DE102008022406A1

DE102008022406A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Abscheiden von Wasser aus Kraftstoff

Info

Publication number: DE102008022406A1
Application number: DE102008022406A
Authority: DE
Inventors: Christian Dipl.-Ing. Vinkelau; Ludwig Dipl.-Ing. Wulfern; Frank Dr. Ing. Landwehr
Original assignee: Ing Walter Hengst GmbH and Co KG
Current assignee: Ing Walter Hengst GmbH and Co KG
Priority date: 2008-05-06
Filing date: 2008-05-06
Publication date: 2009-11-12
Also published as: WO2009135489A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Abscheiden von Wasser aus zum Betrieb einer Brennkraftmaschine dienenden Kraftstoff, wobei der Kraftstoff aus einem Vorratstank entnommen wird und in Wasserabscheider geleitet wird, in welchem das Wasser zunächst aus dem Kraftstoff abgeschieden und in einen Wassersammelraum geleitet wird und das im Wassersammelraum gesammelte Wasser nach einer Verweildauer, die es im Wassersammelraum verbracht hat, aus dem Wassersammelraum abgelassen wird, wobei aus dem Wasser darin gelöste Kraftstoffanteile entfernt werden, wobei der Kraftstoff, nachdem das Wasser abgeschieden worden ist, zum Betrieb der Brennkraftmaschine verwendet wird und wobei das abgeschiedene Waser fotokatalytisch behandelt wird, wobei zur Anregung des Katalystors dieser von Licht geeigneter Wellenlänge beleuchtet wird, so dass der Katalysator aufgrund der Absorption des Lichts einen energiereicheren Zustand annimmt, dann Energie an im Wasser gelöst vorhandenem Sauerstoff abgibt, so dass dieser in einen als Singulett-Sauerstoff bezeichneten energetisch höheren Zustand übergeht, und wobei Schadstoffe wie der im Wasser gelöste Kraftstoff oder andere Kohlenwasserstoffe durch Sauerstoffradikale des Singulett-Sauerstoffs zerrsetzt werden und wobei das Wasser für eine solche Zeitdauer behandelt wird, dass es anschließend einen vorbestimmten Gehalt an Restkraftstoff erreicht oder unterschreitet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abscheiden von Wasser aus Kraftstoff, der zum Betrieb einer Brennkraftmaschine vorgesehen ist und einen Kraftstofffilter.
Eine gattungsgemäße Verfahrensweise wird derzeit in Kraftstofffiltern der Automobilindustrie angewendet. Als Filtermedium bekannter Kraftstofffilter werden beispielsweise Papierfaltenfilter verwendet, bei denen das Filterpapier hydrophobiert ist. Im Kraftstoff befindliche Wasseranteile werden auf diese Weise zurückgehalten, gesammelt und gelangen in einen Wassersammelraum. In regelmäßigen Intervallen wird das hier gesammelte Wasser abgelassen, wobei dies in regelmäßigen zeitlichen Intervallen erfolgen kann oder nach einer bestimmten Fahrstrecke, oder es kann im Kraftstofffilter ein Wasserstandssensor vorgesehen sein, der zur Auslösung eines Signals führt, wenn das Wasser im Wassersammelraum einen entsprechend hohen Füllstand erreicht hat.
Das Wasser kann jedoch nicht ohne weiteres in die Umwelt abgelassen werden, da es Schadstoffe enthält, beispielsweise geringfügige Mengen an Kraftstoff, die im Wasser gelöst sind. Es ist daher bekannt, das Wasser beispielsweise mittels eines Aktivkohlefilters zu filtern, um es in einer ökologisch unbedenklichen Reinheit ablassen zu können.
Bei diesem bekannten Verfahren ist nachteilig, dass der Zustand der Aktivkohle kaum überwacht werden kann, so dass nicht auszuschließen ist, dass die Aktivkohle auch dann noch verwendet wird, wenn sie mit Schadstoffen so weit aufgesätigt ist, dass der gewünschte Reinheitsgrad des durch den Aktivkohlefilter geleiteten Wassers nicht mehr sichergestellt werden kann. Der Aktivkohlefilter unterliegt somit einem gewissen Verschleiß, auch wenn er sich nicht verbraucht, aber doch dadurch, dass seine Rückhaltefähigkeit für Schadstoffe mit der Zeit abnimmt. Dadurch wird die Betriebssicherheit infofern beeinträchtigt, als es kaum ohne weiteres erkennbar ist, ob ein Aktivkohlefilter wirksam ist oder nicht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Verfahren dahingehend zu verbessern, dass dieses eine möglichst konstante Wirksamkeit und hohe Betriebssicherheit aufweist. Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen zur Durchführung des Verfahrens geeigneten Kraftstofffilter anzugeben.
Diese Erfindung wird durch das Verfahren mit den Verfahrensschritten gemäß Anspruch 1 und durch einen Kraftstofffilter gemäß Anspruch 13 gelöst.
Die Erfindung schlägt mit anderen Worten vor, die Schadstoffe innerhalb des abgeschiedenen Wassers fotokatalytisch zu zersetzen, die Verwendung eines Fotokatalysators bedeutet vorteilhaft, dass der Katalysator, also die für die Reinigung des Wassers relevante Substanz, sich weder verbraucht noch durch angelagerte, zurückgehaltene Schadstoffe zugesetzt wird, so dass die Wirksamkeit der verwendeten Reinigungseinrichtung unverändert bleibt und insofern verschleißfrei ist. Die Katalyse erfolgt vorschlagsgemäß derart, dass der Fotokatalysator von einem Licht geeigneter Wellenlänge beleuchtet wird, so dass der Katalysator aufgrund seiner Absorptionsfähigkeit für das einstrahlende Licht Energie aufnimmt und insgesamt einen energiereicheren Zustand annimmt. Dieser Zustand ist insofern instabil, als der Katalysator die überschüssige Energie an Sauerstoff abgibt, mit welchem er in Berührung kommt. Also an Sauerstoff, der in dem abgeschiedenen Wasser, welches sich im Wassersammelbehälter befindet, enthalten ist. Der Sauerstoff geht infolgedessen in einen energetisch höheren Zustand über, in welchem er als „Singulett-Sauerstoff” bezeichnet wird. Dieser Sauerstoff in seiner angeregten Form als Singulett-Sauerstoff ist ein stark reagierender Stoff, so dass der im Wasser gelöste Kraftstoff oder auch andere Kohlenwasserstoffe durch Sauerstoffradikale des Singulett-Sauerstoffs zersetzt werden. Das abgeschiedene Wasser wird vorschlagsgemäß für eine solche Zeitdauer behandelt, dass es anschließend einen vorbestimmten Gehalt an Restkraftstoff erreicht oder unterschreitet. Dabei ist davon auszugehen, dass eine bestimmte prozentuale Menge an Fotokatalysator innerhalb des Wassers bei einer vorgegebenen Temperatur eine vorgegebene Zeitdauer erfordert, um zuverlässig die Schadstoffe auf den erwähnten vorbestimmten Gehalt zu reduzieren.
Mit höheren Temperaturen nimmt die Wirkungsweise des vorschlagsgemäßen Verfahrens zu. Für den Betrieb eines Automobils, insbesondere beispielsweise eines Lastkraftwagens, bedeutet dies, dass das Temperaturniveau des Kraftstoffs – und damit das Temperaturniveau des abgeschiedenen Wassers – die katalytische Reaktion begünstigt. Dabei ist davon auszugehen, dass nur ein geringer Anteil des aus einem Vorratstank des Automobils geförderten Kraftstoffs zum Betrieb der Brennkraftmaschine benötigt wird, und dass der überwiegende Teil des Kraftstoffs im Kreislauf gepumpt wird, nämlich zum Vorratstank zurückgefördert wird. Dieser Überschuss an Kraftstoff stellt sicher, dass zum Betrieb der Brennkraftmaschine stets eine ausreichend große Kraftstoffmenge verfügbar ist. Zudem dient der im Überschuss und im Kreislauf geförderte Kraftstoffanteil dazu, temperaturbelastete Komponenten zu kühlen, wie beispielsweise eine Hochdruck-Einspritzpumpe.
Im Betrieb kann daher der Kraftstoff im Filter Temperaturen von 80°C und mehr aufweisen. Durch dieses vergleichsweise hohe Temperaturniveau ist sichergestellt, dass bereits eine vergleichsweise kurze Verweildauer von beispielsweise 20 bis 30 Minuten ausreicht, um sicherzustellen, dass der Schadstoffanteil im abgeschiedenen Wasser den vorbestimmten Gehalt erreicht oder unterschreitet. Da das so katalytisch gereinigte Wasser bis auf Trinkwasserqualität gereinigt werden kann, kann vorgesehen sein, das Wasser nach der erforderlichen Behandlungsdauer automatisch in die Umwelt abzulassen, wo es verdunsten kann. Auf diese Weise kann das Fassungsvermögen des Wassersammelbehälters gering gehalten werden, so dass der vorschlagsgemäße Kraftstofffilter mit besonders kleinen baulichen Abmessungen ausgestaltet sein kann und auch in beengten räumlichen Verhältnissen problemlos untergebracht werden kann, wie sie beispielsweise im Motorraum eines Fahrzeugs herrschen.
Vorteilhaft wird der im Wasser enthaltende Kraftstoff in Kohlendioxid umgewandelt, also in ein unbedenkliches Gas, welches problemlos in die Umwelt abgelassen werden kann. Auf diese Weise kann das CO₂ oder auch andere ökologisch unbedenkliche Reaktionsprodukte der katalytischen Reaktion aus dem Wasser entfernt werden oder teils auch gelöst im Wasser verbleiben, ohne das die ökologische Verträglichkeit des Wasser hierdurch beeinträchtigt wird. Vielmehr kann das Wasser unbedenklich in die Umwelt abgelassen werden.
Insbesondere das vorbenannte Kohlendioxid kann gasförmig aus dem Wasser ausgeschleust werden. Als ein ohnehin natürlich in der Umgebungsluft vorkommendes Gas ist es ökologisch unbedenklich.
Um dem Fotokatalysator die erforderliche Energie zuzuführen, wird er vorteilhaft mit sichtbarem Licht im Wellenlängenbereich von 600 bis 730 Nanometern (nm) bestrahlt.
Vorteilhaft kann in an sich bekannter Weise, wie bereits weiter oben erwähnt, der Kraftstoff im Überschuss zur Brennkraftmaschine bzw. zu einer Hochdruckpumpe gefördert werden, um diese zu kühlen. Dabei wird ebenfalls in an sich bekannter Weise der Kraftstoff im Überschuss gefördert, so dass ein erheblicher, nicht benötigter Anteil des Kraftstoffs in den Vorratstank zurückgefördert wird. Da das Wasser aus dem Kraftstoff abgeschieden wird, bevor der Kraftstoff zur Brennkraftmaschine bzw. der Hochdruckpumpe gefördert wird, weist der in den Vorratstank zurückfließende Kraftstoff einen niedrigeren Wassergehalt auf als die übrige Kraftstoffmenge, die im Vorratstank vorhanden ist. Auf diese Weise wird zuverlässig das Wasser aus dem gesamten Kraftstoffsystem entfernt. Sollte sich ein unerwünscht großer Wasseranteil im Kraftstoff befinden, so führt dies nicht zu einer plötzlichen Überlastung des Wasserabscheiders bzw. des Kraftstofffilters, in dem der Wasserabscheider vorgesehen ist, denn es wird für die Versorgung der Brennkraftmaschine ja nur ein Bruchteil der insgesamt geförderten Kraftstoffmenge benötigt. Auch wenn sich beispielsweise durch Kondensationserscheinungen o. dgl. zusätzliches Wasser im Vorratstank ansammeln sollte, ist durch die erwähnte Kreislaufbehandlung des Kraftstoffs sichergestellt, dass ein erhöhter Wasseranteil automatisch abgebaut wird.
Dementsprechend kann es auch vorteilhaft vorgesehen sein, Wasser bewusst in den Vorratstank zu leiten: Wenn beispielsweise eine Entleerung des Wassersammelraumes in bestimmten Intervallen vorgesehen ist und nicht eine automatische Entleerung des Wassersammelraums bei Erreichen eines vorgegebenen Füllstandes, so kann ggf. nicht ausgeschlossen werden, dass die im Kraftstoff enthaltende Wassermenge zwischen zwei derartigen Entleerungen das Füllvolumen des Wassersammelraumes übersteigt. Um in diesem Fall sicherzustellen, dass kein Wasser in die wasserempfindlichen Aggregate oder Nebenaggregate der Brennkraftmaschine gelangt, kann abgeschiedenes Wasser, welches das Fassungsvermögen des Wassersammel raumes übersteigt, in den Vorratstank zurückgefördert werden, um in jedem Fall sicherzustellen, dass die wasserempfindlichen technischen Aggregate geschont werden.
Vorteilhaft kann die vorschlagsgemäße Verfahrensweise so lange durchgeführt werden, bis das Wassereinen vorbestimmten Gehalt an Restkraftstoff von 1 ppm aufweist. Durch die vorgeschlagene Verfahrensweise lässt sich ein derart niedriger Restwert erreichen, so dass das Wasser bis zum Erreichen einer regelrechten Trinkwasserqualität behandelt werden kann. Dementsprechend problemlos ist es auch grundsätzlich, das behandelte Wasser mit einer derartigen Trinkwasserqualität in die Umgebung abzugeben.
Um sicherzustellen, dass die katalytisch angeregten Reaktionen auch vollumfänglich, also mit optimaler Wirksamkeit, ablaufen können, ist es erforderlich, dass ein ausreichender Sauerstoffgehalt im Wasser vorliegt. Um diesen Sauerstoffgehalt im Wasser sicherzustellen, kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass dem Wasser zusätzlich zu seinem ohnehin vorhandenen Sauerstoffgehalt Sauerstoff zugeführt wird. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass Luft in das Wasser eingebracht wird, so dass der in der Umgebungsluft enthaltende Luftsauerstoff für die gewünschte Sauerstoffanreicherung des zu behandelnden Wassers Sorge trägt. Bei einem derartigen Eintrag von Gas in das zu behandelnde Wasser muss andererseits eine Entgasung vorgesehen sein, in deren Rahmen beispielsweise das gasförmige CO₂ ausgeschleust werden kann, welches als Reaktionsprodukt vorliegt.
Aus der Praxis ist es bekannt, eine sogenannte Tankentlüftung bei Kraftstofffiltern vorzusehen, also eine Leitung, durch welche aus dem Kraftstoff abgeschiedene Luftblasen zusammen mit Kraftstoff in den Kraftstoff-Vorratstank zurückgeführt werden. Vorteilhaft kann die Ausschleusung des als CO₂ vorliegenden Reaktionsproduktes über diese ohnehin vorhandene Tankentlüftung erfolgen.
Alternativ zum Einbringen von Umgebungsluft kann vorgesehen sein, dass der Sauerstoff mittels eines Sauerstofflieferanten zugeführt wird, also in chemisch gebundener Form. So kann beispielsweise vorgesehen sein, Kaliumpermanganat als Festkörper, z. B. in Granulatform oder Tablettenform, mit dem Wasser in Berührung zu bringen, so dass die jeweils benötigte Sauerstoffmenge automatisch bereitgestellt wird und das Kaliumpermanganat in gewissen Intervallen, beispielsweise anlässlich eines geplanten Werkstattaufenthaltes, ausgetauscht wird.
Vorteilhaft kann ein solcher chemischer Sauerstofflieferant am Filtereinsatz eines Kraftstofffilters angeordnet werden, so dass beim regelmäßigen Auswechseln des Filtereinsatzes gleichzeitig auch sichergestellt wird, dass ein neuer Sauerstofflieferant bereitgestellt und somit die Wirksamkeit der katalytischen Behandlung des abgeschiedenen Wassers sichergestellt wird.
Es sind verschiedene Fotokatalysatoren bekannt, beispielsweise Titandioxid. Vorteilhaft wird allerdings ein Fotokatalysator verwendet, der von der Firma Prosys GmbH/Bremen/Deutschland vertrieben wird und bei dem es sich um einen Farbstoff handelt, der strukturell mit dem Blattfarbstoff Chlorophyll verwandt ist.
Ein vorschlagsgemäß ausgestalteter Kraftstofffilter, wie er als Nebenbaugruppe zu einer Brennkraftmaschine verwendet werden kann und beispielsweise in einem Kraftfahrzeug angeordnet werden kann, enthält in an sich bekannter Weise einen Wasserabscheider und einen Wassersammelraum, der das aus dem Kraftstoff abgeschiedene Wasser aufnimmt. Im Wassersammelraum ist der Fotokatalysator vorgesehen, der mit dem Wasser in Kontakt steht. Weiterhin ist im Wassersammelraum eine Lichtquelle vorgesehen, welche ein solches Licht aussendet, bei spielsweise in einer solchen Wellenlänge, dass dieses Licht zur Aktivierung des Fotokatalysators geeignet ist.
Dabei kann als Lichtquelle entweder ein Licht erzeugendes Element vorgesehen sein, beispielsweise eine Lampe, wobei diese Lampe beispielsweise als LED ausgestaltet sein kann mit dem Vorteil, dass eine derartige LED-Lichtquelle wasserdicht vergossen sein kann, in hohem Maße schwingungsresistent ist und eine lange Lebensdauer aufweist.
Als Lichtquelle im Sinne des vorliegenden Vorschlags kann allerdings auch ein Licht leitendes Element bezeichnet sein, wie beispielsweise eine Lichtleitfaser aus Glas oder andere für die gewünschte Wellenlänge transparente Materialien, so dass in beiden Ausführungsarten, also als lichterzeugendes oder als lichtleitendes Element die Lichtquelle im Sinne des vorliegenden Vorschlages dazu dient, das geeignete Licht auf den Fotokatalysator einwirken zu lassen.
Vorteilhaft kann vorgesehen sein, dass der Fotokatalysator auf einem für das Licht transparenten Substrat aufgetragen ist. Auf diese Weise kann das Substrat nicht nur als Träger für den Fotokatalysator dienen, sondern auch als Lichtleiter. Ein derartiges Substrat kann beispielsweise ein Form von Platten, Stäben, Fasern o. dgl. vorliegen. Beispielsweise kann vorgesehen sein, im Wassersammeltank eine Art Kissen vorzusehen, wobei dieses Kissen aus einer Vielzahl lichtleitender Fasern besteht, die in geordneter oder ungeordneter Form angeordnet sind und auf ihrer Oberfläche mit dem Fotokatalysator beschichtet sein. Die Fasern können als ein Ballen aus einem ungeordneten Fasergespinst angeordnet sein, oder geordnet zu einem Faserbündel, einem Gelege, Gewirke oder Gestrick zusammengefasst sein, wobei insbesondere die erwähnten geordneten Faseranordnungen es ermöglichen, das den Fotokatalysator anregende Licht an definierten Stellen, beispielsweise den Stirnenden der Fasern, in die Fasern einzukoppeln.
Der vorzugsweise verwendete Fotokatalysator, der als strukturell mit dem Blattfarbstoff Chlorophyll verwandter Farbstoff vorliegt, bildet eine nahezu glasharte Oberfläche, so dass die Berührungen oder Bewegungen der einzelnen Fasern gegeneinander nicht zu einem unerwünschten Abrieb des Fotokatalysators führen. Vielmehr verbleibt dieser auf den einzelnen Fasern, so dass er optimal mit Licht beschickt werden kann, wenn die Fasern beispielsweise an einer oder an mehreren Stellen an eine Licht erzeugende Lichtquelle angeschlossen werden.
Der Fotokatalysator kann insbesondere als monatomare Lage auf einem Substrat vorliegen, so dass er gleichermaßen wirksam angeregt wird, unabhängig davon, ob das Licht von innen durch das Substrat geleitet wird oder außen auf das Substrat auftrifft.
Alternativ zu den erwähnten Fasern kann vorgesehen sein, dass das Substrat in Form einer Vielzahl von Trägerkörperchen vorliegt, die frei beweglich sind und somit durch ständige Bewegungen des Wassers im Wassersammelraum, beispielsweise durch die von der Brennkraftmaschine induzierten Vibrationen, dafür sorgen, dass sämtliche Anteil des Wassers mit dem Fotokatalysator in Kontakt kommen und somit behandelt werden. Dabei kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass das Substrat bzw. die mit dem Fotokatalysator beschichteten Trägerkörperchen ein spezifisches Gewicht aufweisen, welches möglichst nahe dem spezifischen Gewicht des zu behandelnden Wassers ist. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass die erwähnten Durchmischungsbewegungen mit maximaler Effizienz ablaufen und dass sich beispielsweise nicht sämtliche Trägerkörperchen „bleischwer” auf dem Boden des Wassersammelraums ablagern oder aufgrund zu hoher Auftriebskräfte eine geschlossene Schwimmschicht bilden, denn in beiden vorgenannten Fällen wäre nur ein geringer Austausch zwischen der Gesamtfläche des mit dem Fotokatalysator beschichteten Substrats und dem umgebenden Wasser gewährleistet.
Bei derart frei beweglichen Trägerkörperchen innerhalb des Wassersammelraums kann vorteilhaft ein Durchmischungskörper vorgesehen sein, der die Durchmischung der Trägerkörperchen bewirkt. Bei derartigen Durchmischungskörpern kann es sich beispielsweise um fest im Wassersammelraum angeordnete Hinderniskörper handeln, beispielsweise fest angeordnete Streben, Platten o. dgl., so dass bei Bewegungen des Kraftstofffilters, in denen das Wasser innerhalb des Wassersammelraums in Bewegung gerät oder bei einwirkenden Fliehkräften, bei denen die Trägerkörperchen innerhalb des Wassersammelraums ihre Lage verändern, eine Durchmischung der Trägerkörperchen erzwungen wird aufgrund des Kontaktes der Trägerkörperchen mit derartigen Hinderniskörpern.
Alternativ kann der erwähnte Durchmischungskörper als teilbeweglicher Körper ausgestaltet sein, beispielsweise als eine gelenkig angeordnete Platte oder als eine an einer Schnur mit einem gewissen Bewegungsradius festgelegte Kugel, so dass dieser Durchmischungskörper aufgrund seiner Beweglichkeit zu einer verbesserten Durchmischung der beweglichen Fotokatalysator-Trägerkörperchen und des Wassers führt, dass die Teilbeweglichkeit eines derartigen Durchmischungskörpers begrenzt ist, kann beispielsweise vorgesehen sein, um Beschädigungen empfindlicher Einbauelemente des Kraftstofffilters auszuschließen.
Schließlich kann vorgesehen sein, den erwähnten Durchmischungskörper als frei beweglichen Körper auszugestalten, beispielsweise in Form einer frei umherrollenden Kugel, die aufgrund von Motorvibrationen, oder aufgrund des Überfahrens von Bodenunebenheiten, oder aufgrund von Fliehkräften beim Durchfahren von Kurven ihre Lage im Wassersammelraum ändert und damit zu einer Vermischung und Verwirbelung der Substrat-Trägerkörperchen und des zu behandelnden Wassers führt.
Vorteilhaft kann in an sich bekannter Weise der Kraftstofffilter einen auswechselbaren Filtereinsatz aufweisen. Die Lichtquelle kann als elektrisch betriebenes lichterzeugendes Element ausgestaltet sein, welches vorteilhaft an einem solchen auswechselbaren Filtereinsatz angeordnet sein kann. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass beim Auswechseln des Filtereinsatzes stets eine neue Lichtquelle zum Einsatz kommt, so dass deren optimale Wirksamkeit sichergestellt ist. Ebenso kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass der Fotokatalysator im Rahmen geplanter Werkstattaufenthalte ausgewechselt wird, so dass sichergestellt ist, dass keine unvorhergesehenen Beschädigungen an dem Substrat, welches den Fotokatalysator trägt, zu einer ungeplanten Beeinträchtigung der fotokatalytischen Wirksamkeit führen.
Der Fotokatalysator kann vorteilhaft am Filtereinsatz gehalten sein, so dass er gemeinsam mit dem Filtereinsatz in regelmäßig vorgesehenen Serviceintervallen ausgetauscht wird. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass beispielsweise mechanische Beschädigungen durch Abrieb des Fotokatalysators vom Substrat oder durch Bruch des Substrats sich nicht langfristig nachteilig auswirken können. Beispielsweise kann am Filtereinsatz ein flüssigkeitsdurchlässiger Behälter vorgesehen sein, beispielsweise in Form eines Siebes, Beutels oder Korbes, wobei sich der Fotokatalysator innerhalb dieses Behälters befindet.
Vorteilhaft kann die Lichtquelle am Filtereinsatz gehalten sein, so dass durch den regelmäßig vorgesehenen Austausch des Filtereinsatzes auch stets eine Erneuerung der Lichtquelle erfolgt. Somit wird Alterungserscheinungen der Lichtquelle vorgebeugt und vielmehr sichergestellt, dass die Lichtquelle das zur Anregung des Fotokatalysators erforderliche Licht in dem gewünschten Wellenlängenbereich bereitstellt.
Vorteilhaft kann vorgesehen sein das die elektrische Zuleitung, die zum Wasserstandssensor und/oder zur Lichtquelle führt, abschnittsweise durch den Filtereinsatz verläuft. So ist eine problemlose Anordnung der Lichtquelle nicht nur am Gehäuse des Kraftstofffilters, sondern auch wandungsfern im Inneren des Wassersammelraumes möglich, um eine optimale Beleuchtung des Fotokatalysators zu ermöglichen, und ohne die Erfordernis einer separat zu verlegenden, in das Innere des Wassersammelraumes verlaufenden elektrischen Zuleitung.
Vorteilhaft kann der Kraftstofffilter in an sich bekannter Weise einen Wasserstandssensor aufweisen. Dieser kann, wie weiter oben bereits erwähnt, dazu dienen, den Füllstand des Wassers im Wassersammelraum zu überwachen und bei Überschreiten einer vorgegebenen Füllstandsmenge ein Signal auszulösen. Da derartige Wasserstandssensoren üblicherweise elektrisch bzw. elektronisch arbeiten und beispielsweise den elektrischen Widerstandwert des dem Wasserstandssensor anliegenden Umgebungsmediums erfassen, ist eine elektrische Leitung vorgesehen, die zum Wasserstandssensor führt. In fertigungstechnisch vorteilhafter Weise kann daher vorgesehen sein, nahe dem Wasserstandssensor auch das elektrisch betriebene, lichterzeugende Element der Lichtquelle vorzusehen, so dass beispielsweise einfach ein mehradrigeres Kabel verlegt werden kann, welches sowohl an den Wasserstandssensor als auch an die Lichtquelle angeschlossen wird. Insbesondere können vorteilhaft der Wasserstandssensor und die Lichtquelle zu einer gemeinsam handhabbaren Baugruppe zusammengefasst sein, beispielsweise indem beide in einem gemeinsamen Träger oder Gehäuse angeordnet sind, so dass nicht nur die Leitungsführung sondern auch die Montage für beide Komponenten vereinfacht wird.
Die Erfindung wird anhand der rein schematischen Zeichnungen nachfolgend näher erläutert. Dabei zeigt
1 einen Axialschnitt durch einen Kraftstofffilter und die
2–4 unterschiedliche Ausführungsformen von mit dem Fotokatalysator beschichtetem Substrat.
In 1 ist mit 1 insgesamt ein Kraftstofffilter bezeichnet, der ein topfartiges bzw. becherartiges Gehäuse 2 aufweist, welches mit einem abnehmbaren Deckel 3 verschlossen ist, indem der Deckel 3 beispielsweise als Schraubdeckel ausgeführt ist.
Innerhalb des Gehäuses 2 ist ein herausnehmbarer Filtereinsatz 4 angeordnet, der zwischen einer oberen Endscheibe 5 und einer unteren Endscheibe 6 ein Filtermedium 7 in Form eines ringförmig verlaufenden Papierfaltenfilters aufweist. Kraftstoff gelangt durch einen Einlass 8 in den Kraftstofffilter 1 und tritt radial von außen nach innen durch das Filtermedium 7 hindurch. Der gefilterte Kraftstoff sammelt sich radial innerhalb vom Filtermedium 7, also auf der Reinseite des Kraftstofffilters 1, und steigt an einem zentralen Rohr 9 auf, welches in seinem oberen Bereich Durchtrittsöffnungen aufweist. Bei ausreichendem Flüssigkeitsstand gelangt der filtrierte Kraftstoff in das Innere des Rohres 9 und gelangt von dort in einen Auslass 10, durch welchen der gereinigte Kraftstoff den Kraftstofffilter 1 verlässt.
Das Filtermedium 7 ist hydrophobiert und dient nicht nur dazu, den Kraftstoff zu filtrieren, sondern auch dazu, Wasser aus dem Kraftstoff abzuscheiden. Aufgrund seines höheren spezifischen Gewichtes setzt sich das abgeschiedene Wasser auf der Rohseite des Kraftstofffilters 1 unten ab. Die untere Endscheibe 6 ist zu diesem Zweck wasserdurchlässig ausgestaltet, so dass das abgeschiedene Wasser in einen Wassersammelraum 11 gelangt und dort zunächst vorhandenen Kraftstoff verdrängt.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel dient das Filtermedium 7 als Hauptfilter, nämlich für den Kraftstofffilter, und gleichermaßen auch als Wasserabscheider. Abweichend von dem dargestellten Ausführungsbeispiel kann vorgesehen sein, den Wasserabscheider als Vorfilter auszugestalten, so dass in diesem Fall zwei verschiedene Behandlungsstufen für den Kraftstoff vorgesehen wären, nämlich einmal der Vorfilter samt Wasserabscheider, und andererseits der Hauptfilter mit einem im Vergleich zum Vorfilter höheren Filterwirkung.
Abweichend von dem dargestellten Ausführungsbeispiel kann eine reinseitige Wasserabscheidung zusätzlich oder alternativ zu der dargestellten rohseitigen Wasserabscheidung vorgesehen sein, indem auf der Reinseite des Kraftstofffilters 1 ein Wasserabscheider vorgesehen ist.
Als Wassersammelraum wird im Rahmen des vorliegenden Vorschlags der Bereich des Kraftstofffilters 1 bezeichnet, in welchem das aus dem Kraftstoff abgeschiedene Wasser vorliegt. Rein beispielhaft ist vorgesehen, dass sich der Wassersammelraum 11 innerhalb des Gehäuses 2 befindet. Abweichend von diesem dargestellten Ausführungsbeispiel kann der Wassersammelraum 11 jedoch auch – zumindest teilweise – außerhalb des Gehäuses 2 vorliegen.
Zudem kann der Wassersammelraum 11 auf mehrere einzelne Kammern aufgeteilt sein: Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass der Wassersammelraum 11 eine obere Sammelkammer 12 und eine untere Behandlungskammer 14 aufweist. Dabei ist schematisch ein Ventil 15 angedeutet, durch welches zunächst in der Sammelkammer 12 gesammeltes Wasser in die Behandlungskammer 14 des Wassersammelraumes 11 gelangen kann, wenn sich dieses Ventil 15 in seiner Offenstellung befindet. Nach entsprechender Behandlung wird das gereinigte Wasser aus der Behandlungskammer 14 mittels eines Ablassventils 16 abgelassen, wobei dieses Ablassventil 16, wie in 1 angedeutet, nicht unmittelbar im Gehäuse 2 des Kraftstofffilters 1 angeordnet sein muss, sondern sich vielmehr in einer schematisch angedeuteten Ablassleitung 17 befinden kann.
In der Behandlungskammer 14 ist eine Vielzahl von frei beweglichen Trägerkörperchen 18 vorgesehen, die jeweils aus einem mit dem Fotokatalysator beschichteten Substrat bestehen und beispielsweise kugelförmig vorliegen. Diese Trägerkörperchen 18 weisen ein spezifisches Gewicht auf, welches dem des zu behandelnden Wassers möglichst nahe kommt, so dass die Trägerkörperchen 18 innerhalb der Behandlungskammer 14 möglichst gleichmäßig im Wasser verteilt sind. Bei dem Fotokatalysator handelt es sich um einen strukturell mit dem Chlorophyll verwandten Farbstoff und dieser wird mittels Licht im Wellenlängenbereich von 600–730 nm beleuchtet. Hierzu sind zwei Lichtquellen 19 vorgesehen, deren elektrische Zuleitungen mit 20 gekennzeichnet sind.
Weiterhin ist in der Behandlungskammer 14 eine Kunststoffkugel als Durchmischungskörper 21 frei beweglich angeordnet, so dass diese Kunststoffkugel durch ihre Bewegungen innerhalb der Behandlungskammer 14 für eine Art „umrühren” sorgt und für eine optimale Grenzflächenwirkung zwischen dem Wasser und den Trägerkörperchen 18 sorgt.
Ein Entlastungsventil 22 ist im Wassersammelraum 11 im Bereich der Sammelkammer 12 vorgesehen und wenn der Wasserfüllstand innerhalb der Sammelkammer 12 ein gewisses Maß übersteigt, welches beispielsweise mittels eines oberen Wasserstandssensors 23 erfasst wird, kann dieses Entlastungsventil 22 kurzfristig geöffnet werden, um eine gewisse Wassermenge in den Kraftstofftank zurückzufördern und einen unerwünscht hohen Anstieg des Wasserspiegels innerhalb des Gehäuses 2 zu vermeiden.
Abweichend von dem dargestellten Ausführungsbeispiel kann vorgesehen sein, dass als Lichtquelle kein lichterzeugendes Element in der Behandlungskammer 14 angeordnet ist, sondern lediglich ein lichtleitendes Element. Beispielsweise kann das Licht durch Lichtleitfasern oder durch optisch transparente Stä be, Platten oder andere Körper in die Behandlungskammer 14 eingebracht werden und dort den Fotokatalysator bestrahlen, der beispielsweise – wie bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel – in Granulatform vorliegt. Beispielsweise kann als Material für derartige Lichtleiter ein im Wellenlängenbereich 600–730 nm transparenter Kunststoff verwendet werden, der gegen Kraftstoffe, Wasser und im Kraftstoff befindliche Stoffe resistent ist. Als solches Material kommt beispielsweise PMMA in Frage, da dieses Material bis 110° temperaturfest ist und beispielsweise als Spritzgussteil ausgestaltet werden kann.
2 zeigt ein Beispiel für einen Abschnitt einer Lichtleitfaser in stark vergrößertem Maßstab. Diese Lichtquelle 19 stellt also kein lichterzeugendes Element, sondern ein lichtleitendes Element dar. Sie kann wie vorbeschrieben dazu dienen, den Fotokatalysator zu bestrahlen, der auf einem anderen Substrat innerhalb der Sammelkammer 14 vorliegt. Alternativ dazu kann vorgesehen sein, die Lichtquelle 19 selbst mit dem Fotokatalysator zu beschichten. Das Licht wird stirnseitig, also axial in diese Lichtquelle 19 eingekoppelt und breitet sich über die gesamte Länge dieser Lichtleitfaser aus. Durch die entsprechende Oberflächenbeschaffenheit der Lichtleitfaser ist sichergestellt, dass das Licht nicht verlustfrei bis zur anderen Stirnfläche der Lichtleitfaser transportiert wird, sondern dass vielmehr über die gesamte Länge der Lichtleitfaser Licht radial nach außen über deren zirkumferente Oberfläche abgegeben wird.
3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Lichtquelle 19, die als lichtleitendes Element ausgestaltet ist. Das Licht wird entsprechend den eingezeigten Pfeilen in eine Schmalseite einer Platte dieses Lichtleiters eingekoppelt, breitet sich innerhalb der Platte aus und tritt in eine Vielzahl von Zapfen ein, die auf der Plattenoberfläche vorgesehen sind.
4 zeigt schließlich ein drittes Ausführungsbeispiel einer als lichtleitendes Element ausgestalteten Lichtquelle 19. Auch hier bei wird Licht in die Schmalseite einer Platte eingekoppelt, wobei auf dieser Platte nicht eine Vielzahl von Zapfen, sondern eine Vielzahl von Lamellen vorgesehen ist, die ebenfalls aus für das entsprechende Licht transparentem Werkstoff bestehen und so das eingekoppelte Licht über eine möglichst große Oberfläche abgeben und damit eine intensive Behandlung des der Lichtquelle 19 umgebenden Wassers ermöglichen.
Andere Ausführungsvarianten von Lichtquellen 19 sind in vielfältiger Ausgestaltung möglich. So kann beispielsweise ein offenporiger Schaum oder Schwamm als Substrat verwendet werden, der mit dem Fotokatalysator beschichtet und vom Wasser durchströmbar ist. Eine ähnliche Substratstruktur kann durch Sintern von Einzelkörpern erzielt werden.
Das Ventil 15 öffnet, wenn der obere Wasserstandssensor 23 einen entsprechend hohen Wasserstand detektiert und die festgelegte Mindestzeit abgelaufen ist, die als Behandlungsdauer festgelegt ist und während welcher Zeitdauer das Wasser in der Behandlungskammer 14 fotokatalytisch behandelt worden ist, und wenn zuvor die Behandlungskammer 14 mittels des Ablassventils 16 entleert wurde. Sollte die Sammelkammer 14 noch nicht entleert worden sein bzw. die erforderliche Mindest-Behandlungsdauer noch nicht erreicht worden sein, so löst der bis zum Wasserstandssensor 23 angestiegene Wasserstand das kurzfristige Öffnen des Entlastungsventils 22 aus, wie weiter oben beschrieben.
Das Ablassventil 16 öffnet automatisch, wenn die Wasseraufbereitung innerhalb der Sammelkammer 14 abgeschlossen ist, also die hierzu vorgesehen Mindestverweildauer des Wassers in der Behandlungskammer 14 erreicht worden ist.
Über das Ventil 15 kann auch zusätzlich Luft in die Sammelkammer 14 eingebracht werden, beispielsweise mittels einer Art Venturidüse, so dass das in die Sammelkammer 14 einströmen de Wasser gleichzeitig beim Einströmen in die Sammelkammer 14 mit Luft und somit mit Sauerstoff angereichert wird.
Alternativ dazu kann ein Sauerstoffeintrag durch einen chemischen Sauerstofflieferanten, wie beispielsweise Kaliumpermanganat erfolgen. Dieser Sauerstofflieferant kann beispielsweise in Granulatform oder in Tablettenform in das zu behandelnde Wasser eingebracht werden.
Ein unterer Wasserstandssensor 24 ist vorgesehen, um das unterste vorgesehene Füllniveau mit zu behandelndem Wasser zu erfassen. Sollte sich im Kraftstoff kein abgeschiedenes Wasser mehr befinden, beispielsweise weil der Kraftstoff bereits mehrfach im Kreislauf geführt wurde und sämtliches Wasser abgeschieden, in der Behandlungskammer behandelt und anschließend über das Ablassventil 16 abgelassen worden ist, so wird mit Hilfe dieses unteren Wasserstandssensors 24 erfasst, dass unmittelbar vor dem Ventil 15 kein Wasser vorliegt, sondern ausschließlich Kraftstoff, so dass in diesem Fall das Öffnen des Ventils 15 unterbleibt und somit verhindert wird, dass reiner Kraftstoff in die Behandlungskammer 14 geleitet wird.
Um zuverlässig sicherzustellen, dass kein Kraftstoff in die Umwelt gelangen kann, also beispielsweise durch das Ablassventil 16 abgelassen werden kann, kann ein Quellelement vorgesehen sein, welches beispielsweise in der Ablassleitung 17 angeordnet sein kann. Dieses Quellelement ist gegen Wasser beständig, quillt aber in Anwesenheit von Kohlenwasserstoffen auf und verschließt somit die Ablassleitung 17. Das Ansprechen dieses Quellelementes kann entweder sensorisch überwacht werden, so dass anschließend eine Fehlermeldung beispielsweise beim Betreiber der Brennkraftmaschine, beispielsweise dem Fahrzeugführer, angezeigt wird. Alternativ kann eine entsprechende Alarmierung ausgelöst werden, wenn der obere Wasserstandssensor über einen vorgegebenen, unzulässig langen Zeitraum die Anwesenheit eines entsprechend hohen Wasserstandes im Kraftstofffilter 1 detektiert. Ein solcher unzulässig hoher Wasserstand würde sich automatisch ergeben, wenn das Quellelement angesprochen hat und die Ablassleitung 17 verschlossen hat, so dass dann kein Wasser mehr aus dem Kraftstofffilter 1 abgelassen werden könnte.

Claims

Verfahren zum Abscheiden von Wasser aus zum Betrieb einer Brennkraftmaschine dienenden Kraftstoff, wobei der Kraftstoff aus einem Vorratstank entnommen wird, und in einen Wasserabscheider geleitet wird, in welchem das Wasser zunächst aus dem Kraftstoff abgeschieden und in einen Wassersammelraum geleitet wird, wobei der Kraftstoff, nachdem das Wasser abgeschieden worden ist, zum Betrieb der Brennkraftmaschine verwendet wird, und das im Wassersammelraum gesammelte Wasser nach einer Verweildauer, die es im Wassersammelraum verbracht hat, aus dem Wassersammelraum abgelassen wird, wobei aus dem Wasser darin gelöste Kraftstoffanteile entfernt werden, dadurch gekennzeichnet, dass das abgeschiedene Wasser fotokatalytisch behandelt wird, wobei zur Anregung des Katalysators dieser von Licht geeigneter Wellenlänge beleuchtet wird, so dass der Katalysator aufgrund der Absorption des Lichts einen energiereicheren Zustand annimmt, dann Energie an im Wasser gelöst vorhandenen Sauerstoff abgibt, so dass dieser in einen als Singulett-Sauerstoff bezeichneten energetisch höheren Zustand übergeht, und wobei Schadstoffe wie der im Wasser gelöste Kraftstoff oder andere Kohlenwasserstoffe durch Sauerstoffradikale des Singulett-Sauerstoffs zersetzt werden, und wobei das Wasser für eine solche Zeitdauer behandelt wird, dass es anschließend einen vorbestimmten Gehalt an Restkraftstoff erreicht oder unterschreitet.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der im Wasser enthaltene Kraftstoff in Kohlendioxid umgewandelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Reaktionsprodukt der katalytischen Reaktion aus dem Wasser entfernt wird.
Verfahren nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Reaktionsprodukt als gasförmiges CO₂ aus dem Wasser ausgeschleust wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Reaktionsprodukt ausgeschleust wird, indem das Reaktionsprodukt über eine in einem Kraftstofffilter ohnehin vorgesehene so genannte Tankentlüftung entlüftet wird, indem das Reaktionsprodukt zusammen mit aus dem Kraft stoff abgeführten Luftblasen in den Tank gefördert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoff, nachdem das Wasser abgeschieden worden ist, im Überschuss zu der Brennkraftmaschine und/oder zu einer Hochdruckpumpe gefördert wird, und dass eine für den Betrieb der Brennkraftmaschine nicht benötigte Kraftstoffmenge in einen Vorratstank zurückgefördert wird, wobei der zum Vorratstank zurückgeförderte Kraftstoff einen niedrigeren Wassergehalt aufweist als die übrige, im Vorratstank vorhandene Kraftstoffmenge.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein aus dem Kraftstoff abgeschiedener Wasseranteil, der das Fassungsvermögen des Wassersammelraums übersteigt, in einen Vorratstank zurückgefördert wird, aus welchem der Kraftstoff entnommen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasser so lange behandelt wird, bis es einen Gehalt an Restkraftstoff von weniger als 1 ppm aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem fotokatalytisch zu behandelnden Wasser Sauerstoff zugeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Sauerstoff dem Wasser zugeführt wird, indem Luft in das Wasser eingebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Sauerstoff dem Wasser zugeführt wird, indem ein chemischer Sauerstofflieferant wie Kaliumpermanganat in das Wasser eingebracht wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Fotokatalysator ein strukturell mit dem Blattfarbstoff Chlorophyll verwandter Farbstoff verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fotokatalysator mit Licht im Wellenlängenbereich von 600 bis 730 nm beleuchtet wird.
Kraftstofffilter, mit einem Wasserabscheider, und einem das aus dem Kraftstoff abgeschiedene Wasser aufnehmenden Wassersammelraum, gekennzeichnet durch ein im Wassersammelraum (11) vorgesehenen, mit dem Wasser in Kontakt stehenden Fotokatalysator, sowie durch eine Lichtquelle (19), welche ein zur Aktivierung des Fotokatalysators geeignetes Licht aussendet.
Kraftstofffilter nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Fotokatalysator auf einem für das Licht transparenten Substrat aufgetragen ist.
Kraftstofffilter nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Fotokatalysator als monoatomare Schicht auf einem Substrat aufgetragen ist.
Kraftstofffilter nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat in Form einer Vielzahl von frei beweglichen Trägerkörperchen (18) vorliegt.
Kraftstofffilter nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass im Wassersammelraum (11) ein Durchmischungskörper (21) vorgesehen ist, der bei Bewegungen des Wassers im Wassersammelraum (11) eine Durchmischung der Trägerkörperchen (18) bewirkt.
Kraftstofffilter nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat in Form eines porösen Trägerkörpers vorliegt.
Kraftstofffilter nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat in Form von Fasern vorliegt.
Kraftstofffilter nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern als Faserbündel vorliegen.
Kraftstofffilter nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern als geordnetes Flächengebilde wie ein Gelege, Gewebe oder Gestrick vorliegen.
Kraftstofffilter nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern als ungeordnetes Raumgebilde wie ein Gespinstballen vorliegen.
Kraftstofffilter nach einem der Ansprüche 14 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wasserstandssensor (23, 24) vorgesehen ist, und dass die Lichtquelle (19) ein elektrisch betriebenes, Licht erzeugendes Element aufweist, welches nahe dem Wasserstandssensor (23, 24) angeordnet ist.
Kraftstofffilter nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (19) mit dem Wasserstandssensor (23, 24) zu einer gemeinsam handhabbaren Baugruppe zusammengefasst ist.
Kraftstofffilter nach einem der Ansprüche 14 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass ein auswechselbarer Filtereinsatz (4) vorgesehen ist, und die Lichtquelle (19) ein elektrisch betriebenes, Licht erzeugendes Element aufweist, welches am Filtereinsatz (4) angeordnet ist.
Kraftstofffilter nach einem der Ansprüche 14 bis 26, gekennzeichnet durch einen Fotokatalysator, der als ein strukturell mit dem Blattfarbstoff Chlorophyll verwandter Farbstoff ausgestaltet ist.
Kraftstofffilter nach einem der Ansprüche 14 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (19) Licht im Wellenlängenbereich von 600 bis 730 nm abstrahlt.
Filtereinsatz (4) für einen Kraftstofffilter (1) nach einem der Ansprüche 13 bis 20.
Filtereinsatz nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass der Fotokatalysator am Filtereinsatz (4) gehalten ist.
Filtereinsatz nach Anspruch 29, gekennzeichnet durch einen flüssigkeitsdurchlässigen Behälter, der am Filtereinsatz (4) gehalten ist und den Fotokatalysator enthält.
Filtereinsatz nach einem der Ansprüche 29 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass ein chemischer Sauerstofflieferant am Filtereinsatz (4) gehalten ist.
Filtereinsatz nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass der Sauerstofflieferant als Festkörper ausgestaltet ist.
Filtereinsatz nach einem der Ansprüche 29 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (19) am Filtereinsatz (4) gehalten ist.
Filtereinsatz nach einem der Ansprüche 29 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass der Filtereinsatz (4) einen Teilabschnitt einer elektrischen Zuleitung aufweist, die zu einem Wasserstandssensor (23, 24) und/oder zu der Lichtquelle (19) führt.