WO2015049157A1 - Verfahren zum regenerieren eines aktivkohlefilters und tankentlüftungssystem - Google Patents

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WO2015049157A1
WO2015049157A1 PCT/EP2014/070496 EP2014070496W WO2015049157A1 WO 2015049157 A1 WO2015049157 A1 WO 2015049157A1 EP 2014070496 W EP2014070496 W EP 2014070496W WO 2015049157 A1 WO2015049157 A1 WO 2015049157A1
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activated carbon
hydrocarbons
carbon filter
filter
ventilation system
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Manfred Weigl
Andreas Wildgen
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Continental Automotive Gmbh
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    • F02M25/08—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture adding fuel vapours drawn from engine fuel reservoir
    • F02M25/089—Layout of the fuel vapour installation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K15/00—Arrangement in connection with fuel supply of combustion engines or other fuel consuming energy converters, e.g. fuel cells; Mounting or construction of fuel tanks
    • B60K15/03—Fuel tanks
    • B60K15/035—Fuel tanks characterised by venting means
    • B60K15/03504—Fuel tanks characterised by venting means adapted to avoid loss of fuel or fuel vapour, e.g. with vapour recovery systems
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    • B60K15/03504—Fuel tanks characterised by venting means adapted to avoid loss of fuel or fuel vapour, e.g. with vapour recovery systems
    • B60K2015/03514—Fuel tanks characterised by venting means adapted to avoid loss of fuel or fuel vapour, e.g. with vapour recovery systems with vapor recovery means

Definitions

  • the present invention relates to a method for regenerating ⁇ an activated carbon filter of a tank ventilation system of an internal combustion engine-powered motor vehicle having the features of the preamble of claim 1.
  • tank vents are provided with activated carbon filters, which can store hydrocarbons.
  • the filters When driving, the filters are regenerated by the internal combustion engine sucking fresh air through the filter while rinsing out the stored hydrocarbons and burned in the combustion chamber during normal operation of the internal combustion engine.
  • Such a system Benö ⁇ Untitled therefore a purge air from the fuel tank to the internal combustion engine, and the corresponding flushing operation is controlled by the associated control device of the internal combustion engine.
  • such a system to ensure an adequate filter regeneration, with relatively expensive components (Purge pump, HC sensor, adjustable Spülluftventile, heated activated carbon filter, pressure tanks) see ver ⁇ .
  • the present invention has for its object to provide a method for regenerating an activated carbon filter for avail ⁇ supply, which can be performed independently of the operation of the internal combustion engine in a particularly simple manner.
  • an activated carbon filter For receiving the evaporating hydrocarbons during refueling and during standstill phases, an activated carbon filter is required with which the hydrocarbons are collected in concentrated form.
  • the effect of the activated carbon is that hydrocarbon molecules are physically bound to the coal, which lowers the saturation vapor pressure so that no unacceptably high hydrocarbon emission occurs. So the stored hydrocarbon molecules are outgassed again present invention, now replaced by He ⁇ beung the ambient pressure or the partial pressure, causing the activated carbon filter is regenerated. Erfindungsge ⁇ Switzerlandss generated negative pressure which causes outgassing of carbon hydrogens. Since at most only in the dead volume air is in the activated carbon filter, relatively highly concentrated hydrocarbons can be sucked.
  • a charcoal filter of the size of 2 about 150 g of butane, which corresponds to a gas volume of more than 50 1. Since in an activated carbon filter with, for example, 2 1 volume, if any, certainly less than 0.2 1 air, the butane partial pressure of 2 bar can be achieved with a feasible effort.
  • the condensed (liquefied) hydrocarbons are collected according to the invention, and the collected liquefied hydrocarbons are supplied to the internal combustion engine to fulfill its function as a fuel.
  • the collected liquefied hydrocarbons can be mixed again with the fuel in the fuel tank.
  • the activated carbon filter slowly refills and then has to be regenerated again.
  • a cyclic regeneration can be performed.
  • the collected liquefied hydrocarbons are kept under pressure and fed to the internal combustion engine at a specific time. So the mecanicflüchti ⁇ gen hydrocarbons are for example ideal for Kaltstartvor- transitions. Since the proportion of volatile hydrocarbons, especially butane, is very low in gasoline, this is a relatively small pressure-resistant storage volume sufficient to store the entire amount, typically up to 150 g, which is present after a refueling operation.
  • the activated carbon filter can be regenerated to a defined residual pressure in the filter be stopped by the negative pressure on reaching the residual pressure is stopped.
  • the pressures for storing and condensing are of essential importance. According to the invention, the corresponding temperatures are also optimized.
  • the hydrocarbon gases produced here can be sucked out of the activated charcoal filter most efficiently at high temperatures, since the vapor pressure depends directly on the temperature.
  • the condensation is for the same reason effi cient ⁇ at low temperatures. Since the withdrawal of hydrocarbons is endothermic, ie, it consumes energy and the temperature drops, but the condensation is exothermic, so is heat-free, it is appropriate to let the condensation take place in good thermal contact with the activated carbon to redu heating - decorate and prevent the cooling of the activated carbon. According to the invention, therefore, the condensation of the hydrocarbons is preferably performed in good thermal contact with the activated carbon by ⁇ . Objective here is to transfer the heat of condensation mög ⁇ lichst in the entire volume of activated carbon and on the other hand to prevent cooling of the activated carbon during destaging.
  • the condensation of the hydrocarbons is preferably carried out in a coil serving as a condenser in the activated carbon filter.
  • Regenerati ⁇ onsvons invention The decisive advantage of Regenerati ⁇ onsvons invention is that the carbon filters Regene ⁇ turing successes independent of the operation of the internal combustion engine can gen. This means is in the test cycle always enough time for Regene ⁇ turing available - the internal combustion engine can be operated (ie, without regard to the Regene ⁇ turing optimal with respect to consumption, exhaust and performance, it must not be driven with a homogenous mixture, and no throttling in the air path is necessary to generate negative pressure).
  • the present invention further relates to a Tankentlüf ⁇ processing system of an engine-driven motor vehicle with the features of the preamble of claim. 7
  • Such a tank ventilation system is to be designed according to the invention so that the regeneration of the Aktivkohlefil ⁇ ters can be performed on particular ⁇ DERS simple manner independent of the operation of the internal combustion engine. This is inventively achieved by the characterizing feature of claim 7.
  • the tank ventilation system has a means for collecting the liquefied hydrocarbons, which may be, for example, a suitable collection container.
  • a suitable collection container This can be a relatively small pressure-resistant sump to the entire amount to store liquefied hydrocarbons, which are then fed at the right time in a suitable manner to the internal combustion engine.
  • the device for applying negative pressure to the activated carbon filter is preferably a suction pump, by means of which the negative pressure required for outgassing the stored hydrocarbons is generated.
  • the Einrich ⁇ tion for condensing the outgassed hydrocarbons is preferably a arranged in the activated carbon filter heat exchanger, which may be, for example, a flowed through by the gassing Kohlenwas ⁇ serstoffen coil.
  • Such a coil can be integrated as a condenser in the activated charcoal canister in order to transfer the resulting heat of condensation as far as possible into the total activated carbon volume and, on the other hand, to prevent cooling of the activated carbon during
  • the invention will be explained below with reference to an exemplary embodiment in conjunction with the drawings in detail.
  • the single figure shows the schematic structure of a tank ventilation system with activated carbon filter regeneration.
  • the tank venting system shown schematically in the figure comprises a fuel tank 5, which is connected via a line 9 and a valve 4 arranged therein with a Aktivkohlefil ⁇ ter 1. Gases which are produced in the fuel tank 5 or displaced during refueling can thus escape via the activated carbon filter 1 and a line 7, a valve 3 arranged therein and the air filter 8 into the environment. In this case, entrained hydrocarbon gases are stored in the activated carbon ⁇ filter 1 by hydrocarbon molecules are physically ⁇ bound to the activated carbon. If too many hydrocarbons have accumulated in the activated carbon filter 1, it must be regenerated accordingly. For this purpose, the valve 4 arranged in the line 9 and the valve 3 arranged in the line 7 are closed.
  • the activated carbon filter 1 is associated with a pump 2, by means of which a negative pressure is generated in the activated carbon filter 1, whereby outgas the stored hydrocarbons.
  • the activated carbon filter cools down.
  • the pump 2 now conveys the gas mixture of residual air and the hydrocarbons via a check valve 10 through a heat exchanger in the form of a coil 11 into a collecting tank 6.
  • the hydrocarbons condense.
  • the volume of the collecting container 6 is dimensioned so that the residual air, which is conveyed as the first after start of the pump 2, only one assumes from ⁇ sufficiently small proportion of the gas to achieve with the lowest possible container pressure condensation of the hydrocarbons, such.
  • a line 12 with a valve 13 arranged therein leads to the internal combustion engine in order to supply the liquefied hydrocarbons of the internal combustion engine as fuel.
  • the volume of the collecting container 6 is 1.
  • the pump 2 now delivers 0.1 l of air mixed with hydrocarbons, and the container 6 is with

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Abstract

Es wird ein Verfahren zum Regenerieren eines Aktivkohlefilters eines Tankentlüftungssystems eines brennkraftmaschinenbetriebenen Kraftfahrzeuges beschrieben. Ferner wird ein Tankentlüftungssystem eines brennkraftmaschinenbetriebenen Kraftfahrzeuges erläutert. Zur Regeneration des im System vorgesehenen Aktivkohlefilters werden die im Filter eingespeicherten Kohlenwasserstoffe durch Unterdruckbeaufschlagung ausgegast, vom Aktivkohlefilter entfernt, kondensiert und gesammelt. Die gesammelten verflüssigten Kohlenwasserstoffe werden der Brennkraftmaschine vorzugsweise zu einem bestimmten Zeitpunkt zugeführt. Diese Regeneration des Aktivkohlefilters hat den Vorteil, dass sie unabhängig vom Betrieb der Brennkraftmaschine erfolgen kann.

Description

Beschreibung
Verfahren zum Regenerieren eines Aktivkohlefilters und Tankentlüftungssystem
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regene¬ rieren eines Aktivkohlefilters eines Tankentlüftungssystems eines brennkraftmaschinenbetriebenen Kraftfahrzeuges mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Patentanspruch 1.
Um zu vermeiden, dass aufgrund von Verdunstung KraftStoffbe- standteile aus Fahrzeugtanks in die Umwelt gelangen, werden Tankentlüftungen mit Aktivkohlefiltern versehen, welche Kohlenwasserstoffe speichern können. Im Fahrbetrieb werden die Filter regeneriert, indem die Brennkraftmaschine Frischluft durch das Filter saugt und dabei die eingespeicherten Kohlenwasserstoffe ausspült und im Brennraum im normalen Betrieb der Brennkraftmaschine verbrennt. Ein derartiges System benö¬ tigt daher eine Spülluftleitung vom Kraftstofftank bis zur Brennkraftmaschine, und der entsprechende Spülvorgang wird vom zugehörigen Steuergerät der Brennkraftmaschine gesteuert. Bei zukünftigen Antriebskonzepten wird es jedoch immer schwieriger, ausreichend lange Betriebszustände der Brenn¬ kraftmaschine zu finden, welche ein Spülen des Aktivkohlefil- ters erlauben. Des Weiteren ist ein derartiges System, um eine ausreichende Filterregeneration sicherzustellen, mit relativ aufwendigen Komponenten (Purge Pump, HC-Sensor, regelbare Spülluftventile, heizbare Aktivkohlefilter, Drucktanks) ver¬ sehen .
Aus der US 2001/0052292 AI ist ein Verfahren mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Patentanspruch 1 bekannt. Bei diesem bekannten Verfahren werden zur Regeneration des Aktivkohlefilters die im Filter eingespeicherten Kohlenwasserstoffe durch Einführung eines Spülgases (Luft) von der Aktivkohle desorbiert. Auf diese Weise bildet sich im Aktivkohlefilter ein Gasgemisch aus dem eingeführten Spülgas sowie den desor- bierten Kohlenwasserstoffen, das mit einem Gebläse vom Aktivkohlefilter abgeführt und wieder in Spülgas sowie Kohlenwas¬ serstoffe getrennt wird. Aus der DE 10 2011 002 021 AI ist eine KraftStoffanläge be¬ kannt, bei der ein Aktivkohlefilter mit einem Frischluftström beaufschlagt wird, der von einer Pumpeneinheit durch das Ak¬ tivkohlefilter geblasen oder gesaugt wird. Aus der DE 42 15 949 Cl ist es bekannt, verflüssigte Kohlen¬ wasserstoffe über den Luftansaugkanal einer Brennkraftmaschine zuzuführen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Regenerieren eines Aktivkohlefilters zur Verfü¬ gung zu stellen, das unabhängig vom Betrieb der Brennkraftmaschine auf besonders einfache Art durchgeführt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren der angegebenen Art durch das kennzeichnende Merkmal von Patent¬ anspruch 1 gelöst.
Zur Aufnahme der ausdampfenden Kohlenwasserstoffe beim Betanken und in Stillstandsphasen ist ein Aktivkohlefilter erfor- derlich, mit dem die Kohlenwasserstoffe in konzentrierter Form gesammelt werden. Die Wirkung der Aktivkohle besteht darin, dass Kohlenwasserstoffmoleküle physikalisch an die Kohle gebunden werden, was den Sättigungsdampfdruck so weit erniedrigt, dass keine unzulässig hohe Kohlenwasserstoffemis- sion auftritt. Erfindungsgemäß werden nunmehr durch die Er¬ niedrigung des Umgebungsdrucks oder des Partialdrucks die so eingespeicherten Kohlenwasserstoffmoleküle wieder ausgegast, wodurch das Aktivkohlefilter regeneriert wird. Erfindungsge¬ mäß wird Unterdruck erzeugt, welcher ein Ausgasen der Kohlen- Wasserstoffe bewirkt. Da sich im Aktivkohlefilter allenfalls nur im Totvolumen Luft befindet, können relativ hochkonzentrierte Kohlenwasserstoffe angesaugt werden. Beispielsweise befinden sich in einem Aktivkohlefilter der Größe von 2 1 etwa 150 g Butan, was einem Gasvolumen von mehr als 50 1 entspricht. Da sich in einem Aktivkohlefilter mit beispielsweise 2 1 Volumen, wenn überhaupt, sicher weniger als 0,2 1 Luft befinden, kann der Butan-Partialdruck von 2 bar mit realisierbarem Aufwand erreicht werden.
Die Kohlenwasserstoffe beginnen zu kondensieren, der Druck bleibt konstant (bei konstanter Temperatur) . Da das nachströ- mende Gas aus dem Aktivkohlefilter aber nahezu keine Luft mehr enthält, steigt der benötigte Druck während der weiteren Regenerierung nicht mehr wesentlich an.
Die kondensierten (verflüssigten) Kohlenwasserstoffe werden erfindungsgemäß gesammelt, und die gesammelten verflüssigten Kohlenwasserstoffe werden der Brennkraftmaschine zugeführt, um ihre Funktion als Kraftstoff zu erfüllen.
Dabei können die gesammelten verflüssigten Kohlenwasserstoffe wieder mit dem Kraftstoff im Kraftstofftank vermischt werden. Dies führt aber dazu, dass das Aktivkohlefilter sich langsam wieder füllt und dann erneut wieder regeneriert werden muss. Hierbei kann daher eine zyklische Regeneration durchgeführt werden. Bei einer anderen Variante des erfindungsgemäßen Ver- fahrens werden die gesammelten verflüssigten Kohlenwasserstoffe unter Druck gehalten und zu einem bestimmten Zeitpunkt der Brennkraftmaschine zugeführt. So sind die leichtflüchti¬ gen Kohlenwasserstoffe beispielsweise ideal für Kaltstartvor- gänge . Da der Anteil der leichtflüchtigen Kohlenwasserstoffe, insbesondere von Butan, im Benzin sehr gering ist, reicht hierbei ein relativ kleines druckfestes Speichervolumen aus, um die gesamte Menge, typischerweise bis zu 150 g, welche nach einem Betankungsvorgang vorhanden ist, zu speichern.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann das Aktivkohlefilter bis auf einen definierten Restdruck im Filter regeneriert werden, indem die Unterdruckbeaufschlagung bei Erreichen des Restdrucks gestoppt wird.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren sind die Drücke zum Aus- speichern und Kondensieren von wesentlicher Bedeutung. Erfindungsgemäß werden auch die entsprechenden Temperaturen optimiert .
Die hier anfallenden Kohlenwasserstoffgase können am effi- zientesten bei hohen Temperaturen aus dem Aktivkohlefilter gesaugt werden, da der Dampfdruck direkt von der Temperatur abhängt. Die Kondensation ist aus dem gleichen Grund effi¬ zienter bei niedrigen Temperaturen. Da das Ausspeichern von Kohlenwasserstoffen endotherm ist, d. h., es wird Energie verbraucht und die Temperatur sinkt, die Kondensation aber exotherm ist, also wärmefrei wird, ist es zweckmäßig, die Kondensation in gutem Wärmekontakt mit der Aktivkohle stattfinden zu lassen, um die Erwärmung zu redu- zieren und das Abkühlen der Aktivkohle zu verhindern. Erfindungsgemäß wird daher die Kondensation der Kohlenwasserstoffe vorzugsweise in gutem Wärmekontakt mit der Aktivkohle durch¬ geführt. Zielsetzung ist hierbei, die Kondensationswärme mög¬ lichst in das gesamte Aktivkohlevolumen zu übertragen und an- dererseits ein Abkühlen der Aktivkohle beim Ausspeichern zu verhindern .
Um dies zu verwirklichen, wird die Kondensation der Kohlenwasserstoffe vorzugsweise in einer als Kondensator dienenden Rohrschlange im Aktivkohlefilter durchgeführt.
Während der Regeneration findet vorzugsweise keine Entlüftung des Kraftfahrzeugtanks statt. Es kann aber, wenn nötig (bei zu hohem Druck im Tank) , jederzeit die Regeneration abgebro- chen werden. Da sich der Druckausgleich dann relativ schnell einstellt, bleibt immer genügend Zeit, die Regeneration durchzuführen. Um zu vermeiden, dass während der Regeneration Unterdruck im Kraftstofftank entsteht (beispielsweise beim Absinken der Temperatur oder durch Kraftstoffentnähme) , kann der Kraftstofftank mit einem Rückschlagventil belüftet wer¬ den, ohne dass dafür die Regeneration des Aktivkohlefilters unterbrochen werden muss.
Der entscheidende Vorteil des erfindungsgemäßen Regenerati¬ onsverfahrens besteht darin, dass die Aktivkohlefilterregene¬ rierung unabhängig vom Betrieb der Brennkraftmaschine erfol- gen kann. Das bedeutet: im Testzyklus steht immer ausreichend Zeit für die Regene¬ rierung zur Verfügung, - die Brennkraftmaschine kann ohne Rücksicht auf die Regene¬ rierung optimal bezüglich Verbrauch, Abgas und Leistung betrieben werden (d. h., es muss nicht mit homogenem Gemisch gefahren werden, und es ist keine Androsselung im Luftpfad zur Erzeugung von Unterdruck nötig) .
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Tankentlüf¬ tungssystem eines brennkraftmaschinenbetriebenen Kraftfahrzeuges mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Patentanspruch 7.
Ein derartiges Tankentlüftungssystem soll erfindungsgemäß so ausgestaltet werden, dass die Regeneration des Aktivkohlefil¬ ters unabhängig vom Betrieb der Brennkraftmaschine auf beson¬ ders einfache Weise durchgeführt werden kann. Dies wird erfindungsgemäß durch das kennzeichnende Merkmal von Patentanspruch 7 erreicht.
Vorzugsweise besitzt das Tankentlüftungssystem eine Einrichtung zum Sammeln der verflüssigten Kohlenwasserstoffe, bei der es sich beispielsweise um einen geeigneten Sammelbehälter handeln kann. Hierbei kann es sich um einen relativ kleinen druckfesten Sammelbehälter handeln, um die gesamte Menge an verflüssigten Kohlenwasserstoffen zu speichern, die dann zum richtigen Zeitpunkt in geeigneter Weise der Brennkraftmaschine zugeführt werden. Bei der Einrichtung zur Unterdruckbeaufschlagung des Aktivkohlefilters handelt es sich vorzugsweise um eine Saugpumpe, mittels der der zur Ausgasung der eingespeicherten Kohlenwasserstoffe erforderliche Unterdruck erzeugt wird. Die Einrich¬ tung zum Kondensieren der ausgegasten Kohlenwasserstoffe ist vorzugsweise ein im Aktivkohlefilter angeordneter Wärmetauscher, der beispielsweise eine von den ausgegasten Kohlenwas¬ serstoffen durchströmte Rohrschlange sein kann. Eine solche Rohrschlange kann als Kondensator im Aktivkohlebehälter integriert sein, um die entstandene Kondensationswärme mög- liehst in das gesamte Aktivkohlevolumen zu übertragen und andererseits ein Abkühlen der Aktivkohle beim Ausspeichern zu verhindern .
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbei- spiels in Verbindung mit der Zeichnung im Einzelnen erläutert. Die einzige Figur zeigt den schematischen Aufbau eines Tankentlüftungssystems mit Aktivkohlefilterregeneration.
Das in der Figur schematisch dargestellte Tankentlüftungssys- tem umfasst einen Kraftstofftank 5, der über eine Leitung 9 und ein darin angeordnetes Ventil 4 mit einem Aktivkohlefil¬ ter 1 verbunden ist. Gase, welche im Kraftstofftank 5 entstehen oder beim Betanken verdrängt werden, können so über das Aktivkohlefilter 1 und eine Leitung 7, ein darin angeordnetes Ventil 3 und das Luftfilter 8 in die Umgebung entweichen. Dabei werden mitgeführte Kohlenwasserstoffgase im Aktivkohle¬ filter 1 eingespeichert, indem Kohlenwasserstoffmoleküle phy¬ sikalisch an die Aktivkohle gebunden werden. Wenn sich zu viele Kohlenwasserstoffe im Aktivkohlefilter 1 angesammelt haben, muss dieser entsprechend regeneriert werden. Hierzu werden das in der Leitung 9 angeordnete Ventil 4 und das in der Leitung 7 angeordnete Ventil 3 geschlossen. Dem Aktivkohlefilter 1 ist eine Pumpe 2 zugeordnet, mittels der im Aktivkohlefilter 1 ein Unterdruck erzeugt wird, wodurch die eingespeicherten Kohlenwasserstoffe ausgasen. Dabei kühlt sich das Aktivkohlefilter ab. Die Pumpe 2 fördert nunmehr das Gasgemisch aus Restluft und den Kohlenwasserstoffen über ein Rückschlagventil 10 durch einen Wärmetauscher in Form einer Rohrschlange 11 in einen Sammelbehälter 6. Hierbei kondensie- ren die Kohlenwasserstoffe. Das Volumen des Sammelbehälters 6 ist dabei so dimensioniert, dass die Restluft, welche nach Anlauf der Pumpe 2 als erstes gefördert wird, nur einen aus¬ reichend kleinen Anteil des Gases einnimmt, um mit möglichst niedrigem Behälterdruck eine Kondensation der Kohlenwasser- Stoffe zu erreichen.
Vom Sammelbehälter 6 führt eine Leitung 12 mit darin angeordnetem Ventil 13 zur Brennkraftmaschine, um die verflüssigten Kohlenwasserstoffe der Brennkraftmaschine als Kraftstoff zu- zuführen.
Wenn beispielsweise das Totvolumen im Aktivkohlefilter 1 0,1 1 beträgt, beträgt das Volumen des Sammelbehälters 6 1 1. Im ungünstigsten Fall fördert nun die Pumpe 2 0,1 1 Luft ver- mischt mit Kohlenwasserstoffen, und der Behälter 6 ist mit
Luft gefüllt. Unter diesen Bedingungen wird je nach Maximal¬ druck der Pumpe 2 und der Kohlenwasserstoffmenge aus dem Ak¬ tivkohlefilter 1 eventuell keine Kondensation im Behälter 6 erreicht. Bei Überschreiten eines vordefinierten Druckmaxi- mums wird dann die Pumpe 2 abgeschaltet, und der Sammelbehäl¬ ter 6 über das Ventil 13 und die Leitung 12 in geeigneter Weise (Zeit und Volumenstrom) in die Ansaugluft der Brenn¬ kraftmaschine entlüftet. Bei diesem Vorgang reduziert sich die vorhandene Luftmenge, so dass in den nächsten Pumpzyklen sicher Kondensation im Behälter 6 auftritt. Die Luftkonzentration im gesamten Volumen zwischen Pumpe 2, Rückschlagventil 10, Rohrschlange 11 und Behälter 6 reduziert sich nach weni- gen Zyklen auf weit unter 10 %, da im Aktivkohlefilter 1 in diesem Beispiel nie mehr als 0,1 1 Luft gespeichert wird, aber pro Pumpzyklus bis über 50 1 Kohlenwasserstoffe aus der Aktivkohle gesaugt werden können.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Regenerieren eines Aktivkohlefilters eines Tankentlüftungssystems eines brennkraftmaschinenbetrie- benen Kraftfahrzeuges, bei dem gasförmige Kohlenwasser¬ stoffe, welche in einem Kraftstofftank des Kraftfahrzeu¬ ges entstehen oder beim Betanken verdrängt werden, über ein Aktivkohlefilter geleitet und dort gespeichert wer¬ den und bei dem das Aktivkohlefilter durch Entfernen der gasförmigen Kohlenwasserstoffe regeneriert wird, wobei zur Regeneration des Aktivkohlefilters die im Filter eingespeicherten Kohlenwasserstoffe von der Aktivkohle desorbiert, vom Aktivkohlefilter entfernt, kondensiert und gesammelt werden und die gesammelten verflüssigten Kohlenwasserstoffe der Brennkraftmaschine zugeführt wer¬ den, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die im Aktivkohlefilter eingespeicherten Kohlenwasserstoffe durch Unterdruckbeaufschlagung des Filters ausgegast und auf diese Weise von der Aktivkohle desorbiert werden .
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die gesammelten verflüssigten Kohlenwasserstoffe wieder mit dem Kraftstoff im Kraft¬ stofftank vermischt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die gesammelten verflüssigten Kohlenwasserstoffe unter Druck gehalten und zu einem be¬ stimmten Zeitpunkt der Brennkraftmaschine zugeführt wer¬ den .
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Ak¬ tivkohlefilter bis auf einen definierten Restdruck im Filter regeneriert wird, indem die Unterdruckbeaufschla¬ gung bei Erreichen des Restdrucks gestoppt wird.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Kon¬ densation der Kohlenwasserstoffe in gutem Wärmekontakt mit der Aktivkohle durchgeführt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Kondensation der Kohlenwas¬ serstoffe in einer als Kondensator dienenden Rohrschlange im Aktivkohlefilter durchgeführt wird.
7. Tankentlüftungssystem eines brennkraftmaschinenbetriebe- nen Kraftfahrzeuges mit einem Kraftstofftank, einem Aktivkohlefilter, einer Leitung vom Kraftstofftank zum Aktivkohlefilter, einer Leitung vom Aktivkohlefilter zur Umgebung, einer Einrichtung zum Desorbieren der im Aktivkohlefilter eingespeicherten Kohlenwasserstoffe von der Aktivkohle, einer Einrichtung zum Entfernen der De- sorbierten Kohlenwasserstoffe aus dem Aktivkohlefilter, einer Einrichtung zum Kondensieren der entfernten desor- bierten Kohlenwasserstoffe und einer Einrichtung zur Zuführung der verflüssigten Kohlenwasserstoffe zur Brennkraftmaschine, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Einrichtung zum Desorbieren der im Aktivkohlefilter eingespeicherten Kohlenwasserstoffe von der Aktivkohle eine Einrichtung zur Unterdruckbeauf¬ schlagung des Aktivkohlefilters (1) zur Ausgasung der adsorbierten Kohlwasserstoffe ist.
8. Tankentlüftungssystem nach Anspruch 7, d a d u r c h
g e k e n n z e i c h n e t , dass es eine Einrichtung zum Sammeln der verflüssigten Kohlenwasserstoffe aufweist.
9. Tankentlüftungssystem nach Anspruch 7 oder 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Einrich¬ tung zur Unterdruckbeaufschlagung des Aktivkohlefilters (1) eine Saugpumpe (2) ist. Tankentlüftungssystem nach einem der Ansprüche 7 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Ein¬ richtung zum Kondensieren ein im Aktivkohlefilter (1) angeordneter Wärmetauscher ist.
Tankentlüftungssystem nach Anspruch 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Wärmetauscher eine von den ausgegasten Kohlenwasserstoffen durchströmte Rohrschlange (11) ist.
Tankentlüftungssystem nach einem der Ansprüche 7 bis 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Ein¬ richtung zum Sammeln der verflüssigten Kohlenwasserstoffe über eine Leitung mit dem Luftansaugkanal der Brenn¬ kraftmaschine verbunden ist.
PCT/EP2014/070496 2013-10-02 2014-09-25 Verfahren zum regenerieren eines aktivkohlefilters und tankentlüftungssystem WO2015049157A1 (de)

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