DE102008047652B4

DE102008047652B4 - System zur Entkeimung von Kraftstoffen in Tankanlagen und Dieselfahrzeug-Kraftstoffanlagen

Info

Publication number: DE102008047652B4
Application number: DE200810047652
Authority: DE
Inventors: Thomas Schulz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-09-12
Filing date: 2008-09-12
Publication date: 2011-03-31
Anticipated expiration: 2028-09-13
Also published as: DE102008047652A1; DE202008017928U1

Abstract

System zur Entkeimung von Heizöl und Diesel-Kraftstoffen in Tankanlagen und Dieselfahrzeug-Kraftstoffanlagen durch dünnschichtiges, großflächiges Durchströmen eines UV-C Strahlers, dadurch gekennzeichnet, dass eine Strömungspumpe in baulicher Einheit mit einem UV-C Strahler am Ende des Saugrohres einer Tankanlage angeklemmt ist.

Description

Es ist bekannt, dass es bei der Lagerung von Kraftstoffen in Tanklagern, Tankstellen und Kraftstoffanlagen von Fahrzeugen, aber auch bei Ölheizungen auf Grund von Wasserbestandteilen in Kraftstoffen zur Ausbildung einer Wasserphase kommt. Diese Wasserbestandteile setzen sich aus Produktionsrückständen und Kondenswasser zusammen. Verunreinigungen und das Vorhandensein von Nährstoffen wie Spurenelementen, Phosphor und Schwefel im Kraftstoff sind gute Bedingungen für die Vermehrung von Mikroorganismen, Pilzen und Algen. Deren Ausscheidungs- und Zerfallsprodukte sinken zum Behälterboden. Im Bereich des Überganges von abgesetztem Wasser zum Kraftstoff setzen sich Organismen und Rückstände ab (3, Bezugszeichen C; 4, Bezugszeichen C). Durch Fahrbewegungen von Fahrzeugen, aber auch durch Saugströmungen entstehen verschieden starke Durchmischungen des Tankinhaltes, wodurch Organismen ständig in unterschiedlicher Konzentration im gesamten Tank und dem zugehörigen Leitungssystem vorhanden sind. Beruhigt sich der Kraftstoff, entmischen sich Kraftstoff und Wasser. In der Zone Kraftstoff/Wasser entstehen schleimige und auch faserige Ablagerungen, die bei erneuter Durchmischung als Schleimblasen und fadenartige Gebilde im Kraftstoff schweben. Im Betrieb von Kraftstoffanlagen entstehen Störungen, da sich Leitungen und Filter zusetzen und unerwünschte Ablagerungen im gesamten Kraftstoffsystem entstehen. Diese sind, auch nach aufwendigen Reinigungen, weiterhin mit ursächlich für den neuerlichen Befall nach Befüllung mit sauberem Kraftstoff. Es erfolgt eine Impfung durch verbliebene Organismen. Zersetzungsprodukte der Organismen verursachen Korrosion an Stahltanks und im Leitungssystem. Verschiedene Hersteller vertreiben Additive (Biozide), welche befallene Anlagen auf chemischer Basis entkeimen. Zur Unterstützung bei Reinigungen und zur Vorbeugung nützlich, beseitigen sie das Problem jedoch nicht. Mit Filtern und Wasserabscheidern werden grobe Verunreinigungen eliminiert, wobei sich proportional zur entfernten Menge der Aufwand für die Instandhaltung von Abscheidern und Filtern erhöht. Die Reinigung von Tank- und Kraftstoffanlagen erfolgt überwiegend zeitintensiv durch das Entfernen des Kraftstoffes, (meistens unter Verlust des Selben und der Entstehung von Entsorgungskosten), mechanische und/oder chemische Reinigung der Tanks, wo vorhanden, des Wasserabscheiders und die Erneuerung der Filtereinsätze. Eine intensive Spülung der Leitungen und die Reinigung von Filtergehäusen und Pumpen sind auf Grund des Aufwandes fast nie gegeben. Es erfolgt eine zeitliche Verlagerung des wiederkehrenden Problems. Abgesehen von diesen Aufwendungen kommt es gerade im Verkehrsbereich durch Abschleppkosten, Konventionalstrafen und Personal- und Werkstattkosten oftmals zur Vervielfachung der Wartungskosten.
Der derzeitige Stand der Technik kennt in der Reinigung von Trinkwasser, Schwimmbädern, Zierteichen, Pools und Aquarien, aber auch in der Medizintechnik seit längerem den Einsatz von UV-C Strahlern, die sich in Aufbereitungsanlagen bewährt haben. Die Wirkungsweise ist, dass biologische Strukturen mutagen und zellulär geschädigt und abgetötet werden. In der Fahrzeugtechnik, Heizungsanlagen und in der Tankausrüstung sind solche Techniken nicht bekannt, aber gemessen an den entstehenden zusätzlichen Betriebs – und Folgekosten sinnvoll. Eine permanente, effektive Entwässerung von Tankanlagen und Fahrzeugtanks ist nicht möglich. Damit ist die Entstehung von biologischen Strukturen in diesen Behältern grundsätzlich nicht zu unterbinden. Die Auswirkungen lassen sich mit dem bisherigen Stand der Technik nur ungenügend begrenzen und sind in jedem Fall mit erheblichen, wiederkehrenden Kosten verbunden.
In US 3,246,144 ist ein Verfahren zur Hemmung von Mikroorganismenwuchs in Petroleumprodukten wie beispielsweise Kerosin oder Dieselkraftstoff, die in Schiffen und durch Pipelines transportiert werden, beschrieben. Durch Bestrahlung mit ultraviolettem Licht mit einer Wellenlänge von 254 nm werden in bekannter Weise die biologischen Strukturen im Kraftstoff mutagen und zellulär geschädigt und abgetötet. Der UV-Strahler ist entweder als Leitungsstrahler an einer vom Kraftstoff durchflossenen Leitung oder innerhalb des Kraftstofftanks angeordnet. Der Kontakt zwischen den UV-Strahlern mit ihren elektrischen Verbindungsleitungen und dem Kraftstoff wird durch die Verwendung von hochschlagfestem Quarzglas verhindert. Die Strömung durch die zu bestrahlenden Leitungen erfolgt dabei beim Befüllen der Tankanlagen oder beim Transfer zwischen verschiedenen Tanks, wobei die Durchströmungsrate eingestellt werden kann.
Durch WO 98/05595 A1 sind eine Methode und eine Vorrichtung zur Desinfektion von Industrie- und anderen Flüssigkeiten durch Behandlung mit einer Kombination von einem starken Magnetfeld und einer UV-Bestrahlung bekannt geworden. Den desinfizierenden Effekt bewirkt hauptsächlich die UV-Bestrahlung. Das Magnetfeld verbessert die Wirksamkeit der Bestrahlung und dient dabei lediglich als Mittel zur verbesserten Abtrennung störender hydrophober Verunreinigungen im industriellen Abwasser. Die Bestrahlung erfolgt mittels röhrenförmiger Flusszellen. An der Innenwand des Rohres sind die UV-Lampen und UV-Licht reflektierende Oberflächenelemente angeordnet.
WO 97/48421 A2 offenbart Geräte und Methode zur Keimreduzierung in undurchsichtigen industriellen Flüssigkeiten mittels UV-Bestrahlung. Die UV-Bestrahlung erfolgt während des Durchflusses in einer rohrförmigen Bestrahlungsvorrichtung, die innenseitig mit einem Quarzglas – beschichteten Mantel ausgekleidet ist. Der Durchfluss wird durch Umpumpen erreicht.
Aufgabe: Grundsätzlich soll der Reinigungsaufwand von Fahrzeugtanks und Tankanlagen so gering wie möglich gehalten werden. Dazu soll die Ausbildung biologischer Strukturen in diesen umfassend gehemmt werden. Wasser, welches nicht über Abscheider extrahiert werden kann, soll möglichst nur in feinsten Tröpfchen vorhanden sein.
Das Problem wird dadurch gelöst, dass die Ausbildung der Wasserphase (3, Bezugszeichen C; 4, Bezugszeichen C) durch eine künstliche Strömung gestört wird. Wenn eine kontinuierliche oder rhythmische Bewegung erfolgt, entmischt sich der Behälterinhalt nicht und Wasser liegt in Tröpfchenform im Kraftstoff vor.

Es gibt in diesen Tröpfchen mikrobielles Wachstum, welches jedoch in seiner Verteilung fein ist. Erfolgt in Rhythmen oder permanent eine UV-C Bestrahlung des Kraftstoffes mit geringer Leistung, ist davon auszugehen, dass innerhalb kurzer Zeit der Kraftstoff biologisch deaktiviert ist. Die dabei entstehenden Zerfallsprodukte haben Mikrostrukturen, die so klein sind, dass sie mit dem Kraftstoff verbrennen. Auch für die Filterung zu kleine Wassertröpfchen werden rückstandsfrei bei der Verbrennung in Motoren und Heizaggregaten in Wasserdampf umgesetzt. In Neufahrzeugen und zur Nachrüstung (nach Grundreinigung) ist die Anordnung einer Strömungspumpe in baulicher Einheit mit einem UV-C Strahler geringster Leistung (2–5 W/80 W) im Tank sinnvoll. Mit Einschalten der Motorelektrik beginnt das System zu arbeiten. Der Tankinhalt wird permanent an dem UV-C Strahler vorbeigeleitet und unterliegt einer kontinuierlichen Entkeimung, solange der Fahrzeugmotor arbeitet. Auch in Tankanlagen, die mit einer Strömungspumpe in baulicher Einheit mit einem UV-C Strahler ausgestattet wurden, sind die beschriebenen Effekte zu erreichen. Da dieser UV-C Strahler in baulicher Einheit mit einer Strömungspumpe nur die Aufgabe der Bestrahlung des Kraftstoffes und der Erzeugung einer Strömung im Behälter hat, ist deren elektrisch aufzuwendende Leistung gering. Unterschiedliche, an Tankgrößen angepasste Auslegungen sind notwendig. Die Ausformung des Durchflussraumes ist flächig und möglichst dünnschichtig auszuführen, um eine große Oberfläche zu bestrahlen. Dies ist notwendig, da UV-C Strahlung kaum die Fähigkeit zur tiefen Durchdringung von Stoffen (außer Quarzglas) besitzt. Die Pumpenleistung/Min. ist im Bereich von 0,2% des Tankvolumens ausreichend, für den UV-C Strahler sollen 5 W/m³ vorgesehen werden. Fließgeschwindigkeiten sollen über den Durchflussquerschnitt und die Form des Strahlers eine ausreichende Bestrahlungszeit gewährleisten. Saugrohre in Tankanlagen sind fast immer so eingebaut, dass der zu erwartende „Bodensatz” (Wasserphase) nicht angesaugt wird. Diese Saugrohre können für Revisions- und Reparaturarbeiten einfach demontiert werden. Idealerweise sollte ein entsprechend geformter UV-C Strahler in baulicher Einheit mit der Strömungspumpe am Ende des Saugrohres angeklemmt werden und so ausgelegt sein, dass er zur Revision oder Reparatur mit dem Saugrohr entnommen werden kann (2; 4, Bezugszeichen B). Bei Einbaulagen, die dies nicht ermöglichen, ist eine Anordnung denkbar, bei welcher die Strömungspumpe in baulicher Einheit mit einem UV-C Strahler als Schwimmer mit Auftriebshemmung ausgelegt ist (1; 4, Bezugszeichen A) und bei der die Öffnung der Füllstandsanzeige oder Revisionsöffnungen zum Einbringen und Entnehmen des Gerätes genutzt wird. Der Geräteboden des UV-C Strahlers in baulicher Einheit mit der Strömungspumpe soll mit mehreren Düsen versehen sein, womit eine relativ neutrale Lage im Behälter trotz Strömungserzeugung erreicht wird. Beispiele für Anwendungen und notwendige elektrische Leistungen

Liter Behälter	Leistung Pumpe		Leistung Strahler/Watt		Elektr. Leistung/h/Tag Kosten bei
	Liter/ Minute	El. Leistung Abg./Aufn. W	UV-C Abgabe W	UV-C Aufn. W	Leistung W	8h/Tag (30% Intervall) KWh/EUR
40.000 Tankl.	80	200–450	80–100	250–320	ca. 900	7,2/1,30
400 Fahrzeugtank	0,8–1	20–80	> 2	8–15	ca. 100	Entspr. elektr. Leistung Heckleuchten + Standlicht

Nachfolgend soll die Erfindung an zwei Ausführungsbeispielen mit Abbildungen näher erläutert werden. Dabei beschreiben die aufgeführten Abbildungen im Einzelnen:
1 Kombination von Strömungspumpe in baulicher Einheit mit einem UV-C Strahler als Schwimmer mit Auftriebssicherung
2 Kombination von Strömungspumpe in baulicher Einheit mit einem UV-C Strahler als Steigrohrstrahler
3 Normtank
4 Einbauvarianten des Entkeimungssystems im Normtank

Saugrohre in Tankanlagen sind so eingebaut, dass die zu erwartende Wasserphase C im Kraftstoff nicht angesaugt wird. Das erfindungsgemäße System zur Entkeimung von Kraftstoffen in der Ausführung als Schwimmer im Kraftstofftank der Tankanlage besitzt gemäß 1 im kraftstofffesten Gehäuse 2 die Strömungspumpe 1 und UV-C Strahler 3, die an der Außenseite des Durchflussraumes 4 angeordnet sind. Der Hohlraum innerhalb des Gehäuses 2 zwischen dem Durchflussraum 4 und der Gehäuseaußenwand ist der Auftriebskörper 5. Der Durchflussraum 4 wird an seiner der Pumpe 1 gegenüberliegenden Seite mit Austrittskanälen 6 begrenzt, die den Düsenring 7 bilden. An der Unterseite des Düsenrings 7 ist die Auftriebssicherung 8 für das Entkeimungssystem als Schwimmer befestigt. Bei dem System zur Entkeimung von Kraftstoffen in Tankanlagen und Dieselfahrzeug-Kraftstoffanlagen als Strömungspumpe in baulicher Einheit mit einem UV-C Strahler befindet sich gemäß 2 in einem kraftstofffesten Gehäuse 2 die Pumpe 1 als Strömungspumpe hinter der Kraftstoffeintrittsöffnung des Gehäuses 2. Die Pumpe 1 ist im Gehäuse 2 vor dem UV-C Strahler 3 angeordnet. Der UV-C Strahler 3 ist im Entkeimungssystem an der Außenseite des Durchflussraumes 4 angeordnet. Der Durchflussraum 4 des Steigrohrstrahlers endet mit den Austrittskanälen 6 für den entkeimten Kraftstoff. Der Steigrohrstrahler ist funktionsbedingt am unteren Ende der Steigleitung des Kraftstofftanks befestigt. Bezugszeichenliste

NR/ Zeichen	Bezeichnung
1	Strömungspumpe
2	kraftstofffestes Gehäuse
3	UV-C Strahler
4	Durchflussraum
5	Auftriebskörper
6	Austrittskanäle
7	Düsenring
8	Auftriebssicherung
A	Einbaulage Variante Schwimmer mit Auftriebssicherung
B	Einbaulage Variante Steigrohrstrahler
C	Wasserphase/Ablagerungen
→	Strömrichtung

Claims

System zur Entkeimung von Heizöl und Diesel-Kraftstoffen in Tankanlagen und Dieselfahrzeug-Kraftstoffanlagen durch dünnschichtiges, großflächiges Durchströmen eines UV-C Strahlers, dadurch gekennzeichnet, dass eine Strömungspumpe in baulicher Einheit mit einem UV-C Strahler am Ende des Saugrohres einer Tankanlage angeklemmt ist.
System zur Entkeimung von Heizöl und Diesel-Kraftstoffen in Tankanlagen und Dieselfahrzeug-Kraftstoffanlagen durch dünnschichtiges, großflächiges Durchströmen eines UV-C Strahlers, dadurch gekennzeichnet, dass eine Strömungspumpe in baulicher Einheit mit einem UV-C Strahler als Schwimmer mit Auftriebshemmung ausgelegt ist.