Koaleszenzfilter für Ölnebel

Ölnebelabscheidung durch Koaleszenzfilter

Gasgetragene Öltropfen müssen abgeschieden werden, wenn sie die Umwelt schädigen, eine Gefahr für die Gesundheit darstellen, oder den Betrieb einer Anlage/Maschine stören. Zu diesem Zweck haben sich Koaleszenzfilter für eine Vielzahl von Anwendungen bewährt, darunter auch für die Kurbelgehäuse- und Öltankentlüftung Schmieröltankentlüftung. Dieser Abscheidertyp besteht im Kern aus feinen Fasern auf denen kleine Öltropfen treffen und haften bleiben. Die Tropfen wachsen durch Koaleszenz (zusammenfließen) mit anderen Tropfen an. Sobald der Tropfen eine kritische Größe überschreiten, wird er von der Gasströmung als Ölfilm durch den Filter transportiert. Auf der Rückseite des Filters bewegt sich das abgeschiedene Öl in Richtung der Schwerkraft zum Filterboden und kann von dort dem Prozess erneut zugeführt werden.

Kurbelgehäuseentlüftung Grundlagen

Beim Motorbetrieb entsteht im Kurbelgehäuse Ölnebel, der abgeschieden werden muss, bevor er in die Umwelt oder in den Ansaugtrakt des Motors gelangen kann. Kurbelgehäuseentlüftungssysteme sind ein grundlegender Bestandteil von Verbrennungsmotoren, die dazu dienen, diesen Ölnebel abzuscheiden und in die Ölwanne zurückzuführen. Damit leisten sie einen entscheidenden Beitrag zur Reduzierung des Ölverbrauchs und der Partikelemissionen und tragen so zur Einhaltung der EU-, EPA- (z. B. Tier 4) und IMO-Grenzwerte für PM-Emissionen bei. Außerdem regulieren solche Systeme den Druck im Kurbelgehäuse, um Leckagen zu vermeiden und den Verschleiß von Dichtungen zu verringern. Dies ist insbesondere für toxische Kraftstoffe wie Ammoniak oder Methanol unerlässlich.

Kurbelgehäuseentlüftung: Geschlossen (CCV) vs. Offen (OCV)

Geschlossene Kurbelgehäuseentlüftungen (CCV), bei denen die Kurbelgehäusegase in den Ansaugtrakt zurückgeführt werden, finden gegenüber offenen Systemen (OCV) immer häufiger Anwendung. Dies gilt insbesondere für Motoren, die mit gasförmigen Kraftstoffen betrieben werden, da sie nicht nur Schadstoffemissionen weiter reduzieren, sondern auch die Energieeffizienz durch Rückführung von unverbranntem Kraftstoff in den Brennraum erhöhen. Solche Systeme erfordern sehr hohe Abscheidegrade > 99,5 % (massenbezogen), um Verschmutzungen im Ansaugtrakt zu vermeiden und einen zuverlässigen Betrieb des Turboladers zu gewährleisten.

Kurbelgehäuseentlüftung für H2 Motoren

Motoren, die mit Wasserstoff betriebenen werden, können im Kurbelgehäuse eine Atmosphäre bilden, die die untere Explosionsgrenze von 4 Vol.-% H2 überschreitet. Aus diesem Grund sind Anpassungen an dem Kurbelgehäuseentlüftungssystem notwendig. Ein aktives Belüftungssystem mit einem Gebläse ist erforderlich, um das Kurbelgehäuse mit gefilterter Luft zu spülen. Zusätzlich verringern ATEX-konforme Komponenten das Explosionsrisiko weiter. Eine zusätzliche Herausforderung ergibt sich aus der Verbrennung von Wasserstoff, die große Mengen an Wasser bildet, das durch Temperaturmanagement in der Gasphase gehalten werden muss. Andernfalls würde sich die Ölqualität verschlechtern und es könnten sich Emulsionen bilden, die den Filter blockieren.

Kurbelgehäuseentlüftung Digital

Die Funktionalität von Kurbelgehäuseentlüftungssystemen kann durch digitale Lösungen, wie z.B. einem Zusatzgebläse oder einem elektronischen Druckregler (EPR) erweitert werden. Diese ermöglichen die exakte Regelung des Kurbelgehäusedrucks und die Umsetzung eines Spülluftsystems. Zusätzlich können Drucksensoren und ein UT99 Blow-By-Durchflussmesser (FlowSpin) installiert werden. Diese Optionen erzeugen wertvolle Daten, die smarte Funktionen wie Überwachung, Diagnose und Predictive Maintenance ermöglichen. Man erhält nicht nur Informationen über den Zustand des Kurbelgehäuseentlüftungssystems, sondern auch über den Motorverschleiß, der durch die Analyse der Blow-By-Durchflussmenge ermittelt werden kann.

Schmieröltankentlüftung

Ölgeschmierte Gleitlager von Turbinen erzeugen Ölnebel, der an den an Lagerstellen (Labyrinthdichtung) entlüftet werden muss. Dies erfolgt meist zentral über den Öltank an dem, je nach Systemaufbau, die Entlüftungsleitungen zu den Lagerstellen angeschlossen werden. Für die Entlüftung und Ölnebelabscheidung eignen sich aktive Koaleszenzfilter optimal, da sie mittels eines Gebläses einen Unterdruck sicherstellen, der das unkontrollierte Austreten von Ölnebel an undichten Stellen in den Lagern und im Öltank verhindert. Aufgrund der effizienten Abscheidung mit geringem Druckverlust wird eine minimale Ölnebelemission bei geringem Energiebedarf sichergestellt. Die TA-Luft Grenzwerte von 10 bzw. 20 mg/m³ können klar erfüllt werden.

Wussten Sie bereits:

• Koaleszenzfilter können bei falscher Auslegung selbst zu einer Quelle von Öltropfen werden, z.B. durch Tropfenmitriss oder Blasenplatzen.

• Koaleszenzfilter nutzen als Abscheidemechanismen sowohl Trägheit als auch Diffusion. Dadurch sind sie in der Lage Partikel grösser 1000 nm und kleiner 100 nm besonders wirkungsvoll abzuscheiden.

• Es kann Tage oder sogar Wochen dauern, bis Ölnebelfilter beginnen zu drainieren. Erst dann erreichen sie einen Betriebszustand, der für eine längere Zeit konstant ist.

• Ein Gesamtabscheidegrad von 99.9% kann die Ölnebelkonzentration auf unter 1 mg/m3 senken. Solche Emissionen sind für das menschliche Auge unsichtbar.

• Der Blow-By Volumenstrom lässt Rückschlüsse über den Motorverschleiß zu.