DE1751245C

DE1751245C - Device for separating water from liquid fuels for burner systems

Info

Publication number: DE1751245C
Application number: DE19681751245
Authority: DE
Inventors: Toshio Kawanishi Mon Kuni hito Ushirokajitani Yoshiyuki Toyonaka Okamoto Kenya Nara Nozaki, (Japan)
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1967-11-20
Filing date: 1968-04-26
Publication date: 1973-04-12

Description

3535

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abscheiden von Wasser aus flüssigen Brennstoffen für Brenneranlagen mit einem zylinderförmigen Abscheidebehälter, in dessen oberem Abschlußdeckel ein Brennstoffeinlaß und ein Brennstoffauslaß vorgesehen sind, mit einem zum Brennstoffauslaß führenden zylindrischen Rohr, das in den Abscheidebehälter hineinragt und das in seinem unteren Abschnitt einen Ventilsitz aufweist, dem ein Schwimmer gegenüberliegt, der ein geringeres spezifisches Gewicht als Wasser, jedoch ein höheres als der flüssige Brennstoff hat, und mit einer um das zylindrische Rohr angeordneten Ringscheibe, deren äußere Kante mit der Innenwand des Abscheidebehälters einen engen Spalt bildet.The invention relates to a device for separating water from liquid fuels for Burner systems with a cylindrical separator vessel, in the upper end cover of which a Fuel inlet and a fuel outlet are provided, with one leading to the fuel outlet cylindrical tube which protrudes into the separator and which in its lower section a Has a valve seat facing a float with a lower specific weight than water, however, has a higher fuel than the liquid fuel, and with one arranged around the cylindrical tube Ring disk, the outer edge of which forms a narrow gap with the inner wall of the separator tank.

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (französische Patentschrift 1440 714) erstreckt sich das zylindrische Rohr nur geringfügig in den Abscheidebehälter hinein. Das untere Ende des zylindrischen Rohres ist mit einer konisch zulaufenden Fläche versehen, die den Ventilsitz darstellt. Zum Abschließen des zylindrischen Rohres bei hohem Wasserstand im Abscheidebehälter ist der Schwimmer oben mit einem zusätzlichen kleinen Ballon versehen, der gegen den Ventilsitz aufläuft und diesen abschließt. Wegen des großen freien Weges ist der Schwimmer mit einer in seiner Achse angeordneten Stange versehen, die sicherstellt, daß er auf das zylindrische Rohr zu geführt ist. Die außen am zylindrischen Rohr angeordnete Ringscheibe ist bei der bekannten Anordnung am obersten Ende des Innenraums des Abscheidebehälters angeordnet und bildet mit dem Brennstoffeinlaß bzw. dem oberen Abschlußdeckel und der Innenwand des Abscheidebehälters einen sehr engen Strömungskanal, in dem der einströmende Brennstoff zwei bis drei Mal um nahezu 90° umgelenkt werden muß. Für hohe Strömungsgeschwindigkeiten ist die Vorrichtung daher wenig geeignet. Die bekannte Vorrichtung ist überdies am unteren Ende des Abscheidebehälters auf übliche Weise mit einem Ablaß versehen, mit dessen Hilfe das angesammelte Wasser leicht entfernt werden kann.In a known device of this type (French patent 1440 714) the cylindrical extends Pipe only slightly into the separator tank. The lower end of the cylindrical tube is provided with a tapered surface that represents the valve seat. To complete the cylindrical When the water level in the separator tank is high, the float is at the top with an additional one provided a small balloon that runs up against the valve seat and closes it. Because of the The float is provided with a rod arranged in its axis with a large free path, which ensures that it is guided towards the cylindrical tube. The one arranged on the outside of the cylindrical tube In the known arrangement, the annular disk is at the uppermost end of the interior of the separating vessel arranged and forms with the fuel inlet or the upper end cover and the inner wall of the separator tank has a very narrow flow channel in which the inflowing fuel two to has to be deflected three times by almost 90 °. The device is for high flow velocities therefore not very suitable. The known device is also at the lower end of the separator usually provided with a drain, with the help of which the accumulated water is easily removed can.

Bekannt ist es auch (USA.-Patentschrift 1906 565), bei derartigen Vorrichtungen zwischen Brennstoffeinlaß und Brennstoffauslaß mindestens ein Sieb anzuordnen. It is also known (USA. Patent 1906 565), in such devices between the fuel inlet and disposing of at least one screen for fuel outlet.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Wasserabscheider für Brenneranlagen zu schaffen, der bei einfachem Aufbau auch bei hohen Strömungsgeschwindigkeiten des Brennstoffes den Brenner vor wasserhaltigem Brennstoff schützt.The object of the invention is to create a water separator for burner systems that is easy to use Build up the burner in front of water-containing fuel even with high flow rates of the fuel Fuel protects.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Bauart dadurch gelöst, daß sich das zylindrische Rohr bis nahe an das untere Ende des z\- linderförmigen Abscheidebehälters erstreckt und sich an dieses untere Ende des Abscheidebehälters ein kegelstumpfförmiger Boden anschließt, daß die Ringscheibe am unteren Abschnitt des Rohres liegt und im Inneren des Rohres ein den Brennstoffauslaß abdekkendes Sieb vorgesehen ist und daß der Ventilsitz aus ölbeständigem elastischem Material besteht, mit dem der Schwimmer als Ventilglied zusammenwirkt.This object is achieved in a device of the aforementioned type in that the cylindrical tube to near the lower end of the z \ is - relieving shaped separating container extends and is adjoined by a frustoconical bottom of this lower end of the separating vessel, that the annular disc on the lower portion of the tube and inside the tube a sieve covering the fuel outlet is provided and that the valve seat is made of oil-resistant elastic material with which the float interacts as a valve member.

Durch das weit in den Behälter hineinragende zylindrische Rohr wird der Strömungsweg des ankommenden mit Wasser verschmutzten Brennstoffes vergrößert, wodurch ein Ausscheiden des Wassers begünstigt wird. Beim Aufprall auf die Ringscheibe bilden sich größere Wassertropfen, die sich im Bereich des kegelstumpfförmigen Bodens bei der Umlenkung der Strömung absetzen. Der kegelstumpfförmige Boden soll dabei das Absetzen des Wassers erleichtern und gleichzeitig ein rasches Ansprechen des Schwimmers bei Ansammlung von Wasser ermöglichen. Soweit Wassertropfen den Ventilsitz noch passieren, werden sie vom den Brennstoffauslaß abdeckenden Sieb zurückgehalten. Die Ausbildung des Ventilsitzes aus ölbeständigem Gummi ergibt eine gute Abdichtung und schützt den mit dem Wasserabscheider versehenen Brenner wirksam vor mit Wasser verschmutztem Brennstoff, sobald der Wasseranteil im Abscheidebehälter zu groß geworden ist. Der für den Ventilsitz gewählte Werkstoff ergibt überdies eine Langzeitbeständigkeit der Abdichtung.The flow path of the incoming Fuel contaminated with water is enlarged, which favors the excretion of water will. When it hits the washer, larger water droplets form, which are located in the area of the The frustoconical bottom is deposited when the flow is deflected. The frustoconical bottom is intended to make it easier for the water to settle and at the same time to respond quickly to the swimmer allow in the event of water accumulation. As far as water droplets still pass the valve seat they were retained by the strainer covering the fuel outlet. The formation of the valve seat from oil-resistant Rubber makes a good seal and protects the one provided with the water separator Burner effective against fuel contaminated with water as soon as the water content in the separator tank got too big. The material chosen for the valve seat also provides long-term durability the seal.

Durch das sinnvolle Zusammenwirken der einzelnen Merkmale wird also erreicht, daß der Wasserabscheider auch bei hohen Strömungsgeschwindigkeiten des Brennstoffes den Brenner wirksam vor wasserhaltigem Brennstoff schützt. Der Wasserabscheider ist daher überall dort besonders geeignet, wo die Brennstoffversorgung einer Brenneranlage hohe Strömungsgeschwindigkeiten erforderlich macht. Er ist überdies einfach aufgebaut und deshalb auch einfach und billig herstellbar.The meaningful interaction of the individual features ensures that the water separator even at high fuel flow rates the burner is effective against water-containing Fuel protects. The water separator is therefore particularly suitable wherever there is a fuel supply a burner system makes high flow velocities necessary. He is moreover simply constructed and therefore easy and inexpensive to manufacture.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht, und zwar zeigt die einzige Figur im Schnitt eine Ausführungsform der Erfindung.In the drawing, the invention is illustrated by way of example, namely the only figure in FIG Section an embodiment of the invention.

Die Figur zeigt einen Abscheidebehälter 3, in dessen oberem Abschlußdeckel 16, der auf dem Abscheidebehälter 3 mit Hilfe einer Mutter 17 gehaltert ist, ein Brennstoffeinlaß 4 und ein Brennstoffauslaß 5 vorgesehen ist. Dem Abscheidebehälter wird am Brennstoffeinlaß 4, wie durch einen Pfeil angedeutet.The figure shows a separator 3, in its upper cover 16, which is on the separator 3 is held by means of a nut 17, a fuel inlet 4 and a fuel outlet 5 is provided. The separator is at the fuel inlet 4, as indicated by an arrow.

wasserhaltiger Brennstoff zugeführt, während am Brennstoffauslaß S wasserfreier Brennstoff entnommen und einem Brenner zugeführt werden kann, wie ebenfalls durch einen Pfeil angedeutet ist. Der Wasserabscheider wird dazu zweckmäßig zwischen einen Brennstofftank und die dem Brenner vorgeschaltete Brennstoffpumpe eingeschaltet und mit diesen über entsprechende, an Brennstoffeinlaß 4 und Brennstoffauslaß 5 angeschlossene Leitungen verbunden.water-containing fuel is supplied, while anhydrous fuel is withdrawn at the fuel outlet S. and can be fed to a burner, as is also indicated by an arrow. The water separator is expedient for this purpose between a fuel tank and the one upstream of the burner Fuel pump switched on and with this via corresponding, at fuel inlet 4 and fuel outlet 5 connected lines connected.

Im Abscheidebehälter ist ein kugelförmiger Schwimmer 12 vorgesehen. Der Schwimmer 12 besteht aus einem Material wie Polypropylen, das ein geringeres spezifisches Gewicht als Wasser und ein höheres spezifisches Gewicht als der flüssige Brennstoff hat.A spherical float 12 is provided in the separator tank. The float 12 is made made of a material such as polypropylene, which has a lower specific gravity than water and a higher has a specific gravity than the liquid fuel.

Über dem Schwimmer 12 ist der Abschlußdeckel 16 gehalten und um den Brennstoffauslaß 5 herum ein zylindrisches Rohr 18 vorgesehen. Das zylindrische Rohr 18 im zylinderförmigen Abscheidebehälter 3 erstreckt sich bis in die Nähe von dessen unterem Ende und bildet mit dem Boden des Abscheidebehälters 3 einen Spalt, der für das Hindurchströmen des flüssigen Brennstoffs ausreichend bemessen ist. Das untere Ende des zylindrischen Rohres 18 ist als Führungswandung 18' für den Schwimmer 12 ausgebildet, der als Ventilglied eines im Inneren des zylinderförmigen Rohres 18 vorgesehenen Ventilsitzes 19 dient. Dieser besteht aus ölbeständigem Gummi. Selbstverständlich kann er auch aus einem anderen ölbeständigen, elastischen Material wie Venylchloridharz gefertigt sein. Über dem Ventilsitz 19 ist im Inneren des zylindrischen Rohres 18 um den Brennstoffauslaß 5 herum ein diesen abdeckendes Sieb 20 vorgesehen, das beispielsweise als Blechlochsieb ausgebildet ist. Das Sieb 20 hält Wassertröpfchen, die den Ventilsitz passiert haben und Feststoffanteile im flüssigen Brennstoff zurück.The cover plate 16 is held above the float 12 and around the fuel outlet 5 a cylindrical tube 18 is provided. The cylindrical tube 18 in the cylindrical separator tank 3 extends to the vicinity of its lower end and forms with the bottom of the separator container 3 a gap which is sufficiently dimensioned for the liquid fuel to flow through. The lower end of the cylindrical tube 18 is designed as a guide wall 18 'for the float 12, as a valve member of a valve seat provided in the interior of the cylindrical tube 18 19 serves. This consists of oil-resistant rubber. Of course, it can also be made from another oil-resistant, elastic material such as vinyl chloride resin. Above the valve seat 19 is inside of the cylindrical tube 18 around the fuel outlet 5 a sieve 20 covering this is provided, which is designed, for example, as a perforated sheet metal sieve. The sieve 20 holds water droplets that the Have passed the valve seat and return solids in the liquid fuel.

Der zylinderförmige Abscheidebehälter 3 weist unten einen kegelstumpfförmigen Boden 24 auf, der ausgehend von der Wand des zylinderförmigen Abscheidebehälters 3 bis zu einem flachen Bodenteil 24' entsprechend konisch zuläuft. Der kegelstumpfförmige Boden 24 begünstigt die Umlenkung des Brennstoffstromes und unterstützt dadurch die Ausbildung hoher Strömungsgeschwindigkeiten. Die Umlenkung des Brennstoffstromes begünstigt auch die Absetzung der noch mitgeführten Wassertropfen. Außerdem wird durch den kegelstumpfförmigen Boden 24 sichergestellt, daß der Schwimmer auf Grund des durch die besondere Bodenform verminderten Volumens des ihn aufnehmenden Raumes auf abgeschiedenes Wasser empfindlich reagiert und bei Wasseransammlung rasch auf den elastischen Ventilsitz 19 aufläuft, damit den Brennstoffauslaß 5 sicher abschließt und so jedes Mitreißen von Wasser zum Brenner wirksam verhindert.The cylindrical separating container 3 has a truncated conical bottom 24 at the bottom, which starting from the wall of the cylindrical separating vessel 3 to a flat bottom part 24 ' tapered accordingly. The frustoconical base 24 favors the deflection of the fuel flow and thereby supports the formation of high flow velocities. The diversion of the fuel flow also favors the settling of the water droplets that are still carried along. Besides that is ensured by the frustoconical bottom 24 that the float due to the Due to the special shape of the bottom, the volume of the space that accommodates it is reduced to a secluded area Water reacts sensitively and quickly runs onto the elastic valve seat 19 when water accumulates, so that the fuel outlet 5 securely closes and so any entrainment of water to the burner is effective prevented.

Das bis in die Nähe des unteren Endes des Abscheidebehälters 3 sich erstreckende zylindrische Rohr 18 zwingt dem durch Pfeile angedeuteten Brennstoffstrom einen großen Weg auf, der die Abtrennung des Wassers begünstigt. Die zylindrische Ausbildung des Rohres bewirkt weiter, daß der Brennstoff nur von unten in das Rohr 18 eintreten kann. Die damit erzwungene Umlenkung begünstigt das Absetzen von Wassertröpfchen zusätzlich. Die Abscheidung von im flüssigen Brennstoff mitgeführtem Wasser wird weiter noch durch die am unteren Teil des zylindrischen Rohres 18 außen vorgesehene, zur Innenwand des Abscheidebehälters 3 hin vorspringende Ringscheibe 25 begünstigt, die zweckmäßig mit dem zylindrischen Rohr einstückig ist. Der dem Abscheidebehälter 3 durch den Brennstoffeinlaß zugeführte flüssige Brennstoff trifft, wie durch Pfeile angedeutet, niederströmend auf die Ringscheibe 25 auf. Dadurch können durch Druckschwankungen bei der Brennstoffzufuhr hervorgerufene Strömungsungleichmäßigkeiten ausgeglichen werden. Außerdem trägt das Auftreffen des Brennstoffes auf der Ringscheibe 25 dazu bei, daß sich die im Brennstoff mitge-The up to the vicinity of the lower end of the separator 3 extending cylindrical Pipe 18 forces the fuel flow indicated by arrows on a great path that the separation favored by the water. The cylindrical shape of the tube also has the effect that the Fuel can only enter the tube 18 from below. The thus forced diversion is beneficial the settling of water droplets in addition. The separation of entrained in the liquid fuel Water is still further through the provided on the lower part of the cylindrical tube 18 on the outside, to the inner wall of the separator 3 projecting annular disk 25 favors the expedient is integral with the cylindrical tube. The separator 3 through the fuel inlet As indicated by arrows, the supplied liquid fuel hits the annular disk 25 as it flows down on. This can result in flow irregularities caused by pressure fluctuations in the fuel supply be balanced. In addition, the impact of the fuel on the ring disc contributes 25 contributes to the fact that the

ao führten Wasserteilchen zu größeren Wassertropfen vereinigen, was die Abscheidung bei der anschließenden Umlenkung am kegelstumpfförmigen Boden 24 noch begünstigt. Der Wasserabscheider kann daher besonders vorteilhaft auch für Brenneranlagen mit hohen Strömungsgeschwindigkeiten des flüssigen Brennstoffes Verwendung finden, bei denen sonst die kleinen Wassertröpfchen leicht ohne Abscheidung bis zum Brenner mitgerissen werden.ao caused water particles to unite into larger water droplets, which leads to the separation during the subsequent Deflection on the frustoconical bottom 24 is still favored. The water separator can therefore particularly advantageous for burner systems with high liquid flow rates Find fuel use, where otherwise the small water droplets easily without separation up be carried away to the burner.

Der oben in seinem Aufbau beschriebene Wasserabscheider ist in seinen Abmessungen klein und hat außer dem Schwimmer keinerlei bewegliche Teile. Betriebsstörungen sind deshalb nicht zu befürchten. Der Aufbau ist einfach.The structure of the water separator described above is small in size and has Apart from the float, no moving parts whatsoever. Operational disruptions are therefore not to be feared. the Construction is easy.

Der beschriebene Wasserabscheider arbeitet wie folgt:The described water separator works as follows:

Der dem Abscheidebehälter 3 am Brennstoffeinlaß 4 zugeführte wasserhaltige flüssige Brennstoff strömt mit hoher Geschwindigkeit in den Raum zwischen der Innenwand des Abscheidebehälters 3 und der Außenwand des zylindrischen Rohres 18 ein. Der Brennstoffstrom trifft dort auf die Ringscheibe 25 auf, was zur Bildung großer Wassertropfen aus dem im Brennstoff mitgeführten Wasser beiträgt. Der Brennstoff strömt sodann zwischen der Außenkante der Ringscheibe 25 und der Innenwand des Abscheidebehälters 3 hindurch und wird am kegelstumpfförmigen Boden 24 umgelenkt, wobei sich die Wassertröpfeben am Boden absetzen. Der nun wasserfreie Brennstoff durchströmt den Ventilsitz 19 und gelangt durch das Sieb 20 zum Brennstoffauslaß 5 und von dort zum Brenner. Sammelt sich am Boden des Abscheidebehälters 3 Wasser an, so wird der Schwimmer 12 angehoben und verschließt dann, wenn dsr Wasserstand eine Höhe erreicht hat, die ein Mitreißen von Wassertropfen befürchten läßt, die öffnung im Ventilsitz 19 unter vollständiger Abdichtung. Das am Boden des Abscheidebehälters 3 angesammelte Wasser wird dann auf übliche Weise mit einem Wasscrablaß abgelassen, worauf die Vorrichtung wieder betriebsbereit ist.The water-containing liquid fuel fed to the separating container 3 at the fuel inlet 4 flows at high speed into the space between the inner wall of the separation tank 3 and the outer wall of the cylindrical tube 18. The fuel flow hits the ring disk 25 there, which contributes to the formation of large water droplets from the water carried in the fuel. The fuel then flows between the outer edge of the annular disk 25 and the inner wall of the separator container 3 and is deflected at the frustoconical bottom 24, with the water droplets leveling set down on the ground. The now anhydrous fuel flows through the valve seat 19 and passes through the Sieve 20 to the fuel outlet 5 and from there to the burner. Collects at the bottom of the separator tank 3 water on, the float 12 is raised and then closes when the water level has reached a height that allows water droplets to be carried away there is reason to fear that the opening in the valve seat 19 will be completely sealed. The one at the bottom of the Separating tank 3 collected water is then drained in the usual way with a water drain, whereupon the device is ready for operation again.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Claim:

Device for separating water from liquid fuels for burner systems with a cylindrical separator container with a fuel inlet in the top cover and a fuel outlet are provided, with a cylindrical one leading to the fuel outlet Tube that protrudes into the separator container and one in its lower section Has valve seat, which is opposite a float, which has a lower specific weight than water, but higher than the liquid fuel, and with one around the cylindrical Tube arranged washer, the outer edge of which with the inner wall of the separator tank forms a narrow gap, characterized in that that the cylindrical tube (18) to close to the lower end of the cylindrical ao Separator (3) extends and at this lower end of the separator a frustoconical Bottom (24) connects that the annular disc (25) is located on the lower portion of the tube (18) and inside the tube a Fuel outlet (5) covering sieve (20) is provided and that the valve seat (19) made of oil-resistant consists of elastic material with which the float (12) interacts as a valve member.