DE202008018248U1 - Filter unit for introduction into the fuel supply line of a LPG internal combustion engine - Google Patents
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- B01D39/2027—Metallic material
- B01D39/2031—Metallic material the material being particulate
- B01D39/2034—Metallic material the material being particulate sintered or bonded by inorganic agents
Abstract
Filtereinheit zur Einbringung in die Kraftstoffzufuhrleitung eines Autogas-Verbrennungsmotors, wobei die Filtereinheit aus einem Filtergehäuse und einem vom Gehäuse aufgenommenen Filtereinsatz besteht und der Filtereinsatz über eine am Filtergehäuse vorgesehene verschließbare Öffnung in das Filtergehäuse eingebracht und entnommen werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtereinheit in die Kraftstoffzufuhrleitung nach Umwandlung vom flüssigen in den gasförmigen Zustand des Kraftstoffes platziert ist und der Filtereinsatz aus Buntmetallelementen in Form von gesinterten Metallkugeln aus Kupfer/Zinn-Bronze besteht, wobei die gesinterten Metallkugeln aus Kupfer/Zinn-Bronze vernickelt sind.Filter unit for introduction into the fuel supply line of an LPG engine, the filter unit consisting of a filter housing and a filter insert accommodated in the housing and the filter insert can be introduced and removed into the filter housing via a closable opening provided on the filter housing, characterized in that the filter unit in the fuel supply line is placed after conversion from the liquid to the gaseous state of the fuel and the filter insert consists of non-ferrous metal elements in the form of sintered metal balls made of copper / tin bronze, the sintered metal balls made of copper / tin bronze.
Description
Die Erfindung betrifft eine Filtereinheit zur Einbringung in die Kraftstoffzufuhrleitung eines Autogas-Verbrennungsmotors, gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 oder 4.The invention relates to a filter unit for introduction into the fuel supply line of a LPG internal combustion engine, according to the preamble of
Eine steigende Anzahl von Kraftfahrzeugen wird mit Autogas betrieben. Besitzer von Kraftfahrzeugen nutzen gehäuft die Möglichkeit ihre mit Ottomotoren ausgestatteten Fahrzeuge auf Autogas-Betrieb umzurüsten. Hierbei kann zwischen mehreren Anlagetypen gewählt werden, die einen derartigen Betrieb ermöglichen. Venturianlagen wandeln das im Tank unter Druck befindliche flüssige Autogas über Verdampfer und Druckregler in den gasförmigen Zustand um. In dieser Phase wird dem Motor das Autogas zugeführt. Im Gegensatz hierzu fördern LPI-Anlagen das Autogas über eine Ringleitung und Dosierventile in flüssiger Form in den Ansaugtrakt des Motors.An increasing number of motor vehicles are running on LPG. Owners of motor vehicles frequently make use of the possibility of converting their gasoline-equipped vehicles to LPG operation. Here you can choose between several types of systems that allow such operation. Venturi plants convert the liquefied LPG under pressure into evaporator and pressure regulator into the gaseous state. In this phase, the LPG is supplied to the engine. In contrast, LPI systems feed the LPG via a loop and metering valves in liquid form into the intake tract of the engine.
Autogas besteht in der Regel aus Propan, Butan und deren Gemischen.LPG usually consists of propane, butane and their mixtures.
Verunreinigungen wie Sulfate und Ammoniakverbindungen und anorganische Bestandteile des Autogases (Butene, Butadiene, Propen, Propadien und weitere ungesättigte Kohlenwasserstoffe) führen unter Druck- und Temperatureinflüssen bei der Vergasung in der Autogasanlage u. a. zu Salz- und Kristallbildungen in den beweglichen Teilen der Gasanlage.Impurities such as sulfates and ammonia compounds and inorganic constituents of the autogas (butenes, butadienes, propene, propadiene and other unsaturated hydrocarbons) lead under pressure and temperature influences during gasification in the autogas plant u. a. to salt and crystal formations in the moving parts of the gas system.
Durch Butene, Butadiene, Propen, Propadien und weitere ungesättigte Kohlenwasserstoffe werden langkettige Kohlenwasserstoffe gebildet, welche in kaltem Zustand einen festen Aggregatzustand annehmen und folglich die Membranen und Düsen der Gasanlage verstopfen.Butenes, butadienes, propene, propadiene and other unsaturated hydrocarbons form long-chain hydrocarbons, which assume a solid state of aggregation when cold and consequently clog the diaphragms and nozzles of the gas system.
Zudem ist das lösen der Füllstoffe aus Verbindungsschläuchen aufgrund der im Kraftstoff befindlichen ungesättigten Kohlenwasserstoff (wie z. B. Lösemittel, Ester) ein bekanntes Problem. Dies führt ebenfalls zum Verstopfen von Teilen der Gasanlage.In addition, dissolving the fillers from connecting tubes is a known problem due to the presence of the unsaturated hydrocarbon in the fuel (such as solvents, esters). This also leads to clogging of parts of the gas system.
Aus den oben genannten Gründen, sollten die Verunreinigungen und die störenden natürlichen Bestandteile der Kraftstoffgemische aus diesen herausgefiltert werden, um einen behinderungsfreien und wartungsarmen Betrieb eines mit Flüssiggas betriebenen Kraftfahrzeugs zu gewährleisten.For the reasons mentioned above, the impurities and the disturbing natural constituents of the fuel mixtures should be filtered out of them in order to ensure a disability-free and low-maintenance operation of a liquefied gas-fueled motor vehicle.
Wie bereits bei Diesel und Benzin betriebenen Kraftfahrzeugen bekannt ist, muss zum Herausfiltern von festen Partikeln aus dem Kraftstoff, ein Kraftstofffilter in die Saugleitung zum Motor eingebracht werden.As is already known in diesel and gasoline powered vehicles, to filter out solid particles from the fuel, a fuel filter must be introduced into the suction line to the engine.
Herkömmliche Filtereinrichtungen für mit Flüssiggas betriebene Kraftfahrzeuge bestehen aus einem metallischen Druckgehäuse mit Papiereinsatz. Derartige Papierfiltereinrichtungen müssen jedoch regelmäßig erneuert werden, da Papierfilter entweder prinzipiell nicht gereinigt werden können oder nur im begrenztem Maße. Dies hat eine erhöhte Umweltbelastung zur Folge.Conventional filter devices for LPG powered vehicles consist of a metallic pressure housing with paper insert. However, such paper filter devices must be renewed regularly because paper filters either can not be cleaned in principle or only to a limited extent. This results in an increased environmental impact.
Die
Aus dem Vorgenannten ist es daher Aufgabe der Erfindung, eine weiterentwickelte Filtereinheit anzugeben, die es zum einen ermöglicht, einen Filtereinsatz schnell entfernen und auswechseln zu können und zum anderen den Filtereinsatz aus Materialien zu erstellen, die gereinigt und wiederverwendet werden können, wobei die Filtereinheit vor allem derartig ausgebildet sein soll, dass eine Verwendung in mit Flüssiggas betriebenen Kraftfahrzeugen gewährleistet werden kann.From the foregoing, it is therefore an object of the invention to provide a further developed filter unit, which makes it possible to quickly remove and replace a filter cartridge and on the other to create the filter cartridge of materials that can be cleaned and reused, the filter unit before All should be designed so that use in vehicles powered by LPG vehicles can be guaranteed.
Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt mit einer Filtereinheit zur Einbringung in die Kraftstoffzufuhrieitung eines Verbrennungsmotors, gemäß der Merkmalskombination nach Anspruch 1 oder 4, wobei die Unteransprüche mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen darstellen.The object of the invention is achieved with a filter unit for introduction into the Kraftstoffzufuhrieitung an internal combustion engine, according to the combination of features according to
Erfindungsgemäß sieht die Filtereinheit zur Einbringung in die Kraftstoffzufuhrleitung eines Verbrennungsmotors ein Filtergehäuse vor, in welches durch eine vorgesehene Öffnung ein Filtereinsatz eingebracht und entnommen werden kann. Die Öffnung kann beispielhaft als Schraubverschluss ausgebildet sein. Es ist auch denkbar, dass die Öffnung mit einer einfach zu konstruierenden Klappe mittels Schrauben verschlossen werden kann.According to the invention, the filter unit for introduction into the fuel supply line of an internal combustion engine provides a filter housing into which a filter insert can be introduced and removed through an opening provided. The opening may be formed by way of example as a screw cap. It is also conceivable that the opening can be closed by means of screws with an easy-to-construct flap.
Die Öffnung des Filtergehäuses kann sich wahlweise am oberen oder unteren stirnseitigen Ende des vorzugsweise zylindrisch geformten Filtergehäuses befinden. Ein leichter Ein- und Ausbau des Filtereinsatzes ist somit jederzeit gewährleistet, da die Filtergehäuseöffnung den konstruktiven Gegebenheiten des aufzurüstenden Fahrzeugs angepasst werden kann.The opening of the filter housing can optionally at the top or bottom end End of the preferably cylindrical shaped filter housing are. An easy installation and removal of the filter cartridge is thus guaranteed at any time, since the filter housing opening can be adapted to the structural conditions of the vehicle to be upgraded.
Der durch die Öffnung eingebrachte Filtereinsatz kann zunächst aus einem keramischen Material bestehen, welches in Form eines Rohrstücks zentriert und abgedichtet in das Filtergehäuse eingebracht ist und in Verbindung mit einem metallischen Gewebe oder Netz wirkt. Das Metallgewebe oder -netz kann zum einen das keramische Material umscheließen. Zum anderen ist es konstruktiv möglich dieses konzentrisch innerhalb des rohrförmigen Keramikmaterials anzubringen. Keramische Werkstoffe sind in der Verbindung mit metallischen Elementen in der Lage, die in der Beschreibungseinleitung genannten Verunreinigungen aus dem Autogas zu filtern.The introduced through the opening filter cartridge may initially consist of a ceramic material, which is centered in the form of a piece of pipe and sealed introduced into the filter housing and acts in conjunction with a metallic fabric or mesh. The metal mesh or mesh can on the one hand umzheließen the ceramic material. On the other hand, it is structurally possible to mount this concentrically within the tubular ceramic material. Ceramic materials in combination with metallic elements are able to filter the impurities mentioned in the introduction to the description of LPG.
Das keramische Material ist hierbei zwar derartig verdichtet, dass es eine rohrförmige Geometrie aufweist, jedoch so porös, dass das zu filternde Autogas durch dieses hindurchströmen kann.Although the ceramic material is compressed in such a way that it has a tubular geometry, but so porous that the LPG to be filtered can flow through it.
Zweckmäßigerweise ist das keramische Material poröses Aluminiumoxid, Titanoxid oder Siliziumkarbid, da sich diese Verbindungen besonders gut zur Autogasfilterung eignen.The ceramic material is expediently porous aluminum oxide, titanium oxide or silicon carbide, since these compounds are particularly suitable for LPG filtering.
Zweckmäßigerweise ist der Filtereinsatz mit katalytisch wirkenden Elementen versehen. D. h. die Filterung des Autogases wird durch das Einbringen zusätzlicher Elemente in den Filtereinsatz beschleunigt und die Filterung des Autogases ist bereits bei üblichen Betriebstemperaturen möglich, ohne dass bei diesem Vorgang das zusätzlich eingebrachte katalytische Element verbraucht wird.The filter insert is expediently provided with catalytically active elements. Ie. The filtering of the autogas is accelerated by the introduction of additional elements in the filter cartridge and the filtering of the gas is already possible at normal operating temperatures, without that in this process, the additional introduced catalytic element is consumed.
Im Falle der Verwendung von porösem Aluminiumoxid als keramisches Material eignet sich besonders ein Kupfer-Nickel Gemisch als katalytisches Element. Es kann als Metallgewebe oder -netz ausgebildet sein, welches das keramische Rohrstück umgibt oder von diesem umgeben wird.In the case of using porous alumina as a ceramic material, a copper-nickel mixture is particularly suitable as a catalytic element. It may be formed as a metal mesh or net, which surrounds the ceramic tube piece or is surrounded by this.
Zweckmäßigerweise weist das Metallgewebe oder -netz eine Maschenweite von 0,35–0,72 mm mit einem Drahtdurchmesser von 0,24–0,32 mm auf.Conveniently, the metal fabric or net has a mesh size of 0.35-0.72 mm with a wire diameter of 0.24-0.32 mm.
In einer weiteren Ausführungsform besteht der Filtereinsatz aus gesinterten Buntmetallelementen. Testreihen haben ergeben, dass auch Metalle und Legierungsgemische besonders gut geeignet sind, Autogas von Verunreinigungen zu befreien.In a further embodiment, the filter insert consists of sintered non-ferrous metal elements. Test series have shown that even metals and alloy mixtures are particularly well suited to liberate LPG from impurities.
Zweckmäßigerweise sind diese gesinterten Buntmetallelemente gesinterte Metallkugeln aus Kupfer/Zinn-Bronze, welche, wie bereits beim keramischen Filtermaterial erwähnt, eine rohrförmige Geometrie bilden.Conveniently, these sintered non-ferrous metal elements sintered metal balls of copper / tin-bronze, which, as already mentioned in the ceramic filter material, form a tubular geometry.
Zudem ist auch bei der Verwendung von gesinterten Buntmetallelementen der Einsatz von katalytischen Elementen im Filtereinsatz zweckmäßig.In addition, the use of catalytic elements in the filter element is also useful when using sintered non-ferrous metal elements.
Im Falle der Verwendung von gesinterten Metallkugeln aus Kupfer/Zinn-Bronze eignet sich eine Vernickelung der Kugeln als katalytisch wirkendes Element.In the case of the use of sintered metal balls made of copper / tin-bronze is a nickel plating of the balls as a catalytic element.
Zweckmäßigerweise werden bei der Verwendung von keramischen Materialien als Filtereinsatz, der Granulatmenge weitere Elemente beigemischt. So kann beispielsweise Titanoxid, Siliciumcarbid oder Aluminiumoxid oder eine Mischung der genannten Bestandteile als Beimengung verwendet werden. Dadurch werden Abnutzungserscheinungen an Ventilen und Ventilsitzen verhindert. Beim Betrieb mit unterschiedlichen Kraftstoffarten und den daraus resultierenden schwankenden Verbrennungsbedingungen werden die Materialien der Ventile und Ventilsitze erhöht beansprucht. Unter Umständen kann dies zu einem Motorschaden führen, was durch die Beimengung additiver Elemente vermieden werden kann, da sich die beigemengten Nano-Partikel zwischen den Ventilsitz und das Ventil setzen und folglich eine Abtragung der Ventilsitze und Ventile im Gasbetrieb reduzieren.Appropriately, when using ceramic materials as a filter insert, the granulate added more elements. Thus, for example, titanium oxide, silicon carbide or aluminum oxide or a mixture of the constituents mentioned can be used as an admixture. This prevents wear on valves and valve seats. When operating with different types of fuel and the resulting fluctuating combustion conditions, the materials of the valves and valve seats are claimed increased. Under certain circumstances, this can lead to engine damage, which can be avoided by the addition of additive elements, since the added nano-particles sit between the valve seat and the valve and thus reduce erosion of the valve seats and valves in the gas mode.
Zweckmäßigerweise weisen das beigemischte Titanoxid, Siliciumcarbid oder Aluminiumoxid oder wahlweise Mischungen aus den Elementen eine Körnung von weniger als 10 Mikrometern auf und werden bei der Filterung des Gases aus dem porösen Keramikmaterial herausgelöst. Die herausgelösten Partikel werden mit dem Autogas zu den Ventilen und Ventilsitzen transportiert, wo sie sich ablagern und deren Verschleiß reduzieren.Conveniently, the admixed titanium oxide, silicon carbide or alumina, or alternatively mixtures of the elements have a particle size of less than 10 microns and are dissolved out in the filtering of the gas from the porous ceramic material. The extracted particles are transported with the LPG to the valves and valve seats, where they deposit and reduce their wear.
Die dargelegte Filtereinheit wird, wie bereits erwähnt, in mit Flüssiggasbrennstoff betriebenen Kraftfahrzeugen verwendet und hat den Vorteil, dass der Filtereinsatz problemlos ausgewechselt und gereinigt werden kann. Folglich muss bei entsprechender Verschmutzung/Abnutzung des Filtereinsatzes nicht die vollständige Filtereinheit entsorgt und erneuert werden, sondern nur das keramische Material oder die gesinterten Buntmetallelemente dem Filtergehäuse entnommen und gereinigt werden. Ist der Filtereinsatz derart abgenutzt, dass eine Reinigung die Wirksamkeit des Filtereinsatzes nicht mehr erhöht, muss dieser gegebenenfalls erneuert werden. Dies ist weitaus günstiger, als die vollständige Filtereinheit zu erneuern.The stated filter unit is, as already mentioned, used in liquefied petrol fuel vehicles and has the advantage that the filter insert can be easily replaced and cleaned. Consequently, with appropriate contamination / wear of the filter cartridge, the complete filter unit does not have to be disposed of and replaced, but only the ceramic material or sintered non-ferrous metal members are removed from the filter housing and cleaned. If the filter insert is so worn that cleaning does not increase the effectiveness of the filter insert, it must be renewed if necessary. This is much cheaper than renewing the complete filter unit.
Die Erfindung soll anhand zweier Ausführungsbeispiele sowie unter Zuhilfenahme von Figuren näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail with reference to two embodiments and with the aid of figures.
Hierbei zeigen: Hereby show:
Die Filtereinheit (
Die Bewegungsrichtung des Gases ist mit der Pfeildarstellung symbolisiert.The direction of movement of the gas is symbolized by the arrow.
Das Filtergehäuse weist einen Gehäusedeckel (
Die Filtereinheit kann hierbei in den unterschiedlichsten Positionen in der Gasanlage eingebracht werden, da die Filtereinheit konstruktionsbedingt sowohl entspanntes Autogas und Flüssiggas reinigen kann.The filter unit can be introduced in a variety of positions in the gas system, since the filter unit can designally clean both relaxed LPG and LPG.
Bei Gasanlagen (z. B. Venturianlagen), welche ein Verfahren zur Umwandlung des flüssigen Autogases in den gasförmigen Zustand umfassen, ist es zweckmäßig die Filtereinheit zwischen den Verdampfer und den Eingangsdüsen zu platzieren.For gas installations (eg Venturi plants), which comprise a process for converting the liquid autogas into the gaseous state, it is expedient to place the filter unit between the evaporator and the inlet nozzles.
Bei der Bereitstellung einer LPI-Anlage kann das Filter beispielsweise nach dem Gasregler eingebaut werden.When providing an LPI system, the filter can be installed after the gas regulator, for example.
Das metallische Gewebe oder Netz erfüllt zweckmäßigerweise zugleich die Funktion eines katalytisch wirkenden Elements, wodurch der Vorgang der Filterung beschleunigt wird, ohne dass das katalytische Element verbraucht wird.The metallic fabric or mesh expediently also fulfills the function of a catalytic element, whereby the process of filtering is accelerated without the catalytic element being consumed.
Im Falle der Verwendung eines Keramikmaterials (
Zusätzlich sind im keramischen Material Beimischungen eingebracht, die z. B. aus den Bestandteilen Titanoxid, Siliciumcarbid und Aluminiumoxid bestehen können. Diese beigemischten Elemente weisen dabei eine Körnung von unter 10 Mikrometern auf und verhindern den bereits erwähnten Verschleiß von Ventilen und Ventilsitzen, indem sie mit dem gefilterten Gas zu den Ventilen und Ventilsitzen transportiert werden.In addition, admixtures are introduced in the ceramic material, the z. B. from the constituents titanium oxide, silicon carbide and aluminum oxide can exist. These blended elements have a grain size of less than 10 microns and prevent the aforementioned wear of valves and valve seats by being transported with the filtered gas to the valves and valve seats.
Die gesinterten Buntmetallelemente (
Das einströmende Gas strömt durch die gesinterten Buntmetallelemente in das umgebende Filtergehäuse, um dann durch das Ausgangsverbindungsrohr (
Das katalytische Element wird in diesem Ausführungsbeispiel durch Vernickelung der gesinterten Buntmetallelemente (
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Filtergehäusefilter housing
- 22
- EingangsverbindungsrohrInput connection pipe
- 33
- AusgangsverbindungsrohrOutput connecting pipe
- 44
- Verbindungsstückjoint
- 55
- Gehäusedeckelhousing cover
- 66
- Schraubverschlussscrew
- 77
- Gehäusebodencaseback
- 88th
- Zentrierhilfecentering
- 99
- Rohrförmiges KeramikmaterialTubular ceramic material
- 1010
- Metallgewebe oder -netzMetal fabric or net
- 1111
- Gesinterte BuntmetallelementeSintered non-ferrous metal elements
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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