[发明专利]用于清洁冷却水的用于内燃机的过滤器装置

说明书

本发明涉及用于清洁冷却水(K)的用于内燃机的过滤器装置(1)，特别地是一种滤芯(3)。过滤器装置(1)包括过滤器外壳(2)，其界定冷却水(K)能够流过的外壳内部空间(4)，并且在其中设置有原水入口(10)和净水出口(11)。过滤器装置(1)还包括透水性分离装置(5)，其将外壳内部空间(4)分为第一过滤区(6a)和第二过滤区(6b)。根据本发明，包含活性炭(22)的第一填充材料(7a)设置在第一过滤区(6a)中，用于将污垢颗粒从冷却水(K)中去除。此外，包含水合氢阳离子(H⁺)和水合氢氧根(OH^‑)阴离子的第二填充材料(7b)设置在第二过滤区(6b)中，用于去除冷却水(K)中的矿物质。

本发明涉及一种用于清洁冷却水的用于内燃机的过滤器装置，特别是滤芯，以及这种类型的过滤器装置的内燃机。

在现代内燃机中，燃烧室越来越多地通过主动注入冷却水来冷却。例如，从US8875666 B2已知这种类型的系统。通过借助于水冷却来产生燃烧室中的温度降低，在燃烧过程中产生的氮氧化物比没有这种类型的水冷却的系统而产生的氮氧化物少，因此在这种情况下，燃烧室内的温度更高。

为了防止燃烧室中不期望的污垢颗粒污染或沉积，使用的冷却水需要满足较高的清洁要求。这通常通过在将冷却水引入燃烧室之前对冷却水进行多级过滤来确保。

例如，饮用水、自来水、冷凝水或收集的雨水能够用作待清洁的冷却水。

本发明的目的是示出开发用于清洁冷却水的用于内燃机的过滤器装置的新方法。

该目的通过独立权利要求的主题解决。优选的实施例是从属权利要求的主题。

因此，本发明的基本构思是构造用于以两级方式清洁冷却水的用于内燃机的过滤器装置，其中第一填充材料设置在第一过滤区中，并且第二填充材料设置在第二过滤区中。所述第一填充材料用于将颗粒污染物和有机成分从冷却水中去除。根据本发明，使用活性炭来实现该目的，在该活性炭处，所述有机成分或污垢颗粒能够由于吸附而沉积。

此外，活性炭填充材料用于减少可能存在于水中的氧化消毒剂，例如氯、次氯酸盐、二氧化氯等，因为这些氧化剂会降解下游的离子交换剂，从而会使该离子交换剂不可逆地损坏。

根据本发明，在第二过滤区中存在的第二填充材料包含水合氢阳离子和水合氢氧根阴离子，通过这些离子，冷却水能够几乎或甚至完全被去离子。因此，第二填充材料形成所谓的离子交换剂。用这种方式确保在将冷却水引入燃烧室之后，没有例如以盐的形式的固体颗粒能够沉淀在燃烧室中的室壁处。实质上，在本文所述的过滤器装置中，使用水合氢阳离子和水合氢氧根阴离子形式的所述离子交换剂，而不是传统以钠和氯化物形式的离子交换剂所使用的盐的形式。与以盐的形式的这种类型的传统离子交换剂相比，通过在此所述的过滤器装置，能够确保由于离子交换而不形成或释放盐，而仅形成或释放水。因此，能够避免燃烧室内的上述污染以及由于燃烧过程与之相关联的问题。

因此，能够通过在此所述的过滤器装置产生用于冷却内燃机的燃烧室的高纯度的、去矿物质的冷却水。

根据本发明的过滤器装置用于清洁内燃机的冷却水，该过滤器装置能够优选被实现为滤芯。此外，过滤器装置包括过滤器外壳，该过滤器外壳界定冷却水能够流过的外壳内部空间，并且在过滤器外壳中设置有原水入口和净水出口。过滤器装置还包括透水性分离装置，该透水性分离装置将外壳内部空间分为第一过滤区和第二过滤区。包含用于将污垢颗粒从冷却水去除的活性炭的第一填充材料设置在第一过滤区中。包含用于去除冷却水中的矿物质的水合氢阳离子(H⁺)和水合氢氧根(OH^-)阴离子的第二填充材料设置在第二过滤区中。

水合氢阳离子(H⁺)作为可交换离子与具有共价键结合的磺酸盐阴离子的有机基质结合，从而与强酸性阳离子交换剂结合。水合氢氧根阴离子(OH^-)作为可交换离子与具有共价键结合的季铵阳离子的有机基质结合，从而与强碱性阴离子交换剂结合。因此，该离子交换剂在此形成第二填充。