EP-4426468-B1 - ROUND FILTER ELEMENT FOR FILTERING A GASEOUS FLUID

Inventors

• SCHMID, DANIEL
• Hettkamp, Philipp
• FREISINGER, Jürgen
• RIEGER, MARIO

Dates

Publication Date

20260506

Application Date

20221007

Claims (12)

1. A round filter element for filtering a gaseous fluid, with a particle filter medium body (3) designed as a hollow body for particle filtration of the gaseous fluid and with a separate harmful gas filter medium body (4) designed as a hollow body for harmful gas filtration, which is disposed concentrically to the particle filter medium body (3), wherein the two filter medium bodies (3, 4) enclose an internal flow chamber (11), wherein each filter medium body (3, 4) features an end disc (12, 13, 14, 15) on each of its opposite front faces, wherein the upper end discs (13, 15) are each annular and the lower end discs (12, 14) are each closed, characterized in that a flow-tight, separately formed connecting element (16) is connected to the annular end disc (13) of the radially inner filter medium body (3), which connecting element projects radially outward and is annularly circumferential, and which surrounds the annular end disc (15) of the adjacent radially outer filter medium body (4) and establishes a flow-tight connection with the end disc (15) of the adjacent filter medium body (4).
2. The round filter element according to claim 1, characterized in that a section (16a) of the connecting element (16) protrudes into the intermediate space between the two filter medium bodies (3, 4) and rests laterally against the end disc (15) of the adjacent filter medium body (4).
3. The round filter element according to claim 1 or 2, characterized in that a section (16b) of the connecting element (16) on the side facing away from the holding filter medium body (3) rests laterally against the end disc (15) of the adjacent filter medium body (4).
4. The round filter element according to one of the claims 1 to 3, characterized in that a section (16b) of the connecting element (16) is the carrier of a sealing element (19) for supporting a housing part (6).
5. The round filter element according to one of the claims 1 to 4, characterized in that the connecting element (16) is connected to a support grid (18) arranged on a wall side of a filter medium body (4).
6. The round filter element according to one of the claims 1 to 5, characterized in that at least one filter medium body (3, 4), preferably both filter medium bodies (3, 4), are designed as filter bellows.
7. The round filter element according to one of the claims 1 to 6, characterized in that a media layer, in particular a non-woven layer, is arranged on the wall side of a filter medium body (3, 4).
8. The round filter element according to claim 7, characterized in that the media layer is disposed between the two filter medium bodies (3, 4).
9. The round filter element according to claim 7 or 8, characterized in that the media layer is disposed on the exterior side of a filter medium body (4).
10. The round filter element according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the filter medium bodies (3, 4) consists of at least two partial bodies which are joined together in the axial direction.
11. A filter device with a round filter element (2) according to one of the claims 1 to 10 and with a filter housing (5) for receiving the round filter element (2).
12. A use of a filter device according to claim 11 in or on a fuel cell.

Description

Technisches Gebiet Die Erfindung bezieht sich auf ein Rundfilterelement zur Filtration eines gasförmigen Fluids mit einem als Hohlkörper ausgebildeten Partikel-Filtermediumkörper zur Partikelfiltration und einem separaten, als Hohlkörper ausgebildeten Schadgas-Filtermediumkörper zur Schadgasfiltration nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Stand der Technik In der DE 10 2018 215 603 A1 wird ein modulares Filterelement beschrieben, das ein erstes, rohluftseitiges Filtermodul und ein zweites, stromab gelegenes Filtermodul aufweist, die jeweils hohlzylindrisch ausgebildet und konzentrisch zueinander angeordnet sind. Das modulare Filterelement kann als Brennstoffzellenluftfilter zur Luftfilterung einer Brennstoffzellenanwendung eingesetzt werden. Am ersten, rohluftseitigen Filtermodul erfolgt eine Abscheidung von Partikeln, wohingegen das zweite Filtermodul ein Adsorptionsmedium aufweist, über das Schadgase getrennt werden. Jedes Filtermodul weist an seinen gegenüberliegenden Stirnseiten eine strömungsdichte Endscheibe auf. Das modulare Filterelement mit den beiden Filtermodulen ist in einem Gehäusetopf aufgenommen, der von einem Gehäusedeckel verschließbar ist. Kombinierte hohlzylindrische Luftfilterelemente sind aus dem Gebrauchsmuster DE 20 2019 002 835 U1, der Veröffentlichung WO 2010/074922 A1 und der nachveröffentlichten Schrift WO 2022/194544 A1 bekannt. Offenbarung der Erfindung Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Rundfilterelement zur Filtration eines gasförmigen Fluids mit zwei in Strömungsrichtung hintereinanderliegenden Filtermediumkörpern in der Weise auszubilden, dass über einen langen Betriebszeitraum eine hohe Filtrationsleistung gewährleistet ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an. Das erfindungsgemäße Rundfilterelement dient zur Filtration eines gasförmigen Fluids, beispielsweise zur Filtration von Luft, und kann zum Beispiel in einer Brennstoffzelle eingesetzt werden. Das Rundfilterelement weist einen Partikel-Filtermediumkörper auf, über den Partikel aus dem gasförmigen Fluid abgeschieden werden und der als Hohlkörper ausgebildet ist. Das Rundfilterelement umfasst des Weiteren einen Schadgas-Filtermediumkörper zur Schadgasfiltration, der ebenfalls als Hohlkörper ausgebildet und konzentrisch zum Partikel-Filtermediumkörper angeordnet ist. Die beiden Filtermediumkörper umschließen einen gemeinsamen, innenliegenden Strömungsraum. Jeder Filtermediumkörper ist an beiden gegenüberliegenden Stirnseiten mit jeweils einer Endscheibe versehen, die den betreffenden Filtermediumkörper stirnseitig strömungsdicht bedeckt. Die Durchströmung des Rundfilterelements erfolgt entweder radial von innen nach außen oder umgekehrt radial von außen nach innen, wobei der Begriff "radial" sich auf die Längsachse des Rundfilterelements bezieht. Bei einer radialen Durchströmung von innen nach außen wird das ungereinigte Rohfluid zunächst in den innenliegenden Strömungsraum geleitet, von dem aus die radiale Durchströmung der Filtermediumkörper von innen nach außen erfolgt. Bei radialer Durchströmung von außen nach innen wird das gereinigte Fluid im innenliegenden Strömungsraum gesammelt und aus diesem axial abgeleitet. Die Filtermediumkörper weisen beispielsweise Hohlzylinderform oder eine konische Form auf. Die Filtermediumkörper können über ihre axiale Länge - bezogen auf die Längsachse des Rundfilterelements - entweder eine konstante Querschnittsfläche oder eine sich ändernde Querschnittsfläche aufweisen, beispielsweise eine konstant ansteigende Querschnittsfläche. In einer Ebene senkrecht zur Längsachse können die Filtermediumkörper eine kreisförmige, ovale, oder eine langgestreckte Querschnittsform, zum Beispiel stadionförmig mit halbkreisförmigen Schmalseiten und geradflächigen Längsseiten, wobei die Längsseiten gegebenenfalls auch konvex oder konkav ausgebildet sein können, aufweisen. Jeder Filtermediumkörper weist seine eigenen Endscheiben auf, die Endscheiben der beiden Filtermediumkörper sind nicht einstückig. Um Fehlluftströme zwischen den Filtermediumkörpern zu vermeiden, ist mit einer Endscheibe ein strömungsdichtes, separat ausgebildetes Verbindungselement verbunden, das eine Endscheibe des benachbarten Filtermediumkörpers umgreift und auf diese Weise eine strömungsdichte Verbindung mit der Endscheibe des benachbarten Filtermediumkörpers herstellt. Außerdem wird über das Verbindungselement die Relativposition der beiden Filtermediumkörper zueinander fixiert. Das Verbindungselement stellt kein Gehäusebauteil dar, sondern ist Bestandteil des Rundfilterelements und bildet gemeinsam mit den beiden Filtermediumkörpern eine bauliche Einheit. Das Rundfilterelement einschließlich des Verbindungselements kann in ein Filtergehäuse eingesetzt werden, wobei Filtergehäuse und Rundfilterelement eine Filtereinrichtung bilden. Das Verbindungselement ist beispielsweise als ein Kunststoffbauteil ausgeführt. Indem das