WO2020052905A1 - Trocknungssystem, trocknerkartusche und verwendung einer trocknerkartusche - Google Patents

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Marius PANZER
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Mann and Hummel GmbH
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    • B01J2220/50—Aspects relating to the use of sorbent or filter aid materials
    • B01J2220/62—In a cartridge

Definitions

  • Drying system Drying system, dryer cartridge and use
  • the invention relates to a drying system for removing water from a fluid, in particular oil, comprising a device for receiving the fluid and a drying cartridge with a cartridge body which forms a receiving space in which a desiccant is accommodated, the receiving space at least in sections of a wall of the cartridge body through which the fluid can flow is limited.
  • the invention further relates to a dryer cartridge and the use of a dryer cartridge.
  • various processes can cause water to accumulate in the fluid.
  • the water can enter the system, for example, through air exchange with the environment, and can be accumulated in the fluid. Free water from the environment can also be entered into the system. This water can also be created as a reaction product from a chemical reaction, for example a combustion.
  • the water can be present in the fluid as free or dissolved water.
  • the water in the fluid can have undesirable effects such as corrosion of fluid-carrying components of the system, an increase or decrease in the electrical conductivity of the fluid and / or a shortening of the service life of the fluid, i.e. the shortening of service intervals.
  • the system can also block at temperatures below 0 ° C due to ice crystal formation.
  • a drainage device for a fuel tank has become known, which can be introduced into the tank through the tank opening and removed from the tank.
  • the device has an elongated cylindrical container. A small part of the container volume is filled with a hygroscopic material.
  • the container is held on an elongated band, which is fastened near the tank opening, so that it is accessible.
  • the length of the belt is chosen so large that the container sinks to the bottom of the tank in order to absorb the water present there. The position of the container cannot be checked with this device. It can also the container moves freely within the tank during use, such as when the tank is accelerated.
  • a dryer cartridge can be specifically arranged and aligned within a device for receiving the fluid.
  • the drying system serves to remove water from a liquid fluid.
  • the fluid can in particular be oil, for example lubricating oil, cooling oil, insulating oil and / or a liquid based on glycol, for example brake fluid.
  • the drying system has a device for receiving the fluid. During the operation of the drying system, the fluid is taken up in the device.
  • the drying system also has a dryer cartridge with a cartridge body. The cartridge body forms a receiving space in which a desiccant is received. In use, the desiccant can withdraw water from the fluid and permanently retain it within the receiving space.
  • the desiccant stores the water, for example, by adsorbing the water molecules on its surface.
  • the receiving space is delimited at least in sections by a wall of the cartridge body through which the fluid can flow.
  • the receiving space is preferably essentially delimited by a wall through which the liquid can flow, ie a predominant part of the wall is permeable to the liquid. This ensures sufficient contact with the fluid for efficient drying.
  • the fluid with the water it contains can flow through the wall through which it can flow and into the receiving space and can come into contact with the desiccant there.
  • the desiccant can remove water from the fluid. Fluid with at least reduced water
  • the water can flow out of the receiving space again through the wall that can be flowed through.
  • the wall is preferably designed to be substantially completely permeable to fluid, so that the fluid can flow in and out radially over the entire circumference.
  • the dryer cartridge is designed with a connection head.
  • the dryer cartridge is attached to a housing wall of the device for receiving the fluid, preferably detachably attached, by means of the connection head, so that the cartridge body is fixed relative to the housing wall.
  • a detachable attachment allows easy replacement of the dryer cartridge, for example when the water absorption capacity of the desiccant is exhausted.
  • the cartridge body damages components of the device for receiving the system, since it cannot move dynamically within the device.
  • the cartridge body is typically completely fixed relative to the housing wall.
  • the cartridge body or the entire dryer cartridge can be rigid.
  • the receiving space is preferably delimited by a support grid having a plurality of openings, the openings of which are covered with a liquid-permeable medium.
  • the dryer cartridge can advantageously be integrated into an existing device for receiving the fluid in order to obtain a drying system according to the invention without requiring major changes to the device for receiving the fluid.
  • by fixing the cartridge body to the wall there is no risk that it will come into contact with other components of the device for receiving the fluid.
  • it can be ensured that the desiccant is always sufficiently in contact with the fluid
  • the terms "removing water from the fluid” and “drying the fluid” are used synonymously in the context of the present invention.
  • the fluid to be dried is a liquid which is also in the “dry”, ie water-free, state, in the liquid state of aggregation.
  • the dryer cartridge is preferably attached to the housing wall in a form-fitting manner. This simplifies the fastening and enables a particularly precise alignment of the cartridge body of the dryer cartridge.
  • the positive connection preferably prevents a pure translation of the dryer cartridge relative to the housing wall in any spatial direction. Typically, the cartridge body cannot be moved relative to the housing wall in the attached state, neither translationally nor rotationally.
  • the dryer cartridge can be fastened in an opening in the housing wall. This simplifies the insertion and replacement of the dryer cartridge.
  • the dryer cartridge is preferably screwed into the opening of the housing wall. This allows the dryer cartridge to be securely attached to the housing wall.
  • the attachment or replacement of the dryer cartridge can be done quickly and easily.
  • the dryer cartridge can be fastened in the opening by means of a bayonet connection and / or clipped into the opening and / or snapped into the opening and / or fastened in the opening by means of a clip that is pushed on. This can further accelerate the attachment or replacement of the dryer cartridge and / or additionally secure the attachment.
  • a sealing element is advantageously arranged between the connection head of the dryer cartridge and the housing wall surrounding the opening. This reliably prevents the fluid from escaping from the opening.
  • the sealing element can have an O-ring, a molded seal and / or a flat seal. Alternatively or additionally, the sealing element can have a sealing lip.
  • the Dichtele element can be designed as a two-component seal.
  • the sealing element is typically held in a form-fitting manner on the connection head, for example in a groove, so that it can be exchanged with the dryer cartridge.
  • the sealing element can be injection molded onto the connection head.
  • the dryer cartridge can be fastened in a compensation tank of the device for receiving the fluid.
  • the compensation tank is used in particular to compensate for changes in volume caused by heat and / or for fluctuations in the volume of the fluid received in the device.
  • the fluid is typically fed from the compensation tank to a further component of the device for receiving the fluid and then conveyed back into the compensation tank.
  • the dryer cartridge comes into reliable contact with the fluid to be dried.
  • the compensation tank for receiving the dryer cartridge can be adapted without this having any effects on other components of the device for receiving the fluid.
  • the dryer cartridge can absorb condensed water, for example.
  • the desiccant can have an adsorber material.
  • the drying agent preferably has a porous crystal structure, so that the water is adsorbed on its inner surface.
  • the drying agent can have a molecular sieve, preferably a zeolite molecular sieve. Molecular sieves are advantageously used at lower concentrations of dissolved water in the liquid.
  • the adsorber material can have a framework silicate.
  • the desiccant can have various types of zeolite molecular sieves.
  • the desiccant can have natural or synthetic zeolites.
  • the drying agent can have bentonite / clay minerals, for example containing aluminum oxide, calcium sulfate, potassium carbonate; The aforementioned drying agents can be regenerated.
  • the desiccant can have non-regenerable ben tonite / clay minerals, for example containing calcium, calcium hydride, calcium oxide, calcium sulfate, potassium hydroxide, copper sulfate, lithium aluminum hydride and / or sodium hydroxide.
  • the pore size of the molecular sieves used is selected in such a way that water molecules can be adsorbed.
  • Suitable molecular sieves typically have a mesh size (pore size) of 3 to 4 angstroms.
  • the drying agent in particular in the form of zeolite molecular sieves, can be in the form of a powder, for example with an average particle size of 5 pm to 10 pm (pure zeolite form).
  • the desiccant in particular in the form of Zeolite molecular sieves, in the form of pearls (for example 0.1 mm to 50 mm in diameter), in gene form, as hollow fiber membranes, as a mixture of polymer and desiccant, in molds, as solid bodies and / or as shaped bodies (in particular made of composite material), preferably with a sponge or honeycomb structure.
  • the dryer cartridge can be made, at least in part, of a polymer-based composite material which contains desiccants (e.g. zeolite) and channel formers for producing mesopores in the polymer material.
  • the desiccant can have two different desiccant components. The different desiccant components differ in their properties. At least one of the desiccant components has an adsorber material for adsorbing water from a liquid, in particular a molecular sieve, e.g. a zeolite molecular sieve.
  • the two desiccant components can be arranged spatially separated from one another in the receiving space.
  • silica gel is particularly suitable for drying air and fluids with high concentrations of dissolved water.
  • Silica gels can indicate an exhaustion of the water absorption capacity by changing the color.
  • cobalt chlorite and / or methyl violet (orange gel) can be used as a color indicator.
  • the silica gel can have an average pore size of 25 nm or 65 nm.
  • Silica gel (silica gel) can be in the form of aluminosilicate.
  • the wall of the cartridge body through which the fluid can flow can be designed as a one-part or multi-part sieve consisting of one or more materials, a spunbond material, a fleece and / or a filter medium. These materials let the fluid pass through. At the same time, they are suitable for retaining the drying agent in the receiving space, in particular also for retaining abrasion or fragments of the drying agent. A mesh size of the aforementioned materials can be at least 1 pm and / or at most 5000 pm.
  • the wall is preferably formed with synthetic materials.
  • the desiccant can be arranged in a desiccant bag which is received in the receiving space. This simplifies the introduction of the drying agent into the receiving space. The fluid can flow through the material of the desiccant bag. If the receiving space can be re-closed, the desiccant can be exchanged in a simple manner, so that the dryer cartridge can also be reused.
  • the receiving space may, for example, have a removable cover at an end opposite the connection head.
  • the device for receiving the fluid of a drying system described above preferably contains the fluid.
  • the dryer cartridge can be arranged such that the drying agent of the dryer cartridge is partially immersed in the fluid and partially in an air space above the fluid.
  • the drying system can have a moisture sensor, in particular a capacitive moisture sensor. This can measure the moisture (water content) of the fluid. This makes it possible to recognize when the desiccant's water absorption capacity (water absorption capacity) has been exhausted and the fluid no longer dries sufficiently.
  • the drying system can have a sight glass in which a color change takes place when the water content of the fluid exceeds a limit value.
  • a dryer cartridge for a drying system described above also falls within the scope of the present invention. With the dryer cartridge according to the invention, the corresponding advantages mentioned above can be exploited.
  • the invention relates to the use of a drier cartridge which has a cartridge body which forms a receiving space in which a desiccant is accommodated, the receiving space being delimited at least in sections by a wall of the cartridge body through which the fluid can flow and which has a connection head .
  • the dryer cartridge is used for drying egg nes fluid, in particular for drying oil, the dryer cartridge being fastened by means of the connection head to a housing wall of a device containing the fluid, preferably being releasably fastened, so that the cartridge body is relative to the housing wall is fixed. This ensures that the cartridge body is in a defined position and orientation relative to the housing wall during use of the dryer cartridge.
  • the dryer cartridge and the fluid-containing device can advantageously have the further features of a drying system described above.
  • the "device for receiving the fluid" mentioned in the drying system contains the fluid, so that the "device containing the fluid” is referred to here. Drying the fluid can in particular prevent free water or (water) ice crystals from forming in the fluid.
  • the fluid typically has a lower freezing point than water.
  • the saturation concentration in the fluid to be dried is typically in the range of 1 to 10,000 ppm (parts per million) at typical temperatures.
  • the desiccant of the dryer cartridge can be partially immersed in the fluid and partially located in an air space above the fluid.
  • the air above the fluid can be dried (dehumidified) at the same time, and the fluid itself can be dried.
  • the dryer cartridge can preferably have two different desiccant components, particularly preferably arranged spatially separated from one another in the receiving space. Typically, about two thirds of the receiving space is immersed in the fluid.
  • the fluid can be an electrically non-conductive insulating oil, in particular gear oil, and / or cooling oil.
  • the insulating oil can contain a polyol ester oil and / or a polyalpha olefin.
  • insulating oils In the case of insulating oils, removal of the dissolved or free water is particularly important in order to preserve the insulating properties of the insulating oil.
  • Insulating oils are used, for example, in electrical systems such as transformers, capacitors and / or batteries.
  • the insulating oil can also act as cooling oil for heat dissipation.
  • the fluid can also be a refrigerant, for example halogenated or non-halogenated hydrocarbons, in particular fluorocarbon, or hydrofluoroethers.
  • the fluid can contain a dialcohol.
  • the device containing the fluid may have an internal combustion engine, a transmission and / or a brake system.
  • the device containing the fluid can have a fuel cell, a transformer and / or an accumulator. With these devices, drying of the fluid in the device is particularly important.
  • the aforementioned devices can, for example, be part of a motor vehicle or can be designed to be otherwise mobile. It can be used on a locomotive or a railcar; the device containing the fluid can accordingly have a locomotive or a railcar. It can be used with a backup battery; the device containing the fluid can therefore have a buffer battery, which can be used, for example, for the temporary storage of regeneratively generated electrical energy and its delivery into a power grid.
  • the fluid is typically a cooling liquid, in particular a cooling oil.
  • the fluid can simultaneously have electrically insulating properties of an insulating oil.
  • the dryer cartridge is advantageously part of a thermal management module, comprising a container for the fluid, in which the dryer cartridge is inserted, at least one filter or strainer for the fluid, a fluid pump, at least one sensor for moisture and / or temperature and / or Pressure, and a cooler.
  • a thermal management module comprising a container for the fluid, in which the dryer cartridge is inserted, at least one filter or strainer for the fluid, a fluid pump, at least one sensor for moisture and / or temperature and / or Pressure, and a cooler.
  • a module can be coupled, for example, to a transmission, a battery or an accumulator, an electric motor, internal combustion engine, power electronics, transformer or a braking system.
  • water, in particular condensed water can be discharged from an oil circuit by means of the dryer cartridge.
  • Figure 1 is a drying system with a dryer cartridge, which is screwed into an opening egg nes expansion tank, in a schematic, perspective view with a partially cut expansion tank.
  • Fig. 2 shows a dryer cartridge of a drying system in a schematic
  • Fig. 3 is a T rockner cartridge of a T rockungssystems in a schematic
  • FIG. 1 shows a drying system 10.
  • the drying system 10 has a device for receiving a fluid.
  • the device for receiving the fluid here has a compensation tank 12, i.e. a container which is partly filled with the liquid and partly with air in a variable ratio.
  • the expansion tank 12 is shown in partial section in FIG. 1.
  • the drying system 10 also has a drying cartridge 14.
  • FIGS. 2 and 3. For the construction of the dryer cartridge 14, reference is also made to FIGS. 2 and 3.
  • the dryer cartridge 14 has a cartridge body 16 and a connection head 18.
  • the cartridge body 16 and the connection head 18 are formed here in one piece with one another as an injection molded part made of plastic.
  • the dryer cartridge 14 is screwed with its connection head 18 into an opening 20 of a Ge housing wall 22 of the expansion tank 12.
  • the connection head 18 is provided with an external thread 24. By screwing it into the opening 20, the dryer cartridge 14 is form-fitting on the housing wall 22 of the expansion tank 12 attached.
  • a sealing element 26, here an O-ring is provided, which is arranged between the connection head 18 and the housing wall 22 forming the opening 20.
  • the connection head 18 has a groove 28 for receiving the sealing element 26, in which the sealing element 26 is held in the unassembled state of the dryer cartridge 14.
  • connection head 18 By attaching the connection head 18 to the housing wall 22, the cartridge body 16 is fixed relative to the housing wall 22. The cartridge body 16 cannot move relative to the equalization tank 12 when fastened.
  • the dryer cartridge 14 with the cartridge body 16 and the connection head 18 is designed here overall as a rigid component.
  • the only possible movement of the dryer cartridge 14 relative to the connection tank 12 here is a screw movement (combined translation and rotation, which are coupled by the thread pitch of the external thread 24).
  • the cartridge body 18 Without loosening the attachment of the connection head 18 to the housing wall 22, the cartridge body 18 is typically (also here also) not movable relative to the housing wall 22, neither translationally nor rotationally.
  • connection head 18 can, for example, have a round cross section and can be clipped onto the opening 20 by means of a clip (not shown).
  • the cartridge body 16 forms a receiving space 30.
  • the receiving space 30 is surrounded by a wall 32 through which the fluid can flow.
  • the wall 32 through which flow can pass is formed here with a sieve 34.
  • the screen 34 can be formed in one piece with the cartridge body 16.
  • the sieve 34 is formed as a separate component from the cartridge body 16 and is inserted into the cartridge body 16.
  • the screen 34 is supported, here from the inside, on a grid-like support structure 35 of the dryer cartridge 14.
  • the sieve can have pores (meshes) 36 with a pore size (Mesh size) of, for example, 150 pm.
  • the screen 34 bil dende threads 37 obliquely to the longitudinal axis of the cartridge body 1 6 is Darge.
  • the threads 37 of the sieve 34 are shown extending transversely and parallel to the longitudinal axis of the cartridge body 16. Otherwise, the dryer cartridges 14 according to FIGS. 2 and 3 are constructed identically.
  • the cartridge body 16 here has a filling opening 38 at the lower end. After inserting the screen 36 and filling desiccant into the receiving space 30, the filling opening 38 is closed by means of a cover part 40.
  • the cover part 40 is glued or welded to the cartridge body 1 6 here.
  • Desiccant (not shown in detail) is received in the receiving space 30.
  • the drying agent here comprises two different drying agent components, namely a silica gel and a zeolite molecular sieve.
  • the two desiccant components are arranged spatially separate from one another in the receiving space 30.
  • a separating element 41 can divide the receiving space 30, preferably transversely to its longitudinal direction.
  • the silica gel is arranged closer to the connection head 18 in the receiving space 30. Facing away from the connection head 18, i.e. here closer to the lid part 40, the zeolite molecular sieve is arranged.
  • the desiccant can be accommodated in one or more desiccant bags, which in turn are arranged in the accommodating space 30.
  • the desiccant bag or bags can be provided instead of or in addition to the screen 34.
  • a first desiccant bag may contain a first desiccant component and a second desiccant bag may contain a second desiccant component.
  • a separating element in the receiving space 30 can be dispensed with.
  • the drying agent can be in pearl form and can be filled into the desiccant bag.
  • An elastic element for example a spring, can be arranged in the receiving space, which generates a pretension so that the drying agent is arranged essentially immovably in the dryer cartridge 14 during operation.
  • the elastic element is arranged between cover part 40 and drying agent or between drying agent and connection head.
  • the elastic element causes abrasion of the drying agent is avoided, in particular in the event that the drying agent is in the form of beads, since a relative movement of the beads is prevented or at least reduced.
  • the drying system 10 here has, in addition to the equalization tank 12 and the drying cartridge 14, an electrical device, namely an accumulator (not shown in more detail).
  • the accumulator serves as a buffer battery for temporarily storing regeneratively generated electrical energy and releasing it into a power network, for example in a residential building.
  • the fluid here is an electrically non-conductive insulating oil which is used to cool the electrical device, i.e. here the accumulator is used.
  • the fluid flows through an inlet 42 into the compensation tank 12.
  • the fluid is conveyed back to the electrical device through an outlet 44. It turns out in
  • Compensation tank 12 a fluid level.
  • the expansion tank 12 is typically about half to three quarters filled with the fluid. Due to the temperature-related change in the volume of the fluid, a level of the fluid in the expansion tank 12 fluctuates during operation. The loss or replenishment of fluid also leads to a change in the fill level in the expansion tank 12.
  • the receiving space 30 of the cartridge body 16 is partially immersed in the fluid during operation of the drying system 10 and partially arranged in an air space above the fluid.
  • the receiving space 30 is immersed in the fluid with approximately two thirds of its length.
  • the immersion depth may vary due to the changes in fluid level described above during operation of the drying system 10, i.e. during the use of the drying cartridge 14 fluctuate.
  • the two different desiccant components are arranged in the receiving space 30 such that a first desiccant component, here the silica gel, is located in the air space above the fluid at a normal fill level (fluid level) in the compensation tank 12.
  • a second desiccant component here the zeolite molecular sieve, is immersed in the fluid at the usual fluid level. In this way, efficient drying of both the air in the compensation tank 12 and the fluid can be effected.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Trocknungssystem (10) zum Entfernen von Wasser aus einem Fluid, insbesondere Öl, aufweisend eine Einrichtung zur Aufnahme des Fluids, und eine Trocknerkartusche (14) mit einem Kartuschenkörper (16), der einen Aufnahmeraum (30) ausbildet, in dem ein Trockenmittel aufgenommen ist, wobei der Aufnahmeraum (30) zumindest abschnittsweise von einer von dem Fluid durchströmbaren Wandung (32) des Kartuschenkörpers (16) begrenzt ist, und mit einem Anschlusskopf (18), wobei die Trocknerkartusche (14) mittels des Anschlusskopfs (18) an einer Gehäusewand (22) der Einrichtung zur Aufnahme des Fluids befestigt ist, vorzugsweise lösbar befestigt ist, so dass der Kartuschenkörper (16) relativ zu der Gehäusewand (22) festgelegt ist. Ferner betrifft die Erfindung eine Trocknerkartusche für ein solches Trocknungssystem (10). Weiterhin betrifft die Erfindung eine Verwendung einer Trocknerkartusche (14), die einen Kartuschenkörper (16) aufweist, der einen Aufnahmeraum (30) ausbildet, in dem ein Trockenmittel aufgenommen ist, wobei der Aufnahmeraum (30) zumindest abschnittsweise von einer von dem Fluid durchströmbaren Wandung (32) des Kartuschenkörpers (16) begrenzt ist, und die einen Anschlusskopf (18) aufweist, zum Trocknen eines Fluids, insbesondere zum Trocknen von Öl, wobei die Trocknerkartusche (14) mittels des Anschlusskopfs (18) an einer Gehäusewand (22) einer das Fluid enthaltenden Einrichtung befestigt ist, vorzugsweise lösbar befestigt ist, so dass der Kartuschenkörper (16) relativ zu der Gehäusewand (22) festgelegt ist.

Description

Beschreibung
Trocknungssystem, Trocknerkartusche und Verwendung
einer Trocknerkartusche
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Trocknungssystem zum Entfernen von Wasser aus einem Fluid, insbesondere Öl, aufweisend eine Einrichtung zur Aufnahme des Fluids und eine Trock nerkartusche mit einem Kartuschenkörper, der einen Aufnahmeraum ausbildet, in dem ein Trockenmittel aufgenommen ist, wobei der Aufnahmeraum zumindest abschnitts weise von einer von dem Fluid durchströmbaren Wandung des Kartuschenkörpers be grenzt ist. Weiter betrifft die Erfindung eine Trocknerkartusche und eine Verwendung ei ner Trocknerkartusche.
Stand der Technik
In fluidführenden Systemen kann es durch diverse Vorgänge dazu kommen, dass sich Wasser in dem Fluid ansammelt. Das Wasser kann beispielsweise durch Luftaustausch mit der Umgebung in das System gelangen und in dem Fluid angesammelt werden. Ebenso kann freies Wasser aus der Umgebung in das System eingetragen werden. Die ses Wasser kann auch als Reaktionsprodukt aus einer chemischen Reaktion, beispiels weise einer Verbrennung, entstanden sein. Das Wasser kann in dem Fluid als freies oder gelöstes Wasser vorliegen. Das Wasser in dem Fluid kann unerwünschte Effekte wie beispielsweise Korrosion von fluidführenden Bauteilen des Systems, eine Erhöhung oder Erniedrigung der elektrischen Leitfähigkeit des Fluids und/oder eine Verkürzung der Nut zungsdauer des Fluids, d.h. die Verkürzung von Serviceintervallen, bewirken. Zudem kann das System bei Temperaturen von unter 0°C durch Eiskristallbildung verblocken.
Aus US 4,861 ,469 A ist eine Entwässerungsvorrichtung für einen Kraftstofftank bekannt geworden, die durch die Tanköffnung in den Tank eingebracht und aus dem Tank ent nommen werden kann. Die Vorrichtung weist einen länglichen zylindrischen Behälter auf. Ein kleiner Teil des Behältervolumens ist mit einem hygroskopischen Material gefüllt. Der Behälter ist an einem langestreckten Band gehalten, welches nahe der Tanköffnung be festigt ist, so dass es zugänglich ist. Die Länge des Bandes ist so groß gewählt, dass der Behälter auf den Boden des Tanks absinkt, um dort vorhandenes Wasser aufzunehmen. Die Lage des Behälters kann bei dieser Vorrichtung nicht kontrolliert werden. Zudem kann sich der Behälter während seiner Verwendung frei innerhalb des Tanks bewegen, etwa wenn der Tank beschleunigt wird.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Trocknungssystem zum Entfernen von Wasser aus einem flüssigen Fluid anzugeben, bei dem eine Trocknerkartusche innerhalb einer Ein richtung zur Aufnahme des Fluids gezielt angeordnet und ausgerichtet werden kann. Wei ter ist es Aufgabe der Erfindung, eine hierfür geeignete Trocknerkartusche anzugeben und deren vorteilhafte Verwendung aufzuzeigen. Offenbarung der Erfindung
Diese Aufgaben werden durch ein Trocknungssystem mit den in Anspruch 1 angegebe nen Merkmalen, eine Trocknerkartusche gemäß Anspruch 1 1 und eine Verwendung mit den in Anspruch 12 angegebenen Merkmalen gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den jeweiligen Unteransprüchen und der Beschreibung angegeben.
Das erfindungsgemäße Trocknungssystem dient zum Entfernen von Wasser aus einem flüssigen Fluid. Das Fluid kann insbesondere Öl, beispielsweise Schmieröl, Kühlöl, Iso lieröl und/oder eine Flüssigkeit auf Glykol-Basis, beispielsweise Bremsflüssigkeit, sein. Das Trocknungssystem weist eine Einrichtung zur Aufnahme des Fluids auf. Im Betrieb des Trocknungssystems ist in der Einrichtung das Fluid aufgenommen. Das Trocknungs system weist weiterhin eine Trocknerkartusche mit einem Kartuschenkörper auf. Der Kar tuschenkörper bildet einen Aufnahmeraum aus, in dem ein Trockenmittel aufgenommen ist. Im Gebrauch kann das Trockenmittel dem Fluid Wasser entziehen und innerhalb des Aufnahmeraums dauerhaft zurückhalten. Das Trockenmittel speichert das Wasser bei- spielsweise durch Adsorption der Wassermoleküle an seiner Oberfläche. Der Aufnahme raum ist zumindest abschnittsweise von einer von dem Fluid durchströmbaren Wandung des Kartuschenkörpers begrenzt. Vorzugsweise ist der Aufnahmeraum im Wesentlichen durch eine von der Flüssigkeit durchströmbaren Wandung begrenzt, d.h. ein überwiegen der Teil der Wandung ist für die Flüssigkeit durchlässig. Hierdurch ist ein für eine effizi- ente Trocknung ausreichender Kontakt mit dem Fluid sichergestellt. Im Gebrauch kann das Fluid mit dem in ihm enthaltenen Wasser durch die durchströmbare Wandung in den Aufnahmeraum strömen und dort mit dem Trockenmittel in Kontakt treten. Das Trocken mittel kann Wasser aus dem Fluid entfernen. Fluid mit einem zumindest reduzierten Was- seranteil kann durch die durchströmbare Wandung wieder aus dem Aufnahmeraum aus treten. Vorzugsweise ist die Wandung vollumfänglich im Wesentlichen fluiddurchlässig ausgebildet, so dass das Fluid über den ganzen Umfang radial einströmen und ausströ men kann. Die Trocknerkartusche ist mit einem Anschlusskopf ausgebildet. Die Trock- nerkartusche ist mittels des Anschlusskopfs an einer Gehäusewand der Einrichtung zur Aufnahme des Fluids befestigt, vorzugsweise lösbar befestigt, so dass der Kartuschen körper relativ zu der Gehäusewand festgelegt ist. Eine lösbare Befestigung erlaubt einen einfachen Austausch der Trocknerkartusche, beispielsweise wenn die Wasseraufnahme kapazität des Trockenmittels erschöpft ist. Indem der Kartuschenkörper relativ zur Ge- häusewand festgelegt ist, kann sichergestellt werden, dass sich der Aufnahmeraum mit dem Trockenmittel stets an einer vordefinierten Position innerhalb der Einrichtung zur Aufnahme des Fluids befindet. Dadurch kann auch vermieden werden, dass sich die Po sition des Kartuschenkörpers während des Gebrauchs des Trocknungssystems verän dert. Mithin kann erreicht werden, dass sich der Aufnahmeraum mit dem Trockenmittel stets an einer zur Trocknung des Fluids geeigneten Position befindet. Weiterhin wird ver mieden, dass der Kartuschenkörper Komponenten der Einrichtung zur Aufnahme des Systems beschädigt, da er sich nicht innerhalb der Einrichtung dynamisch bewegen kann. Der Kartuschenkörper ist typischerweise relativ zu der Gehäusewand vollständig festgelegt. Der Kartuschenkörper oder die gesamte Trocknerkartusche können starr aus- gebildet sein. Vorzugsweise ist der Aufnahmeraum von einem eine Vielzahl an Öffnungen aufweisenden Stützgitter begrenzt, dessen Öffnungen mit einem flüssigkeitsdurchlässi gen Medium bedeckt sind. Die Trocknerkartusche kann vorteilhaft in eine bestehende Einrichtung zur Aufnahme des Fluids integriert werden, um so ein erfindungsgemäßes Trocknungssystem zu erhalten, ohne dass größere Änderungen an der Einrichtung zur Aufnahme des Fluids erforderlich sind. Insbesondere besteht durch die Festlegung des Kartuschenkörpers an der Wandung nicht die Gefahr, dass dieser mit anderen Kompo nenten der Einrichtung zur Aufnahme des Fluids in Kontakt kommt. Zudem kann sicher gestellt werden, dass das Trockenmittel stets in ausreichendem Maße mit dem Fluid in
Kontakt kommt.
Aspekte der unten beschriebenen Verwendung einer Trocknerkartusche können bei dem erfindungsgemäßen Trocknungssystem zusätzlich realisiert sein. Die Formulierungen "Entfernen von Wasser aus dem Fluid" und "Trocknen des Fluids" werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung synonym gebraucht. Das zu trocknende Fluid ist eine Flüssigkeit, die auch im "trockenen", d.h. wasserfreien, Zustand, im flüssi gen Aggregatzustand vorliegt.
Vorzugsweise ist die Trocknerkartusche formschlüssig an der Gehäusewand befestigt. Dies vereinfacht die Befestigung und ermöglicht eine besonders präzise Ausrichtung des Kartuschenkörpers der Trocknerkartusche. Der Formschluss unterbindet vorzugsweise eine reine Translation der Trocknerkartusche relativ zu der Gehäusewand in einer jeden Raumrichtung. Typischerweise ist der Kartuschenkörper im befestigten Zustand nicht - weder translatorisch noch rotatorisch - relativ zu der Gehäusewand bewegbar.
Die Trocknerkartusche kann in einer Öffnung der Gehäusewand befestigt sein. Dies ver einfacht das Einsetzen und Austauschen der Trocknerkartusche. Vorzugsweise ist die Trocknerkartusche in die Öffnung der Gehäusewand eingeschraubt. Dadurch kann die Trocknerkartusche sicher an der Gehäusewand festgelegt werden. Zudem kann das Be festigen bzw. Austauschen der Trocknerkartusche schnell und einfach erfolgen. Alterna tiv oder zusätzlich kann die Trocknerkartusche mittels einer Bajonettverbindung in der Öffnung befestigt sein und/oder in die Öffnung eingeklipst sein und/oder mit der Öffnung verschnappt sein und/oder mittels einer aufgeschobenen Spange in der Öffnung befestigt sein. Dies kann das Befestigen bzw. Austauschen der Trocknerkartusche weiter be schleunigen und/oder die Befestigung zusätzlich sichern.
Vorteilhafterweise ist zwischen dem Anschlusskopf der Trocknerkartusche und der die Öffnung umgebenden Gehäusewand ein Dichtelement angeordnet. Dadurch kann ein Austreten des Fluids aus der Öffnung zuverlässig verhindert werden. Das Dichtelement kann einen O-Ring, eine Formdichtung und/oder eine Flachdichtung aufweisen. Das Dichtelement kann alternativ oder zusätzlich eine Dichtlippe aufweisen. Das Dichtele ment kann als eine Zwei-Komponenten-Dichtung ausgebildet sein. Typischerweise ist das Dichtelement an dem Anschlusskopf formschlüssig gehalten, beispielsweise in einer Nut, so dass es mit der Trocknerkartusche ausgetauscht werden kann. Alternativ kann das Dichtelement an den Anschlusskopf angespritzt sein. Die Trocknerkartusche kann in einem Ausgleichstank der Einrichtung zur Aufnahme des Fluids befestigt sein. Der Ausgleichstank dient insbesondere zur Kompensation wärme bedingter Volumenänderungen und/oder von Schwankungen des Volumens des in der Einrichtung aufgenommenen Fluids. Typischerweise wird das Fluid im Betrieb aus dem Ausgleichstank einer weiteren Komponente der Einrichtung zur Aufnahme des Fluids zu geführt und sodann in den Ausgleichstank zurückgefördert. In dem Ausgleichstank kommt die Trocknerkartusche zuverlässig mit dem zu trocknenden Fluid in Kontakt. Zu dem kann der Ausgleichstank für die Aufnahme der Trocknerkartusche angepasst wer den, ohne dass dies Auswirkungen auf weitere Komponenten der Einrichtung zur Auf- nähme des Fluids zeitigt. Die Trocknerkartusche kann beispielsweise Kondenswasser aufnehmen.
Das Trockenmittel kann ein Adsorbermaterial aufweisen. Vorzugsweise besitzt das Tro ckenmittel eine poröse Kristallstruktur, so dass das Wasser an dessen innerer Oberfläche adsorbiert wird. Insbesondere kann das Trockenmittel ein Molekularsieb, vorzugsweise ein Zeolith-Molekularsieb, aufweisen. Molekularsiebe werden vorteilhaft bei niedrigeren Konzentrationen von gelöstem Wasser in der Flüssigkeit eingesetzt. Das Adsorbermate rial kann ein Gerüstsilikat aufweisen. Das Trockenmittel kann verschiedene Typen von Zeolith-Molekularsieben aufweisen. Das Trockenmittel kann natürliche oder synthetische Zeolithe aufweisen. Das Trockenmittel kann Bentonit/Tonmineralien aufweisen, bei spielsweise enthaltend Aluminiumoxid, Calciumsulfat, Kaliumcarbonat; vorgenannte Tro ckenmittel sind regenerierbar. Ebenso kann das Trockenmittel nicht regenerierbare Ben tonite/Tonmineralien aufweisen, beispielsweise enthaltend Calcium, Calciumhydrid, Cal ciumoxid, Calciumsulfat, Kaliumhydroxid, Kupfersulfat, Lithiumaluminiumhydrid und/oder Natriumhydroxid.
Die Porengröße der eingesetzten Molekularsiebe ist derart gewählt, dass eine Adsorption von Wassermolekülen ermöglicht ist. Geeignete Molekularsiebe weisen typischerweise eine Maschenweite (Porengröße) von 3 bis 4 Angström auf.
Das Trockenmittel, insbesondere in Form von Zeolith-Molekularsieben, kann als Pulver, beispielsweise mit einer mittleren Partikelgröße von 5 pm bis 10 pm (Zeolith-Reinform) vorliegen. Alternativ oder zusätzlich kann das Trockenmittel, insbesondere in Form von Zeolith-Molekularsieben, in Perlenform (z.B. 0,1 mm bis 50 mm Durchmesser), in Stan genform, als Hohlfasermembrane, als Mischung aus Polymer und Trockenmittel, in Pressformen, als Vollkörper und/oder als Formkörper (insbesondere aus Verbundwerk stoff), vorzugsweise mit einer Schwamm- oder Wabenstruktur, vorliegen.
Die Trocknerkartusche kann zumindest teilweise aus einem Verbundwerkstoff auf Poly merbasis, welcher Trockenmittel (z.B. Zeolith) sowie Kanalbildner zum Erzeugen von Mesoporen im Polymermaterial enthält, gefertigt sein. Das Trockenmittel kann zwei unterschiedliche Trockenmittelkomponenten aufweisen. Die unterschiedlichen Trockenmittelkomponenten unterscheiden sich in ihren Eigenschaften. Mindestens eine der Trockenmittelkomponenten weist ein Adsorbermaterial zur Adsorp tion von Wasser aus einer Flüssigkeit, insbesondere ein Molekularsieb, z.B. ein Zeolith- Molekularsieb, auf. Insbesondere können die beiden Trockenmittelkomponenten räum- lieh voneinander getrennt in dem Aufnahmeraum angeordnet sein. Dadurch kann vorteil haft eingerichtet werden, dass eine der Trockenmittelkomponenten, vorzugsweise ein Molekularsieb enthaltend, in die zu trocknende Flüssigkeit eintaucht, während die andere Trockenmittelkomponente, ein Trockenmittel zur Trocknung von Luft, vorzugsweise ein Silikagel, enthaltend, in einem Luftraum oberhalb der Flüssigkeit angeordnet ist. Silika- gele eignen sich insbesondere zur Trocknung von Luft und von Fluiden mit hohen Kon zentrationen von gelöstem Wasser. Silikagele können durch Farbumschlag eine Er schöpfung der Wasseraufnahmekapazität anzeigen. Hierzu können als Farbindikator bei spielsweise Kobaltchlorit und/ oder Methylviolett (Orangegel) verwendet werden. Die Si likagele können eine durchschnittliche Porengröße von 25 nm oder 65 nm aufweisen. Silikagel (Kieselgel) kann in Form von Aluminosilikat vorliegen.
Die von dem Fluid durchströmbare Wandung des Kartuschenkörpers kann als ein- oder mehrteiliges Sieb, bestehend aus einem oder mehreren Materialien, ausgebildet sein, ein Spunbond-Material, ein Vlies und/oder ein Filtermedium aufweisen. Diese Materialien lassen das Fluid passieren (hindurchfließen). Gleichzeitig eignen sie sich, um das Tro ckenmittel in dem Aufnahmeraum zurückzuhalten, insbesondere auch zum Zurückhalten von Abrieb oder Bruchstücken des T rockenmittels. Eine Maschenweite der vorgenannten Materialien kann wenigstens 1 pm und/oder höchstens 5000 pm betragen. Vorzugsweise ist die Wandung mit synthetischen Materialien gebildet. Das Trockenmittel kann in einem Trockenmittelbeutel angeordnet sein, der in dem Auf nahmeraum aufgenommen ist. Dies vereinfacht das Einbringen des T rockenmittels in den Aufnahmeraum. Das Material des Trockenmittelbeutels ist von dem Fluid durchströmbar. Wenn der Aufnahmeraum wiederverschließbar öffenbar ist, kann das Trockenmittel auf einfache Weise ausgetauscht werden, so dass die Trocknerkartusche im Übrigen wie derverwendet werden kann. Der Aufnahmeraum kann beispielsweise an einem dem An schlusskopf entgegengesetzten Ende einen abnehmbaren Deckel aufweisen.
Vorzugsweise enthält die Einrichtung zur Aufnahme des Fluids eines oben beschriebe nen Trocknungssystems das Fluid. Insofern wird auch von der das Fluid enthaltenden Einrichtung gesprochen. Die Trocknerkartusche kann so angeordnet sein, dass das Tro ckenmittel der Trocknerkartusche teilweise in das Fluid eintaucht und teilweise in einem Luftraum oberhalb des Fluids angeordnet ist.
Das Trocknungssystem kann einen Feuchtigkeitssensor, insbesondere einen kapazitiven Feuchtigkeitssensor, aufweisen. Dieser kann die Feuchtigkeit (den Wassergehalt) des Fluids messen. Dadurch kann erkannt werden, wenn die Wasseraufnahmefähigkeit (Wasseraufnahmekapazität) des Trockenmittels erschöpft ist und eine ausreichende Trocknung des Fluids nicht mehr erfolgt. Alternativ oder zusätzlich kann das Trocknungs system ein Schauglas aufweisen, in welchem ein Farbumschlag stattfindet, wenn der Wassergehalt des Fluids einen Grenzwert überschreitet.
In den Rahmen der vorliegenden Erfindung fällt auch eine T rocknerkartusche für ein oben beschriebenes Trocknungssystem. Mit der erfindungsgemäßen Trocknerkartusche kön nen die entsprechenden zuvor genannten Vorteile nutzbar gemacht werden.
Weiterhin betrifft die Erfindung eine Verwendung einer T rocknerkartusche, die einen Kar tuschenkörper aufweist, der einen Aufnahmeraum ausbildet, in dem ein Trockenmittel aufgenommen ist, wobei der Aufnahmeraum zumindest abschnittsweise von einer von dem Fluid durchströmbaren Wandung des Kartuschenkörpers begrenzt ist, und die einen Anschlusskopf aufweist. Erfindungsgemäß wird die Trocknerkartusche zum Trocknen ei nes Fluids, insbesondere zum Trocknen von Öl, verwendet, wobei die Trocknerkartusche mittels des Anschlusskopfs an einer Gehäusewand einer das Fluid enthaltenden Einrich tung befestigt ist, vorzugsweise lösbar befestigt ist, so dass der Kartuschenkörper relativ zu der Gehäusewand festgelegt ist. Damit wird sichergestellt, dass sich der Kartuschen körper während der Verwendung der T rocknerkartusche in einer definierten Position und Orientierung relativ zu der Gehäusewand befindet. Dadurch kann die Trocknungswirkung verbessert werden, und es können Schäden an Komponenten der das Fluid enthaltenden Einrichtung vermieden werden. Die T rocknerkartusche und die das Fluid enthaltende Ein richtung können vorteilhaft die weiteren Merkmale eines oben beschriebenen Trock nungssystems aufweisen. Im Rahmen der erfindungsgemäßen Verwendung enthält die beim Trocknungssystem genannte "Einrichtung zur Aufnahme des Fluids" das Fluid, so dass hier von der "das Fluid enthaltenden Einrichtung" gesprochen wird. Durch das Trocknen des Fluids kann insbesondere vermieden werden, dass sich freies Wasser bzw. (Wasser-) Eiskristalle in dem Fluid bilden. Das Fluid weist typischerweise einen niedrige ren Gefrierpunkt als Wasser auf. Zudem kann durch das Entfernen von Wasser aus dem Fluid einem Wachstum von Mikroben, beispielsweise Bakterien, vorgebeugt werden. Die Sättigungskonzentration in dem zu trocknenden Fluid liegt bei typischen Temperaturen typischerweise im Bereich von 1 bis 10000 ppm (parts per million).
Das Trockenmittel der Trocknerkartusche kann teilweise in das Fluid eingetaucht und teilweise in einem Luftraum oberhalb des Fluids angeordnet sein. Auf diese Weise kann gleichzeitig die Luft oberhalb des Fluids getrocknet (entfeuchtet) werden, und es kann das Fluid selbst getrocknet werden. Hierzu kann die Trocknerkartusche vorzugsweise zwei unterschiedliche, besonders bevorzugt räumlich voneinander getrennt im Aufnah meraum angeordnete, Trockenmittelkomponenten aufweisen. Typischerweise ist der Aufnahmeraum zu etwa zwei Dritteln in das Fluid eingetaucht. Das Fluid kann ein elektrisch nicht leitendes Isolieröl, insbesondere Getriebeöl, und/oder Kühlöl sein. Insbesondere kann das Isolieröl ein Polyol-Ester-Öl und/oder ein Polyalpha olefin enthalten. Bei Isolierölen ist eine Entfernung des gelösten bzw. freien Wassers be sonders wichtig, um die Isoliereigenschaften des Isolieröls zu bewahren. Isolieröle finden beispielsweise in elektrischen Anlagen wie Transformatoren, Kondensatoren und/oder Batterien/Akkumulatoren Anwendung. Das Isolieröl kann gleichzeitig zur Wärmeabfuhr als Kühlöl wirken. Das Fluid kann weiterhin ein Kältemittel sein, beispielsweise halogeni- sierte oder nicht-halogenisierte Kohlenwasserstoffe, insbesondere Fluorkohlenwasser stoff, oder Hydrofluorether. Das Fluid kann einen Dialkohol enthalten.
Die das Fluid enthaltende Einrichtung kann eine Verbrennungskraftmaschine, ein Getrie be und/oder eine Bremsanlage aufweisen. Die das Fluid enthaltende Einrichtung kann eine Brennstoffzelle, einen Transformator und/oder einen Akkumulator aufweisen. Bei diesen Einrichtungen ist eine Trocknung des Fluids in der Einrichtung besonders wichtig. Die vorgenannten Vorrichtungen können beispielsweise Teil eines Kraftfahrzeugs sein oder anderweitig mobil ausgestaltet sein. Die Verwendung kann bei einer Lokomotive oder einem Triebwagen erfolgen; die das Fluid enthaltende Einrichtung kann entspre- chend eine Lokomotive oder einen Triebwagen aufweisen. Die Verwendung kann bei einer Pufferbatterie erfolgen; die das Fluid enthaltende Einrichtung kann mithin eine Pufferbatterie aufweisen, die beispielsweise zum Zwischenspeichern von regenerativ er zeugter elektrischer Energie und deren Abgabe in ein Stromnetz dienen kann. Das Fluid ist typischerweise eine Kühlflüssigkeit, insbesondere ein Kühlöl. Das Fluid kann gleich- zeitig elektrisch isolierende Eigenschaften eines Isolieröls aufweisen.
Vorteilhaft ist die Trocknerkartusche Teil eines Thermomanagement-Moduls, aufweisend einen Behälter für das Fluid, in welchen die Trocknerkartusche eingebracht ist, mindes tens einen Filter oder ein Sieb für das Fluid, eine Fluidpumpe, mindestens einen Sensor für Feuchte und/oder Temperatur und/oder Druck, und einen Kühler. Ein derartiges Modul ist beispielsweise koppelbar mit einem Getriebe, einer Batterie oder einem Akkumulator, einem Elektromotor, Verbrennungsmotor, Leistungselekronik, Transformator oder einem Bremssystem. Mittels der Trocknerkartusche ist beispielsweise Wasser, insbesondere Kondenswasser, aus einem Ölkreislauf austragbar. Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, aus den Patentan sprüchen sowie anhand der Figuren der Zeichnung, die erfindungsgemäße Einzelheiten zeigen. Die zuvor genannten und noch weiter ausgeführten Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen bei Varianten der Erfindung ver wirklicht sein. Die in der Zeichnung gezeigten Merkmale sind derart dargestellt, dass die erfindungsgemäßen Besonderheiten deutlich sichtbar gemacht werden können.
In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 ein Trocknungssystem mit einer Trocknerkartusche, die in eine Öffnung ei nes Ausgleichstanks eingeschraubt ist, in einer schematischen, perspekti vischen Ansicht mit teilgeschnittenem Ausgleichstank;
Fig. 2 eine Trocknerkartusche eines Trocknungssystems in einer schematischen
Seitenansicht;
Fig. 3 eine T rocknerkartusche eines T rocknungssystems in einem schematischen
Längsschnitt.
Ausführungsform der Erfindung
Figur 1 zeigt ein Trocknungssystem 10. Das Trocknungssystem 10 weist eine Einrich tung zur Aufnahme eines Fluids auf. Die Einrichtung zur Aufnahme des Fluids weist hier einen Ausgleichstank 12 auf, d.h. einen Behälter, welcher in veränderlichem Verhältnis teilweise mit der Flüssigkeit und teilweise mit Luft gefüllt ist. Der Ausgleichstank 12 ist in Fig. 1 teilgeschnitten dargestellt. Das Trocknungssystem 10 weist weiterhin eine Trock nerkartusche 14 auf. Für den Aufbau der Trocknerkartusche 14 wird ergänzend auf die Figuren 2 und 3 Bezug genommen.
Die Trocknerkartusche 14 weist einen Kartuschenkörper 16 und einen Anschlusskopf 18 auf. Der Kartuschenkörper 1 6 und der Anschlusskopf 18 sind hier einstückig miteinander als ein Spritzgussteil aus Kunststoff ausgebildet.
Die Trocknerkartusche 14 ist mit ihrem Anschlusskopf 18 in eine Öffnung 20 einer Ge häusewand 22 des Ausgleichstanks 12 eingeschraubt. Der Anschlusskopf 18 ist hierzu mit einem Außengewinde 24 versehen. Durch das Einschrauben in die Öffnung 20 ist die Trocknerkartusche 14 formschlüssig an der Gehäusewand 22 des Ausgleichstanks 12 befestigt. Zur Abdichtung ist ein Dichtelement 26, hier ein O-Ring, vorgesehen, das zwi schen dem Anschlusskopf 18 und der die Öffnung 20 ausbildenden Gehäusewand 22 angeordnet ist. Der Anschlusskopf 18 weist zur Aufnahme des Dichtelements 26 eine Nut 28 auf, in der das Dichtelement 26 im nicht montierten Zustand der Trocknerkartusche 14 gehalten ist.
Durch die Befestigung des Anschlusskopfs 18 an der Gehäusewand 22 ist der Kartu schenkörper 16 relativ zu der Gehäusewand 22 festgelegt. Der Kartuschenkörper 16 kann sich im befestigten Zustand relativ zu dem Ausgleichstank 12 nicht bewegen. Die Trocknerkartusche 14 mit dem Kartuschenkörper 16 und dem Anschlusskopf 18 ist hier insgesamt als ein starres Bauteil ausgebildet. Durch das Einschrauben des Anschluss kopfs 18 in die Öffnung 20 der Gehäusewand 22 wird insbesondere eine reine T ranslation des Kartuschenkörpers 16 relativ zur Gehäusewand 22 unterbunden. Die einzig mögliche Bewegung der Trocknerkartusche 14 relativ zum Anschlusstank 12 ist hier eine Schrau- benbewegung (kombinierte Translation und Rotation, die durch die Gewindesteigung des Außengewindes 24 gekoppelt sind). Ohne die Befestigung des Anschlusskopfs 18 an der Gehäusewand 22 zu lösen, ist der Kartuschenkörper 18 typischerweise (so auch hier) nicht - weder translatorisch noch rotatorisch - relativ zu der Gehäusewand 22 bewegbar. Es sind alternative Ausführungsformen des Trocknungssystems 10 mit der Trocknerkar tusche 14 denkbar, bei denen der Kartuschenkörper 16 im befestigten Zustand des An schlusskopfs 18 beispielsweise um eine Längsachse des Kartuschenkörpers 16 drehbar ist, ohne dass sich die (translatorische) Position des Kartuschenkörpers 16 im Übrigen ändert. Hierzu kann der Anschlusskopf 18 beispielsweise im Querschnitt rund ausgebil- det sein und mittels einer aufgeschobenen Spange an der Öffnung 20 festgeklipst sein (nicht dargestellt).
Der Kartuschenkörper 16 bildet einen Aufnahmeraum 30 aus. Der Aufnahmeraum 30 ist von einer von dem Fluid durchströmbaren Wandung 32 umgeben. Die durchströmbare Wandung 32 ist hier mit einem Sieb 34 ausgebildet. Das Sieb 34 kann einstückig mit dem Kartuschenkörper 16 ausgebildet sein. Vorliegend ist das Sieb 34 als ein von dem Kartu schenkörper 16 separates Bauteil ausgebildet und in den Kartuschenkörper 16 einge setzt. Das Sieb 34 stützt sich, hier von innen her, an einer gitterartigen Stützstruktur 35 der Trocknerkartusche 14 ab. Das Sieb kann Poren (Maschen) 36 mit einer Porengröße (Maschenweite) von beispielsweise 150 pm aufweisen. In Figur 2 sind das Sieb 34 bil dende Fäden 37 schräg zur Längsachse des Kartuschenkörpers 1 6 verlaufend darge stellt. In Figur 3 sind die Fäden 37 des Siebs 34 quer und parallel zur Längsachse des Kartuschenkörpers 1 6 verlaufend dargestellt. Im Übrigen sind die Trocknerkartuschen 14 gemäß den Figuren 2 und 3 identisch aufgebaut.
Der Kartuschenkörper 1 6 weist hier unterenends eine Einfüllöffnung 38 auf. Nach dem Einsetzen des Siebes 36 und dem Einfüllen von Trockenmittel in den Aufnahmeraum 30 wird die Einfüllöffnung 38 mittels eines Deckelteils 40 verschlossen. Das Deckelteil 40 ist hier mit dem Kartuschenkörper 1 6 verklebt oder verschweißt.
In dem Aufnahmeraum 30 ist Trockenmittel (nicht näher dargestellt) aufgenommen. Das T rockenmittel umfasst hier zwei unterschiedliche T rockenmittelkomponenten, nämlich ein Silikagel und ein Zeolith-Molekularsieb. Die beiden Trockenmittelkomponenten sind räumlich getrennt voneinander in dem Aufnahmeraum 30 angeordnet. Hierzu kann ein Trennelement 41 den Aufnahmeraum 30 teilen, vorzugsweise quer zu seiner Längsrich tung. Näher an dem Anschlusskopf 18 ist das Silikagel im Aufnahmeraum 30 angeordnet. Von dem Anschlusskopf 18 abgewandt, d.h. hier näher an dem Deckelteil 40, ist das Zeolith-Molekularsieb angeordnet.
Das Trockenmittel kann in einer nicht näher dargestellten alternativen Ausführungsform der Trocknerkartusche 14 in einem oder mehreren Trockenmittelbeuteln aufgenommen sein, die wiederum im Aufnahmeraum 30 angeordnet sind. Der bzw. die Trockenmittel beutel können anstelle oder zusätzlich zu dem Sieb 34 vorgesehen sein. Ein erster Tro ckenmittelbeutel kann eine erste Trockenmittelkomponente enthalten und ein zweiter Trockenmittelbeutel kann eine zweite Trockenmittelkomponente enthalten. Bei der Ver wendung von Trockenmittelbeuteln kann zur räumlichen Trennung der Trockenmittel komponenten auf ein Trennelement im Aufnahmeraum 30 verzichtet werden. Das Tro ckenmittel kann in Perlenform vorliegen und in den Trockenmittelbeutel eingefüllt sein.
Im Aufnahmeraum kann ein elastisches Element, beispielsweise eine Feder, angeordnet sein, welche eine Vorspannung erzeugt, so dass das Trockenmittel während des Betriebs im Wesentlichen unbeweglich in der Trocknerkartusche 14 angeordnet ist. Beispiels weise ist das elastische Element zwischen Deckelteil 40 und T rockenmittel oder zwischen Trockenmittel und Anschlusskopf angeordnet. Durch das elastische Element wird Abrieb des T rockenmittels vermieden, insbesondere für den Fall, dass das T rockenmittel in Form von Perlen vorliegt, da eine Relativbewegung der Perlen unterbunden oder zumindest reduziert wird. Das T rocknungssystem 10 weist hier zusätzlich zu dem Ausgleichstank 12 und der T rock- nerkartusche 14 eine elektrische Einrichtung, nämlich einen Akkumulator, auf (nicht nä her dargestellt). Der Akkumulator dient als Pufferbatterie zum Zwischenspeichern von regenerativ erzeugter elektrischer Energie und deren Abgabe in ein Stromnetz, beispiels weise eines Wohnhauses.
Im Betrieb des Trocknungssystems 10 befindet sich nicht näher dargestelltes Fluid in dem Ausgleichstank 12. Das Fluid ist hier ein elektrisch nicht leitendes Isolieröl, welches zur Kühlung der elektrischen Einrichtung, d.h. hier des Akkumulators, eingesetzt wird. Das Fluid strömt durch einen Einlass 42 in den Ausgleichstank 12. Durch einen Auslass 44 wird das Fluid wieder zu der elektrischen Einrichtung gefördert. Dabei stellt sich im
Ausgleichstank 12 ein Fluidspiegel ein. Der Ausgleichstank 12 ist typischerweise unge fähr zur Hälfte bis zu drei Vierteln mit dem Fluid gefüllt. Durch temperaturbedingte Volu menänderung des Fluids schwankt ein Füllstand des Fluids im Ausgleichstank 12 im Be trieb. Auch der Verlust bzw. das Nachfüllen von Fluid führen zu einer Veränderung des Füllstands im Ausgleichstank 12.
Der Aufnahmeraum 30 des Kartuschenkörpers 1 6 ist im Betrieb des Trocknungssystems 10 teilweise in das Fluid eingetaucht und teilweise in einem Luftraum oberhalb des Fluids angeordnet. Typischerweise taucht der Aufnahmeraum 30 mit etwa zwei Dritteln seiner Länge in das Fluid ein. Die Eintauchtiefe kann aufgrund der oben beschriebenen Ände rungen des Fluidspiegels während des Betriebs des Trocknungssystems 10, d.h. wäh rend der Verwendung der Trocknungskartusche 14, schwanken. Die beiden unterschied lichen Trockenmittelkomponenten sind so im Aufnahmeraum 30 angeordnet, dass bei einem üblichen Füllstand (Fluidspiegel) im Ausgleichstank 12 eine erste Trockenmittel- komponente, hier das Silikagel, sich im Luftraum oberhalb des Fluids befindet. Eine zweite Trockenmittelkomponente, hier das Zeolith-Molekularsieb, ist beim üblichen Flu idspiegel in das Fluid eingetaucht. Auf diese Weise kann eine effiziente Trocknung so wohl der Luft im Ausgleichstank 12 als auch des Fluids bewirkt werden.

Claims

Ansprüche
1. Trocknungssystem (10) zum Entfernen von Wasser aus einer Flüssigkeit, insbe sondere Öl, aufweisend
- eine Einrichtung zur Aufnahme der Flüssigkeit, und
- eine Trocknerkartusche (14) mit einem Kartuschenkörper (16), der einen Aufnah meraum (30) ausbildet, in dem ein Trockenmittel aufgenommen ist, wobei der Auf nahmeraum (30) zumindest abschnittsweise von einer von der Flüssigkeit durch- strömbaren Wandung (32) des Kartuschenkörpers (16) begrenzt ist, und mit einem Anschlusskopf (18),
wobei die Trocknerkartusche (14) mittels des Anschlusskopfs (18) an einer Ge häusewand (22) der Einrichtung zur Aufnahme des Fluids befestigt ist, vorzugs weise lösbar befestigt ist, so dass der Kartuschenkörper (16) relativ zu der Gehäu sewand (22) festgelegt ist.
2. Trocknungssystem (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknerkartusche (14) formschlüssig an der Gehäusewand (22) befestigt ist.
3. Trocknungssystem (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknerkartusche (14) in einer Öffnung (20) der Gehäusewand (22) befestigt ist, vorzugsweise in die Öffnung (20) der Gehäusewand (22) eingeschraubt ist.
4. Trocknungssystem (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwi schen dem Anschlusskopf (18) der Trocknerkartusche (14) und der die Öffnung (20) umgebenden Gehäusewand (22) ein Dichtelement (26) angeordnet ist, insbe sondere wobei das Dichtelement (26) einen O-Ring, eine Formdichtung und/oder eine Flachdichtung aufweist.
5. Trocknungssystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass die Trocknerkartusche (14) in einem Ausgleichstank (12) der Einrichtung zur Aufnahme der Flüssigkeit befestigt ist.
6. Trocknungssystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass das Trockenmittel ein Adsorbermaterial, insbesondere ein Mo lekularsieb, vorzugsweise ein Zeolith-Molekularsieb, aufweist.
7. Trocknungssystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass das Trockenmittel zwei unterschiedliche Trockenmittelkompo nenten aufweist, insbesondere wobei die beiden Trockenmittelkomponenten räum lich voneinander getrennt oder gleichmäßig verteilt in dem Aufnahmeraum (30) an geordnet sind.
8. Trocknungssystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass die von der Flüssigkeit durchströmbare Wandung (32) ein Sieb (34), ein Spunbond-Material, ein Vlies und/oder ein Filtermedium aufweist.
9. Trocknungssystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass die von der Flüssigkeit durchströmbare Wandung (32) Poren (36) mit einer Porengröße zwischen 1 pm und 5000 pm aufweist.
10. Trocknungssystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass das Trockenmittel in einem Trockenmittelbeutel angeordnet ist, der in dem Aufnahmeraum (30) aufgenommen ist.
11. T rocknerkartusche (14) für ein T rocknungssystem (10) nach einem der vorherge henden Ansprüche, mit einem Kartuschenkörper (16), der einen Aufnahmeraum (30) ausbildet, in dem zumindest ein Trockenmittel zur Aufnahme von Wasser aus einer Flüssigkeit aufgenommen ist, wobei der Aufnahmeraum (30) zumindest ab schnittsweise von einer von der Flüssigkeit durchströmbaren Wandung (32) des Kartuschenkörpers (16) begrenzt ist, und mit einem Anschlusskopf (18), wobei die Trocknerkartusche (14) mittels des Anschlusskopfs (18) an einer Gehäusewand (22) einer Einrichtung zur Aufnahme der Flüssigkeit derart befestigbar ist, dass der Kartuschenkörper (16) relativ zu der Gehäusewand (22) festgelegt ist.
12. Verwendung einer T rocknerkartusche (14), die einen Kartuschenkörper (16) auf weist, der einen Aufnahmeraum (30) ausbildet, in dem zumindest ein Trockenmit tel zur Aufnahme von Wasser aufgenommen ist, wobei der Aufnahmeraum (30) zumindest abschnittsweise von einer von der Flüssigkeit durchströmbaren Wan dung (32) des Kartuschenkörpers (16) begrenzt ist, und die einen Anschlusskopf (18) aufweist,
zum Trocknen einer Flüssigkeit, insbesondere zum Trocknen von Öl,
wobei die Trocknerkartusche (14) mittels des Anschlusskopfs (18) an einer Ge häusewand (22) einer die Flüssigkeit enthaltenden Einrichtung befestigt ist, vor zugsweise lösbar befestigt ist, so dass der Kartuschenkörper (16) relativ zu der Gehäusewand (22) festgelegt ist.
13. Verwendung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknerkartu sche (14) in einem ersten Bereich in die Flüssigkeit eingetaucht und in einem zweiten Bereich in einem Luftraum oberhalb der Flüssigkeit angeordnet ist und dass in dem ersten Bereich zumindest abschnittsweise ein erstes Trockenmittel zur Aufnahme von Wasser aus der Flüssigkeit und in dem zweiten Bereich zumin dest abschnittsweise ein zweites Trockenmittel zur Aufnahme von Wasser aus Luft aufgenommen ist.
14. Verwendung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüs sigkeit ein elektrisch nicht leitendes Isolieröl und/oder Kühlöl oder ein Kältemittel ist, insbesondere wobei das Isolieröl Polyol-Ester-Öl und/oder ein Polyalphaolefin enthält.
15. Verwendung nach einem der Ansprüche 12 bis 14 in einer Einrichtung mit einem Getriebe, einem Elektromotor, einer Brennstoffzelle, Transformator und/oder ei nem Akkumulator, insbesondere in einem Thermomanagementsystem einer sol chen Einrichtung.
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