unit in a filter housing, wherein the filter unit has at least one hollow fiber clamped between two pottings, preferably a plurality of hollow fibers between two pottings, and the hollow fiber is permeable to water vapor. If appropriate, the filter unit can have several pottings per end face, in each of which one or more hollow fibers are clamped. The Pottungen can be added to each end face in a holding frame with screening. In at least one Pottung on one end face, a flow tube is introduced, via which the fluid flow is guided, which extends outside of the hollow fiber. The flow tube is therefore outside of the recorded in the potting hollow fiber.

Diese Ausführung hat den Vorteil, dass durch die Integration des Strömungsrohrs in die Pottung bei einer klein bauenden Ausführung in diesem Abschnitt eine axiale Strömungsführung des außerhalb der Hohlfaser geführten Fluidstroms gegeben ist.This embodiment has the advantage that due to the integration of the flow tube into the potting in the case of a small-sized design, an axial flow guidance of the fluid flow conducted outside the hollow fiber is provided in this section.

Zweckmäßigerweise befindet sich die Pottung mit dem Strömungsrohr auf der axial gegenüberliegenden Seite zu der Pottung mit außenseitigem Strömungsspalt. Die Pottung mit dem außenseitigen Strömungsspalt besitzt kein integriertes Strömungsrohr. Sofern pro Stirnseite mehrere Pottungen vorgesehen sind, kann an einer Stirnseite in jede einzelne Pottung jeweils ein Strömungsrohr integriert sein. An der axial gegenüberliegenden Seite befinden sich dagegen keine in die Pottungen integrierten Strömungsrohre.Expediently, the potting with the flow tube is located on the axially opposite side to the potting with outside flow gap. The potting with the outside flow gap has no integrated flow tube. If several pottings are provided per end face, in each case one flow pipe can be integrated on one end face into each individual potting. On the axially opposite side, on the other hand, there are no flow pipes integrated into the pottings.

Die Kombination von integriertem Strömungsrohr in eine Pottung im Bereich einer Stirnseite und umlaufendem Strömungsspalt im Bereich der axial gegenüberliegenden Stirnseite hat den Vorteil, dass der außerhalb der Hohlfaser verlaufende Fluidstrom über die gesamte axiale Länge der Hohlfaser zumindest annähernd parallel zu dieser verläuft.The combination of integrated flow tube into a potting in the region of an end face and circumferential flow gap in the region of the axially opposite end face has the advantage that the fluid flow running outside the hollow fiber runs at least approximately parallel to it over the entire axial length of the hollow fiber.

Das in die Pottung integrierte Strömungsrohr kann sich über die gesamte axiale Länge der Pottung erstrecken. Gegebenenfalls ragt das Strömungsrohr auf der Hohlfaserseite axial über die Pottung hinaus, wobei in die Wandung des herausragenden Abschnittes Strömungsöffnungen eingebracht sein können, über die eine zusätzliche An- oder Abströmung des Fluids möglich ist.The flow tube integrated into the potting can extend over the entire axial length of the potting. Optionally, the flow tube protrudes on the hollow fiber side axially beyond the Pottung, wherein in the wall of the protruding portion flow openings can be introduced, via which an additional arrival or outflow of the fluid is possible.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung ragt das Strömungsrohr auf der der Hohlfaser abgewandten Seite über die Pottung hinaus. Gemäß noch einer weiteren Ausführung endet das Strömungsrohr auf der Hohlfaserseite an der axialen Stirnseite der Pottung.According to a further advantageous embodiment, the flow tube projects beyond the potting on the side facing away from the hollow fiber. According to yet another embodiment, the flow tube ends on the hollow fiber side at the axial end face of the potting.

Gemäß noch einer weiteren vorteilhaften Ausführung ist das Strömungsrohr zentrisch in die Pottung eingebracht. Dies hat insbesondere im Falle eines Hohlfaserbündels pro Pottung den Vorteil, dass der Fluidstrom innerhalb des Hohlfaserbündels geführt wird und somit alle Hohlfasern dieses Bündels in zumindest annähernd gleicher Weise von dem Fluidstrom angeströmt werden.According to yet another advantageous embodiment, the flow tube is inserted centrally into the potting. This has the advantage, in particular in the case of a hollow fiber bundle per potting, that the fluid flow is guided within the hollow fiber bundle and thus all the hollow fibers of this bundle are flowed through in at least approximately the same way by the fluid flow.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:Further advantages and expedient embodiments can be taken from the further claims, the description of the figures and the drawings. Show it:

1 im Längsschnitt eine Filtereinrichtung, die zur Befeuchtung eines Luftstroms eingesetzt werden kann, mit einer Filtereinheit, welche zwischen stirnseitigen Pottungen eingespannte Hohlfasern mit wasserdampfdurchlässigen Wandungen umfasst, 1 in longitudinal section a filter device which can be used for humidifying an air flow, with a filter unit which comprises hollow fibers clamped between frontal pottings and walls permeable to water vapor,

2 die Filtereinheit mit zwei axial gegenüberliegenden, stirnseitigen Pottungen, zwischen denen jeweils mehrere Hohlfasern verlaufen, mit einem in eine Pottung integrierten Strömungsrohr, 2 the filter unit with two axially opposite, end-side pottings, between which each run a plurality of hollow fibers, with a flow tube integrated into a potting,

3 eine stirnseitige Ansicht der Pottungen an der axialen Stirnseite mit integrierten Strömungsrohren, 3 an end view of the pottings on the axial end face with integrated flow tubes,

4 eine stirnseitige Ansicht der Pottungen ohne Strömungsrohr, jedoch mit einem umlaufenden Strömungsspalt. 4 an end view of pottings without flow tube, but with a circumferential flow gap.

In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, the same components are provided with the same reference numerals.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

Die in den Figuren dargestellte Filtereinrichtung1 kann als Befeuchtungseinrichtung eingesetzt werden, um einen trockenen Luftstrom im Gegenstromverfahren mit Feuchtigkeit anzureichern. Die Filtereinrichtung1 weist, wie1 zu entnehmen, ein Filtergehäuse2 auf, in welchem eine Filtereinheit3 aufgenommen ist. Die Filtereinheit3 umfasst eine Vielzahl von Hohlfasern4, die sich axial zwischen Pottungen5,6 erstrecken und in den Pottungen5,6 fest aufgenommen sind. Die Hohlfasern4 bestehen beispielsweise aus einem organischen und/oder anorganischen Material und weisen eine wasserdampfdurchlässige Wandung auf. In1 ist aus Gründen der vereinfachten Darstellung nur eine einzelne durchgehende Hohlfaser4 zwischen Pottungen5 und6 dargestellt; tatsächlich verlaufen, wie in2 gezeigt, zwischen den Pottungen5,6 eine Vielzahl derartiger Hohlfasern.The filter device shown in the figures 1 can be used as a humidifier to enrich a dry air flow in countercurrent process with moisture. The filter device 1 shows how 1 to remove afilter housing 2 in which afilter unit 3 is included. Thefilter unit 3 includes a variety ofhollow fibers 4 extending axially betweenpottings 5 . 6 extend and in thepottings 5 . 6 are firmly recorded. Thehollow fibers 4 consist for example of an organic and / or inorganic material and have a water vapor permeable wall. In 1 is for simplicity's sake only a single continuoushollow fiber 4 betweenpottings 5 and 6 shown; actually run, as in 2 shown between thepottings 5 . 6 a plurality of such hollow fibers.

Innerhalb der Hohlfasern4 verläuft ein erster Fluidstrom7, bei dem es sich vorzugsweise um einen Luftstrom mit geringem Feuchtigkeitsgehalt handelt. Axial gegenläufig wird ein zweiter Fluidstrom8 durch das Filtergehäuse2 in der Filtereinrichtung1 geführt, bei dem es sich vorzugsweise um einen Luftstrom mit hohem Feuchtigkeitsgehalt handelt; der zweite Fluidstrom2 verläuft außerhalb der Hohlfasern4. Auf Grund der Wasserdampfdurchlässigkeit der Wandung der Hohlfasern4 ist ein Übertritt von Wasserteilchen radial durch die Hohlfaserwandung möglich, wodurch der erste Fluidstrom7 innerhalb der Hohlfaser mit Feuchtigkeit angereichert wird.Within thehollow fibers 4 runs a first fluid flow 7 , which is preferably a low moisture air stream. Axially counter-rotating becomes a second fluid flow 8th through thefilter housing 2 in the filter device 1 guided, which is preferably a high-moisture air flow; the secondfluid stream 2 runs outside of thehollow fibers 4 , Due to the water vapor permeability of the wall of thehollow fibers 4 is a transfer of water particles radially through the hollow fiber wall possible, whereby the first fluid flow 7 is enriched with moisture within the hollow fiber.

Pro axialer Stirnseite umfasst die Filtereinheit3, wie1 in Verbindung mit3 und4 zu entnehmen, mehrere Pottungen5 bzw.6, die nebeneinander liegend angeordnet sind und jeweils eine Mehrzahl von Hohlfasern4 aufnehmen. In2 ist ein Hohlfaserbündel mit mehreren Hohlfasern4 dargestellt, die jeweils zwischen zwei einzelnen, axial gegenüberliegenden Pottungen5 bzw.6 verlaufen und in den Pottungen fest eingespannt sind. Die einzelnen Pottungen5 und6 sind in einem Halterahmen9 (3,4) aufgenommen, der mit einer Rasterung mit Längs- und Querstreben versehen ist und pro Pottung5 bzw.6 eine rechteckförmige Rasteraufnahme bietet. Die verschiedenen Pottungen5 und6 sind im Halterahmen strömungsdicht aufgenommen, so dass Fehlströme an der Randseite jeder Pottung vermieden werden.Per axial end face comprises thefilter unit 3 , as 1 combined with 3 and 4 to takeseveral pottings 5 respectively. 6 which are arranged side by side and each having a plurality ofhollow fibers 4 take up. In 2 is a hollow fiber bundle with severalhollow fibers 4 shown, in each case between two individual, axially oppositePottungen 5 respectively. 6 run and are firmly clamped in the pottings. Theindividual pottings 5 and 6 are in a holding frame 9 ( 3 . 4 ), which is provided with a grid with longitudinal and transverse struts and perPottung 5 respectively. 6 a rectangular raster image provides. Thedifferent pottings 5 and 6 are fluid-tightly received in the holding frame, so that erroneous currents are avoided on the edge side of each Pottung.

Im Bereich einer ersten axialen Stirnseite ist in jede Pottung5 jeweils ein Strömungsrohr10 integriert, über das der zweite, mit Feuchtigkeit angereicherte Luftstrom in das Innere der Filtereinrichtung1 geleitet wird, welcher außerhalb der Hohlfasern axial entlang strömt. Das Strömungsrohr10 ist zentrisch in jede Pottung5 integriert, die Hohlfasern4 verlaufen außerhalb des Strömungsrohres10. Das Strömungsrohr10 weist eine größere axiale Länge als die Pottung5 auf und überragt die Pottung5 axial an ihren beiden Stirnflächen. Die Wandung des axial auf der Hohlfaserseite überragenden Abschnittes des Strömungsrohres10 kann Strömungsöffnungen aufweisen, über die der einströmende, feuchte Luftstrom zusätzlich im Inneren der Filtereinheit3 verteilt wird.In the area of a first axial end face is in eachPottung 5 one flow tube each 10 integrated, via which the second, moisture-enriched air flow into the interior of the filter device 1 is passed, which flows axially along the outside of the hollow fibers. Theflow tube 10 is centric in everypotting 5 integrated, thehollow fibers 4 run outside of theflow tube 10 , Theflow tube 10 has a greater axial length than thepotting 5 up and beyond thepotting 5 axially at its two end faces. The wall of the axially projecting on the hollow fiber side portion of theflow tube 10 may have flow openings, via which the inflowing, moist air flow additionally in the interior of thefilter unit 3 is distributed.

Die Strömungsrohre10 sind in jede einzelne Pottung5 im Bereich einer Stirnseite der Filtereinheit3 eingebracht. Die axial gegenüberliegenden Pottungen6 weisen dagegen kein derartiges Strömungsrohr auf. Die Pottungen6 ohne Strömungsrohr sind im Vergleich mit den Pottungen5 mit Strömungsrohr kleiner ausgebildet und besitzen entsprechend eine kleinere Querschnittsfläche, so dass auch die Gesamtquerschnittsfläche, gebildet aus der Summe aller Pottungen pro Stirnseite, im Bereich der Pottungen6 kleiner ist als im Bereich der Pottungen5. Dies führt zu einem umlaufenden Strömungsspalt11 zwischen der Außenseite der Pottungen6 und der Innenwand des aufnehmenden Filtergehäuses2, wobei über den Strömungsspalt11 der zweite Fluidstrom8, welcher außerhalb der Hohlfasern4 verläuft, aus dem Innern der Filtereinrichtung1 abgeleitet wird. Diese Ausführung hat gemeinsam mit der Zufuhr des zweiten Fluidstroms8 über die Strömungsrohre10 den Vorteil, dass der zweite, mit Feuchtigkeit beladene Fluidstrom8 über die gesamte freie axiale Länge der Hohlfasern4 entlang strömt, was eine effiziente Abgabe von Wasserdampf durch die Hohlfaserwandung und damit eine gute Feuchtigkeitsanreicherung des ersten Fluidstroms7 innerhalb der Hohlfasern gewährleistet.Theflow tubes 10 are in everysingle potting 5 in the area of one end face of thefilter unit 3 brought in. The axially oppositepottings 6 on the other hand have no such flow tube. Thepottings 6 without flow tube are compared with thepottings 5 formed smaller with flow tube and have correspondingly a smaller cross-sectional area, so that the total cross-sectional area, formed from the sum of all Pottungen per face, in the field ofPottungen 6 smaller than in the field ofpottings 5 , This leads to acircumferential flow gap 11 between the outside of thepottings 6 and the inner wall of the receivingfilter housing 2 , being over theflow gap 11 the second fluid stream 8th which is outside thehollow fibers 4 runs, from the interior of the filter device 1 is derived. This embodiment has in common with the supply of the second fluid stream 8th over theflow tubes 10 the advantage that the second, with moisture laden fluid flow 8th over the entire free axial length of thehollow fibers 4 along, resulting in efficient delivery of water vapor through the hollow fiber wall and thus good moisture accumulation of the first fluid stream 7 ensured within the hollow fibers.

Wie1 zu entnehmen, ist der Strömungsspalt11 umlaufend ausgebildet. Die Pottungen6 sind in einem Befestigungsteil12 gehalten, das an der Stirnseite des Filtergehäuses2 abgestützt ist.As 1 is theflow gap 11 formed circumferentially. Thepottings 6 are in a mountingpart 12 held at the front of thefilter housing 2 is supported.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

• WO 2013/100677 A1[0002]WO 2013/100677 A1[0002]

Claims (13)

Translated fromGerman

Filtereinrichtung mit mindestens einer in einem Filtergehäuse (2) aufgenommenen Filtereinheit (3), die mindestens eine zwischen zwei Pottungen (5,6) eingespannte Hohlfaser (4) mit wasserdampfdurchlässiger Wandung umfasst, wobei ein erster Fluidstrom (7) innerhalb der Hohlfaser (4) und ein zweiter Fluidstrom (8) außerhalb der Hohlfaser (4) geführt ist,dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Pottung (6) an einer Stirnseite und dem aufnehmenden Filtergehäuse (2) ein Strömungsspalt (11) für den außerhalb der Hohlfaser (4) geführten Fluidstrom (8) gebildet ist.Filter device with at least one in a filter housing ( 2 ) recorded filter unit ( 3 ) containing at least one between two pots ( 5 . 6 ) clamped hollow fiber ( 4 ) with water vapor permeable wall, wherein a first fluid flow ( 7 ) within the hollow fiber ( 4 ) and a second fluid stream ( 8th ) outside the hollow fiber ( 4 ),characterized in that between the potting ( 6 ) on one end face and the receiving filter housing ( 2 ) a flow gap ( 11 ) for the outside of the hollow fiber ( 4 ) guided fluid flow ( 8th ) is formed.Filtereinrichtung nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, dass die Pottungen (5,6) an den gegenüberliegenden Stirnseiten unterschiedlich groß ausgebildet sind, wobei zwischen der kleineren Pottung (6) und dem aufnehmenden Filtergehäuse (2) der Strömungsspalt (11) für den außerhalb der Hohlfaser (4) geführten Fluidstrom (8) gebildet ist.Filter device according to claim 1,characterized in that the pottings ( 5 . 6 ) are formed differently sized at the opposite end faces, wherein between the smaller potting ( 6 ) and the receiving filter housing ( 2 ) the flow gap ( 11 ) for the outside of the hollow fiber ( 4 ) guided fluid flow ( 8th ) is formed.Filtereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2,dadurch gekennzeichnet, dass in der Filtereinheit (3) an den beiden gegenüberliegenden Stirnseiten jeweils mehrere nebeneinander liegende Pottungen (5,6) angeordnet sind, die jeweils mindestens eine Hohlfaser (4) aufnehmen, wobei die Gesamtquerschnittsfläche der Pottungen (5,6) an den gegenüberliegenden Stirnseiten unterschiedlich groß ist.Filter device according to claim 1 or 2,characterized in that in the filter unit ( 3 ) at the two opposite end faces in each case a plurality of juxtaposed Pottungen ( 5 . 6 ) are arranged, each having at least one hollow fiber ( 4 ), whereby the total cross-sectional area of the pottings ( 5 . 6 ) is different in size at the opposite end faces.Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,dadurch gekennzeichnet, dass jede Pottung (5,6) mehrere Hohlfasern (4) aufnimmt.Filter device according to one of claims 1 to 3,characterized in that each potting ( 5 . 6 ) a plurality of hollow fibers ( 4 ).Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungsspalt (11) umlaufend ausgeführt ist.Filter device according to one of claims 1 to 4,characterized in that the flow gap ( 11 ) is executed circumferentially.Filtereinrichtung, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit mindestens einer in einem Filtergehäuse (2) aufgenommenen Filtereinheit (3), die mindestens eine zwischen zwei Pottungen (5,6) eingespannte Hohlfaser (4) mit wasserdampfdurchlässiger Wandung umfasst, wobei ein erster Fluidstrom (7) innerhalb der Hohlfaser (4) und ein zweiter Fluidstrom (8) außerhalb der Hohlfaser (4) geführt ist,dadurch gekennzeichnet, dass in die Pottung (5) an einer Stirnseite ein Strömungsrohr (10) eingebracht ist, das außerhalb der mindestens einen in der Pottung (5) aufgenommenen Hohlfaser (4) angeordnet ist.Filter device, in particular according to one of claims 1 to 5, with at least one in a filter housing ( 2 ) recorded filter unit ( 3 ) containing at least one between two pots ( 5 . 6 ) clamped hollow fiber ( 4 ) with water vapor permeable wall, wherein a first fluid flow ( 7 ) within the hollow fiber ( 4 ) and a second fluid stream ( 8th ) outside the hollow fiber ( 4 ),characterized in that in the potting ( 5 ) at one end face a flow tube ( 10 ) outside the at least one in the potting ( 5 ) received hollow fiber ( 4 ) is arranged.Filtereinrichtung nach Anspruch 6,dadurch gekennzeichnet, dass an den beiden gegenüberliegenden Stirnseiten jeweils mehrere nebeneinander liegende Pottungen (5,6) angeordnet sind, die jeweils mindestens eine Hohlfaser (4) mit wasserdampfdurchlässiger Wandung aufnehmen, wobei in sämtliche Pottungen (5) an einer gemeinsamen Stirnseite jeweils ein Strömungsrohr (10) eingebracht ist.Filter device according to claim 6,characterized in that at the two opposite end faces in each case a plurality of juxtaposed Pottungen ( 5 . 6 ) are arranged, each having at least one hollow fiber ( 4 ) with water-vapor-permeable wall, in all pottings ( 5 ) at a common end face in each case a flow tube ( 10 ) is introduced.Filtereinrichtung nach Anspruch 7,dadurch gekennzeichnet, dass das Strömungsrohr (10) sich über die axiale Länge der Pottung (5) erstreckt.Filter device according to claim 7,characterized in that the flow tube ( 10 ) over the axial length of the potting ( 5 ).Filtereinrichtung nach Anspruch 7,dadurch gekennzeichnet, dass das Strömungsrohr (10) auf der Hohlfaserseite axial über die Pottung (5) hinausragt.Filter device according to claim 7,characterized in that the flow tube ( 10 ) on the hollow fiber side axially over the potting ( 5 protrudes).Filtereinrichtung nach Anspruch 9,dadurch gekennzeichnet, dass in die Wandung des axial auf der Hohlfaserseite über die Pottung (5) hinausragenden Abschnitts des Strömungsrohrs (10) Strömungsöffnungen eingebracht sind.Filter device according to claim 9,characterized in that in the wall of the axially on the hollow fiber side on the Pottung ( 5 ) protruding portion of the flow tube ( 10 ) Flow openings are introduced.Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10,dadurch gekennzeichnet, dass das Strömungsrohr (10) zentrisch in die Pottung (5) eingebracht ist.Filter device according to one of claims 6 to 10,characterized in that the flow tube ( 10 ) centrically into the potting ( 5 ) is introduced.Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11,dadurch gekennzeichnet, dass nur in Pottungen (5) an einer Stirnseite Strömungsrohre (10) eingebracht sind.Filter device according to one of claims 6 to 11,characterized in that only in pottings ( 5 ) at a front side flow tubes ( 10 ) are introduced.Filtereinrichtung nach Anspruch 2 und einem der Ansprüche 6 bis 12,dadurch gekennzeichnet, dass in die größere Pottung (5) ein Strömungsrohr (10) eingebracht ist, das außerhalb der mindestens einen in der Pottung (5) aufgenommenen Hohlfaser (4) angeordnet ist.Filter device according to claim 2 and one of claims 6 to 12,characterized in that in the larger potting ( 5 ) a flow tube ( 10 ) outside the at least one in the potting ( 5 ) received hollow fiber ( 4 ) is arranged.

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