DE102018120589A1 - Fuel System - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffanlage (1) mit einem Kraftstofftank (2) sowie einem von einem Fluidgemisch durchströmbaren und in den Kraftstofftank (2) mündenden Hauptströmungszweig (3), wobei in dem Hauptströmungszweig (3) eine Abscheidevorrichtung (4) für ein das Fluidgemisch enthaltendes Fluid angeordnet ist. Das Fluid ist hierbei ein mit einem in dem Kraftstofftank (2) bevorrateten Kraftstoff, Teilen oder Bestandteilen des Kraftstoffs chemisch reagierendes Reaktionsfluid und die Abscheidevorrichtung (4) weist ein dieses Reaktionsfluid aus dem Fluidgemisch separierendes und aufnehmendes Speicherelement (5) auf.The invention relates to a fuel system (1) with a fuel tank (2) and a main flow branch (3) through which a fluid mixture flows and which opens into the fuel tank (2), a separating device (4) for a containing the fluid mixture in the main flow branch (3) Fluid is arranged. The fluid is a reaction fluid which chemically reacts with a fuel, parts or components of the fuel stored in the fuel tank (2), and the separating device (4) has a storage element (5) which separates and absorbs this reaction fluid from the fluid mixture.
Description
Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffanlage mit einem Kraftstofftank sowie einem von einem Fluidgemisch durchströmbaren und in den Kraftstofftank mündenden Hauptströmungszweig. Hierbei ist in dem Hauptströmungszweig eine Abscheidevorrichtung für ein das Fluidgemisch enthaltendes Fluid angeordnet.The invention relates to a fuel system with a fuel tank and a main flow branch through which a fluid mixture can flow and which opens into the fuel tank. Here, a separating device for a fluid containing the fluid mixture is arranged in the main flow branch.
Die Nutzung fossiler Brennstoffe, wie den Otto- oder Dieselkraftstoffen in Verbrennungsmotoren, birgt mit dem Ausstoß der Verbrennungsabgase in die Umwelt den weithin bekannten Nachteil des Freisetzens von Kohlendioxid in die Atmosphäre.The use of fossil fuels, such as petrol or diesel fuels in internal combustion engines, harbors the well-known disadvantage of releasing carbon dioxide into the atmosphere when the combustion exhaust gases are emitted into the environment.
Insbesondere bei Dieselkraftstoffen ist die Verbrennung zudem mit dem Entstehen von Schadstoffen in Form von Rußpartikeln und Stickoxiden verbunden, wobei die Menge an diesen Schadstoffen im Verbrennungsabgas vor dem Ausstoß in die Umwelt mittels der Verbrennung nachgeschalteten, jeweils auf den Schadstoff abgestimmten Abgasreinigungsprozessen deutlich minimiert werden muss. Die der Verbrennung nachgeschalteten Abgasreinigungsprozesse werden insbesondere dadurch bedingt, dass zwischen der Menge der jeweilig während der Verbrennung entstehenden Schadstoffe eine derartige Wechselwirkung besteht, sodass der Verbrennungsprozess hinsichtlich eines quasi absoluten Minimums beider Schadstoffe praktisch nicht optimiert werden kann. Beispielsweise fördern hohe Temperaturen die Verbrennung entstehender Rußpartikel und somit deren Minimierung, jedoch erhöht sich zusammenhängend die Menge an entstehenden Stickoxiden.In the case of diesel fuels in particular, the combustion is also associated with the formation of pollutants in the form of soot particles and nitrogen oxides, the amount of these pollutants in the combustion exhaust gas before being emitted into the environment must be significantly minimized by means of combustion-connected exhaust gas cleaning processes which are matched to the pollutant. The exhaust gas purification processes downstream of the combustion are caused in particular by the fact that there is such an interaction between the amount of the pollutants that arise during the combustion that the combustion process can practically not be optimized with regard to a virtually absolute minimum of both pollutants. For example, high temperatures promote the combustion of soot particles and thus their minimization, but the amount of nitrogen oxides produced increases in a coherent manner.
In Anbetracht der vorgenannten Nachteile stellen sich Bestrebungen als sinnvoll dar, insbesondere für Dieselkraftstoff eine Alternative zur Verfügung zu stellen. Eine solche Alternative zum teilweisen oder vollständigen Ersatz von Dieselkraftsoff ist Polyoxymethylendimethylether, auch Oxymethylenether oder in Kurzform OME genannt. OME verbrennt nahezu rußfrei, wodurch bereits der Verbrennungsprozess im Motor auf eine Minimierung der Stickoxidemissionen optimiert werden kann. Zudem ist es möglich, OME hinsichtlich eines geschlossenen und somit neutralen Kohlenstoffdioxid-Kreislaufes einzusetzen. Hierfür ist die Erzeugung von OME aus aus der Atmosphäre abgeschiedenem Kohlenstoffdioxid und Wasser vorgesehen, wobei die dafür jeweils aufzuwendende Energie durch regenerative Energieträger zur Verfügung gestellt wird.In view of the above-mentioned disadvantages, efforts to provide an alternative, in particular for diesel fuel, prove to be sensible. Such an alternative to the partial or complete replacement of diesel fuel is polyoxymethylene dimethyl ether, also called oxymethylene ether or OME in short. OME burns almost without soot, which means that the combustion process in the engine can be optimized to minimize nitrogen oxide emissions. It is also possible to use OME with regard to a closed and therefore neutral carbon dioxide cycle. For this purpose, the production of OME from carbon dioxide and water separated from the atmosphere is provided, the energy to be used for this being made available by regenerative energy sources.
Bedingt durch seine chemische Zusammensetzung weist OME jedoch eine Instabilität hinsichtlich einer säurekatalysierten Depolymerisation auf. Hierzu ist anzuführen, dass aufgrund der gegebenen Gleichgewichtsreaktion und einer damit verbundenen unvollständigen Polymerisation stets geringe Mengen an Formaldehyd - ein Monomerbestandteil des OME - im OME vorliegen, welche mit einem wirtschaftlich sinnvollen Aufwand nicht aus dem OME entfernbar sind. Dieses Formaldehyd kann mit z. B. bei einem Betankungsvorgang sowie über Lager- und/oder Tankwandungen in das OME eingedrungen Sauerstoff zu Ameisensäure reagieren. Die entstehende Ameisensäure dissoziiert in Gegenwart von in das OME eingeschlepptem Wasser in Säurerest-Ionen der Ameisensäure sowie Oxonium-Ionen, welche auch als Hydronium-Ionen bekannt sind. Diese fungieren als saurer Katalysator und initiieren eine Depolymerisation des OME. Das aufgrund der Depolymerisation nunmehr in größeren Mengen vorliegende Formaldehyd kann wiederum zu Polyformaldehyd polymerisieren, welches durch Ausflocken und Anlagerung zur Verringerung von Leitungsquerschnitten und/oder zum Verschluss der Leitungen und/oder Düsen sowie Lagern führen kann.Due to its chemical composition, however, OME exhibits instability with regard to acid-catalyzed depolymerization. It should be noted that due to the given equilibrium reaction and the associated incomplete polymerization, small amounts of formaldehyde - a monomer component of the OME - are always present in the OME, which cannot be removed from the OME with economically reasonable effort. This formaldehyde can with z. B. during a refueling process and via storage and / or tank walls penetrated into the OME react oxygen to formic acid. The resulting formic acid dissociates in the presence of water introduced into the OME into residual acid ions of formic acid and oxonium ions, which are also known as hydronium ions. These act as an acid catalyst and initiate depolymerization of the OME. The formaldehyde, which is now present in larger amounts due to the depolymerization, can in turn polymerize to polyformaldehyde, which, by flocculation and accumulation, can lead to a reduction in line cross-sections and / or to the closure of the lines and / or nozzles and bearings.
In angrenzendem Gebiet sind bereits Systeme zur Vermeidung eines Austrittes von Kraftstoffdämpfen bekannt, wobei in der
Die durch die
Beide vorstehenden Druckschriften beschreiben jedoch Entlüftungsanlagen, welche sich nicht zur Belüftung eines Tanks eignen. However, both of the above publications describe ventilation systems which are not suitable for venting a tank.
Durch die
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Kraftstoffanlage der eingangs genannten Art derart auszuführen, dass ein Eindringen von Wasser oder Wasserdampf in den Kraftstoff vermieden wird.Against this background, the object of the invention is to design the fuel system of the type mentioned at the outset in such a way that water or water vapor does not penetrate into the fuel.
Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Kraftstoffanlage gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Die Unteransprüche betreffen besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung.This object is achieved with a fuel system according to the features of claim 1. The subclaims relate to particularly expedient developments of the invention.
Erfindungsgemäß ist also eine Kraftstoffanlage, insbesondere zur Bevorratung und Zufuhr eines Kraftstoffs zu einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges, vorgesehen, welche einen Kraftstofftank sowie einen von einem Fluidgemisch durchströmbaren und in den Kraftstofftank mündenden Hauptströmungszweig aufweist, wobei der Hauptströmungszweig insbesondere ausschließlich zuführend durchströmbar ausgeführt sein sollte. In dem Hauptströmungszweig ist zudem eine Abscheidevorrichtung für ein das Fluidgemisch enthaltendes Fluid angeordnet. Dieses Fluid ist hierbei ein mit dem Kraftstoff, Teilen und/oder Bestandteilen des Kraftstoffs chemisch reagierendes Reaktionsfluid, wobei das chemische Reagieren des Kraftstoffs, Teilen und/oder Bestandteilen des Kraftstoffs auch in einer chemischen Kettenreaktion erfolgen kann. Zum Separieren und Aufnehmen dieses chemisch mit dem Kraftstoff, Teilen und/oder Bestandteilen des Kraftstoffs reagierenden Reaktionsfluids weist die Abscheidevorrichtung ein Speicherelement auf, wodurch die Zufuhr, ein Eindringen oder Einschleppen des Reaktionsfluids zu dem oder in den Kraftstoff vollständig oder nahezu vollständig eliminiert werden kann. Zur Erfüllung der der Abscheidevorrichtung angedachten Funktion ist diese dem Kraftstofftank im Hauptströmungszweig vorgelagert bzw. ausgehend von der Zufuhr des Fluidgemisches und einer damit verbundenen Strömung in Richtung des Kraftstofftanks, stromaufwärts des Kraftstofftanks angeordnet. Hierbei bildet die Abscheidevorrichtung im Hauptströmungszweig angeordnet ebenso eine Komponente des Hauptströmungszweigs. Denkbar ist hierbei, dass der Hauptströmungszweig weitere im Hauptströmungszweig angeordnete Komponenten aufweist, wobei zumindest ein Teil der Komponenten des Hauptströmungszweigs über Leitungen fluidführend miteinander verbunden sein sollte.According to the invention, a fuel system is therefore provided, in particular for storing and supplying fuel to an internal combustion engine of a motor vehicle, which has a fuel tank and a main flow branch through which a fluid mixture can flow and which opens into the fuel tank, the main flow branch in particular being designed to be exclusively through-flowable. A separating device for a fluid containing the fluid mixture is also arranged in the main flow branch. In this case, this fluid is a reaction fluid which chemically reacts with the fuel, parts and / or constituents of the fuel, the chemical reaction of the fuel, parts and / or constituents of the fuel also being able to take place in a chemical chain reaction. The separating device has a storage element for separating and receiving this reaction fluid which chemically reacts with the fuel, parts and / or constituents of the fuel, as a result of which the supply, penetration or introduction of the reaction fluid to or into the fuel can be completely or almost completely eliminated. In order to fulfill the function intended for the separating device, it is arranged upstream of the fuel tank in the main flow branch or, starting from the supply of the fluid mixture and an associated flow in the direction of the fuel tank, upstream of the fuel tank. The separator arranged in the main flow branch also forms a component of the main flow branch. It is conceivable here that the main flow branch has further components arranged in the main flow branch, wherein at least some of the components of the main flow branch should be connected to one another in a fluid-carrying manner via lines.
Das Fluidgemisch besteht zumindest aus zwei Fluiden, von denen eines der Fluide das Reaktionsfluid ist. Ein Fluid wird dabei als sortenrein betrachtet, wodurch das Fluidgemisch beispielsweise aus einem atomar oder molekular vorliegendem Gas und dem Reaktionsfluid vorliegen könnte. Im Allgemeinen besteht das Fluidgemisch jedoch aus mehr als zwei Fluiden, wobei das Fluidgemisch üblicherweise in der Atmosphäre der Umgebung der Kraftstoffanlage vorliegende Luft ist. Das Fluid, welches das Reaktionsfluid bildet, ist hierbei regelmäßig in der Luft enthaltenes Wasser in flüssiger und/oder gasförmiger Phase, wobei das Wasser in gasförmiger Phase demnach als Wasserdampf vorläge. Ist das Fluidgemisch in einer solchen Konstellation als Luft ausgebildet, so ist die Zufuhr des Fluidgemisches die Belüftung des Kraftstofftanks mit Luft, welcher das Wasser oder der Wasserdampf mittels der Abscheidevorrichtung entzogen wurde.The fluid mixture consists of at least two fluids, one of which is the reaction fluid. In this case, a fluid is considered to be of a single type, as a result of which the fluid mixture could be made up of an atomically or molecularly present gas and the reaction fluid. In general, however, the fluid mixture consists of more than two fluids, the fluid mixture usually being air present in the atmosphere surrounding the fuel system. The fluid which forms the reaction fluid is water in the liquid and / or gaseous phase which is regularly present in the air, the water in the gaseous phase accordingly being present as water vapor. If the fluid mixture is configured as air in such a constellation, the supply of the fluid mixture is the ventilation of the fuel tank with air, from which the water or the water vapor has been extracted by means of the separating device.
In einer überaus vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das Speicherelement ein Adsorber oder Absorber, wobei das Speicherelement jedoch in bevorzugter Ausführungsform als ein Adsorber ausgeführt ist. Eine solche Ausführung des Speicherelements als Absorber oder bevorzugt Adsorber ermöglicht eine vollständige oder nahezu vollständige Separation und Aufnahme des Reaktionsfluids in den Adsorber oder Absorber. Der Adsorber sollte in diesem Zusammenhang ein Adsorbens oder auch Adsorptionsmittel enthalten, welches bevorzugt eine poröse bzw. hochporöse Struktur aufweist und/oder mit hoher Selektivität das Reaktionsfluid z. B. in Form von Wasser und/oder Wasserdampf, jedoch keine oder nahezu keine Kohlenwasserstoffe respektive Kraftstoff bindet.In an extremely advantageous development of the invention, the storage element is an adsorber or absorber, but in a preferred embodiment the storage element is designed as an adsorber. Such an embodiment of the storage element as an absorber or preferably an adsorber enables complete or almost complete separation and absorption of the reaction fluid in the adsorber or absorber. In this context, the adsorber should contain an adsorbent or adsorbent, which preferably has a porous or highly porous structure and / or the reaction fluid with high selectivity, for. B. in the form of water and / or water vapor, but no or almost no hydrocarbons or fuel binds.
In einer weiterhin gewinnbringenden Ausführungsform der Erfindung erfolgt über eine eine Zufuhr von Kraftstoff durch eine mit dem Kraftstofftank verbundene Kraftstoffleitung zum Kraftstofftank ermöglichende Einfüllvorrichtung keine Zufuhr des das Reaktionsfluid enthaltenden Fluidgemisches. Bei der Einfüllvorrichtung handelt es sich in der Regel um einen an einem Kraftfahrzeug zum Zwecke des Betankungsvorgangs angeordneten Tankstutzen. Dadurch, dass über die Einfüllvorrichtung, beispielsweise in Form des Tankstutzens, kein das Reaktionsfluid enthaltendes Fluidgemisch zugeführt wird, kann sichergestellt werden, dass eine Zufuhr des Fluidgemisches zum Kraftstofftank ausschließlich über die Abscheidevorrichtung stattfindet und somit ein Eindringen des Reaktionsfluids in den Kraftstoff verhindert wird. Ist das Fluidgemisch als Umgebungsluft ausgebildet, findet entsprechend die Belüftung des Kraftstofftanks ausschließlich über die Abscheidevorrichtung statt, eine Belüftung über die Einfüllvorrichtung, z. B. in Form des Tankstutzens, ist ausgeschlossen.In a further profitable embodiment of the invention, the fluid mixture containing the reaction fluid is not supplied via a filling device which enables fuel to be supplied to the fuel tank via a fuel line connected to the fuel tank. The filling device is usually a motor vehicle for the purpose of Refueling process arranged fuel nozzle. The fact that no fluid mixture containing the reaction fluid is supplied via the filler device, for example in the form of the filler neck, can ensure that the fluid mixture is supplied to the fuel tank exclusively via the separating device and thus prevents the reaction fluid from penetrating into the fuel. If the fluid mixture is in the form of ambient air, the fuel tank is accordingly ventilated exclusively via the separating device; ventilation via the filling device, e.g. B. in the form of the tank neck is excluded.
Es stellt sich zudem als überaus vorteilhaft dar, wenn in einer Weiterbildung der Erfindung die Kraftstoffanlage einen eine Zu- sowie Rückführung von Kraftstoff zu und von einer Brennkraftmaschine ermöglichenden Vorlauf und Rücklauf aufweist und in dem Vorlauf oder dem Rücklauf eine Trenneinrichtung zur Aussonderung von in dem Kraftstoff vorhandenem Reaktionsfluid angeordnet ist. Diese bevorzugt im Rücklauf angeordnete Trennvorrichtung ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn Teile des Kraftstoffs aus nachwachsenden Rohstoffen gewonnener Biokraftstoff ist. Dies trifft in besonderem Maße auf sogenannten Biodiesel zu, welcher hygroskopisch wirkt. Zur Abscheidung des im Kraftstoff enthaltenen Wassers werden in der Regel Kraftstofffilter mit in den Kraftstofffilter integrierten Wasserabscheider verwendet. Es kann jedoch nicht ausgeschlossen werden, dass aus diesen Wasser oder Wasserdampf mitgerissen wird und wieder im Kraftstoff vorhanden ist. Zur Vermeidung einer Reaktion mit dem im Kraftstofftank enthaltenen Kraftstoff, Teilen und/oder Bestandteilen des Kraftstoffs ist es als gewinnbringend anzusehen, das Reaktionsfluid, welches beispielsweise in Form von Wasser oder Wasserdampf vorliegt, aus dem zum Kraftstofftank rückgeführten Kraftstoff zu trennen. Gleichermaßen kann die Trennvorrichtung vorgesehen sein, bereits umgesetzte Reaktionsprodukte vom dem rückzuführenden Kraftstoff zu trennen.It also proves to be extremely advantageous if in a further development of the invention the fuel system has a supply and return of fuel to and from an internal combustion engine, and in the supply or return a separating device for separating fuel existing reaction fluid is arranged. This separating device, which is preferably arranged in the return, is particularly important when parts of the fuel are biofuels obtained from renewable raw materials. This applies in particular to so-called biodiesel, which has a hygroscopic effect. To separate the water contained in the fuel, fuel filters with water separators integrated in the fuel filter are generally used. However, it cannot be ruled out that water or water vapor will be entrained from these and be present again in the fuel. To avoid a reaction with the fuel, parts and / or components of the fuel contained in the fuel tank, it is considered profitable to separate the reaction fluid, which is present, for example, in the form of water or water vapor, from the fuel returned to the fuel tank. Likewise, the separation device can be provided to separate reaction products which have already been converted from the fuel to be recycled.
Ist die Kraftstoffanlage ferner derart ausgebildet, dass diese zumindest zwei - insbesondere im Hauptströmungszweig parallel durchströmbar angeordnete - Abscheidevorrichtungen aufweist, so kann z. B. auch bei einem Defekt oder einer Fehlfunktion einer Abscheidevorrichtung oder im Fall einer Regeneration einer Abscheidevorrichtung stets eine Separation und Aufnahme des Reaktionsfluids aus dem Fluidgemisch gewährleistet werden. Hierbei ist anzumerken, dass bevorzugt ausschließlich zwei Abscheidevorrichtungen in der Kraftstoffanlage und diese entsprechend besonders bevorzugt im Hauptströmungszweig parallel zueinander durchströmbar angeordnet sind. Denkbar ist jedoch ebenso, dass zwei Hauptströmungszweige mit einer im jeweiligen Hauptströmungszweig angeordneten Abscheidevorrichtung vorliegen.If the fuel system is also designed in such a way that it has at least two separating devices, which can be flowed through in particular in the main flow branch, z. B. always in the event of a defect or malfunction of a separation device or in the case of regeneration of a separation device, separation and absorption of the reaction fluid from the fluid mixture can be ensured. It should be noted here that preferably only two separating devices are arranged in the fuel system and these are particularly preferably arranged to flow parallel to one another in the main flow branch. However, it is also conceivable that there are two main flow branches with a separating device arranged in the respective main flow branch.
Weiterhin ist eine Ausgestaltung der Erfindung als vorteilhaft anzusehen, in welcher das Speicherelement tauschbar in der Abscheidevorrichtung angeordnet ist, wodurch ein Austausch des Speicherelements beispielsweise im Falle eines Defektes oder einer Fehlfunktion, vor allem jedoch bei einer möglichen Sättigung des Speicherelements mit dem Reaktionsfluid ermöglicht wird. Das Speicherelement kann zur Gewährleistung der Tauschbarkeit als eine Wechselpatrone, die Abscheidevorrichtung somit als ein Wechselpatronensystem ausgeführt sein.Furthermore, an embodiment of the invention is to be regarded as advantageous, in which the storage element is exchangeably arranged in the separating device, whereby an exchange of the storage element is made possible, for example, in the event of a defect or a malfunction, but especially if the storage element is saturated with the reaction fluid. The storage element can be designed as an exchangeable cartridge to ensure exchangeability, and the separating device can thus be designed as an exchangeable cartridge system.
Bei der Ausführung der Erfindung mit zumindest zwei Abscheidevorrichtungen und der tauschbaren Anordnung des Speicherelements in jeder der Abscheidevorrichtung ergäbe sich zudem die Möglichkeit, bei Sättigung eines der Speicherelemente das gesättigte Speicherelement der ersten Abscheidevorrichtung zu tauschen, wobei eine Separation und Aufnahme des Reaktionsfluids aus dem Fluidgemisch durch das Speicherelement der zweiten Abscheidevorrichtung weiterhin gewährleistet wäre.In the embodiment of the invention with at least two separating devices and the exchangeable arrangement of the storage element in each of the separating devices, there would also be the possibility of replacing the saturated storage element of the first separating device when one of the storage elements is saturated, whereby the reaction fluid is separated and absorbed by the fluid mixture the storage element of the second separation device would still be guaranteed.
Eine Ausgestaltung der Erfindung ist zudem dann als überaus erfolgversprechend gekennzeichnet, wenn die Abscheidevorrichtung eine Regenerationseinrichtung zur Freisetzung des in dem Speicherelement aufgenommenen Reaktionsfluids aufweist, wobei eine mögliche Ausgestaltung der Regenerationseinrichtung eine das Reaktionsfluid aus dem Speicherelement austreibende Heizvorrichtung sein kann. Bei der Regeneration des Speicherelements mittels der Regenerationseinrichtung ist zu beachten, dass die Freisetzung des Reaktionsfluids entgegengesetzt des Kraftstofftanks, in die die Kraftstoffanlage umgebende Atmosphäre erfolgt, sodass eine Zufuhr des Reaktionsfluids zum Kraftstoff vermieden wird.An embodiment of the invention is also characterized as extremely promising if the separating device has a regeneration device for releasing the reaction fluid received in the storage element, wherein a possible embodiment of the regeneration device can be a heating device expelling the reaction fluid from the storage element. When regenerating the storage element by means of the regeneration device, it should be noted that the release of the reaction fluid takes place opposite the fuel tank, into the atmosphere surrounding the fuel system, so that a supply of the reaction fluid to the fuel is avoided.
Weist die Kraftstoffanlage weiterhin zumindest ein im Hauptströmungszweig - insbesondere in Reihe zu der Abscheidevorrichtung oder den Abscheidevorrichtungen durchströmbar - angeordnetes Kraftstoffdampfrückhaltesystem oder alternativ die Abscheidevorrichtung ein Kraftstoffdämpfe speicherndes Scheideelement auf, dann ist dies dahingehend als eine sehr vielversprechende Ausbildung der Erfindung anzusehen, dass neben der Zufuhr von Reaktionsfluid in den Kraftstoff ein Austritt von Kraftstoffdämpfen aus dem Kraftstoffbehälter vermieden werden kann. Auch das Kraftstoffdampfrückhaltesystem wäre im Falle seiner Anordnung im Hauptströmungszweig als eine Komponente des Hauptströmungszweigs anzusehen.If the fuel system also has at least one fuel vapor retention system arranged in the main flow branch - in particular through which the separating device or the separating devices can flow, or alternatively the separating device has a separating element that stores fuel vapors, then this can be seen as a very promising embodiment of the invention, in addition to the supply of Reaction fluid in the fuel prevents fuel vapors from escaping from the fuel tank. The fuel vapor retention system, if arranged in the main flow branch, would also be regarded as a component of the main flow branch.
In einer weiteren überaus vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist im Hauptströmungszweig, hierbei ausgehend von der Zufuhr des Fluidgemisches und einer damit verbundenen Strömung in Richtung des Kraftstofftanks insbesondere stromaufwärts oder stromabwärts der Abscheidevorrichtung eine Fördervorrichtung für das Fluidgemisch angeordnet, wobei die Fördervorrichtung ebenfalls eine Komponente des Hauptströmungszweigs bildet. Die Fördervorrichtung kann in einem einfachsten Fall beispielsweise als ein Ventilator ausgebildet sein, welcher ausgehend von der Zufuhr des Fluidgemisches und einer damit verbundenen Strömung in Richtung des Kraftstofftanks stromaufwärts der Abscheidevorrichtung angeordnet ist.In a further extremely advantageous development of the invention, in the main flow branch, starting from the supply of the Fluid mixture and a flow associated therewith in the direction of the fuel tank, in particular upstream or downstream of the separating device, a conveying device for the fluid mixture is arranged, the conveying device likewise forming a component of the main flow branch. In the simplest case, the conveying device can be designed, for example, as a fan, which, starting from the supply of the fluid mixture and a flow associated therewith, is arranged upstream of the separating device in the direction of the fuel tank.
Ist eine Ausführungsform der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass im Hauptströmungszweig zwischen der Abscheidevorrichtung und dem Kraftstofftank zumindest eine den Durchfluss des Fluidgemisches beeinflussende - und eine Komponente des Hauptströmungszweigs bildende - Armatur angeordnet ist, so kann durch Sperrung des Durchflusses mittels der Armatur beispielsweise während einer Regeneration oder eines Austausches des Speicherelements eine Zufuhr des Fluidgemisches mit im Fluidgemisch enthaltenem Reaktionsfluid, beispielsweise in Form einer Belüftung des Kraftstofftanks mit Wasserdampf enthaltender Luft, gewinnbringend vermieden werden.If an embodiment of the invention is characterized in that at least one fitting influencing the flow of the fluid mixture - and forming a component of the main flow branch - is arranged in the main flow branch between the separating device and the fuel tank, the flow can be blocked by means of the fitting, for example during regeneration or an exchange of the storage element, a supply of the fluid mixture with the reaction fluid contained in the fluid mixture, for example in the form of ventilation of the fuel tank with air containing water vapor, can be avoided in a profitable manner.
Ist darüber hinaus - die Erfindung weiterbildend - eine zur Beeinflussung des Durchflusses des Fluidgemisches im Hauptströmungszweig zwischen der Abscheidevorrichtung und dem Kraftstofftank angeordnete Armatur über eine einen Sekundärströmungszweig bildende Belüftungsleitung mit der Kraftstoffleitung und/oder der Einfüllvorrichtung verbunden, wird es ermöglicht, dass eine Zufuhr von das Reaktionsfluid beinhaltendem Fluidgemisch während eines Einfüllvorganges des Kraftstoffs mittels durch die Belüftungsleitung geführtem und eine Gegenströmung in der Kraftstoffleitung und/oder der Einfüllvorrichtung erzeugendem Fluidgemisch verhindert wird, wobei das gegenströmende Fluidgemisch kein Reaktionsfluid beinhaltet.Furthermore, if the invention is further developed, a fitting arranged to influence the flow of the fluid mixture in the main flow branch between the separating device and the fuel tank is connected to the fuel line and / or the filling device via a ventilation line forming a secondary flow branch, so that a supply of this is made possible The fluid mixture containing reaction fluid is prevented during a filling process of the fuel by means of a fluid mixture which is led through the ventilation line and produces a counterflow in the fuel line and / or the filling device, the counter-flowing fluid mixture not containing any reaction fluid.
Die Armatur oder die Armaturen kann oder können in diesen Zusammenhängen als Ventil, gegebenenfalls auch in Form eines Rückschlagventils, als ein Mehrwegventil wie ein 3/2- oder 3/3-Wegeventil oder auch als einfacher Sperrschieber ausgeführt sein. Im Falle der Ausführung als ein Mehrwegventil könnte vorteilhaft auf die Anordnung mehr als einer Armatur verzichtet werden, da mittels der als Mehrwegventil ausgebildeten Armatur der Durchfluss des Fluidgemisches in mehr als einer Weise beeinflusst werden kann. Denkbar ist, dass die Armatur als ein 3/3-Wegeventil ausgeführt ist, wobei ein Anschluss mit der Abscheidevorrichtung, ein zweiter Anschluss mit der Belüftungsleitung und ein dritter Anschluss mit dem Kraftstofftank verbunden ist. Über drei Schaltstellungen könnte die Zufuhr des Fluidgemisches zum Kraftstofftank oder zur Belüftungsleitung sowie eine Sperrung des Durchflusses erfolgen.In this context, the fitting or fittings can be designed as a valve, possibly also in the form of a check valve, as a multi-way valve such as a 3/2 or 3/3-way valve or as a simple blocking slide. In the case of the design as a reusable valve, the arrangement of more than one fitting could advantageously be dispensed with, since the flow of the fluid mixture can be influenced in more than one way by means of the fitting designed as a reusable valve. It is conceivable that the fitting is designed as a 3/3-way valve, one connection being connected to the separating device, a second connection being connected to the ventilation line and a third connection being connected to the fuel tank. The fluid mixture could be supplied to the fuel tank or to the ventilation line via three switch positions and the flow blocked.
Bei der Anordnung einer, zweier oder gar mehrerer Armaturen sowie einer Fördervorrichtung zwischen der Abscheidevorrichtung und dem Kraftstofftank ist die Fördervorrichtung in der dem Kraftstofftank abgewandten Richtung vor bzw. ausgehend von der Zufuhr des Fluidgemisches und einer damit verbundenen Strömung in Richtung des Kraftstofftanks stromaufwärts der Armatur oder der Armaturen im Hauptströmungszweig anzuordnen. Wiederum ausgehend von der Zufuhr des Fluidgemisches und einer damit verbundenen Strömung in Richtung des Kraftstofftanks kann die Fördervorrichtung stromabwärts der Abscheidevorrichtung, bevorzugt jedoch stromaufwärts der Abscheidevorrichtung in dem Hauptströmungszweig angeordnet sein.When one, two or even more fittings and a conveying device are arranged between the separating device and the fuel tank, the conveying device is in the direction facing away from the fuel tank before or starting from the supply of the fluid mixture and an associated flow in the direction of the fuel tank upstream of the fitting or the fittings in the main flow branch. Again starting from the supply of the fluid mixture and a flow connected thereto in the direction of the fuel tank, the delivery device can be arranged downstream of the separating device, but preferably upstream of the separating device in the main flow branch.
Es sei zudem erwähnt, dass wenigstens zwei der in den vorstehenden Abschnitten genannten Komponenten wie die Abscheidevorrichtung, die Armatur oder die Armaturen, das Kraftstoffdampfrückhaltesystem sowie die Fördervorrichtung des Hauptströmungszweigs, welche sich in diesem angeordnet befinden, in einer die wenigstens zwei oder alle Komponenten umfassenden Einheit, insbesondere in einer kompakten Einheit, ausgeführt sein können.It should also be mentioned that at least two of the components mentioned in the preceding paragraphs, such as the separating device, the fitting or the fittings, the fuel vapor retention system and the conveying device of the main flow branch, which are arranged therein, in a unit comprising at least two or all components , in particular in a compact unit.
In besonders praxisgerechter Weise ist der Kraftstoff zumindest teilweise ein Alternativkraftstoff und/oder der als Alternativkraftstoff ausgebildete Kraftstoff ist durch säurekatalysierte Hydrolyse zersetzbar. Der Alternativkraftstoff kann hierbei insbesondere ein Ether wie Polyoxymethylendimethylether, auch Oxymethylenether (OME), und/oder Ester wie Kohlensäuredimethylester, auch Dimethylcarbonat oder Ameisensäuremethylester, auch Methylformiat sein.In a particularly practical manner, the fuel is at least partially an alternative fuel and / or the fuel designed as an alternative fuel can be decomposed by acid-catalyzed hydrolysis. The alternative fuel can in particular be an ether such as polyoxymethylene dimethyl ether, also oxymethylene ether (OME), and / or an ester such as dimethyl carbonate, also dimethyl carbonate or methyl formate, including methyl formate.
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in
-
1 eine schematische Darstellung der Kraftstoffanlage.
-
1 a schematic representation of the fuel system.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- KraftstoffanlageFuel System
- 22
- KraftstofftankFuel tank
- 33
- HauptströmungszweigMainstream branch
- 44
- Abscheidevorrichtungseparating
- 55
- Speicherelement storage element
- 66
- KraftstoffleitungFuel line
- 77
- Einfüllvorrichtungfilling device
- 88th
- BrennkraftmaschineInternal combustion engine
- 99
- Vorlaufleader
- 1010
- Rücklauf returns
- 1111
- Trenneinrichtungseparator
- 1212
- Regenerationseinrichtungregeneration facility
- 1313
- Fördervorrichtungconveyor
- 1414
- Armaturfitting
- 1515
- Belüftungsleitung vent line
- 1616
- KraftstofffördereinheitFuel delivery unit
- 1717
- KraftstofffilterFuel filter
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Legal Events
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R163 | Identified publications notified | ||
R082 | Change of representative | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |