DE102004057631A1 - Fuel supply unit for motor vehicle's internal combustion engine has ion exchange means installed inside chamber charged with fuel for removal of salts such as calcium carbonate soluble in water components of fuel - Google Patents

Fuel supply unit for motor vehicle's internal combustion engine has ion exchange means installed inside chamber charged with fuel for removal of salts such as calcium carbonate soluble in water components of fuel Download PDF

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Abstract

The fuel supply unit for a motor vehicle's internal combustion engine has ion exchange means (5) installed inside a chamber charged with fuel. The ion exchange means are constructed for kation and anion exchange. The ion exchange means are for the removal of salts such as calcium carbonate soluble in water components of the fuel. An independent claim is included for a filter in a fuel supply unit, whereby ion exchange means are located inside the filter housing (3) upstream of the filter element (4).

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffversorgungseinrichtung eines Kraftfahrzeugverbrennungsmotors.The The invention relates to a fuel supply device of a motor vehicle internal combustion engine.

Bei Kraftfahrzeugversorgungseinrichtungen, die mit wasserhaltigem Kraftstoff, insbesondere einem Alkohol-Kraftstoff beaufschlagt sind, kann sich aus dem Wasseranteil insbesondere Calciumcarbonat (CaCO3) an den von Kraftstoff umströmten Wänden ablagern. Insbesondere funktionsstörend können sich solche Ablagerungen in der Einspritzanlage auswirken, indem sie dort zu einem Verstopfen enger Strömungsquerschnitte führen können. Diese Art von Wasserablagerungen liegen in derart feinen Partikeln vor, dass sie durch übliche Kraftstofffilter nicht ausgefiltert werden können. Nicht ausgefiltert werden können diese Partikeln in üblichen Kraftstofffiltern deshalb nicht, weil diese zur Vermeidung eines unzulässig hohen Druckverlustes nicht mit entsprechend feinporigem Filtermaterial ausgerüstet werden dürfen.In motor vehicle supply devices, which are acted upon with water-containing fuel, in particular an alcohol fuel, in particular calcium carbonate (CaCO 3 ) can be deposited on the walls surrounded by fuel from the water content. In particular, dysfunctionally such deposits can affect the injection system by there can lead to clogging narrow flow cross-sections. This type of water deposits are present in such fine particles that they can not be filtered out by conventional fuel filters. These particles can not be filtered out in conventional fuel filters because they must not be equipped with correspondingly fine-pored filter material to avoid an inadmissibly high pressure loss.

Hier eine Verbesserung zu schaffen, das heißt Ablagerungen von insbesondere Calciumcarbonat an kraftstoffumströmten Wandbereichen einer Kraftstoffversorgungseinrichtung mit möglichst einfachen Mitteln sicher zu vermeiden, ist das Problem, mit dem sich die Erfindung beschäftigt und das sie durch die Ausbildung einer Kraftstoffversorgungseinrichtung nach den kennzeichnenden Merkmal des Patentanspruchs 1 löst.Here to create an improvement, that is, deposits of particular Calcium carbonate at fuel-flow wall portions of a fuel supply device with as possible To safely avoid simple means is the problem with which the invention is concerned and that by the formation of a fuel supply device solves the characterizing feature of claim 1.

Die Erfindung beruht dabei auf dem allgemeinen Gedanken, dass es durch bei beispielsweise der Wasseraufbereitung in bekannter Weise eingesetzte Ionenaustauschmittel möglich ist, Wasserablagerungen wie beispielsweise Calciumcarbonat dem Wasser zu entziehen. Es ist erfindungsgemäß damit lediglich notwendig, diese an sich bekannten Ionenaustauschmittel innerhalb einer Kraftstoffversorgungseinrichtung derart vorzusehen, dass Kraftstoff diese Ionenaustauschmittel umströmt, um auf diese Weise dem Kraftstoff Calciumcarbonat oder dergleichen zu entziehen, das in Wasseranteilen in dem Kraftstoff gelöst vorliegt. Die Ionenaustauschmittel sollten insbesondere in einer an sich bekannten Weise für einen gleichermaßen Kationen- und Anionenaustausch ausgebildet sein. Solches Material ist beispielsweise erhältlich als Produkt der Dow Chemical Company unter deren Handels- bzw. Markenbezeichnung Dowex MB-50. Die Zusammensetzung und Wirkungsweise dieses Ionenaustauschmittels ist beispielsweise beschrieben in einer Information der Dow Chemical Company unter der Bezeichnung Form No. 177-01633-1003. Dieses Ionenaustauschmittel ist lediglich ein Beispiel für ein Ionenaustauschmittel, das erfindungsgemäß wirksam eingesetzt werden kann. Selbstverständlich können auch andere in der Art gleichwirkende Ionenaustauschmittel zur Durchführung der er findungsgemäßen Lehre eingesetzt werden. Grundsätzlich handelt es sich bei diesen Mitteln um eine Art regenerierbares Harz. Auch die Art und Weise wie solche Mittel zuregenerieren sind, ist an sich bekannt und unter anderem in der vorgenannten Information der Dow Chemical Company angegeben. Weitere Angaben zu erfindungsgemäß vorteilhaft einsetzbaren Ionenaustauschmitteln enthält die Information der Dow Chemical Company mit der Bezeichnung Form No. 177-01395-602 QRP.The Invention is based on the general idea that it is through used for example in water treatment in a known manner Ion exchange agent possible is, water deposits such as calcium carbonate to the water to withdraw. It is therefore necessary according to the invention, these known ion exchange agent within a fuel supply device such that fuel flows around these ion exchange means in order to this way of extracting calcium carbonate or the like from the fuel, which is dissolved in water fractions in the fuel. The ion exchange agents should especially in a manner known per se for an equally cationic and anion exchange be formed. Such material is for example available as a product of the Dow Chemical Company under their trade or brand name Dowex MB-50. The composition and mode of action of this ion exchange agent is described, for example, in information of the Dow Chemical Company under the name Form No. 177-01633-1003. This ion exchange agent is just an example of an ion exchange agent which is used effectively according to the invention can. Of course can also other ion exchange agents which have the same effect in the manner for carrying out the he inventive teaching be used. in principle these agents are a kind of regenerable resin. The way in which such means are to regenerate is also known per se and, inter alia, in the aforementioned information of the Dow Chemical Company. Further information on the invention is advantageous usable ion exchange agents contains the information of Dow Chemical Company named Form No. 177-01395-602 QRP.

Nähere Angaben zu von der Dow Chemical Company erhältlichen technischen Informationen, wie sie vorstehend zitiert sind, lassen sich aus der Internet-Adresse, nämlich http://www.dowex.com entnehmen.Details for technical information available from the Dow Chemical Company, such as they are quoted above, can be taken from the Internet address, namely http://www.dowex.com

Eine besonders bevorzugte Ausführung der Erfindung besteht darin, das Ionenaustauschmittel stromauf eines Filtermaterials innerhalb eines sich in der gattungsgemäßen Kraftstoffversorgungseinrichtung befindlichen Kraftstofffilters vorzusehen. Dabei kann es bereits ausreichen, das Ionenaustauschmittel in der Form eines Ringes von dem das Filtermaterial innerhalb des Filtergehäuses anströmenden Kraftstoff umströmen zu lassen. Wegen des sich während des Betriebes des Fahrzeugmotors allmählich wirkungsmäßig erschöpfenden Ionenaustauschmittels ist eine Anordnung in einem Kraftstofffilter deshalb besonders vorteilhaft, weil ein Kraftstofffilter ohnehin betriebszeitabhängig während der Lebensdauer eines Fahrzeugmotors ausgetauscht wird. Die wirksame Betriebszeit eines erfindungsgemäß eingesetzten Ionenaustauschmittels muss daher bei einem Einsatz in einem Filter lediglich auf die Betriebszeit des Filters abgestimmt werden. Eine Anordnung des Ionenaustauschmittels, das üblicherweise in der Form eines Harzes vorliegt, stromauf eines Filtermaterials innerhalb des Filters stellt zu dem sicher, dass sich möglicherweise aus dem Ionenaustauschmittel lösende Partikel, wenn diese eine für den Motorbetrieb schädliche Größe besitzen, in dem Filtermaterial aus dem Kraftstoff abgetrennt werden.A particularly preferred embodiment The invention consists of the ion exchange agent upstream of a Filter material within a in the generic fuel supply device provide provided fuel filter. It already can sufficient, the ion exchange agent in the form of a ring of to allow the filter material flowing around the filter housing to flow around the fuel. Because of the while gradually exhausting the operation of the vehicle engine Ion exchange agent is an arrangement in a fuel filter therefore Particularly advantageous because a fuel filter anyway operating time dependent during the Life of a vehicle engine is replaced. The effective Operating time of an inventively used Ion exchange agent must therefore be used in a filter only be matched to the operating time of the filter. A Arrangement of the ion exchange agent, usually in the form of a Resin is present, upstream of a filter material within the filter assures that particles possibly dissolving from the ion exchange agent, if this one for the engine operation harmful Own size, be separated from the fuel in the filter material.

Grundsätzlich ist es selbstverständlich möglich, das erfindungsgemäße Ionenaustauschmittel an beliebigen Stellen innerhalb der gattungsgemäßen Kraftstoffversorgungseinrichtung vorzusehen, sofern lediglich sichergestellt ist, dass stromab der Anordnung des Ionenaustauschmittels kein Calciumcarbonat aus in den Kraftstoff enthaltenden Wasser mehr ausfallen kann.Basically it goes without saying possible, the ion exchange agent of the invention at any point within the generic fuel supply device provided it is only ensured that downstream of the Arrangement of the ion exchange agent no calcium carbonate from in the fuel-containing water can fail more.

Wichtig für eine gute Wirksamkeit des Ionenaustauschmittels ist grundsätzlich eine möglichst große Kontaktfläche gegenüber dem durch dieses Mittel zu behandelnden Kraftstoff.Important for a good effectiveness of the ion exchange agent is basically one possible large contact area with respect to the fuel to be treated by this means.

Ein besonders vorteilhaftes, nachstehend näher erläutertes Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt.One particularly advantageous, explained in more detail below embodiment is shown in the drawing.

In dieser zeigt die einzigeIn this shows the only one

1 ein Kraftstoff-Leitungsfilter halb im Schnitt, halb in Ansicht. 1 a fuel line filter half in section, half in view.

Bei dem Kraftstoff-Leitungsfilter ist im Inneren eines mit gegenüberliegend vorgesehenen Zu- und Abflusskanälen 1; 2 ausgebildeten Filtergehäuses 3 ein Ring-Filterelement 4 vorgesehen, das von radial außen nach innen von dem das Filter passierenden Kraftstoff durchströmt wird.In the fuel line filter is inside a with opposite provided inflow and outflow channels 1 ; 2 trained filter housing 3 a ring filter element 4 provided, which is flowed through from the radially outside to the inside of the fuel passing through the filter.

In einem im Inneren des Filtergehäuses 3 stromauf des Filterelementes 4 gelegen Raum ist ringförmig ein Ionenaustauschmittel 5 in der Form eines an sich im Stand der Technik bekannten Harzes vorgesehen. Der Durchmesser des ringförmig angeordneten Ionenaustauschmittels 5 ist lediglich geringfügig kleiner als der Innendurchmesser des beispielsweise zylindrisch ausgebildeten Filtergehäuses 1.In one inside the filter housing 3 upstream of the filter element 4 located space is a circular ion exchange agent 5 in the form of a resin known per se in the art. The diameter of the ring-shaped ion exchange agent 5 is only slightly smaller than the inner diameter of the example cylindrically shaped filter housing 1 ,

Das in dem Ausführungsbeispiel konkret gezeigte ringförmige Ionenaustauschmittel 5 besitzt in etwa die Form eines Napfes mit einem offenen Zentrum des Bodens. Der Bodenrand dieses Napfes ist über auf dem Umfang verteilte Stege 6 mit Abstand auf einer geschlossenen Endscheibe 7 des Filterelementes 3 angebracht. Der Kraftstoff durchströmt das Leitungsfilter in Richtung der in der Zeichnung eingetragenen Strömungspfeile. Durch eine relativ geringe Strömungsgeschwindigkeit, mit der der Kraftstoff das Leitungsfilter durchströmt, besitzt der Kraftstoff in der Umgebung der Ionenaustauschmittel 5 innerhalb des Filtergehäuses 3 eine relativ lange Verweilzeit. Diese lange Verweilzeit reicht aus, damit die Ionenaustauschmittel 5 in dem vorbeiströmenden, Wasser enthaltenden Kraftstoff vorhandene Stoffe, die in der Form von Calcium carbonat-Partikeln ausfallen können, entziehen und in das Ionenaustauschmittel einbinden können.The ring-shaped ion exchange agent shown concretely in the embodiment 5 has approximately the shape of a cup with an open center of the soil. The bottom edge of this cup is distributed over the circumference of webs 6 by far on a closed end disk 7 of the filter element 3 appropriate. The fuel flows through the line filter in the direction of the flow arrows entered in the drawing. Due to a relatively low flow rate at which the fuel flows through the line filter, the fuel has in the vicinity of the ion exchange medium 5 inside the filter housing 3 a relatively long residence time. This long residence time is sufficient to allow the ion exchange agents 5 In the flowing past, water-containing fuel existing substances that can precipitate in the form of calcium carbonate particles, withdraw and integrate into the ion exchange agent.

Selbstverständlich können die Ionenaustauschmittel innerhalb des Filtergehäuses 3 in beliebigen anderen Formen als in einer Ringform angeordnet werden. Mögliche Formen sind beispielsweise stern- oder spiral- bzw. wendelförmige Anordnungen auch eine wabenförmige Anordnung mit einer Vielzahl parallel beabstandeter Strömungskanäle ist möglich. Entscheidend ist lediglich, dass Ablagerungen aus in dem Kraftstoff enthaltenem Wasser wie insbesondere Calciumcarbonat durch das eingesetzte Ionenaustauschmittel betriebssicher entfernt werden können.Of course, the ion exchange agents within the filter housing 3 be arranged in any other forms than in a ring shape. Possible shapes are for example star or spiral or helical arrangements and a honeycomb arrangement with a plurality of parallel spaced flow channels is possible. All that matters is that deposits of water contained in the fuel, such as, in particular, calcium carbonate, can be reliably removed by the ion exchange agent used.

Für den Wirkungsgrad eines erfindungsgemäß eingesetzten Ionenaustauschmittels 5 reicht es aus, dass durch dieses eine Funktionsstörung innerhalb der Kraftstoffversorgungseinrichtung durch Wandanlagerungen von Wasserablagerungen, wie insbesondere Calciumcarbonat, sicher vermieden wird. Ist dies sichergestellt, so kommt es nicht darauf an, dass beispielsweise aus Wasseranteilen ausfüllbares Calciumcarbonat praktisch hundertprozentig aus dem Kraftstoff entfernt wird.For the efficiency of an ion exchange agent used according to the invention 5 it is sufficient that is reliably avoided by this a malfunction within the fuel supply device by Wandanlagerungen of water deposits, in particular calcium carbonate. If this is ensured, then it does not matter that calcium carbonate which can be filled, for example, from water fractions is removed virtually completely from the fuel.

Alle in der Beschreibung und in den nachfolgenden Ansprüchen dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Form miteinander erfindungswesentlich sein.All in the description and in the following claims Features can be both individually as well as in any form with each other invention essential be.

Claims (5)

Kraftstoffversorgungseinrichtung eines Kraftfahrzeugverbrennungsmotors, gekennzeichnet durch innerhalb eines von Kraftstoff beaufschlagten Raumes installierte Ionenaustauschmittel (5).A fuel supply device of an automotive internal combustion engine, characterized by ion exchange means installed within a space occupied by fuel ( 5 ). Kraftstoffversorgungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ionenaustauschmittel (5) für einen Kationen- und gleichermaßen Anionenaustausch ausgebildet sind.Fuel supply device according to claim 1, characterized in that the ion exchange means ( 5 ) are designed for a cation and anion exchange. Kraftstoffversorgungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ionenaustauschmittel (5) zum Entfernen von in Wasseranteilen des Kraftstoffes gelösten Salzen wie Calciumcarbonat (CaCO3) oder dergleichen geeignet ausgebildet sind.Fuel supply device according to claim 1 or 2, characterized in that the ion exchange means ( 5 ) are designed to remove dissolved in water fractions of the fuel salts such as calcium carbonate (CaCO 3 ) or the like. Filter in einer Kraftstoffversorgungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Kraftstoff ein innerhalb eines Filtergehäuses gelegenes Filterelement durchströmt, dadurch gekennzeichnet, dass die Ionenaustauschmittel (5) innerhalb des Filtergehäuses (3) stromauf des Filterelementes (4) angeordnet sind.Filter in a fuel supply device according to one of the preceding claims, in which the fuel flows through a filter element located inside a filter housing, characterized in that the ion exchange means ( 5 ) within the filter housing ( 3 ) upstream of the filter element ( 4 ) are arranged. Filter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ionenaustauschmittel innerhalb des Filtergehäuses (3) in der Form eines durchströmbaren Ringes angeordnet sind.Filter according to claim 4, characterized in that the ion exchange means within the filter housing ( 3 ) are arranged in the form of a permeable ring.
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