-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kraftstofffiltereinrichtung für eine Brennkraftmaschine sowie eine Brennkraftmaschine mit einer solchen Kraftstofffiltereinrichtung.
-
In modernen Kraftstoffversorgungssystemen werden in den zugehörigen Kraftstofffiltereinrichtungen üblicherweise Wasserabscheider eingesetzt, um einen im Kraftstoff enthaltenen Wasseranteil soweit wie möglich abzusenken. Wird das im Kraftstoff enthaltene Wasser nicht separiert und abgeschieden, so kann es in den nachfolgenden Aggregaten zu unerwünschter Korrosion, Abrasion, Werkstoffversprödung sowie zu Kavitation führen. Ebenso führt ein erhöhter Wasseranteil im Kraftstoffversorgungssystem zu einer Wachstumsförderung von Mikroorganismen, welche eine Verschleimung der Kraftstofffiltereinrichtung bewirken sowie eine erhöhte Korrosion am Filtergehäuse hervorrufen kann.
-
Als Wasserabscheider werden dabei üblicherweise sogenannte Koaleszer eingesetzt, die kleinste Wasseranteile zu größeren Wassertropfen koaleszieren und diese aufgrund der Schwerkraft aus der Kraftstoff-Wasser-Emulsion abscheiden. Sofern für die Wasserabscheidung notwendig, kann zudem ein sogenannter Endabscheider bestehend aus einem hydrohoben Gewebe die in der Kraftstoff-Wasser-Emulsion enthaltenen Wassertropfen herausfiltern. Gesammelt wird das derart abgeschiedene Wasser dann in separaten Wassersammelräumen, aus denen es periodisch oder spätestens beim Auswechseln eines Filterelements abgelassen wird.
-
Bei der Dieselkraftstofffiltration wird in der Regel ein Filterelement, bestehend aus einem Faltenstern und zwei Kunststoffendscheiben, verwendet. Um hohe Abscheideleistungen zu erzielen, ist der Aufbau des Filterelements mitunter sehr komplex. So wird für die Dieselfiltration in der Regel ein dreistufiges Filterelement, bestehend aus einem Partikelfilter, einem hydrophilen Koaleszer und einem hydrophoben Endabscheider verwendet. Jede einzelne Stufe kann dabei aus mehreren Filterlagen bestehen. Das Filterelement hat nur eine begrenzte Standzeit und muss in regelmäßigen Abständen getauscht werden, um die geforderten Abscheideleistungen zu erreichen.
-
-
Zudem ist bei Dieselkraftstoffsystemen ein komplexes Wasseraustragssystem, bestehend aus einem Wassersammelraum, mehreren in Reihe geschalteten Ventilen und einem nachgeschalteten Aktivkohlefilter notwendig. Dieser Aufbau bedingt einen hohen Platzbedarf, Außerdem müssen die Ventile durch eine geeignete Sensorik, welche ebenfalls im Wassersammelraum eingebaut ist, gesteuert werden.
-
Als nachteilig bei allen genannten Systemen erweist sich, dass diese komplex aufgebaut und somit teuer sind.
-
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, für eine Kraftstofffiltereinrichtung, insbesondere zur Filtration von Dieselkraftstoff, eine verbesserte Ausführungsform zu schaffen, mittels welcher gute Abscheidewerte für das im Kraftstoff enthaltene Wasser erzielt werden können und die dennoch technisch einfach aufgebaut ist, sodass sie im Vergleich zu herkömmlichen Kraftstofffiltereinrichtungen besonders kostengünstig hergestellt werden kann.
-
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
-
Grundidee der Erfindung ist demnach, den Wasserabscheider einer Kraftstofffiltereinrichtung durch eine poröse und hydrophile Membran zu bilden, die polymere Hohlfasern aufweist. Eine derart ausgestaltete Membran kombiniert die koaleszierenden Eigenschaften eines hydrophilen Koaleszers mit der Endabscheidung zur Wasserabtrennung. Dabei wird der ungereinigte und folglich Wasser enthaltende Kraftstoff durch die den Wasserabscheider bildende poröse, polymere und hydrophile Membran geführt. Die Membran kann dabei je nach Anforderung aus unterschiedlichen Polymeren bestehen. Bevorzugtes Material für die Membran ist Polyethersulfon (PE), welches mit dem Porenbildner Poylvinylpyrrolidon (PVP) hydrophilisiert wurde.
-
Der Wasserabscheider der hier vorgestellten Kraftstofffiltereinrichtung mit der erfindungswesentlichen hydrophilen Membran wird im sog. Crossflow-Modus - dem Fachmann auch als „Querstromfiltration“ bekannt - betrieben. Durch diese Betriebsweise und den stark hydrophilen Charakter der Membran werden zwei Effekte genutzt: So wirkt durch Wechselwirkung der hydrophilen Membranoberfläche mit den polaren Wassermolekülen die Membran als Koaleszer, was zur Vergrößerung der Tropfengröße des im Kraftstoff enthaltenen Wassers und somit auch zur Verringerung der Fließgeschwindigkeit führt. Dies unterstützt eine besonders effektive Abtrennung der Wassertropfen aus dem Kraftstoff. Außerdem passieren die Wassertropfen die hydrophilen Membranhohlfasern als Permeat, wohingegen Kraftstoffanteile mit hydrophober Polarität die hydrophile Membran als Konzentrat-Strom (Retentat) verlassen.
-
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Verwendung von stark hydrophilen Hohlfasern besteht darin, dass durch entsprechende Festlegung von Porengröße und Porengrößen-Verteilung, bevorzugt im Zuge der Herstellung der Hohlfasern, die Trennleistung der Membran entsprechend optimiert eingestellt werden kann wie auch der Grad der Hydrophilie, welche maßgeblich durch den Porenbildner PVP bestimmt wird. Ebenso kann für den Crossflow-Betrieb das Verhältnis von Permeat-Strom zu Konzentrat-Strom (Retentat) soweit optimiert werden, dass das separierte Wasser im Permeat deutliche geringere Anteile an Restkraftstoff enthält als bei herkömmlichen Kraftstofffiltereinrichtungen.
-
Das mittels der Membran abgeschiedene Wasser kann in der Kraftstofffiltereinrichtung zusätzlich gereinigt werden, so dass es anschließend direkt in die Umwelt abgegeben werden kann. Je nach Anforderungen an die Reinheit des Kraftstoffs kann die Membran auch mit weiteren Systemen wie z.B. einer weiteren Membran, einen vorgeschalteten Partikelfilter oder einen zusätzlichen hydrophoben Endabscheider, kombiniert und verschaltet werden. Als Sicherheitssystem kann für das abgeschiedene Wasser stromab der hydrophilen Membran zusätzlich ein sog. Polizeifilter eingesetzt werden, welches die Fluidverbindung zur Umwelt unterbricht, sofern doch noch eventuell vorhandene Kraftstoffanteile im Wasser detektiert wurden.
-
Schließlich ist bei der hier vorgestellten Kraftstofffiltereinrichtung die Bereitstellung eines hydrophoben Endabscheiders nicht zwingend erforderlich, woraus sich erhebliche Kostenvorteile bei der Herstellung der Kraftstofffiltereinrichtung ergeben. Auch der Bedarf an Bauraum ist gegenüber herkömmlichen Kraftstofffiltereinrichtungen deutlich reduziert.
-
Eine erfindungsgemäße Kraftstofffiltereinrichtung für eine Brennkraftmaschine, insbesondere für einen Dieselmotor, umfasst einen mit Kraftstoff, insbesondere Diesel-Kraftstoff, durchströmbaren Wasserabscheider. Der Wasserabscheider umfasst zum Abscheiden von im Kraftstoff enthaltenem Wasser eine poröse und hydrophile Membran mit polymeren Hohlfasern, die zur Querstromfiltration des Kraftstoffs ausgebildet ist.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform besteht das Material zur Herstellung der Hohlfasern aus relativ hydrophobem Polyethersulfon (PES). Besonders bevorzugt zur Hydrophilisierung des Grundpolymeres Polyethersulfon ist der Porenbildner Polyvinylpyrrolidon (PVP). Mittels der genannten beiden Polymere können die gewünschten hydrophilen Eigenschaften der Membran durch einen geeigneten Herstellungsprozess besonders einfach und somit kostengünstig realisiert werden.
-
Zweckmäßig beträgt eine Porengröße der hydrophilen Membran zwischen 0,01 µm und 5 µm, vorzugsweise zwischen 0,1 µm und 1 µm. Selbstredend sind in Varianten auch andere Werte möglich, so dass durch entsprechende Einstellung der Porengröße auch der mittels der hydrophilen Membran erzielbare Abscheidegrad variiert werden kann.
-
Um sicherzustellen, dass das mittels der hydrophilen Membran nicht vollständig aus dem Kraftstoff separierte Wasser nicht in die dem Wasserabscheider nachgeschaltete Brennkraftmaschine gelangt, kann der Wasserabscheider mit einem zusätzlichen Endabscheider ausgestattet sein. Besagter Endabscheider dient also zum Abscheiden von Restwasser aus dem mittels der hydrophilen Membran gereinigten Kraftstoff und ist hier zu stromab der hydrophilen Membran angeordnet.
-
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung umfasst die Kraftstofffiltereinrichtung ein Filtergehäuse, welches einen Gehäuseinnenraum umgibt und in welchem der Wasserabscheider mit der hydrophilen Membran angeordnet ist. Bei dieser Weiterbildung sind im Filtergehäuse ein Kraftstoffeinlass zum Einleiten des ungefilterten Kraftstoffs sowie ein Kraftstoffauslass zum Ausleiten des gefilterten Kraftstoffs vorgesehen. Weiterhin ist im Filtergehäuse auch ein Wasserauslass zum Auslassen des abgeschiedenen Wassers vorhanden. Zur Realisierung der erfindungsgemäßen Querstromfiltration empfiehlt es sich, den Kraftstoffauslass derart anzuordnen, dass er den Kraftstoffeinlass gegenüberliegt. Der Wasserauslass ist bei dieser Weiterbildung sowohl quer zum Kraftstoffeinlass als auch quer zum Kraftstoffauslass angeordnet.
-
Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung kann die Kraftstofffiltereinrichtung zusätzlich zur erfindungsgemäßen hydrophilen Membran eine nachgeschaltete hydrophobe, also wasserabweisende Membran aufweisen. Besagte hydrophobe Membran dient zum Abscheiden von Restkraftstoff aus dem mittels der hydrophilen Membran als Permeat abgetrennten Wassers. Somit kann das abgeschiedene Wasser direkt in die Umwelt abgegeben werden, ohne dass diese durch den im Wasser enthaltenen Restkraftstoff verschmutzt wird.
-
Als besonders vorteilhaft erweist es sich, wenn auch das mittels der hydrophilen Membran abgeschiedene Wasser unter Verwendung der hydrophoben Membran mittels Querstromfiltration gefiltert wird. Auch hier kann die hydrophobe Membran in einem Filtergehäuse angeordnet sein, wie dies bereits oben für die erfindungswesentliche hydrophile Membran vorgeschlagen und erläutert wurde. In einem solchen Filtergehäuse sind folglich ein Wassereinlass sowie ein dem Wassereinlass gegenüberliegender Wasserauslass vorgesehen, und ein Kraftstoffauslass für den aus dem Wasser abgeschiedenen Restkraftstoff ist quer zu Wassereinlass und Wasserauslass angeordnet. Somit werden die gleichen Vorteile erzielt wie bei der Querstromfiltration des Kraftstoffs mithilfe der hydrophilen Membran.
-
Zweckmäßig kann die hydrophobe Membran als Sieb oder als Drahtgestrick ausgebildet sein. Eine derart ausgebildete Membran besitzt eine hohe Lebensdauer und ist zudem kostengünstig erhältlich.
-
Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Wasserabscheider einen elektrischen Koaleszer mit zwei Elektroden, zwischen welchen die hydrophile Membran angeordnet ist. Diese Ausführungsform besitzt eigenständigen Erfindungscharakter. Das von den Elektroden erzeugte elektrische Feld führt dabei nicht wie bei herkömmlichen elektrischen Koaleszern zu einer Vergrößerung von Wassertropfen, die das im Kraftstoff enthaltene Wasser bilden, sondern polarisieren die Wassertropfen und bewirken, dass die Wassertropfen an die polare Oberfläche der hydrophilen Membran transportiert werden. Eine eventuell in geringem Maße doch stattfindende Vergrößerung der Wassertropfen durch das elektrische Feld wirkt sich nicht negativ auf die Abscheideleistung aus, sondern beeinflusst diese positiv. Je stärker die elektrostatische Wechselwirkung zwischen dem vom elektrischen Koaleszer erzeugten elektrischen Feld und den polaren Wassertropfen ist, desto höher ist auch die Kraftwirkung auf die Tropfen und somit wird der Transportvorgang zur polaren hydrophilen Membranoberfläche hin beschleunigt, wodurch die Abscheideleistung an Wasser aus dem Kraftstoff mit Hilfe der hydrophilen Membran verbessert wird.
-
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist eine erste der beiden Elektroden als Mantel-Elektrode ausgebildet, welche die hydrophile Membran mantelartig umhüllt. Außerdem ist bei dieser Weiterbildung eine zweite der beiden Elektroden als Zentral-Elektrode ausgebildet, die zentriert in der Membran angeordnet. Zweckmäßig können beiden Elektroden, vorzugsweise die Mantel-Elektrode und die Zentral-Elektrode, als koaxiale Zylinder ausgebildet sein. Ein koaxiales Elektrodenarrangement bietet den Vorteil, dass durch das Anlegen einer Spannung ein inhomogenes elektrisches Feld entsteht, welches eine höhere Feldliniendichte im Bereich um die Zentral-Elektrode aufweist.
-
Der elektrische Koaleszer 30 kann eine Gleichstromeingangsspannung von 0-5.000 V, eine gepulste Gleichstromspannung von 0 bis 5.000 V oder eine Wechselstromeingangsspannung von 0 bis 40.000 V besitzen. Bevorzugt weist die Gleichstromspannung eine Frequenz von 0 bis 10.000 Hz und/oder die Wechselstromeingangsspannung eine Frequenz von 0 bis 10.000 Hz auf. Je nach gewünschtem Abscheidegrad und je nach vorhandener Spannungsversorgung ist es somit frei wählbar, mit welcher Art von elektrischer Spannung der erfindungsgemäße Wasserabscheider, d.h. der elektrische Koaleszer, betrieben wird. So eignet sich gepulster Gleichstrom bzw. Wechselstrom vor allem zur Wasserabscheidung bei der Neigung von Tropfenkettenbildung der Wassertröpfchen bei großen Wassermengen.
-
Die Erfindung betrifft ferner ein Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine, insbesondere mit einem Dieselmotor. Weiterhin umfasst das Kraftfahrzeug ein Kraftstoffreservoir, vorzugsweise einen Kraftstofftank, welches/welcher zum Versorgen der Brennkraftmaschine mit Kraftstoff, insbesondere mit Diesel-Kraftstoff, mittels einer Kraftstoffleitung mit der Brennkraftmaschine verbunden ist. In der Kraftstoffleitung ist die vorangehend vorgestellte Kraftstofffiltereinrichtung angeordnet. Die voranstehend erläuterten Vorteile der Kraftstofffiltereinrichtung übertragen sich daher auch auf das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Kraftfahrzeug eine Kraftstoffrückführungsleitung, mittels welcher der durch die hydrophobe Membran abgeschiedene Restkraftstoff in das Kraftstoffreservoir rückgeführt werden kann.
-
Somit steht dieser Kraftstoff zur Verwendung in der Brennkraftmaschine zur Verfügung.
-
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung umfasst die Kraftstofffiltereinrichtung bzw. deren Wasserabscheider ein Polizeifilter. Dieses Polizeifilter ist derart ausgebildet, dass es eine Fluidverbindung des Wasserabscheiders mit der äußeren Umgebung des Kraftstofffiltereinrichtung unterbricht, wenn beim Durchströmen des Polizeifilters mit dem vom Wasserabscheider abgeschiedenen Wasser detektiert wird, dass ein im Wasser enthaltene Anteil an Restkraftstoff einen vorbestimmten Schwellwert überschreitet. Durch geeignete Festlegung des Schwellwerts kann sichergestellt werden, dass der im abgeschiedenen Wasser enthaltene Restkraftstoff nicht in die Umgebung der Kraftstofffiltereinrichtung bzw. in die Umwelt gelangt.
-
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus der Zeichnung und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
-
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
-
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
-
Es zeigen:
- 1 in schematischer, schaltplanartiger Darstellung den Aufbau eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs mit der erfindungsgemäßen Kraftstofffiltereinrichtung.
- 2 den Aufbau des Wasserabscheiders der Kraftstofffiltereinrichtung.
-
Die 1 zeigt in schematischer, schaltplanartiger Darstellung die mit der erfindungsgemäßen Kraftstofffiltereinrichtung 1 zusammenwirkenden Komponenten eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs 20. Entsprechend 1 umfasst das Kraftfahrzeug 20 eine Brennkraftmaschine 25, die als Dieselmotor realisiert sein kann, sowie ein als Kraftstofftank 22 ausgebildetes Kraftstoffreservoir 21. Das Kraftstoffreservoir 21 dient zum Versorgen der Brennkraftmaschine mit Kraftstoff K, im Falle des Dieselmotors also mit Diesel-Kraftstoff. Hierzu ist das Kraftstoffreservoir 21 durch eine Kraftstoffleitung 23 mit der Brennkraftmaschine 25 verbunden. In der Kraftstoffleitung 23 ist eine erfindungsgemäße Kraftstofffiltereinrichtung 1 angeordnet.
-
Die Kraftstofffiltereinrichtung 1 ist in 2 in separater Darstellung in einem stark vereinfachten Längsschnitt gezeigt. Demnach umfasst die Kraftstofffiltereinrichtung 1 einen von dem Kraftstoff K bzw. von dem Diesel-Kraftstoff durchströmbaren Wasserabscheider 2. Wie 2 erkennen lässt, umfasst der Wasserabscheider 2 zum Abscheiden von im Kraftstoff K enthaltenem Wasser Weine poröse und hydrophile Membran 3. Die Membran 3 wird im Modus „Querstromfiltration“ betrieben und umfasst eine Mehrzahl von polymeren Hohlfasern 4.
-
In der vereinfachten Darstellung der 2 sind aus Gründen der Übersichtlichkeit exemplarisch nur vier solche Hohlfasern 4 stark vergrößert dargestellt. Es ist klar, dass eine deutlich größere Anzahl an Hohlfasern 4 vorgesehen sein kann.
-
Gemäß 2 umfasst die Kraftstofffiltereinrichtung 1 ein Filtergehäuse 5, welches einen Gehäuseinnenraum 6 umgibt. In dem Gehäuseinnenraum 6 ist der Wasserabscheider 2 mit der hydrophilen Membran 3 angeordnet. Das Filtergehäuse 5 ist bevorzugt längsformig ausgebildet und erstreckt sich in diesem Fall entlang einer Längsrichtung L. Die Längsrichtung L bildet eine Haupterstreckungsrichtung H der Hohlfasern 4, d.h. auch die nicht vollständig geradlinig ausgebildeten Hohlfasern 4, gleichwohl länglichen Hohlfasern 4 erstrecken sich im Wesentlichen entlang der Längsrichtung L des Filtergehäuses 5. Entlang besagter Längsrichtung L wird der Gehäuseinnenraum 6 von einer Umfangswandung 7 des Filtergehäuses 5 begrenzt. Eine offene erste Stirnseite 10a des Filtergehäuses 5 bildet einen rohseitigen Kraftstoffeinlass 8 zum Einleiten des ungefilterten Kraftstoffs in den Gehäuseinnenraum 6. Eine der ersten Stirnseite 10a gegenüberliegende, offene zweite Stirnseite 10b bildet einen reinseitigen Kraftstoffauslass 9 zum Ausleiten des gefilterten Kraftstoffs K. Um die Rohseite 11 des Wasserabscheiders 2 gegen dessen Reinseite 12 abzudichten, sind die Hohlfasern 4 mit einer geeigneten Kunststoffmasse 24 fixiert.
-
Der zu filternde Kraftstoff K gelangt aus dem Kraftstoffreservoir 21 bzw. den Kraftstofftank 22 über die Kraftstoffleitung 23 zum Kraftstoffeinlass 8 und wird über diesen in den Gehäuseinnenraum 6 eingeleitet. Nach dem Durchströmen der Membran 3 im Gehäuseinnenraum 6 gelangt der über den Kraftstoffauslass 9 aus dem Gehäuseinnenraum 6 ausgeleitete Kraftstoff K über die Kraftstoffleitung 23 in die Brennkraftmaschine 25.
-
Eine Kraftstoffrückführungsleitung 16 zwischen der Brennkraftmaschine 25 und dem Kraftstoffreservoir 21 bzw. dem Kraftstofftank 22 ermöglicht die Rückführung von Kraftstoff K aus der Brennkraftmaschine 25 in das Kraftstoffreservoir 21 bzw. in den Kraftstofftank 22.
-
Gemäß 2 ist im Filtergehäuse 5 der Kraftstofffiltereinrichtung 1 auch ein Wasserauslass 13 angeordnet, über welche das vom Wasserabscheider 2 abgeschiedene Wasser W aus dem Filtergehäuse 5 ausgeleitet werden kann. Entsprechend 2 liegt der Kraftstoffauslass 9 dem Kraftstoffeinlass 8 entlang der Längsrichtung L gegenüber, wohingegen der in der Umfangswandung 7 vorgesehene Wasserauslass 13 quer zum Kraftstoffeinlass 8 und zum Kraftstoffauslass 9 angeordnet ist. Bei geeigneter Anordnung des Wasserabscheiders 2 derart, dass sich die Längsrichtung L orthogonal zur Schwerkraftrichtung G erstreckt, kann somit die auf das abgeschiedene Wasser W wirkende Schwerkraft dazu genutzt werden, Wasser W besonders effektiv vom Kraftstoff K zu trennen und anschließend aus dem Wasserabscheider 2 abzuführen.
-
Als Grundpolymer zur Herstellung der polymeren Hohlfasern 4 der hydrophilen Membran 3 empfiehlt sich Polyethersulfon. Um dieses mit den gewünschten hydrophilen Eigenschaften zu versehen, ist das Polyethersulfon mittels Polyvinylpyrrolidon hydrophilisiert. Eine Porengröße der Hohlfasern der porösen hydrophilen Membran 3 kann zwischen 0,01 µm und 5 µm, vorzugsweise zwischen 0,1 µm und 1 µm, betragen.
-
Optional kann der Wasserabscheider 2 einen in den Figuren nur grobschematisch angedeuteten, zusätzlichen Endabscheider 17 zum Abscheiden von Restwasser aus dem mittels der hydrophilen Membran 3 gereinigten Kraftstoff umfassen.
-
Die Kraftstofffiltereinrichtung 1 kann außerdem mit einer weiteren Membran 14 ausgestattet sein, die jedoch im Gegensatz zur hydrophilen Membran 3 hydrophob, also wasserabweisend, ausgebildet ist. Die hydrophobe Membran 14 dient dazu, aus dem mittels der hydrophilen Membran 3 abgeschiedenen Wasser W etwaig vorhandenen Restkraftstoff K auszufiltern. Auch die hydrophobe Membran 14 kann, in analoger Weise zur hydrophilen Membran 3, zur Querstromfiltration des mittels der hydrophilen Membran abgeschiedenen Wassers ausgebildet sein. Die hydrophobe Membran 14 kann als Sieb oder als Drahtgestrick ausgebildet sein. Hierzu kann die hydroprobe Membran 14 in analoger Weise zur hydrophilen Membran 3 in ein Filtergehäuse integriert sein, wie dieses in der 2 dargestellt ist. Denkbar ist es aber auch, sowohl die hydrophile Membran 3 als auch die hydrophobe Membran 14 in ein einziges, gemeinsames Filtergehäuse zu integrieren (nicht gezeigt). Hinsichtlich der konkreten Ausgestaltung der Kraftstoffeinrichtung 1, insbesondere betreffend die Anordnung der beiden Membranen 3, 14 in einem Filtergehäuse ergeben sich für den einschlägigen Fachmann verschiedene Ausgestaltungsmöglichkeiten, aus welchen er anwendungsspezifisch auswählen kann.
-
Wie 2 erkennen lässt, kann der Wasserabscheider 2 auch einen elektrischen Koaleszer 30 mit zwei Elektroden 26a, 26b aufweisen, zwischen welchen die hydrophile Membran 3 angeordnet ist. Eine erste der beiden Elektroden 26a ist dabei als Mantel-Elektrode 27 ausgebildet, welche die hydrophile Membran 3 mantelartig umhüllt. Eine zweite der beiden Elektroden 26b ist als Zentral-Elektrode 28 ausgebildet, die zentriert in der hydrophilen Membran 3 angeordnet ist. Zweckmäßig können beiden Elektroden 26a, 26b, also die Mantel-Elektrode 27 und die Zentral-Elektrode 28, als koaxiale Zylinder ausgebildet sein. Ein koaxiales Arrangement der beiden Elektroden 26a, 26b bietet den Vorteil, dass durch das Anlegen einer elektrischen Spannung ein inhomogenes elektrisches Feld entsteht, welches eine höhere Feldliniendichte im Bereich um die Zentral-Elektrode aufweist.
-
Zweckmäßig kann der elektrische Koaleszer 30 eine Gleichstromeingangsspannung von 0V bis 5.000 V, eine gepulste Gleichstromspannung von 0V bis 5.000 V oder eine Wechselstromeingangsspannung von 0 V bis 40.000 V besitzen. Bevorzugt weist die Gleichstromspannung eine Frequenz von 0 Hz bis 10.000 Hz und/oder die Wechselstromeingangsspannung eine Frequenz von 0 Hz bis 10.000 Hz auf. Hierzu können die beiden Elektroden 26a, 26b an eine geeignete elektrische Spannungsversorgung 29 angeschlossen werden. Je nach gewünschtem Abscheidegrad und je nach vorhandener Spannungsversorgung ist es somit frei wählbar, mit welcher Art von elektrischer Spannung der elektrische Koaleszer 30 betrieben wird.
-
Nun wieder auf 1 bezugnehmend lässt sich erkennen, dass das Kraftfahrzeug 1 mit einer Kraftstoffrückführungsleitung 15 ausgestattet sein kann, welche es erlaubt, den durch die hydrophobe Membran 14 aus dem Wasser abgeschiedenen Restkraftstoff R in das Kraftstoffreservoir 21 bzw. den Kraftstofftank 22 zurückzuführen.
-
Optional kann die Kraftstofffiltereinrichtung 1 bzw. der Wasserabscheider 2 ein Polizeifilter 18 umfassen. Dieses Polizeifilter 18 ist bevorzugt derart ausgebildet, dass es eine Fluidverbindung des Wasserabscheiders 2 mit der äußeren Umgebung 19 des Kraftstofffiltereinrichtung 1 unterbricht, wenn beim Durchströmen des Polizeifilters 18 mit dem vom Wasserabscheider 2 abgeschiedenen Wasser W detektiert wird, dass der im Wasser W immer noch enthaltene Anteil an Restkraftstoff R einen vorbestimmten Schwellwert überschreitet.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
