專利名稱：特別是用于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料過濾系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種特別是用于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料過濾系統(tǒng)，包括一過濾器殼體， 該過濾器殼體具有燃料入口和燃料出口以及位于所述燃料入口與燃料出口之間的、能被 燃料流動(dòng)通過的分離水的過濾介質(zhì)，其中所述過濾器殼體具有用于由過濾介質(zhì)分離出的 水的集腔，所述水能由所述集腔通過可控的排出裝置供應(yīng)給水容納和蒸發(fā)裝置，所形成 的廢蒸汽的成分能由該水容納和蒸發(fā)裝置的廢蒸汽輸出口排出到周圍環(huán)境中。
背景技術(shù)：
為保護(hù)噴射系統(tǒng)，燃料過濾系統(tǒng)通常設(shè)計(jì)成，不僅使如懸浮顆粒、灰塵等的污 物被分離出，而且使水也被分離并被除去。因?yàn)榉蛛x出的水可能仍被柴油污染，所以不 允許直接將水排出到環(huán)境中。即水中可能存在溶解的柴油成分或微滴，所述柴油成分或 微滴并沒有通過水與柴油間的密度差而在積聚于集腔內(nèi)的集液池中分離出來。因此在現(xiàn) 有技術(shù)中，在分離出的水被排出到環(huán)境中之前采取措施對(duì)其進(jìn)行凈化。就此，由EP 1 581 736 B1已知一種上述類型的燃料過濾系統(tǒng)。這種已知的解決 方案提出，使仍帶有污染環(huán)境的(環(huán)境不相容的)物質(zhì)的、分離出的水不是直接以液相排 放到環(huán)境中，而是輸送給一蒸發(fā)裝置，在排出裝置的下游所形成的廢蒸汽從該蒸發(fā)裝置 排出到周圍環(huán)境。參見EP 1 726 818 A2，在該類型另一種不同的解決方案中分離出的水在不進(jìn)行 蒸發(fā)或汽化過程的情況下被以液相形式排放到環(huán)境中，該解決方案在出口之前設(shè)置一水 分子能透過的隔膜，例如形式為陶瓷隔膜，該隔膜截留污染環(huán)境的物質(zhì)。這種隔膜除了 在有限的使用時(shí)間后必須更換之外，為了流動(dòng)通過該隔膜還需要建立一定壓力。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的目的在于，提供一種開頭所述類型的燃料過濾系 統(tǒng)，該燃料過濾系統(tǒng)具有工作可靠性高、尤其是凈化效率高的特點(diǎn)。根據(jù)本發(fā)明所述目的通過一種整體上具有權(quán)利要求1的各特征的燃料過濾系統(tǒng) 來實(shí)現(xiàn)。根據(jù)權(quán)利要求1的特征部分，所述水容納和蒸發(fā)裝置具有一閥裝置，當(dāng)在蒸發(fā) 裝置中積聚有不容許的量的未蒸發(fā)的水時(shí)，借助所述閥裝置能封閉蒸發(fā)裝置的廢蒸汽輸 出口，由此可靠地避免了導(dǎo)致系統(tǒng)故障的危害環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)。排出裝置的控制功能可能 出現(xiàn)例如這樣的故障/失效，即排放閥持續(xù)保持打開或使連接在集腔上的排放泵不間斷 地保持工作，由此從在集腔中積聚的集液池中有不容許的量的、仍帶有有害物質(zhì)的、分 離出的水，可能還有位于集液池中的分界層上方的柴油到達(dá)蒸發(fā)裝置，即使在這種情況 下，通過關(guān)閉廢蒸汽輸出口也能防止環(huán)境污染。在一種有利實(shí)施例中，所述水容納和蒸發(fā)裝置具有一能通過所述可控的排出裝 置與所述集腔相連接的蒸發(fā)器殼體，其中所述閥裝置具有一浮子閥，該浮子閥根據(jù)在蒸
3發(fā)器殼體積聚的水的不容許的填充高度關(guān)閉廢蒸汽輸出口。這種實(shí)施例的特征在于特別 簡(jiǎn)單且運(yùn)行可靠的結(jié)構(gòu)形式。例如浮子閥可以構(gòu)造成球閥，其中設(shè)有一浮子球作為封閉 球，該浮子球在浮起時(shí)直接封閉地貼靠在設(shè)置在廢蒸汽輸出口上的閥座面上。在此，可以有利地實(shí)現(xiàn)這樣的布置結(jié)構(gòu)，過濾器殼體限定一中央的豎直軸；所 述蒸發(fā)器殼體通過過濾器殼體的一管狀的、中央的并且與所述豎直軸同軸的內(nèi)體部形 成。在這種同軸的結(jié)構(gòu)形式中，包括燃料過濾器、水分離器、集腔以及水容納和蒸發(fā) 裝置的整個(gè)系統(tǒng)構(gòu)成一統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)體，例如具有整體上為圓柱形的整體殼體形狀。這里，內(nèi)體部的外側(cè)優(yōu)選鄰接同心布置的過濾介質(zhì)的內(nèi)部潔凈側(cè)。在一種特別有利的構(gòu)型中實(shí)現(xiàn)這樣的布置結(jié)構(gòu)，廢蒸汽輸出口在所述排出裝置 的上游設(shè)置在構(gòu)成蒸發(fā)器殼體的內(nèi)體部的上端部上，使得在蒸發(fā)器殼體中上升的廢蒸汽 直接在殼體的上端部上從整個(gè)殼體中流出。因?yàn)椴裼偷姆悬c(diǎn)遠(yuǎn)高于水，所以當(dāng)合適地選擇沸點(diǎn)、例如選擇成保持低于水的 沸點(diǎn)以使廢蒸汽基本上是上升的水霧或水汽時(shí)，廢蒸汽實(shí)際上不含柴油。但這并不排除 以下情況，即使當(dāng)適當(dāng)?shù)貓?zhí)行蒸發(fā)過程時(shí)，在廢蒸汽中最終仍保留有污物，例如由所形 成的蒸汽攜帶的微粒。鑒于此，在一種特別優(yōu)選的實(shí)施方式中實(shí)現(xiàn)這樣的布置結(jié)構(gòu)，在 蒸發(fā)器殼體的廢蒸汽輸出口的上游設(shè)有廢蒸汽過濾裝置。因?yàn)橥ㄟ^沸騰過程在很大程度上被預(yù)凈化的廢蒸汽實(shí)際上不含柴油成分，可以 設(shè)置活性炭過濾裝置作為廢蒸汽過濾裝置。由于活性炭過濾器連接在蒸發(fā)裝置下游，在 本發(fā)明中不是直接引導(dǎo)分離出的、仍帶有油成分的水穿過活性炭過濾器，由此在蒸發(fā)裝 置中在一定程度上進(jìn)行朝氣相的物態(tài)變化，所以避免了活性炭飽和以及由此引起的凈化 作用損失的危險(xiǎn)。在特別有利的實(shí)施例中，所述排出裝置的水排放可通過一識(shí)別集腔中的水填充 高度的水傳感器裝置控制。由此在自動(dòng)運(yùn)行中將排出過程設(shè)計(jì)成，從在集腔中積聚的集 液池總是分段地排出位于下方的、較重的水成分，在所述集液池中通過柴油與水之間的 密度差已發(fā)生重力分離(分層)。如果相應(yīng)配設(shè)的內(nèi)燃機(jī)的燃料泵設(shè)置在過濾器殼體的燃料入口前面，則排出裝 置可具有可由水傳感器裝置控制的排放閥。另一方面，當(dāng)燃料泵連接在過濾器殼體的燃 料出口上時(shí)，可以代替排放閥設(shè)置可由水傳感器裝置控制的泵，所述泵抵抗由燃料泵在 過濾器殼體中產(chǎn)生的負(fù)壓將待排出的水輸送到水容納和蒸發(fā)裝置。為了使蒸發(fā)過程能以希望的方式進(jìn)行，以使汽化過程在一優(yōu)選略低于水的沸點(diǎn) 的溫度下進(jìn)行，在有利的實(shí)施例中，在蒸發(fā)器殼體中設(shè)有一優(yōu)選可控的、用于輸入熱量 的裝置，例如形式為加熱裝置或用于傳遞來自配設(shè)的內(nèi)燃機(jī)的冷卻系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)或排 氣系統(tǒng)的熱量的熱交換器。


下面根據(jù)附圖所示的實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明。其中圖1示出根據(jù)本發(fā)明的燃料過濾系統(tǒng)的一實(shí)施例的極簡(jiǎn)化的示意性的縱向視 圖，其中標(biāo)示出了在系統(tǒng)工作期間能在其中流動(dòng)的介質(zhì)；以及圖2示出一根據(jù)本發(fā)明的燃料過濾系統(tǒng)的第二實(shí)施例的與圖1相似的縱向視具體實(shí)施例方式下面根據(jù)實(shí)施例說明本發(fā)明，其中燃料過濾系統(tǒng)是未示出的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的柴油 供給系統(tǒng)的一部分?？梢岳斫?，本發(fā)明也可以與用作燃料的其它碳?xì)浠衔锵嘟Y(jié)合使 用，其中在發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒前進(jìn)行水分離是希望的或必要的。圖1示出第一實(shí)施例，帶有整體用1表示的過濾器殼體，該過濾器殼體在上側(cè)通 過一可取下的封蓋件3密封地封閉。殼體1除了底部部分5外還具有帶中央的豎直軸7 的、基本圓柱形的構(gòu)型。由殼體1的在取下蓋3時(shí)敞開的上側(cè)向殼體1中裝入一同軸的 內(nèi)體部9，該內(nèi)體部9通過密封裝置11、13、15和17相對(duì)于各殼體壁密封。內(nèi)體部9以 其同軸的內(nèi)管19形成一蒸發(fā)器殼體，該蒸發(fā)器殼體將在下文中詳細(xì)說明。內(nèi)管19的外側(cè)鄰接一同心地支承在內(nèi)體部9上的燃料過濾裝置23的潔凈側(cè)21， 經(jīng)由未示出的燃料入口向該過濾裝置的污染側(cè)25進(jìn)行供應(yīng)，如僅通過流動(dòng)箭頭27所示的 那樣。在由外向內(nèi)流動(dòng)通過過濾裝置23后，柴油從所述潔凈側(cè)21到達(dá)一底部側(cè)的燃料 出口 29。過濾裝置23按已知方式構(gòu)造成，在一分離區(qū)31中進(jìn)行水分離。如箭頭33所 示，分離出的水與柴油一起到達(dá)一集腔35，所述集腔通過鄰接底部部分5上的下殼體部 分形成。由于水的比重比柴油高，所以在工作中在集腔35內(nèi)由分離出的水形成一位于底 部側(cè)的集液池37，其中相對(duì)于位于其上方的、較輕的柴油的上分界線用39表示。由分離 出的水形成的集液池37相對(duì)于位于其上方的柴油形成的分界線39的液位高度通過一水位 傳感器41來識(shí)別。如流動(dòng)箭頭43所示，在集液池37的底部連接一排出裝置45，該排出裝置的工 作可根據(jù)水位傳感器41的信號(hào)來控制。在本實(shí)施例中，燃料泵設(shè)置在燃料出口 29的下 游，因此運(yùn)行時(shí)在過濾器殼體1中形成一負(fù)壓，排出裝置45具有泵47。借助水位傳感 器41這樣控制該泵的工作，使得在工作中由集腔35導(dǎo)出一定量的集液池23的水，使得 分界線39不會(huì)下降到在排出裝置45上的連接位置，這樣泵47便將分離出的水輸送到整 體上以49標(biāo)出的水容納和蒸發(fā)裝置。作為水容納和蒸發(fā)裝置49的一部分，內(nèi)體部9的內(nèi)管19形成一蒸發(fā)器殼體，所 述蒸發(fā)器殼體在排出裝置45的上游同軸地向上延伸到一廢蒸汽輸出口 51，該蒸汽排出部 連接到蓋3中的廢蒸汽出口 53。為了使通過泵47輸送到蒸發(fā)器殼體19中的水55受控制地蒸發(fā)，在蒸發(fā)器殼體 的基部上設(shè)置一用于有控制地輸入熱量的元件57。該元件可以是專門的加熱裝置或用于 輸入發(fā)動(dòng)機(jī)熱量、排氣熱量或冷卻介質(zhì)熱量的熱交換器。特別有利地可以利用PTC元 件，即具有正的溫度系數(shù)曲線的阻抗元件，其中可以省去調(diào)節(jié)及控制裝置或過熱安全裝置。由通過泵47輸送的、通過重力分層而在集腔35中預(yù)凈化的水55通過蒸發(fā)形成 水汽或水霧，所述水汽或水霧如圖1所示在內(nèi)管19中上升，經(jīng)過內(nèi)管19的廢蒸汽輸出口 51和蓋件3中的蒸汽出口 53到達(dá)外面。
如上所述，水容納和蒸發(fā)裝置49包括一形式為閥裝置的安全裝置，該安全裝置 根據(jù)一不能容許的、未蒸發(fā)的、聚集的水55的量而關(guān)閉。在本實(shí)施例中為此設(shè)有一浮子 閥，該浮子閥具有一浮子球49作為關(guān)閉體，該浮子球與廢蒸汽輸出口 51上的一閥座面61 共同作用并在浮起時(shí)通過貼靠在閥座面61上封閉該廢蒸汽輸出口。對(duì)于蒸發(fā)器殼體中正 常的、通過泵47的工作控制的液體量下，在浮子球59如圖1所示與閥座面61隔開，其 中球59?？吭诒３掷?3上。圖2所示的實(shí)施例與上述實(shí)施例的不同在于，在蒸發(fā)器殼體19的上游、在其廢 蒸汽輸出口 51上連接一整體用65表示的廢蒸汽過濾裝置。該廢蒸汽過濾裝置位于內(nèi)體 部9的上部區(qū)域中，該內(nèi)體部利用中間嵌入的密封件67、利用封閉的、沒有廢蒸汽出口 53的蓋件3封閉。作為廢蒸汽過濾裝置65的過濾介質(zhì)設(shè)有活性炭過濾器69，該活性炭 過濾器同心地包圍內(nèi)管19的端部段71。如圖2所示，由端部段71排出的水蒸汽或水汽 從上方進(jìn)入活性炭過濾器69并作為高純度的水汽或高純度的冷凝液體經(jīng)由切口 73離開殼 體，這些切口在圍繞活性炭69的側(cè)壁中形成。由于借助蒸發(fā)裝置49對(duì)分離出的水55進(jìn)行預(yù)處理，能夠使用除活性炭69外的 其它吸附性材料，但其中對(duì)于能分離溶解的物質(zhì)的多數(shù)隔膜和分子篩需要一壓差，該壓 差例如能通過附加的泵建立，如在上面所述的、根據(jù)EP1 726 818 A2的不同類型的解決 方案中的情況那樣，或者通過在蒸發(fā)裝置中過度加熱水來建立壓力。
權(quán)利要求
1.燃料過濾系統(tǒng)，特別是用于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料過濾系統(tǒng)，包括一過濾器殼體(1)， 該過濾器殼體具有燃料入口(27)和燃料出口(29)以及位于所述燃料入口與燃料出口之 間的、能由燃料流動(dòng)通過的分離水的過濾介質(zhì)(23)，其中所述過濾器殼體(1)具有用于 由過濾介質(zhì)分離出的水的集腔(35)，由所述集腔通過可控的排出裝置(45)能將水供給一 水容納和蒸發(fā)裝置(49)，從該水容納和蒸發(fā)裝置的廢蒸汽輸出口(51)能將所形成的廢蒸 汽的各成分排出到周圍環(huán)境中，其特征在于，所述水容納和蒸發(fā)裝置(49)具有一閥裝置 (59，61)，借助所述閥裝置能根據(jù)在蒸發(fā)裝置(49)中積聚的、未蒸發(fā)的水(55)的、不容 許的量封閉廢蒸汽輸出口(51)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料過濾系統(tǒng)，其特征在于，所述水容納和蒸發(fā)裝置(49) 具有能通過可控的排出裝置(45)與所述集腔(35)相連接的蒸發(fā)器殼體(19)；所述閥裝 置具有浮子閥(59，61)，該浮子閥根據(jù)在蒸發(fā)器殼體(19)中積聚的水(55)的不容許的填 充高度封閉廢蒸汽輸出口(51)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃料過濾系統(tǒng)，其特征在于，所述過濾器殼體(1)限定一中 央的豎直軸(7)；所述蒸發(fā)器殼體(19)通過過濾器殼體(1)的一管狀的、中央的并與豎 直軸(7)同軸的內(nèi)體部(9)構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的燃料過濾系統(tǒng)，其特征在于，所述內(nèi)體部(9)的外側(cè)鄰接同 心布置的過濾介質(zhì)(23)的內(nèi)部潔凈側(cè)(21)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的燃料過濾系統(tǒng)，其特征在于，所述廢蒸汽輸出口 (51)在所述排出裝置(45)的上游設(shè)置在構(gòu)成蒸發(fā)器殼體(19)的內(nèi)體部(9)的上端部上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的燃料過濾系統(tǒng)，其特征在于，在所述蒸發(fā)器殼體(19)的廢 蒸汽輸出口(51)的上游設(shè)有廢蒸汽過濾裝置(65)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的燃料過濾系統(tǒng)，其特征在于，所述廢蒸汽過濾裝置(65)包 括活性炭過濾器(69)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的燃料過濾系統(tǒng)，其特征在于，所述排出裝置 (45)能通過一識(shí)別集腔(35)中的水填充高度的水傳感器裝置(41)控制。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的燃料過濾系統(tǒng)，其特征在于，所述排出裝置(45)具有能由 水傳感器裝置(41)控制的排出閥或能由水傳感器裝置控制的泵(47)。
10.根據(jù)權(quán)利要求3-9中任一項(xiàng)所述的燃料過濾系統(tǒng)，其特征在于，在所述蒸發(fā)器殼 體(19)中設(shè)有一優(yōu)選可控的、用于輸入熱量的裝置(57)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種特別是用于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料過濾系統(tǒng)，包括一過濾器殼體(1)，該過濾器殼體具有燃料入口(27)和燃料出口(29)以及位于所述燃料入口與燃料出口之間的、燃料能流動(dòng)通過的分離水的過濾介質(zhì)(23)，其中過濾器殼體(1)具有用于由過濾介質(zhì)分離出的水的集腔(35)，由集腔可通過可控的排出裝置(45)將所述水供應(yīng)給水容納和蒸發(fā)裝置(49)，由該水容納和蒸發(fā)裝置的廢蒸汽輸出口(51)能將所形成的廢蒸汽的成分排放到環(huán)境中，其特征在于，水容納和蒸發(fā)裝置(49)具有一閥裝置(59，61)，借助所述閥裝置能根據(jù)在蒸發(fā)裝置(49)中積聚的、未蒸發(fā)的水(55)的、不容許的量來封閉廢蒸汽輸出口(51)。
文檔編號(hào)F02M37/22GK102016284SQ200980114174
公開日2011年4月13日 申請(qǐng)日期2009年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月22日
發(fā)明者R·埃伯勒 申請(qǐng)人:Hydac過濾技術(shù)有限公司