WO2011003679A1 - Fuel supply device for diesel internal combustion engines, and fuel injection system - Google Patents
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- F02M37/00—Apparatus or systems for feeding liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus; Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
- F02M37/22—Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines, e.g. arrangements in the feeding system
- F02M37/24—Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines, e.g. arrangements in the feeding system characterised by water separating means
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- F02M37/32—Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines, e.g. arrangements in the feeding system characterised by filters or filter arrangements
- F02M37/38—Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines, e.g. arrangements in the feeding system characterised by filters or filter arrangements with regeneration means
Definitions
- the invention relates to a fuel supply device for diesel internal combustion engines according to the preamble of claim 1.
- Such a fuel supply device is known from DE 35 03 728 C2. It has a fuel filter, which is traversed by diesel fuel to rid it of dirt particles.
- the fuel filter has an integrated water separator, in which the water is separated due to its greater specific gravity in relation to the diesel fuel.
- Water separator is provided with a drain cock, which serves to drain the water from the water separator.
- High pressure injection systems used machine elements e.g. the drive parts of the high-pressure pump or the valve seats are subjected more and more tribological stresses due to the increasing injection pressure.
- the requirement for the dimensional accuracy of the machine elements is high and wear depths of a few ⁇ m already have a negative one
- the invention has the object, a fuel supply device for diesel internal combustion engines according to the preamble of claim 1 such that even bound in the diesel fuel water can be filtered out to the water content in the diesel fuel to the required level so that the wear rate on the machine elements is reduced.
- a fuel supply device for diesel internal combustion engines according to the preamble of claim 1 such that even bound in the diesel fuel water can be filtered out to the water content in the diesel fuel to the required level so that the wear rate on the machine elements is reduced.
- Membrane element has that the fuel is guided past the membrane element and that the membrane element for the fuel is impermeable and permeable to the water. As a result, the water bound in the fuel can be separated by the membrane element and thus the water content in the diesel fuel is lowered.
- a storage medium for the water is arranged on the side of the membrane element facing away from the fuel.
- the storage medium is designed as a regenerable storage medium.
- manual intervention as in the prior art in which a manual draining of the water from the filter element is required, superfluous.
- Drying salts or drying gels have proven to be advantageous regenerative storage media which release the previously stored moisture into the air during heating or during an active compound with air. As a result, regeneration possibilities can be formed very easily with relatively little effort by using heated air in particular.
- the at least one filter device comprises a housing and that at one end of the housing, the supply medium or directly and the other end of the housing, the supply line opens directly or indirectly.
- the fuel is diverted within the housing. Rather, the fuel flows through the housing or the filter element in a fluidically favorable manner.
- the membrane element extends in the longitudinal direction between the two end faces of the housing and is formed as an elongated tubular element, wherein the tubular element is flowed through in its interior by the fuel.
- the housing contains a plurality of membrane elements which extend parallel to each other.
- a particularly high separation of water can be achieved if a plurality of filter devices are provided, wherein the filter devices are arranged fluidically parallel to one another and wherein the filter devices can be controlled separately by means of switching elements.
- This avoids that a filter element must be turned off for regeneration and thus gets from water not released fuel in contact with the diesel injection components.
- an uninterrupted separation of water is made possible, at the same time allowing relatively long regeneration phases for the filter element which is not in operation, which permits a high degree of regeneration and thus, over the life of the diesel internal combustion engine, a constantly high separation of water.
- the inlet and outlet of the at least one filter device is connected to a regeneration line, through which a regeneration medium, in particular heated air, is guided.
- a regeneration medium in particular heated air
- the heated air can be removed, for example, the drive train of the motor vehicle, via which the water can be deposited as water vapor to the environment.
- a fuel injection system with a fuel supply device has the advantage that expensive wear protection layers can optionally be dispensed with their injection components, or a higher service life and better exhaust gas values can be achieved due to the lower tendency to wear.
- FIG. 1 is a schematic representation of a fuel supply device according to the invention with two filter elements, Fig. 2 shows a cross section through a filter element of Fig. 1 in the plane II - II of Fig. 1 and
- FIG. 3 shows a longitudinal section through a partial region of the filter element of FIG.
- a fuel supply device 10 is shown, which is part of a fuel injection system 1 and which is arranged between a reservoir 1 1 for the fuel and a diesel internal combustion engine 12.
- a separate illustration of diesel injection components such as, for example, fuel delivery pumps, diesel injection pumps or the like, is dispensed with, since this is not essential to the presentation of the invention.
- a supply line 13 is connected, to which a trained as a switch element switching valve 14 connects.
- the supply line 13 is connected to a first branch line 15 or to a second branch line 16. Both the first branch line 15 and the second branch line 16 each open into a Wasserabscheid responded 18 and 19, both of which are identical.
- a drain line 20, 21 to another switching valve 23 which is connected via a supply line 24 to the diesel engine 12.
- a feed line 25, 26, as well as in the respective outflow line 21, 22, a discharge line 27 is connected in front of the two water separation devices 18, 19 in the respective branch line 15, 16, a feed line 25, 26, as well as in the respective outflow line 21, 22, a discharge line 27 is connected in front of the two water separation devices 18, 19 in the respective branch line 15, 16, a feed line 25, 26, as well as in the respective outflow line 21, 22, a discharge line 27 is connected.
- a check valve 28 may be arranged in each case.
- the supply lines 25, 26 and the discharge lines 27 are connected by way of example to an exhaust gas line of the diesel internal combustion engine 12, so that hot
- Exhaust gases via the supply lines 25, 26 can be passed through the water separator 18, 19, which are returned via the discharge lines 27 in the exhaust line.
- the Wasserabscheid issued 18, 19 each have a housing 30.
- the substantially tubular housing 30 opens the first branch line 15 and the second branch line 16 and in the other end face 32, the discharge lines 21, 22.
- the water separation serving for example tubular membrane elements 34, which are each arranged parallel to each other.
- the membrane elements 34 which are circular in cross-section according to FIG. 2 are flowed through in their interior 35 by the fuel in the direction of the arrows 33.
- the membrane elements 34 are surrounded in the housing 30 by a drying medium 36, which is formed by way of example as a drying salt or drying gel.
- the membrane element 34 is designed such that fuel molecules which flow through the interior 35 of the membrane element 34 can not penetrate the membrane element 34, while water or water molecules bound in the fuel as well as free water pass through the membrane element 34 occurs or can diffuse through.
- the water is absorbed by the drying medium 36 and stored. 1 operates via the supply line 13, the first branch line 15, the water separator 18 and the drain line 21 into the supply line 24 of the diesel internal combustion engine 12 headed.
- the illustrated position of the changeover valves 14 and 23, respectively does not lead any fuel through the second water separator 19.
- the water content in the fuel is reduced by means of the first water separator 18, the drying medium 36 receiving and storing the water or its water constituents passing through the membrane elements 34.
- the two switching valves 14 and 23 are brought into their other position, so that now fuel is passed through the second filter device 19.
- hot air is removed from the exhaust gas via the supply line 26 and the discharge line 27.
- strand passed over the first Wasserabscheid issued 18 so that the flowing through the Wasserabscheid responded 18 hot air absorbs the water contained in the drying medium 36 by diffusion of water through the membrane element 34 and emits via the exhaust line to the environment again.
- the water separator 18 is thus in its regeneration phase.
- the fuel supply device 10 described so far can be modified in many ways.
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Abstract
Description
Beschreibung description
Kraftstoffversorqunqseinrichtunq für Diesel-Brennkraftmaschinen und Kraftstoff- einspritzsvstem Fuel supply system for diesel internal combustion engines and fuel injection systems
Stand der Technik State of the art
Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffversorgungseinrichtung für Diesel- Brennkraftmaschinen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. The invention relates to a fuel supply device for diesel internal combustion engines according to the preamble of claim 1.
Eine derartige Kraftstoffversorgungseinrichtung ist aus der DE 35 03 728 C2 bekannt. Sie weist einen Kraftstofffilter auf, der von Dieselkraftstoff durchströmt wird, um diesen von Schmutzpartikeln zu befreien. Der Kraftstofffilter hat einen integrierten Wasserabscheider, in dem das Wasser aufgrund seines größeren spezifischen Gewichts im Verhältnis zum Dieselkraftstoff abgeschieden wird. DerSuch a fuel supply device is known from DE 35 03 728 C2. It has a fuel filter, which is traversed by diesel fuel to rid it of dirt particles. The fuel filter has an integrated water separator, in which the water is separated due to its greater specific gravity in relation to the diesel fuel. Of the
Wasserabscheider ist mit einem Ablasshahn versehen, der zum Ablassen des Wassers aus dem Wasserabscheider dient. Water separator is provided with a drain cock, which serves to drain the water from the water separator.
Heutige Diesel-Hochdruckeinspritzsysteme arbeiten mit sehr hohen Systemdrü- cken, beispielsweise Systemdrücken größer als 1500bar. Die in den Diesel-Today's diesel high-pressure injection systems operate with very high system pressures, for example system pressures of more than 1500 bar. The diesel engines
Hochdruckeinspritzsystemen verwendeten Maschinenelemente, z.B. die Antriebsteile der Hochdruckpumpe oder die Ventilsitze sind infolge des zunehmenden Einspritzdruckes mehr und mehr tribologischen Beanspruchungen ausgesetzt. Gleichzeitig ist die Anforderung an die Maßhaltigkeit der Maschinenele- mente hoch und Verschleißtiefen von wenigen μm haben bereits eine negativeHigh pressure injection systems used machine elements, e.g. the drive parts of the high-pressure pump or the valve seats are subjected more and more tribological stresses due to the increasing injection pressure. At the same time, the requirement for the dimensional accuracy of the machine elements is high and wear depths of a few μm already have a negative one
Auswirkung auf die Funktion der Maschinenelemente. Die Verschleißrate von Stahl-Stahl-Paarungen unter den vorherrschenden Bedingungen ist oft zu hoch, was zum Einsatz teuerer Verschleißschutzschichten führt. Es hat sich herausgestellt, dass bei bestimmten Materialpaarungen eine Reduktion des Wasserge- halts im Dieselkraftstoff auf unter 10ppm der Verschleiß stark gesenkt werden kann. Herkömmliche Wasserabscheider, wie beispielsweise der in der DE 35 03 728 C2 offenbarte Wasserabscheider, können nur das freie, nicht im Dieselkraftstoff gelöste Wasser abscheiden. Daher bleibt ein typischer Wassergehalt von 50ppm bis 100ppm zurück. Effect on the function of the machine elements. The rate of wear of steel-steel mating under the prevailing conditions is often too high, resulting in the use of expensive wear-resistant coatings. It has been found that for certain material combinations a reduction of the water content in the diesel fuel to less than 10 ppm of the wear can be greatly reduced. Conventional water separator, such as in DE 35 03 728 C2 disclosed water separator, can only separate the free, not dissolved in the diesel fuel water. This leaves a typical water content of 50ppm to 100ppm.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Ausgehend von dem dargestellten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Kraftstoffversorgungseinrichtung für Diesel- Brennkraftmaschinen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiterzubilden, dass auch das im Dieselkraftstoff gebundene Wasser herausgefiltert werden kann, um den Wassergehalt im Dieselkraftstoff auf das erforderliche Maß zu senken, damit die Verschleißrate an den Maschinenelementen herabgesetzt wird. Dadurch kann gegebenenfalls auf teuere Verschleißschutzschichten an den Maschinenelementen verzichtet werden bzw. es ist nur der Einsatz einfachererBased on the illustrated prior art, the invention has the object, a fuel supply device for diesel internal combustion engines according to the preamble of claim 1 such that even bound in the diesel fuel water can be filtered out to the water content in the diesel fuel to the required level so that the wear rate on the machine elements is reduced. As a result, costly wear protection layers on the machine elements can be dispensed with, or it is only easier to use
Verschleißschutzmaßnahmen erforderlich. In jedem Fall wird jedoch eine höhere Lebensdauer bzw. ein geringerer Verschleiß an den Maschinenelementen ermöglicht. Diese Aufgabe wird bei einer Kraftstoffversorgungseinrichtung für Diesel-Brennkraftmaschinen mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Der Erfin- düng liegt dabei die Idee zugrunde, eine Filtereinrichtung vorzusehen, die einWear protection measures required. In any case, however, a longer service life or less wear on the machine elements is made possible. This object is achieved in a fuel supply device for diesel internal combustion engines with the features of claim 1. The invention düng is based on the idea to provide a filter device, the one
Membranelement aufweist, dass der Kraftstoff an dem Membranelement vorbeigeführt wird und, dass das Membranelement für den Kraftstoff undurchlässig und für das Wasser durchlässig ist. Dadurch lässt sich das in dem Kraftstoff gebundene Wasser durch das Membranelement abscheiden und somit wird der Was- sergehalt im Dieselkraftstoff gesenkt. Membrane element has that the fuel is guided past the membrane element and that the membrane element for the fuel is impermeable and permeable to the water. As a result, the water bound in the fuel can be separated by the membrane element and thus the water content in the diesel fuel is lowered.
Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Kraftstoffversorgungseinrichtung für Diesel-Brennkraftmaschinen sind in den Unteransprüchen angegeben. In den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche Kombinationen aus zumin- dest zwei von in der Beschreibung, den Ansprüchen und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen. Advantageous developments of the fuel supply device according to the invention for diesel internal combustion engines are specified in the subclaims. All combinations of at least two features disclosed in the description, the claims and / or the figures fall within the scope of the invention.
Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn auf der dem Kraftstoff abgewandten Seite des Membranelementes ein Speichermedium für das Wasser angeordnet ist. Dadurch lässt sich eine hohe Standzeit der Filtereinrichtung erzielen, so dass die Diesel-Brennkraftmaschine relativ lang betrieben werden kann, ohne dass es zum Abgeben des Wassers kommen muss. In particular, it is advantageous if a storage medium for the water is arranged on the side of the membrane element facing away from the fuel. As a result, a long service life of the filter device can be achieved, so that the Diesel internal combustion engine can be operated relatively long, without it must come to the discharge of the water.
Insbesondere ist es dabei vorteilhaft, wenn das Speichermedium als regenerier- bares Speichermedium ausgebildet ist. Dadurch werden manuelle Eingriffe wie beim Stand der Technik, bei der ein manuelles Ablassen des Wassers aus dem Filterelement erforderlich ist, überflüssig. Auch ist es nicht erforderlich, das Speichermedium über die Lebensdauer der Diesel-Brennkraftmaschine auszutauschen. In particular, it is advantageous if the storage medium is designed as a regenerable storage medium. As a result, manual intervention as in the prior art, in which a manual draining of the water from the filter element is required, superfluous. Also, it is not necessary to replace the storage medium over the life of the diesel engine.
Als vorteilhafte regenerative Speichermedien haben sich dabei Trocknungssalze oder Trocknungsgele herausgestellt, die bei einer Erwärmung bzw. bei einer Wirkverbindung mit Luft die zuvor gespeicherte Feuchtigkeit an die Luft abgeben. Dadurch lassen sich mit relativ geringem Aufwand durch Einsatz von insbeson- dere erwärmter Luft sehr einfach Regenerationsmöglichkeiten ausbilden. Drying salts or drying gels have proven to be advantageous regenerative storage media which release the previously stored moisture into the air during heating or during an active compound with air. As a result, regeneration possibilities can be formed very easily with relatively little effort by using heated air in particular.
Um den Strömungswiderstand des Filterelements beim Durchströmen des Kraftstoffs herabzusetzen und gleichzeitig einen relativ einfachen Aufbau des Filterelements zu ermöglichen ist es darüber hinaus vorteilhaft, dass die wenigstens eine Filtereinrichtung ein Gehäuse aufweist und, dass an einer Stirnseite des Gehäuses die Zuführleitung mittel- oder unmittelbar und der anderen Stirnseite des Gehäuses die Versorgungsleitung mittel- oder unmittelbar mündet. Dadurch ist es nicht erforderlich, dass der Kraftstoff innerhalb des Gehäuses umgeleitet wird. Vielmehr durchströmt der Kraftstoff das Gehäuse bzw. das Filterelement in einer strömungstechnisch günstigen Art und Weise. In order to reduce the flow resistance of the filter element when flowing through the fuel and at the same time to allow a relatively simple construction of the filter element, it is also advantageous that the at least one filter device comprises a housing and that at one end of the housing, the supply medium or directly and the other end of the housing, the supply line opens directly or indirectly. As a result, it is not necessary that the fuel is diverted within the housing. Rather, the fuel flows through the housing or the filter element in a fluidically favorable manner.
Hierbei ist es besonders vorteilhaft, dass sich das Membranelement in Längsrichtung zwischen den beiden Stirnseiten des Gehäuses erstreckt und als längliches Rohrelement ausgebildet ist, wobei das Rohrelement in seinem Inneren von dem Kraftstoff durchströmt wird. Durch diese Ausbildung wird eine Minimierung derIt is particularly advantageous that the membrane element extends in the longitudinal direction between the two end faces of the housing and is formed as an elongated tubular element, wherein the tubular element is flowed through in its interior by the fuel. Through this training is a minimization of
Strömungsverluste beim Durchströmen des Kraftstoffs bewirkt. Flow losses when flowing through the fuel causes.
Um die wirksame Oberfläche, die zur Wasserabscheidung dient zu vergrößern, bzw. die Baugröße der Filtereinrichtung zu minimieren, ist es in einer besonders vorteilhaften Weiterbildung vorgesehen, dass das Gehäuse mehrere Membranelemente enthält, die sich parallel zueinander erstrecken. - A - In order to increase the effective surface, which serves for water separation, or to minimize the size of the filter device, it is provided in a particularly advantageous development that the housing contains a plurality of membrane elements which extend parallel to each other. - A -
Eine besonders hohe Wasserabscheidung lässt sich erzielen, wenn mehrere Filtereinrichtungen vorgesehen sind, wobei die Filtereinrichtungen strömungstechnisch parallel zueinander angeordnet sind und wobei die Filtereinrichtungen mit- tels Umschaltelementen getrennt ansteuerbar sind. Dadurch wird vermieden, dass ein Filterelement zur Regeneration abgeschaltet werden muss und somit von Wasser nicht befreiter Kraftstoff in Kontakt mit den Dieseleinspritzkomponenten gerät. Es wird somit eine ununterbrochene Wasserabscheidung ermöglicht, wobei gleichzeitig relativ lange Regenerationsphasen für das nicht in Betrieb be- findliche Filterelement ermöglicht werden, die eine hohe Regeneration und somit über die Lebensdauer der Diesel-Brennkraftmaschine gesehen, eine stets hohe Wasserabscheidung ermöglicht. A particularly high separation of water can be achieved if a plurality of filter devices are provided, wherein the filter devices are arranged fluidically parallel to one another and wherein the filter devices can be controlled separately by means of switching elements. This avoids that a filter element must be turned off for regeneration and thus gets from water not released fuel in contact with the diesel injection components. Thus, an uninterrupted separation of water is made possible, at the same time allowing relatively long regeneration phases for the filter element which is not in operation, which permits a high degree of regeneration and thus, over the life of the diesel internal combustion engine, a constantly high separation of water.
Zur Regeneration des Filterelementes ist es vorgesehen, dass der Ein- und Aus- tritt der wenigstens einen Filtereinrichtung mit einer Regenerationsleitung verbunden ist, durch die ein Regenerationsmedium, insbesondere erwärmte Luft, geführt ist. Hierbei kann die erwärmte Luft beispielsweise dem Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs entnommen werden, über den das Wasser als Wasserdampf an die Umgebung abgeschieden werden kann. For regeneration of the filter element, it is provided that the inlet and outlet of the at least one filter device is connected to a regeneration line, through which a regeneration medium, in particular heated air, is guided. Here, the heated air can be removed, for example, the drive train of the motor vehicle, via which the water can be deposited as water vapor to the environment.
Ein Kraftstoffeinspritzsystem mit einer erfindungsgemäßen Kraftstoffversorgungseinrichtung hat den Vorteil, dass auf teuere Verschleißschutzschichten an deren Einspritzkomponenten gegebenenfalls verzichtet werden kann, bzw. eine höhere Betriebsdauer und aufgrund der geringeren Verschleißneigung bessere Abgaswerte erzielt werden können. A fuel injection system with a fuel supply device according to the invention has the advantage that expensive wear protection layers can optionally be dispensed with their injection components, or a higher service life and better exhaust gas values can be achieved due to the lower tendency to wear.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen. Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and from the drawings.
Diese zeigen in: These show in:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Kraftstoffversorgungseinrichtung mit zwei Filterelementen, Fig. 2 einen Querschnitt durch ein Filterelement der Fig. 1 in der Ebene Il - Il der Fig. 1 und 1 is a schematic representation of a fuel supply device according to the invention with two filter elements, Fig. 2 shows a cross section through a filter element of Fig. 1 in the plane II - II of Fig. 1 and
Fig. 3 einen Längsschnitt durch einen Teilbereich des Filterelements der Fig. 3 shows a longitudinal section through a partial region of the filter element of FIG.
2 im Bereich eines seiner Membranelemente. 2 in the region of one of its membrane elements.
In der Fig. 1 ist eine Kraftstoffversorgungseinrichtung 10 dargestellt, die Teil eines Kraftstoffeinspritzsystems 1 ist und die zwischen einem Vorratsbehälter 1 1 für den Kraftstoff und einer Diesel-Brennkraftmaschine 12 angeordnet ist. Bei der in der Fig. 1 gewählten Darstellung wird auf eine separate Darstellung von Dieseleinspritzkomponenten, wie beispielsweise Kraftstoffförderpumpen, Dieseleinspritzpumpen oder ähnlichem verzichtet, da dies für die Darstellung der Erfindung nicht wesentlich ist. An den Vorratsbehälter 1 1 ist eine Zuführleitung 13 angeschlossen, an die sich ein als Weichenelement ausgebildetes Umschaltventil 14 anschließt. Je nach Stellung des Umschaltventils 14 wird die Zuführleitung 13 mit einer ersten Abzweigleitung 15 oder mit einer zweiten Abzweigleitung 16 verbunden. Sowohl die erste Abzweigleitung 15 als auch die zweite Abzweigleitung 16 mündet jeweils in einer Wasserabscheideinrichtung 18 bzw. 19, die beide identisch ausgebildet sind. Von der Wasserabscheideinrichtung 18 bzw. 19 führt jeweils eine Abflussleitung 20, 21 zu einem weiteren Umschaltventil 23, das über eine Versorgungsleitung 24 mit der Diesel-Brennkraftmaschine 12 verbunden ist. Weiterhin ist vor den beiden Wasserabscheideinrichtungen 18, 19 in der jeweiligen Abzweigleitung 15, 16 eine Zuführleitung 25, 26, sowie in der jeweiligen Abflussleitung 21 , 22 eine Abströmleitung 27 geschaltet. In den Zuführleitungen 25, 26 bzw. den Abführleitungen 27 kann jeweils ein Rückschlagventil 28 angeordnet sein. Die Zuführleitungen 25, 26 bzw. die Abführleitungen 27 sind beispielhaft mit einem Abgasstrang der Diesel-Brennkraftmaschine 12 verbunden, so dass heißeIn Fig. 1, a fuel supply device 10 is shown, which is part of a fuel injection system 1 and which is arranged between a reservoir 1 1 for the fuel and a diesel internal combustion engine 12. In the illustration chosen in FIG. 1, a separate illustration of diesel injection components, such as, for example, fuel delivery pumps, diesel injection pumps or the like, is dispensed with, since this is not essential to the presentation of the invention. To the reservoir 1 1, a supply line 13 is connected, to which a trained as a switch element switching valve 14 connects. Depending on the position of the switching valve 14, the supply line 13 is connected to a first branch line 15 or to a second branch line 16. Both the first branch line 15 and the second branch line 16 each open into a Wasserabscheideinrichtung 18 and 19, both of which are identical. From the Wasserabscheideinrichtung 18 and 19 respectively leads a drain line 20, 21 to another switching valve 23 which is connected via a supply line 24 to the diesel engine 12. Furthermore, in front of the two water separation devices 18, 19 in the respective branch line 15, 16, a feed line 25, 26, as well as in the respective outflow line 21, 22, a discharge line 27 is connected. In the supply lines 25, 26 and the discharge lines 27, a check valve 28 may be arranged in each case. The supply lines 25, 26 and the discharge lines 27 are connected by way of example to an exhaust gas line of the diesel internal combustion engine 12, so that hot
Abgase über die Zuführleitungen 25, 26 durch die Wasserabscheideinrichtungen 18, 19 geleitet werden können, die über die Abführleitungen 27 in den Abgasstrang zurückgeführt werden. Wie aus einer Zusammenschau der Fig. 2 und 3 hervorgeht, weist die Wasserabscheideinrichtung 18, 19 jeweils ein Gehäuse 30 auf. In der einen Stirnseite 31 des im Wesentlichen rohrförmigen Gehäuses 30 mündet die erste Abzweigleitung 15 bzw. die zweite Abzweigleitung 16 und in der anderen Stirnseite 32 die Abflussleitungen 21 , 22. Zwischen den Stirnseiten 31 und 32 des Gehäuses 30 erstrecken sich länglich ausgebildete, der Wasserabscheidung dienende, bei- spielsweise röhrenartige Membranelemente 34, die jeweils parallel zueinander angeordnet sind. Die gemäß der Fig. 2 im Querschnitt kreisförmig ausgebildeten Membranelemente 34 werden in ihrem Innenraum 35 von dem Kraftstoff in Richtung der Pfeile 33 durchflössen. Die Membranelemente 34 sind im Gehäuse 30 von einem Trocknungsmedium 36 umgeben, das beispielhaft als Trocknungssalz oder Trocknungsgel ausgebildet ist. Exhaust gases via the supply lines 25, 26 can be passed through the water separator 18, 19, which are returned via the discharge lines 27 in the exhaust line. As can be seen from a synopsis of FIGS. 2 and 3, the Wasserabscheideinrichtung 18, 19 each have a housing 30. In the one end 31 the substantially tubular housing 30 opens the first branch line 15 and the second branch line 16 and in the other end face 32, the discharge lines 21, 22. Between the end faces 31 and 32 of the housing 30 extend elongated, the water separation serving, for example tubular membrane elements 34, which are each arranged parallel to each other. The membrane elements 34 which are circular in cross-section according to FIG. 2 are flowed through in their interior 35 by the fuel in the direction of the arrows 33. The membrane elements 34 are surrounded in the housing 30 by a drying medium 36, which is formed by way of example as a drying salt or drying gel.
Erfindungswesentlich ist, dass das Membranelement 34 derart ausgebildet ist, dass Kraftstoffmoleküle, die den Innenraum 35 des Membranelements 34 durchströmen das Membranelement 34 nicht durchdringen bzw. passieren können, während sowohl im Kraftstoff gebundenes Wasser bzw. Wassermoleküle als auch freies Wasser durch das Membranelement 34 hindurch tritt bzw. hindurch diffundieren kann. Hierbei wird das Wasser durch das Trocknungsmedium 36 aufgenommen und gespeichert. Die soweit beschriebene Kraftstoffversorgungseinrichtung 10 arbeitet wie folgt: In der in der Fig. 1 dargestellten Betriebsstellung wird Kraftstoff aus dem Vorratsbehälter 1 1 über die Zuführleitung 13, die erste Abzweigleitung 15, die Wasserabscheideinrichtung 18 und die Abflussleitung 21 in die Versorgungsleitung 24 der Diesel-Brennkraftmaschine 12 geleitet. Demgegenüber wird durch die darge- stellte Stellung der Umschaltventile 14 bzw. 23 durch die zweite Wasserabscheideinrichtung 19 kein Kraftstoff geführt. In der in der Fig. 1 dargestellten Betriebsstellung wird mittels der ersten Wasserabscheideinrichtung 18 der Wassergehalt im Kraftstoff reduziert, wobei das Trocknungsmedium 36 das durch die Membranelemente 34 hindurch tretende Wasser bzw. dessen Wasserbestandtei- Ie aufnimmt und speichert. It is essential to the invention that the membrane element 34 is designed such that fuel molecules which flow through the interior 35 of the membrane element 34 can not penetrate the membrane element 34, while water or water molecules bound in the fuel as well as free water pass through the membrane element 34 occurs or can diffuse through. In this case, the water is absorbed by the drying medium 36 and stored. 1 operates via the supply line 13, the first branch line 15, the water separator 18 and the drain line 21 into the supply line 24 of the diesel internal combustion engine 12 headed. In contrast, the illustrated position of the changeover valves 14 and 23, respectively, does not lead any fuel through the second water separator 19. In the operating position shown in FIG. 1, the water content in the fuel is reduced by means of the first water separator 18, the drying medium 36 receiving and storing the water or its water constituents passing through the membrane elements 34.
Beispielsweise nach einer gewissen Betriebszeit, oder aber zusätzlich oder alternativ abhängig von anderen Betriebsparametern werden die beiden Umschaltventile 14 bzw. 23 in ihre andere Stellung gebracht, so dass nunmehr Kraftstoff über die zweite Filtereinrichtung 19 geleitet wird. In dieser Betriebsstellung wird über die Zuführleitung 26 sowie die Abführleitung 27 heiße Luft aus dem Abgas- strang über die erste Wasserabscheideinrichtung 18 geleitet, so dass die durch die Wasserabscheideinrichtung 18 strömende heiße Luft das in dem Trocknungsmedium 36 enthaltene Wasser durch Diffusion des Wassers durch das Membranelement 34 aufnimmt und über den Abgasstrang wieder an die Umge- bung abgibt. Die Wasserabscheideinrichtung 18 befindet sich somit in ihrer Re- gerationsphase. For example, after a certain period of operation, or additionally or alternatively depending on other operating parameters, the two switching valves 14 and 23 are brought into their other position, so that now fuel is passed through the second filter device 19. In this operating position, hot air is removed from the exhaust gas via the supply line 26 and the discharge line 27. strand passed over the first Wasserabscheideinrichtung 18 so that the flowing through the Wasserabscheideinrichtung 18 hot air absorbs the water contained in the drying medium 36 by diffusion of water through the membrane element 34 and emits via the exhaust line to the environment again. The water separator 18 is thus in its regeneration phase.
Ergänzend wird erwähnt, dass die soweit beschriebenen Kraftstoffversorgungseinrichtung 10 in vielfältiger Art und Weise abgewandelt werden kann. So ist es beispielsweise denkbar, eine andere Anzahl von Membranelementen 34 zu verwenden oder beispielsweise die Membranelemente 34 mäanderförmig in der Wasserabscheideinrichtung 18, 19 anzuordnen, um den Strömungsweg zu verlängern. Grundsätzlich ist es hierbei vorteilhaft, die Diffusionsoberfläche der Membranelemente 34 so groß als möglich auszubilden. Auch ist es denkbar, an- stelle von heißer Luft, welche durch den Innenraum 35 der Membranelemente 34 geleitet wird, das Trocknungsmedium 36 zu heizen, so dass das erwärmte Trocknungsmedium 36 die Wasserbestandteile durch die Membran 34 in den Innenraum 35 abgibt. In einer weiteren Alternative ist es denkbar, in dem Gehäuse 30 zusätzliche Membranelemente 34 vorzusehen, die nicht in Wirkverbindung mit den Kraftstoffleitungen stehen, bzw. nicht von Kraftstoff durchströmt werden.In addition, it is mentioned that the fuel supply device 10 described so far can be modified in many ways. Thus, it is conceivable, for example, to use a different number of membrane elements 34 or, for example, meander the membrane elements 34 in the water separator 18, 19 in order to lengthen the flow path. In principle, it is advantageous in this case to design the diffusion surface of the membrane elements 34 as large as possible. It is also conceivable, instead of hot air, which is passed through the interior 35 of the membrane elements 34, to heat the drying medium 36, so that the heated drying medium 36 discharges the water components through the membrane 34 into the interior space 35. In a further alternative, it is conceivable to provide in the housing 30 additional membrane elements 34, which are not in operative connection with the fuel lines, or are not flowed through by fuel.
Diese zusätzlichen Membranelemente 34 werden kontinuierlich oder aber zeitweise von insbesondere erwärmter Luft durchströmt und nehmen hierbei das in dem Trocknungsmedium 36 gebundene Wasser auf. Bei einer derartigen Ausbildung ist es ggf. möglich, mit nur einer einzigen Wasserabscheideinrichtung 18 bzw. 19 auszukommen. These additional membrane elements 34 are continuously or temporarily traversed by heated air in particular and absorb the water bound in the drying medium 36. With such a design, it may be possible to manage with only a single Wasserabscheideinrichtung 18 and 19 respectively.
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