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DE202008007225U1 - Fuel filter - Google Patents

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Abstract

Kraftstofffilter (10) zur Verwendung in Verbrennungsmotoren, die insbesondere mit Biokraftstoffen, insbesondere Biodiesel, betrieben werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Filter (10) aktive Substanzen (24) in immobilisierter Form aufweist.Fuel filter (10) for use in internal combustion engines, in particular with Biofuels, in particular biodiesel, are operated, characterized in that in that the filter (10) contains active substances (24) in immobilized form having.

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Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung betrifft allgemein Kraftstofffilter. Insbesondere betrifft die Erfindung antioxidierende Kraftstofffilter. Ganz speziell betrifft die Erfindung Kraftstofffilter zur Verwendung in Verbrennungsmotoren, die mit Biokraftstoffen, insbesondere mit Biodiesel, betrieben werden. Stand der TechnikThe The invention relates generally to fuel filters. In particular, it concerns the invention antioxidant fuel filter. Especially concerned the invention fuel filter for use in internal combustion engines, which are fueled by biofuels, in particular biodiesel. State of the art

In der Vergangenheit stand das Thema der Oxidationsstabilität von herkömmlichen Kraftstoffen nicht unbedingt im Fokus, da der in diesen mineralischen Kraftstoffen enthaltene Schwefel als internes Antioxidanz wirkte. Durch die zunehmende Entschwefelung und die immer stärkere Zunahme an Kraftstoffkomponenten mit deutlich geringerer Oxidationsstabilität, insbesondere Biodiesel, müssen den Kraftstoffen nunmehr Additive zugegeben werden, die die Oxidationsstabilität verbessern.In the past was the topic of oxidation stability not necessarily in focus on conventional fuels, since the sulfur contained in these mineral fuels as an internal antioxidant acted. Due to the increasing desulfurization and the ever increasing increase in fuel components with significantly lower oxidation stability, in particular Biodiesel, additives must now be added to the fuels which improve the oxidation stability.

Als Biokraftstoffe werden Kraftstoffe für Verbrennungsmotoren bezeichnet, die aus Biomasse hergestellt werden. Biokraftstoffe verfügen über eine bessere CO2-Bilanz als fossile Diesel- oder Ottokraftstoffe. Zu den bekanntesten Biokraftstoffen zählt der Biodiesel, ein Fettsäuremethylester (FSME, englisch FAME), der vor allem aus Raps oder Soja hergestellt werden kann. Die heutigen Dieselmotoren vertragen reines Pflanzenöl nicht ohne weiteres. Wegen der hohen Zähigkeit von Pflanzenöl müssen die Fahrzeuge, z. B. mit Heizsystemen, umgerüstet werden. Zur Herstellung von Biodiesel wird das Pflanzenöl mit Methanol und verschiedenen Reagenzien (vor allem Kalium- oder Natriumhydroxid) versetzt. Bei Normaldruck und Temperaturen von ca. 60°C werden die Esterbindungen der Triglyzeride des Pflanzenöls getrennt und die entstehenden Fettsäuren mit dem Methanol verestert (Umesterung). Durch die Umesterung hat das Endprodukt eine deutlich geringere Viskosität als das unbehandelte Pflanzenöl und kann aufgrund seiner physikalischen Eigenschaften als Ersatz für Dieselkraftstoff verwendet werden. Abhängig von der verwendeten Pflanzensorte sind die gebildeten Ester teilweise ein- bis mehrfach ungesättigt, was zu einer verringerten Oxidationsstabilität führt.Biofuels are fuels for internal combustion engines, which are produced from biomass. Biofuels have a better CO2 balance than fossil diesel or petrol. One of the best-known biofuels is biodiesel, a fatty acid methyl ester (FSME, English FAME), which can be produced mainly from oilseed rape or soybeans. Today's diesel engines do not tolerate pure vegetable oil readily. Because of the high toughness of vegetable oil, the vehicles, z. B. with heating systems to be converted. For the production of biodiesel, the vegetable oil is mixed with methanol and various reagents (especially potassium or sodium hydroxide). At normal pressure and temperatures of about 60 ° C, the ester bonds of the triglycerides of the vegetable oil are separated and the resulting fatty acids esterified with the methanol (transesterification). By transesterification, the end product has a significantly lower viscosity than the untreated vegetable oil and can be used as a substitute for diesel fuel due to its physical properties. Depending on the type of plant used, the esters formed are partially mono- to polyunsaturated, which leads to a reduced oxidation stability.

Biodiesel kann in reiner Form angewendet werden, aber auch dem fossilen Diesel beigemischt werden.biodiesel can be used in pure form, but also the fossil diesel be mixed.

Wie bereits oben erwähnt, müssen den Kraftstoffen nunmehr Additive zugegeben werden, die die Oxidationsstabilität verbessern. Im Gegensatz zu Öladditiven müssen Kraftstoffadditive aschefrei sein, d. h., es dürfen keine metallhaltigen Verbindungen und/oder Salze eingesetzt werden. Ansonsten würden sich bei der Verbrennung Ablagerungen im Motorraum bilden. Ferner muss in Kraftstoffen im Gegensatz zu Motorölen auf den Einsatz von schwefelhaltigen Additiven verzichtet werden.As already mentioned above, need the fuels now additives are added, the oxidation stability improve. Unlike oil additives need Fuel additives are ashless, d. h., no metal-containing compounds and / or salts are used. Otherwise During combustion, deposits would build up in the engine compartment form. Furthermore, in fuels unlike engine oils dispensed with the use of sulfur-containing additives.

Ölfilter für Verbrennungskraftmaschinen, die aktive Substanzen enthalten und Schadstoffe aus dem Öl entfernen, sind bspw. in der DE 101 07 034 A1 und der EP 1 569 404 A1 offenbart. Hier werden jedoch aktive Substanzen verwendet, die aus anorganischen Verbindungen wie bspw. Metalloxiden, -hydroxiden, -hydrogencarbonaten, -carbonaten, -alkoholaten, -carboxylaten und dgl. bestehen. Solche Stoffe sind jedoch, wie oben erwähnt, für Kraftstofffilter nicht geeignet.Oil filters for internal combustion engines, which contain active substances and remove pollutants from the oil are, for example, in the DE 101 07 034 A1 and the EP 1 569 404 A1 disclosed. However, active substances consisting of inorganic compounds such as metal oxides, hydroxides, bicarbonates, carbonates, alcoholates, carboxylates and the like are used herein. However, such materials are, as mentioned above, not suitable for fuel filters.

Kraftstofffilter sind notwendige Komponenten, die verwendet werden, um Verbrennungsmotoren durch das Herausfiltern von Verunreinigungen zu schützen und dadurch eine Beschädigung des Motors und anderer stromabwärtigen Komponenten, wie Ventile, Kraftstoffeinspritzeinrichtungen, Kraftstoffleitungen und damit zusammenhängender Komponenten zu verhindern. Kraftstoff kann eine große Vielzahl von Verunreinigungen aus einer Reihe von Quellen mitreißen. So kann Kraftstoff oxidieren und harzartige Ablagerungen bilden. In Kraftstoffen mit erhöhter Wasserlöslichkeit können auch Bakterien wachsen, die einen „Schleim" auf den Innenflächen von Kraftstofftanks, Kraftstoffleitungen und Kraftstofffiltern bilden, wodurch diese blockieren können.Fuel filter are necessary components that are used to internal combustion engines by filtering out contaminants and thereby damaging the engine and other downstream ones Components, such as valves, fuel injectors, fuel lines and related components. Fuel can be a great variety of contaminants get carried away from a number of sources. That's how fuel works oxidize and form resinous deposits. In fuels with increased water solubility can also Bacteria grow that have a "mucus" on the inner surfaces of fuel tanks, fuel lines and fuel filters, which can block them.

Glücklicherweise kann die Bildung solcher harzartigen Materialien und von Bakterien durch Zugabe von Kraftstoffzusätzen wie Antioxidanzien und Bioziden zum Kraftstoff gehemmt werden. Damit die Zusätze wirksam sind, müssen sie konstant im Kraftstoff vorhanden sein. Es sind daher Kraft stofffilter zur Verwendung mit Verbrennungsmotoren bekannt, die ein Kraftstoffadditiv beinhalten.Fortunately can the formation of such resinous materials and bacteria by adding fuel additives such as antioxidants and biocides to fuel are inhibited. So that the additives are effective, they must be constantly present in the fuel be. There are therefore fuel filters for use with internal combustion engines known, which include a fuel additive.

So offenbart bspw. die DE 600 22 129 T2 einen Brennstofffilter mit langsamer Additivfreigabe, wobei eine Langsamaustrittseinrichtung zwischen der Kraftstoffzusatzquelle und dem Kraftstoffauslass positioniert ist. Diese Technik kann jedoch mit schwungweise auftretendem oxidationsanfälligem Material nicht fertig werden, da das Additiv u. U. noch weitestgehend immobilisiert ist. Es handelt sich bei dieser Additivfreigabe um einen sich langsam auflösenden Block mit Additiv. Das Material, das sich nicht an der Oberfläche befindet, ist auch nicht aktiv, da es nicht mit der Flüssigkeit in Kontakt kommt und somit keine Reaktion erfolgen kann.For example, the DE 600 22 129 T2 a slow release additive fuel filter, wherein a slow exhaust device is positioned between the fuel additive source and the fuel outlet. However, this technique can not cope with oscillation occurring oxidation-susceptible material, since the additive u. U. is still largely immobilized. This additive release is a slowly dissolving block with additive. The material that is not on the surface is also not active because it does not come into contact with the liquid and thus can not react.

Es besteht folglich ein Bedarf, einen ausreichenden Oxidationsschutz auch bei Betankung mit schlecht oxidationsbeständigem Kraftstoff zu garantieren.It Consequently, there is a need for adequate oxidation protection also when refueling with poorly oxidation-resistant fuel to guarantee.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen solchen ausreichenden Oxidationsschutz bereitzustellen, wobei das Schutzmittel nicht erst freigesetzt werden muss.It is therefore the object of the present invention, such to provide sufficient oxidation protection, wherein the protective agent does not have to be released first.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen solchen Oxidationsschutz bereitzustellen, wobei das Schutzmittel sich nicht im Kraftstoff auflösen muss.It is another object of the present invention, such To provide oxidation protection, wherein the protective agent is not in the fuel must dissolve.

Diese und weitere Aufgaben werden durch das Kraftstofffilterelement nach Anspruch 1 gelöst.These and other objects are reflected by the fuel filter element Claim 1 solved.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargelegt.advantageous Embodiments of the invention are in the subclaims explained.

Kurze Erläuterung der ZeichnungenBrief explanation of the drawings

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigtThe Invention will become more apparent in the following with reference to drawings explained. It shows

1 schematisch den Aufbau eines Dieselkraftstoff-Wechselfilters; und 1 schematically the structure of a diesel fuel filter; and

2 schematisch den Aufbau des erfindungsgemäßen Filterelements. 2 schematically the structure of the filter element according to the invention.

Ausführungsform(en) der ErfindungEmbodiment (s) of the invention

Erfindungsgemäß wird der Einsatz von Antioxidanzien in Kraftstofffiltern, bevorzugt in den darin befindlichen Filtermedien, in immobilisierter Form vorgeschlagen.According to the invention the use of antioxidants in fuel filters, preferably in the filter media therein, proposed in immobilized form.

Als Antioxidanzien werden bevorzugt sterisch gehinderte Alkylphenole (primäres Antioxidanz) und aromatische Diamine (Paraphenylen-Diamine – primäres Antioxidanz) verwendet. Besonders geeignet ist Butylhydroxytoluol (BHT). BHT für den Einsatz in Biodiesel wird u. a. unter dem Handelsnamen Baynox® und Baynox® plus von der Firma Lanxess Deutschland GmbH angeboten.As antioxidants, sterically hindered alkylphenols (primary antioxidant) and aromatic diamines (paraphenylene-diamines - primary antioxidant) are preferably used. Particularly suitable is butylhydroxytoluene (BHT). BHT for use in biodiesel is offered among other things, under the trade name Baynox ® and Baynox ® plus from Lanxess Germany GmbH.

1 zeigt den allgemeinen Aufbau eines Dieselkraftstoff-Wechselfilters 10. Dieser besteht aus dem Filtergehäuse 12, dem Mittelrohr 14 und einem Filterelement 16 mit einem mehrlagigen Filtermedium 18. Das mehr lagige Filtermedium 18 ist an beiden Enden des Mittelrohres 14 mittels einer Dichtung 20 und einer Elementendscheibe 22 am Filtergehäuse 12 fixiert. Das Filterelement 16 wird mittels eines Führungselements 24 geführt. 1 shows the general structure of a diesel fuel filter 10 , This consists of the filter housing 12 , the center tube 14 and a filter element 16 with a multi-layer filter medium 18 , The more layered filter medium 18 is at both ends of the center tube 14 by means of a seal 20 and an element end disc 22 on the filter housing 12 fixed. The filter element 16 is by means of a guide element 24 guided.

Den Aufbau des erfindungsgemäßen Filterelements zeigt 2. Auf dem Filtermedium 16 ist eine Lage Spunbound 22 aufgebracht. Darüber wird die aktive Substanz, z. B. in Form kleiner Partikel 24 aufgebracht und mit einer weiteren Spunboundlage 26 abgedeckt, so dass eine Sandwich-Struktur entsteht. Die Partikel 24 sind dabei mit einem (Sprüh-)kleber (nicht gezeigt) untereinander, sowie mit den beiden Spunboundlagen 22 und 26 verbunden. Die Durchströmungsrichtung ist durch den Pfeil 28 angegeben. Die Partikel 24 weisen ein hohes Verhältnis von Oberfläche zu Masse auf, so dass immer ausreichend aktive Substanz für die Reaktion zur Verfügung steht. Alternativ können chemische Substanzen in nicht-partikulärer Form eingesetzt werden. Diese können an der Imprägnierung z. B. über Kohlenwasserstoffketten angebunden werden.The structure of the filter element according to the invention shows 2 , On the filter medium 16 is a location spunbound 22 applied. In addition, the active substance, for. B. in the form of small particles 24 applied and with another spunboundlage 26 covered so that a sandwich structure is created. The particles 24 are doing with a (spray) glue (not shown) with each other, as well as with the two Spunboundlagen 22 and 26 connected. The direction of flow is indicated by the arrow 28 specified. The particles 24 have a high surface-to-mass ratio so that there is always enough active substance available for the reaction. Alternatively, chemical substances can be used in non-particulate form. These can be at the impregnation z. B. linked via hydrocarbon chains.

Die immobilisierten Antioxidanzien werden daher so in einer Lage eines mehrlagigen Filterelements in der Art angeordnet, dass im Fluid vorhandene Schadstoffe chemisch oder physikalisch zersetzt oder gebunden werden. Sie können auch chemisch an eine Imprägnierung des Filterelements angebunden werden. Bei der Imprägnierung kann es sich bspw. um ein Phenolharz handeln.The immobilized antioxidants are therefore in a position of one multilayer filter element arranged in the manner that in the fluid existing pollutants decomposed chemically or physically or be bound. You can also chemically attach to an impregnation be attached to the filter element. In the impregnation it may, for example, be a phenolic resin.

Es wird darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht nur auf Biokraftstoffe, insbesondere Biodiesel, anwendbar ist, sondern für alle Kraftstoffe verwendet werden kann. Des weiteren kann die Erfindung auch auf Ölfilter für Brennkraftmaschinen angewandt werden.It It should be noted that the invention is not limited to biofuels, especially biodiesel, is applicable, but for all Fuels can be used. Furthermore, the invention also applied to oil filters for internal combustion engines become.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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  • - EP 1569404 A1 [0006] EP 1569404 A1 [0006]
  • - DE 60022129 T2 [0009] - DE 60022129 T2 [0009]

Claims (7)

Kraftstofffilter (10) zur Verwendung in Verbrennungsmotoren, die insbesondere mit Biokraftstoffen, insbesondere Biodiesel, betrieben werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Filter (10) aktive Substanzen (24) in immobilisierter Form aufweist.Fuel filter ( 10 ) for use in internal combustion engines, which are operated in particular with biofuels, in particular biodiesel, characterized in that the filter ( 10 ) active substances ( 24 ) in immobilized form. Kraftstofffilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den aktiven Substanzen (24) um Antioxidanzien handelt.Fuel filter according to claim 1, characterized in that it is in the active substances ( 24 ) are antioxidants. Kraftstofffilter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die aktiven Substanzen (24) im Filtermedium des Kraftstofffilters (10) angeordnet sind.Fuel filter according to claim 1 or 2, characterized in that the active substances ( 24 ) in the filter medium of the fuel filter ( 10 ) are arranged. Kraftstofffilter nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Antioxidanzien um Substanzen handelt, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus sterisch gehinderten Alkylphenolen und aromatischen Diaminen.Fuel filter according to claim 2 or 3, characterized characterized in that the antioxidants are substances is selected from the group consisting of steric hindered alkylphenols and aromatic diamines. Kraftstofffilter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die aktive Substanz Butylhydroxytoluol (BHT) ist.Fuel filter according to claim 4, characterized in that that the active substance is butylhydroxytoluene (BHT). Kraftstofffilter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die aktiven Substanzen (24) zwischen zwei Lagen (22, 26) eines mehrlagigen Filterelements angeordnet sind.Fuel filter according to one of the preceding claims, characterized in that the active substances ( 24 ) between two layers ( 22 . 26 ) of a multilayer filter element are arranged. Kraftstofffilter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die aktiven Substanzen chemisch an eine Imprägnierung des Filterelements angebunden sind.Fuel filter according to one of the preceding claims, characterized in that the active substances chemically an impregnation of the filter element are connected.
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