DE10353367A1 - System zur Abscheidung von Partikeln und Wasser - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein System zur Abscheidung von Partikeln und Wasser aus Kraftstoffen, insbesondere Dieselkraftstoffen, aufweisend wenigstens einen Fluidabscheider mit einem Kraftstoffeinlass, einem ersten Auslass für gereinigten Kraftstoff und einem zweiten Auslass für ein Fluidgemisch, aufweisend Kraftstoff, Wasser und Partikel, wobei der wenigstens eine Fluidabscheider ein Zyklonabscheider ist, wobei der Kraftstoffeinlass tangential zur Zyklonabscheidermittelachse ist und der erste Auslass und der zweite Auslass im Wesentlichen koaxial zur Zyklonabscheidermittelachse und sich im Wesentlichen gegenüberliegend angeordnet sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein System zur Abscheidung von Partikeln und Wasser aus Kraftstoffen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Abscheidung von Wasser und/oder Partikeln aus einem Kraftstoff nach dem Oberbegriff des nebengeordneten Anspruchs 8.
  • Die rasante Entwicklung der Dieseltechnologie ermöglicht heute eine hocheffiziente Nutzung des Kraftstoffs sowohl bei Pkw- als auch bei Nfz-Motoren. Der Kraftstoff wird bei allen modernen Dieselmotoren direkt in die Zylinder eingespritzt. Durch die immer feiner werdenden Toleranzen können im Kraftstoff vorhandene Partikel zu starken Partikelerosionen führen, welche bis zum Totalausfall der Einspritzanlage führen können. Ein weiteres Problem ist das in Kraftstoffen enthaltene Wasser. Gelangt freies oder nicht stabil emulgiertes Wasser auf die Hochdruckseite des Dieseleinspritzsystems, können durch lokale Mangelschmierung und vor allem durch Korrosion Schäden entstehen. In vielen Fällen hat der Kraftstofffilter daher auch die Aufgabe, freies und emulgiertes Wasser abzuscheiden. Die Wassertröpfchen scheiden sich dabei an den Fasern des Filtermediums ab und vereinigen sich zu immer größer werdenden Tropfen. Aufgrund ihrer im Vergleich zum Dieselkraftstoff höheren Dichte laufen die Tropfen schließlich außen, teilweise auch innen am Faltenbalg, in einen Wassersammelraum ab. Von dort wird das Wasser über eine Ablassvorrichtung abgeleitet. An Nachteil dieses Systems liegt jedoch darin, dass die Filterfläche stark vergrößert werden müsste, um eine größere Filterstandzeit, wie sie immer häufiger gefordert wird, zu erreichen. Dieses widerspricht dem Ziel, immer kleinere Kraftstofffilter bei möglichst gleichbleibenden, wenn nicht sogar steigenden Filterstandzeiten zu realisieren.
    •
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher ein System zu erschaffen, welches auf einfache und kostengünstige Art und Weise in der Lage ist, Partikel und Wasser aus Kraftstoffen abzuscheiden. Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein Verfahren darzulegen, mit dem diese Abscheidung erfolgen kann. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 sowie die Merkmale des nebengeordneten Anspruchs 8 gelöst.
  • Das erfindungsgemäße System zur Abscheidung von Partikeln und Wasser aus Kraftstoffen, insbesondere Dieselkraftstoffen weist wenigstens einen Fluidabscheider mit einem Kraftstoffeinlass, einem ersten Auslass für gereinigten Kraftstoff und einem zweiten Auslass für ein Fluidgemisch, bestehend aus Kraftstoff, Wasser und Partikeln, auf. Erfindungsgemäß ist hierbei der Fluidabscheider als Zentrifugalabscheider, insbesondere Zyklonabscheider ausgeführt, wobei der Kraftstoffeinlass tangential zur Zyklonabscheidermittelachse ist und der erste und zweite Auslass im wesentlichen koaxial zur Zyklonabscheidermittelachse und sich im wesentlichen gegenüberliegend angeordnet sind. Die Grundform des Zyklonabscheiders ist vergleichbar mit einem kegelstumpfförmigen Hohlzylinder, wobei die beiden Auslässe die Stirnseiten des Kegelstumpfes darstellen. Der Kraftstoffeinlass ist seitlich tangential zur Zyklonabscheidermittelachse angeordnet, wobei er bevorzugt im Bereich des größeren Durchmessers der Kegelstumpfstirnseiten angeordnet ist. Der Kraftstoffeinlass kann hierbei einen runden oder auch einen eckigen Querschnitt aufweisen. Der erste Auslass für den gereinigten Kraftstoff ist an der Stirnseite mit dem größeren Durchmesser angeordnet, wobei der Auslass eine im Wesentlichen runde hohlzylindrische Form aufweist und ein Teil dieses Hohlzylinders in das Innere des Zyklonabscheiders hineinragt. Ihm gegenüber am kleineren Durchmesser der Stirnseite des Kegelstumpfes ist der zweite Auslass angeordnet, wobei sich dieser bevorzugt direkt aus der Form des Kegelstumpfes ergibt. Der Vorteil dieses Grundsystems liegt in der Verwendung eines wartungsfreien Lebensdauerbauteiles, welches keinerlei bewegliche Komponenten aufweist, wodurch die Konstruktion sehr robust ist und nahezu keine Störanfälligkeit aufweist. Der Zyklonabscheider nutzt die Unterschiede des spezifischen Gewichtes von Wasser, Kraftstoff und den Feststoffpartikeln aus, um so eine Trennung dieser drei Komponenten auszulösen. Als Einzelbauteil verwendet, hat dieses System eine in Abhängigkeit des Materials und der Einsatzbedingungen nahezu unbegrenzte Lebensdauer.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die wirksamen Durchmesserverhältnisse der beiden Auslässe durch ein bestimmtes Verhältnis zueinander gekennzeichnet. Hierbei ist der wirksame Durchmesser des ersten Auslasses, also des Auslasses für den gereinigten Kraftstoff, um ein Vielfaches größer als der wirksame Durchmesser des zweiten Auslasses, also des Auslasses für das Fluidgemisch, welches aus Kraftstoff, Wasser und Partikeln besteht. Durch das haben sich wirksame Durchmesser des zweiten Auslasses von bis zu 15 % des Durchmessers des ersten Auslasses als vorteilhaft für den Druckverlauf des Fluides im Zyklonabscheider gezeigt. Es sind jedoch auch geringere Durchmesserunterschiede möglich. Diese hängen u.a. auch von dem wirksamen Abstand zwischen den beiden Stirnseiten des Zyklonabscheiders ab.
  • Ebenso vorteilhaft ist es, den Zyklonabscheider aus Kunststoff auszuführen. Bevorzugt sei hier ein Polyamid mit oder ohne Glasfaserverstärkung zu nennen. Die Ausführung aus Kunststoff beinhaltet einerseits den Vorteil eines sehr leichten Abscheidemittels, welches der Forderung nach immer leichteren Kraftfahrzeugen Rechnung trägt und andererseits den Vorteil eines leicht zu be- und verarbeitenden Materials, wodurch die Herstellungs- und Werkzeugkosten auf einem niedrigen Niveau gehalten werden können.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der erste Auslass des Zyklonabscheiders, welcher den gereinigten Kraftstoff führt, korrespondierend mit einer Brennkraftmaschine verbunden und der zweite Auslass des Zyklonabscheiders mit dem Fluidgemisch aus Kraftstoff, Wasser und Partikeln mit einem Sammelbehälter verbunden, wobei der Sammelbehälter eine Rückleitung für Kraftstoff in den Kraftstofftank aufweist. Da das Gemisch aus Kraftstoff, Wasser und Partikeln aus umwelttechnischen Gründen nicht an die Umgebung abgegeben werden darf, ist es sinnvoll dieses Gemisch in einem Sammelbehälter aufzufangen. Es ist vorteilhaft durch geeignete Mittel für eine Beruhigung des Gemisches im Sammelbehälter zu sorgen, wobei dann durch die unterschiedlichen spezifischen Gewichte von Kraftstoff, Wasser und Partikeln hier eine Trennung dieser drei Anteile vollzogen wird. Da Kraftstoff hier die geringste Dichte aufweist, wird dieser – ähnlich einer geschichteten Flüssigkeit – die oberste Schicht einnehmen und kann so durch geeignete Mittel abgesaugt und in den Kraftstofftank zurück geführt werden. Das verbleibende Wasser-Partikel-Gemisch im Sammelbehälter ist in vorgegebenen Intervallen durch eine Ablassvorrichtung ebenfalls aus dem Sammelbehälter zu entfernen und entsprechend muss es danach umweltgerecht entsorgt werden.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der erste Auslass des Zyklonabscheiders, also der Auslass mit dem vorgereinigten Kraftstoff, mit einem Kraftstofffilter rohseitig verbunden, wobei der Kraftstofffilter reinseitig mit der Brennkraftmaschine verbunden ist. Durch diese Anordnung lässt sich ein wiederum erhöhter Abscheidegrad und Reinheitsgrad des Kraftstoffes erzielen, welches bei vielen Hochleistungsbrennkraftmaschinen notwendig ist, um keine Schäden an der immer komplexeren Einspritztechnik hervorzurufen. Der vorgereinigte Kraftstoff tritt hierbei in den Kraftstofffilter ein, durch strömt das Filtermedium, wobei dieses bevorzugt an der Anströmseite hydrophob beschichtet oder behandelt ist, so dass hier eine weitere Wasserabscheidung erfolgt. Ebenso werden noch vorhandene Partikel beim Durchströmen des Filtermediums an diesem abgeschieden. Der von Restfeuchtigkeit und Partikeln gereinigte Kraftstoff wird daraufhin zur Brennkraftmaschine weitergeleitet. Der Kraftstofffilter kann dabei jede beliebige Form aufweisen, im Stand der Technik sind genügend Beispiele für Standardkraftstofffilter bekannt.
  • Vorteilhafterweise beinhaltet der Kraftstofffilter Mittel zur Abscheidung von evtl. Restwasser des vorgereinigten Kraftstoffes. Dieses beinhaltet einerseits die möglichst hydrophobe Beschichtung der Anströmseite des Filtermediums und die Möglichkeit des Auffangens des abgeschiedenen Wassers und weiterhin die Möglichkeit dieses aufgefangene Wasser entweder automatisch oder nach einem vorgegebenen Intervall umweltgerecht zu entsorgen.
  • Eine besondere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der Zyklonabscheider und der Kraftstofffilter integral in einem Gehäuse angeordnet sind, wobei das Gehäuse zum Wechsel eines im Kraftstofffilter vorhandenen Filtermediums öffenbar ist. Aufgrund einer derart kompakten Gehäusebauform ließe sich das System an beliebiger, aber dennoch frei zugänglicher, Stelle im Bereich zwischen Tank und Brennkraftmaschine installieren. So währen keinerlei Leitungs- und/oder Schlauchverbindungen zwischen den einzelnen Komponenten notwendig, welche die Gefahr einer Undichtigkeit mit sich führen können. Die Öffenbarkeit des Gehäuses kann zum Beispiel durch einen angeschraubten Gehäusedeckel oder eine eingeklippste Klappe erfolgen. Je nach Abdichtung der Gehäuseteile zueinander ist es so möglich, das Filtermedium direkt im Gehäuse anzuordnen und das Gehäuse zumindest teilweise mit Kraftstoff zu füllen oder im Gehäuse einen standardmäßigen Kraftstofffilter zu integrieren.
  • Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zur Abscheidung von Wasser und/oder Partikeln aus einem Kraftstoff, insbesondere Dieselkraftstoff, mit einem Fluidabscheider, welcher einen Kraftstoffeinlass, einen ersten Kraftstoffauslass und einen zweiten Auslass für einen Wasser-Kraftstoff-Partikel-Gemisch aufweist, durch folgende Schritte gekennzeichnet. Der ungereinigte Kraftstoff fließt tangential durch den Kraftstoffeinlass in den Fluidabscheider, welcher eine sich nach unten verjüngende hohlkegelstumpfförmige Form aufweist und wird im Inneren des Fluidabscheiders durch die tangentiale Einleitung und die kegelstumpfförmige Form in Rotation versetzt. Die Flüssigkeitszirkulation ähnelt hierbei in ihrer Form einem Strudel, wobei durch die Rotation und die Trägheit der spezifisch schwereren Partikel und des spezifisch schwereren Wassers, die Partikel und Teile des Wassers im Rotationsfeld nach außen in Richtung der Innenwand des Fluidabscheiders wandern und dann durch den an der unteren schmaleren Stirnseite angeordneten Auslass kontinuierlich ausgeschieden werden. Im Inneren des Fluidabscheiders bildet sich druckbedingt eine nach oben gehende Strömung, wobei hier der gereinigte spezifisch leichtere Kraftstoff im Zentrum des Rotationsfeldes nach oben fließt und den Fluidabscheider durch den ersten Auslass, welcher im Wesentlichen gegenüber des zweiten Auslasses an der Stirnseite des Fluidabscheiders mit dem weitaus großen Durchmesser angeordnet ist, verlässt. Bevorzugt ist dabei der tangentiale Kraftstoffeinlass im oberen Bereich des Fluidabscheiders angeordnet. Weiterhin weist der erste Auslass bevorzugt eine zylindrische Rohrform auf, wobei dieses zylindrische Rohr in das Innere des Fluidabscheiders hineinragt. Die Druckverhältnisse die notwendig sind, um diese Art der Strömung zu erzeugen, werden durch die unterschiedlichen Durchmesser der beiden Auslässe an den jeweiligen Stirnseiten zueinander bestimmt und können so durch Variation des Durchmesserverhältnisses den Gegebenheiten angepasst werden.
  • Eine vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens beinhaltet, dass der gereinigte Kraftstoff, welcher den Fluidabscheider durch den ersten Auslass verlassen hat, über eine Leitung in einen Kraftstofffilter geleitet wird. Dieser Kraftstofffilter weist einen Einlass, einen Auslass und eine Möglichkeit der Wasserspeicherung und des Austragens von Wasser auf, wobei im Kraftstofffilter eine Reinseite dichtend von einer Rohseite durch ein Filtermedium getrennt wird. Das Filtermedium kann hierbei ein gewickeltes Vlies, ein sternförmig oder zickzackförmig gefaltetes Papier oder ein sonstiges im Stand der Technik bekanntes Filtermedium sein. Bevorzugt ist hierbei das Filtermedium rohseitig mit einer hydrophoben Schicht beaufschlagt, wodurch beim Durchströmen des Filtermediums der vorgereinigte Kraftstoff durch die hydrophobe Schicht noch intensiver vom Wasser getrennt wird und evtl. noch vorhandene Partikel im Filtermedium abgeschieden werden. Das weiterhin abgeschiedene Wasser sammelt sich im unteren Bereich des Kraftstofffilters in einer Art Sammelraum und der feinstgereinigte und wasserbefreite Kraftstoff wird über den Auslass zur Brennkraftmaschine geleitet. Das im Sammelraum gesammelte Wasser kann nun automatisch oder in bestimmten Wechselintervallen von Hand oder automatisch per Pumpe und/oder Ventil aus dem Sammelraum abgelassen werden. Das Filtermedium des Kraftstofffilters wird ebenso in regelmäßigen Intervallen gewechselt. Durch die Vorabscheidung im Fluidabscheider ist es jedoch möglich, hier nun eine sehr hohe Filterstandzeit des Kraftstofffilters zu erzielen oder aber bei Einhaltung einer mit üblichen Kraftstofffiltern übereinstimmenden Filterstandzeit diesen Kraftstofffilter sehr klein auszuführen.
  • Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird das Fluidgemisch bestehend aus Kraftstoff, Wasser und Partikeln, welches den zweiten Auslass des Fluidabscheiders verlassen hat, in einen Behälter eingeleitet. In diesem Behälter wird das Fluid beruhigt durch z.B. Prallbleche oder strömungsberuhigende Mittel, wie z.B. Ablenkungsbleche oder Ähnliches. Hierbei erfolgt im Behälter durch den Unterschied im spezifischen Gewicht zwischen Wasser, Kraftstoff und Partikeln eine weitere Trennung des eingeleiteten Kraftstoff-, Wasser- und Partikelgemisches, wobei der Kraftstoff durch sein geringstes spezifisches Gewicht die obere Schicht bildet und über einen Auslass zurück in den Tank geleitet werden kann. Das sich im unteren Bereich des Behälters sammelnde Wasser-Partikel-Gemisch kann über einen weiteren verschließbaren Auslass aus dem Behälter kontinuierlich oder diskontinuierlich nach jeweiligen vorgegebenen Wechselintervallen abgelassen werden. In vielen Anwendungsfällen ist es aus umwelttechnischen Gesichtspunkten notwendig, diese Stufe mit in das System einzubeziehen, um eine Umweltbelastung durch ein den Fluidabscheider verlassendes Kraftstoff-, Wasser- und Partikelgemisch zu vermeiden.
  • Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und der Zeichnung hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei der Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird.
    •
  • Zeichnung
  • Weitere Einzelheiten der Erfindung werden in der Zeichnung anhand von schematischen Ausführungsbeispielen beschrieben. Hierbei zeigt
  • 1 einen Schnitt durch einen Fluidabscheider des erfindungsgemäßen Systems und
  • 2 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems.
  • Die 1 zeigt einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Zyklonabscheider (10). Dieser weist einen Kraftstoffeinlass (11), einen Kraftstoffauslass (12) für vorgerei nigten Kraftstoff und einen Gemischauslass (13) für ein Gemisch aus Kraftstoff, Wasser und Partikel auf. Der Grundkörper des Zyklonabscheiders (10) ist unterteilt in einen zylindrischen Anteil (14) und einen kegelstumpfförmigen Anteil (15). Der zylindrische Anteil (14) beinhaltet den Kraftstoffeinlass (11), welcher für eine tangentiale Kraftstoffeinleitung in den Zyklonabscheider (10) sorgt. Der Kraftstoffauslass (12) ist hier als zylindrisches Rohrstück ausgeführt, welches im Wesentlichen über die Länge des zylindrischen Anteils (14) in den Zyklonabscheider (10) eintaucht. Der Auslassdurchmesser (16) des Kraftstoffauslasses (12) ist bevorzugt um ein Vielfaches größer als der Auslassdurchmesser (17) des Gemischauslasses (13). Dies ist notwendig, um in dem Zyklonabscheider (10) die für den Betrieb notwendigen Druckverhältnisse zu schaffen. Der Kraftstoffeinlass (11) ist in dieser Variante ebenfalls kegelstumpfförmig geformt, um so zu einer Beschleunigung der Kraftstoffeinlassströmung zu sorgen, welches wiederum zu einer verbesserten Zirkulation innerhalb des Zyklonabscheiders (10) führt. Es ist jedoch auch möglich, die Form des Kraftstoffeinlasses rund oder eckig zu gestalten. Der Pfeil (18) zeigt die Einströmrichtung des ungereinigten Kraftstoffes. Durch die schnelle Rotation im Zyklonabscheider (10) des ungereinigten Kraftstoffs (18) wird dieser in ein Gemisch (19), welches sich durch das höhere spezifische Gewicht an den Wänden des Zyklonabscheiders befindet und in den gereinigten Kraftstoff (20), welcher sich im Zentrum des Zyklonabscheiders (10) ausbildet aufgesplittet. Der gereinigte Kraftstoff (20) wird durch die oben erwähnten eingestellten Druckverhältnisse durch eine nach oben gerichtete Strömung aus dem Kraftstoffauslass (12) ausgetragen.
  • Die 2 zeigt ein stilisiertes Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Systems zur Abscheidung von Wasser und/oder Partikeln aus Kraftstoff. Das System gliedert sich hinter den Kraftstofftank (21) und weist einen Zyklonabscheider (10), einen Kraftstofffilter (22) und ein Sammelbecken (24) auf und mündet zum Schluss in einer Brennkraftmaschine (23). Die einzelnen Komponenten sind über Leitungen (25) miteinander verbunden. Eine Kraftstoffförderpumpe ist in diesem Blockschaltbild nicht dargestellt. Der Zyklonabscheider (10) wird über die Leitung (25) aus dem Tank (21) mit Kraftstoff versorgt, wobei dieser durch die Zentrifugalabscheidung in vorgereinigten Kraftstoff und ein Gemisch aus Wasser, Kraftstoff und Partikel aufgeteilt wird. Das Gemisch aus Kraftstoff, Wasser und Partikeln wird über eine weitere Leitung (25) in ein Sammelbecken (24) geleitet, wobei das Gemisch hier durch die unterschiedliche Dichte der einzelnen Bestandteile sedimentiert und sich in wenigstens zwei Schichten absetzt, wobei die obere Schicht aus relativ reinem Kraftstoff besteht und die untere Schicht aus dem Wasser-Partikel-Gemisch. Zur Beruhigung der Flüssigkeit im Sammelbecken (24) weist das Sammelbecken (24) Mittel zur Verhinderung von Aufwirbelungen und erneuten Durchmischungen des Gemisches auf. Das im unteren Teil des Sammelbeckens (24) sich sammelnde Wasser-Partikel-Gemisch kann über eine Leitung (25) ausgetragen werden. Zusätzlich wird die obere Flüssigkeitsschicht im Sammelbecken (24), nämlich der Kraftstoff, über eine Leitung (25) zurück in den Tank (21) geführt. Der im Zyklonabscheider (10) vorgereinigte Kraftstoff wird über eine Leitung (25) in den nachgeschalteten Kraftstofffilter geleitet, durchströmt hierbei ein Filtermedium und wird hierbei von noch vorhandenen Partikeln und Wasseranteilen getrennt. Das Wasser sammelt sich im unteren Teil des Kraftstofffilters (22) und kann über eine Leitung (25) ausgetragen werden. Der so gereinigte und von Partikeln und Wasser getrennte Kraftstoff verlässt dann den Kraftstofffilter (22) und wird über eine Leitung (25) der Brennkraftmaschine (23) zugeführt. Mit Hilfe dieses Systems ist es möglich einerseits sehr hohe Filterstandzeiten des Kraftstofffilters (22) zu erreichen und andererseits einen sehr reinen Kraftstoff der Brennkraftmaschine (23) zuzuführen, um so Schäden durch Erosion oder Korrosion durch das enthaltene Wasser in den immer enger tolerierten Teilen der Einspritzanlage der Brennkraftmaschine (23) zu vermeiden.

Claims (10)

  1. System zur Abscheidung von Partikeln und Wasser aus Kraftstoffen, insbesondere Dieselkraftstoffen, aufweisend wenigstens einen Fluidabscheider mit einem Kraftstoffeinlass, einem ersten Auslass für gereinigten Kraftstoff und einem zweiten Auslass für ein Fluidgemisch aufweisend Kraftstoff, Wasser und Partikel, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Fluidabscheider ein Zyklonabscheider ist, wobei der Kraftstoffeinlass tangential zur Zyklonabscheidermittelachse ist und der erste Auslass und der zweite Auslass im wesentlichen koaxial zur Zyklonabscheidermittelachse und sich, im Wesentlichen, gegenüberliegend angeordnet sind.
  2. System zur Abscheidung von Partikeln und Wasser aus Kraftstoffen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der wirksame Durchmesser des ersten Auslasses um ein Vielfaches größer ist als der wirksame Durchmesser des zweiten Auslasses.
  3. System zur Abscheidung von Partikeln und Wasser aus Kraftstoffen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zyklonabscheider aus Kunststoff ist.
  4. System zur Abscheidung von Partikeln und Wasser aus Kraftstoffen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Auslass des Zyklonabscheiders korrespondierend mit einer Brennkraftmaschine verbunden ist und der zweite Auslass des Zyklonabscheiders mit einem Sammelbehälter für das Kraftstoff-Wasser-Partikel-Gemisch verbunden ist, wobei der Sammelbehälter eine Rückleitung für Kraftstoff in den Kraftstofftank aufweist.
  5. System zur Abscheidung von Partikeln und Wasser aus Kraftstoffen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Auslass des Zyklonabscheiders mit einem Kraftstofffilter rohseitig verbunden ist, wobei der Kraftstofffilter reinseitig mit der Brennkraftmaschine verbunden ist.
  6. System zur Abscheidung von Partikeln und Wasser aus Kraftstoffen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstofffilter Mittel zur Abscheidung von eventuellem Restwasser des vorgereinigten Kraftstoffes aufweist.
  7. System zur Abscheidung von Partikeln und Wasser aus Kraftstoffen nach einem der Ansprüche 5 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Zyklonabscheider und der Kraftstofffilter integral in einem Gehäuse angeordnet sind, wobei das Gehäuse zum Wechsel eines im Kraftstofffilter vorhandenen Filtermediums öffenbar ist.
  8. Verfahren zur Abscheidung von Wasser und/oder Partikeln aus einem Kraftstoff, insbesondere Dieselkraftstoff, mit einem Fluidabscheider, welcher einen Kraftstoffeinlass, einen ersten Kraftstoffauslass und einen zweiten Auslass für ein Wasser-Kraftstoff-Partikel-Gemisch aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der ungereinigte Kraftstoff tangential in den Fluidabscheider, welcher eine sich nach unten verjüngende hohlkegelstumpfförmige Form aufweist, eingeleitet wird, dort in Rotation versetzt wird und nach unten in Richtung des zweiten Auslasses in Form eines Strudels läuft, wobei die Partikel und Teile des Wassers durch die Zentrifugalkraft im Rotationsfeld nach außen wandern und durch den zweiten Auslass kontinuierlich abfließen und der gereinigte spezifisch leichtere Kraftstoff im Zentrum des Rotationsfeldes druckbedingt nach oben fließt und den Fluidabscheider durch den ersten Auslass, welcher im Wesentlichen gegenüber des zweiten Auslasses angeordnet ist, verlässt.
  9. Verfahren zur Abscheidung von Wasser und/oder Partikeln aus Kraftstoff nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der gereinigte Kraftstoff, welcher den Fluidabscheider durch den ersten Auslass verlassen hat über eine Leitung in einen Kraftstofffilter geleitet wird und dort ein Filtermedium durchströmt, wobei das Filtermedium Anströmseitig derart beschichtet ist, dass eine weitere Wasserabscheidung stattfindet, wobei sich das Wasser im unteren Bereich des Kraftstofffilters sammelt und der nun feinstgereinigte und wasserbefreite Kraftstoff über einen Auslass zur Brennkraftmaschine geleitet wird.
  10. Verfahren zur Abscheidung von Wasser und/oder Partikeln aus Kraftstoff nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluidgemisch, welches den zweiten Auslass des Fluidabscheiders verlassen hat in einen Behälter eingeleitet wird, wobei im Behälter durch den Unterschied im spezifischen Gewicht zwischen Wasser, Kraftstoff und Partikeln eine weitere Trennung von Kraftstoff, Wasser und Partikeln stattfindet wobei der Kraftstoff über einen Auslass zurück in den Tank geleitet wird und das Wasser-Partikel-Gemisch über einen weiteren verschließbaren Auslass aus dem Behälter kontinuierlich oder diskontinuierlich abgelassen werden kann.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008008313A1 (en) * 2006-07-14 2008-01-17 Continental Automotive Systems Us, Inc. Cyclonic particle separator for fuel systems
DE102011117472A1 (de) 2011-11-02 2013-05-02 Volkswagen Aktiengesellschaft Vorrichtung zum Pumpen und zur Wasserabscheidung von Kraftsstoff für ein Fahrzeug und ent-sprechendes Fahrzeug
WO2016022580A1 (en) * 2014-08-05 2016-02-11 United Components, Inc. Cyclonic fuel filter and system
US9302207B2 (en) 2006-05-23 2016-04-05 Hydac Filtertechnik Gmbh Process and apparatus for separating out and removing water present in liquid fuels, especially water from diesel oil
CN114616388A (zh) * 2019-10-30 2022-06-10 格林泰克创新有限公司 采用物理和化学方式净化液体烃燃料的紧凑型净化器

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5227061A (en) * 1992-01-13 1993-07-13 Bedsole Robert D Fuel/contaminant separator
DE69001395T2 (de) * 1989-06-21 1993-07-29 Alsthom Gec Zentrifugalabscheider fuer eine koagulierbare fluessigkeit, insbesondere dieselkraftstoff.
US5264121A (en) * 1990-09-06 1993-11-23 Guzman Sanchez Jorge Apparatus for purifying fuel
DE10065328A1 (de) * 1999-12-28 2001-10-04 Denso Corp Gas-/Flüssigkeits-Abscheider der Zyklonart

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69001395T2 (de) * 1989-06-21 1993-07-29 Alsthom Gec Zentrifugalabscheider fuer eine koagulierbare fluessigkeit, insbesondere dieselkraftstoff.
US5264121A (en) * 1990-09-06 1993-11-23 Guzman Sanchez Jorge Apparatus for purifying fuel
US5227061A (en) * 1992-01-13 1993-07-13 Bedsole Robert D Fuel/contaminant separator
DE10065328A1 (de) * 1999-12-28 2001-10-04 Denso Corp Gas-/Flüssigkeits-Abscheider der Zyklonart

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9302207B2 (en) 2006-05-23 2016-04-05 Hydac Filtertechnik Gmbh Process and apparatus for separating out and removing water present in liquid fuels, especially water from diesel oil
WO2008008313A1 (en) * 2006-07-14 2008-01-17 Continental Automotive Systems Us, Inc. Cyclonic particle separator for fuel systems
US7524426B2 (en) 2006-07-14 2009-04-28 Continental Automotive Systems Us, Inc. Cyclonic particle separator for fuel systems
DE102011117472A1 (de) 2011-11-02 2013-05-02 Volkswagen Aktiengesellschaft Vorrichtung zum Pumpen und zur Wasserabscheidung von Kraftsstoff für ein Fahrzeug und ent-sprechendes Fahrzeug
DE102011117472B4 (de) * 2011-11-02 2016-02-25 Volkswagen Aktiengesellschaft Vorrichtung zum Pumpen und zur Wasserabscheidung von Kraftsstoff für ein Fahrzeug und ent-sprechendes Fahrzeug
WO2016022580A1 (en) * 2014-08-05 2016-02-11 United Components, Inc. Cyclonic fuel filter and system
US20160040639A1 (en) * 2014-08-05 2016-02-11 United Components, Inc. Cyclonic fuel filter and system
CN114616388A (zh) * 2019-10-30 2022-06-10 格林泰克创新有限公司 采用物理和化学方式净化液体烃燃料的紧凑型净化器

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