CN102365449A - 特别是用于汽车的用于干燥燃料的装置和方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于干燥燃料(1)的装置(10)，特别是用于汽车，其具有用于干燥剂(2)的储备容器(11)，其中干燥剂(2)在温度低于再生温度以下时吸收水分，并且在温度高于再生温度时又放出水分。此外在储备容器(11)和储存燃料(1)的燃料箱(22)之间设置有连接机构(20)，其中通过该连接机构(20)位于燃料(1)上方的空气与干燥剂(2)形成作用连接。借助于用于将干燥剂(2)加热到再生温度以上的温度的加热装置(25)使干燥剂(2)再生。依据本发明的装置(10)实现了除去位于燃料(1)中的水。
Description
现有技术
本发明涉及用于干燥燃料的一种装置和一种方法，特别是用于汽车。
柴油喷射元件对柴油质量有相对较高的要求。当柴油中存在不溶解的水时，该元件由于因此降低的柴油润滑能力在相对更短的时间内发生故障。迄今为止尝试过通过在柴油喷射元件上使用涂层或者特殊的材料配对来改善或者保证使用润滑相对较差的柴油时的运行。两种措施都相对比较昂贵。
此外还公知的是，钢的腐蚀在有含有乙醇的汽油流过的汽油喷射系统中增强。此外因此在这里额外的防腐蚀措施也是必需的，当需要获得更长的元件寿命时。总的看来，现在为柴油或者含有乙醇的汽油的燃料中的水导致在和燃料接触的元件上的腐蚀率的显著提高。
从DE 10 2005 035 782 A1中公知，在汽车的废气流中使用干燥剂，该干燥剂在废气温度较低时吸收废气中的水或者废气中的水蒸气并且在废气温度较高时又将它们不可见地释放到环境空气中。
发明内容
因此本发明的任务在于，准备一种装置和一种方法，该装置和方法可以实现除去位于燃料中的水分，特别是水。同时该装置和方法应当实现燃料的干燥以可再生的过程发生，从而所使用的干燥剂在分量相对较少的情况下可以在一段很长的时间内被重复使用。在理想情况下这意味着，一种或者相同的干燥剂可以被用于例如内燃机在其整个工作时间内所需要的燃料总量，而不必更换或者补充。该任务通过具有独立的权利要求的特征的一种装置和一种方法得到解决。本发明以该原理为基础，即具有干燥剂，该干燥剂在温度低于所谓的再生温度时从空气中吸收水分，特别是水或者水蒸气，并且在温度高于再生温度时又将水分释放到环境空气中。该特征与亨利定律相结合，按照亨利定律一种液体(这里为燃料)中的含水量与位于液体上方的空气的湿度这样相关，即在干燥液体上方的空气时液体中的湿度也减小。从而燃料的干燥，特别是从燃料中除去水以这样的方式进行，即位于燃料上方的空气借助于干燥剂被干燥。
依据本发明的特别是用于汽车的用于干燥燃料的装置和方法的有利的改进方案在从属权利要求中说明。至少两个在说明、权利要求和/或附图中公开的特征的总体结合都在本发明的范围内。
为了避免在干燥剂的再生阶段从干燥剂释放到环境空气中的水分又向燃料箱的方向流动并且因此再次增大燃料中的含水量，在一种有利的改进方案中设置为，储备容器具有进入口，连接机构通入该进入口中，并且该进入口可以被进入阀封闭。
特别优选的是，储备容器具有排出口，并且排出口可以被排出阀封闭。由此实现了水分仅仅在再生阶段被释放到环境空气中，并且另一方面避免了同样被干燥剂干燥的环境空气的流入。因此具有的干燥剂量以有利的方式只被用于干燥燃料。
在另一种有利的结构方案中提出，加热装置是内燃机的排气管的部件。由此装置的结构耗费和成本被降低，因为可以省去单独的加热装置。
此外当排气管被设置为与储备容器直接贴靠时，以简单的方式和方法获得了向干燥剂的热传递，这额外地降低了结构耗费。
为了对阀的例如供电故障或者在其他故障时实现燃料的干燥，并且同时避免环境空气接触干燥剂，有利的是，进入阀被设计为在温度低于再生温度时为自动打开的阀并且排出阀被设计为在温度低于再生温度时为自动关闭的阀。
为了提供在储备容器中用于待干燥空气的干燥剂的尽可能大的接触面积，此外在一种有利的改进方案中提出，储备容器只被部分装填干燥剂，从而在储备容器中形成了无干燥剂的自由空间。
同样有利的是，在燃料箱中燃料液面以上形成自由空间。由此在燃料和位于燃料上方的空气之间形成了较大的水分交换面。
为了优化运行，在依据本发明的方法的一种特别优选的实施方式中提出，在水分被干燥剂吸收的第一工作阶段中，连接在储备容器和燃料箱之间的连接机构中的进入阀被打开，而将储备容器与环境空气连接的排出阀被关闭，并且在干燥剂又放出水分的第二工作阶段中，进入阀被关闭并且排出阀被打开。
本发明更多的优点、特征和细节在以下的优选实施例说明中并且借助于附图得出。其中：
图1在简化的示意图中示出用于干燥燃料的装置。
在图1中示出的特别是用于汽车的装置10用于干燥燃料1。燃料在这里被理解为通常在汽车运行时在其驱动发动机中使用的汽油燃料或者柴油燃料。燃料1典型地包含有一定量的水，水降低了燃料1在其与喷射系统的部件直接接触的表面的润滑性能并且因此应当借助于装置10被从燃料1中除去。
装置10具有干燥剂2的储备容器11。干燥剂2为一种适合用于干燥空气的化学物质，也就是说，一种除去空气中的特别是水或者水蒸气形式的水分的物质。作为例子并且因此不受限制地矽胶、沸石、硅胶或者氯化钙被作为合适的干燥剂2。所述干燥剂2具有以下特性，即例如在室温时吸收水或水蒸气并且从所谓的再生温度开始又释放到环境空气中。硅胶和沸石在温度高于100摄氏度时释放之前吸收的水分到环境空气中，而氯化钙在温度高于250摄氏度时才释放之前吸收的水分到环境空气中。借助于该效应干燥剂2可以被再生，即被持续重复使用，这在装置10中被充分利用。
储备容器11具有至少两个开口，一个进入口12和一个排出口13。所述开口被构成在储备容器10的上壁14中，其中储备容器11中的干燥剂2不完全填满储备容器，而是在干燥剂2的表面和上壁14之间保留第一自由空间16。进入口12可以借助于进入阀18被密封封闭并且排出口13可以借助于排出阀19被密封封闭。进入阀18和排出阀19例如是可电控的阀，其中控制特别是通过与控制设备连接的汽车电缆束进行。进入阀18优选被构成为在无电流时打开，而排出阀19优选被构成为在无电流时关闭。
进入口12通过被构成为气密的软管连接20的连接机构与燃料箱22上的开口21相连。开口21优选被设置在燃料箱22的上部区域或者被这样设置，即避免了燃料1溢出或者进入开口21和软管连接20中。此外对于干燥过程特别有利的是，在燃料箱22内燃料液面3上方保留第二自由空间23。依据本发明软管连接20的长度应当被构成得尽量短，同样应当选择尽可能大的软管连接20截面，因为两种措施都有利于以下还要说明的干燥过程。
干燥剂2的储备容器11与加热装置25连接。特别有利的是，将车辆的内燃机5的排气歧管或者排气管26作为加热装置25。然而作为替代也可行的是，为储备容器11装备单独的与排气管26分离的或者与排气管连接的加热装置。从排气管26到储备容器11并且因此到干燥剂2的热传递通过热传导这样进行，即储备容器11例如将下壁27直接紧贴在排气管26的壁28上。
装置10如下工作，其中假设干燥剂2例如为再生温度为大约100摄氏度的硅胶：在温度低于硅胶的再生温度时，进入阀18打开，而排出阀19关闭。该状态典型地在停车或者在发动机5暖机时出现，因为排气管26还没有对干燥剂2进行足够强的加热。通过关闭排出阀19避免了环境空气到达干燥剂2。燃料箱22通过打开的进入阀18经过软管连接20与储备容器11的内部空间或者与干燥剂2连接。通过扩散过程，储存在燃料1上方的空气中的水与除去空气中的水的干燥剂2形成作用连接并且被储存在干燥剂2中。由于根据亨利定律，燃料1中的水含量与燃料1上方的空气中的水含量相关，因此在通过干燥剂2干燥空气时可以同时除去燃料1中的水，并且因此燃料1被干燥。由此燃料1的润滑性以所期望的方式得到提高。
一旦干燥剂2的温度超过再生温度，这种情况典型地在行驶或者内燃机5长时间运转时通过排气管26对干燥剂2的加热出现，进入阀18被关闭，而排出阀19被打开。通过高于干燥剂2的再生温度的温度储存在干燥剂2中的水被再次蒸发并且可以通过排出阀19被作为水蒸气释放到环境空气中。通过水的释放，干燥剂2得到再生，也就是说，干燥剂又可以吸收水分了。
作为例子提到，对于储存量为40升的柴油燃料1％体积比的水含量对应于400克水。现在在储备容器11中储存有500克的硅胶，从而在四个吸收和再生循环内水量可以被从柴油燃料中除去。如果使用相同量的氯化钙代替硅胶作为干燥剂2，可以在仅仅一个循环内除去水。
作为补充提出，为了加速通过干燥剂2对水的吸收，或者当软管连接20相对较长时有利的是，例如借助于抽吸装置将燃料1上方的空气有针对性地引向干燥剂2。由此通过干燥剂2进行的水的吸收过程得到加速或者增强。
此外也可以使用这样的阀替代可电控的进入阀18和排出阀19，这种阀从一定温度起机械地自动打开或关闭类似的冷却水恒温器。
Claims (10)
1.用于干燥燃料(1)的装置(10)，特别是用于汽车，具有用于干燥剂(2)的储备容器(11)，其中所述干燥剂(2)在温度低于再生温度以下时吸收水分，并且在温度高于再生温度时又放出水分；还在储备容器(11)和储存燃料(1)的燃料箱(22)之间具有连接机构(20)，其中通过该连接机构(20)位于燃料(1)上方的空气与干燥剂(2)形成作用连接；并且具有用于将干燥剂(2)加热到再生温度以上的温度的加热装置(25)。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述储备容器(11)具有进入口(12)，所述连接机构(20)通入所述进入口中，并且所述进入口(12)可以被进入阀(18)封闭。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述储备容器(11)具有排出口(13)，并且所述排出口(13)可以被排出阀(19)封闭。
4.如权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，所述加热装置(25)是内燃机(5)的排气管(26)的部件。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述排气管(26)被设置为与所述储备容器(11)直接贴靠。
6.如权利要求3至5中任一项所述的装置，其特征在于，所述进入阀(18)被设计为在温度低于再生温度时为自动打开的阀，并且所述排出阀(19)被设计为在温度低于再生温度时为自动关闭的阀。
7.如权利要求1至6中任一项所述的装置，其特征在于，所述储备容器(11)只被部分装填有所述干燥剂(2)，从而在所述储备容器(11)中形成了无干燥剂(2)的第一自由空间(16)。
8.如权利要求1至7中任一项所述的装置，其特征在于，在所述燃料箱(22)中在燃料液面(3)以上形成了第二自由空间(23)。
9.用于干燥燃料(1)的方法，特别是用于汽车，其中在储备容器(11)中储存有干燥剂(2)，所述干燥剂在温度低于再生温度时特别是从空气中吸收水分，并且在温度高于再生温度时又将水分释放到环境空气中，其中所述储备容器(11)与储存燃料(1)的燃料箱(22)这样形成连接，即位于所述燃料(1)上方的空气与所述干燥剂(2)形成作用连接；并且其中设置有加热装置(25)，所述加热装置为了所述干燥剂(2)的再生将所述干燥剂(2)加热到将水分又释放到环境空气中的温度。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，在水分被所述干燥剂(2)吸收的第一工作阶段中，连接在所述储备容器(11)和所述燃料箱(22)之间的连接机构(20)中的进入阀(18)被打开，而将所述储备容器(11)与环境空气连接的排出阀(19)被关闭，并且在所述干燥剂(2)又放出水分的第二工作阶段中，所述进入阀(18)被关闭并且所述排出阀(19)被打开。
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| AD01 | Patent right deemed abandoned |
Effective date of abandoning: 20120229 |
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| C20 | Patent right or utility model deemed to be abandoned or is abandoned |