SE525923C2 - Förfarande för lagring av från motorbränsle avskilt vatten, anordning för genomförande av förfarandet och användning av anordningen - Google Patents

Description

40 C71 O' .

\O FJ (Al 2 ter. Produkterna kan till exempel införskaffas kommersiellt under varunamnet HySorb (BASF).

En annan fördel är att lagringen är reversibel. Det absorberade vattnet kan således drivas ut igen med till exempel en temperatur- eller tryckhöjning. Genom att det opolära bränslet därvid kan sitta kvar på polymeren blir resultatet en separering.

Som exempel beskriver DE-A- 19 605 431 ett filter för absorption av vatten ur mo- torbränsle, där polymeren ingår i ett i filterhuset anordnat kompositfilter.

En nackdel med denna utformning är att det för lagringen av vattnet tillgängliga utrymmet blir alldeles för litet för att rymma de aktuella vattenmängdema, till exempel vid en lastbil. En annan nackdel är att absorbatorn i ett bränslefilter måste bytas innan den eventuellt kan återställas.

Genom WO 00/27500 är det förut känt att anordna ett separat filter, som tillförs det avskilda vattnet från ett bränslefilter och absorberar vattnet. Filtermaterialet i det separa- ta filtret måste dock bytas när det nått sin absorptionsgräns.

Uppfmningens syfte är mot denna bakgrund att ange ett förfarande och en anordning för lagring av från motorbränsle avskilt vatten så att de i det föregående beskrivna proble- men vid den kända tekniken undviks. Speciellt är syftet att ange en anordning som gör det möjligt att enkelt åter avlägsna det avskilda vattnet från anordningen.

Uppfinningens huvudsyfte uppfylls med den i de självständiga patentkraven angivna uppfinningen. Föredragna utföringsformer anges i de osjälvständiga patentkraven.

Genom att det vattenabsorberande filtret är separat anordnat kan det återställas utan att bytas, eftersom det under återställningen kan avskíljas från bränslefiltret med till exempel en ventil. Absorbatom blir därigenom väsentligen underhållsfri.

Uppfinningen kommer nu att förklaras närmare med ledning av på ritningen visade utföringsexempel. Därvid visar fíg 1 schematiskt en anordning med en absorbator enligt uppfinningen, fig 2 en första utföringsform av absorbatom enligt uppfinningen, fig 3 en andra utföringsform av absorbatom enligt uppfinningen, fíg 4 en första utfóringsform av absorbatorn enligt uppfinningen för återanvändning av det lagrade vattnet, fig 5 en andra utföringsform av absorbatorn enligt uppfinningen för återanvändning av det lagrade vatt- net, fig 6 en tredje utföringsforrn av absorbatorn enligt uppfinningen för återanvändning av det lagrade vattnet och ñg 7 en fjärde utföringsform av absorbatorn enligt uppfinningen för återanvändning av det lagrade vattnet.

Uppfinningen utgörs av en separat detalj, som står i förbindelse med bränslefiltrets vattenlagringsvolym genom en separat förbindelseledning. Detalj en är en absorbator, som kan vara fylld med en eller flera absorbenter. Förbindelseledningen kan till exempel bestå av ett böjligt material, exempelvis eten/propendienterpolymerer (EPDM) eller vara styv.

Fig 1 visar schematiskt en anordning 2 med en absorbator 16 enligt uppfinningen. I bränslefiltrets 6 undre del finns ett lagringsutrymme för vattnet som grovavskilts från bränslet av filtermaterialet 10. En till lagringsutrymmet 8 ansluten förbindelseledning 12 har i sin övre, nära lagringsutrymmet 8, belägna del ett avstängningselement 14, som till 40 LH | L' " l xO N) CN exempel kan vara en avtappnjngs- eller avstängningsventil. Avstängningselementet 14 används för att styra avtappningen av det grovavskilda vattnet från lagringsutrymmet 8 genom forbindelseledningen 12.

Avtappningen av vattnet från lagringsutrymmet 8 kan därvid vara kontinuerlig eller diskontinuerlig. Till detta krävs avtappningsventiler och vattenavkännare med uppgift att förhindra att lagringsutrymmet 8 i bränslefiltret 6 blir överfullt.

Förbindelseledningens 12 från bränslefiltret sett motsatta ände är ansluten till en detalj 16, som bildas av en till exempel av polyakrylat bestående absorbator. Absorbatorn är fylld med en eller flera absorbenter 18, 20 (se fig 2), som har förmågan att absorbera kolväten från bränslet och/eller vattnet. Absorbenterna 18, 20 kan föreligga i såväl fiber- som partikelform (löst pulver). Beroende på omständigheterna vid olika tillämpningar kan absorbatorer med partikelstorleksintervallet 10 till 100 pm eller 100 till 1000 um använ- das. Absorbenterna kan även innehålla och/eller vara blandade med olika hjälpämnen, som kan binda opolära komponenter genom absorption eller adsorption, exempelvis aktivt kol eller liknande. Sådana hjälpämnen kan även fórbindas permanent med absorbenterna genom att beläggas på dessa.

Vattena bsorbenterna består därvid företrädesvis av polym erer, till exempel polyakry- later, polyakrylsyror, polyakrylamider, polyestrar, polysackarider och sampolymerer av dessa, som har mycket god vattenlagringsfórmåga. Absorbenterna fór absorption av kolvä- ten från bränsle består främst av aktivt kol, som kan vara efterbehandlat genom impreg- nering. Det är dock uppenbart för fackm annen att även andra oorganiska föreningar som kan binda vatten selektivt och reversibelt kan användas vid de ovan beskrivna tillämp- ningarna, till exempel vid behov modifierade zeoliter, kiselgeler, kiselgur etc.

Fig 2 visar en första utföringsform av absorbatom 16 enligt uppfinningen. Den är fylld med två absorbenter 18, 20 för kolväten och vatten. Här skall påpekas att absorben- ternas ordningsíöljd är oväsentlig för genomförandet av uppfinningen.

I fig 3 visas en annan utföringsforrn av absorbatom enligt uppfinningen vid vilken absorbatom 16 är fylld med en enda absorbent 20 for absorption av vatten.

Det i vissa fall från kolväten renade vattnet kan åter frigöras genom uppvärmning eller genom påläggning av ett tryck med användning av allmänt kända organ.

Ett exempel (fig 4) beståri att använda ett värmeelement 22, till exempel en värme- spiral, som är lindad kring absorbatorn 16 och kopplas in när absorbenten har nått sin kapacitetsgräns, så att det lagrade vattnet förångas. Under forångningen stängs avtapp- ningsventilen eller avstängningselementet.

Genom en öppning kan vattnet avges som ånga till omgivningen, tappas av eller genom en andra fórbindelseledning 24 ledas till till exempel fordonets vindrutespolare eller användas som bränsletillsats for att sänka mängden bildade skadliga ämnen vid förbrän- ningen i motorn genom att fórbränningstemperaturen sänks.

Fig 5 visar en variant av anordningen enligt uppfinningen. Vid denna utföringsform pressas det lagrade vattnet ut genom att ett tryck läggs på genom en tryckledning 26.

Cr: r- 3 LN \.O ha (N Absorptionen sker under gelbildning, då absorberande pulver överförs i gelform av det upptagna vattnet. Det kompakta gelpaketet 4 (fig 6), dvs. den av vatten uppsvällda absorbatom, kan avlägsnas och tas om hand.

Fig 7 visar en ytterligare utföringsform av absorbatorn enligt uppfinningen med återföring av det lagrade vattnet. I absorbatorn 16 sitter en veke 28, vars övre hälft skjuter in i lufizströmmen (se pilen i fig 7) i förbränningsmotorns insugningssystem. Tack vare kapillärverkan i vekens material (till exempel fiberduk, mikrofibrer) stiger vätskan uppåt i veken. Från vekens yta avdunstar vattnet i luftströmmen.

Den normala avdunstningen av vätska från en veke är 5 glh vid en veke med cirka 300 mm” yta. Den mängd vatten som normalt samlas upp från till exempel ett dieselfilter ligger inom området 2 till 30 ml per 100 km.

De vätskemängder som på detta sätt återförs till motorn är försumbara jämfört med de normalt inmatade vätskemängderna. Kolvätena som följer med i vattnet förbränns tillsammans med övriga kolväten i motom och belastar inte miljön.

Claims (24)

P ans 0203500-4 10 15 20 25 30 35 (f: l O 01 xO YO (N 5 Patentkrav

1. För-farande för lagring av vatten som avskilts från motorbränsle med hjälp av ett bränslefilter (6) och en med ett vattenlagringsutrymme (8) i bränslefiltret (6) förbunden absorbator (16) i form av en från bränslefiltret separat detalj, kännetecknat av att lag- ringen av vattnet i absorbatom ( 16) görs på ett reversibelt sätt och att absorbatorn förses med sådana organ (22, 26, 28) att den kan återställas på platsen.

2. Förfarande enligt kravet 1, kännetecknat av att absorbatorn (16) fylls med en eller flera absorbenter ( 18, 20).

3. För-farande enligt kravet 1 eller 2, kännetecknat av att vattnet i vattenlagrings- utrymmet (8) tillförs kontinuerligt eller diskontinuerligt till absorbatorn (16).

4. Förfarande enligt något av föregående krav, kännetecknat av att vatten som drivs ut från absorbatorn (16) återanvänds.

5. Förfarande enligt kravet 4, kännetecknat av att återställningen av absorbatorn åstadkommes med ett tryck och/eller en temperaturhöjning.

6. Förfarande enligt kravet 4, kännetecknat av att vattnet ångas bort med hjälp av en i absorbatorn (16) anordnad veke (28), företrädesvis genom att det får avdunsta från vekens yta i luftinsugningssystemet (30) i en förbränningsmotor.

7. Anordning för genomförande av förfarandet enligt patentkravet 1 för lagring av vatten som avskilts fi-ån motorbränsle med hjälp av ett bränslefilter (6), varvid anordning- en har en med ett vattenlagringsutrymme (8) i bränslefiltret (6) genom en förbindelseled- ning (12) förbunden absorbator (16) i form av en från bränslefiltret separat detalj, känne- tecknad av att lagringen av vattnet i absorbatorn (16) sker på ett reversibelt sätt och att absorbatorn (16) är försedd med sådana organ (22, 26, 28) att den kan återställas på plat- sen.

8. Anordning enligt kravet 7, kännetecknad av att förbindelseledningen ( 12) inne- håller ett avstängningselement (14), företrädesvis en avtappnings- eller avstängningsven- til.

9. Anordning enligt kravet 8, kännetecknad av att avstängningselementet (14) innefattar en givare för övervakning av fyllningsnivån i vattenlagringsutrymmet (8).

10. Anordning enligt något av kraven 7 till 9, kännetecknad av att absorbatom (16) innehåller en eller flera absorbenter (18, 20).

11. Anordning enligt kravet 10, kännetecknad av att absorbentema (18, 20) inne- fattar ett bärmaterial av organiska och/eller oorganiska ämnen.

12. Anordning enligt kravet 10, kännetecknad av att absorbentema utgörs av polymerer, företrädesvis sådana med hög svällnjng, speciellt ur följande grupp: polyakryla- ter, polyakrylsyror, polyakrylamider, polyestrar, polysackarider och sampolymerer av dessa.

13. Anordning enligt kravet 11, kännetecknad av att absorbenterna innefattar modifierade zeoliter, kiselgeler eller kiselgurer. 10 15 20 25 LT! i\3 923 6 (51

14. Anordning enligt kravet 10, kännetecknad av att absorbenterna (18, 20) har förmågan att kunna absorbera kolväten från bränslet och/eller vattnet.

15. Anordning enligt något av kraven 7 till 13, kännetecknad av att absorbenterna (18, 20) även innehåller hjälpämnen, företrädesvis sådana som kan binda opolära kompo- nenter genom absorption eller adsorption, varvid hjälpämnena speciellt kan utgöras av aktivt kol.

16. Anordning enligt något av kraven 7 till 15, kännetecknar! av att den har organ med vilka det lagrade vattnet åter kan drivas ut från absorbatom.

17. Anordning enligt kravet 16, kännetecknad av att organen bildas av ett värme- element (22), företrädesvis ett kring absorbatom (16) lindat värmeelement (22).

18. Anordning enligt kravet 16, kännetecknad av att organen har sådan utformning att vattnet kan drivas ut med hjälp av tryck.

19. Anordning enligt kravet 16, kännetecknad av att en veke (28) är anordnad i absorbatorn (16) och att det lagrade vattnet kan drivas ut via veken (28), företrädesvis genom att en del av veken (28) skjuter in i luftinsugningssystemet (30) till en förbrän- ningsmotor.

20. Anordning enligt kravet 7, kännetecknad av att absorptionen är anordnad att ske genom gelbildning, varvid med vatten uppsvällt absorptionspulver företrädesvis bildar ett gelpaket, som kan tas om hand som en helhet.

21. Anordning enligt något av kraven 7 till 20, kännetecknad av att absorbatorn (16) har en anordning för återanvändning av det lagrade vattnet (24).

22. Anordning enligt kravet 21, kännetecknad av att vattnet återanvänds i vindru- tespolarsystemet i fordonet som drivs med bränslet.

23. Anordning enligt kravet 21, kännetecknad av att vattnet återanvänds som bränsletillsats för att minska bildningen av skadliga ämnen vid förbränningen i motorn.

24. Användning av anordningen enligt något av patentkraven 7 till 23 som lagrings- komponent i motorfordon.