DE102017202582A1 - Fuel filter device for an internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Kraftstofffiltereinrichtung (1) für eine Brennkraftmaschine. Die Kraftstofffiltereinrichtung (1) umfasst ein von Kraftstoff (8) durchströmbares Ringfilterelement (2), welches eine Rohseite (3) von einer Reinseite (4) trennt. Die Kraftstofffiltereinrichtung (1) umfasst ferner einen Wasserabscheider (6), der als elektrischer Koaleszer (5) ausgebildet ist und zum Abscheiden von Wasser (7) aus dem Kraftstoff (8) zwei Elektroden (10, 11) sowie eine elektrische Spannungsquelle (23) umfasst, die zum Erzeugen einer Elektrodenspannung elektrisch mit den beiden Elektroden (10, 11) verbunden ist. Mit Hilfe einer mit der elektrischen Spannungsquelle (23) zusammenwirkenden Steuerungseinrichtung (24) ist der elektrischer Koaleszer (5) in einen Elektroporationsmodus umschaltbar, in welchem die elektrische Spannungsquelle (23) zwischen den beiden Elektroden (10, 11) ein pulsierendes elektrisches Feld erzeugt.The invention relates to a fuel filter device (1) for an internal combustion engine. The fuel filter device (1) comprises a ring filter element (2), through which a fuel (8) can flow, which separates a raw side (3) from a clean side (4). The fuel filter device (1) further comprises a water separator (6) which is designed as an electric coalescer (5) and for the separation of water (7) from the fuel (8) has two electrodes (10, 11) and an electrical voltage source (23). which is electrically connected to the two electrodes (10, 11) for generating an electrode voltage. With the aid of a control device (24) cooperating with the electrical voltage source (23), the electrical coalescer (5) can be switched to an electroporation mode in which the electrical voltage source (23) generates a pulsating electric field between the two electrodes (10, 11).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kraftstofffiltereinrichtung für eine Brennkraftmaschine sowie eine Brennkraftmaschine mit einer solchen Kraftstofffiltereinrichtung.The present invention relates to a fuel filter device for an internal combustion engine and an internal combustion engine having such a fuel filter device.
In modernen Kraftstoffversorgungssystemen werden in den zugehörigen Kraftstofffiltereinrichtungen üblicherweise Wasserabscheider eingesetzt, um einen im Kraftstoff enthaltenen Wasseranteil soweit wie möglich abzusenken. Wird das im Kraftstoff enthaltene Wasser nicht separiert und abgeschieden, so kann es in den nachfolgenden Aggregaten zu unerwünschter Korrosion, Abrasion, Werkstoffversprödung sowie zu Kavitation führen. Ebenso führt ein erhöhter Wasseranteil im Kraftstoffversorgungssystem zu einer Wachstumsförderung von Mikroorganismen, welche eine Verschleimung der Kraftstofffiltereinrichtung bewirken sowie eine erhöhte Korrosion am Filtergehäuse hervorrufen kann. Als Wasserabscheider werden dabei üblicherweise sogenannte Koaleszer eingesetzt, die kleinste Wasseranteile zu größeren Wassertröpfchen koaleszieren und diese aufgrund der Schwerkraft aus der Kraftstoff-Wasser-Emulsion abscheiden. Sofern für die Wasserabscheidung notwendig, kann zudem ein sogenannter Endabscheider bestehend aus einem hydrohoben Gewebe die in der Kraftstoff-Wasser-Emulsion enthaltenen Wassertropfen herausfiltern. Gesammelt wird das derart abgeschiedene Wasser dann in separaten Wassersammelräumen, aus denen es periodisch oder spätestens beim Auswechseln eines Filterelements abgelassen wird.In modern fuel supply systems, water separators are usually used in the associated fuel filter devices in order to lower as far as possible a water content contained in the fuel. If the water contained in the fuel is not separated and separated, it can lead to undesired corrosion, abrasion, material embrittlement and cavitation in the following units. Likewise, an increased proportion of water in the fuel supply system leads to a growth promotion of microorganisms, which cause a mucus of the fuel filter device and can cause increased corrosion on the filter housing. As a water separator so-called coalescers are usually used, which coalesce the smallest portions of water to larger water droplets and deposit them by gravity from the fuel-water emulsion. If necessary for the separation of water, a so-called end separator consisting of a hydrophobic tissue can also filter out the drops of water contained in the fuel-water emulsion. The water separated in this way is then collected in separate water collecting chambers, from which it is drained periodically or at the latest when a filter element is replaced.
Vor diesem Hintergrund ist aus der
Aufgrund des Vorhandenseins von biogenen Anteilen gerade in Dieselkraftstoffen rückt die Bedeutung von Vorrichtungen zur Bekämpfung einer Kontamination von Kraftstoffen mit Mikroorganismen immer mehr in den Fokus moderner Forschung. Denn Pilze und Bakterien sind in der Lage, sich in Kraftstoffen zu vermehren und diese zu verstoffwechseln, wobei unter anderem auch Wasser ausgebildet werden kann.Due to the presence of biogenic components, especially in diesel fuels, the importance of devices for controlling the contamination of fuels with microorganisms is increasingly becoming the focus of modern research. Because fungi and bacteria are able to multiply in fuels and to metabolize them, among other things, water can be formed.
Dadurch kann aber die Funktionstüchtigkeit von Kraftstoffversorgungssystem- und Motorkomponenten eines Kraftfahrzeugs vor allem durch korrosionsbedingte Schäden beeinträchtigt werden. Das mikrobielle Wachstum und die An- und Ablagerung von Mikroorganismen an Systemkomponenten kann aber auch zum Verschleiß besagter Komponenten führen, so dass im Extremfall ein störungsfreier Betrieb der Kraftfahrzeuge nicht mehr gewährleistet ist.As a result, however, the functionality of fuel supply system and engine components of a motor vehicle can be affected primarily by corrosion-related damage. The microbial growth and the accumulation and deposition of microorganisms to system components but can also lead to wear of said components, so that in extreme cases a trouble-free operation of motor vehicles is no longer guaranteed.
Vor allem der dem einschlägigen Fachmann bekannte Dieselpilz „Hormoconis resinae“ kann Motor- und Motorperipheriekomponenten eines Kraftfahrzeugs in nicht unerheblichem Maße zusetzen, so dass geeignete Gegenmaßnahmen für eine versagensfreie Nutzung der Brennkraftmaschinen unerlässlich sind.In particular, the known to those skilled in the diesel fungus "Hormoconis resinae" can enforce engine and engine peripheral components of a motor vehicle to a considerable extent, so that appropriate countermeasures for a failure-free use of internal combustion engines are essential.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, für eine Kraftstofffiltereinrichtung eine verbesserte Ausführungsform zu schaffen, mittels welcher gute Abscheidewerte für das im Kraftstoff enthaltene Wasser erzielt werden können und mittels welcher gleichzeitig der Kontamination durch im Kraftstoff enthaltene Mikroorganismen entgegengewirkt werden kann.The present invention therefore deals with the problem of providing a fuel filter device with an improved embodiment, by means of which good separation values for the water contained in the fuel can be achieved and by means of which the contamination by microorganisms contained in the fuel can be counteracted simultaneously.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This problem is solved according to the invention by the subject matters of the independent claims. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.
Grundgedanke der Erfindung ist demnach, einen elektrischen Koaleszer nicht nur im Zusammenspiel mit einem Endabscheider zur Wasserabscheidung für das im Kraftstoff enthaltene Wasser heranzuziehen, sondern die im Kraftstoff vorhandenen Mikroorganismen mit Hilfe des elektrischen Koaleszers einer Elektroporation zu unterziehen, so dass diese wenigstens teilweise, im Idealfall sogar vollständig abgetötet werden.The basic idea of the invention is therefore to use an electric coalescer not only in conjunction with an end separator for separating water for the water contained in the fuel, but to subject the microorganisms present in the fuel by means of the electric coalescer to electroporation, so that these at least partially, ideally even completely killed.
Unter Elektroporation wird vorliegend eine Permeabilisierung der Zellwände der die Mikroorganismen ausbildenden Zellen verstanden, wozu diese einem pulsierenden äußeren elektrischen Feld ausgesetzt werden. Dieses pulsierende elektrische Feld wird in einem Elektorporationsmodus vom elektrischen Koaleszer erzeugt. Die Permeabilisierung der Zellwände, also die temporäre Zunahme der Zellwanddurchlässigkeit bewirkt, dass intrazelluläre Zellbestandteile freigesetzt werden.By electroporation is meant in the present case a permeabilization of the cell walls of the microorganism-forming cells, for which purpose they are exposed to a pulsating external electric field. This pulsating electric field is generated in an electrorporation mode by the electric coalescer. The permeabilization of the cell walls, ie the temporary increase in cell wall permeability, causes intracellular cell components to be released.
Bei diesem Vorgang werden unter Einwirkung des vom Koaleszer erzeugten elektrischen Feldes die in den Zellen vorhandenen und außerhalb der Zellen liegenden elektrischen Ladungsträger polarisiert. Dies führt zu einem feldinduzierten Transmembranpotential bzw. zu einer Membranspannung. Die Zellwand bzw. Zellwand einer jeweiligen Zelle wird aber erst durchbrochen, wenn die Feldstärke des zwischen den Elektroden erzeugten elektrischen Feldes hoch genug ist. Der Wert der kritischen Feldstärke, ab welcher die Zellwand durch Erzeugung von Durchbrüchen perforiert wird, kann berechnet werden und hängt unter anderem vom mittleren Durchmesser der betreffenden Zellen des jeweiligen Mikroorganismus ab. Für Zellen mit geringeren Durchmessern wird eine höhere Feldstärke für den Membrandurchbruch benötigt als für jene mit größeren Durchmessern. Bei hinreichend langer Verweilzeit im elektrischen Feld führt dies schlussendlich zum Absterben der Zellen.In this process, under the action of the electric field generated by the coalescer, the electric charge carriers present in the cells and lying outside the cells become polarized. This leads to a field-induced transmembrane potential or to a membrane voltage. However, the cell wall or cell wall of a respective cell is only broken when the field strength of the electric field generated between the electrodes is high enough. The value of the critical field strength at which the cell wall is perforated by creating breakthroughs can be calculated and depends inter alia on the mean diameter of the respective cells of the respective microorganism. For cells with smaller diameters, a higher field strength is required for the membrane breakthrough than for those with larger diameters. With a sufficiently long residence time in the electric field, this ultimately leads to the death of the cells.
Zusätzlich zu den vorangehend erläuterten Vorteilen, die sich aus der Bekämpfung von im Kraftstoff enthaltenen Mikroorganismen ergeben, erlaubt die Verwendung eines elektrischen Koaleszers im Zusammenspiel mit einem Endabscheider auch eine effektive Abscheidung von Wasser aus dem durch den Koaleszer geführten Kraftstoff. Im Vergleich zu herkömmlichen Koaleszern mit entsprechenden Koaleszer-Materialien unterliegt ein als elektrischer Koaleszer keinem oder einem nur geringen Verschleiß und kann dadurch über die gesamte Lebensdauer der Kraftstofffiltereinrichtung in derselben verbleiben. Hierdurch lässt sich insbesondere der Wartungsaufwand für eine derartige Kraftstofffiltereinrichtung deutlich reduzieren. Zudem weist ein elektrischer Koaleszer eine größere Unempfindlichkeit gegenüber der Zusammensetzung des Kraftstoffs, weiterer Additive und Wasser auf, ohne die Koaleszer-Effizienz zu beeinträchtigen. Von besonderem Vorteil ist darüber hinaus, dass ein elektrischer Koaleszer im Zusammenspiel mit einem Endabscheider die Möglichkeit bietet, individuell auf spezielle Parameter des Koaleszer-Prozesses, beispielsweise die Tropfenbewegung oder Tropfenbildung, Einfluss zu nehmen. Von besonderem Vorteil bei der erfindungsgemäßen Anordnung der beiden Elektroden des Wasserabscheiders ist zudem, dass diese an bislang nicht besetzten Stellen angeordnet werden können, wodurch die erfindungsgemäße Kraftstofffiltereinrichtung äußerst kompakt aufgebaut werden kann.In addition to the foregoing advantages resulting from the control of microorganisms contained in the fuel, the use of an electric coalescer in conjunction with an end separator also permits effective separation of water from the fuel passed through the coalescer. As compared to conventional coalescers with corresponding coalescer materials, an electrical coalescer is subject to little or no wear and can thereby remain in the same throughout the life of the fuel filter device. As a result, in particular the maintenance costs for such a fuel filter device can be significantly reduced. In addition, an electric coalescer has a greater insensitivity to the composition of the fuel, other additives and water, without affecting the coalescer efficiency. In addition, it is of particular advantage that an electrical coalescer, in interaction with an end separator, offers the possibility of influencing the specific parameters of the coalescing process, for example the drop movement or droplet formation, individually. Of particular advantage in the inventive arrangement of the two electrodes of the water separator is also that they can be arranged at previously unoccupied points, whereby the fuel filter device according to the invention can be constructed extremely compact.
Durch die Dispergierung von Wasser in Kraftstoff wird eine Wasser-Kraftstoff-Emulsion generiert. Dabei handelt es sich um ein binäres System, dessen wesentliches Merkmal die Ausbildung einer Mischungslücke ist, die sich nahezu über den gesamten Konzentrationsbereich erstreckt. Aufgrund der thermodynamischen Instabilität des Systems strebt dieses einen Zustand an, der energetische betrachtet ein Minimum darstellt. Die Trennung der beiden Phasen wird somit beschleunigt, bis schlussendlich völlige Phasenseparation vorliegt. Um den Demulgier-Prozess bei einer Wasser-in-Kraftstoff-Emulsion zu intensivieren, wird nun die vorteilhafte Wirkung der Anwesenheit eines elektrischen Feldes genutzt. Dabei wird der Vorgang der Tropfenkoaleszenz durch die polarisierende Wirkung des anliegenden elektrischen Feldes forciert. Die auftretenden Kräfte im elektrischen Feld bewirken eine Steigerung der Beweglichkeit der Wassertropfen, dies führt infolgedessen zu einer höheren Kollisionsrate, welche sich wiederum positiv auf die Tropfenkoaleszenz auswirkt. Die Tropfen vereinigen sich somit zu größeren Tropfen und fließen zusammen. Sind die Tropfen entsprechend groß, überwiegt die Schwerkraft und die spezifisch dichtere Wasserphase sinkt ab.By dispersing water into fuel, a water-fuel emulsion is generated. It is a binary system, the essential feature of which is the formation of a miscibility gap that extends over almost the entire concentration range. Due to the thermodynamic instability of the system, this aims at a state that represents a minimum in terms of energy. The separation of the two phases is thus accelerated until finally there is complete phase separation. In order to intensify the demulsification process in a water-in-fuel emulsion, the beneficial effect of the presence of an electric field is now utilized. The process of droplet coalescence is forced by the polarizing effect of the applied electric field. The forces occurring in the electric field cause an increase in the mobility of the water droplets, this consequently leads to a higher collision rate, which in turn has a positive effect on the droplet coalescence. The drops thus combine to form larger drops and flow together. If the drops are correspondingly large, gravity outweighs and the specific denser water phase decreases.
Eine erfindungsgemäße Kraftstofffiltereinrichtung für eine Brennkraftmaschine umfasst ein von Kraftstoff durchströmbares Ringfilterelement zum Separieren von Schmutzpartikeln aus dem Kraftstoff, welches eine Rohseite von einer Reinseite trennt. Die Kraftstofffiltereinrichtung weist ferner einen Wasserabscheider auf, der wiederum einen elektrischer Koaleszer mit zwei Elektroden zum Koaleszieren von im Kraftstoff enthaltenem Wasser und einen Endabscheider zum Abscheiden des Wassers aus dem Kraftstoff umfasst. Der elektrische Koaleszer umfasst außerdem eine elektrische Spannungsquelle, die zum Erzeugen einer Elektrodenspannung elektrisch mit den beiden Elektroden verbunden ist.A fuel filter device according to the invention for an internal combustion engine comprises a ring filter element, through which fuel can pass, for separating dirt particles from the fuel, which separates a raw side from a clean side. The fuel filter device further comprises a water separator, which in turn comprises an electric coalescer with two electrodes for coalescing water contained in the fuel and an end separator for separating the water from the fuel. The electrical coalescer also includes an electrical voltage source electrically connected to the two electrodes for generating an electrode voltage.
Ferner umfasst die Kraftstofffiltereinrichtung eine mit der elektrischen Spannungsquelle zusammenwirkende Steuerungseinrichtung, mittels welcher der elektrischer Koaleszer in einen Elektroporationsmodus umschaltbar ist. Im Elektroporationsmodus erzeugt die elektrische Spannungsquelle zwischen den beiden Elektroden ein pulsierendes elektrisches Feld.Furthermore, the fuel filter device comprises a control device cooperating with the electrical voltage source, by means of which the electrical coalescer can be switched to an electroporation mode. In the electroporation mode, the electrical voltage source generates a pulsating electric field between the two electrodes.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist ein einzelner Puls des zwischen den Elektroden erzeugten, pulsierenden elektrischen Feldes einen Maximalwert von wenigstens 1kV/cm, vorzugsweise von wenigstens 50kV/cm, auf. Auf diese Weise kann einer unerwünschten Regeneration der Zellen im Zeitintervall zwischen zwei Pulsen entgegengewirkt werden.According to a preferred embodiment, a single pulse of the pulsed electric field generated between the electrodes has a maximum value of at least 1 kV / cm, preferably of at least 50 kV / cm. In this way, an undesirable regeneration of the cells in the time interval between two pulses can be counteracted.
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform beträgt eine Pulstaktung des zwischen den Elektroden erzeugten, pulsierenden elektrischen Feldes wenigstens 100 Pulse pro Sekunde, vorzugsweise wenigstens 1000 Pulse pro Sekunde. Auch mittels dieser Maßnahme kann der unerwünschten Regeneration der Zellen im Zeitintervall zwischen zwei Pulsen wirksam entgegengewirkt werden.According to another preferred embodiment, a pulse timing of the pulsed electric field generated between the electrodes is at least 100 pulses per second, preferably at least 1000 pulses per second. Also by means of this measure, the unwanted regeneration of the cells in the time interval between two pulses can be effectively counteracted.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung ist der elektrische Koaleszer mittels der Steuerungseinrichtung in einen Wasserabscheidemodus umschaltbar. Im Wasserabscheidemodus erzeugt der elektrische Koaleszer kein pulsierendes elektrisches Feld. Im Wasserabscheidemodus folgt der elektrische Koaleszer im Zusammenspiel mit dem Endabscheider dem Wirkprinzip eines Wasserabscheiders.In an advantageous development of the electric coalescer by means of the control device in a Wasserabscheidemodus be switched. In the water separation mode, the electric coalescer does not generate a pulsating electric field. in the Wasserabscheidemodus follows the electric coalescer in conjunction with the Endabscheider the operating principle of a water separator.
Besonders bevorzugt erzeugt die elektrische Spannungsquelle im Wasserabscheidemodus ein nicht-pulsierendes elektrisches Feld, insbesondere ein zeitlich konstantes elektrisches Feld oder ein elektrisches Wechselfeld. Auf diese Weise lässt sich das im Kraftstoff enthaltene Wasser besonders wirksam separieren.Particularly preferably, the electrical voltage source in Wasserabscheidemodus generates a non-pulsating electric field, in particular a temporally constant electric field or an alternating electric field. In this way, the water contained in the fuel can be separated very effectively.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Wasserabscheider mit dem elektrischen Koaleszer auf der Reinseite innerhalb des Ringfilterelements angeordnet. Bei dieser Ausführungsform erstrecken sich die beiden Elektroden entlang einer Längsrichtung, die vorzugsweise koaxial zu einer Filterachse oder einer Mittellängsachse des Ringfilterelements verläuft. Die beiden Elektroden begrenzen somit einen mit dem Kraftstoff durchströmbaren Strömungspfad.According to a preferred embodiment, the water separator is arranged with the electric coalescer on the clean side within the ring filter element. In this embodiment, the two electrodes extend along a longitudinal direction, which preferably extends coaxially to a filter axis or a central longitudinal axis of the ring filter element. The two electrodes thus limit a flow path through which the fuel can flow.
Bei einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist die Kraftstofffiltereinrichtung zum Durchströmen mit einem Kraftstoff eingerichtet, dessen dielektrische Leitfähigkeit höchstens einen vorbestimmten Maximalwert aufweist. Bei dieser Weiterbildung umfasst zumindest eine der beiden Elektroden ein Elektrodenmaterial - oder besteht aus einem Elektrodenmaterial -, dessen dielektrische Leitfähigkeit einen größeren Wert aufweist als besagter vorbestimmter Maximalwert. Vorzugsweise beträgt dieser Wert mindestens das Zweifache, höchst vorzugsweise mindestens das Fünffache des vorbestimmten Maximalwerts. Besonders bevorzugt gilt vorangehend gesagtes sogar für beide Elektroden. Durch die genannten Maßnahmen wird eine Verdrängung des elektrischen Feldes in den durch den elektrischen Koaleszer strömenden Kraftstoff erreicht. Damit geht wiederum ein erhöhter elektrischer Spannungsabfall am Kraftstoff einher, so dass ein besonders starkes, auf die Mikroorganismen wirkendes elektrisches Feld erzeugt wird.In a further advantageous development, the fuel filter device is designed to flow through with a fuel whose dielectric conductivity has at most a predetermined maximum value. In this development, at least one of the two electrodes comprises an electrode material-or consists of an electrode material-whose dielectric conductivity has a greater value than said predetermined maximum value. Preferably, this value is at least twice, most preferably at least five times the predetermined maximum value. Particularly preferably, the above applies even for both electrodes. By said measures, a displacement of the electric field is achieved in the flowing through the electric coalescer fuel. This in turn is accompanied by an increased electrical voltage drop across the fuel, so that a particularly strong electric field acting on the microorganisms is generated.
Besonders zweckmäßig umfasst oder ist die wenigstens eine dielektrische Eigenschaft die relative dielektrische Leitfähigkeit des Kraftstoffs. Diese kann mittels kapazitiver Messung besonders einfach quantifiziert und aus dieser die tatsächlich vorliegende Kraftstoffqualität ermittelt werden.Particularly advantageously, the at least one dielectric property comprises or is the relative dielectric conductivity of the fuel. This can be quantified particularly easily by means of capacitive measurement and from this the fuel quality actually present can be determined.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform besitzt der elektrische Koaleszer zur Bestimmung der dielektrischen Eigenschaften, insbesondere der relativen dielektrischen Leitfähigkeit, des durch den Koaleszer geführten Kraftstoffs, eine elektrische Messeinrichtung. Die beiden Elektroden sind bei dieser Ausführungsform Teil der elektrischen Messeinrichtung. Mittels der elektrischen Messeinrichtung kann somit unter Verwendung der beiden Elektroden auf besonders einfache Weise eine kapazitive Messung zur Bestimmung der relativen dielektrischen Leitfähigkeit des durch den Strömungspfad Kraftstoffs durchgeführt werden.According to a preferred embodiment, the electrical coalescer has an electrical measuring device for determining the dielectric properties, in particular the relative dielectric conductivity, of the fuel carried by the coalescer. The two electrodes are part of the electrical measuring device in this embodiment. By means of the electrical measuring device can thus be carried out using the two electrodes in a particularly simple manner, a capacitive measurement for determining the relative dielectric conductivity of the fuel through the flow path.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform bilden daher die beiden Elektroden und der durch den Strömungspfad geführte Kraftstoff zusammen einen elektrischen Kondensator mit einer komplexen elektrischen Impedanz aus, die mittels der elektrischen Messeinrichtung bestimmt werden kann.In a preferred embodiment, therefore, the two electrodes and the fuel guided through the flow path together form an electrical capacitor with a complex electrical impedance, which can be determined by means of the electrical measuring device.
Bei einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist die Kraftstofffiltereinrichtung zum Durchströmen mit einem Kraftstoff eingerichtet, dessen dielektrische Leitfähigkeit höchstens einen vorbestimmten Maximalwert aufweist. Bei dieser Weiterbildung umfasst zumindest eine der beiden Elektroden ein Elektrodenmaterial oder besteht aus einem Elektrodenmaterial, dessen dielektrische Leitfähigkeit einen größeren Wert aufweist als der vorbestimmte Maximalwert. Vorzugsweise beträgt dieser Wert mindestens das Zweifache, höchst vorzugsweise mindestens das Fünffache des vorbestimmten Maximalwerts. Vorzugsweise vorangehend gesagtes sogar für beide Elektroden. Auf diese Weise wird eine Verdrängung des elektrischen Feldes in den durch den elektrischen Koaleszer strömenden Kraftstoff erreicht. Damit geht wiederum ein erhöhter elektrischer Spannungsabfall am Kraftstoff einher, so dass ein besonders starkes, auf die Mikroorganismen wirkendes elektrisches Feld erzeugt wird.In a further advantageous development, the fuel filter device is designed to flow through with a fuel whose dielectric conductivity has at most a predetermined maximum value. In this development, at least one of the two electrodes comprises an electrode material or consists of an electrode material whose dielectric conductivity has a greater value than the predetermined maximum value. Preferably, this value is at least twice, most preferably at least five times the predetermined maximum value. Preferably said above even for both electrodes. In this way, a displacement of the electric field is achieved in the flowing through the electric coalescer fuel. This in turn is accompanied by an increased electrical voltage drop across the fuel, so that a particularly strong electric field acting on the microorganisms is generated.
Bei einer anderen vorteilhaften Weiterbildung ist eine erste der beiden Elektroden eine innenliegende Elektrode und eine zweite der beiden Elektroden eine außenliegende Elektrode. Bei dieser Weiterbildung zusammen begrenzen die beiden Elektroden den als Ringkanal ausgebildeten Strömungspfad zum Durchströmen mit dem Kraftstoff. Bevorzugt ist die außenliegende Elektrode elektrisch mit einem elektrischen Massepotential verbunden oder zumindest mit einem solchen verbindbar. Hierdurch können Störanfälligkeiten vermieden werden, welche durch äußere elektrische und magnetische Felder verursacht werden.In another advantageous development, a first of the two electrodes is an internal electrode and a second of the two electrodes is an external electrode. In this development, the two electrodes limit the flow path designed as an annular channel for flowing through with the fuel. Preferably, the external electrode is electrically connected to an electrical ground potential or at least connected to such. As a result, susceptibility to interference can be avoided, which are caused by external electrical and magnetic fields.
Zweckmäßig kann zumindest eine Elektrode als Zwei-Komponenten-Spritzguss-Elektroden ausgeführt sein. Hierbei bildet ein elektrisch leitender Kunststoff eine innere Komponente aus. Besagte innere Komponente wird außen von einer zweiten, elektrisch isolierenden äußeren Komponente ummantelt. Besonders zweckmäßig sind beide Elektroden wie vorangehend beschrieben ausgebildet.Suitably, at least one electrode may be designed as two-component injection-molded electrodes. In this case, an electrically conductive plastic forms an inner component. Said inner component is encased externally by a second, electrically insulating outer component. Particularly expedient both electrodes are formed as described above.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung sind die beiden Elektroden zur Begrenzung des Ringkanals jeweils rohrförmig ausgebildet sind und begrenzen einen Ringkanal. Besonders bevorzugt weist dieser Ringkanal im Einbauzustand oben angeordnete tangential gerichtete Einströmöffnungen auf, welche eine schraubenförmige Strömung des Kraftstoffs im Ringkanal erzwingen. Diese Maßnahme erhöht den Wirkungsquerschnitt des elektrischen Koaleszers.In an advantageous embodiment, the two electrodes for limiting the annular channel are each tubular and limit a ring channel. In the installed state, this annular channel particularly preferably has tangentially directed inflow openings arranged at the top, which force a helical flow of the fuel in the annular channel. This measure increases the cross section of the electric coalescer.
Die Erfindung betrifft ferner eine Brennkraftmaschine mit einer vorangehend vorgestellten Kraftstofffiltereinrichtung. Die vorangehend erläuterten Vorteile der Brennkraftmaschine übertragen sich daher auch auf die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine.The invention further relates to an internal combustion engine with a previously presented fuel filter device. The above-explained advantages of the internal combustion engine are therefore also transferred to the internal combustion engine according to the invention.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus der Zeichnung und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Other important features and advantages of the invention will become apparent from the subclaims, from the drawing and from the associated description of the figures with reference to the drawings.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Preferred embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be explained in more detail in the following description.
Es zeigen:
-
1 eine erfindungsgemäße Kraftstofffiltereinrichtung in einer schematischen Darstellung, -
2 ein die Ausbildung des elektrischen Feldes als Puls illustrierendes Feldstärke-Zeit-Diagramm. -
3a ,3b das Funktionsprinzip der Elektroporation illustrierende Darstellungen.
-
1 a fuel filter device according to the invention in a schematic representation, -
2 a field strength-time diagram illustrating the formation of the electric field as a pulse. -
3a .3b the functional principle of electroporation illustrative representations.
Entsprechend
Darüber hinaus weist die Kraftstofffiltereinrichtung
Im Beispielszenario ist der Wasserabscheider
Betrachtet man die Kraftstofffiltereinrichtung
Wie die Darstellung der
Der durch die Kraftstofffiltereinrichtung
Die beiden Elektroden
Die beiden Elektroden
Die Kraftstofffiltereinrichtung
Die beiden Elektroden
Die Kraftstofffiltereinrichtung
Die
Ein einzelner elektrischer Puls
Mittels der Steuerungseinrichtung
Anhand der
Die Polarisation der elektrischen Ladungsträger
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102010062813 A1 [0003]DE 102010062813 A1 [0003]
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---|---|---|---|---|
US20120241323A1 (en) | 2011-03-24 | 2012-09-27 | Empire Technology Development Llc | Previously entitled "FLUID TREATMENT METHOD AND SYSTEM USING FLOWING GENERATOR TO TREAT WATER" herein amended to "FLUID TREATMENT" |
DE102015203687A1 (en) | 2015-03-02 | 2016-09-08 | Mahle International Gmbh | Fuel filter device |
-
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