DE4000297C2 - Regenerierbarer Luftfeuchtefilter und vollautomatischer Wechselfilter gegen Luftfeuchte für Flüssigkeiten in Tankanlagen - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Luftentfeuchtungs­ einrichtung in einem Belüftungsrohr, die mindestens ein regenerierbares Luftfeuchtefilter aufweist, wo­ bei dem Belüftungsrohr atmosphärische Luft zuführbar ist.

Eine jede Tankanlage von Kraftstoffen hat fast immer eine direkte Lüftung zur Atmosphäre, um beim einen Luftdruck beim Befüllen und der Entnahme von Kraft­ stoff einen Ausgleich zur Atmosphäre zu schaffen.

Eintretende Luft ist hierbei mit einer relativen tem­ peraturabhängigen Luftfeuchte versehen, die bei star­ kem Frost gering ist und bei hohen Temperaturen steigt. Man spricht von der relativen Luftfeuchte von 40 bis 100%, die der Sättigungsmöglichkeit bei 100% zu einer bestimmten Temperatur entspricht. Wenn wir von der maximalen Luftfeuchte nun ausgehen, die fast nie erreicht wird, dann haben wir bei -5°C auf einen Ku­ bikmeter 3,4 Gramm Wasser, bei +5°C 6,8 g Wasser, bei 15°C 12,8 Wasser. Diese ist an und für sich eine ge­ ringe Wassermenge. Sie spielt aber in der Technik für Tankanlagen eine wichtige Rolle, speziell für Kraft­ stoffe, die lange lagern. Wasser im Treibstoff kann zur Zeit noch nicht einmal die Mineralindustrie bei der Dar­ stellung vermeiden.

Tankreinigungsfirmen rechnen mit einer Faustformel, die sagt, daß bei einem Tank mit 5000 Litern Inhalt nach ca. 5 Jahren ca. 100 Liter Schlamm sich abge­ setzt hat, bei Kraftfahrzeugen tritt Wasser im Ver­ gaser oder in den Kraftstoffleitungen auf, bei Klein­ flugzeugen ist Wasserbildung immer eine gefährliche Angelegenheit, dazu kommt noch der Transport von der Raffinerie bis zum Verbraucher in Tanklastzügen und der Tankstelle, überall hier ist der Einfluß der re­ lativen Luftfeuchte nicht unterbunden. Den Ärger ha­ ben nur die Verbraucher.

Aus der US-PS 29 75 860 ist eine Luftentfeuchtungs­ einrichtung bekannt, bei der das Zuführungsrohr ge­ teilt ist und in jeder Teilweiterführung ein durch Beheizung regenerierbares Luftfeuchtefilter angeord­ net ist, wobei über eine Ventilsteuerung der zu trock­ nende Luftstrom abwechselnd jeweils einem der Luft­ feuchtefilter zugeführt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Luft­ entfeuchtungseinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der die relative Luftfeuchtigkeit unterbunden wird, dabei soll die Schlammbildung z. B. im Heizungstank um mindestens soviel verringert wer­ den, wie Luftfeuchte darauf einen Einfluß hat.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 ge­ kennzeichneten Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen in rein schematischen Darstellungen

Fig. 1 eine Luftentfeuchtungseinrichtung in einer Tankanlage, und

Fig. 2 eine weitere Ausführungsform einer Luftentfeuchtungseinrichtung.

In Fig. 1 ist eine an sich bekannte Kraftstofftankan­ lage 1 mit dem Luftfeuchte-Filter 12, den Rohrbögen 9 und 10, dem Einlaßventil 7, dem Auslaßventil 8 mit der Wasserrille und der Entwässerungsbohrung 11 dar­ gestellt.

Diese Teile sind auf dem Lüftungsrohr 6 fest draufmon­ tiert und stellen zum Tank hin einen geschlossenen luftfeuchtefreien Raum dar, der nur über das Luft­ feuchtefilter 12 Zugang zur atmosphärischen Luft hat. Vorausgesetzt ist, das alle Instrumente und Anschlüsse ebenfalls luftdicht sind. Bei erfindungsgemäß ausge­ statteten Tankanlagen wird Kraftstoff über das Be­ füllungsrohr 4 in den Kraftstofftank 1, sogar teil­ weise unter Druck, geschickt. Der Luftraum darüber muß durch das Lüftungsrohr 6, dem Auswahlventil 8 und dem Rohrbogen 10 in die Atmosphäre entweichen. Dabei bleibt das Einlaßventil 9 geschlossen. Der sich ab­ setzende Schlamm 2 ist in der Zeichnung angedeutet.

Nach Beendigung der Kraftstoffüllung schließt das Aus­ laßventil 8, der Verschluß zum Befüllungsrohr wird verschlossen und es verbleibt nur noch der Rest an Luft, der aus Sicherheitsgründen nicht gefüllt wer­ den konnte zur Aufnahme von Luftfeuchte bereit. Das sind etwa 100 bis 200 Liter bei max. Luftfeuchte von 100% bei einer Temperatur von 15°C 0,02 Gramm Wasser, eine Größe, die vernachlässigt werden darf. Und dies ist auch bei allen neuen Tankanlagen der Fall.

Bei der Entnahme von Kraftstoff über das Kraftstoff­ entnahmerohr 3 sinkt der Kraftstoffspiegel, es ent­ steht ein Unterdruck im Lüftungsrohr 6, das Einlaß­ ventil 7 öffnet sich entsprechend des Unterdrucks und holt sich die gewünschte Luftmenge über den Rohrbogen 9 und dem Filter 12 mit dem Silikagel. Das Silikagel zeigt durch Verfärbung schichtweise von unten mit Feuchte gesättigte Kristalle an. Steigt die Verfär­ bung bis über die Mitte des Filters an, so soll es durch einen Ersatz-Filter ausgewechselt werden. Das mit Luftfeuchte angereicherte und ausgewechselte Fil­ ter kann durch Erhitzen auf ca. 105 bis 110°C auf seinen alten Zustand dann regeneriert werden.

Fig. 2 stellt eine Erweiterung und Verbesserung der in Fig. 1 dargestellten Konstruktion dar, sie erfordert fast keine Wartung und wird von elektronischen Senso­ ren so gesteuert und geregelt, daß wechselweise immer ein Filter der zwei Filter 20, 21 arbeitsfähig ist. In dem in Fig. 2 dargestellten Betriebsstadium sind beide Filter 20, 21 trocken, dabei ist der rechte Filter 21 zur Filterung der Luftfeuchte und zur Arbeit geschal­ tet. Der Funktionsablauf der Luftfilterung ist dabei wie folgt.

Feuchte Außenluft tritt über das Belüftungsventil 35 in das Filter 21 ein und steigt durch den Stutzen rechts 19 über das Zweiwegeventil 13 in den Rohrbogen Einlaß 9 zum Einlaßventil 7 Richtung Belüftungsrohr 6 und Tankanlage 1.

Dabei wird Luftfeuchte im Filter 21 vom Silikagel als Wasser gebunden und lagert sich schichtweise von un­ ten aufsteigend ab. Dabei verfärbt sich das Silikagel, und die Wirksamkeit des Filters ist bei einem durch­ sichtigen Behältnis sichtbar. Steigt die Verfärbung auf die Höhe des Feuchtefühlers rechts D 27 an, so schaltet der Feuchtefühler, der auf ca. 50% relati­ ver Luftfeuchte eingestellt ist, wie folgt. Der Zwei­ wegehahn 13 wird von 13B auf 13A umgeschaltet, das Ent­ lüftungsventil 15 wird geöffnet, das Bypassventil rechts 29 wird geöffnet, um den Bypass rechts 31 freizugeben, und das Belüftungsventil rechts 35 wird geschlossen. Gleichzeitig setzt die Heizspirale rechts 33 ein. Diese wird über den Thermofühler rechts 23 auf eine maximale Temperatur von 110°C geregelt. Der einsetzende Heizvor­ gang regeneriert das Silikagel und eine reduzierte Luftströmung aus dem linken Filter 20 über das Ventil für den Bypass 29 und dem Bypass rechts 31 sorgt für trockene Luft zum Filter rechts 21.

Wenn die relative Luftfeuchte auf einen Wert von 1% im Stutzen rechts 19 gesunken ist, schaltet der Feuch­ tefühler rechts 25 den Trocknungsvorgang ab. Es wird dabei das Entlüftungsventil rechts 15, das Ventil für den Bypass rechts 29 geschlossen, die Heizspirale rechts 33 ausgeschaltet und das Belüftungsventil rechts 35 geöffnet.

Damit ist die Regeneration des rechten Filters 21 ab­ geschlossen. Er steht zur neuen Verwendung bereit.

Folgende Dinge bedürfen noch einer Klärung:
Der Vorgang der Regeneration des Silikats des rechten Filters ist beschrieben worden. Gleiches trifft für das linke Filter 20 zu, wenn sich Feuchte, angenommen waren 50% relative Luftfeuchte, an dem Luftfeuchte­ fühler links C 26 eingestellt hat. Es erfolgt darauf­ hin die gleiche Prozedur im linken Filter 20, wie sie im rechten Filter 21 beschrieben wurde.

Da alle Feuchtefühler und Thermofühler, die hierfür verwandt werden, mit einer Genauigkeit von 1% arbei­ ten und alle Zwischenstufen genau abgegriffen werden können. So können nicht nur die Lagen der Feuchtefüh­ ler und der Temperaturfühler im praktischen Gebrauch anders liegen, und die gegebene Beschreibung ist eine grundsätzliche.

Aus Sicherheitsgründen sei darauf hingewiesen, daß bei gleichzeitig hoher Feuchte in beiden Filtern die Anlage verrückt spielen würde. Diesem Fall hat selbst­ verständlich der Konstrukteur Rechnung zu tragen, mit einer leicht einzubauenden Schaltung.

Dieses vollautomatische und regenerierbare Luft­ feuchtefilter ist für den Einsatz an Tankanlagen in Kleinflugzeugen sowohl als in Großflugzeugen, Tankan­ lagen bei der Industrie und in den Haushalten gedacht. Die Lebenszeit von Stahltanks wird aufgrund der ge­ ringeren Korrosion wesentlich länger sein als bisher, die Anfälligkeit der Schlammbildung wird auf ein Mi­ nimum reduziert und das alles zum Schutze der Umwelt.

Claims (4)

1. Luftentfeuchtungseinrichtung (100; 200) in einem Belüftungsrohr (6), die mindestens ein regenerier­ bares Luftfeuchtefilter (12; 20, 21) aufweist und in Tankanlagen (1) einsetzbar ist, wobei dem Belüf­ tungsrohr (6) atmosphärische Luft zugeführt ist, dadurch gekennzeichnet,
daß das in einem Rohrbogen (9) angeordnete Luft­ feuchtefilter (12; 20, 21) Silikagel aufweist, das bei Erwärmung auf 105°C aufgesogene Luftfeuchte abgebend und sich regenerierend ausgebildet ist,
daß der Rohrbogen (9) geteilt ist, und in jedem Teilabschnitt (18, 19), einem Luftfeuchtefilter über jeweils ein Belüftungsventil (34, 35) atmosphärische Luft zuführbar ist, und die Teilabschnitte (18, 19) über mindestens ein Auslaßventil zusammengeführt sind, und daß das Auslaßventil ein Zweiwegeventil (13) ist,
daß eine die Luftfeuchte der Luftfeuchtefilter (20, 21) feststellende elektronische Meßeinrichtung vorgesehen ist, mit der die Umschaltung von einem Filter auf das andere, die Beheizung des stillge­ legten Filters, das Öffnen eines Lüftungsventils (14, 15) zum Ausströmen der Feuchte und nach der Regeneration, wenn keine Luftfeuchte mehr vorhan­ den ist, das Ausschalten der Heizung (32, 33) und das Schließen des Lüftungsventils durch einen Feuchtemesser (24, 25), so daß das regenerierte Filter auf Abruf zum neuen Einsatz bereit steht, gesteuert wird und
daß hinter dem Belüftungsventil (34, 35), für das ein Luftfeuchtefilter (20, 21) und eine Bypasslei­ tung (30, 31) angeschlossen ist, die mit dem ande­ ren Luftfeuchtefilter (20, 21) verbunden ist.

2. Luftentfeuchtungseinrichtung (100; 200) nach An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Belüftungsrohr (6) einen weiteren Rohrbo­ gen (10) mit einer Wasserrille um ein Anschlußven­ til (8) zum Schutz gegen Regen und einer Entwässe­ rungsbohrung (11) aufweist.

3. Luftentfeuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Bypassleitung (30, 31) ein Ventil (28, 29) angeordnet ist.

4. Luftentfeuchtungseinrichtung nach einem der An­ sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen jedem Teilabschnitt (18, 19) und dem Zweiwegeventil (13) ein Isolationsflansch (16, 17) angeordnet ist.