DE102007039661B4

DE102007039661B4 - Fuel filter

Info

Publication number: DE102007039661B4
Application number: DE102007039661.0A
Authority: DE
Inventors: Michael Braunheim; Matthias Gänswein; Andreas Hafner; Gerd Podgornig
Original assignee: Mahle International GmbH
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 2006-08-23
Filing date: 2007-08-22
Publication date: 2017-05-24
Anticipated expiration: 2027-08-23
Also published as: DE102007039661A1

Abstract

Kraftstofffilter (1) mit – einem Filterelement (2) zum Abscheiden von Partikeln und Wasser aus einem durch den Kraftstofffilter (1) strömenden Kraftstoffstrom, – einem Sammelraum (6) zum Sammeln des abgeschiedenen Wassers (7) und – einem Entwässerer (3) zum Abführen des abgeschiedenen Wassers (7) aus dem Kraftstofffilter (1), wobei der Entwässerer (3) als Einheit mit dem Kraftstofffilter (1) oder als davon separate Baugruppe ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, – dass der Entwässerer (3) einen Kohlenwasserstoff-Adsorber (10) zur Adsorption von in dem abgeschiedenen Wasser (7) mitgeführten Kohlenwasserstoffen aufweist, – dass zwischen dem Sammelraum (6) und dem Entwässerer (3) zwei in Reihe geschaltete Ventileinrichtungen (8, 9) vorgesehen sind, die autark voneinander angesteuert sind.A fuel filter (1) comprising - a filter element (2) for separating particles and water from a fuel flow passing through the fuel filter (1), - a collecting space (6) for collecting the separated water (7) and - a dehydrator (3) for Discharging the separated water (7) from the fuel filter (1), wherein the dehydrator (3) is formed as a unit with the fuel filter (1) or as a separate assembly, characterized in that the dehydrator (3) is a hydrocarbon adsorber (10) for the adsorption of in the separated water (7) entrained hydrocarbons, - that between the collecting space (6) and the dehydrator (3) two series-connected valve means (8, 9) are provided, which are independently controlled from each other.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftstofffilter mit einem Filterelement zum Abscheiden von Partikeln und Wasser aus einem durch den Kraftstofffilter strömenden Kraftstoffstrom gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a fuel filter with a filter element for separating particles and water from a fuel flow flowing through the fuel filter according to the preamble of claim 1.

Um einen möglichst hohen Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors erzielen zu können, ist in einer Kraftstoffleitung üblicherweise ein Kraftstofffilter angeordnet, welches insbesondere Schmutzteilchen aus dem Kraftstoff herausfiltert und im Kraftstoff mitgeführtes Wasser abscheidet. Da hierbei nicht gänzlich ausgeschlossen werden kann, dass in dem aus dem Kraftstoff abgeschiedenen Wasser noch Kraftstoffanteile enthalten sind, darf dieses nicht ohne weiteres in die Umgebung abgelassen werden, sondern muss von darin noch enthaltenen Kraftstoffanteilen getrennt werden. Ein unkontrolliertes Ablassen von abgeschiedenem Wasser, welches noch Kraftstoffanteile enthält, ist aus ökologischen Gründen unbedingt zu vermeiden.In order to achieve the highest possible efficiency of the internal combustion engine, a fuel filter is usually arranged in a fuel line, which in particular filters out dirt particles from the fuel and separates entrained water in the fuel. Since this can not be completely ruled out that in the water separated from the fuel still fuel components are included, this may not be readily discharged into the environment, but must be separated from it contained fuel components. An uncontrolled discharge of separated water, which still contains fuel, must be avoided for ecological reasons.

Eine Möglichkeit der Abscheidung von im abgeschiedenen Wasser noch enthaltenen Kraftstoffanteilen, ist aus der DE 10 2005 000 658 A1 bekannt, in welcher ein Kraftstofffilter mit einem Filterelement zum Herausfiltern von Partikeln und Wasser aus einem durch den Kraftstofffilter strömenden Kraftstoffstrom und einem Entwässerer zum Abführen des herausgefilterten Wassers aus dem Kraftstofffilter beschrieben ist. Dabei ist der Entwässerer als eigenständige Baueinheit gestaltet und kann wahlweise von dem Filterelement getrennt werden. Im Entwässerer ist eine für Wasser semipermeable Membran vorgesehen, welche auf einem Träger flächig aufliegt und welche einen Durchtritt von Kraftstoffanteilen verhindert. Die Trennung von noch im abgeschiedenen Wasser enthaltenen Kraftstoffanteilen erfolgt dabei über die semipermeable Membran.One possibility for the separation of fuel components still contained in the separated water, is from the DE 10 2005 000 658 A1 As is known in which a fuel filter is described with a filter element for filtering out particles and water from a flow of fuel flowing through the fuel filter and a dehydrator for discharging the filtered-out water from the fuel filter. The dehydrator is designed as an independent unit and can optionally be separated from the filter element. In the dewater a water-semipermeable membrane is provided, which rests flat on a support and which prevents passage of fuel fractions. The separation of fuel components still contained in the separated water takes place via the semipermeable membrane.

Aus der DE 101 60 497 A1 ist ein Kraftstofffilter mit einem Filterelement zum Abscheiden von Partikeln und Wasser aus einem durch den Kraftstofffilter schwemmenden Kraftstoffstrom bekannt. Das Kraftstofffilter weist einen Sammelraum zum Sammeln von abgeschiedenen Wasser und einem Entwässerer zum Abführen des abgeschiedenen Wassers aus dem Kraftstofffilter.From the DE 101 60 497 A1 For example, a fuel filter having a filter element for separating particles and water from a fuel flow passing through the fuel filter is known. The fuel filter has a plenum for collecting separated water and a dehydrator for discharging the separated water from the fuel filter.

Aus der DE 103 50 781 A1 ist ein Kraftstofffilter mit einem Filterelement bekannt und einem Wassersammelraum zum Sammeln von aus dem Kraftstoff abgeschiedenem Wasser. Ebenfalls vorgesehen ist ein Entwässerer zum Abführen des abgeschiedenen Wassers aus dem Kraftstofffilter.From the DE 103 50 781 A1 For example, a fuel filter having a filter element and a water collecting space for collecting water separated from the fuel is known. Also provided is a dehydrator for removing the separated water from the fuel filter.

Aus der DE 10 2004 036 070 A1 ist ein Kraftstofffilter mit einem Kohlenwasserstoffabsorber bekannt, wobei als Kohlenwasserstoffabsorber Aktivkohle vorgesehen ist.From the DE 10 2004 036 070 A1 is a fuel filter with a hydrocarbon absorber known, being provided as a hydrocarbon absorber activated carbon.

Die Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für einen Kraftstofffilter der gattungsgemäßen Art eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, welche einerseits eine besonders effektive Abscheidung von im abgeschiedenen Wasser noch enthaltenen Kraftstoffanteilen ermöglicht und welche andererseits ein ungewolltes Ablassen von Wasser mit noch darin enthaltenen Kraftstoffanteilen verhindert.The invention is concerned with the problem of providing an improved embodiment for a fuel filter of the generic type, which on the one hand enables a particularly effective separation of fuel components still contained in the separated water and which, on the other hand, prevents unwanted discharge of water with fuel components still contained therein.

Gelöst wird dieses Problem durch ein Kraftstofffilter mit sämtlichen Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Unteransprüche.This problem is solved by a fuel filter with all the features of claim 1. Advantageous and expedient embodiments are the subject of the dependent subclaims.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, im Unterschied zu herkömmlichen Lösungen, welche die Kohlenwasserstoffe physikalisch mit Hilfe eines Filters aus dem abgeschiedenen Wasser trennen, die Kohlenwasserstoffe nunmehr zu adsorbieren und dadurch aus dem abgeschiedenen Wasser herauszutrennen. Darüber hinaus sind zwischen einem Sammelraum zum Sammeln von aus dem Kraftstoff abgeschiedenen Wasser und einem Entwässerer zum Abführen des abgeschiedenen Wassers aus dem Kraftstofffilter, zwei in Reihe geschaltete Ventileinrichtungen vorgesehen, die autark voneinander angesteuert sind und dadurch ein redundantes System mit besonders hoher Sicherheit gegen ein ungewolltes Ablassen von mit Kraftstoffanteilen besetztem Wasser in die Umgebung bilden. Selbst bei einem Ausfall einer der beiden Ventileinrichtungen kann es nicht zu einem unkontrollierten Ablassen von Wasser/Kraftstoff in den Entwässerer und damit unter Umständen in die Umgebung kommen, da die andere Ventileinrichtung noch für die nötige Dichtheit sorgen kann. Der Entwässerer ist dabei als Einheit mit dem Kraftstofffilter oder als davon separate Baugruppe ausgebildet ist. Um die im abgeschiedenen Wasser noch vorhandenen Kraftstoffanteile möglichst vollständig entfernen zu können, weist der Entwässerer oben genannten Kohlenwasserstoff-Adsorber auf, der in der Lage ist, die in dem abgeschiedenen Wasser mitgeführten Kohlenwasserstoffe an seiner inneren Oberfläche anzulagern, das heißt zu adsorbieren. Dabei gilt der Grundsatz, je größer die innere Oberfläche des Adsorbens ist, um so größer ist die Adsorbtionswirkung beziehungsweise Adsorbtionsfähigkeit und um so größer ist die reinigende Wirkung des Kohlenwasserstoff-Adsorbers. Derartige Kohlenwasserstoff-Adsorber können heutzutage kostengünstig und in nahezu beliebiger Form hergestellt werden und gewährleisten je nach Größe ihrer inneren Oberfläche beziehungsweise je nach Durchströmungsgeschwindigkeit eine hohe Adsorbtionsfähigkeit und damit eine große Reinigungswirkung, die auf jeden Fall ausreicht, das durch den Adsorber gereinigte Wasser unbedenklich in die Umgebung ablassen zu können. Gleichzeitig kann mit den beiden in Reihe geschalteten und unabhängig voneinander angesteuerten Ventileinrichtungen zwischen dem Sammelraum und dem Entwässerer, welche zum Ablassen von Wasser aus dem Sammelraum beide geöffnet sein müssen, eine sehr hohe Sicherheit gegen ein ungewolltes Ablassen von Wasser aus dem Entwässerer gewährleistet werden.The invention is based on the general idea, unlike conventional solutions which physically separate the hydrocarbons from the separated water by means of a filter, to adsorb the hydrocarbons and thereby separate them from the separated water. In addition, between a collecting space for collecting separated water from the fuel and a dehydrator for discharging the separated water from the fuel filter, two series-connected valve means are provided, which are independently controlled from each other and thereby a redundant system with very high security against unwanted Drain fuel contaminated water into the environment. Even with a failure of one of the two valve devices, it can not lead to an uncontrolled discharge of water / fuel in the dehydrator and thus possibly in the environment, since the other valve device can still provide the necessary tightness. The dehydrator is designed as a unit with the fuel filter or as a separate subassembly. In order to be able to remove as completely as possible the fuel remaining in the separated water, the dehydrator has the abovementioned hydrocarbon adsorber, which is able to adsorb the hydrocarbons entrained in the separated water on its inner surface. In this case, the principle applies, the larger the inner surface of the adsorbent, the greater the adsorption effect or adsorption capacity and the greater the cleaning effect of the hydrocarbon adsorber. Such hydrocarbon adsorbers can nowadays be produced inexpensively and in almost any desired form and, depending on the size of their inner surface or depending on the flow rate, ensure a high adsorbability and thus a large cleaning effect, which is sufficient in any case, that through the adsorber cleaned water safely in the environment to be able to drain. At the same time can be ensured with the two series-connected and independently controlled valve devices between the plenum and the dehydrator, which must be open to drain water from the plenum both very high security against accidental discharge of water from the dehydrator.

Zweckmäßig ist der Kohlenwasserstoff-Adsorber Aktivkohle oder weist zumindest solche auf. Aktivkohle ist eine feinkörnige Kohle mit extrem großer Oberfläche und einer stark porösen Struktur. Ihre Adsorbtionsfähigkeit ist daher besonders hoch und insbesondere für Kohlenwasserstoffe besonders ausgeprägt, wodurch sie bereits in Filteranlagen, beispielsweise in Abluftfiltern von Tankanlagen, bereits weit verbreitet eingesetzt wird. Zudem ist Aktivkohle in nahezu beliebiger Form herstellbar und darüber hinaus kostengünstig, wodurch eine im Vergleich zum Stand der Technik preiswerte und wirkungsvolle Trennung der im abgeschiedenen Wasser verbliebenen Kohlenwasserstoffanteile erreicht werden kann.Suitably, the hydrocarbon adsorber is activated carbon or has at least such. Activated carbon is a fine-grained coal with an extremely large surface and a strongly porous structure. Their adsorption capacity is therefore particularly high and particularly pronounced for hydrocarbons, as a result of which it is already widely used in filter systems, for example in exhaust air filters of tank installations. In addition, activated carbon can be produced in almost any desired form and, moreover, cost-effectively, as a result of which, compared to the prior art, inexpensive and effective separation of the hydrocarbon fractions remaining in the separated water can be achieved.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist eine Wasserstandsensoreinrichtungsermittlung des Wasserstandes im Sammelraum des Kraftstofffilters vorgesehen, welche als „two-Level”-Sensoreinrichtung ausgebildet ist und entweder zumindest zwei unabhängig voneinander operierende Wasserstandssensoren, nämlich einen oberen und zumindest einen unteren Wasserstandssensor oder einen einzigen Wasserstandssensor mit einem oberen und zumindest einem unteren Erfassungsbereich aufweist. Es sind somit unabhängig von der Ausführungsform der Wasserstandssensoreinrichtung zwei Level, nämlich ein oberes Level „1” und ein unteres Level „2”, vorgesehen, wobei das untere Level „2” einen unteren Grenzwasserstand anzeigt, welcher immer im Sammelraum vorhanden sein sollte. Sinkt der Wasserstand im Sammelraum unter das untere Level „2”, so wird zumindest eine, vorzugsweise werden beide Ventileinrichtungen, welche vorzugsweise als Magnetventile ausgebildet sind, geschlossen, so dass kein weiteres, mit Kraftstoffanteilen besetztes Wasser in den Entwässerer gelangen kann. Das untere Level „2” dient somit als Sicherheitslevel (Not-AUS), welches verhindern soll, dass der Sammelraum vollständig leerläuft und damit auch Kraftstoff in größeren Mengen in den Entwässerer gelangen kann. Das obere Level „1” hingegen dient als sogenannte „Schaltschwelle” für die beiden Ventileinrichtungen, sodass diese geöffnet werden, sofern der Wasserstand im Sammelraum das obere Level „1” erreicht bzw. überschreitet. Da sich insbesondere nach einer Erstbefüllung des Kraftstofffilters nur Kraftstoff im System befindet und sich abgeschiedenes Wasser erst nach einiger Zeit im Sammelraum sammelt, wird das untere Level „2” zunächst nicht erreicht, so dass der untere Wasserstandssensor bzw. bei einem einzigen Wasserstandssensor der untere Erfassungsbereich von Beginn an inaktiv sind. Beim Betrieb des Kraftstofffilters steigt der Wasserspiegel im Sammelraum zusehends und erreicht nach einer gewissen Zeitdauer das obere Level „1”. Ist das obere Level „1” zum ersten Mal erreicht und damit sichergestellt, dass sich ausreichend Wasser im Sammelraum befindet, wird der untere Wasserstandssensor bzw. bei einem einzigen Wasserstandssensor der untere Erfassungsbereich aktiviert. Das obere Level „1” dient hierbei – wie oben angeführt – als sogenannte „Schaltschwelle” für die Ventileinrichtungen, welche immer dann geöffnet werden, sobald das obere Level „1”, d. h. der obere Wasserstandssensor mit Wasser beaufschlagt wird bzw. bei einem einzigen Wasserstandssensor der obere Erfassungsbereich erreicht wird. Dabei werden die Ventileinrichtungen vorzugsweise für eine vordefinierte Zeitdauer geöffnet und damit ein definiertes Volumen an Wasser aus dem Sammelraum in den Entwässerer abgelassen.In an advantageous embodiment, a water level sensor device determination of the water level is provided in the collecting space of the fuel filter, which is designed as a "two-level" sensor device and either at least two independently operating water level sensors, namely an upper and at least one lower water level sensor or a single water level sensor with an upper and at least one lower detection area. Thus, regardless of the embodiment of the water level sensor device, there are provided two levels, an upper level "1" and a lower level "2", the lower level "2" indicating a lower limit water level which should always be present in the collecting space. If the water level in the collecting space drops below the lower level "2", then at least one, preferably both valve devices, which are preferably designed as solenoid valves, is closed so that no further water contaminated with fuel portions can enter the dehydrator. The lower level "2" thus serves as a safety level (emergency stop), which is to prevent that the collecting space runs completely empty and thus also fuel in larger quantities can get into the dehydrator. The upper level "1", however, serves as a so-called "switching threshold" for the two valve devices so that they are opened, provided that the water level in the collecting space reaches or exceeds the upper level "1". Since only fuel is in the system after a first filling of the fuel filter and collected water accumulates after some time in the plenum, the lower level "2" is initially not reached, so that the lower water level sensor or at a single water level sensor, the lower detection range are inactive from the beginning. During operation of the fuel filter, the water level in the collecting space rises appreciably and reaches the upper level "1" after a certain period of time. When the upper level "1" is reached for the first time, ensuring that there is enough water in the plenum, the lower water level sensor is activated or, for a single water level sensor, the lower detection area. The upper level "1" serves - as stated above - as a so-called "switching threshold" for the valve devices, which are always opened when the upper level "1", d. H. the upper water level sensor is supplied with water or in a single water level sensor, the upper detection range is reached. In this case, the valve devices are preferably opened for a predefined period of time and thus a defined volume of water is drained from the collecting space into the dehydrator.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Other important features and advantages of the invention will become apparent from the dependent claims, from the drawings and from the associated figure description with reference to the drawings.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.Preferred embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be described in more detail in the following description, wherein like reference numerals refer to the same or similar or functionally identical components.

Dabei zeigen, jeweils schematisch,Show, in each case schematically,

1 eine Schnittdarstellung durch einen erfindungsgemäßen Kraftstofffilter, 1 a sectional view through a fuel filter according to the invention,

2 ein Flussdiagramm zur Verdeutlichung eines Ablaufvorgangs beim Ablassen von Wasser aus dem Kraftstofffilter, 2 a flow diagram for illustrating a process of draining water from the fuel filter,

3 eine Diagrammdarstellung eines Strom-/Spannungsverlaufs zur Überwachung eines Schaltzustandes einer Ventileinrichtung durch eine Überwachungseinrichtung. 3 a diagram representation of a current / voltage curve for monitoring a switching state of a valve device by a monitoring device.

Entsprechend 1 weist ein erfindungsgemäßes Kraftstofffilter 1 ein Filterelement 2 sowie einen Entwässerer 3 auf. Der Entwässerer 3 kann dabei entweder als Einheit zusammen mit dem Kraftstofffilter 1 oder als davon separate Baugruppe ausgebildet sein. Das Kraftstofffilter 1 ist in üblicher Weise an eine Kraftstoffleitung 4 angeschlossen und zum Abscheiden von Partikeln und Wasser 7 aus einem durch den Kraftstofffilter 1 strömenden Kraftstoffstrom ausgebildet. Das Filterelement 2 kann als Filterpatrone ausgebildet sein und darüber hinaus mit einem Gehäuse 5 des Kraftstofffilters 1 derart lösbar verbunden sein, dass es leicht ausgetauscht werden kann.Corresponding 1 has a fuel filter according to the invention 1 a filter element 2 as well as a dehydrator 3 on. The dehydrator 3 can be either as a unit together with the fuel filter 1 or as a separate assembly be educated. The fuel filter 1 is in the usual way to a fuel line 4 connected and for the separation of particles and water 7 from one through the fuel filter 1 formed flowing fuel flow. The filter element 2 can be designed as a filter cartridge and beyond with a housing 5 of the fuel filter 1 be detachably connected so that it can be easily replaced.

Unterhalb des Filterelementes 2 ist ein Sammelraum 6 zum Sammeln von aus dem Kraftstoffstrom ausgeschiedenem Wasser 7 angeordnet, wobei an einem Tiefpunkt des Sammelraumes 6 ein Auslass zum stromab gelegenen Entwässerer 3 vorgesehen ist. Zwischen dem Sammelraum 6 und dem Entwässerer 3 sind erfindungsgemäß zwei in Reihe geschaltete Ventileinrichtungen 8 und 9 vorgesehen, welche autark voneinander angesteuert sind. Um abgeschiedenes Wasser 7 aus dem Sammelraum 6 in den Entwässerer 3 ablassen zu können, müssen sich demnach beide Ventileinrichtungen 8 und 9 in geöffnetem Zustand befinden.Below the filter element 2 is a collection room 6 for collecting water separated from the fuel stream 7 arranged, being at a low point of the collecting space 6 an outlet to the downstream drainer 3 is provided. Between the collection room 6 and the drainage 3 According to the invention are two valve devices connected in series 8th and 9 provided, which are independently controlled by each other. For separated water 7 from the collection room 6 into the dehydrator 3 To be able to drain, therefore, both valve devices must 8th and 9 when open.

Zur Adsorption von im abgeschiedenen Wasser 7 mitgeführten Kohlenwasserstoffen weist der Entwässerer 3 einen Kohlenwasserstoff-Adsorber 10 auf, welcher vorzugsweise aus Aktivkohle besteht oder solche umfasst. Aktivkohle besteht überwiegend aus Kohlenstoff (zumeist größer als 90%) mit einer stark porösen Struktur. Darüber hinaus beträgt eine innere Oberfläche der Aktivkohle zwischen 500 und 2.000 m² pro Gramm Kohle, worin die hohe Adsorptionsfähigkeit der Aktivkohle begründet liegt. Vorzugsweise ist dabei der Kohlenwasserstoff-Adsorber 10 so ausgebildet, dass das diesen durchströmende Wasser 7 möglichst lange darin verweilt, so dass möglichst viele Kohlenwasserstoffanteile aus dem abgeschiedenen Wasser 7 an der Aktivkohle bzw. am Kohlenwasserstoff-Adsorber 10 angelagert werden können. Selbstverständlich können als Kohlenwasserstoff-Adsorber 10 auch andere Adsorptionsmittel, wie beispielsweise Zeolithe, Metal-organicframeworks oder andere unpolare Adsorbenzien verwendet werden.For adsorption of in the separated water 7 entrained hydrocarbons has the dehydrator 3 a hydrocarbon adsorber 10 which preferably consists of activated carbon or comprises such. Activated carbon consists predominantly of carbon (mostly greater than 90%) with a strongly porous structure. In addition, an inner surface area of the activated carbon is between 500 and 2,000 m ² per gram of carbon, in which the high adsorption capacity of the activated carbon is due. Preferably, the hydrocarbon adsorber is 10 designed so that the water flowing through this 7 as long as possible dwells therein, so that as many hydrocarbon fractions from the separated water 7 on the activated carbon or on the hydrocarbon adsorber 10 can be stored. Of course, as a hydrocarbon adsorber 10 Other adsorbents such as zeolites, metal organic frameworks or other nonpolar adsorbents may be used.

Wie bereits erwähnt, sind die beiden Ventileinrichtungen 8 und 9 autark, das heißt unabhängig voneinander angesteuert, wofür diese jeweils mit einer eigenen Steuereinrichtung 11, 11' verbunden sind, wovon zumindest eine eine Motorsteuerung sein kann oder mit einer derartigen zusammenwirkt. Denkbar ist demnach, dass auch beide Ventileinrichtungen 8, 9 von der Motorsteuerung autark angesteuert werden. Die Steuereinrichtungen 11 und 11' können dabei die beiden in Reihe geschalteten Ventileinrichtungen 8 und 9 periodisch, insbesondere getaktet und/oder in Abhängigkeit des Füllgrades des Sammelraums 6 ansteuern und dadurch den Ablass von abgeschiedenem Wasser aus dem Sammelraum 6 steuern.As already mentioned, the two valve devices 8th and 9 self-sufficient, that is controlled independently of each other, for which each of these with its own control device 11 . 11 ' are connected, at least one of which may be an engine control or cooperates with such. It is therefore conceivable that both valve devices 8th . 9 be controlled autonomously by the motor control. The control devices 11 and 11 ' can the two series-connected valve devices 8th and 9 periodically, in particular clocked and / or depending on the degree of filling of the collecting space 6 control and thereby the discharge of separated water from the plenum 6 Taxes.

Um einen Füllgrad des Sammelraumes 6 mit Wasser 7 ermitteln zu können, ist eine Wasserstandssensoreinrichtung 12 vorgesehen, welche beispielsweise als sogenannte „two-Level”-Sensoreinrichtung ausgebildet ist und entweder zumindest zwei unabhängig voneinander operierende Wasserstandssensoren, nämlich einen oberen Wasserstandssensor 13 und zumindest einen unteren Wasserstandssensor 13' oder einen einzigen Wasserstandssensor mit einem oberen und zumindest einem unteren Erfassungsbereich aufweist. Dabei können die Steuereinrichtungen 11, 11' die zugehörigen Ventileinrichtungen 8, 9 beispielsweise öffnen, sofern der Wasserstand im Sammelraum 6 den oberen Wasserstandssensor 13 bzw. den oberen Erfassungsbereich erreicht oder überschreitet. Ein Öffnen der beiden Ventileinrichtungen 8, 9 erfolgt dabei vorzugsweise zeitgesteuert, längstens jedoch solange, bis der Wasserstand im Sammelraum 6 den unteren Wasserstandssensor 13' bzw. den unteren Erfassungsbereich des einzigen Wasserstandssensors erreicht.To a degree of filling of the collecting space 6 with water 7 to be able to determine is a water level sensor device 12 provided, which is designed for example as a so-called "two-level" sensor device and either at least two independently operating water level sensors, namely an upper water level sensor 13 and at least one lower water level sensor 13 ' or a single water level sensor having an upper and at least a lower detection range. In this case, the control devices 11 . 11 ' the associated valve devices 8th . 9 open, for example, if the water level in the plenum 6 the upper water level sensor 13 or reaches or exceeds the upper detection range. Opening the two valve devices 8th . 9 is preferably timed, but at the longest until the water level in the plenum 6 the lower water level sensor 13 ' or reaches the lower detection range of the single water level sensor.

Im Folgenden wird dabei vom Level „1” gesprochen, sofern der Wasserstand den oberen Wasserstandssensor 13 erreicht, während vom Level „2” gesprochen wird, sofern der Wasserstand noch bis zum unteren Wasserstandssensor 13' reicht. Dabei ist vorgesehen, dass der zumindest eine untere Wasserstandssensor 13' oder der zumindest eine untere Erfassungsbereich bei einem einzigen Wasserstandssensor stets unterhalb eines Wasserspiegels im Sammelraum 6 liegt, so dass ein Ablassen von Kraftstoff in den Entwässerer 3 zuverlässig vermieden werden kann. Erreicht der Wasserspiegel im Sammelraum 6 den Level „2”, d. h. den unteren Wasserstandssensor 13', so reagiert die Steuereinrichtung 11, 11' mit einem „Not-AUS”, d. h. zumindest eine Ventileinrichtung 8, 9 wird geschlossen. Ein Fallen des im Sammelraum 6 anstehenden Wasserstandes unter das Level „2” ist somit theoretisch nicht möglich, da zumindest eine der beiden Steuerungseinrichtungen 11, 11' die jeweils zugeordnete Ventileinrichtungen 9, 8 schließt, sofern der untere Wasserstandssensor 13' bzw. der untere Erfassungsbereich eines einzigen Wasserstandssensor oberhalb des Wasserspiegels im Sammelraum 6 liegt.In the following it is spoken by the level "1", provided the water level is the upper water level sensor 13 reached, while the level is "2", if the water level is still up to the lower water level sensor 13 ' enough. It is provided that the at least one lower water level sensor 13 ' or the at least one lower detection area in a single water level sensor always below a water level in the plenum 6 lies, allowing a draining of fuel into the dehydrator 3 can be reliably avoided. Reach the water level in the collection room 6 the level "2", ie the lower water level sensor 13 ' , so the controller reacts 11 . 11 ' with an "emergency stop", ie at least one valve device 8th . 9 will be closed. A falling of the in the collection room 6 Pending water level below the level "2" is thus theoretically not possible because at least one of the two control devices 11 . 11 ' the respectively associated valve devices 9 . 8th closes, provided the lower water level sensor 13 ' or the lower detection range of a single water level sensor above the water level in the plenum 6 lies.

Das erfindungsgemäße Vorsehen von zwei in Reihe geschalteten Ventileinrichtungen 8 und 9 bietet ein besonders sicheres System, da auch bei einem Ausfall einer der beiden Ventileinrichtungen 8, 9, insbesondere bei einem Ausfall in geöffnetem Zustand, ein unkontrolliertes Ablassen von Wasser 7 bzw. Kraftstoff aus dem Sammelraum 6 in den Entwässerer 3 und ggf. in die Umwelt zuverlässig vermieden werden kann, da in diesem Fall die verbleibende andere Ventileinrichtung 9, 8 noch für die nötige Dichtheit sorgen kann.The inventive provision of two series-connected valve devices 8th and 9 offers a particularly safe system, as even if one of the two valve devices fails 8th . 9 In particular, in the event of a failure in the open state, an uncontrolled discharge of water 7 or fuel from the plenum 6 into the dehydrator 3 and possibly in the environment can be reliably avoided, since in this case the remaining other valve device 9 . 8th can still provide the necessary tightness.

Um die Zuverlässigkeit des Kraftstofffilters 1 zusätzlich erhöhen zu können, kann stromab des Entwässerers 3 bzw. des Kohlenwasserstoff-Adsorbers 10 eine weitere schaltbare Ventileinrichtung 14 angeordnet sein, welche beispielsweise manuell, periodisch, insbesondere getaktet und/oder in Abhängigkeit der anderen Ventileinrichtungen 8, 9 schaltbar ausgebildet ist und dadurch eine Verweildauer von mit Kohlenwasserstoffen verunreinigtem Wasser 7 im Kohlenwasserstoff-Adsorber 10 steuert. Hierdurch kann insbesondere auf einen Reinigungsgrad des abgeschiedenen Wassers 7 Einfluss genommen werden. Zugleich kann selbst bei einem Ausfall der beiden Ventileinrichtungen 8 und 9 zuverlässig verhindert werden, dass Kraftstoff unkontrolliert durch den Entwässerer 3 strömt und in die Umwelt austritt.To the reliability of the fuel filter 1 In addition, it may be downstream of the dehydrator 3 or of the hydrocarbon adsorber 10 another switchable valve device 14 be arranged, for example, manually, periodically, in particular clocked and / or in dependence of the other valve devices 8th . 9 is formed switchable and thereby a residence time of hydrocarbons contaminated water 7 in the hydrocarbon adsorber 10 controls. This makes it possible in particular for a degree of purification of the separated water 7 Be influenced. At the same time, even with a failure of the two valve devices 8th and 9 Reliably prevents fuel from running unchecked by the dehydrator 3 flows and escapes into the environment.

Generell kann der Kohlenwasserstoff-Adsorber 10 so groß ausgebildet sein, dass er dieselbe Lebensdauer aufweist wie das Kraftstofffilter 1 oder aber er ist leicht austauschbar, beispielsweise über eine Schraubverbindung, mit dem Kraftstofffilter 1 verbunden, so dass er mit geringem Wartungsaufwand bei Bedarf leicht ausgetauscht werden kann. Dabei soll die Lebensdauer auf ca. 1 bis 1,5 Mio. Kilometer bzw. 15 Jahre ausgelegt sein, sofern dies vom Bauraum her möglich ist. Ist der hierfür erforderliche Bauraum nicht vorhanden, so soll ein Austausch des Kohlenwasserstoff-Adsorbers 10 vorzugsweise in einem n-fachen Filterwechsel-Intervall erfolgen.Generally, the hydrocarbon adsorber 10 be designed so large that it has the same life as the fuel filter 1 or he is easily replaceable, for example via a screw, with the fuel filter 1 connected so that it can be easily replaced with little maintenance when needed. The service life should be about 1 to 1.5 million kilometers or 15 years, if this is possible from the space. If the space required for this purpose is not present, so should a replacement of the hydrocarbon adsorber 10 preferably in an n-fold filter change interval.

Wie in 1 gezeigt, ist der Entwässerer 3 unterhalb des Filterelementes 2 beziehungsweise unten am Kraftstofffilter 1 angeordnet, so dass ein druckloses Ablassen des abgeschiedenen Wassers 7 allein durch die Schwerkraft erfolgen kann. Denkbar ist aber auch, dass bei einer alternativen anderen Anordnung des Entwässerers 3 bezüglich des Filterelements 2 zum Ablassen des abgeschiedenen Wassers eine nicht gezeigte Kraftstoffpumpe benutzt wird und dadurch ein druckbeaufschlagtes Ablassen des abgeschiedenen Wassers 7 erfolgt. Ein derartiges druckbeaufschlagtes Ablassen mittels der Kraftstoffpumpe kann dabei während der Fahrt erfolgen.As in 1 shown is the dehydrator 3 below the filter element 2 or at the bottom of the fuel filter 1 arranged so that a pressureless discharge of the separated water 7 can be done solely by gravity. It is also conceivable that in an alternative alternative arrangement of the dehydrator 3 with respect to the filter element 2 for discharging the separated water a fuel pump, not shown, is used and thereby a pressurized discharge of the separated water 7 he follows. Such pressurized release by means of the fuel pump can be done while driving.

Generell sollte bei allen möglichen Ausführungsformen eine möglichst lange Verweildauer des abgeschiedenen Wassers 7 im Kohlenwasserstoff-Adsorber 10 angestrebt werden, wobei dies entweder durch eine entsprechende geometrische Ausbildung des Kohlenwasserstoff-Adsorbers 10 und/oder durch die oben beschriebene weitere Ventileinrichtung 14 erreicht werden kann.In general, in all possible embodiments, the longest possible residence time of the separated water 7 in the hydrocarbon adsorber 10 be sought, this either by a corresponding geometric design of the hydrocarbon adsorber 10 and / or by the further valve device described above 14 can be achieved.

Gemäß 2 ist ein Flussdiagramm für einen möglichen Ablauf eines Ablassvorgangs von aus dem Kraftstoff abgeschiedenen Wasser 7 dargestellt. Der zu reinigende Kraftstoff tritt über die Kraftstoffleitung 4 in das Filterelement 2 ein, wobei gereinigter Kraftstoff über eine Reinleitung 15 das Filterelement 2 wieder verlässt. Das abgeschiedene Wasser 7 sammelt sich im unterhalb des Filterelementes 2 gelegenen Sammelraum 6, wobei hier die Wasserstandssensoreinrichtung 12 einen Wasserstand zumindest zwischen dem Level „1” und dem Level „2” detektiert. Dabei sollte der Wasserstand im Sammelraum 6 stets mindestens das Level „2” aufweisen, um zu verhindern, dass reiner Kraftstoff in den Entwässerer 3 abgelassen wird. Erreicht der Wasserstand im Sammelraum 6 das Level „1”, so wird dies den Steuereinrichtungen 11, 11' übermittelt, woraufhin diese die zugehörige Ventileinrichtung 8, 9 vorzugsweise zeitgesteuert öffnen, so dass abgeschiedenes Wasser 7 in den Entwässerer 3 austreten kann. Die optional vorgesehene weitere Ventileinrichtung 14 am Ausgang des Entwässeres 3 ist in der 2 nicht dargestellt. Generell können die beiden Ventileinrichtungen 8 und 9 als sogenannte Magnetventile ausgebildet sein.According to 2 FIG. 10 is a flowchart for a possible flow of a purge operation of water separated from the fuel. FIG 7 shown. The fuel to be cleaned enters via the fuel line 4 in the filter element 2 a, with purified fuel through a clean line 15 the filter element 2 leaves again. The separated water 7 collects below the filter element 2 located collection room 6 , wherein here the water level sensor device 12 detected a water level at least between the level "1" and the level "2". The water level in the collection room should be 6 always at least level "2" to prevent pure fuel in the dehydrator 3 is drained. Reached the water level in the collection room 6 the level "1", this will be the controls 11 . 11 ' transmitted, whereupon this the associated valve device 8th . 9 preferably timed open so that separated water 7 into the dehydrator 3 can escape. The optionally provided further valve device 14 at the outlet of the drainage 3 is in the 2 not shown. In general, the two valve devices 8th and 9 be designed as so-called solenoid valves.

Optional kann darüber hinaus eine Überwachungseinrichtung 16 vorgesehen sein, welche einen Strom-/Spannungsverlauf an den Ventileinrichtungen 8, 9 überwacht und bei Abweichungen von einem Soll-Strom-/Spannungsverlauf ein entsprechendes Signal, insbesondere ein Warnsignal, erzeugt. Die Überwachungseinrichtung 16 kann dabei Bestandteil der Steuereinrichtung 11, 11' sein oder als separate Überwachungseinrichtung 16 ausgebildet sein.Optionally, in addition, a monitoring device 16 be provided, which a current / voltage curve at the valve devices 8th . 9 monitored and in case of deviations from a desired current / voltage curve, a corresponding signal, in particular a warning signal generated. The monitoring device 16 can be part of the control device 11 . 11 ' or as a separate monitoring device 16 be educated.

Gemäß 3 ist ein Strom-/Spannungsverlauf beim Schalten der Ventileinrichtungen 8, 9 dargestellt, wobei mit durchgezogener Linie der Strom-/Spannungsverlauf bei fehlerfreiem Schaltvorgang dargestellt ist, während mit unterbrochen gezeichneter Linie ein Strom-/Spannungsverlauf bei einer klemmenden Ventileinrichtung 8, 9 dargestellt ist. Bei einem korrekten Öffnen bzw. Schließen der Ventileinrichtungen 8, 9 bricht der Strom-/Spannungsverlauf kurzzeitig ein, wie dies mit durchgezogen gezeichneter Linie dargestellt ist, was gemessen werden kann. Ist ein derartiger Einbruch nicht feststellbar, so ist es höchstwahrscheinlich, dass die überwachte Ventileinrichtung 8, 9, 14 nicht fehlerfrei arbeitet. Aufgrund der unterschiedlichen Strom-/Spannungsverläufe bei fehlerhaften bzw. fehlerfrei arbeitenden Ventileinrichtungen 8, 9, 14 kann die Überwachungseinrichtung 16 unmittelbar erkennen, ob diese fehlerfrei arbeiten. Sollte die Überwachungseinrichtung 16 das fehlerfreie Arbeiten der Ventileinrichtungen 8, 9 nicht bestätigen können, so kann dies dazu führen, dass sie ein entsprechendes Signal an die Steuereinrichtungen 11, 11' übermittelt, woraufhin diese zumindest eine der Ventileinrichtungen 8, 9, 14 schließt, um ein unkontrolliertes Austreten von Kraftstoff in die Umgebung verhindern zu können.According to 3 is a current / voltage curve when switching the valve devices 8th . 9 shown, with a solid line, the current / voltage curve is shown in error-free switching operation, while with broken line drawn a current / voltage curve at a clamping valve device 8th . 9 is shown. For a correct opening or closing of the valve devices 8th . 9 breaks the current / voltage curve briefly, as shown by solid line, which can be measured. If such a break-in can not be determined, then it is most likely that the monitored valve device 8th . 9 . 14 not working properly. Due to the different current / voltage curves for faulty or error-free working valve devices 8th . 9 . 14 can the monitoring device 16 immediately recognize whether they work flawlessly. Should the monitoring device 16 error-free operation of the valve devices 8th . 9 can not confirm, this may cause them to send a corresponding signal to the control devices 11 . 11 ' transmitted, whereupon these at least one of the valve devices 8th . 9 . 14 closes in order to prevent an uncontrolled leakage of fuel into the environment.

Ebenfalls optional kann eine Leckerkennungseinrichtung 17 vorgesehen sein, welche eine der beiden Ventileinrichtungen 8, 9 schließt, während sie die andere Ventileinrichtung 9, 8 öffnet, sofern der obere Wasserstandssensor 13 oder der oberen Erfassungsbereich unterhalb des Wasserspiegels im Sammelraum 6 liegt und welche während dieses Zustandes eine Veränderung der Höhe des Wasserspiegels überwacht. Die Leckerkennungseinrichtung 17 kann dabei ebenfalls Bestandteil der Steuereinrichtungen 11, 11' oder als separate Einrichtung ausgebildet sein. Die Leckerkennungseinrichtung 17 erkennt eine Leckage, indem sie beim Erreichen des Levels „1” nicht sofort beide Ventileinrichtungen 8, 9 öffnet, sondern zuerst die Ventileinrichtung 9 und anschließend die Ventileinrichtung 8 bzw. umgekehrt. Sinkt der Wasserstand trotz zumindest einer geschlossener Ventileinrichtung 8, 9, 14, so ist eine Leckage des Systems wahrscheinlich. Eine derartige Messung könnte dabei beispielsweise bei jedem Systemstart angedacht werden oder in definierten Intervallen durchgeführt werden, insbesondere um eine Dichtheit von Ventilsitzen kontrollieren zu können.Also optional, a leak detection device 17 be provided, which one of the two valve devices 8th . 9 closes while holding the other valve device 9 . 8th opens, provided the upper water level sensor 13 or the upper detection area below the water level in the plenum 6 and which monitors a change in the height of the water level during this condition. The leak detection device 17 can also be part of the control devices 11 . 11 ' or be designed as a separate device. The leak detection device 17 detects a leak by not immediately reaching both valve devices when reaching level "1" 8th . 9 opens, but first the valve device 9 and then the valve device 8th or vice versa. The water level drops despite at least one closed valve device 8th . 9 . 14 So leakage of the system is likely. Such a measurement could be considered, for example, at every system start or performed at defined intervals, in particular in order to be able to control a tightness of valve seats.

Claims

Fuel filter ( 1 ) with a filter element ( 2 ) for separating particles and water from a through the fuel filter ( 1 ) flowing fuel flow, - a collecting space ( 6 ) for collecting the separated water ( 7 ) and - a drainer ( 3 ) for discharging the separated water ( 7 ) from the fuel filter ( 1 ), whereby the dehydrator ( 3 ) as a unit with the fuel filter ( 1 ) or as a separate subassembly, characterized in that - the dehydrator ( 3 ) a hydrocarbon adsorber ( 10 ) for the adsorption of in the separated water ( 7 ) entrained hydrocarbons, - that between the collecting space ( 6 ) and the drainer ( 3 ) two series-connected valve devices ( 8th . 9 ) are provided, which are controlled independently of each other.

Fuel filter according to claim 1, characterized in that the two valve devices ( 8th . 9 ) each with its own control device ( 11 . 11 ' ), at least one of which may be a motor control or cooperates with such.

Fuel filter according to claim 1 or 2, characterized in that the two valve devices connected in series ( 8th . 9 ) manually, periodically, in particular clocked and / or depending on the degree of filling of the collecting space ( 6 ) are switchable and thereby the discharge of separated water ( 7 ) from the collection room ( 6 ) Taxes.

Fuel filter according to one of claims 1 to 3, characterized in that a water level sensor device ( 12 ) for determining the water level in the collecting space ( 6 ) is provided.

Fuel filter according to claim 4, characterized in that said water level sensor means ( 12 ) is designed as a "two-level" sensor device and either at least two independently operating water level sensors, namely an upper and at least one lower water level sensor ( 13 . 13 ' ) or a single water level sensor having an upper and at least a lower detection range.

Fuel filter according to claim 5, characterized in that the at least one lower water level sensor ( 13 ' ) or the at least one lower detection area always below a water level in the collecting space ( 6 ) lies.

Fuel filter according to claim 5 or 6, characterized in that at least one control device ( 11 . 11 ' ) is designed so that it the associated valve device ( 8th . 9 ) immediately closes, provided that the water level in the collecting space ( 6 ) to the lower water level sensor ( 13 ' ) or to at least a lower detection range of the single water level sensor decreases.

Fuel filter according to one of claims 1 to 7, characterized in that downstream of the hydrocarbon adsorber ( 10 ) another switchable valve device ( 14 ) is arranged, which manually, periodically, in particular clocked and / or in dependence of the other valve devices ( 8th . 9 ) and thereby a residence time of hydrocarbons contaminated with water ( 7 ) in the hydrocarbon adsorber ( 10 ) controls.

Fuel filter according to one of claims 1 to 8, characterized in that - the dehydrator ( 3 ) below the fuel filter ( 1 ) is arranged so that a pressureless discharge of the separated water ( 7 ) is carried out by gravity, or - that a pump is designed and arranged such that it can be used for pressurized discharge of the separated water ( 7 ) is switched on.

Fuel filter according to one of claims 1 to 9, characterized - that the hydrocarbon adsorber ( 10 ) Is activated carbon or has such, or - that the hydrocarbon adsorber ( 10 ) Zeolites, metal-organic framework or non-polar adsorbents.

Fuel filter according to one of claims 8 to 10, characterized in that a monitoring device ( 16 ) is provided, which a current / voltage curve at the valve devices ( 8th . 9 . 14 ) and generates a corresponding signal in case of deviations from a desired current / voltage curve.

Fuel filter according to one of claims 8 to 11, characterized in that a leak detection device ( 17 ) is provided, which at least one of the valve devices ( 8th . 9 . 14 ) while closing the other valve device (s) ( 8th . 9 . 14 ), provided that the upper water level sensor ( 13 ) or the upper detection area below the water level in the collecting space ( 6 ), and which monitors a change in the level of the water level during this condition.