DE69911922T2

DE69911922T2 - Kraftstofffilter

Info

Publication number: DE69911922T2
Application number: DE69911922T
Authority: DE
Inventors: Grantley Conrad John Reeves
Original assignee: CHAININGS Ltd
Current assignee: CHAININGS Ltd
Priority date: 1998-02-09
Filing date: 1999-02-03
Publication date: 2004-10-28
Anticipated expiration: 2019-02-04
Also published as: ZA99833B; DE69911922D1; GB9802747D0; CN1291113A; EP1054717B1; RU2216382C2; PL342287A1; KR20010040539A; PL191470B1; EP1054717A1; ES2209388T3; TR200002317T2; ATE251489T1; CA2319390A1; CZ20002848A3; WO1999039801A1; CZ295254B6; JP2002502682A; BR9907763A; HUP0100840A2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Kraftstofffilter, insbesondere solche für das Filtern von Dieselkraftstoff.
Eines der Probleme bei Dieselkraftstoff ist, dass im Kraftstofftank eines Fahrzeugs oder eines ortsfesten Motors, sei es nun ein Auto, ein Lastwagen, eine Erdbewegungsmaschine oder ein Lokomotivenmotor oder eine andere Anwendung, die Neigung besteht, dass Wasser im Kraftstofftank kondensiert.
Herkömmlicherweise enthalten Kraftstoffanlagen dieser Fahrzeuge einen Kraftstofffilter und einen Wasserabscheider, welcher einen großen Teil des Wassers beseitigt. Er kann es aber nicht vollständig beseitigen und dadurch besteht die Neigung, dass etwas Wasser hierdurch in den Motor gelangt, und das führt zu starker Rauchentwicklung in den Abgasen eines Dieselmotors und erzeugt einen unnötigen Verschleiß des Dieselmotors selbst.
Daher ist es vorteilhaft, eine bessere oder zusätzliche Filteranlage zur Verwendung bei der Zufuhr von Dieselkraftstoff zur Hand zu geben.
Es wird nun erfindungsgemäß vorgeschlagen, einen Filter für den Einsatz in einem Kohlenwasserstoff-Kraftstoffsystem vorzusehen, wobei der Filter einen Behälter mit einem Einlass und einem Auslass sowie ein dicht in dem Behälter umschlossenes Filtermedium umfasst, dieses Filtermedium Schichten aus Alphacellulose mit dazwischen angeordneten Schichten eines weiteren nicht absorbierenden laminaren Mediums umfasst, die Hauptflächen der Alphacelluloseschichten an den Hauptflächen der Schichten des weiteren laminaren Mediums anliegen, sich die Flächen der Schichten alle in eine Richtung im Allgemeinen zwischen dem Einlass und dem Auslass erstrecken, wodurch die Strömung im Allgemeinen parallel zu den Flächen der Schichten ist, wobei die Schichten des weiteren laminaren Mediums den Druckabfall durch den Filter für den Kraftstoff verringern, wodurch für den Kraftstoff eine zugeordnete Strömungsgeschwindigkeit durch den Filter erreicht werden kann.
Vorzugsweise werden Schichten aus Alphacellulose und dem weiteren Medium übereinander angeordnet und zusammengerollt, um eine zylindrische Masse zu bilden, welche in dem Gehäuse angeordnet wird, und der Einlass und Auslass werden so angeordnet, dass der Kraftstoff parallel zur Achse der zylindrischen Masse strömt.
Das Material, aus welchem die weitere Schicht bzw. die weiteren Schichten hergestellt werden, kann in vielerlei Form vorliegen. In einer bevorzugten erfindungsgemäßen Anordnung liegt es jedoch in Form einer Gaze, zum Beispiel einer Drahtgaze, vor.
Es ist offensichtlich, dass die relative Dicke des weiteren Mediums, z. B. Gaze, und der Alphacellulose-Schicht bzw. Schichten so gewählt werden muss, dass eine korrekte zugeordnete Strömgeschwindigkeit durch den Filter verwirklicht wird, ohne dass sich das Problem ergibt, dass der Kraftstoff die Filterwirkung des Alphacellulose umgeht.
Vorteilhafterweise ist der Behälter aus einem relativ kostengünstigen Material gebildet, zum Beispiel Kunststoff, und die Anordnung ist als "Anschraub"-Anordnung ausgeführt. Wenn der Filter verbraucht ist, kann er entsorgt werden.
Vorzugsweise ist dem Filter erfindungsgemäß ein Sensor in einer Form zugeordnet, welcher feststellt, wann der Druckabfall über dem Filter einen Schwellenwert übersteigt. Sobald dies eintritt, wird, um eine hinreichende Versorgung des Motors mit Kraftstoff sicherzustellen, eine Umleitung zum Filter vorgesehen und es wird ein Alarm, beispielsweise ein Warnlicht, aktiviert, um zu warnen, dass der erfindungsgemäße Filter gewechselt werden muss.
Der Filter ist vorzugsweise stromaufwärts der Kraftstoffpumpe angeordnet, so dass der Pumpdruck nicht am Filter angelegt wird, wodurch die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung des Filters durch diesen Druck verringert wird.
Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung wird die folgende Beschreibung lediglich beispielhaft gegeben, wobei Bezug auf die Begleitzeichnungen erfolgt. Hierbei zeigen:
1 eine schematische Ansicht einer Ausführung des Kraftstoffsystems mit einem erfindungsgemäßen Kraftstofffilter.
2 einen schematischen Querschnitt durch eine Ausführung der erfindungsgemäßen Filtervorrichtung;
2A eine perspektivische schematische Ansicht, welche die Alphacellulose und die Gaze zur Ausbildung einer zylindrischen Filtermasse zusammengewickelt zeigt.
3, 4, 5 und 6 mehrere unterschiedliche Formen des weiteren Mediums in schematischer Darstellung und
7 einen schematischen Querschnitt durch eine zweite Ausführung der erfindungsgemäßen Filtervorrichtung.
In 1 wird eine allgemeine schematische Anordnung eines Dieselmotor-Kraftstoffzufuhrsystems mit einem erfindungsgemäßen Kraftstofffilter gezeigt.
Das Kraftstoffsystem umfasst einen Kraftstofftank 10 und eine zu einem Motor 14 führende Rohranlage 12.
Wie bei herkömmlichen Kraftstoffsystem dieser Art ist ein standardmäßiger primärer Kraftstofffilter/Wasserabscheider 16 stromabwärts des Kraftstofftanks angeordnet und ist so ausgelegt, dass er den Großteil von eventuell vorhandenem Wasser, z. B. Kondensation, welches mit dem Kraftstoff gemischt ist, entfernt.
Als Nächstes findet sich in Reihe hierzu ein erfindungsgemäßer Kraftstofffilter 18, und eine Kraftstoffpumpe 20 leitet dann den gefilterten Kraftstoff zum Motor 14.
Eine Ausführung des erfindungsgemäßen Kraftstofffilters wird in 2 gezeigt und diese beinhaltet ein Gehäuse 22 mit einer zylindrischen Wand sowie einer gewölbten Abdeckung 24, und dieses kann zweckmäßigerweise aus Kunststoff, z. B. einem Polypropylen, gefertigt sein. Ein Boden 26 ist über das offene Ende des Gehäuses 22 angebracht und beinhaltet ein sich axial erstreckendes mittiges Zufuhrrohr 28, dessen unteres Ende an der Bodenplatte 26 befestigt ist und dessen oberes Ende von der gewölbten Abdeckung 24 beabstandet ist.
Beabstandet vom Boden 26 befindet sich eine perforierte Halterung 30.
Bei dem erfindungsgemäßen Aufbau ist eine Filtermasse um das Zufuhrrohr 28 in dem Gehäuse 22 über der perforierten Halterung 30 angeordnet. Diese Filtermasse wird in Form des Alphacellulose-Plattenmaterials 32 mit dazwischen angeordneten Schichten eines weiteren Mediums 34, wodurch eine zugeordnete Strömgeschwindigkeit für den Kraftstoff verwirklicht werden kann, gezeigt.
In einer in 2A gezeigten bevorzugten Ausführung wird dies durch Anordnen einer Platte aus Alphacellulosematerial 32 und einer Schicht mit laminarem Aufbau 34, zum Beispiel Drahtgaze, übereinander und dann Rollen derselben zu einem Zylinder verwirklicht, wobei die Maße derselben so gewählt werden, dass die zusammengerollte Masse eng in das Gehäuse 22 und um das Zufuhrrohr 28 passt, und ihre Länge ist derart bemessen, dass bei Anbringen auf der Halterung 30 über der Masse und unter der Endabdeckung 24 Platz bleibt. In 2A wird der Deutlichkeit halber die Dicke der Gaze stark übertrieben. Normalerweise liegt die Dicke der Gaze bei etwa der Hälfte der Dicke der Alphacelluloseschicht. Ein Beispiel, das zufriedenstellend funktioniert, ist ein Maschengeflecht mit einer Porengröße von 400 Mikron, welches bei einer 1 mm dicken Alphacelluloseschicht 0,5 mm dick ist.
Das Gaze 34 oder ein anderes die Schicht 34 bildendes Material ergeben eine zugeordnete Strömstrecke durch den Filter, wodurch sichergestellt wird, dass es keinen starken Druckabfall über der Filtermasse gibt.
Wie aus 2 ersichtlich ist, wird der innere Teil des unteren Endes des mittleren Zufuhrrohrs 28 bei 37 geschraubt und dies erlaubt das "Aufschrauben" der Filteranordnung 18 der Erfindung auf einen Zapfen 36 eines Befestigungselements 38. Das Befestigungselement 38 ist mit einem ringförmigen Saugkrümmer 40, der unter den Anschlüssen 42 positioniert ist, in der Bodenplatte 26 versehen.
Im Einsatz ist der Krümmer 40 mit dem Einlass der Pumpe 20 verbunden und die Kugel des Dorns 36 ist mit der von dem primären Filter/Wasserabscheider 16 ausgehenden Rohranlage verbunden. Die Pumpe erzeugt eine Saugwirkung, welche Kraftstoff von dem Tank 10 über den Zapfen 36 und das mittlere Zufuhrrohr 28 in die im Gehäuse 22 ausgebildete obere Kammer saugt. Der Kraftstoff wird im Allgemeinen parallel zur Gaze oder dem anderen Material 34 nach unten gesaugt und das Wasser und eine eventuell andere verbleibende, aus Teilchen bestehende Substanz wird durch die Alphacellulose 32 aus dem Kraftstoff beseitigt.
Alphacellulose hat sich bei der Entfernung von verbleibendem Wasser aus Kraftstoff und insbesondere Dieselkraftstoff als besonders effektiv erwiesen.
Das weitere Medium kann, wie gezeigt, die Form von Gaze (3) haben, doch wird ebenfalls erwogen, dass es viele andere Formen haben könnte, z. B. die eines Siebs (4), eines gewellten oder gerippten Materials (6), die einer Reihe von stangenartigen Elementen, die in parallel beabstandeter oder anstoßender Beziehung an einander befestigt sind (5) oder jede andere Form, die ein bestimmte Strömgeschwindigkeit des Kraftstoffs durch die Filtermasse ergibt.
7 zeigt eine alternative Bauweise des Kraftstofffilters 18. Analoge Teile werden mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet. Somit liegt ein zylindrisches Gehäuse 22 vor, an welchem bei 27 ein umgedrehter tassenförmiger Boden 26 angeschweißt ist. Wie in der in 2 und 2A gezeigten Ausführung werden Alphacellulosematerial 32 und ein laminarer Aufbau 34 von einer der vorstehend beschriebenen Arten übereinander angebracht und zu einem Zylinder gerollt und im Gehäuse 22 befestigt. In der Filtermasse ist somit ein inneres Halterungsrohr 29 ausgebildet, welches in diesem Fall jedoch nicht als Zufuhrrohr dient.
Diese Konstruktion weicht nun von der von 2 sehr stark ab, insofern es einen oberen Körper 50 mit einem Einlasszufuhrkanal 52, verbunden mit einem unmittelbar über der Filtermasse 32 angeordneten ringförmigen Einlasskrümmer 54, gibt. Zum Abdichten des oberen Endes des Gehäuses, welches in den oberen Körper 50 geschraubt ist, wird ein O-Ring 55 verwendet. Der Einlasskanal 52 ist ebenfalls mit einer Umgehungskammer 56 verbunden, welche nahe der Mitte ausgebildet ist, wobei diese durch eine Abdeckung 58 verschlossen wird.
Das Gehäuse 50 umfasst ferner einen mittleren Zapfen 60, der durch einen O-Ring 62 mit dem Rohr 29 dicht verbunden ist, wobei der Zapfen mit einem mittleren Auslasskanal 64 versehen, welcher wiederum mit einer sich horizontal erstreckenden Auslassleitung 66 verbunden ist. Diese Auslassleitung ist ebenfalls mit der Umgehungskammer 56 verbunden.
Ein Vakuumdruckschalter 68 wird an dem oberen Körper 50 angebracht dargestellt und wird ausgelöst, wenn der Druck in der Auslassleitung 66 unter einen vorbestimmten Wert fällt. Die Betätigung dieses Schalters löst ein Magnetventil 70 aus, das an der Abdeckung 58 angebracht ist und einen Ventilkopf 72 in der Umgehungskammer aufweist, welches mit einem Ventilsitz 74 oben am Kanal 64 greifen kann. Ein Alarm 76 ist ebenfalls mit dem Vakuumdruckschalter 68 verbunden und wird ausgelöst, wenn der Druck unter den bereits erwähnten vorbestimmten Wert fällt.
Der Einlasskanal 52 ist bei Einsatz mit dem in 1 gezeigten primären Kraftstofffilter/Wasserabscheider 16 verbunden und die Auslassleitung 66 ist mit der Kraftstoffpumpe 20 verbunden.
Das System arbeitet genau wie vorher, sollte aber der Filter blockiert werden, wird ein Absinken des Drucks in der Leitung 66 durch die Pumpe 20 veranlasst, und sobald er auf einen vorbestimmten Wert abgesenkt ist, wird der Schalter 68 aktiv, indem er zuerst den Alarm 76 auslöst und dann das Magnetventil 70 auslöst, so dass der über den Einlass 52 einströmende Kraftstoff die Filtermasse über die Umgehungskammer 56 umgehen kann, wobei der Kraftstoff dann weiter durch den Ventilsitz 74 in die Auslassleitung 66 strömt. Der Alarm warnt den Fahrer, dass er das Filterelement bald wechseln lassen sollte.

Claims

Filter für den Einsatz in einem Kohlenwasserstoff-Kraftstoffsystem, wobei der Filter (18) einen Behälter (22) mit einem Einlass (28, 24, 52) und einem Auslass (30, 40, 66) sowie ein dicht in dem Behälter umschlossenes Filtermedium (32, 34) umfasst, dieses Filtermedium Schichten (32) aus Alphacellulose mit dazwischen angeordneten Schichten eines weiteren nicht absorbierenden laminares Mediums (34) umfasst, die Hauptflächen der Alphacelluloseschichten an den Hauptflächen der Schichten des weiteren laminaren Mediums anliegen, sich die Flächen der Schichten alle in eine Richtung im Allgemeinen zwischen dem Einlass und dem Auslass erstrecken, wodurch die Strömung im Allgemeinen parallel zu den Flächen der Schichten ist, wobei die Schichten des weiteren laminaren Mediums den Druckabfall durch den Filter für den Kraftstoff verringern, wodurch für den Kraftstoff eine zugeordnete Strömungsgeschwindigkeit durch den Filter erreicht werden kann.
Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Schichten aus Alphacellulose und dem weiteren Medium übereinander positioniert und zusammengerollt werden, um eine zylindrische Masse zu bilden, welche in den Behälter gegeben wird, und der Einlass und Auslass so angeordnet sind, dass der Kraftstoff parallel zur Achse der zylindrischen Masse strömt.
Filter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Schicht in Form einer Gaze, zum Beispiel einer Drahtgaze, vorliegt.
Filter nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter aus einem Kunststoffmaterial gebildet ist.
Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlass in den Behälter ein Zufuhrrohr (28, 37) mit Gewinde umfasst, welches ein Drehen des Behälters auf den zugehörigen Motor des Kohlenwasserstoff-Kraftstoffsystems ermöglicht.
Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Filter ein Sensor (68) zugeordnet ist, welcher feststellt, wann der Druckabfall über dem Filter einen Schwellenwert übersteigt.
Filter nach Anspruch 6, welcher weiterhin eine um den Filter vorgesehene Umgehungsleitung (56), welche durch den Sensor aktiviert wird, sowie einen dem Sensor zugeordneten Alarm (76) umfasst, wobei der Alarm aktiviert wird, um zu warnen, dass der Filter gewechselt werden muss.
Kohlenwasserstoff-Kraftstoffmotor mit einem Kohlenwasserstoff-Kraftstoffzufuhrsystem mit einer Kraftstoffpumpe (20) und einem Filter (18) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welcher in dem Kraftstoffzufuhrsystem enthalten ist.
Motor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Filter (18) stromaufwärts der Kraftstoffpumpe (20) angeordnet ist, damit ein Pumpdruck nicht am Filter angelegt wird.