專利名稱：流體過濾器和過濾器系統(tǒng)的制作方法
流體過濾器和過濾器系統(tǒng)
背景技術：
本發(fā)明涉及一種特別是用于過濾水的流體過濾器，以及具有流體過濾器和流體的過濾器系統(tǒng)。現(xiàn)有技術以不同的方案公開了流體過濾器。最近特別是在飲用水制備方面越來越多地使用薄膜法，其中特別是使用聚合物基的薄膜。然而，這種類型的聚合物薄膜有如下缺點，即該聚合物薄膜具有較低的牢固性。這導致在制備飲用水時需要更為頻繁地檢修薄膜模件。此外，為了保持飲用水預定的質(zhì)量還必須定期用腐蝕性的化學試劑清潔這些薄膜。然而這種做法會腐蝕薄膜并且降低了薄膜的使用壽命。為了進行清潔，經(jīng)常使用酸、堿液或者氯基的氧化清潔劑。在此，操作人員探求大量的知識，以便例如不超過最大允許的氯濃度。發(fā)明公開內(nèi)容
與此相反，具有權利要求1的特征的根據(jù)本發(fā)明的流體過濾器的優(yōu)點是，該流體過濾器以非常結實和具有抵抗力的方式構成，并且特別適合于過濾水。在此，能以成本非常有利的方式制備根據(jù)本發(fā)明的流體過濾器。其中，根據(jù)本發(fā)明的過濾器包括多個入流通道和多個出流通道，該入流通道和出流通道通過在入流通道和出流通道之間的過濾壁分開。在此， 入流通道和出流通道彼此平行設置，并且過濾壁具有多個孔隙。入流通道通過該孔隙與出流通道連接。其中，所有入流通道的橫截面積大于所有出流通道的橫截面積。在此根據(jù)本發(fā)明，入流通道或者出流通道的橫截面積應理解為這樣的面積，即，該面積以垂直于通道的流動方向的方式求得。此外，根據(jù)本發(fā)明，借助水銀孔隙計(Quecksilber Porosimetrie)求得的過濾壁的孔隙直徑的值是平均值d5(l，其中，直徑的平均值d5(l在0. 01 μ m到0. 5 μ m之間、優(yōu)選在0. 03 μ m到0. 2 μ m之間、特別優(yōu)選在0. 05 μ m到0. 15 μ m之間。通過使用水銀孔隙計，例如根據(jù)DIN66133，借助一種標準測量方法可求出孔隙直徑或者孔隙直徑分布的值。為了描述在燒結結構中出現(xiàn)的復合的孔隙網(wǎng)絡，通常以具有相應于d5(l值的直徑的柱形模型孔隙為依據(jù)。因為通常在上述數(shù)量級的孔隙中很難根據(jù)試驗求出比率的內(nèi)表面(spezifische innere Oberflkhe)，所以能在使用上述模型方法的情況下用柱形孔隙近似地計算出該比率的內(nèi)表面。在此，在采用柱形孔隙的情況下，孔隙結構的內(nèi)表面和借助標準測量方法水銀孔隙計求得的平均孔隙直徑成反比例。從屬權利要求給出本發(fā)明的優(yōu)選的改進方案。根據(jù)本發(fā)明，基于過濾任務的要求，使用以如下方式與該要求相適配的過濾介質(zhì)， 從而在運行時出現(xiàn)盡可能少的壓力損失。為此以特別的彼此協(xié)調(diào)的方式考慮在過濾介質(zhì)方面的主要影響參數(shù)(特別是過濾材料的孔隙尺寸、孔隙率和壁厚)以及在待過濾的流體的流體方面的主要影響參數(shù)(特別是單位面積的流體體積流量(流量(Flux)以及流體粘度和密度)。過濾材料的特征主要通過內(nèi)表面來表征，該內(nèi)表面可通過孔隙尺寸、孔隙率以及壁厚的函數(shù)(Fimktion)表示。其中的前提是，孔隙要足夠的小，以分離應予分開的物質(zhì)，并且在壓力損失方面、而不是分離特性方面考慮其效果。
因此，根據(jù)本發(fā)明流體過濾器優(yōu)選以如下方式表征，S卩，通過過濾壁以如下方式定義通流阻力
權利要求
1.流體過濾器，特別是用于過濾水，包括 -多個入流通道(2)，-多個出流通道(3)，以及-過濾壁(4 )，所述過濾壁將所述入流通道(2 )和所述出流通道(3 )分開， -其中，所述入流通道(2 )和所述出流通道(3 )平行地設置，-其中，所述過濾壁(4 )具有多個孔隙，通過所述孔隙使所述入流通道(2 )和出流通道 (3)連接，-其中，所有入流通道(2)的橫截面積大于所有出流通道(3)的橫截面積， -所述過濾壁(4)的孔隙的直徑的借助水銀孔隙計求出的數(shù)值是一種平均值d5(l，所述平均值d5Q在0. 01 μ m到0. 5 μ m之間、優(yōu)選地在0. 03 μ m到0. 2 μ m之間、進一步優(yōu)選地在 0. 05 μ m至Ij 1. 5 μ m之間、最優(yōu)選地在0. 05 μ m禾口 0. Iym之間。
2.按照權利要求1所述的流體過濾器，其特征在于，如果流量范圍在200l/(hm2)-600 1/ (hm2)、溫度范圍在0°C到60°C之間，并且比例系數(shù)k=l時，通過過濾壁的通流阻力滿足下述不等式其中，
3.按照前述權利要求的任一項所述的流體過濾器，其特征在于，所有的入流通道(2) 分別具有相同的幾何形狀，和/或所有的出流通道(3)分別具有相同的幾何形狀。
4.按照前述權利要求的任一項所述的流體過濾器，其特征在于，所述入流通道(2)和/ 或所述出流通道(3)分別設計成為六角形。
5.按照權利要求4所述的流體過濾器，其特征在于，所述入流通道(2)和/或所述出流通道(3)設計成等邊六角形。
6.按照前述權利要求的任一項所述的流體過濾器，其特征在于，所述過濾壁(4)的孔隙率為30%至70%、優(yōu)選40%至50%。
7.按照前述權利要求的任一項所述的流體過濾器，其特征在于，所述過濾壁(4)具有基壁(6 )和外層(5 )，其中，所述外層(5 )設置在所述過濾壁的朝向入流通道(2 )的一側，并且其中，所述外層(5)的孔隙的尺寸比基壁(6)的孔隙的尺寸要小。
8.按照權利要求7所述的流體過濾器，其特征在于，所述外層(5)的厚度在10μ m到 200 μ m之間、優(yōu)選在20到80 μ m之間。
9.按照前述權利要求的任一項所述的流體過濾器，其特征在于，在所述外層(5)和所述基壁(6)之間設置至少另一中間層，所述中間層的孔隙尺寸在所述外層的孔隙尺寸和基壁(6)的孔隙尺寸之間。
10.按照前述權利要求的任一項所述的流體過濾器，其特征在于，所述過濾壁(4)的朝向所述入流通道(2)的表面附加地具有帶有用于提高親水性的材料的涂層，例如帶有硅烷的涂層，和/或殺菌的涂層，和/或用于確定表面負荷的涂層。
11.按照權利要求2至6的任一項所述的流體過濾器，其特征在于，當過濾壁沒有涂層、 且流量恒定為200 1/ (hm2)、溫度范圍在0°C和40°C之間、以及比例系數(shù)k=l時，通流阻力 m滿足下述不等式
12.按照權利要求8至11的任一項所述的流體過濾器，其特征在于，當所述過濾壁具有功能性薄膜涂層、且流量恒定為200 1/ (hm2)、溫度范圍在0°C和40°C之間、以及比例系數(shù) k=l時、并且在使用孔隙最精細的層的幾何特性的情況下，通流阻力m滿足下述不等式
13.按照前述權利要求的任一項所述的流體過濾器，其特征在于，所述過濾壁(4)由陶瓷材料制成，并且特別是包括A1203、ZrO2, SiC、莫來石、SiO2, TiO2、硅酸鹽、或者所述材料的任意組合。
14.一種過濾器系統(tǒng)，所述過濾器系統(tǒng)包括待過濾的流體、特別是水，和按照前述權利要求的任一項所述的流體過濾器，其中，待過濾的流體流過流體過濾器以進行過濾。
15.按照權利要求15所述的過濾器系統(tǒng)，其特征在于，所述過濾器系統(tǒng)設計成產(chǎn)生飲用水。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種流體過濾器，特別是用于過濾水的過濾器，所述流體過濾器包括多個入流通道(2)、多個出流通道(3)以及過濾壁(4)，所述過濾壁將入流通道(2)和出流通道(3)分開，其中，所述入流通道(2)和所述出流通道(3)平行設置，其中，所述過濾壁(4)具有多個孔隙，通過所述孔隙使入流通道(2)和出流通道(3)連接，其中，所有入流通道(2)的橫截面積大于所有出流通道(3)的橫截面積，并且借助水銀孔隙計求出的過濾壁(4)的孔隙直徑的數(shù)值是平均值d50，所述平均值在0.01μm到0.5μm之間，優(yōu)選在0.03μm到0.2μm之間，進一步優(yōu)選在0.05μm到1.5μm之間，最優(yōu)選在0.05μm和0.1μm之間。
文檔編號B01D63/06GK102256681SQ200980150662
公開日2011年11月23日 申請日期2009年12月4日 優(yōu)先權日2008年12月17日
發(fā)明者馬特恩 A., 赫夫肯 T. 申請人:羅伯特·博世有限公司