DE102014006259A1 - Coalescing element of a water separator for fuel and water separator - Google Patents
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Abstract
Es werden ein Koaleszenzelement (36) eines Wasserabscheiders (10), insbesondere eines Kraftstofffilters, für Kraftstoff, insbesondere Dieselkraftstoff, insbesondere mit wenigstens einem Additiv, insbesondere einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, und ein Wasserabscheider (10) beschrieben. Das Koaleszenzelement (36) kann in einem Gehäuse (12) so angeordnet werden, dass es wenigstens einen Kraftstoffeinlass (26) des Gehäuses (12) von wenigstens einem Kraftstoffauslass (18) trennt. Im Strömungsweg (78) des Kraftstoffs ist wenigstens ein Koaleszenzmedium (58) zur Abscheidung von im Kraftstoff enthaltenem Wasser angeordnet. Das wenigstens eine Koaleszenzmedium (58) wenigstens ein zur Koaleszenz von Wasser geeignetes schaumartiges Koaleszenzmaterial umfasst.A coalescing element (36) of a water separator (10), in particular a fuel filter, for fuel, in particular diesel fuel, in particular with at least one additive, in particular an internal combustion engine, in particular a motor vehicle, and a water separator (10) are described. The coalescing element (36) may be disposed in a housing (12) such that it separates at least one fuel inlet (26) of the housing (12) from at least one fuel outlet (18). At least one coalescing medium (58) for separating water contained in the fuel is arranged in the flow path (78) of the fuel. The at least one coalescing medium (58) comprises at least one foam-like coalescing material suitable for coalescing water.
Description
Technisches GebietTechnical area
Die Erfindung betrifft ein Koaleszenzelement eines Wasserabscheiders, insbesondere eines Kraftstofffilters, für Kraftstoff, insbesondere Dieselkraftstoff, insbesondere mit wenigstens einem Additiv, insbesondere einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, das in einem Gehäuse so angeordnet werden kann, dass es wenigstens einen Kraftstoffeinlass des Gehäuses von wenigstens einem Kraftstoffauslass trennt, wobei im Strömungsweg des Kraftstoffs wenigstens ein Koaleszenzmedium zur Abscheidung von im Kraftstoff enthaltenem Wasser angeordnet ist.The invention relates to a coalescence element of a water separator, in particular of a fuel filter, for fuel, in particular diesel fuel, in particular with at least one additive, in particular an internal combustion engine, in particular a motor vehicle, which can be arranged in a housing so that there is at least one fuel inlet of the housing of at least a fuel outlet, wherein in the flow path of the fuel at least one coalescing medium for the separation of water contained in the fuel is arranged.
Ferner betrifft die Erfindung einen Wasserabscheider, insbesondere eines Kraftstofffilters, für Kraftstoff, insbesondere Dieselkraftstoff, insbesondere mit wenigstens einem Additiv, insbesondere einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einem Gehäuse, welches wenigstens einen Kraftstoffeinlass für zu reinigenden Kraftstoff, wenigstens einen Kraftstoffauslass für gereinigten Kraftstoff und wenigstens einen Wasserauslass für vom Kraftstoff abgeschiedenes Wasser aufweist und in dem wenigstens ein Koaleszenzelement, insbesondere ein erfindungsgemäßes Koaleszenzelement, angeordnet ist, das den wenigstens einen Kraftstoffeinlass von dem wenigstens einen Kraftstoffauslass trennt, wobei im Strömungsweg des Kraftstoffs wenigstens ein Koaleszenzmedium zur Abscheidung von im Kraftstoff enthaltenem Wasser angeordnet ist.Furthermore, the invention relates to a water separator, in particular a fuel filter, for fuel, in particular diesel fuel, in particular with at least one additive, in particular an internal combustion engine, in particular a motor vehicle, with a housing having at least one fuel inlet for fuel to be cleaned, at least one fuel outlet for purified fuel and at least one water outlet for water separated from the fuel and in which at least one coalescence element, in particular a coalescence element according to the invention, is arranged, which separates the at least one fuel inlet from the at least one fuel outlet, wherein in the flow path of the fuel at least one coalescing medium for separating in the fuel contained water is arranged.
Stand der TechnikState of the art
Aus der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Koaleszenzelement und einen Wasserabscheider der eingangs genannten Art zu gestalten, bei denen die Abscheidung von im Kraftstoff enthaltenem Wasser weiter verbessert wird.The invention has for its object to design a coalescer and a water separator of the type mentioned, in which the deposition of water contained in the fuel is further improved.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das wenigstens eine Koaleszenzmedium wenigstens ein zur Koaleszenz von Wasser geeignetes schaumartiges Koaleszenzmaterial umfasst.This object is achieved according to the invention in that the at least one coalescing medium comprises at least one foam-like coalescing material suitable for the coalescence of water.
An dem wenigstens einen Koaleszenzmedium werden auch kleinste Wassertröpfchen, welche im Kraftstoff enthalten sind, in einer Stufe des Koaleszenzelements zu größeren Wassertropfen vereinigt. Dabei werden die feinen Wassertröpfchen an dem wenigstens einen Koaleszenzmedium, insbesondere in/an einer Porenstruktur des schaumartigen Koaleszenzmaterials, zurückgehalten und vergrößert, bis sie von der Kraftstoffströmung wieder mitgerissen und aus dem wenigstens einen Koaleszenzmedium ausgetragen werden.At the at least one coalescing medium, even the smallest water droplets contained in the fuel are combined in one step of the coalescence element into larger water droplets. In this case, the fine water droplets are retained on the at least one coalescing medium, in particular in / on a pore structure of the foam-like coalescing material, and enlarged until they are entrained again by the fuel flow and discharged from the at least one coalescing medium.
Schaumartiges Koaleszenzmaterial hat den Vorteil, dass es bei unterschiedlichen Kraftstoffen oder Kraftstoffzusammensetzungen seine Koaleszenzfunktion beibehalten kann. So kann auch bei der Behandlung, insbesondere Reinigung, von Kraftstoffen, insbesondere Dieselkraftstoff, insbesondere Kraftstoffen, welche wenigstens ein Additiv enthalten, die Funktion der Koaleszenz/Wasserabscheidung an dem wenigstens einen Koaleszenzmedium sichergestellt werden. Dabei kann eine höhere Effektivität der Koaleszenz erreicht werden als insbesondere bei Koaleszenzmedien auf Basis von Glasfasern oder imprägnierter Cellulose. Dies kann sich insbesondere positiv auf den benötigten Bauraum insbesondere abströmseitig des Wasserabscheiders auswirken.Foamy coalescing material has the advantage that it can maintain its coalescing function with different fuels or fuel compositions. Thus, in the treatment, in particular cleaning, of fuels, in particular diesel fuel, in particular fuels which contain at least one additive, the function of coalescence / water separation on the at least one coalescing medium can be ensured. In this case, a higher efficiency of coalescence can be achieved than in particular with coalescing media based on glass fibers or impregnated cellulose. This can in particular have a positive effect on the required installation space, in particular downstream of the water separator.
Additive sind Zusatzstoffe, die die Eigenschaften des Kraftstoffs verändern, insbesondere verbessern. Additive werden in der Regel im verhältnismäßig geringen Mengen dem Kraftstoff zugeführt.Additives are additives that change the properties of the fuel, in particular, improve it. Additives are usually supplied to the fuel in relatively small amounts.
Ferner können mit schaumartigen Koaleszenzmaterial, insbesondere aufgrund geringer Partikelaufnahme, insbesondere Staubaufnahme, hohe Standzeiten erreicht werden.Furthermore, with foam-like coalescing material, in particular due to low particle absorption, in particular dust absorption, a long service life can be achieved.
Schaumartiges Koaleszenzmaterial kann ferner mit unterschiedlichen Oberflächen realisiert werden. Schaumartiges Koaleszenzmaterial kann unterschiedliche Eigenschaften in Bezug auf Wasser, insbesondere hydrophobe und/oder hydrophile Eigenschaften, aufweisen.Foamy coalescing material can also be realized with different surfaces. Foamy coalescing material may have different properties with respect to water, in particular hydrophobic and / or hydrophilic properties.
Die koalierten Wassertropfen können stromabwärts des wenigstens einen Koaleszenzmediums, insbesondere in einem Ausfallspalt in einer weiteren Stufe des Koaleszenzelements, ausgefällt werden. Sie können aufgrund ihres spezifischen Gewichts nach unten sinken. Dies kann als gravimetrische Wasserabscheidung bezeichnet werden.The coalesced water droplets can be precipitated downstream of the at least one coalescing medium, in particular in a failure gap in a further stage of the coalescing element. They can sink down because of their specific weight. This can be referred to as gravimetric water separation.
Vorteilhafterweise kann das Wasser insbesondere in wenigstens einem Wassersammelraum gesammelt werden. Der wenigstens eine Wassersammelraum kann vorteilhafterweise mit wenigstens einem Wasserauslass verbunden sein. Über den wenigstens einen Wasserauslass kann das Wasser aus dem wenigstens einen Wassersammelraum abgelassen werden.Advantageously, the water can be collected in particular in at least one water collecting space. The at least one water collecting space may advantageously be connected to at least one water outlet. About the at least one water outlet, the water can be drained from the at least one water collection chamber.
Das wenigstens eine Koaleszenzmedium kann vorteilhafterweise eine oder mehrere Lagen aus oder mit schaumartigem Koaleszenzmaterial aufweisen. Jede der Lagen kann in sich und/oder die Lagen untereinander können gleiches oder unterschiedliches Koaleszenzmaterial aufweisen. Zusätzlich zu dem schaumartigen Koaleszenzmaterial kann das wenigstens eine Koaleszenzmedium auch andersartiges Koaleszenzmaterial aufweisen.The at least one coalescing medium may advantageously comprise one or more layers of or with foamy coalescing material. Each of the layers may be self-contained and / or the layers may have the same or different coalescing material. In addition to the foam-like coalescing material, the at least one coalescing medium can also have different coalescing material.
Das wenigstens eine Koaleszenzmedium kann vorteilhafterweise ausschließlich die Funktion der Koaleszenz von Wassertropfen aufweisen. Zusätzlich kann vorteilhafterweise das wenigstens eine Koaleszenzmedium eine Filterfunktion aufweisen. So können mit dem wenigstens einen Koaleszenzmedium insbesondere Partikel aus dem Kraftstoff herausgefiltert werden können.The at least one coalescing medium may advantageously have exclusively the function of coalescing water droplets. In addition, advantageously, the at least one coalescence medium can have a filter function. Thus, in particular particles can be filtered out of the fuel with the at least one coalescence medium.
Bei dem schaumartigen Koaleszenzmaterial kann vorteilhafterweise auf faserhaltige Materialien, insbesondere Cellulose, oder synthetisches Meltblown, verzichtet werden.With the foam-like coalescing material it is advantageously possible to dispense with fibrous materials, in particular cellulose, or synthetic meltblown.
Die Erfindung ist nicht beschränkt auf Wasserabscheider einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs. Vielmehr kann sie auch bei andersartigen Brennkraftmaschinen, beispielsweise bei Industriemotoren, eingesetzt werden.The invention is not limited to water separator of an internal combustion engine of a motor vehicle. Rather, it can also be used in other types of internal combustion engines, for example in industrial engines.
Statt für Dieselkraftstoff kann das Koaleszenzelement auch zur Reinigung/Koaleszenz/Wasserabscheidung bei andersartigem flüssigem Kraftstoff eingesetzt werden.Instead of diesel fuel, the coalescing element can also be used for cleaning / coalescence / water separation with different kinds of liquid fuel.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform kann das Koaleszenzmaterial synthetisch hergestellt sein. Auf diese Weise kann das Koaleszenzmaterial speziell für den Zweck der Zusammenführung von kleinsten Wassertröpfchen bei der Wasserabscheidung bei Kraftstoffen, insbesondere Kraftstoffen mit Additiven, optimiert sein. Ferner kann so die Beständigkeit gegenüber dem Kraftstoff und/oder dem wenigstens einen Additiv erhöht werden. Bei dem Koaleszenzmaterial kann vorteilhafterweise auf Regenerat verzichtet werden.In an advantageous embodiment, the coalescing material can be produced synthetically. In this way, the coalescing material can be optimized especially for the purpose of bringing together the smallest water droplets in the water separation of fuels, in particular fuels with additives. Furthermore, the resistance to the fuel and / or the at least one additive can thus be increased. The coalescing material can advantageously be dispensed with regrind.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann das wenigstens eine Koaleszenzmedium zumindest an einer Oberfläche hydrophile Eigenschaften aufweisen. Auf diese Weise kann das wenigstens eine Koaleszenzmedium zumindest im Bereich der Oberfläche kleinste Wassertröpfchen besser einfangen und koalieren.In a further advantageous embodiment, the at least one coalescence medium may have hydrophilic properties at least on one surface. In this way, the at least one coalescing medium can better capture and coalesce smallest water droplets, at least in the region of the surface.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann das Koaleszenzmaterial wenigstens ein Aminoplast, insbesondere Melaminharz, zumindest aufweisen. Insbesondere mittels Melaminharz kann das Koaleszenzmedium mit unterschiedlichen Oberflächen und Oberflächeneigenschaften ausgestattet werden. So können unterschiedliche Eigenschaften, insbesondere was die Wirkung auf Wasser angeht, realisiert werden. So können hydrophobe und hydrophile Eigenschaften realisiert werden.In a further advantageous embodiment, the coalescing material may have at least one aminoplast, in particular melamine resin, at least. In particular by means of melamine resin, the coalescing medium can be equipped with different surfaces and surface properties. Thus, different properties, in particular as regards the effect on water, can be realized. Thus, hydrophobic and hydrophilic properties can be realized.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann das Koaleszenzmaterial wenigstens teilweise offenporig sein. In/an den offenen Poren können die Wassertröpfchen einfach und effizient eingefangen werden.In a further advantageous embodiment, the coalescing material may be at least partially open-pored. In / at the open pores, the water droplets can be captured easily and efficiently.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann eine Porengröße des Koaleszenzmaterials insbesondere in Durchströmrichtung des Kraftstoffs durch das Koaleszenzmedium variieren, insbesondere kann das Koaleszenzmaterial eine Gradientenstruktur bezüglich der Porengröße aufweisen.In a further advantageous embodiment, a pore size of the coalescing material, in particular in the direction of flow through the fuel, can vary as a result of the coalescing medium; in particular, the coalescing material can have a gradient structure with respect to the pore size.
Vorteilhafterweise kann das Koaleszenzmaterial durch Formgebung und/oder Behandlung innerhalb und/oder an einer Oberfläche des schaumartigen Koaleszenzmediums mit variierenden Porengrößen ausgestattet werden.Advantageously, the coalescing material can be provided by shaping and / or treatment within and / or on a surface of the foam-like coalescing medium with varying pore sizes.
Vorteilhafterweise kann das Koaleszenzmaterial zum Realisieren der Gradientenstruktur entsprechend gepresst werden.Advantageously, the coalescing material can be pressed accordingly to realize the gradient structure.
Vorteilhafterweise kann die Porengröße in Durchströmrichtung des Kraftstoffs zunehmen. Auf diese Weise können stromaufwärts kleinste Wassertröpfchen in den kleineren Poren gefangen und vereinigt werden. Die koalierten und/oder etwas größere Wassertröpfchen können stromabwärts in den größeren Poren gefangen, weiter koalieren und somit vergrößert werden.Advantageously, the pore size in the direction of flow of the fuel increase. In this way, smallest water droplets in the smaller pores can be caught upstream and combined. The coalesced and / or slightly larger water droplets can be trapped downstream in the larger pores, further coalesced and thus enlarged.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann das wenigstens eine Koaleszenzmedium als Formteil geformt und gestaltet oder als Halbzeug geformt und anschließend gestaltet sein.In a further advantageous embodiment, the at least one coalescing medium shaped as a molded part and designed or shaped as a semi-finished product and then designed.
Das Koaleszenzmedium kann vorteilhafterweise als Formteil zu seiner endgültigen Form geformt, insbesondere geschäumt, werden. Alternativ kann das Koaleszenzmedium auch als insbesondere flaches Halbzeug geformt, insbesondere geschäumt, und anschließend zu seiner endgültigen Form gestaltet, insbesondere gefaltet, gebogen, plissiert, geschnitten und/oder gewickelt, sein.The coalescing medium can advantageously be shaped as a molded part into its final shape, in particular foamed. Alternatively, the coalescing medium can also be shaped, in particular foamed, as a particularly flat semi-finished product, and then shaped to its final shape, in particular folded, bent, pleated, cut and / or wound.
Das wenigstens eine Koaleszenzmedium kann vorteilhafterweise als Block, Balg und/oder Hohlkörper geformt/gestaltet sein.The at least one coalescence medium can advantageously be shaped / shaped as a block, bellows and / or hollow body.
Der Hohlkörper des wenigstens einen Koaleszenzmediums kann vorteilhafterweise eine zylindrische oder konische Form aufweisen. Der Querschnitt des Hohlkörpers kann vorteilhafterweise rund, oval oder eckig sein. Der Hohlkörper kann vorteilhafterweise umfangsmäßig geschlossen sein. Der Hohlkörper kann vorteilhafterweise wenigstens an einer seiner Stirnseiten offen sein. Dort kann das abgeschiedene Wasser und/oder der Kraftstoff aus einem Innenraum des Hohlkörpers heraus oder mit Wasser belasteter Kraftstoff in den Innenraum des Hohlkörpers hinein gelangen.The hollow body of the at least one coalescing medium may advantageously have a cylindrical or conical shape. The cross section of the hollow body may advantageously be round, oval or angular. The hollow body may advantageously be closed circumferentially. The hollow body may advantageously be open at least on one of its end faces. There, the separated water and / or the fuel from an interior of the hollow body out or with water contaminated fuel into the interior of the hollow body into reach.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann im Strömungsweg des Kraftstoffs hinter dem wenigstens einen Koaleszenzmedium, dieses umgebend oder in einem von ihm begrenzten Innenraum, wenigstens ein insbesondere als Hohlkörper gestaltetes hydrophobes, kraftstoffdurchlässiges Trennmedium zur Abscheidung von im Kraftstoff enthaltenem Wasser angeordnet werden, derart, dass zwischen dem wenigstens einen Koaleszenzmedium und dem wenigstens einen Trennmedium wenigstens ein Ausfallspalt für abgeschiedenes Wasser realisiert werden kann.In a further advantageous embodiment, in the flow path of the fuel behind the at least one coalescent, this surrounding or in a limited of him interior, at least one designed in particular as a hollow body hydrophobic, fuel-permeable separation medium for the separation of water contained in the fuel can be arranged such that between the at least one coalescence medium and the at least one separation medium at least one separation gap for separated water can be realized.
An dem wenigstens einen Trennmedium können Wassertropfen, welche im Kraftstoff enthalten sind, zurückgehalten werden. Auf diese Weise kann die Wasserabscheidung verbessert werden. Vorteilhafterweise können die Wassertropfen, welche mit dem wenigstens einen Koaleszenzmedium vereinigt wurden, besser abgeschieden werden.On the at least one separation medium, water droplets contained in the fuel can be retained. In this way, the water separation can be improved. Advantageously, the drops of water that have been combined with the at least one coalescing medium can be better deposited.
Vorteilhafterweise kann das wenigstens eine Trennmedium den wenigstens einen Ausfallspalt auf der dem wenigstens einen Koaleszenzmedium gegenüberliegenden Seite begrenzen. Die mit dem wenigstens einen Koaleszenzmedium vereinigten großen Wassertropfen können im Strömungsweg des Kraftstoffs hinter dem wenigstens einen Koaleszenzmedium in dem wenigstens einen Ausfallspalt ausgefällt werden. Sie können abhängig vom spezifischen Gewicht des Kraftstoffs nach unten sinken oder nach oben steigen.Advantageously, the at least one separation medium may limit the at least one clearance gap on the side opposite the at least one coalescing medium. The large water droplets combined with the at least one coalescing medium can be precipitated in the flow path of the fuel behind the at least one coalescing medium in the at least one clearance gap. They may fall down or rise up depending on the specific weight of the fuel.
Vorteilhafterweise kann das wenigstens eine Trennmedium siebartig sein. Ein siebartiges, insbesondere gewebtes Trennmedium hat den Vorteil, dass die Wassertropfen an den Siebfasern gehalten werden und insbesondere nach unten abtropfen beziehungsweise nach oben steigen können. An einem siebartigen Trennmedium kann das Wasser optimal zurückgehalten werden. Die Maschenöffnungen eines siebartigen Gewebes können einfach und definiert vorgegeben werden. Es kann optimal durchlässig für den Kraftstoff ausgestaltet sein. Mit einer siebartigen Struktur kann einfach der Druckverlust an dem wenigstens einen Trennmedium minimiert werden.Advantageously, the at least one separation medium may be screen-like. A sieve-like, in particular woven separation medium has the advantage that the water droplets are held on the screen fibers and in particular drip down or can rise upwards. On a sieve-like separation medium, the water can be optimally retained. The mesh openings of a sieve-like fabric can be defined in a simple and defined manner. It can be optimally permeable to the fuel. With a sieve-like structure, the pressure loss on the at least one separation medium can easily be minimized.
Das wenigstens eine Trennmedium kann vorteilhafterweise eine ähnliche Form aufweisen wie das wenigstens eine Koaleszenzmedium, insbesondere der Hohlkörper. Auf diese Weise können das wenigstens eine Koaleszenzmedium und das Trennmedium platzsparend insbesondere koaxial ineinander angeordnet werden.The at least one separation medium can advantageously have a similar shape as the at least one coalescence medium, in particular the hollow body. In this way, the at least one coalescence medium and the separation medium can be arranged in a space-saving manner, in particular coaxially with one another.
Das wenigstens eine Trennmedium kann vorteilhafterweise eine zylindrische oder konische Form aufweisen. Der Querschnitt des wenigstens einen Trennmediums kann vorteilhafterweise rund, oval oder eckig sein. Das wenigstens eine Trennmedium kann vorteilhafterweise umfangsmäßig geschlossen sein. Das wenigstens eine Trennmedium kann vorteilhafterweise wenigstens an einer seiner Stirnseiten offen sein. Dort kann der von Wasser befreite Kraftstoff aus einem Innenraum des wenigstens einen Trennmediums heraus gelangen oder der mit Wasser belastete Kraftstoff zur Wasserabscheidung in den Innenraum geleitet werden.The at least one separation medium may advantageously have a cylindrical or conical shape. The cross section of the at least one separating medium may advantageously be round, oval or angular. The at least one separation medium may advantageously be closed circumferentially. The at least one separation medium can advantageously be open at least on one of its end faces. There, the freed of water fuel from an interior of the at least one separation medium can get out or the loaded with water fuel for water separation are passed into the interior.
Vorteilhafterweise kann der wenigstens eine Ausfallspalt gegebenenfalls mit dem wenigstens einen Wassersammelraum und/oder dem wenigstens einen Wasserauslass des Gehäuses des Kraftstofffilters verbunden sein.Advantageously, the at least one clearance gap may optionally be connected to the at least one water collecting space and / or the at least one water outlet of the housing of the fuel filter.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann das Koaleszenzelement wenigstens ein Filtermedium aufweisen und/oder mit einem derartigen kombiniert sein.In a further advantageous embodiment, the coalescing element can have at least one filter medium and / or be combined with such.
Das Koaleszenzelement kann als mehrstufiges Filterelement oder in mehrstufiger Kombination mit einem Filtermedium, insbesondere einem Filterelement, realisiert sein. Der Kraftstoff kann zur Reinigung und Wasserabscheidung das wenigstens eine Filtermedium und das wenigstens eine Koaleszenzmedium durchströmen.The coalescence element can be realized as a multi-stage filter element or in a multi-stage combination with a filter medium, in particular a filter element. For cleaning and water separation, the fuel can flow through the at least one filter medium and the at least one coalescing medium.
Das wenigstens eine Filtermedium kann vorteilhafterweise von Kraftstoff durchströmt werden. Mit dem wenigstens einen Filtermedium können insbesondere Partikel, welche den Kraftstoff verunreinigen, in einer Stufe des Koaleszenzelements, insbesondere eines Koaleszenz-Filterelements, herausgefiltert werden. The at least one filter medium can advantageously be flowed through by fuel. In particular, particles which contaminate the fuel can be filtered out in one stage of the coalescence element, in particular of a coalescing filter element, with the at least one filter medium.
Das wenigstens eine Koaleszenzmedium kann vorteilhafterweise abströmseitig des wenigstens einen Filtermediums angeordnet sein. Auf diese Weise kann das wenigstens eine Koaleszenzmedium mittels dem wenigstens einen Filtermedium vor Verschmutzung geschützt werden. Alternativ oder zusätzlich kann anströmseitig des wenigstens einen Filtermediums wenigstens ein Koaleszenzmedium angeordnet sein.The at least one coalescence medium can advantageously be arranged downstream of the at least one filter medium. In this way, the at least one coalescing medium can be protected against contamination by means of the at least one filter medium. Alternatively or additionally, at least one coalescing medium can be arranged on the inflow side of the at least one filter medium.
Das Filtermedium kann vorteilhafterweise als Hohlkörper ausgestaltet sein. Das als Hohlkörper ausgestaltete Filtermedium kann zur Filtrierung des Kraftstoffs von innen nach außen oder von außen nach innen durchströmbar sein. Das wenigstens eine Koaleszenzmedium kann vorteilhafterweise hinter und/oder vor dem wenigstens einen Filtermedium angeordnet sein.The filter medium can advantageously be designed as a hollow body. The designed as a hollow body filter medium can be flowed through for filtering the fuel from the inside outward or from outside to inside. The at least one coalescence medium can advantageously be arranged behind and / or in front of the at least one filter medium.
Vorteilhafterweise kann das wenigstens eine Koaleszenzmedium in einem Innenraum des wenigstens einen Filtermediums angeordnet sein. Es kann von dem wenigstens einen Filtermedium umgeben sein. Bei einer Durchströmung des Filtermediums von außen nach innen kann das wenigstens eine Koaleszenzmedium so abströmseitig des wenigstens einen Filtermediums angeordnet sein. Bei umgekehrter Durchströmung des Filtermediums kann das wenigstens eine Koaleszenzmedium anströmseitig angeordnet sein. Alternativ oder zusätzlich kann das insbesondere als Hohlkörper ausgestaltete wenigstens eine Koaleszenzmedium das wenigstens eine Filtermedium umgeben. Entsprechend kann das wenigstens eine Koaleszenzmedium anströmseitig oder abströmseitig des wenigstens einen Filtermediums angeordnet sein. Die entsprechenden Umfangsseiten der Hohlkörper können dabei aneinander anliegen. Die Umfangsseiten der Hohlkörper können sich gegenseitig abstützen. Alternativ können sie zueinander beabstandet sein.Advantageously, the at least one coalescence medium can be arranged in an interior space of the at least one filter medium. It may be surrounded by the at least one filter medium. In a flow through the filter medium from outside to inside, the at least one coalescing medium may be arranged downstream of the at least one filter medium. With a reverse flow through the filter medium, the at least one coalescing medium can be arranged on the inflow side. As an alternative or in addition, the at least one coalescing medium configured in particular as a hollow body may surround the at least one filter medium. Accordingly, the at least one coalescence medium can be arranged on the inflow side or outflow side of the at least one filter medium. The corresponding peripheral sides of the hollow body can rest against each other. The peripheral sides of the hollow body can support each other. Alternatively, they may be spaced apart.
Das wenigstens eine Koaleszenzmedium kann vorteilhafterweise das wenigstens eine Filtermedium anströmseitig und/oder abströmseitig vollständig abdecken. Auf diese Weise muss der Kraftstoff das wenigstens eine Koaleszenzmedium zwangsweise passieren. Alternativ oder zusätzlich kann wenigstens ein Koaleszenzmedium das wenigstens eine Filtermedium anströmseitig und/oder abströmseitig lediglich teilweise abdecken. Auf diese Weise kann der Kraftstoff durch entsprechende Lücken des wenigstens einen Koaleszenzmediums strömen und so das Koaleszenzmedium umgehen.The at least one coalescing medium can advantageously completely cover the at least one filter medium on the inflow side and / or outflow side. In this way, the fuel must forcibly pass the at least one coalescing medium. Alternatively or additionally, at least one coalescence medium may only partially cover the at least one filter medium on the inflow side and / or outflow side. In this way, the fuel can flow through corresponding gaps of the at least one coalescence medium and thus bypass the coalescing medium.
Vorteilhafterweise können der Hohlkörper des wenigstens einen Koaleszenzmediums und der Hohlkörper des wenigstens einen Filtermediums eine ähnliche Form aufweisen. Sie können vorteilhafterweise zueinander passende Größen aufweisen. Auf diese Weise können die Hohlkörper platzsparend ineinander angeordnet werden.Advantageously, the hollow body of the at least one coalescing medium and the hollow body of the at least one filter medium may have a similar shape. They may advantageously have matching sizes. In this way, the hollow body can be arranged to save space in each other.
Das wenigstens eine Filtermedium kann wenigstens eine Partikelfilterlage aufweisen. Es kann vorteilhafterweise Filterpapier, Filtervlies oder ein andersartiges, insbesondere schaumartiges, Filtermaterial aufweisen, welches geeignet ist, Partikel aus dem Kraftstoff, insbesondere Dieselkraftstoff, herauszufiltern.The at least one filter medium may have at least one particle filter layer. It may advantageously have filter paper, filter fleece or another type, in particular foam-like, filter material, which is suitable for filtering out particles from the fuel, in particular diesel fuel.
Vorteilhafterweise kann das wenigstens eine Filtermedium aus einer oder mehreren Lagen bestehen. Das wenigstens eine Filtermedium kann vorteilhafterweise gefaltet, gebogen, plissiert und/oder gewickelt sein. Der Hohlkörper kann vorteilhafterweise balgartig sein. Das Filtermedium kann vorteilhafterweise sternförmig gefaltet sein. Vorteilhafterweise kann das Filtermedium zickzackförmig gefaltet und umfangsmäßig geschlossen sein. Der Hohlkörper kann vorteilhafterweise wenigstens eine Öffnung aufweisen. Durch die Öffnung kann der zu reinigende Kraftstoff in den Innenraum des Hohlkörpers hinein oder gereinigter Kraftstoff aus dem Innenraum heraus gelangen. Der Hohlkörper kann vorteilhafterweise auf wenigstens einer Stirnseite mit einem Endkörper, insbesondere einer Endscheibe, bevorzugt dicht verbunden sein. Mit dem wenigstens einen Endkörper kann das Filtermedium stabilisiert werden. Wenigstens einer der Endkörper kann eine Öffnung aufweisen. Die Öffnung kann gegebenenfalls mit der Öffnung des Hohlkörpers verbunden sein.Advantageously, the at least one filter medium may consist of one or more layers. The at least one filter medium may advantageously be folded, bent, pleated and / or wound. The hollow body may advantageously be bellows. The filter medium can advantageously be folded in a star shape. Advantageously, the filter medium can be folded in a zigzag shape and closed circumferentially. The hollow body may advantageously have at least one opening. Through the opening of the fuel to be cleaned in the interior of the hollow body or purified fuel can get out of the interior. The hollow body may advantageously be tightly connected to at least one end face with an end body, in particular an end plate. With the at least one end body, the filter medium can be stabilized. At least one of the end bodies may have an opening. The opening may optionally be connected to the opening of the hollow body.
Das wenigstens eine Filtermedium kann vorteilhafterweise die Form eines Hohlzylinders, insbesondere eines Kreiszylinders, aufweisen. Alternativ kann das Filtermedium auch in anderer Form, insbesondere als eine Art Hohlkegel, realisiert sein. Der Hohlkörper des Filtermediums kann statt mit einer runden Grundfläche auch mit einer andersartigen, insbesondere ovalen oder eckigen, Grundfläche realisiert sein.The at least one filter medium can advantageously have the shape of a hollow cylinder, in particular a circular cylinder. Alternatively, the filter medium can also be realized in another form, in particular as a kind of hollow cone. The hollow body of the filter medium can be realized instead of a round base with a different, especially oval or angular, base.
In dem Innenraum des wenigstens einen Filterelements, insbesondere des Filtermediumhohlkörpers, oder dieses umgebend kann wenigstens ein Stützkörper, insbesondere ein Stützrohr, angeordnet sein. An dem wenigstens einen Stützkörper kann sich das wenigstens eine Filtermedium und/oder das wenigstens eine Koaleszenzmedium abstützen.In the interior of the at least one filter element, in particular of the filter medium hollow body, or surrounding this, at least one support body, in particular a support tube, can be arranged. The at least one filter medium and / or the at least one coalescence medium can be supported on the at least one support body.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform können das wenigstens eine Koaleszenzmedium und/oder gegebenenfalls das wenigstens eine Filtermedium und/oder gegebenenfalls das wenigstens eine Trennmedium koaxial angeordnet sein. Eine koaxiale Anordnung ist platzsparend. Ferner kann in einer koaxialen Anordnung ein Strömungsverlauf des Kraftstoffs von radial außen nach radial innen oder radial innen nach radial außen einfach optimiert werden. Die Grundfläche des wenigstens einen Koaleszenzmediums und gegebenenfalls des wenigstens einen Filtermediums und/oder des wenigstens einen Trennmediums können dabei ähnlich sein. Die Grundflächen können aber auch unterschiedlich sein. Sie können insbesondere rund, oval oder eckig sein. In a further advantageous embodiment, the at least one coalescing medium and / or optionally the at least one filter medium and / or optionally the at least one separating medium can be arranged coaxially. A coaxial arrangement saves space. Furthermore, in a coaxial arrangement, a flow profile of the fuel can be easily optimized from radially outside to radially inside or radially inside to radially outside. The base area of the at least one coalescence medium and optionally of the at least one filter medium and / or of the at least one separation medium may be similar. The bases can also be different. In particular, they can be round, oval or angular.
Das wenigstens eine Koaleszenzmedium und gegebenenfalls das wenigstens eine Filtermedium und/oder gegebenenfalls das wenigstens eine Trennmedium können auch anders als koaxial angeordnet sein.The at least one coalescing medium and optionally the at least one filter medium and / or optionally the at least one separating medium can also be arranged differently than coaxially.
Vorteilhafterweise kann das Koaleszenzelement Teil eines Rundfilterelements oder als solches ausgestaltet sein. Es kann sich dabei vorteilhafterweise um ein Rundfilterelement mit einem runden Querschnitt, ein ovales Rundfilterelement mit einem ovalen Querschnitt, ein konisches Rundfilterelement, welches eine kegelartige Form aufweist, oder ein konisch-ovales Rundfilterelement handeln. Rundfilterelemente zeichnen sich durch ein bezüglich einer Elementachse umfangsmäßig geschlossenes Filtermedium aus. An wenigstens einer Stirnseite kann das Filtermedium mit einem Endkörper, insbesondere einer Endscheibe, bevorzugt dicht verbunden sein. Wenigstens einer der Endkörper kann einen zentralen Durchlass für den Kraftstoff aufweisen. Der Kraftstoff kann das Rundfilterelement bezüglich der Elementachse von radial außen nach radial innen oder umgekehrt durchströmen.Advantageously, the coalescence element may be part of a round filter element or designed as such. It may advantageously be a round filter element with a round cross section, an oval round filter element with an oval cross section, a conical round filter element which has a conical shape, or a conical-oval round filter element. Round filter elements are characterized by a respect to an element axis circumferentially closed filter medium. On at least one end face, the filter medium may preferably be tightly connected to an end body, in particular an end disk. At least one of the end bodies may have a central passage for the fuel. The fuel can flow through the round filter element with respect to the element axis from radially outside to radially inside or vice versa.
Rundfilterelemente können platzsparend aufgebaut werden. Mit Rundfilterelementen kann ein optimales Verhältnis von Filter-/Abscheidefläche zu Einbauraum realisiert werden.Round filter elements can be built to save space. With round filter elements, an optimal ratio of filter / separation surface to installation space can be realized.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß ferner durch den Wasserabscheider dadurch gelöst, dass das wenigstens eine Koaleszenzmedium wenigstens ein zur Koaleszenz von Wasser geeignetes schaumartiges Koaleszenzmaterial umfasst.The object is further achieved according to the invention by the water separator in that the at least one coalescing medium comprises at least one foam-like coalescing material suitable for the coalescence of water.
Die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Koaleszenzelement und dessen vorteilhaften Ausführungsformen aufgezeigten Vorteile und Merkmale gelten für den erfindungsgemäßen Wasserabscheider und dessen vorteilhafte Ausführungsformen entsprechend und umgekehrt.The advantages and features identified in connection with the coalescence element according to the invention and its advantageous embodiments apply correspondingly and conversely to the water separator according to the invention and its advantageous embodiments.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform können das Gehäuse öffenbar und das Koaleszenzelement austauschbar im Gehäuse angeordnet sein. Wenigstens das Koaleszenzelement kann so einfach zum Austausch oder zu Wartungszwecken aus dem Gehäuse entfernt werden.In an advantageous embodiment, the housing can be opened and the coalescing element can be arranged exchangeably in the housing. At least the coalescing element can thus be easily removed from the housing for replacement or maintenance.
Alternativ kann das Koaleszenzelement auch fest in dem Gehäuse angeordnet sein. In diesem Fall ist es nicht erforderlich, dass das Gehäuse öffenbar ist.Alternatively, the coalescence element can also be fixedly arranged in the housing. In this case, it is not necessary that the housing is openable.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Der Fachmann wird die in der Zeichnung, der Beschreibung und den Ansprüchen in Kombination offenbarten Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Es zeigen schematischBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description, in which embodiments of the invention are explained in more detail with reference to the drawing. The person skilled in the art will expediently also individually consider the features disclosed in the drawing, the description and the claims in combination and combine these into meaningful further combinations. It show schematically
In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, the same components are provided with the same reference numerals.
Ausführungsform(en) der ErfindungEmbodiment (s) of the invention
In der
Der Kraftstofffilter-Wasserabscheider
In dem Deckel
In der normalen Einbaulage unter normalen Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine verläuft die Filterachse
Radial außerhalb des Verbindungsstutzens
Im Boden des Filtertopfs
In dem Gehäuse
Die Abschlussendscheibe
Die Anschlussendscheibe
Zwischen der radial inneren Umfangsseite des Filtermediums
Bei dem schaumartigen Koaleszenzmaterial handelt es sich um synthetisch hergestelltes Melaminharz. Das Koaleszenzmaterial ist offenporig. In den
Die Trenneinheit
Der Anschlussabschnitt
Die Trenneinheit
Das Trennmedium
Die Umfangswand des Stützkorbs
Zwischen dem Trennmedium
An der radial äußeren Umfangsseite der Abschlussendscheibe
Beim Betrieb des Kraftstofffilter-Wasserabscheiders
Der Kraftstoff durchströmt das Filtermedium
Auf der Reinseite durchströmt der von Partikeln befreite Kraftstoff mit dem Additiv das Koaleszenzmedium
Der Kraftstoff mit dem Additiv und die großen Wassertropfen durchströmen die Öffnungen des Mittelrohrs
Der Kraftstoff mit dem Additiv durchströmt das Trennmedium
Die großen Wassertropfen hingegen werden durch das Trennmedium
Sobald der Wasserstandsensor des Wasserablassventils
Zu Wartungszwecken, beispielsweise zum Austausch oder zur Reinigung des Koaleszenz-Filterelements
Zum Einbau wird das Koaleszenz-Filterelement
In der
In der
In der
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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WO2023177622A1 (en) * | 2022-03-16 | 2023-09-21 | Cummins Filtration Inc. | Dual stage advanced fuel water separator |
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DE102009006586A1 (en) * | 2009-01-29 | 2010-06-17 | Neenah Gessner Gmbh | Single or multiple filter medium i.e. hydraulic filter medium, for separating aqueous fluid i.e. water, from e.g. fuel, of e.g. diesel internal combustion engine, in motor vehicle, has impregnated agent measuring contact angle with water |
DE102011120641A1 (en) | 2011-12-09 | 2013-06-13 | Mann + Hummel Gmbh | Fuel filter of an internal combustion engine and filter element of a fuel filter |
-
2014
- 2014-04-30 DE DE102014006259.7A patent/DE102014006259B4/en active Active
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