DE60034247T2 - Elektrisch leitfähige filterpatrone - Google Patents

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Angela M. Homer GRIFFIN
Conrad J. Dryden CHRISTEL
Leonard E. Glen Cove BENSCH
Kenneth M. Jamesville WILLIAMSON
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Description

  • TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft Fluidbehandlungspacks, Fluidbehandlungselemente und Verfahren zur Behandlung von Fluiden, die elektrische Unausgeglichenheit und/oder elektrischen Ladungsaufbau verhindern.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Es wird eine breite Vielfalt von Elementen verwendet, um Fluide, d. h. Gase, Flüssigkeiten und Mischungen aus Gasen und Flüssigkeiten zu behandeln. Beispiele für Fluidbehandlungselemente beinhalten Trennungselemente, wie Filterelemente und Abscheideelemente, Koaleszerelemente und Stoffübertragungselemente. Sie können in einer breiten Vielfalt von Arten verwendet werden, einschließlich um eine oder mehrere Substanzen wie Feststoffe, Flüssigkeiten oder chemische Substanzen, z. B. ein Protein, aus einem Gas oder einer Flüssigkeit zu entfernen; um eine oder mehrere Substanzen in einem Gas oder einer Flüssigkeit zu konzentrieren oder zu verarmen; um eine Phase eines Fluids, z. B. eine flüssige diskontinuierliche Phase in einer anderen Phase des Fluids, z. B. einer kontinuierlichen flüssigen oder gasförmigen Phase zu vermehren; oder um Stoff wie eine gasförmige oder chemische Substanz zwischen zwei Fluidströmen zu übertragen. In der Verwendung kann jedes dieser Elemente eine elektrische Ladungsunausgeglichenheit oder einen elektrischen Ladungsaufbau entwickeln, der möglicherweise das Fluidbehandlungssystem beschädigen kann.
  • Zum Beispiel können Filterelemente zusätzlich zum Entfernen von Verunreinigungen wie Feststoffen aus Fluiden, Elektronen aus einem Fluid, das durch die Filterelemente durchtritt, entfernen oder zu demselben hinzufügen, wodurch eine Unausgeglichenheit in der elektrischen Ladung oder dem Potential zwischen dem Fluid, dem Filterelement und/oder dem (den) umgebenden Gehäuse, Rohren und Fluidhohlräumen bewirkt wird. Ein schrittweiser Aufbau elektrischer Ladung kann eventuell zu einer Entladung über einen Weg geringen Widerstands, z. B. das Filtergehäuse, die Rohre oder jede andere leitende Komponente wie einen Turbinenlagerkäfig führen. Diese Entladung kann das Fluid vermindern oder die Komponenten, die einen Entladungsbogen erfahren haben, beschädigen. Die Standzeit des Fluids, des Filterelements und des Systems, das das Fluid enthält, wird so reduziert.
  • Es gibt verschiedene Techniken die vorgeben, mit der Ansammlung von Ladung und der resultierenden Entladung in Fluidbehandlungssystemen fertig zu werden. Eine Technik ist es, zum Fluid leitende Zusätze hinzuzufügen. Diese Technik kann die Leistung des Fluids herabsetzen und erfordert auch eine regelmäßige Überwachung, da die Wirksamkeit des Zusatzes mit der Zeit und mit dem Gebrauch abnimmt. Eine andere Technik ist es, einen Weg zur Masse durch das Fluidbehandlungselement vorzusehen.
  • Viele dieser Erdungstechniken erfordern, dass fremde und teure Komponenten eingebracht werden müssen, um einen leitenden Weg zur Erde zu schaffen. Dies erhöht nicht nur die Kosten der Fluidbehandlungselemente, es kann auch die Leistung des Fluidbehandlungselements reduzieren, z.B. den Druckabfall durch das Fluidbehandlungselement erhöhen. Ferner führt diese Erdungstechnik oft zu kompliziertem und teurem Nachrüsten älterer Systeme, um die unerwünschten Entladungen zu verhindern.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung begegnet effektiv den Problemen elektrischer Unausgeglichenheiten und Ladungsansammlung in einer Vielfalt von Arten.
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung enthält ein Fluidbehandlungselement zur Behandlung eines Fluids, das durch den Pack fließt, eine erste leitende Schicht und eine zweite leitende Schicht, die elektrisch mit der ersten leitenden Schicht über einen leitenden Randsaum verbunden ist. Das Element enthält ferner ein nicht-leitendes poröses Fluidbehandlungsmedium zwischen der ersten und der zweiten leitenden Schicht. Die erste und die zweite leitende Schicht sind angeordnet, um elektrische Unausgeglichenheiten, die durch ein Fluid, das durch das nicht-leitende poröse Behandlungsmedium fließt, verursacht wurden, zu beseitigen.
  • Ausführungsformen der Erfindung verhindern effektiv elektrische Unausgeglichenheit und Ladungsaufbau (1) durch Ableiten der Ladung auf ein neutrales Potential wie Erde oder (2) durch Sammeln der Ladung in dem Fluidbehandlungsmedium und Rückführen der Ladung zum Fluid, wenn das Fluid durch die leitenden Schichten fließt oder durch Verhindern, dass die Ladung sich im Filtermedium sammelt, wobei weder die erste noch die zweite leitende Schicht mit einem neutralen Potential wie Erde verbunden ist. Ohne an irgendeine bestimmte Vorgangstheorie gebunden zu sein, glaubt man, dass wenn das Fluid durch das poröse Behandlungsmedium durchtritt, insbesondere wenn ein leitendes oder nicht-leitendes Fluid durch ein nicht-leitendes poröses Behandlungsmedium tritt, elektrische Ladung zwischen dem porösen Medium und dem Fluid übertragen werden kann. Die erste und zweite leitende Schicht sind vorzugsweise in unmittelbarer Nähe des porösen Behandlungsmedium angeordnet, um die elektrische Unausgeglichenheit zu entfernen, z.B. die elektrische Ladung aus der porösen Matrix zu sammeln und die Ladung zum Fluid zurück zu geben, wobei ein Ladungsaufbau verhindert wird oder die elektrische Ladung zu sammeln und die Ladung an ein neutrales Potential wie Erde abzuleiten.
  • In einigen Ausführungsformen kann ein Fluidbehandlungselement in einer Fluidbehandlungsanordnung mit einem Kern oder einem Käfig verwendet werden, sodass das Fluidbehandlungselement entternbar am Kern oder am Käfig angebracht werden kann. Das Fluidbehandlungselement enthält einen Fluidbehandlungspack, welcher einen gefalteten Vielschichtwerkstoffverbund mit inneren Wurzeln und äußeren Scheitelpunkten hat. Der Vielschichtwerkstoffverbund enthält ferner das nicht-leitende poröse Fluidbehandlungsmedium und die erste und die zweite leitende Schicht. Das Fluidbehandlungselement ist kernlos oder käfiglos und eine leitende Schicht enthält entweder eine innere leitende Oberfläche an den Wurzeln des Fluidsbehandlungspacks oder eine äußere leitende Oberfläche an den Scheitelpunkten des Fluidbehandlungspack. Die Falten des Fluidbehandlungspacks sind so dimensioniert, dass sie eine elektrische Verbindung zwischen den Wurzeln und dem Kern oder zwischen den Scheitelpunkten und dem Käfig schaffen, wenn das Fluidbehandlungselement in der Fluidbehandlungsanordnung montiert ist.
  • In dieser Ausführungsform enthält ein Verfahren zur Behandlung eines Fluids das entfernbare Montieren des gefalteten Fluidbehandlungselementes an einen Kern oder einen Käfig, einschließlich der elektrischen Verbindung des Kerns mit einer leitenden inneren Oberfläche einer leitenden Schicht an den Wurzeln eines gefalteten Fluidbehandlungspacks oder der elektrischen Verbindung des Käfigs mit einer leitenden äußeren Oberfläche einer leitenden Schicht an den Scheitelpunkten des gefalteten Packs. Das Verfahren umfasst ferner das Leiten eines Fluids durch den Fluidbehandlungspack einschließlich des Leitens des Fluids durch ein poröses Behandlungsmedium und die leitenden Schichten. Die leitenden Schichten sind elektrisch mit dem porösen Medium gekoppelt und das Verfahren umfasst ferner das Transferieren einer elektrischen Ladung zwischen dem porösen Medium oder dem Fluid und den leitenden Schichten zum Kern oder zum Käfig.
  • Diese Ausführungsformen schaffen eine hocheffektive Verbindung zwischen dem Fluidbehandlungselement und einem neutralen Potential wie Masse. Der Kontaktoberflächenbereich zwischen der inneren Oberfläche der leitenden Schicht an den Wurzeln und dem Kern oder der äußeren Oberfläche der leitenden Schicht an den Scheitelpunkten und dem Käfig ist sehr groß und daher sehr effektiv. Tatsächlich kann der Kontakt zwischen der leitenden Schicht und dem Kern und/oder dem Käfig der einzige Weg zum neutralen Potential sein. Folglich müssen keine zusätzlichen Erdungsverbindungen wie Erdungslitzen, Erdungsfedern oder leitende O-Ring-Dichtungen vorgesehen sein, was sowohl den Aufbau des Fluidbehandlungselements als auch die Nachrüstung von bestehenden Fluidbehandlungsanordnungen vereinfacht.
  • In einigen Ausführungsformen enthält ein Fluidbehandlungselement zur Behandlung eines Fluids, das durch das Fluidbehandlungselement fließt, das nicht-leitende poröse Fluidbehandlungsmedium und einen elektrischen Kontakt. Das poröse Medium enthält ein leitendes Substrat als eine der leitenden Schichten und eine nicht-leitende faserförmige Matrix, die durch das leitende Substrat gestützt wird. Der elektrische Kontakt ist elektrisch mit dem leitenden Substrat gekoppelt und geeignet, mit einem neutralen Potential wie Masse verbunden zu werden.
  • In diesen Ausführungsformen enthält ein Verfahren zur Behandlung eines Fluids das Leiten eines Fluids durch ein Fluidbehandlungselement, das die durch das leitende Substrat gestützte faserförmigen Matrix enthält, und dem Transferieren elektrischer Ladung von der faserförmigen Matrix oder dem Fluid zu einem elektrischen Kontakt an dem Fluidbehandlungselement über das leitende Substrat.
  • Ausführungsformen mit diesen Aspekten der Erfindung verhindern effektiv elektrische Unausgeglichenheit und Ladungsaufbau in der faserförmigen Matrix. Da die faserförmige Matrix durch das leitende Substrat gestützt wird, ist das leitende Substrat besonders gut elektrisch mit der faserförmigen Matrix gekoppelt, was wesentlich die Möglichkeit des leitenden Sub strats verbessert, Ladungen zwischen der faserförmigen Matrix und dem elektrischen Kontakt und damit einem neutralen Potential wie Masse zu übertragen.
  • BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine teilweise geschnittene Schrägansicht eines Fluidbehandlungselementes.
  • 2 ist eine Schnittansicht eines Randsaumes eines gefalteten Fluidbehandlungspacks.
  • 3 ist eine teilweise geschnittene Schrägansicht eines anderen Fluidbehandlungselementes.
  • 4 ist eine teilweise geschnittene Schrägansicht eines anderen Fluidbehandlungselementes.
  • 5 ist eine teilweise geschnittene Aufsicht eines anderen Fluidbehandlungselementes.
  • 6 ist eine teilweise geschnittene Aufsicht eines anderen Fluidbehandlungselementes.
  • 7 ist eine Aufsicht einer Fluidbehandlungsanordnung.
  • 8 ist eine teilweise geschnittene Aufsicht eines anderen Fluidbehandlungselementes.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Ein Beispiel für ein Fluidbehandlungselement ist ein Trennungselement wie ein Filterelement. Entsprechend enthält gemäß der Erfindung ein Fluidbehandlungspack, wie ein Filterpack, erste und zweite leitende Schichten und ein poröses Fluidbehandlungsmedium wie ein poröses Filtermedium. Die erste und die zweite leitende Schicht sind vorzugsweise elektrisch miteinander über einen leitenden Randsaum verbunden und das Filtermedium ist zwischen ihnen angeordnet. Wenn ein Fluid wie Gas oder eine Flüssigkeit oder eine Mischung von Gas und Flüssigkeit durch den Filterpack fließt, können eine oder mehrere unerwünschte Substanzen, z.B. Teilchenverunreinigungen aus dem Fluid durch das Filtermedium entfernt werden. Zusätzlich kann eine elektrische Ladung zwischen dem Fluid und dem Filtermedium übertragen werden, insbesondere wenn das Filtermedium nicht-leitend ist. Die erste und die zweite leitende Schicht sind vorzugsweise in genügender Nähe zum Filtermedium angeordnet, um die elektrische Unausgeglichenheit auszugleichen z.B. durch Ableiten der Ladung auf ein neutrales Potential wie Masse, oder wenn die erste und zweite leitende Schicht vom neutralen Potential isoliert sind, durch Sammeln der Ladung in dem Fluidbehandlungsmedium und Zurückgeben der Ladung an das Fluid, wenn das Fluid durch die leitenden Schichten fließt oder durch Verhindern, dass die Ladung sich in dem Filtermedium ansammelt. So können die leitenden Schichten elektrisch mit Masse verbunden sein oder alternativ, selbst wenn der Filterpack elektrisch von der Umgebung isoliert ist, z.B. elektrisch von einem neutralen Potential wie Masse isoliert ist, können die erste und die zweite leitende Schicht die gesamte oder einen wesentlichen Teil der elektrischen Unausgeglichenheit, die in dem Filtermedium auftreten kann, ausgleichen. Das Fluidbehandlungsmedium ist daher im wesentlichen von einem elektrischen Käfig umgeben, der die elektrische Unausgeglichenheit ausgleicht.
  • Wie in 1 gezeigt, hat ein Beispiel eines Fluidbehandlungspacks, wie der Filterpack 10, der die vorliegende Erfindung verwirklicht, einen gefalteten hohlen im allgemeinen zylindrischen Aufbau und Fluid fließt, vorzugsweise von außen nach innen oder alternativ von innen nach außen durch den Filterpack 10. Die Falten können sich im allgemeinen radial erstrecken und haben eine Höhe von im wesentlichen gleich (D-d)/2, wobei D und d der äußere und der innere Durchmesser an den Scheitelpunkten und Wurzeln der Falten sind. Alternativ können sich die Falten in einer nicht-radialen Richtung erstrecken und haben eine Höhe größer als (D-d)/2. Zum Beispiel können die Falten in einem übereinanderliegenden Zustand wie in US-Patent 5,543,047 offenbart liegen, das durch Bezugnahme in seiner Gesamtheit eingebracht wird.
  • Der Filterpack 10 enthält vorzugsweise einen gefalteten Vielschichtverbundwerkstoff mit einer porösen stromaufwärts gelegenen Drainageschicht 11, einer porösen leitenden Dämpfschicht 12, einem permeablen oder semipermeablen Filtermedium 13, vorzugsweise einem nicht-leitenden Filtermedium und einer porösen leitenden stromabwärts gelegenen Drainageschicht 14. Das poröse Fluidbehandlungsmedium, z.B. das Filtermedium 13, kann eine poröse Fluidbehandlungsmatrix wie eine Filtermatrix 15, z.B. eine faserförmige, einschließlich Fäden enthaltende Schicht, enthalten und die Fasermatrix 15 kann durch ein poröses Substrat 16 gestützt sein. Zum Beispiel kann die Fasermatrix 15 auf einem porösen Substrat 16 trocken- oder nassgelegt sein, das unmittelbar stromabwärts von und in engem Kontakt, vorzugsweise engen gebundenen Kontakt, mit der Filtermatrix 15 angeordnet ist. Die leitende Dämpfschicht 12 und die leitende stromabwärts gelegene Drainageschicht 14 können dann die erste und zweite leitende Schicht in dieser Ausführungsform mit dem nichtleitenden Filtermedium 13 zwischen ihnen angeordnet enthalten.
  • Die stromaufwärts gelegene Drainageschicht 11 kann aus einer breiten Vielfalt von Materialen, die geeignete Drainageeigenschaften haben, ausgebildet werden. Zum Beispiel ist der seitliche Fließwiderstand der stromaufwärts gelegenen Drainageschicht vorzugsweise genügend gering, dass das Fluid, das durch den Filterpack fließt, gut über die stromaufwärts ge legene Oberfläche des Filtermediums von den Scheitelpunkten zu den Wurzeln der Falten verteilt wird. Die stromaufwärts gelegene Drainageschicht kann z.B. in Form eines Netzes z.B. eines gewebten, gestrickten, extrudierten oder expandierten Netzes; eines Siebs; eines Geflechts oder eines gewebten oder nicht-gewebten Flächengebilde sein. Die stromaufwärts gelegene Drainageschicht kann aus einem nicht-leitenden Material wie Glas- oder Keramikfasern oder einem nicht-leitenden Polymer oder einem leitenden Material, z.B. einem leitenden Material wie Metall, Kohlenstoff oder einem leitenden Polymer oder einem nichtleitenden Material, das behandelt wurde um es leitend zu machen, wie einem kohlenstoff- oder metallbeschichteten nicht-leitenden Glas oder Polymer gebildet sein. In der dargestellten Ausführungsform enthält die stromaufwärts gelegene Drainageschicht 11 vorzugsweise ein nicht-leitendes extrudiertes Netz aus Polyamid-(z.B. Nylon).
  • Die leitende Dämpfschicht kann aus irgendeinem geeignetem Material hergestellt sein, welches der Abreibung zwischen der stromaufwärts gelegenen Drainageschicht 11 und der Filtermatrix 15 widersteht. Zum Beispiel kann die leitende Dämpfschicht 11 als glattes und vorzugsweise dünnes und fest gewebtes oder nicht gewebtes Flächengebilde, das im Vergleich zum Filtermedium 13, z.B. der Filtermatrix 15, relativ porös ist, ausgebildet sein. Die leitende Dämpfschicht 11 kann aus einem leitenden Material wie Metall, Kohlenstoff oder einem leitenden Polymer oder aus einem nicht-leitenden Material wie Glasfaser oder einem nichtleitenden Polymer, das in jeglicher geeigneten Art behandelt ist, um die Dämpfschicht leitend zu machen, gebildet sein. Zum Beispiel kann ein leitender Zusatz wie Metall, Kohlenstoff oder leitende Polymerteilchen oder -fasern in dem nicht-leitenden Material enthalten sein oder das nicht-leitende Material kann mit einer leitendenden Beschichtung wie einer Metall- oder Kohlenstoffbeschichtung beschichtet sein. In der dargestellten Ausführungsform enthält die leitende Dämpfschicht 12 vorzugsweise ein leitendes nicht-gewebtes Flächengebilde wie ein kohlenstoffbeschichtetes Nonwoven-Flächengebilde aus Polyester.
  • Die faserförmige Filtermatrix 15 kann aus einer Vielzahl von faserförmigen, einschließlich fadenförmigen, Materialien hergestellt sein. Zum Beispiel kann die Filtermatrix 15 nur aus nicht-leitenden Materialien wie Glasfasern oder nicht-leitenden Polymerfasern oder aus einer Mischung von nicht-leitenden Fasern und einem leitenden Material, z.B. Metall, Kohlenstoff oder leitenden Polymerteilchen oder -fasern hergestellt sein. Die Filtermatrix 15 kann jegliche von mehreren Fluidbehandlungseigenschaften haben. Zum Beispiel kann die Filtermatrix oder das Filtermedium eine Entfernungsklasse im Bereich von etwa 0,05μ oder kleiner bis etwa 100μ oder mehr vorzugsweise kleiner als etwa 25μ oder kleiner als etwa 5μ oder klei ner als etwa 1μ haben. Die Filtermatrix oder das Filtermedium kann eine einheitliche oder abgestufte Porenstruktur, d. h. einen stromaufwärts gelegenen Bereich mit größeren Poren und einen stromabwärts gelegenen Bereich mit feineren Poren haben und/oder kann eine einzelne Schicht oder viele Unterschichten, die jeweils die gleichen oder verschiedene Filtereigenschaften haben, aufweisen. In der dargestellten Ausführungsform umfasst die Filtermatrix 15 eine nassgelegte, harzgebundene Glasfaserschicht.
  • Das poröse Substrat 16 kann aus einer Vielzahl geeigneter Materialien hergestellt sein. Die Filtermatrix 15 wird vorzugsweise auf das Substrat 16 gelegt, z.B. trockengelegt oder nassgelegt und ist an das Substrat 16 gebunden, z.B. chemisch gebunden, lösungsmittelgebunden, thermisch gebunden und/oder durch mechanisches Verschränken der Fasern der Filtermatrix und des Substrats mechanisch gebunden, wodurch ein Verbundfiltermedium gebildet wird. Das Substrat 16 unterstützt dann die Filtermatrix 15 gegen den Differenzialdruck durch die Filtermatrix 15. Das Substrat 16 kann z.B. ein Netz, ein Sieb, ein Geflecht oder ein gewebtes oder nicht-gewebtes Flächengebilde sein, das stark genug ist, um die Filtermatrix 15 im Filterpack 10 zu unterstützen. Das poröse Substrat 16 kann wie die stromaufwärts gelegene Drainageschicht aus einem nicht-leitenden Material wie Glas- oder Keramikfasern oder einem nicht-leitenden Polymer gebildet sein. In der dargestellten Ausführungsform enthält das Substrat 16 vorzugsweise ein nicht-leitendes, nicht-gewebtes Flächengebilde, wie ein nicht-gewebtes Flächengebilde aus Polymer, z.B. Polyester.
  • Die leitende stromabwärts gelegene Drainageschicht 14 dient als Drainageschicht in einer Weise analog zur stromaufwärts gelegenen Drainageschicht 11 mit der Ausnahme, dass die stromabwärts gelegene Drainageschicht 14 das Filtrat von der stromabwärts gelegenen Seite des Substrates von den Scheitelpunkten zu den Wurzeln der Falten und in das Innere des Filterpacks 10 ableitet. Folglich sind viele der Eigenschaften der stromaufwärts gelegenen Drainageschicht auf die stromabwärts gelegene Drainageschicht anwendbar. Ferner kann die stromabwärts gelegene Drainageschicht als leitende Schicht dienen. Die stromabwärts gelegene Drainageschicht kann dann ein leitendes Material wie ein Metall, Kohlenstoff oder ein leitendes Polymer oder ein nicht-leitendes Material wie Glasfaser oder ein nicht-leitendes Polymer, das in jeglicher geeigneten Art behandelt ist, um die stromabwärts gelegene Drainageschicht leitend zu machen, enthalten. Ein leitender Zusatz wie Metall, Kohlenstoff oder leitende Polymerteilchen oder -fasern, einschließlich -fäden, können in dem nicht-leitenden Material enthalten sein oder das nicht-leitende Material kann mit einer leitenden Beschichtung wie einer Metall- oder einer Kohlenstoffbeschichtung beschichtet sein. In der dargestell ten Ausführungsform enthält die stromabwärts gelegene Drainageschicht 14 vorzugsweise ein kohlenstoffbeschichtetes extrudiertes Netz aus Polyamid (z.B. Nylon).
  • Der Vielschichtverbundwerkstoff kann in jeder geeigneten Weise gefaltet werden und in einen im Allgemeinen zylindrischen Filterpack 10 z.B. durch Abdichten eines longitudinalen Randsaumes geformt sein. Der Filterpack 10 kann in ein Filterelement 21 in einer Vielzahl von Arten eingebracht sein. Zum Beispiel können die Enden des Filterpacks 10 mit gegenüberliegenden Endkappen 22, 23 in jeglicher geeigneter Weise wie Schmelzbinden, Klebstoffbinden oder Spinbonding verbunden sein. Eine der Endkappen kann blind sein und die andere kann offen sein oder beide Endkappen können offen sein. Ein Käfig (nicht dargestellt) kann um das Äußere des Filterpacks 10 angeordnet sein und/oder ein Kern 24 kann um das Innere des Filterpacks 10 angeordnet sein. Ferner kann ein Umhüllungselement 25 um das Äußere des Filterpacks 10 angeordnet sein. Die US-A 5,252,207, die hier zur Gänze durch Bezugnahme eingebracht wird, offenbart verschiedene Beispiele für ein Umhüllungselement und ein umhülltes Filterelement. Die Endkappen, der Kern, der Käfig und das Umhüllungselement können entweder aus leitendem Material wie Metall oder einem leitenden Polymer oder alternativ einem nicht-leitenden Material wie einen nicht-leitenden Polymer gebildet sein.
  • Die leitenden Schichten wie die leitende Dämpfschicht 12 und die leitende stromabwärts gelegene Drainageschicht 14 können miteinander in verschiedenen Arten elektrisch verbunden sein. Zum Beispiel können sie am longitudinalen Randsaum des Filterpacks 10 elektrisch verbunden sein. In einer Ausführungsform erstreckt (erstrecken) sich der Rand (die Ränder) von mindestens einer oder beiden leitenden Schichten, z.B. der leitenden Dämpfschicht 12 und der leitenden stromabwärts gelegenen Drainageschicht 14 über die Ränder der anderen Schichten am Randsaum und sind in Kontakt mit der anderen leitenden Schicht gebracht. Zum Beispiel kann sich, wie in 2 gezeigt, der Rand der leitenden Dämpfschicht 12 am Randsaum über die Ränder der anderen Schichten hinauserstrecken und kann in den Verbundwerkstoff im Kontakt mit der leitenden stromabwärts gelegenen Drainageschicht 14 zurückgefaltet sein. Ein Dichtmittel 26 kann dann auf den Randsaum aufgebracht werden, das den Randsaum mit der leitenden Dämpfschicht 12 in elektrischen Kontakt mit der leitenden stromabwärts gelegenen Drainageschicht 14 verbindet und abdichtet.
  • Alternativ oder zusätzlich können die erste und die zweite leitende Schicht in jeglicher anderen geeigneten Weise elektrisch miteinander gekoppelt sein. Zum Beispiel kann das Rand saumdichtmittel ein leitendes Dichtmittel sein wie ein leitendes Harz oder ein nicht-leitendes Harz mit einem leitenden Zusatz. Das leitende Dichtmittel kann auf die Ränder des Vielschichtverbundswerkstoffs in einer Weise aufgebracht sein, die dem leitenden Dichtmittel erlaubt, die erste und die zweite leitende Schicht, z.B. die leitende Dämpfschicht 12 und die leitende stromabwärts gelegene Drainageschicht 14 am Randsaum elektrisch zu verbinden. Zum Beispiel können die Ränder der Schichten des Verbundwerkstoffes sich gemeinsam erstrecken und das leitende Dichtmittel kann die porösen Schichten durchdringen und dabei sie sowohl verbinden und abdichten als auch elektrisch die erste und die zweite leitende Schicht miteinander verbinden. Alternativ kann die Randdichtung durch Schmelzbinden, z.B. Ultraschallschweißen, der Ränder der Schichten, z.B. ohne die Zugabe eines getrennten Dichtmittels gebildet werden. Schmelzbinden schmelzt die Ränder der Schichten effektiv, was zu einer geschmolzenen Masse führt, die jegliche dazwischenliegende Schicht durchdringen kann und dadurch sie sowohl verbinden und abdichten als auch elektrisch die erste und zweite leitende Schicht verbinden kann. Wenn eine oder mehrere der Schichten des Verbundwerkstoffmaterials aus einem leitenden Material, z.B. einem leitenden Polymer gebildet sind, dienen die geschmolzenen Ränder des leitenden Materials als ein Dichtmittel, das sowohl die Schichten des Verbundwerkstoffes verbinden und abdichten kann, als auch die erste und zweite leitende Schicht elektrisch verbinden kann.
  • Als anderes Beispiel können elektrische Verbinder wie leitende Klammern oder leitende Fäden in die Ränder des Verbundwerkstoffmaterials am Randsaum eingebracht werden. Die leitenden Verbinder können dann die Schichten des Vielschichtverbundwerkstoffes mechanisch verbinden und die erste und die zweite leitende Schicht am Randsaum elektrisch verbinden.
  • Ferner können die erste und die zweite leitende Schicht elektrisch durch die dazwischenliegenden Schichten verbunden sein. Zum Beispiel kann die Filtermatrix 15 leitende Fasern einschließlich leitende Fäden oder eine Mischung aus leitenden und nicht-leitenden Fasern enthalten und/oder das Substrat kann leitendes Material enthalten. Die leitende Dämpfschicht 12 und die leitende stromabwärts gelegene Drainageschicht 14 können dann über die leitenden Fasern in der Filtermatrix 15 und das leitende Substrat über die gesamte Fläche des Filtermediums 13 elektrisch verbunden werden.
  • Alternativ oder zusätzlich können die erste und die zweite leitende Schicht an den Enden des Filterpacks 10 elektrisch verbunden sein. Zum Beispiel können vor dem Binden der Endkap pen 22, 23 an die Enden des Filterpacks 10 die Ränder von einer oder beiden leitenden Schichten an den Enden des Filterpacks 10 in Kontakt mit einander gebracht werden in einer Weise analog zu dem, was zuvor in Hinblick auf die Ränder am Randsaum beschrieben wurde. Es kann auch ein leitendes Bindemittel wie ein leitender Klebstoff verwendet werden, um die Enden des Filterpacks 10 an die Endkappen 22, 23 zu binden, wobei die Ränder der leitenden Schichten an den Endkappen 22, 23 in einer Weise elektrisch verbunden werden, die analog zu der ist, die zuvor in Hinblick auf das leitende Dichtmittel und die Ränder der leitenden Schicht am Randsaum beschrieben wurde.
  • Ferner können die erste und die zweite leitende Schicht elektrisch über eine leitende Endkappe z.B. eine Metallendkappe oder eine Endkappe, die aus einem leitenden Polymer einschließlich einem nicht-leitenden Polymer, das einen leitenden Zusatz hat, gebildet ist, gebildet sein. Zum Beispiel können die Ränder der leitenden Schichten an den Enden des Filterpacks 10 über die Ränder der anderen Schichten des Verbundwerkstoffes hinausstehen und können gefaltet werden, um flach an den Endkappen 22, 23 anzuliegen. Die Endkappen 22, 23 können auch an die Enden des Filterpacks 10 z.B. mit einem leitenden Klebstoff gebunden werden. Oder die Enden des Filterpacks 10 können, mit oder ohne sich über die Ränder der anderen Schichten hinauserstreckenden Rändern der leitenden Schichten, in einen geschmolzenen Abschnitt von jeder Endkappe, die ein leitendes Polymer enthält, eingebracht werden. Das geschmolzene leitende Polymer kann sich dann in die Enden des Fluidbehandlungspacks 10 einsaugen um, nachdem es sich verfestigt hat, sowohl die Enden des Filterpacks 10 an die Endkappen 22, 23 zu binden und abzudichten, sowie auch die erste und die zweite leitende Schicht elektrisch zu verbinden. Wenn die erste und die zweite leitende Schicht elektrisch miteinander verbunden sind, ist das Filtermedium im wesentlichen von einem elektrischen Käfig umgeben.
  • Obwohl die Ausführungsform, die in den 1 und 2 dargestellt ist, mit Bezugnahme auf einen Fluidbehandlungspack 10 beschrieben wurde, der eine leitende Dämpfschicht 12 als eine erste leitende Schicht, z.B. eine stromaufwärts gelegene leitende Schicht, eine leitende Drainageschicht 14 als eine zweite leitende Schicht, z. B. eine stromabwärts gelegene leitende Schicht und eine faserförmige Fluidbehandlungsmatrix 15, die auf ein poröses Substrat 16 trocken- oder nassgelegt ist, enthält, ist die Erfindung nicht auf diese Ausführungsform beschränkt. Zum Beispiel kann die stromaufwärts gelegene leitende Schicht alternativ eine leitende stromaufwärts gelegene Drainageschicht oder eine zusätzliche leitende Schicht sein, die weder als Drainageschicht noch als Dämpfschicht fungiert. So kann die Dämpf schicht, wie die leitende Dämpfschicht 12, vollständig weggelassen werden und der Fluidbehandlungspack kann dann eine leitende stromaufwärts gelegene Drainageschicht als stromaufwärts gelegene leitende Schicht enthalten. Oder die stromaufwärts gelegene leitende Schicht kann eine zusätzliche Schicht sein, die leitend ist und die stromaufwärts des Fluidbehandlungsmediums mit der stromaufwärts gelegenen Drainageschicht oder sowohl mit der stromaufwärts gelegenen Drainageschicht als auch mit der stromaufwärts gelegenen Dämpfschicht angeordnet ist, die entweder einzeln oder beide leitend oder nicht-leitend sein können.
  • Ferner kann die stromabwärts gelegene leitende Schicht eine leitende stromabwärts gelegene Dämpfschicht sein oder das Substrat kann leitend sein. Das leitende Substrat kann aus einem leitenden Material wie Metall, Kohlenstoff oder einem leitenden Polymer oder aus einem nicht-leitenden Material, welches in jeder geeigneten Weise behandelt ist um das Substrat leitend zu machen, gebildet sein. Zum Beispiel kann ein leitender Zusatz wie Metall, Kohlenstoff oder leitende Polymerteilchen oder -fasern, einschließlich -fäden, in dem nichtleitenden Material enthalten sein oder das nicht-leitende Material kann mit einer leitenden Beschichtung wie Metall- oder Kohlenstoffbeschichtung beschichtet sein. Oder die stromabwärts gelegene leitende Schicht kann eine zusätzliche Schicht sein, die leitend ist und die weder als Drainageschicht noch als Dämpfschicht dient. Die zusätzliche Schicht kann stromabwärts des Fluidbehandlungsmediums mit entweder der stromabwärts gelegenen Dämpfschicht oder der stromabwärts gelegenen Drainageschicht oder beiden, der stromabwärts gelegenen Drainageschicht und der stromabwärts gelegene Dämpfschicht, angeordnet sein, welche entweder einzeln oder beide, leitend oder nicht-leitend sein können.
  • Ferner muss das Fluidbehandlungsmedium keine faserförmige Matrix 12 enthalten. Sondern das Fluidbehandlungsmedium kann irgendeines von einer breiten Vielfalt von porösen Trennmedien enthalten. Zum Beispiel kann das Fluidbehandlungsmedium eine gestützte oder nicht-gestützte poröse Membran enthalten, einschließlich einer permeablen oder semipermeablen Polymermembran wie einer Polymermembran, die aus einem nicht-leitenden Polymer gebildet ist. Alternativ kann das Fluidbehandlungsmedium ein Sieb oder einen offenzelligen Schaum, das bzw. der aus einem leitenden oder nicht-leitenden Material gebildet ist, enthalten.
  • Das Fluidbehandlungselement kann in dem Gehäuse (nicht gezeigt) einer Fluidbehandlungsanordnung wie einer Filteranordnung angeordnet sein. In einer bevorzugten Ausfüh rungsform sind die erste und die zweite leitende Schicht elektrisch miteinander verbunden. Ferner kann das Fluidbehandlungselement einem elektrischen Kontakt enthalten und die erste und die zweite leitende Schicht können mit dem elektrischen Kontakt elektrisch gekoppelt sein. Der elektrische Kontakt kann vorzugsweise irgendeinen leitenden Abschnitt des Fluidbehandlungselements enthalten, der elektrisch mit den leitenden Schichten verbunden ist und ist angeordnet, um ein neutrales Potential, z.B. Masse zu kontaktieren. Vorzugsweise kann der elektrische Kontakt mit dem neutralen Potential über das Gehäuse oder jeden anderen leitenden Abschnitt der Fluidbehandlungsanordnung gekoppelt sein. Zum Beispiel kann der elektrische Kontakt ein leitender Abschnitt einer leitenden Endkappe sein, der elektrisch mit den leitenden Schichten des Fluidbehandlungselements z.B. direkt oder über ein leitendes Bindemittel gekoppelt ist und ist auch elektrisch an einen leitenden Abschnitt des Gehäuses gekoppelt. Alternativ oder zusätzlich kann der elektrische Kontakt ein Abschnitt eines leitenden Kernes sein, der elektrisch mit der ersten und zweiten leitenden Schicht gekoppelt ist und elektrisch mit einem leitenden Abschnitt des Gehäuses, z.B. einem Sockel, einem Gerüst oder einer Zugstange des Gehäuses verbunden ist. Alternativ oder zusätzlich kann der elektrische Kontakt eine oder mehrere zusätzliche leitende Komponenten, wie einen leitenden Draht, eine leitende Litze, eine leitende Feder oder eine leitende Dichtung, z. B. einen leitenden O-Ring oder Dichtungsring enthalten, der bzw. die z.B. direkt oder über ein leitendes Bindemittel und/oder eine leitende Endkappe elektrisch mit den leitenden Schichten verbunden ist, und mit einem leitenden Abschnitt des Gehäuses gekoppelt ist.
  • Ohne an eine bestimmte Vorgangstheorie gebunden zu sein glaubt man, dass, wenn das Fluid durch das Filtermedium hindurchgeht, insbesondere wenn ein nicht-leitendes oder leitendes Fluid durch das nicht-leitende Filtermedium hindurchgeht, elektrische Ladung zwischen dem Filtermedium und dem Fluid übertragen werden kann. Die erste und die zweite leitende Schicht, die die leitende stromaufwärts gelegene Dämpfschicht und die leitende stromabwärts gelegene Drainageschicht umfassen, sind in ausreichend enger Nähe zum Fluidbehandlungsmedium angeordnet um jegliche elektrische Unausgeglichenheit auszugleichen. Zusätzlich wird durch Koppeln des elektrischen Kontakts an ein neutrales Potential und durch elektrisches Verbinden der leitenden Schichten miteinander und dem elektrischen Kontakt jeder Ladungsaufbau im Filtermedium oder Fluid im Wesentlichen verhindert.
  • In einer anderen bevorzugten Ausführungsform sind die erste und die zweite leitende Schicht elektrisch verbunden und sind auch vorzugsweise isoliert, z.B. von einem neutralen Potential, wie Masse isoliert. Die erste und die zweite leitende Schicht können in jede geeigneten Weise isoliert sein. Z.B. können die Endkappen sowie die stromaufwärts gelegene Drainageschicht und die stromabwärts gelegene Drainageschicht aus einem nicht-leitenden Material gefertigt sein, wodurch jede elektrische Verbindung zwischen der ersten und der zweiten leitenden Schicht und dem Gehäuse und damit mit Masse verhindert wird. Als anderes Beispiel können, wenn das Fluidbehandlungselement einen Käfig und einen Kern enthält, der Käfig und der Kern sowie die Endkappen aus einem nicht-leitenden Material gefertigt sein, was wiederum eine elektrische Verbindung zwischen der ersten und der zweiten leitenden Schicht und Masse verhindert. In noch einem anderen Beispiel, wenn das Äußere und das Innere des Fluidbehandlungselements von den leitenden Abschnitten des Gehäuses beabstandet sind, können nur die Endkappen aus einem nicht-leitenden Material gefertigt sein. Für jedes dieser Beispiele kann, wenn die Enden des Fluidbehandlungspacks elektrisch von den Endkappen, z.B. durch einen nicht-leitenden Klebstoff isoliert sind, die Endkappen ebenfalls aus einem leitenden Material hergestellt sein.
  • In einer bevorzugten Vorgangsweise wird ein zu behandelndes Fluid durch das Gehäuse der Fluidbehandlungsanordnung und durch das Fluidbehandlungselement, z. B. von außen nach innen durch das Filterelement 21 in einer Dead-End-Filtrationsweise geführt. Das Fluid wird durch die stromaufwärts gelegene Drainageschicht 11 entlang der stromaufwärts gelegenen Oberfläche der leitenden Dämpfschicht 12 und somit zu der stromaufwärts gelegenen Oberfläche des Fluidbehandlungsmediums 13, z. B. der stromaufwärts gelegenen Oberfläche der Filtermatrix 15 verteilt. Das Fluid tritt dann durch das Fluidbehandlungsmedium 13, z.B. durch die Filtermatrix 15, wobei sich unerwünschte Substanzen, wie Teilchen, auf oder in der Filtermatrix 15 ablagern. Das Fluid tritt dann durch das leitende Substrat 16 und wird entlang der stromabwärts gelegene Drainageschicht 14 durch den perforierten Kern 24 in das Innere des Fluidbehandlungspacks 10 abgeleitet.
  • Ohne an eine bestimmte Vorgangstheorie gebunden zu sein, glaubt man, dass wenn das Fluid durch das Fluidbehandlungsmedium 13 tritt, insbesondere wenn ein leitendes oder nicht-leitendes Fluid durch ein nicht-leitendes Medium tritt, elektrische Ladung zwischen dem Medium 13, z.B. der Fluidbehandlungsmatrix 15 und dem Fluid übertragen werden kann. Die erste und die zweite leitende Schicht 12, 14 sind in genügend enger Nähe zur Fluidbehandlungsmatrix 15 angeordnet, um die elektrische Unausgeglichenheit auszugleichen, z.B. um die elektrische Ladung aus der Fluidbehandlungsmatrix 15 zu sammeln und die Ladung an das Fluid zurück zu geben und/oder die Ladung daran zu hindern, sich in der Fluidbehandlungsmatrix 15 anzusammeln. Z.B. können eine oder beide der ersten und zweiten leitenden Schicht unmittelbar angrenzend an und in Flächenkontakt mit dem Fluidbehandlungsmedium sein. Dieser Aufbau wird bevorzugt, da er das elektrische Koppeln zwischen dem Fluidbehandlungsmedium und der (den) leitenden Schicht(en) über die gesamten Oberflächenfläche des Fluidbehandlungsmediums verbessert. Alternativ können eine oder mehrere nicht-leitende Schichten zwischen dem Fluidbehandlungsmedium und jeder der ersten und zweiten leitenden Schicht angeordnet sein, solange die erste und und/oder zweite leitende Schicht ausreichend nahe zum Fluidbehandlungsmedium sind, um elektrische Unausgeglichenheit und/oder Ladungsaufbau durch die dazwischenliegende Schicht zu verhindern. Elektrische Unausgeglichenheit und/oder Ladungsaufbau im Fluidbehandlungsmedium und/oder dem Fluid wird so wesentlich reduziert. Die Porosität beider leitender Schichten oder zumindest der stromabwärts gelegenen leitenden Schicht ist vorzugsweise vorgesehen, um genügend Kontakt zwischen dem Fluid und der leitenden Schicht zu schaffen, um das Ausgleichen der elektrischen Unausgeglichenheit zu erleichtern, wenn das Fluid durch die leitenden Schichten fließt. Zum Beispiel kann die nominale Porengröße einer oder beider leitenden Schichten geringer als etwa 500μ oder geringer als etwa 250μ oder geringer als 100μ sein. Die Porengröße jeder leitenden Schicht ist aber vorzugsweise groß genug, dass kein wesentlicher Druckabfall auftritt, wenn das Fluid durch die leitende Schicht fließt. Z.B. ist der Druckabfall durch die stromabwärts gelegene leitende Schicht, vorzugsweise nicht größer als etwa 5% oder vorzugsweise nicht größer als etwa 1% des Druckabfalls durch den Fluidbehandlungspack.
  • Obwohl die in den 1 und 2 dargestellte Ausführungsform mit Bezugnahme auf ein allgemein zylindrisches, gefaltetes Fluidbehandlungselement wie ein Filterelement, das für Dead-End-Filtration vorgesehen ist, beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht auf diese Ausführungsform beschränkt. Z.B. kann das Fluidbehandlungselement einen quaderförmigen Aufbau haben und/oder der Fluidbehandlungspack kann Mikro- oder Makrofalten enthalten. Mehrere Beispiele eines Fluidbehandlungselements mit einem quaderförmigen Aufbau und Mikro- und Makrofalten sind in US-A 5,098,767 offenbart, die durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit eingebracht wird. Als anderes Beispiel kann der Fluidbehandlungspack spiralförmig gewickelt statt gefaltet sein und ein Fluidbehandlungselement mit gefaltetem oder spiralförmig gewickeltem Pack kann zur Durchflusstrennung, zB Durchflussfiltration, vorgesehen sein. Mehrere Beispiele eines Fluidbehandlungselementes einschließlich eines gefalteten oder spiralförmig gewickelten Fluidbehandlungspack, die zur Durchflusstrennung und/oder Stoffübertragung vorgesehen sind, sind in der internationalen Veröffentlichung WO 00-13767, die durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit eingebracht wird, offenbart.
  • In einigen Ausführungsformen enthält ein Fluidbehandlungspack einen gefalteten Vielschichtwerkstoffverbund mit innenliegenden Wurzeln und außenliegenden Scheitelpunkten. Der Vielschichtwerkstoffverbund enthält ein poröses Fluidbehandlungsmedium und mindestens eine erste und eine zweite leitende Schicht, die elektrisch mit dem porösen Medium gekoppelt sind, um Ladung zwischen dem porösen Medium und den leitenden Schichten zu übertragen. Der Fluidbehandlungspack kann entfernbar an einem leitenden perforierten Kern montierbar sein und eine leitende Schicht kann die innere Oberfläche des Fluidbehandlungspacks einschließlich der inneren Oberfläche an den Wurzeln enthalten. Alternativ oder zusätzlich kann der Fluidbehandlungspack entfernbar an einem leitenden perforierten Käfig montierbar sein und eine leitende Schicht kann eine äußere Oberfläche des Fluidsbehandlungspacks einschließlich der äußeren Oberfläche an den Scheitelpunkten enthalten. Die Falten können jeweils dimensioniert sein, um die elektrische Verbindung zwischen der leitenden Schicht und dem Kern und/oder dem Käfig zu verbessern, z.B. in dem Sie den Wurzeln und/oder den Scheitelpunkten erlauben, sich gegen den Kern und/oder den Käfig zu drücken. Wenn Fluid durch den Fluidsbehandlungspack fließt, kann das Fluid behandelt werden, z.B. können unerwünschte Substanzen wie Teilchen aus dem Fluid entfernt werden. Wenn das poröse Medium elektrisch mit den leitenden Schichten gekoppelt ist und wenn eine leitende Schicht elektrisch mit dem Kern und/oder dem Käfig gekoppelt ist, kann ein wesentlicher Teil jeder elektrischen Ladung in dem porösen Fluidsbehandlungsmedium und/oder Fluid über die leitende Schicht und den leitenden Kern und/oder Käfig an ein neutrale Potential wie Masse abgeleitet werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform enthält ein Fluidsbehandlungspack einen Vielschichtwerkstoffverbund der entfernbar an einem leitenden perforierten Kern montierbar ist. Der Vielschichtwerkstoffverbund enthält vorzugsweise eine nicht-leitende stromaufwärts gelegene Drainageschicht, eine stromaufwärts gelegene leitende Dämpfschicht, eine nicht-leitende poröse Filtermatrix, die an ein leitendes Substrat gebunden ist und eine leitende stromabwärts gelegene Drainageschicht. Die leitenden Schichten sind vorzugsweise elektrisch über einen longitudinal verlaufenden Randsaum, z.B. durch Schmelzbinden der leitenden Schichten an dem Randsaum verbunden. Ferner ist der Vielschichtwerkstoffverbund vorzugsweise gefaltet und die Falten sind so dimensioniert, dass sie den Wurzeln erlauben gegen den Kern zu drücken und eine elektrische Verbindung an den Wurzeln herzustellen, die Kontakt zwischen der leitenden stromabwärts gelegene Drainageschicht und dem Kern umfasst.
  • Wie in 3 gezeigt, enthält ein Beispiel eines Fluidbehandlungspacks z.B. ein Filterpack 40, der die vorliegende Erfindung verwirklicht, einen gefalteten Vielschichtwerkstoffverbund mit einem hohlen, im Allgemeinen zylindrischen Aufbau. Der Vielschichtwerkstoffverbund kann eine poröse stromaufwärts gelegene Drainageschicht 41, eine poröse leitende Dämpfschicht 42, ein Fluidbehandlungsmedium, wie ein permeables oder semi-permeables Filtermedium 43 und eine poröse leitende stromabwärts gelegene Drainageschicht 44, die die innere Oberfläche des Fluidbehandlungspacks 40 enthält, umfassen. Das Fluidsbehandlungsmedium 43 kann eine Fluidbehandlungsmatrix 45, z.B. eine faserförmige, einschließlich fadenförmige Schicht enthalten und die Fluidbehandlungsmatrix 45 kann auf ein poröses leitendes Substrat 46 trockengelegt oder nassgelegt sein oder an dasselbe gebunden sein. Das poröse leitende Substrat 46 ist vorzugsweise unmittelbar stromabwärts von und in engem Bindungskontakt mit der Fluidbehandlungsmatrix 45 angeordnet und die leitende stromabwärts gelegene Drainageschicht 46, die die leitende Schicht in dieser Ausführungsform gemäß diesem zweiten Aspekt der Erfindung enthält, ist unmittelbar stromabwärts von und in Flächenkontakt mit dem leitenden Substrat 46 angeordnet. Ebenso ist die leitende Dämpfschicht 42 unmittelbar stromaufwärts von und in Flächenkontakt mit der Fluidbehandlungsmatrix 45 angeordnet, und die leitende stromaufwärts gelegene Drainageschicht 41, die auch die leitende Schicht in dieser Ausführungsform der Erfindung umfassen kann, ist unmittelbar stromaufwärts von und in Flächenkontakt mit der leitenden Dämpfschicht 42 angeordnet.
  • Viele der Eigenschaften der Drainageschichten, der Dämpfschichten und der Fluidbehandlungsmedien können ähnlich jenen sein, die zuvor in Hinblick auf die Ausführungsform, die in 1 gezeigt ist, beschriebenen wurden. Die stromaufwärts und stromabwärts gelegenen Drainageschichten in der Ausführungsform, die in 3 gezeigt ist, sind vorzugsweise aus irgendeinem einer Vielfalt von geeigneten leitenden Materialien hergestellt, um eine leitende innere Oberfläche des Fluidbehandlungspacks, z.B. an den Wurzeln der Falten und eine leitende äußere Oberfläche, z.B. an den Scheitelpunkten der Falten zu schaffen. Z.B. können die leitenden Drainageschichten aus einem leitenden Material wie einem Metall, Kohlenstoff oder einem leitenden Polymer oder aus einem nicht-leitenden Material wie Glasfaser oder einem nicht-leitenden Polymer, das in jeder geeigneten Weise behandelt ist, um die stromabwärts gelegene Drainageschicht leitend zu machen, hergestellt sein. Ein leitender Zusatz wie Metall, Kohlenstoff oder leitende Polymerpartikel oder -fasern, einschließlich -fäden, können in dem nicht-leitenden Material enthalten sein oder das nicht-leitende Material kann mit einer leitenden Schicht wie einer Metall- oder Kohlenstoffschicht beschichtet sein. In der in 3 dargestellten Ausführungsform enthalten die stromaufwärts und stromabwärts gelegenen Drainageschichten 41, 44 vorzugsweise ein leitendes kohlenstoffbeschichtetes extrudiertes Netz aus Polyamid (z.B. Nylon); die leitende Dämpfschicht 42 und das leitende Substrat 46 enthalten vorzugsweise ein leitendes kohlenstoffbeschichtetes Polyester-Nonwoven-Flächengebilde; und die Fluidbehandlungsmatrix 45 enthält vorzugsweise eine Filtermatrix aus nassgelegten harzgebundenen Glasfasern.
  • Der Vielschichtverbundwerkstoff kann in jeder geeigneten Weise gefaltet sein und zu einem im Allgemeinen zylindrischen Fluidbehandlungspack wie einem Filterpack 40 z.B. durch Abdichten eines longitudinalen Randsaumes geformt sein. Die Falten können sich im Allgemeinen radial erstrecken und haben eine Höhe von im Wesentlichen gleich (D-d)/2 oder die Falten können sich nicht radial erstrecken und haben eine Höhe größer als (D-d)/2. Der Fluidbehandlungspack 40 kann in ein Fluidbehandlungselement 51 in einer Vielfalt von Arten eingebracht sein, wie zuvor in Hinblick auf die Ausführungsform aus 1 beschrieben. Z.B. können die Enden des Fluidbehandlungspacks 40 mit gegenüberliegenden offenen oder blinden Endkappen 52, 53 verbunden sein und die Endkappen können aus einem leitenden Material oder einem nicht-leitenden Material gebildet sein. Ein Umhüllungselement 54 kann um das Äußere des Fluidbehandlungspacks angeordnet sein. In der dargestellten Ausführungsform sind die Endkappen 52, 53, das Umhüllungselement 54 und jegliches Klebstoff-Bindematerial oder Dichtmaterial, alle vorzugsweise leitend.
  • In einigen Ausführungsformen enthält das Fluidbehandlungselement vorzugsweise keinen Kern und/oder Käfig. Sondern der Kern und/oder der Käfig können an dem Gehäuse einer Fluidbehandlungsanordnung montiert und mit dieser elektrisch verbunden sein und das Gehäuse kann infolge elektrisch mit einem neutralen Potential wie Masse verbunden sein. Das Fluidbehandlungselement ist vorzugsweise entfernbar am Kern und/oder am Käfig montiert. In der dargestellten Ausführungsform kann das Fluidbehandlungselement 51 entfernbar an einem Kern montierbar sein, wobei der Kern am Gehäuse einer Fluidbehandlungsanordnung (nicht dargestellt) angebracht ist, welche infolge mit Masse verbunden ist. US-A 5,476,585 die durch Bezugnahme in ihrer Gänze eingebracht wird, offenbart verschiedene Beispiele von kernlosen Fluidbehandlungselementen. Die Falten sind jedoch vorzugsweise so dimensioniert, dass sie den Kern kontaktieren.
  • Die leitende Schicht wie die leitende stromaufwärts gelegene Drainageschicht 41 und/oder die leitende stromabwärts gelegene Drainageschicht 44, und das Fluidbehandlungsmedium wie die faserförmige Fluidbehandlungsmatrix 45, können elektrisch in jeder geeigneten Wei se miteinander gekoppelt sein. Z.B. befindet sich in der Ausführungsform der 3 die faserförmige Filtermatrix 45, ob leitend oder nicht-leitend, in genügend enger Nähe zu vorzugsweise unmittelbar angrenzend an und in Flächenkontakt mit der leitenden Dämpfschicht 42 und dem leitenden Substrat 46, um elektrische Ladung zwischen ihnen über die gesamte Fläche des Filtermediums zu übertragen. Die leitende Dämpfschicht 42 und/oder das leitende Substrat 46 können infolge jeweils elektrisch mit der leitenden stromaufwärts gelegene Drainageschicht 41 und/oder der leitenden stromabwärts gelegene Drainageschicht 44 sowie der leitenden Dämpfschicht 42 und stromaufwärts gelegene Drainageschicht 41 in einer Vielfalt von Weisen, wie zuvor in Hinblick auf die Ausführungsform aus 1 beschrieben, verbunden sein. Z.B. kann das leitende Substrat 46 und die leitende stromabwärts gelegene Drainageschicht 44 unmittelbar angrenzend aneinander und im engen elektrischen Kontakt miteinander über die gesamte Oberflächenfläche der leitenden stromabwärts gelegenen Drainageschicht 44 sein. Alternativ oder zusätzlich kann die leitende Schicht, z.B. die leitenden stromaufwärts gelegene und/oder stromabwärts gelegene Drainageschicht, mit einer oder mehreren der anderen leitenden Schichten, einschließlich z.B. eines leitenden Fluidbehandlungsmedium oder einer Fluidbehandlungsmatrix, eines leitenden Substrats, einer leitenden Dämpfschicht und/oder einer leitenden Drainageschicht am Randsaum, an den Enden des Fluidbehandlungspacks über leitende Endkappen oder über leitende Zwischenschichten wie zuvor im Hinblick auf vorangegangene Ausführungsformen beschrieben, elektrisch verbunden sein.
  • Während die in 3 dargestellte Ausführungsform mit Bezugnahme auf einen kernlosen Fluidbehandlungspack wie einen Filterpack 40, der eine faserförmig Filtermatrix 45, die auf ein leitendes Substrat 46 trockengelegt oder nassgelegt ist und eine leitende stromaufwärts gelegene und/oder stromabwärts gelegene Drainageschicht 41, 44 als leitende Schicht(en) enthält, die elektrisch an die faserförmige Matrix 45 gebunden sind, ist die Erfindung nicht auf diese Ausführungsform beschränkt. Z.B. können eine oder mehrere leitende oder nichtleitende Schichten zu dem Fluidbehandlungspack hinzugefügt werden. Eine leitende Schicht, die weder als Dämpfschicht noch als Drainageschicht dient, kann zum Fluidbehandlungspack stromaufwärts oder stromabwärts des Fluidbehandlungsmediums hinzugefügt werden. Eine leitende oder nicht-leitende stromabwärts gelegene Dämpfschicht kann zwischen dem leitenden Substrat und der leitenden stromabwärts gelegene Drainageschicht angeordnet sein und die leitende stromabwärts gelegene Drainageschicht kann mit der leitenden stromaufwärts gelegenen Dämpfschicht am Randsaum oder an den Enden des Fluidbehandlungspacks verbunden sein und kann mit dem leitenden Substrat am Randsaum, an den Enden des Packs oder über Flächenkontakt über die dazwischenliegende stromabwärts gelegene Dämpfschicht verbunden sein. Als ein anderes Beispiel können eine oder mehrere der Schichten aus einem nicht-leitenden Material gefertigt sein oder können zur Gänze weggelassen sein. Die stromaufwärts gelegene Dämpfschicht oder das Substrat können nicht-leitend sein oder zur Gänze weggelassen sein oder beide können nicht-leitend oder weggelassen sein. Die leitende stromabwärts gelegene Drainageschicht kann weggelassen werden und das leitende Substrat kann die leitende Schicht einschließlich der inneren Oberfläche des Packs und elektrisch gekoppelt an die faserförmige Matrix enthalten.
  • Ferner kann das Fluidbehandlungselement einen entweder leitenden oder nicht-leitenden Kern enthalten, aber kann käfiglos sein, wobei der Käfig mit dem Gehäuse der Fluidbehandlungsanordnung verbunden ist und elektrisch über das Gehäuse mit neutralem Potential wie Masse verbunden ist. Der Fluidbehandlungspack kann dann eine leitende Schicht wie eine leitende stromaufwärts gelegene Drainageschicht mit einer leitenden äußeren Oberfläche, die den Käfig direkt oder indirekt über ein leitendes Umhüllungselement verbindet, enthalten. Die leitende Schicht, z.B. die leitende stromaufwärts gelegene Drainageschicht kann elektrisch an das poröse Fluidbehandlungsmedium oder an eine Matrix in jeder geeigneten Weise gekoppelt sein, z.B. in dem sie unmittelbar angrenzend an und in Flächenkontakt mit dem porösen Medium oder der Matrix über leitende dazwischenliegende Schichten, wie einer leitenden stromaufwärts gelegene Dämpfschicht oder über eine Verbindung am Randsaum oder den Enden des Fluidbehandlungspacks zur Dämpfschicht dem porösen Medium oder der Matrix dem Substrat oder der stromabwärts gelegenen Drainageschicht ist.
  • Ferner muss das poröse Fluidbehandlungsmedium keine faserförmige Matrix enthalten. Sondern das poröse Medium kann jedes einer breiten Vielfalt von porösen Trennmedien enthalten. Z.B. kann das poröse Medium eine gestützte oder nicht-gestützte poröse Membran, einschließlich einer permeablen oder semi-permeablen Polymermembran, wie eine Polymermembran, die aus einem nicht-leitenden Polymer gebildet ist, enthalten. Alternativ kann das poröse Medium ein Sieb oder ein offenzelliger Schaum, der aus einem leitenden oder nichtleitenden Material gebildet ist, enthalten.
  • In einer bevorzugten Arbeitsweise ist ein Fluidbehandlungselement wie ein Filterelement 51 über einem leitenden perforierten Kern des Gehäuses eine Fluidbehandlungsanordnung (nicht dargestellt) durch eine offene Endkappe montiert. Die Falten des Fluidbehandlungspacks 40 sind so dimensioniert, dass sie eine elektrische Verbindung oder einen elekt rischen Kontakt zwischen der inneren Oberfläche der leitenden Schicht, z.B. der leitenden stromabwärts gelegenen Drainageschicht 44, an den Wurzeln der Falten und dem leitenden Kern schaffen. Alternativ oder zusätzlich kann das Fluidbehandlungselement in einem leitenden Käfig montiert sein und die Falten des Fluidbehandlungspacks können so dimensioniert sein, dass sie eine elektrische Verbindung oder einen elektrischen Kontakt zwischen der äußeren Oberfläche der leitenden Schicht, z.B. einer leitenden stromaufwärts gelegenen Drainageschicht, an den Scheitelpunkten der Falten und dem leitenden Käfig entweder direkt oder indirekt durch eine leitende Umhüllung schaffen. Ein zu behandelndes Fluid, z.B. zu filterndes Fluid, wird durch das Gehäuse der Fluidbehandlungsanordnung und vorzugsweise von außen nach innen, aber alternativ von innen nach außen, durch das Fluidbehandlungselement, z.B. durch das Filterelement 51 in einer Dead-End-Filtration geleitet. Das Fluid wird durch die stromaufwärts gelegenen Drainageschicht 41 entlang der stromaufwärts gelegenen Oberfläche der leitenden Dämpfschicht 42 und dann auf die stromaufwärts gelegenen Oberfläche des Fluidbehandlungsmediums 43, z.B. die stromaufwärts gelegene Oberfläche der faserförmigen Matrix 45 verteilt. Das Fluid tritt dann durch das Fluidbehandlungsmedium 43, z.B. durch die faserförmige Matrix 45, wobei es unerwünschte Substanzen wie Teilchen auf oder in der Filtermatrix 45 ablagert. Das Fluid tritt dann durch das leitende Substrat 46 und wird entlang der leitenden stromaufwärts gelegenen Drainageschicht 44 und durch den perforierten Kern in das Innere des Kerns geleitet, von wo das Fluid das Gehäuse verlässt.
  • Ohne an eine bestimmte Vorgangstheorie gebunden zu sein glaubt man, dass wenn das Fluid durch das Fluidbehandlungsmedium tritt, insbesondere ein leitendes oder nichtleitendes Fluid durch ein nicht-leitendes Fluidbehandlungsmedium wie eine nicht-leitende Fluidbehandlungsmatrix 45 tritt, elektrische Ladung zwischen dem Fluidbehandlungsmedium, z.B. der faserförmigen Matrix 45 und dem Fluid übertragen werden kann. Durch Herstellung elektrischen Kontakts zwischen dem geerdeten Kern oder Käfig und der inneren oder äußeren Oberfläche der leitenden Schicht und durch elektrisches Koppeln der leitenden Schicht an das Fluidbehandlungsmedium wird die elektrische Unausgeglichenheit im Wesentlichen ausgeglichen und elektrischer Ladungsaufbau entweder im Fluidbehandlungsmedium oder im Fluid wird im Wesentlichen verhindert. Wenn das Fluidbehandlungselement genügend verunreinigt ist, kann es aus dem Kern oder Käfig entfernt werden und gereinigt werden oder ein neues Fluidbehandlungselement kann wieder am Kern oder im Käfig montiert werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform besteht die einzige elektrische Verbindung zwischen dem neutralen Potential wie Masse und dem Fluidbehandlungspack über den elektrischen Kontakt zwischen der inneren Oberfläche der leitenden Schicht(en) und dem Kern und/oder der äußeren Oberfläche der leitenden Schicht(en) und dem Käfig. Die Kontaktoberflächenfläche zwischen der inneren und/oder äußeren Oberfläche der leitenden Schicht(en) an den Wurzeln und/oder Scheitelpunkten der Falten und dem Kern und/oder Käfig ist sehr groß und schafft daher einen hoch effizienten elektrischen Kontakt. Die Endkappen können daher aus einem nicht-leitenden Material wie einem nicht-leitenden Polymermaterial gebildet sein. Keine zusätzlichen Erdungsverbindungen wie Erdungslitzen, Erdungsfedern oder leitende O-Ring-Dichtungen müssen vorgesehen sein, was sowohl den Aufbau des Fluidbehandlungselements als auch das Nachrüsten von bestehenden Fluidbehandlungsanordnungen mit Fluidbehandlungselementen die diesen zweiten Aspekt der Erfindung verwirklichen, vereinfacht. Alternativ kann das Fluidbehandlungselement elektrisch über jede dieser verschiedenen anderen Masseverbindungen zusätzlich zur elektrischen Verbindung zwischen den leitenden Schicht(en) an den Wurzeln und/oder Scheitelpunkten der Falten und dem Kern und/oder dem Käfig elektrisch gekoppelt sein.
  • Obwohl die in 3 dargestellte Ausführungsform in Bezug auf ein im Allgemeinen zylindrisches gefaltetes Fluidbehandlungselement, wie ein gefaltetes Filterelement, das zur Dead-End-Filtration geeignet ist, beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht auf diese Ausführungsform beschränkt. Viele der Alternativen, die in Bezug auf die Ausführungsform, die in den 1 und 2 gezeigt ist, vorgeschlagen wurden, sind auf die Ausführungsform, die in 3 gezeigt ist, anwendbar. Z.B. kann das Fluidbehandlungselement einen gefalteten Pack enthalten, der für Durchflusstrennung oder Stoffübertragung geeignet ist.
  • In einigen Ausführungsformen enthält ein Fluidbehandlungselement einen Fluidbehandlungspack, welcher eine faserförmige Matrix gestützt durch ein leitendes Substrat enthält. Vorzugsweise ist die faserförmige Matrix auf das leitende Substrat trockengelegt oder nassgelegt und an dasselbe gebunden. Das Fluidbehandlungselement umfasst ferner einen elektrischen Kontakt, der elektrisch mit dem leitenden Substrat gekoppelt ist. Der elektrische Kontakt des Fluidbehandlungselements ist auch geeignet mit einem leitenden Abschnitt einer Fluidbehandlungsanordnung, z.B. dem Gehäuse der Anordnung verbunden zu sein, welches infolge mit einem neutralen Potential wie Masse verbunden ist. Wenn das Fluid durch die Fluidbehandlungsanordnung fließt und damit durch das Fluidbehandlungselement wird das Fluid durch die faserförmige Matrix behandelt. Zusätzlich kann elektrische Ladung zwischen dem Fluid und der faserförmigen Matrix übertragen werden, insbesondere da die faserförmige Matrix nicht-leitend ist. Da das leitende Substrat an die faserförmige Matrix gebunden ist, ist sie eng elektrisch an die faserförmige Matrix gekoppelt. Folglich kann ein wesentlicher Teil von jeglicher Ladungsunausgeglichenheit, welche in der faserförmigen Matrix und/oder dem Fluid auftreten kann im Wesentlichen durch die Verbindung mit neutralem Potential über einen leitenden Weg einschließlich des leitenden Substrats und des elektrischen Kontakts des Fluidbehandlungselements und des leitenden Abschnitts der Fluidbehandlungsanordnung ausgeglichen werden.
  • Wie in 4 gezeigt, enthält eine Ausführungsform eines Fluidbehandlungselements, z.B. eines Filterelements 70, das die vorliegende Erfindung verwirklicht, einen Fluidbehandlungspack, wie einen Filterpack 71, der an offene und blinde Endkappen 72, 73 an gegenüberliegenden Enden des Filterpacks 71 gebunden ist. Der Pack 71 wird durch einen Kern 74 und einen Käfig 75 entlang der inneren und äußeren Oberflächen des Packs 71 gestützt. Der Kern 74 und der Käfig 75 sind vorzugsweise permanent mit dem Fluidbehandlungselement 70 verbunden, obwohl das Fluidbehandlungselement kernlos oder käfiglos sein kann. In der dargestellten Ausführungsform sind die Endkappen 72, 73 der Kern 74 und der Käfig 75 und jegliches Klebe-Bindematerial oder Dichtmaterial, alle vorzugsweise leitend.
  • Der Fluidbehandlungspack z.B. der Filterpack 71 kann einen gefalteten Vielschichtverbundwerkstoff mit einem hohlen, im Allgemeinen zylindrischen Aufbau enthalten. Der Vielschichtverbundwerkstoff kann in jeder geeigneten Weise gefaltet sein und zu dem im Allgemeinen zylindrischen Pack, z.B. durch Abdichten eines longitudinalen Randsaumes, geformt sein. Die Falten können sich im Allgemeinen radial erstrecken und haben eine Höhe im Wesentlichen gleich (D-d)/2 oder die Falten können sich nicht radial erstrecken und haben eine Höhe größer als (D-d)/2.
  • Der gefaltete Vielschichtverbundwerkstoff kann eine poröse leitende stromaufwärts gelegene Drainageschicht 80, eine poröse leitende stromaufwärts gelegene Dämpfschicht 81, Fluidbehandlungsmedium, wie ein Filtermedium 82, einschließlich einer faserförmigen Matrix wie einer faserförmigen Filtermatrix 83, die auf ein poröses leitendes Substrat 84 trockengelegt oder nassgelegt und an dasselbe gebunden ist, und eine poröse leitende stromabwärts gelegene Drainageschicht enthalten. Viele der Eigenschaften der Drainageschichten und der Dämpfschichten können zu jenen ähnlich sein, die zuvor im Hinblick auf die Ausführungsformen, die in den 1 bis 3 gezeigt sind, beschrieben wurden.
  • Das Fluidbehandlungsmedium, z.B. das Filtermedium 82 kann jedoch eine faserförmige Fluidbehandlungsmatrix 83 enthalten, die durch das leitende Substrat 84 getragen wird. Vorzugsweise wird die faserförmige Fluidbehandlungsmatrix 83 auf dem leitenden Substrat 84 abgelegt und an dasselbe gebunden. Die faserförmige Matrix 83 kann aus einer Vielfalt von faserförmigen, einschließlich fadenförmigen Materialien gebildet werden und kann nur aus nicht-leitende Materialien geformt sein. Das leitende Substrat 84 kann aus einem Netz, Sieb, Geflecht oder gewebten oder nicht-gewebten Flächengebilde hergestellt sein und kann aus einem leitenden Material oder einem nicht-leitenden Material, das in jeder geeigneten Weise behandelt ist, um das Substrat leitend zu machen, gebildet sein. Die faserförmige Matrix 83 wird vorzugsweise auf das leitende Substrat 84 gelegt, z.B. trockengelegt oder nassgelegt und ist an das leitende Substrat 84 gebunden, z.B. chemisch gebunden, lösungsmittel gebunden, thermisch gebunden und/oder mechanisch gebunden durch mechanisches Verschränken der Fasern der faserförmigen Matrix 83 und des Substrats 84, wobei ein Verbundfluidbehandlungsmedium 82 gebildet wird. In der dargestellten Ausführungsform enthält das leitende Substrat 84 vorzugsweise ein leitendes Nonwoven-Flächengebilde wie ein kohlenstoffbeschichtetes Polyester-Nonwoven-Flächengebilde und die faserförmigen Matrix 83 enthält vorzugsweise eine nassgelegte, harzgebundene Glasfaserschicht. Das leitende Substrat und der elektrische Kontakt können elektrisch in einer breiten Vielfalt von Arten gekoppelt sein, einschließlich jeglicher der vorgeschriebenen elektrischen Verbindungen am Randsaum, an den Enden des Fluidbehandlungspacks oder über dazwischen gelegene leitende Schichten.
  • Der elektrische Kontakt enthält vorzugsweise irgendeinen leitenden Abschnitt des Fluidbehandlungselements, welcher elektrisch an eine leitende Schicht gekoppelt ist und ist geeignet einen leitenden Abschnitt der Fluidbehandlungsanordnung zu kontaktieren. Z.B. kann der elektrische Kontakt irgendein leitender Abschnitt des Fluidbehandlungspacks 71 (z.B. die innere Oberfläche oder die äußere Oberfläche), der Endkappen 72, 73, des Kerns 74 und des Käfigs 75 sein, welcher elektrisch an das leitende Substrat 84 gebunden ist und geeignet ist, einen leitenden Abschnitt der Fluidbehandlungsanordnung zu kontaktieren. Insbesondere kann der elektrische Kontakt 86 vorzugsweise einen leitenden Abschnitt der offenen Endkappe 73 oder des Kerns 74 enthalten, der an einem leitenden Anschlussstück des Gehäuses (nicht dargestellt) montiert ist und diesen elektrisch kontaktiert, welcher infolge mit einem neutralen Potential wie Masse verbunden ist.
  • Obwohl die in 4 dargestellte Ausführungsform mit Bezug auf ein Fluidbehandlungselement, wie ein Filterelement 70 beschrieben wurde, welches einen Kern 74 und einen Käfig 75 hat und welches mehrere leitende Komponenten enthält, ist die Erfindung nicht auf diese Ausführungsform beschränkt. Z.B. können eine oder mehrere leitende oder nicht-leitende Schichten, wie eine leitende oder nicht-leitende stromabwärts gelegene Dämpfschicht oder eine leitende Schicht, die weder als Dämpfschicht noch als Drainageschicht dient, zum Fluidbehandlungspack hinzugefügt werden. Als anderes Beispiel können eine oder mehrere Drainageschichten, Dämpfschichten und zusätzliche Schichten aus einem nicht-leitenden Material hergestellt sein. Das leitende Substrat kann z.B. dann mit dem elektrischen Kontakt über eine leitende Endkappe verbunden sein. Als ein noch weiteres Beispiel können eine oder mehrere der Dämpfschichten, der Drainageschichten oder der zusätzlichen Schichten, wie die stromaufwärts gelegene Dämpfschicht oder die stromabwärts gelegene Drainageschicht vollständig weggelassen sein.
  • Ferner kann das Fluidbehandlungselement käfiglos und/oder kernlos sein. Der elektrische Kontakt kann dann die äußere Oberfläche und/oder die innere Oberfläche des Fluidbehandlungspacks enthalten, welche den Käfig und/oder den Kern kontaktiert und dadurch elektrisch an ein neutrales Potential wie Masse gekoppelt ist. Oder der Käfig, der Kern oder beide, der Käfig und der Kern, können aus einem nicht-leitenden Material hergestellt sein. Der elektrische Kontakt kann dann eine Oberfläche einer leitenden Endkappe umfassen, welche geeignet ist, einen leitenden Abschnitt des Gehäuses elektrisch zu kontaktieren. Oder die Endkappen oder der Klebstoff, der die Enden des Fluidbehandlungselements mit den Endkappen verbindet, kann nicht-leitend sein. Der elektrische Kontakt kann dann eine Oberfläche eines leitenden Käfigs oder Kerns enthalten, welche an das leitende Substrat in jeder geeigneten Weise elektrisch gekoppelt ist. Der leitende Käfig oder Kern kann dann elektrisch an einen leitenden Abschnitt der Fluidbehandlungsanordnung in einer breiten Vielfalt von Arten, z.B. über eine leitende Litze oder einen leitenden Draht oder eine leitende Feder, die bzw. der den Käfig oder den Kern mit dem Gehäuses verbindet, verbunden sein.
  • In einer bevorzugten Arbeitsweise kann ein Fluidbehandlungselement, wie ein Filterelement 70 an einen Anschluss des Gehäuses der Fluidbehandlungsanordnung, wie einer Filteranordnung (nicht dargestellt) an der offenen Endkappe 73 montiert sein. Die Oberfläche der Endkappe und/oder der Kern, welche bzw. welcher den Anschluss kontaktiert, kann als elektrischer Kontakt dienen, der mit neutralem Potential wie Masse über das Gehäuse gekoppelt ist. Ein zu behandelndes, z.B. zu filterndes Fluid wird durch das Gehäuse der Fluidbe handlungsanordnung und vorzugsweise von außen nach innen, aber alternativ von innen nach außen durch das Fluidbehandlungselement, z,B. durch ein Filterelement 70 in einer Dead-End-Filtration geführt. Das Fluid tritt durch den perforierten Käfig 75 und wird durch die stromaufwärts gelegene Drainageschicht 80 entlang der stromaufwärts gelegenen Oberfläche der Dämpfschicht 81 und somit auf die stromaufwärts gelegenen Oberfläche des Fluidbehandlungsmedium 82 oder der faserförmigen Matrix 83 verteilt. Das Fluid tritt dann durch die faserförmige Matrix 83 wo das Fluid behandelt wird, z.B. wo unerwünschte Substanzen wie Teilchen auf oder in der faserförmigen Matrix 83 abgelagert werden. Das Fluid tritt dann durch das leitende Substrat 84, wird entlang der stromabwärts gelegenen Schicht 85 abgeleitet und tritt durch den perforierten Kern 74 in das Innere des Kerns 74 von wo das Fluid das Gehäuse durch die offene Endkappe 73 verlässt.
  • Ohne an irgendeine bestimmte Vorgangstheorie gebunden zu sein, glaubt man, dass wenn ein Fluid durch die faserförmige Matrix 83, insbesondere wenn ein leitendes oder nichtleitendes Fluid durch eine nicht-leitende faserförmige Matrix tritt, elektrische Ladung zwischen der faserförmigen Matrix und dem Fluid übertragen werden kann. Durch Koppeln des elektrischen Kontakts 86 an den geerdeten Anschluß und durch elektrisches Verbinden des leitenden Substrats 84 mit dem elektrischen Kontakt 86, z.B. über eine leitende Verbindung zwischen dem leitenden Substrat 84 und der leitenden Endkappe 73, kann im Wesentlichen jede elektrische Unausgeglichenheit ausgeglichen werden und jeder Ladungsaufbau entweder in der faserförmigen Matrix 83 oder dem Fluid kann im Wesentlichen verhindert werden. Da die faserförmige Matrix auf das leitende Substrat gelegt ist und an dasselbe gebunden ist, ist das leitende Substrat besonders gut elektrisch an die faserförmige Matrix gekoppelt, was wesentlich die Fähigkeit des leitenden Substrats verbessert Ladungen zwischen der faserförmigen Matrix und dem elektrischen Kontakt und somit dem neutralen Potential zu übertragen. Folglich sind diese Ausführungsformen der Fluidbehandlungselemente sehr effektiv beim Verhindern des Ladungsaufbaus in der faserförmigen Matrix und/oder dem Fluid.
  • Obwohl die in 4 dargestellte Ausführungsform mit Bezugnahme auf ein im Wesentlichen zylindrisches Fluidbehandlungselement, wie ein gefaltetes Filterelement, das für Dead-End-Filtration geeignet ist, beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht auf diese Ausführungsform beschränkt. Viele der Alternativen, die mit Bezugnahme auf die Ausführungsformen, die in den 1, 2 und 3 gezeigt sind, vorgeschlagen wurden, sind auf diese Ausführungsform anwendbar. Z.B. kann das Fluidbehandlungselement einen gefalteten Pack enthalten und/oder kann geeignet sein für Durchflusstrennung oder Stoffübertragung, das Fluidbe handlungselement kann einen Fluidbehandlungspack enthalten, der spiralförmig gewickelt ist, statt gefaltet und/oder das Fluidbehandlungselement kann einen quaderförmigen Aufbau haben.
  • Ein anderes Beispiel für ein Fluidbehandlungselement ist ein Koaleszerelement, welches eine Phase eines Fluids, z.B eine flüssige diskontinuierliche Phase in einer anderen Phase des Fluids, z.B. einer flüssigen oder gasförmigen kontinuierlichen Phase sammelt, was erlaubt die diskontinuierliche Phase von der kontinuierlichen Phase zu trennen. Die internationalen Veröffentlichungen WO 98/14257 und WO 97/38781 und die US Patente Nr. 5,443,724 und Nr. 5,480,547 offenbaren eine Vielfalt von Koaleszerelementen und Koaleszeranordnungen, sowie Abscheideelementen und Abscheideanordnungen und werden hierdurch durch Bezugnahme eingebracht.
  • Ein Fluidbehandlungselement wie ein Koaleszerelement kann erste und zweite leitende Schichten und ein poröses Fluidbehandlungsmedium wie ein Koaleszermedium enthalten. Die erste und die zweite leitende Schicht sind elektrisch miteinander verbunden und das Koaleszermedium ist zwischen Ihnen angeordnet. Wenn ein Fluid durch das koalesze Element, insbesondere das Koaleszermedium fließt, wird eine diskontinuierliche Phase des Fluids an den Oberflächen des Koaleszermediums gesammelt. Zusätzlich kann eine elektrische Ladung zwischen dem Fluid und dem koaleszen Medium übertragen werden, insbesondere wenn das Koaleszermedium nicht-leitend ist. Die erste und die zweite leitende Schicht sind in ausreichender Nähe zum Koaleszermedium angeordnet, um jegliche elektrische Unausgeglichenheit auszugleichen, z.B. indem die Ladung abgeleitet wird und/oder die Ladung in dem Koaleszermedium gesammelt wird und die Ladung dem Fluid wiedergegeben wird, wenn es durch die leitenden Schichten fließt oder indem verhindert wird, dass die Ladung sich in dem Koaleszermedium ansammelt. So können selbst, wenn das koalesze Element elektrisch von der Umgebung isoliert ist, dh elektrisch von einem herkömmlichen oder neutralen Potential wie Masse isoliert ist, die erste und/oder zweite leitende Schicht, die gesamte oder einen wesentlichen Teil der elektrischen Unausgeglichenheit, die in dem Koaleszermedium auftreten kann, ausgleichen. Das Koaleszermedium ist somit im Wesentlichen durch einen elektrischen Käfig umgeben der die elektrische Unausgeglichenheit ausgleicht, z.B. reduziert, hemmt oder verhindert.
  • Wie in 5 gezeigt, hat ein Beispiel eines Fluidbehandlungselementes, wie eines Koaleszerelementes 100 eine hohle, im Allgemeinen zylindrische Form und das Fluid fließt von au ßen nach innen oder vorzugsweise von innen nach außen durch das koalesze Element 100. Das koalesze Element 100 kann einen perforierten leitenden Kern 101 enthalten und ein koaleszes Medium 102, das um den Kern 101 angeordnet ist. Das Koaleszermedium 102 enthält vorzugsweise ein Packmaterial oder eine koaleszierende Matrix 103 mit einer kleineren nominalen Porengröße und einen Endklassifizierer 104 mit einer größeren nominalen Porengröße stromabwärts der koaleszierenden Matrix 103. Das Koaleszermedium 102 hat somit eine abgestufte nominale Porenstruktur, wobei ein stromaufwärts gelegener Bereich eine kleinere nominale Porengröße als die nominale Porengröße eines stromabwärts gelegenen Bereiches hat. In der dargestellten Ausführungsform fließt das Fluid vorzugsweise von innen nach außen durch das Koaleszerelement 100 und die koaleszierende Matrix 103 ist koaxial zwischen dem Kern 101 und dem Endklassifizierer 104 angeordnet. Eine leitende Umhüllungsstruktur 105 mit Öffnungen, wie die Umhüllungsstruktur, die in der internationalen Veröffentlichung WO 98/14257 offenbart ist, ist vorzugsweise um den Endklassifizierer 104 angeordnet. Jede dieser Komponenten ist vorzugsweise zwischen gegenüberliegenden Endkappen 110, 111 angeordnet, von denen eine oder beide offene Endkappen sein können. Der leitende Kern 101 und die leitende Umhüllungsstruktur 105 können die erste und zweite leitende Schicht enthalten, wobei das Koaleszermedium 102 mit der koaleszierenden Matrix 103 zwischen ihnen angeordnet ist.
  • Der Kern 101 kann aus irgendeinem geeigneten leitenden Material, wie einem Metall oder einem leitenden Polymer oder einem nicht-leitenden Material das in irgendeiner geeigneten Weise leitend gemacht wurde, bestehen und hat vorzugsweise einen perforierten hohlen Aufbau. Z.B enthält der Kern 101 vorzugsweise ein hohles perforiertes Edelstahlrohr, wobei Fluid zwischen dem Inneren des hohlen Rohrs und dem Äußeren des hohlen Rohrs über die Perforationen oder Löcher fließt. Alternativ kann der Kern einen massiven Aufbau oder einen hohlen Aufbau ohne Löcher haben und Fließkanäle können entlang der äußeren Oberfläche des Kerns vorgesehen sein.
  • Die koaleszierende Matrix 103 kann aus einer breiten Vielfalt von Materialien mit geeigneten Koaleszenzeigenschaften, einschließlich einer Fasermasse, Fasermatten, gewebten und nichtgewebten Flächengebilden oder Sieben, oder porösen Membranen, hergestellt sein. Die koaleszierende Matrix 103 kann eine Einzelschichtstruktur oder eine Vielschichtstruktur sein und kann eine einheitliche Porenstruktur oder eine abgestufte Porenstruktur haben, bei der z.B. ein stromaufwärts gelegener, an den Kern 101 angrenzender Bereich eine größere Porengröße hat als ein stromabwärts gelegener Bereich um den Fluidstrom vom Kern 101 in die koaleszierende Matrix 103 gleichmäßiger zu verteilen. Eine abgestufte Porenstruktur kann z.B. auch mit mehreren Schichten erzielt werden, wo z.B. jede Schicht eine einheitliche Porenstruktur hat und eine stromaufwärts gelegene Schicht eine größere Porengröße hat als eine stromabwärts gelegene Schicht. Die nominale Porengröße der koaleszierenden Matrix 103 liegt vorzugsweise im Bereich von etwa 0,2μ oder kleine bis etwa 20μ oder größer, z.B. von 0,2μ bis etwa 5μ. Ferner ist die koaleszierende Matrix, obwohl sie gefaltet sein kann, vorzugsweise in einem nicht gefalteten Aufbau, z.B. in einem Hohlzylinderaufbau angeordnet.
  • Die koaleszierende Matrix 103 kann aus einem Material sein oder kann in geeigneter Weise oberflächenbehandelt sein, z.B. mit einem Material beschichtet sein, welches die Bildung von Tropfen der diskontinuierlichen Phase und die Vereinigung dieser kleinen Tropfen in größere Tropfen erleichtert, wenn die diskontinuierliche Phase die koaleszierende Matrix 103 kontaktiert. Die erwünschten physikalischen und chemischen Eigenschaften, z.B. die kritische Oberflächenenergie, der koaleszierenden Matrix 103, die die Bildung und Vereinigung der Tropfen der diskontinuierlichen Phase fördert, kann in Abhängigkeit von der Natur der diskontinuierlichen Phase und/oder der kontinuierlichen Phase variieren. So kann die koaleszierende Matrix 103, ebenso wie der Endklassifizierer 104, ein metallisches Material, ein Polymermaterial, ein Glasfasermaterial oder irgendein anderes geeignetes Material oder eine Mischung von Materialien enthalten und kann behandelt sein, um diese kritische Oberflächenenergie zu modifizieren, z.B. durch Aufbringen einer geeigneten Oberflächenbehandlung, wie eine Silizium- oder Fluorpolymeroberflächenbehandlung, die von 3M Company oder von Pall Corporation erhältlich ist.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform der koaleszierenden Matrix 103 enthält eine Matrix nichtleitender Polymerfasern, z.B. Polyesterfasern, die, wie in der internationalen Veröffentlichung Nr. WO 96/03194 beschrieben, auf den perforierten Metallkern 101 geblasen sind. Die Polymerfasern der koaleszierenden Matrix 103 können behandelt sein, um die kritische Oberflächenenergie durch Aufbringen einer Fluorpolymeroberflächenbehandlung zu modifizieren.
  • Der Endklassifizierer 104 ist koaxial stromabwärts von und vorzugsweise unmittelbar angrenzend an die koaleszierende Matrix 103 angeordnet und hat vorzugsweise eine nominale Porengröße, die nicht geringer und vorzugsweise größer als jene der koaleszierenden Matrix ist. Z.B. liegt die nominale Porengröße des Endklassifizierers 104 vorzugsweise im Bereich von etwa 50μ bis etwa 1000μ, z.B. von etwa 50μ bis etwa 300μ. Der Endklassifizierer 104 kann aus irgendeinem geeignet Material sein oder kann in geeigneter Weise oberflächenbehandelt sein, z.B. durch Aufbringen einer Fluorpolymeroberflächenbehandlung, welche die Ableitung der Tropfen der diskontinuierlichen Phase vom koaleszierenden Medium 103 weg erleichtert und/oder welche ferner die Bildung und das Vereinigen von Tropfen der diskontinuierlichen Phase erleichtert. Der Endklassifizierer 104 ist ebenfalls vorzugsweise als eine zylindrische Masse oder ein Flächengebilde aus Polymerfasern, z.B. Polyesterfasern. In einer bevorzugten Ausführungsform enthält der Endklassifizierer 104 eine Vielzahl von Flächengebilden eines faserigen Polyesternonwoven, z.B. etwa fünf Flächengebilde. Das (die) stromaufwärts gelegene(n) Flächengebilde hat (haben) eine kleinere nominale Porengröße als das (die) stromabwärts gelegene(n) Flächengebilde.
  • Die leitende Umhüllungsstruktur 105 ist koaxial stromabwärts des Endklassifizierers 104, vorzugsweise unmittelbar stromabwärts angeordnet. Die Umhüllungsstruktur 105 enthält vorzugsweise ein poröses Material mit Löchern, die sich durch das poröse Material erstrecken. Die Löcher sind vorzugsweise einheitlich entlang dem porösen Material angeordnet und können eine Abmessung haben, wie einen Durchmesser von etwa D haben, wobei D irgendeine rationale Zahl im Bereich von 20 Tausendstel eines Zolls oder weniger bis etwa 250 Tausendstel eines Zolls oder mehr ist. Das poröse Material kann behandelt sein, um den Durchtritt der diskontinuierlichen Phase zu verhindern, aber den Durchtritt der kontinuierlichen Phase zu erlauben. Entsprechend können die Tropfen der diskontinuierlichen Phase gezwungen werden hauptsächlich durch die Löcher der Umhüllungsstruktur 105 zu fließen, wohingegen die kontinuierliche Phase durch die Poren des porösen Materials der Umhüllungsstruktur 105 treten können.
  • Die leitende Umhüllungsstruktur 105 kann aus einem leitenden Material, wie Metall, Kohlenstoff oder einem leitenden Polymer, oder einem nicht-leitenden Material, wie Glasfaser oder einem nicht-leitenden Polymer, z.B. einer nicht-leitenden Polymerfaser, die behandelt wurde um die Umhüllungsstruktur leitend zu machen, sein. Z.B. kann das nicht-leitende Material in irgendeiner Weise ähnlich zu den zuvor in Bezug auf die Filterelemente beschriebenen behandelt sein, einschließlich des Vorsehens eines leitenden Zusatzes wie Metall, Kohlenstoff oder leitende Polymerteilchen oder -fasern in einem nicht-leitenden Material oder Beschichten des nicht-leitenden Materials mit einer leitenden Beschichtung wie einer Metall- oder Kohlenstoffbeschichtung.
  • Die Enden der Umhüllungsstruktur 105, des Endklassifizierers 104, der koaleszierenden Matrix 103 und des Kerns 101 können an die gegenüberliegenden Endkappen 110, 111 in jeder geeigneten Weise wie Schmelzbinden, Klebebinden, Spinbonding, Schweißen oder Löten verbunden sein. Eine der Endkappen kann blind sein und die andere kann offen sein, oder beide Endkappen können offen sein.
  • Die leitenden Schichten, wie die leitende Umhüllung 105 und der leitende Kern 101 sind vorzugsweise elektrisch miteinander verbunden und können miteinander in einer Vielfalt von Arten elektrisch verbunden sein. Z.B. können sie auf viele gleiche Arten wie die leitenden Schichten der Filterpacks und der Filterelemente, die zuvor abgehandelt wurden verbunden sein. Z.B. kann eine der leitenden Schichten, z.B. die Umhüllungsstruktur 105 physisch mit der anderen leitenden Schicht, z.B. dem leitenden Kern 101 an den Enden der leitenden Schichten angrenzend an die Endkappen verbunden sein. Alternativ oder zusätzlich können die erste und die zweite leitende Schicht durch dazwischenliegende Schichten elektrisch verbunden sein. Z.B. können der Endklassifizierers 104 und die koaleszierende Matrix 103 leitende Fasern, einschließlich leitende Fäden enthalten, die elektrisch eine der leitenden Schichten mit der anderen leitenden Schicht über ihre gesamte Fläche des Endklassifizierers 104 und die koaleszierende Matrix 103 verbindet. Alternativ oder zusätzlich können die erste und die zweite leitende Schicht elektrisch über eine leitende Endkappe, z.B. eine Metallendkappe oder eine leitende Polymerendkappe und/oder über einen leitenden Klebstoff an den Endkappen 110, 111 gekoppelt sein. Wenn die erste und die zweite leitende Schicht elektrisch miteinander verbunden sind, ist das Fluidbehandlungsmedium, wie das Koaleszermedium 102 im Wesentlichen von einem elektrischen Käfig umgeben.
  • Die Ausführungsform, die in 5 dargestellt ist, wurde mit Bezugnahme auf ein Fluidbehandlungselement, das einen leitenden Kern 101, ein Fluidbehandlungsmedium, wie ein Koaleszermedium 102 einschließlich einer koaleszierenden Matrix 103 und eines Endklassifizierer 104, und eine Umhüllungsstruktur 105 in einem zylindrischen Aufbau enthält, beschrieben. Alternativ können eine oder mehrere der Schichten, wie der Endklassifizierer vollständig weggelassen werden und/oder zusätzliche Schichten wie eine Drainageschicht zwischen dem Koaleszermedium und dem perforierten Kern oder ein Substrat auf das die koaleszierende Matrix gelegt ist, können hinzugefügt werden. Ferner kann der Kern nicht-leitend sein oder er kann von der zweiten leitenden Schicht elektrisch isoliert sein und die erste leitende Schicht kann eine leitende Drainageschicht oder ein leitendes Substrat enthalten. Ferner kann die Umhüllungsstruktur nicht-leitend sein oder weggelassen sein und die zweite leitende Schicht kann einen leitendne Endklassifizierer, ein leitendes Sieb, das um die koaleszierende Matrix gewickelt ist oder eine leitende äußere Halterung, wie einen Metallkäfig oder ein Metallsieb, das um das äußere des Koaleszerelements angeordnet ist, enthalten. Zusätzlich kann das Koaleszerelement eine nicht zylindrische Geometrie, z.B. einen quaderförmigen Aufbau haben.
  • Ein Fluidbehandlungselement, das ein Koaleszerelement 100 enthält, kann in einem Gehäuse (nicht dargestellt) einer Fluidbehandlungsanordnung, die eine Koaleszeranordnung oder eine Kombination aus Koaleszer- und Abscheideanordnung enthält, angeordnet sein. In einer Ausführungsform enthält das Fluidbehandlungselement einen elektrischen Kontakt und die erste und die zweite leitende Schicht sind vorzugsweise elektrisch miteinander verbunden und sind elektrisch mit dem elektrischen Kontakt gekoppelt, der geeignet ist mit neutralen Potential, z.B. Masse verbunden zu sein. Die erste und die zweite leitende Schicht können mit dem elektrischen Kontakt und der elektrische Kontakt kann mit dem neutralen Potential in jeder geeigneten Weise, z.B. wie zuvor in Bezug auf die Filterelemente abgehandelt, elektrisch gekoppelt sein.
  • In einer anderen Ausführungsform können die erste und die zweite Schicht elektrisch miteinander verbunden sein und von einem herkömmlichen oder neutralen Potential wie Masse abgetrennt, z.B. isoliert, sein. Die erste und die zweite leitende Schicht können in jeder geeigneten Weise, z.B. wie zuvor in Hinblick auf die Filterelemente abgehandelt, abgetrennt sein.
  • In einer bevorzugten Arbeitsweise wird das zu behandelnde Fluid durch das Gehäuse der Fluidbehandlungsanordnung und durch das Fluidbehandlungselement, z.B. von innen nach außen durch ein Koaleszerelement 100 in einer Dead-End-Koaleszenzweise geleitet. Das Fluid wird durch den perforierten leitenden Kern 101 entlang der stromaufwärts gelegenen Oberfläche der koaleszierenden Matrix 103 verteilt. Das Fluid tritt dann durch das Fluidbehandlungsmedium, z.B. die koaleszierende Matrix 103 und den Endklassifizierer 104, wo Tropfen der diskontinuierlichen Phase gebildet und gesammelt werden. Die Tropfen der diskontinuierlichen Phase treten dann durch die Löcher der leitenden Umhüllungsstruktur 105, wohingegen die kontinuierliche Phase durch das poröse Material der Umhüllungsstruktur 105 tritt.
  • Ohne an eine bestimmte Vorgangstheorie gebunden zu sein, glaubt man, dass wenn das Fluid durch das Fluidbehandlungselement mit dem Koaleszerelement 100 tritt, insbesondere wenn ein leitendes oder nicht-leitendes Fluid durch ein nicht-leitendes Koaleszermedium 102 tritt, elektrische Ladung zwischen dem Koaleszermedium 102, z.B. der koaleszierenden Matrix 103 und/oder dem Endklassifizierer 104 und dem Fluid übertragen werden kann. Die erste und die zweite leitende Schicht, die den perforierten leitenden Kern 101 und die leitende Umhüllungsstruktur 105 enthalten, sind in ausreichend enger Nähe zum Fluidbehandlungsmedium, z.B. dem Koaleszermedium 102 angeordnet, um jegliche elektrische Unausgeglichenheit auszugleichen, z.B. die elektrische Ladung von der koaleszierenden Matrix 103 und/oder dem Endklassifizierer 104 zu sammeln und die Ladung zur Masse zu leiten oder die Ladung an das Fluid zurückzugeben und/oder zu verhindern, dass Ladung im Koaleszermedium 102 angesammelt wird. Z.B. können eine oder beide der ersten und zweiten leitenden Schicht unmittlelbar angrenzend und in Flächenkontakt mit dem Fluidbehandlungsmedium, z.B. demm Koaleszermedium 102 sein. Dieser Aufbau wird bevorzugt, da er die elektrische Kopplung zwischen dem Koaleszermedium 102 und der (den) leitenden Schicht(en) über die gesamte Oberfläche des Fluidbehandlungsmediums verbessert. Alternativ können eine oder mehrere nicht-leitende Schichten zwischen dem Fluidbehandlungsmedium und jeder der ersten und zweiten leitenden Schicht des Koaleszerelements 100 angeordnet sein, solange die ersten und/oder zweite leitende Schicht genügend nahe dem Fluidbehandlungsmedium ist, um jegliche elektrische Unausgeglichenheit und/oder Ladungsaufbau über die dazwischenliegenden Schichten zu verhindern. Die elektrische Unausgeglichenheit und/oder der Ladungsaufbau in dem Fluidbehandlungsmedium, wie dem Koaleszermedium 102 wird so wesentlich reduziert.
  • Obwohl die Ausführungsform, die in 5 dargestellt ist, mit Bezugnahme auf ein im Allgemeinen zylindrisches Koaleszerelement 100 mit einem Kern 101, der permanent an dem Element 100 angebracht ist, beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht auf diese Ausführungsform beschränkt. Z.B. kann der leitende Kern permanent an das Gehäuse angehängt sein und mit diesem elektrisch verbunden sein und das Koaleszerelement kann an dem leitenden Kern entfernbar montiert sein. Der leitende Kern kann elektrisch mit der anderen leitenden Schicht, z.B. der leitenden Umhüllungsstruktur 105 in jeder geeigneten Weise verbunden sein. Z.B. kann die andere leitende Schicht elektrisch eine oder mehrere leitende Endkappen kontaktieren und die leitenden Endkappen können physisch den leitenden Kern kontaktieren oder können elektrisch mit dem Kern über eine leitende Feder, einen leitenden Draht, eine leitende Litze oder eine leitende Dichtung wie einen leitenden O-Ring verbunden sein. Alternativ kann der Kern nicht-leitend sein und eine innere leitende Schicht wie eine leitende Drainageschicht oder ein leitendes Substrat kann angrenzend an das Koaleszermedium angeordnet und elektrisch mit der äußeren leitenden Schicht, z.B. über leitende Endkappen gekoppelt sein.
  • Das Fluidbehandlungselement kann eine oder mehrere Schichten einschließlich eines Koaleszermediums, das angeordnet ist, um Tropfen einer diskontinuierlichen Phase eines Fluids, das durch das Fluidbehandlungselement fließt, zu formen. Zumindest eine der Schichten des Fluidbehandlungselementes ist leitend und das Fluidbehandlungselement enthält ferner einen elektrischen Kontakt, der elektrisch mit der leitenden Schicht des Fluidbehandlungselementes gekoppelt ist. Der elektrische Kontakt ist geeignet, mit einem leitenden Abschnitt einer Fluidbehandlungsanordnung, z.B. dem Gehäuse einer Koaleszeranordnung verbunden zu werden, welches in Folge mit einem allgemeinen oder neutralem Potential wie Masse verbunden ist. Wenn das Fluid durch die Fluidbehandlungsanordnung und somit durch das Fluidbehandlungselement fließt wird die diskontinuierliche Phase des Fluids durch das Koaleszermedium koalesziert. Zusätzlich kann eine elektrische Ladung zwischen dem Fluid und dem Koaleszermedium übertragen werden, insbesondere wenn das Koaleszermedium nichtleitend ist. Da das Fluidbehandlungselement eine leitende Schicht enthält, die an ein neutrales Potential über einen elektrischen Kontakt gekoppelt ist, kann jegliche Ladungsunausgeglichenheit und/oder jeglicher Ladungsaufbau, der in dem Koaleszermedium und/oder dem Fluid auftreten kann, im Wesentlichen ausgeglichen, dh. reduziert oder verhindert werden durch die Verbindung zum neutralen Potential.
  • Wie in 6 gezeigt, enthält ein Beispiel eines Fluidbehandlungselementes, z.B. ein Koaleszerelement 100 einem perforierten Kern 121, ein Koaleszermedium 122 und eine perforierte Umhüllungsstruktur 125, die zwischen gegenüberliegenden Endkappen 130, 131 angeordnet sind. Das Koaleszermedium 122 enthält vorzugsweise ein Packmaterial oder eine koaleszierende Matrix 123 und einen Endklassifizierer 124. Jede der Komponenten des Koaleszerelements 120 kann ähnlich den Komponenten des Koaleszerelements 100, das zuvor beschrieben wurde, sein.
  • Jedoch sind eine oder mehrere der Schichten des Koaleszerelements 120 leitend. Z.B. ist zumindest eines der Elemente, Kern 121, koaleszierende Matrix 123, Endklassifizierer 124 und perforierte Umhüllungsstruktur 125 leitend und enthält die leitende Schicht der Fluidbehandlung. Jede dieser Schichten kann aus einem leitenden Material hergestellt sein oder kann auf eine Weise leitend gemacht sein, die ähnlich ist zu jenen, die zuvor in Hinblick auf die Filterpacks und die Filterelemente beschrieben wurden. In einer bevorzugten Ausführungsform wird die koaleszierende Matrix 123 auf einen leitenden perforierten Edelstahlkern 121 geblasen und der leitende Kern 121 enthält die einzige leitende Schicht des Fluidbehandlungselementes. Alternativ können die koaleszierende Matrix oder der Endklassifizierer oder die perforierte Umhüllungsstruktur jeweils die einzige leitende Schicht oder irgendwelche von zwei, drei oder vier aus der Gruppe von Kern, koaleszierender Matrix, Endklassifizierer und perforierter Umhüllung können leitende Schichten enthalten. Die leitenden Schicht(en) ist (sind) vorzugsweise in genügend enger Nähe zum Koaleszermedium 122, z.B. der koaleszierenden Matrix 123, um die elektrische Ladung, die zwischen dem Fluid und dem Koaleszermedium 122 übertragen wird, zu sammeln. Vorzugsweise ist die leitende Schicht in Flächenkontakt mit dem Koaleszermedium 122 oder der Koaleszermatrix 123. Obwohl das Koaleszermedium selbst leitend sein kann oder leitend gemacht sein kann, ist das Koaleszermedium vorzugsweise in einer Weise hergestellt, die die physikalischen und/oder chemischen Merkmale z.B. kritische Oberflächenenergie verbessern, die die Koaleszenz erleichtern und daher kann das Koaleszermedium nicht-leitend sein.
  • Der elektrische Kontakt, der ähnlich sein kann zu den elektrischen Kontakten, die zuvor für die Filterelemente beschrieben wurden, enthält vorzugsweise irgendeinen leitenden Abschnitt des Fluidbehandlungselementes, z.B. des Koaleszerelementes 120, der elektrisch mit der (den) leitenden Schicht(en) gekoppelt ist und geeignet ist einen leitenden Abschnitt der Fluidbehandlungsanordnung, z.B. das Gehäuse einer Koaleszeranordnung zu kontaktieren. Z.B. kann der elektrische Kontakt ein Abschnitt eines leitenden Kerns sein, der elektrisch mit einem leitenden Abschnitt des Gehäuses, z.B. einem Sockel, einem Stativ oder einem Zugstab des Gehäuses verbunden ist. Alternativ oder zusätzlich kann der elektrische Kontakt ein leitender Abschnitt einer leitenden Endkappe sein, die elektrisch mit der (den) leitenden Schicht(en) des Koaleszerelements und einem leitenden Abschnitt des Gehäuses, z.B. direkt oder über ein leitendes Bindemittel, gekoppelt ist. Alternativ oder zusätzlich kann der elektrische Kontakt eine oder mehrere zusätzliche leitende Komponenten, wie einen leitenden Draht, eine leitende Litze, eine leitende Feder oder eine leitende Dichtung, z.B. einen leitenden O-Ring oder Dichtring umfassen, die bzw der elektrisch mit dem Koaleszermedium über die leitende Schicht des Koaleszerelements und mit einem leitenden Abschnitt des Gehäuses direkt oder über ein leitendes Bindemittel und/oder eine leitende Endkappe verbunden ist. Alternativ oder zusätzlich kann das Koaleszermedium gefaltet sein und der elektrische Kontakt kann einen leitenden Abschnitt an den Wurzeln oder Scheitelpunkten des gefalteten Koaleszermediums oder des Substrat enthalten, das elektrisch mit dem Gehäuse, z.B. mit einem leitenden Kern oder einem leitenden Käfig, der permanent mit dem Gehäuse verbunden ist, elektrisch verbunden sein.
  • Wie in 7 gezeigt, enthält ein Beispiel einer Fluidbehandlungsanordnung, z.B. eine Koaleszeranordnung 140 ein Gehäuse 141 mit einem Einlass 142, einem Auslass 143 und einer Rohrfläche 144 mit einer Vielzahl von Sockeln. Ein Koaleszerelement 120 ist auf einer Nabe an jedem Sockel 145, z.B. durch eine Zugstange 146 und eine Spinne 147 montiert. Das Koaleszerelement 120 enthält einen leitenden Kern 121, der elektrisch an gegenüberliegende leitende Endkappen 130,131 gebunden ist. Ein Abschnitt der oberen Endkappe 130 dient als elektrischer Kontakt, der das Koaleszermedium 122 über den leitenden Kern 121 mit der Zugstange 146 und somit mit Masse verbindet. Zusätzlich dient ein an die untere Endkappe 131 montierter O-Ring 148 als elektrischer Kontakt, der das Koaleszermedium 122 über den leitenden Kern 121 mit dem Sockel 145 und somit mit Masse verbindet.
  • In einer bevorzugten Arbeitsweise wird das zu behandelnde Fluid durch das Gehäuse der Fluidbehandlungsanordnung und durch das Fluidbehandlungselement, z.B. von innen nach außen durch das Koaleszerelement 120 in einer Dead-End-Koaleszenzweise gerichtet. Das Fluid wird durch den perforierten leitenden Kern 121 entlang der stromaufwärts gelegenen Oberfläche des Fluidbehandlungsmediums, z.B. des Koaleszermediums 122 verteilt. Das Fluid tritt dann durch das Koaleszermedium 122, z.B. die koaleszierende Matrix 123 und den Endklassifizierer 124, wo Tropfen der diskontinuierlichen Phase gebildet und gesammelt werden. Die Tropfen der diskontinuierlichen Phase treten dann durch die Löcher der Umhüllungsstruktur 125, wohingegen die kontinuierliche Phase durch das poröse Material der Umhüllungsstruktur 125 tritt.
  • Ohne an eine bestimmte Vorgangstheorie gebunden zu sein, glaubt man, dass, wenn das Fluid durch das Fluidbehandlungselement tritt, das das Koaleszerelement 120 enthält, insbesondere wenn ein leitendes oder nicht-leitendes Fluid durch ein nicht-leitendes Koaleszermedium 122 tritt elektrische Ladung zwischen dem Koaleszermedium 122, z.B. der Koaleszermatrix 123 und/oder dem Endklassifizierer 124, und dem Fluid übertragen werden kann. Durch Koppeln des elektrischen Kontakts an das Koaleszermedium 122 über die leitende Schicht des Koaleszerelement 120, z.B. den leitenden Kern 121, und an das geerdete Gehäuse, kann jede Ladungsunausgeglichenheit und jeder Ladungsaufbau entweder im Koaleszermedium 122 oder dem Fluid, im Wesentlichen reduziert oder vollständig verhindert werden.
  • Die in 6 dargestellte Ausführungsform wurde mit Bezugnahme auf ein im Allgemeinen zylindrisches Koaleszerelement 120 mit einem Kern 121, der permanent an das Koaleszerelement 120 montiert ist, einer koaleszierenden Matrix 123, einem Endklassifizierer 124 und einer perforierten Umhüllungsstruktur 125 beschrieben. Alternativ kann der Kern permanent an einem Gehäuse angebracht sein und der Koaleszer kann entfernbar am Kern montiert sein. Ferner können eine oder mehrere Schichten, wie der Endklassifizierer oder die perforierte Umhüllungsstruktur, zur Gänze weggelassen sein und/oder andere leitende oder nichtleitende Schichten können hinzugefügt werden, einschließlich einer Drainageschicht zwischen dem Koaleszermedium und dem perforierten Kern, einem Substrat, auf welches die koaleszierende Matrix gelegt wird, einem Sieb, das um die stromabwärts gelegene Oberfläche der Koaleszermatrix gewickelt ist oder einer äußeren Halteeinrichtung, z.B. eines Käfig oder eines Sieb, das um das äußere des Koaleszerelements angeordnet ist. Zusätzlich kann das Koaleszerelement eine nicht zylindrische Geometrie, z.B. einen quaderförmigen Aufbau haben.
  • Wie in 8 gezeigt, enthält ein anderes Beispiel eines Fluidbehandlungselements ein Koaleszerelement 150, das angrenzend an und vorzugsweise stromabwärts eines Filterelements 151 angeordnet ist. Das Koaleszerelement 150 und das Filterelement 151 können fixierbar aneinander angrenzend zwischen den gegenüberliegenden Endkappen 152, 153 montiert sein oder können wie z.B. in der internationalen Veröffentlichung-Nr. WO 96/33789 und der US-Anmeldung-Nr. 60/145 213, die beide durch Bezugnahme eingebracht werden, offenbart, entfernbar montiert sein. Sowohl das Koaleszerelement 150 als auch das Filterelement 151 können jeden der vorbeschriebenen Mechanismen zum Ableiten, Übertragen und/oder Verhindern der Ansammlung von elektrischer Ladung im Fluidbehandlungsmedium enthalten.
  • Ein anderes Beispiel für ein Fluidbehandlungselement ist ein Abscheideelement, welches dem Durchgang einer Phase eines Fluids, z.B. einer flüssigen diskontinuierliche Phase widersteht oder ihn verhindert, aber den Durchgang einer anderen Phase, z.B. einer flüssigen oder gasförmigen kontinuierlichen Phase durch das Abscheideelement erlaubt. Ein Fluidbehandlungselement, wie ein Abscheideelement, enthält eine erste und eine zweite leitende Schicht und ein poröses Fluidbehandlungsmedium wie ein Abscheidemedium. Die erste und eine zweite leitende Schicht sind vorzugsweise elektrisch miteinander verbunden und das Abscheidemedium ist zwischen ihnen angeordnet. Das Fluid ist zum Abscheideelement gerichtet und das Abscheidemedium widersteht oder verhindert den Durchgang der diskontinuierlichen Phase aber erlaubt den Durchgang der kontinuierlichen Phase durch das Abscheideelement. Zusätzlich kann eine elektrische Ladung zwischen dem Fluid und dem Abscheidemedium übertragen werden, insbesondere wenn das Abscheidemedium nicht-leitend ist. Die erste und eine zweite leitende Schicht sind in ausreichend enger Nähe zum Abscheidemedium angeordnet, um jegliche elektrische Unausgeglichenheit, z.B. durch Ableiten der Ladung und/oder Sammeln der Ladung in dem Abscheidemedium und zurückgeben der Ladung an das Fluid, wenn es durch die leitenden Schichten fließt oder durch Verhindern, dass die Ladung sich im Abscheidemedium ansammelt, auszugleichen. Somit können selbst wenn das Abscheideelement elektrisch von der Umgebung isoliert ist, z.B. elektrisch von einem herkömmlichen oder neutralen Potential wie Masse isoliert ist, die erste und die zweite leitende Schicht, die gesamte oder einen wesentlichen Teil der elektrischen Unausgeglichenheit, die in einem Abscheidemedium auftreten kann, ausgleichen. Das Abscheidemedium ist somit im Wesentlichen von ein elektrischen Käfig umgeben, der die elektrische Unausgeglichenheit ausgleicht, z.B. reduziert, hemmt oder verhindert.
  • Ein Beispiel für ein Fluidbehandlungselement, wie ein Abscheideelement hat einen hohlen, im Allgemeinen zylindrischen Aufbau und ein Fluid fließt von innen nach außen oder vorzugsweise von außen nach innen durch das Abscheideelement. Das Abscheideelement enthält vorzugsweise einen perforierten leitenden Kern und ein äußeres leitendes Netz. Ein Abscheidemedium wie eine einzelne Materialschicht, das in Bezug auf die diskontinuierliche Phase liquiphob ist und in Bezug auf die kontinuierliche Phase liquiphil ist, ist zwischen dem perforierten Kern und dem äußeren Netz angeordnet. Das äußere Netz und der perforierte Kern sind vorzugsweise elektrisch an den Enden des Abscheideelements, z.B. über direkten physischen Kontakt oder über leitende Endkappen oder Bindemittel verbunden.
  • Ohne an eine bestimmte Vorgangstheorie gebunden zu sein, glaubt man, dass wenn die kontinuierliche Phase eines Fluids, die durch das Fluidbehandlungselement tritt, das das Abscheideelement enthält, insbesondere, wenn ein leitendes oder nicht-leitendes Fluid durch ein nicht-leitendes Abscheidemedium tritt, eine elektrische Ladung zwischen dem Abscheidemedium und dem Fluid übertragen werden kann. Die erste und die zweite leitende Schicht, die den perforierten leitenden Kern und die leitende äußere Hülle enthalten, sind in ausreichend enger Nähe zum Fluidbehandlungsmedium, z.B. dem Abscheidemedium angeordnet, um jegliche elektrische Unausgeglichenheit auszugleichen, z.B. die elektrische La dung vom Abscheidemedium zu sammeln und die Ladung dem Fluid wieder zuzuführen und/oder die Ladung daran zu hindern sich im Abscheidemedium anzusammeln.
  • Ein Fluidbehandlungselement kann eine oder mehrere Schichten einschließlich eines Abscheidemediums, das angeordnet ist, um den Durchgang einer diskontinuierlichen Phase zu hemmen oder zu verhindern, während der Durchgang einer kontinuierlichen Phase eines Fluids erlaubt wird, enthalten. Zumindest eine der Schichten des Fluidbehandlungselementes ist leitend und das Fluidbehandlungselement umfasst ferner einen elektrischen Kontakt, der elektrisch mit dem Abscheidemedium über die leitende Schicht des Fluidbehandlungselementes gekoppelt ist. Der elektrische Kontakt ist geeignet um mit einem leitenden Abschnitt der Fluidbehandlungsanordnung, z.B. dem Gehäuse einer Abscheideanordnung verbunden zu sein, welches wiederum mit einem herkömmlichen oder neutralen Potential wie Masse verbunden ist. Wenn die kontinuierliche Phase durch die Fluidbehandlungsanordnung fließt und somit durch das Abscheidemedium kann eine elektrische Ladung zwischen dem Fluid und dem Abscheidemedium übertragen werden, insbesondere wenn das Abscheidemedium nicht-leitend ist. Da das Fluidbehandlungselement ein Abscheidemedium enthält, das an ein neutrales Potential über die leitende Schicht und den elektrischen Kontakt gekoppelt ist, kann jegliche Ladungsunausgeglichenheit und/oder jeglicher Ladungsaufbau, der in dem Abscheidemedium und/oder dem Fluid auftreten kann, im Wesentlichen durch die Verbindung mit dem neutralen Potential ausgeglichen werden.
  • Ein Beispiel für ein Fluidbehandlungselement, z.B. ein Abscheideelement enthält einen leitenden perforierten Kern und eine einzelne Schicht eines Abscheidemediums, das um den Kern und vorzugsweise in engem Kontakt mit dem Kern angeordnet ist. Das Abscheidemedium kann leitend oder nicht-leitend sein. Die Enden des leitenden Kerns und des Abscheidemediums können zwischen den gegenüberliegenden Endkappen angeordnet sein. Der elektrische Kontakt, der ähnlich dem elektrischen Kontakt sein kann, der zuvor in Bezug auf die Koaleszerelemente und die Filterelemente beschrieben wurden, kann ein Abschnitt des leitenden Kerns sein, der elektrisch mit einem leitenden Abschnitt des Gehäuses verbunden ist; der elektrische Kontakt kann ein leitender Abschnitt einer leitenden Endkappe sein, der elektrisch zwischen dem leitenden Kern und dem leitenden Abschnitt des Gehäuses gekoppelt ist; und/oder der elektrische Kontakt kann eine zustätzliche leitende Komponente wie ein leitender Draht, eine leitende Litze, eine leitende Feder oder eine leitende Dichtung, z.B. ein leitender O-Ring oder Dichtungsring sein, der bzw die elektrisch zwischen dem leitenden Kern und einem leitenden Abschnitt des Gehäuses gekoppelt ist. Wenn die kontinuierliche Phase des Fluids durch das Abscheidemedium fließt, ist jede elektrische Ladungsunausgeglichenheit oder jeder Ladungsaufbau im Abscheidemedium über den leitenden Kern und den elektrischen Kontakt mit Masse gekoppelt.
  • Die leitenden Komponenten der vorliegenden Erfindung einschließlich aber nicht begrenzt auf die leitenden Drainageschichten, Dämpfschichten, Substrate und/oder Umhüllungselemente, sowie die leitenden Endkappen, der leitende Käfig, der leitende Kern, die leitenden Dichtungen, das leitende Dichtungsmaterial und/oder die Endkappenbindezusammensetzung haben vorzugsweise eine hohe elektrische Leitfähigkeit oder geringen elektrischen Widerstand. Z.B. haben die leitenden Komponenten vorzugsweise einen Oberflächenwiderstand in der Größenordnung von etwa 1010Ohm/2 oder weniger, vorzugsweise in der Größenordnung von 106Ohm/2 oder weniger, noch bevorzugter in der Größenordnung von 104Ohm/2 oder weniger, z.B. von etwa 1×103Ohm/2 oder weniger bis etwa 7×103Ohm/2 oder mehr. Alternativ oder zusätzlich haben die leitenden Komponenten vorzugsweise einen Widerstand in der Größenordnung von 1012 Ohmzentimeter oder weniger, am bevorzugtesten 1010 Ohmzentimeter oder weniger. Der Widerstand einschließlich des Oberflächenwiderstands kann durch Verfahren, die dem Fachmann bekannt sind, z.B. durch ASTM Method D257 und/oder D4496 bestimmt werden.
  • Die verschiedenen Aspekte der Erfindung wurden in Hinblick auf viele Ausführungsformen beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt. Z.B. können ein oder mehrere Merkmale jeder dieser Ausführungsformen mit einem oder mehreren Merkmalen der anderen Ausführungsformen kombiniert werden, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen. Ferner kann ein oder mehrere Merkmale von irgendeinem dieser Ausführungsformen modifiziert oder weggelassen werden ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen. Entsprechend enthalten die verschiedenen Aspekte der Erfindung alle Modifikationen, die durch den Umfang der Erfindung, wie sie in den folgenden Ansprüchen definiert ist, umfassen.

Claims (11)

  1. Fluidbehandlungselement zur Behandlung eines Fluids, das durch das Element fließt, wobei das Fluidbehandlungselement enthält: eine erste leitende Schicht; eine zweite leitende Schicht, die elektrisch mit der ersten leitenden Schicht gekoppelt ist, wobei die erste leitende Schicht und die zweite leitende Schicht elektrisch miteinander über einen leitenden Randsaum verbunden sind; und ein nicht leitendes poröses Fluidbehandlungsmedium, das zwischen der ersten leitenden Schicht und der zweiten leitenden Schicht angeordnet ist, wobei die erste leitende Schicht und die zweite leitende Schicht angeordnet sind, um elektrische Unausgeglichenheiten, die durch das Fluid, das durch das poröse Fluidbehandlungsmedium fließt, verursacht wurden, zu beseitigen.
  2. Fluidbehandlungselement gemäß Anspruch 1, das ferner einen elektrischen Kontakt enthält, der elektrisch mit der ersten leitenden Schicht und der zweiten leitenden Schicht gekoppelt ist, und angeordnet ist, um mit einem Nullpotential verbindbar zu sein.
  3. Fluidbehandlungselement gemäß Anspruch 2, wobei der elektrische Kontakt eine leitende Endkappe umfasst.
  4. Fluidbehandlungselement gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der leitende Randsaum schmelzgebundene Ränder der leitenden Schichten enthält.
  5. Fluidbehandlungselement gemäß Anspruch 1, wobei die erste leitende Schicht und die zweite leitende Schicht von einem Nullpotential isoliert sind.
  6. Fluidbehandlungselement gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, das einen gefalteten Vielschichtwerkstoffverbund enthält, welcher die erste leitende Schicht, die zweite leitende Schicht und das Fluidbehandlungsmedium beinhaltet.
  7. Fluidbehandlungselement gemäß Anspruch 6, wobei die zweite leitende Schicht eine Drainageschicht umfasst, die in dem Vielschichtwerkstoffverbund stromabwärts des Fluidbehandlungsmediums angeordnet ist.
  8. Fluidbehandlungselement gemäß Anspruch 6 oder 7, wobei die erste leitende Schicht eine Drainageschicht umfasst, die in dem Vielschichtwerkstoffverbund stromaufwärts des Fluidbehandlungsmediums angeordnet ist.
  9. Fluidbehandlungselement gemäß Anspruch 6 oder 7, wobei der Vielschichtwerkstoffverbund eine Drainageschicht enthält, die stromaufwärts des Fluidbehandlungsmediums angeordnet ist, und die erste leitende Schicht eine Dämpfschicht enthält, die in dem Vielschichtwerkstoffverbund zwischen der stromaufwärtsgelegenen Drainageschicht und dem Fluidbehandlungsmedium angeordnet ist.
  10. Fluidbehandlungselement gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Fluidbehandlungsmedium eine nicht leitende Fiberglasmatrix enthält.
  11. Fluidbehandlungselement gemäß Anspruch 10, wobei die nicht leitende Fiberglasmatrix auf einem leitendem Substrat angeordnet ist.
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