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PATENTANSPRÜCHE
1. Einrichtung zur Kraftstoffzufuhr an einem Dieselmotor (5), mit einem Leichtkraftstoff- und einem Schwerkraftstoffkreis (1,2), die an den Dieselmotor abwechselnd anschliessbar sind und je einen Behälter (3,9) und eine Förderpumpe (4,10) aufweisen, wobei die Kreise mit der Saugleitung der Einspritzpumpen des Dieselmotors über ein Absperrmittel verbunden sind und wobei der Leichtkraftstoffkreis (1) mit dem Dieselmotor (5) zur Kühlung der Kraftstoffeinspritzdüsen und zur Vorwärmung der Kraftstoffeinspritzpumpen kommuniziert, dadurch gekennzeichnet, dass das Absperrmittel ein ODER-Element (7) enthält, dessen Ausgang an die Saugleitung der Kraftstoffeinspritzpumpen des Dieselmotors (5) angeschlossen ist,
ein Druckregler (8) zur Erzeugung eines Bezugsdrucks mit dem ersten Eingang des ODER-Elements (7) verbunden ist und der zweite Eingang des ODER-Elements (7) mit der Förderpumpe (10) des Schwerkraftstoffkreises (2) und mit einer Umschalteinheit (13) verbunden ist, deren Ausgang an den Behälter (9) des Schwerkraftstoffkreises (2) angeschlossen ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umschalteinheit (13) als ein Umschaltventil (16) ausgeführt ist, welches von der Temperatur des Schwerkraftstoffkreises (2) gesteuert wird und zwei Ausgänge aufweist, wobei der erste Ausgang mit dem zweiten Eingang des ODER-Elements (7), der zweite Ausgang mit dem Behälter (9) des Schwerkraftstoffkreises (2) und der Eingang des Umschaltventils mit der Förderpumpe (10) des Schwerkraftstoffkreises (2) verbunden ist.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung gemäss Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Das Objekt der vorliegenden Erfindung ist eine Einrichtung zur Kraftstoffzufuhr an einem Dieselmotor, bei dem zwei Kraftstoffarten, und zwar hochviskoses Schweröl und niedrigviskoses Leichtöl zur Anwendung kommen.
Diese Einrichtung hat zum Zweck, eine Vorbereitung zur Kraftstoffzufuhr, die eigentliche Kraftstoffzufuhr und eine Umstellung von der einen Kraftstoffart auf die andere zu ermöglichen.
Am vorteilhaftesten kann die Einrichtung in solchen Dieselmotoren verwendet werden, die für den Einsatz als Hauptmotoren auf den für die Binnengewässerschiffahrt vorgesehenen Schiffen bestimmt sind und die durch einen öfteren Betriebsartenwechsel, einschliesslich kurzzeitigen Stillstand gekennzeichnet sind.
Eine Anwendung der schweren bzw. hochviskosen Kraftstoffsorten erfordert deren Vorbereitung, die in einer Vorwärmung des Kraftstoffes bis auf eine bestimmte Temperaturbesteht, wodurch eine Schwerölviskosität erzielbar ist, die der Leichtviskosität gleichkommt.
Es ist eine Einrichtung zur Kraftstoffzufuhr in einen Dieselmo torbekannt, die einenKraftstofförderungsteil aufweist, (s. P.P.
Botkin und V.A. Somov, Schwerölverwendung in Schiffsdieseln , Sudpromgiz, 1959, s. 111), bestehend aus einem Schwerölund einem Leichtölbehälter, die über einen Dreiwegehahn abwechselnd an den Kraftstoffzuiuhrteil angeschlossen werden, der eine Förderpumpe, einen Kraftstoffwärmer und ein Filter enthält.
Doch in Verbindung damit, dass das Leicht- und das Schweröl abwechselnd in die Einrichtung gelangen und über die gleichen Rohrleitungen strömen, bewirkt der Ausfall eines beliebigen Elementes eine Stillegung des Diesels zwecks dessen Reparatur.
Ausserdem lässt das Vorhandensein einer grösseren Kraftstoffmenge in der Einrichtung keine schnelle Umstellung von der einen Kraftstoffart auf die andere zu, weil eine Kraftstoffart die andere nur allmählich verdrängt, indem der Dieselmotor Kraftstoff verbraucht.
Zudem ist es bei dieser Einrichtung unmöglich, eine Temperaturvorbereitung von Schweröl beim Dieselbetrieb mit Leichtöl durchzuführen, weil man in diesem Falle das Schweröl im Behälter bis auf die Betriebstemperatur vorzuwärmen hat und dies eine Kraftstoffentzündung bewirken kann.
In Verbindung damit, dass es unmöglich ist, Schweröl im Behälter auf derBetriebstemperatur zu halten, bestehen keine Möglichkeiten für eine automatische Umstellung von der einen Kraftstoffart auf die andere.
Es ist auch eine Einrichtung zur Kraftstoffzufuhr in einen Dieselmotor bekannt (s. P.P. Botkin und V.A. Somov, Schwer ölverwendungin Schiffsdieseln , Sudpromgiz, 1959, s. 112, 113), die einen Leichtöl- und einen Schwerölteil enthält, die an den Diesel über ein System von Absperrvorrichtungen abwechselnd angeschlossen werden. Jeder Teil enthält einen Kraftstoffbehälter, eine Förderpumpe, ein Filter und die entprechenden Verbindungsleitungen. Das Vorhandensein von zwei Kraftstoffapparaturen ermöglicht eine Schwerölvorwärmung auch dann, wenn der Diesel mit Leichtöl arbeitet.
Die Zufuhr eines vorgewärmten Schweröls in die Kraftstoffeinspritzpumpen und -düsen bewirkt infolge einer Temperaturdifferenz des Kraftstoffes und der Kraftstoffeinspritzapparatur einen gesteigerten Verschleiss dieser Apparatur und in manchen Fällen kann diese Temperaturdifferenz eine Gratbildung auf den Präzisionspaaren der Kraftstoffeinpritzapparatur und deren Verkeilen, d. h. deren Ausfall herbeiführen. Daher lässt man die Umstellung von Leicht- auf Schweröl mit einer Verzögerung geschehen, damit in dieser Zeitspanne die Kraftstoffeinpritzpumpen und -düsen auf eine Temperatur erwärmt werden, die der Schweröltemperatur nahe liegt. Der Dieselmotor arbeitet im Laufe der Umstellung von Leicht- auf Schweröl mit einem Kraftstoffgemisch, dabei nimmt der Schwerölanteil in diesem Gemisch mit der Erwärmung der Kraftstoffeinspritzapparatur immer mehr zu.
Das Vorhandensein einer grossen Anzahl von Absperreinheiten (wenigstens sechs), die man bei einem Wechsel des der Saugleitung zugeführten Kraftstoffes auf eine entgegengesetzte Stromrichtung umzuschalten hat, vermindert die Betriebszuverlässigkeit der Einrichtung und erschwert bedeutend deren Steuerung, infolge des Vorhandenseins einer grossen Anzahl von abdichtenden Elementen bei diesen Einheiten. Das erwärmte Schweröl kann durch die Dichtungen der Absperreinheiten entweichen.
Es ist auch eine Einrichtung zur Kraftstoffzufuhr in einen Dieselmotor nach SU-PS 619686 bekannt, von der die vorliegende Erfindung ausgeht. Diese Einrichtung enthält einen Leichtöl- und einen Schwerölkreis mit je einem Behälter und einer Förderpumpe, die an den Dieselmotor abwechselnd angeschlossen werden und über Absperrvorrichtungen mit der Saugleitung der Kraftstoffeinspritzpumpen des Diesels verbunden sind. Ausserdem kommuniziert der Leichtölkreis zusätzlich mit dem Dieselmotor zwecks Kühlung der Kraftstoffeinspritzdüsen bzw. zwecks Erwärmung der Kraftstoffeinpritzpumpen.
Die Einrichtung weist zwei selbständige Kreise zur Kraftstoffzufuhr auf, wodurch die Möglichkeit gegeben ist, Kraftstoff durch die Rohrleitungen in jedem Satz zirkulieren zu lassen, ohne dass sich die Kraftstoffströme dabei vermischen. Die Kreise sind an die Saugleitung der Kraftstoffeinpritzpumpen des Diesels über sechs Absperreinheiten angeschlossen. Ausserdem dient der Leichtölkreis zur Leichtölvorwärmung, indem man Leichtöl durch die Kühlräume der Kraftstoffeinpritzdüsen strömen lässt.
Dadurch wird beim Anlassen eines kalten Diesels mit Leichtöl eine allmähliche Vorwärmung der Kraftstoffapparatur durch die von den Kraftstoffeinpritzdüsen abgeleitete Wärme erzielt.
Gleichzeitig damit wird mit Hilfe eines besonderen Vorwärmers das durch den eigenen Satz zirkulierende Schweröl vorgewärmt.
Eine automatische Vorrichtung überwacht den Temperaturstand
der beiden Kraftstoffarten und zur gegebenen Zeit gibt sie einen Befehl für die Umstellung auf Schweröl aus.
Da sie eine grosse Anzahl von Absperreinheiten enthält, ist diese Einrichtung unzuverlässig. Jede Absperreinheit hat zwei Stellungen: eine geschlossene und eine geöffnete. Damit jede Absperreinheit in eine dieser Stellungen gebracht wird, ist ein Antriebsmechanismus erforderlich, dem ein Steuersignal zuzuführen ist. Ausserdem weist jede Absperreinheit eine Stange auf, die den Antriebsmechanismus mit dem Schliesselement der Absperreinheit kuppelt. Diese Stangen sollen abgedichtet sein, damit ein Durchsickern des durch diese Absperreinheiten strömenden Kraftstoffes verhindert wird. Jede Absperreinheit trägt zur Unzuverlässigkeit der Einrichtung bei. Wenn eine der Absperreinheiten ausfällt, ergibt sich eine Betriebsstörung der Einrichtung, die im wesentlichen darin besteht, dass sich die verschiedenen Kraftstoffarten vermischen. Dies kann einen Havariezustand bewirken.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Kraftstoffzufuhr in einen Dieselmotor zu schaffen, bei der die vorstehend geschilderten Nachteile nicht oder nur in vermindertem Masse auftreten, und bei der eine ausreichend hohe Betriebszuverlässigkeit der Einrichtung gesichert wird.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanpruches 1 gelöst.
Dadurch, dass man in die Einrichtung zur Kraftstoffzufuhr ein ODER-Element nebst einem Druckregler im Leichtölkreis und eine Umschalteinheit im Schwerölkreis eingeführt hat, kann die Anzahl der Absperreinheiten in der Einrichtung verringert und dadurch deren Zuverlässigkeit gesteigert werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsart ist die Umschalteinheit als ein temperaturgesteuertes Umschaltventil ausgeführt, dessen erster Ausgang an den zweiten Eingang des ODER-Elementes und dessen zweiter Ausgang an den Schwerölbehälter ange schlossen ist, und wobei der Eingang dieses temperaturgesteuer ten Umschaltventils an die Förderpumpe des Schwerölkreises angeschlossen ist.
Diese Ausführung ermöglicht eine automatische Umstellung der Einrichtung von der einen auf die andere Kraftstoffart.
Anhand der Zeichnungen werden im folgenden Ausführungsarten der Erfindung näher erläutert. Dabei zeigen Fig. 1 das Prinzipschema einer erfindungsgemässen Einrichtung zur Kraftstoffzufuhr in einen Dieselmotor; Fig. 2 eine Ausführungsart der Einrichtung, bei der die Umschalteinheit als ein temperaturgesteuertes Umschaltventil ausgeführt ist.
Aus Fig. 1 ist es ersichtlich, dass die Einrichtung zur Kraftstoffzufuhr in einen Dieselmotor einen Leichtölkreis 1 und einen
Schwerölkreis 2 enthält. Der Leichtölkreis 1 enthält einen
Leichtölbehälter 3 und eine Förderpumpe 4. Leichtöl fliesst durch die Kühlräume der (nicht gezeigten) Kraftstoffeinpritzdü sen eines Dieselmotors 5 und ein Filter 6, worin der Leichtöl strom von verunreinigenden Feststoffen befreit wird. Nach dem
Filter 6 wird der Leichtölstrom zum ersten Eingang eines ODER
Elementes 7 bzw. in einen Druckregler 8 gelenkt. Der Druckreg ler 8 erzeugt im Leichtölkreis 1 einen Bezugsdruck gleich P1. Der
Schwerölkreis 2 enthält einen Schwerölbehälter 9, eine Förder pumpe 10, einen Schwerölvorwärmer 11 und ein Filter 12 zur
Reinigung des vorgewärmten Schweröls von verunreinigenden
Feststoffen.
Nach dem Filter 12 wird der Schwerölstrom dem
ODER- Element 7 bzw. der Umschalteinheit 13 zugeführt. Der
Druckregler 8, das ODER-Element 7 und die Umschalteinheit
13 bilden die Absperreinheiten. Der Ausgang des ODER
Elementes 7 ist an die Saugleitung der (nicht gezeigten) Kraft stoffeinspritzpumpen des Dieselmotors 5 angeschlossen. Am
Ausgang der Saugleitung der Kraftstoffeinspritzpumpen ist ein
Druckregler 14 installiert, der in den Schwerölbehälter 9 keinen
Leichtölstrom durchlässt. Im Schwerölbehälter 9 ist eine Vorrichtung 15 vorgesehen, die den im Schwerölkreis 2 zirkulierenden Strom des vorgewärmten Kraftstoffes in das (nicht gezeigte) Saugrohr der Förderpumpe 10 lenkt.
Fig. 2 zeigt eine Einrichtung zur Kraftstoffzufuhr in einen Dieselmotor, bei der die Umschalteinheit 13 als ein temperaturgesteuertes Umschaltventil 16 ausgeführt ist. Alle sonstigen Elemente sind mit den Elementen in Fig. 1 identisch und mit den gleichen Nummern bezeichnet. Der erste Ausgang des temperaturgesteuerten Umschaltventils 16 ist in Übereinstimmung mit Fig. 2 an den zweiten Eingang des ODER-Elementes 7, der zweite Ausgang an den Behälter 9 des Schwerölkreises 2 angeschlossen. Der Eingang des temperaturgesteuerten Umschaltventils 16 ist über den Vorwärmer 11 und das Filter 12 an die Förderpumpe 10 angeschlossen.
Die erfindungsgemässe Einrichtung zur Kraftstoffzufuhr in einen Dieselmotor arbeitet wie folgt. Der Dieselmotor 5 (Fig. 1) wird mit Leichtöl angelassen. Zu dieser Zeit arbeitet der Leicht ölkreis 1, aber der Schwerölkreis 2 wird zwecks Schwerölvorwärmung eingeschaltet. Die Förderpumpe 4 saugt Leichtöl aus dem Behälter 3 und fördert es durch die Kühlräume der Kraft stoffeinspritzdüsen des Dieselmotors 5. Der durch die Kühlräume der Kraftstoffeinpritzdüsen strömende Kraftstoff kühlt diese ab und wird dabei erwärmt. Nach den Kühlräumen der Kraftstoffeinpritzdüsen strömt das Leichtöl durch das Filter 6, worin es gereinigt wird und gelangt an einen der Eingänge des ODER-Elementes 7. Dieser Eingang des ODER-Elemntes 7 ist an den Druckregler 8 angeschlossen, der in die Kraftstoffablassleistung des Leichtölbehälters 3 eingebaut ist.
Der Druckregler 8 ist auf den Bezugsdruck P1 eingestellt, der im Leichtölkreis 1 im Abschnitt von der Zubringepumpe 4 bis zum Druckregler 8 aufrechterhalten wird. Da am anderen Eingang des ODER Elementes 7 zur Zeit kein Druck vorliegt, strömt Leichtöl durch das ODER-Element 7 in die Saugleitung der Kraftstoffeinspritzpumpen des Dieselmotors 5 und wird durch diese Pumpen in die Zylinder des Dieselmotors 5 eingespritzt, worin es verbrennt.
Indem das vorgewärmte Leichtöl in die Kraftstoffeinspritzpumpen fliesst, erwärmt es diese bis auf die Temperatur der Zylinderund Kolbengruppe des Dieselmotors.
Am Ausgang der Rohrleitung der Kraftstoffeinpritzpumpen ist ein Druckregler 14 installiert, der in dieser Rohrleitung einen Druck P3 erzeugt, der höher als der Druckwert P1 ist. Daher kann in den Schwerölbehälter 9 kein Leichtöl gelangen. Die Förderpumpe 4 fördert eine Kraftstoffmenge, die den Kraftstoffverbrauch im arbeitenden Dieselmotor um das mehrfache überschreitet. Die Leichtölüberschüsse werden durch den Druckreg ler 8 in den Leichtölbehälter 3 abgelassen.
Der Schwerölkreis arbeitet in dieser Zeitspanne wie folgt: Schweröl wird aus dem Schwerölbehälter 9 durch die Förderpumpe 10 angesaugt, strömt durch den Vorwärmer 11, worin es, z.B. bei einem Schiffsdieselmotor, mit Hilfe eines am Schiff zur Verfügung stehenden Wärmeträgers vorgewärmt wird, strömt weiter durch das Filter 12 und gelangt in die Umschalteinheit 13.
Die Umschalteinheit 13 ist zu diesem Zeitpunkt geöffnet. Die Ablassleitung hat einen nur kleinen Strömungswiderstand, und der zwischen dem Filter 12 und der Umschalteinheit 13 entstehende Druck ist kleiner, als der Druck im Leichtölkreis 1, weshalb das ODER-Element 7 Leichtöl der Saugleitung der Kraftstoffeinspritzpumpen zuführt. Der Schwerölstrom zirkuliert im Schwerölkreis 2 und wird allmählich bis auf eine Temperatur erwärmt, bei der seine Viskosität der Leichtölviskosität ungefähr gleich wird. Die Kraftstoffeinspritzpumpen werden durch das Leichtöl vorgewärmt.
Nachdem das Schweröl bis auf eine Solltemperatur vorgewärmt ist, die durch die (nicht gezeigten) Geber im Schwerölkreis kontrolliert wird, und nachdem die Kraftstoffeinspritzapparatur bis auf eine bestimmte Temperatur vorgewärmt ist, die der Dieselbelastung entspricht, wird von den (nicht gezeigten) Gebern, die im Leichtölkreis 1 installiert sind, ein Signal zum Schliessen der Umschalteinheit 13 erzeugt. Sobald das Signal zum Schliessen der Umschalteinheit 13 eingetroffen ist und der Druckregler 14 den Schwerölabfluss in den Behälter 9 unterbrochen hat, wird in der Rohrleitung zwischen der Umschalteinheit 13 und dem ODER-Element 7 ein Druck P2 erzeugt, der den Druckwert P1 übersteigen und dem Druckwert P3 ungefähr gleich sein bzw. diesen Druckwert P3 ein wenig übersteigen soll.
Da der andere Eingang des ODER-Elementes 7 durch den Schweröldruck P2 beaufschlagt ist, der den Leichtöldruck P1 übersteigt, führt das ODER-Element 7 der Saugleitung der Kraftstoffeinspritzpumpen den Schwerölstrom zu. Die Förderpumpe 10 fördert auch eine Kraftstoffmenge, die den Bedarf des Dieselmotors 5 bedeutend übersteigt. Die Schwerölüberschüsse werden in den Schwerölbehälter 9 durch die Vorrichtung 15 abgelassen.
Da eine Schwerölmenge in die Motorzylinder eingespritzt wird und verbrennt, wird diese Schwerölmenge über die geöffnete Stirnfläche der Vorrichtung 15 aus dem Schwerölbehälter 9 angesaugt. Der Leichtölkreis 1 arbeitet zu dieser Zeit wie folgt: Infolgedessen, dass der Kraftstoffdruck P2 im Schwerölkreis 2 den Kraftstoffdruck P1 im Leichtölkreis 1 übersteigt, führt das ODER-Element 7 der Saugleitung der Kraftstoffeinspritzpumpen den Schwerölstrom zu. Der Leichtölstrom wird aus dem Leichtölbehälter 3 durch die Förderpumpe 4 in die Kühlräume der Kraftstoffeinpritzdüsen des Dieselmotors 5 gefördert, strömt über das Filter 6 und fliesst durch den Druckregler zurück in den Leichtölbehälter 3.
Damit der Dieselmotor 5 auf Leichtöl umgestellt wird, braucht man die Umschalteinheit 13 zu öffnen, Schweröl beginnt im Schwerölkreis 2 zu zirkulieren und dem Dieselmotor 5 wird aus dem Leichtölkreis Leichtöl zugeführt.
Die Funktion der in Fig. 2 gezeigten Einrichtung weist im Vergleich mit der Funktion der in Fig. 1 gezeigten Einrichtung im wesentlichen keine Unterschiede mit Ausnahme der folgenden Besonderheiten auf.
Der Schwerölkreis 2 (Fig. 2) arbeitet wie folgt: Aus dem Behälter 9 wird der Kraftstoffstrom durch die Förderpumpe 10 in den Kraftstoftvorwärmer 11 gefördert, weiter strömt das Schwer öl durch das Filter 12 und gelangt zum Eingang des temperaturgesteuerten Umschaltventils 16. In das temperaturgesteuerte Umschaltventil 16 ist ein (nicht gezeigter) Temperaturgeber eingebaut, der auf ein (nicht gezeigtes) Umstellglied des temperaturgesteuerten Umschaltventils 16 einwirkt. Wenn die Temperatur des Schwerölstroms unter der unteren Ansprechschwelle des temperaturgesteuerten Umschaltventils 16 liegt, wird der gesamte Kraftstoffstrom in den Schwerölbehälter geleitet und zirkuliert solange, bis dessen Temperatur bis auf die untere Ansprechschwelle des temperaturgesteuerten Umschaltventils 16 steigt.
Infolgedessen beginnt das (nicht gezeigte) Stellglied des temperaturgesteuerten Umschaltventils 16 einen Teil des Schwerölstroms durch dessen anderen Ausgang dem Eingang des ODER-Elementes 7 zuzuführen, das mit dem Schwerölkreis 2 kommuniziert. Indem der Schwerölstrom im Schwerölkreis 2 vorgewärmt wird, lässt das Stellglied des temperaturgesteuerten Umschaltventils 16 eine grössere Schwerölmenge an den Eingang des ODER-Elementes 7 durch. Sobald der Druck P2 zwischen dem Temperaturgesteuerten Umschaltventil 16 und dem Eingang des ODER-Elementes 7 den Kraftstoffdruck P1 im Leicht öIkreis 1 übersteigt, lenkt das Oder-Element 7 den Schwerölstrom in die Saugleitung der (nicht gezeigten) Kraftstoffeinspritzpumpen des Dieselmotors 5. Damit der Dieselmotor 5 auf Leichtöl umgestellt wird, hat man den Vorwärmer 11 oder die Förderpumpe 10 abzustellen.
In diesem Falle wird entweder der Schwerölstrom durch das temperaturgesteuerte Umschaltventil 16 in den Schwerölbehälter gelenkt, oder das ODER-Element 7 schaltet, weil der Druckwert P2 kleiner als der Druckwert P1 wird, den Leichtölkreis 1 auf die Speisung des Dieselmotors 5 um.
Wie man sieht, ermöglicht die erfindungsgemässe Einrichtung zur Kraftstoffzufuhr in einen Dieselmotor eine Steigerung der Betriebszuverlässigkeit und eine automatische Umstellung von der einen Kraftstoffart auf die andere.
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PATENT CLAIMS
1. Device for supplying fuel to a diesel engine (5), with a light fuel and a heavy fuel circuit (1,2), which can be alternately connected to the diesel engine and each have a container (3.9) and a feed pump (4.10) , wherein the circuits are connected to the suction line of the injection pumps of the diesel engine via a shut-off means and wherein the light fuel circuit (1) communicates with the diesel engine (5) for cooling the fuel injection nozzles and for preheating the fuel injection pumps, characterized in that the shut-off means is an OR element (7), the output of which is connected to the suction line of the fuel injection pumps of the diesel engine (5),
a pressure regulator (8) for generating a reference pressure is connected to the first input of the OR element (7) and the second input of the OR element (7) to the feed pump (10) of the gravity fuel circuit (2) and to a changeover unit (13 ) is connected, the output of which is connected to the container (9) of the gravity fuel circuit (2).
2. Device according to claim 1, characterized in that the switching unit (13) is designed as a switching valve (16) which is controlled by the temperature of the gravity fuel circuit (2) and has two outputs, the first output with the second input of the OR element (7), the second output with the container (9) of the heavy fuel circuit (2) and the input of the switching valve with the feed pump (10) of the heavy fuel circuit (2) is connected.
The present invention relates to a device according to the preamble of patent claim 1.
The object of the present invention is a device for supplying fuel to a diesel engine using two types of fuel, namely high-viscosity heavy oil and low-viscosity light oil.
The purpose of this device is to enable preparation for the supply of fuel, the actual supply of fuel and a switch from one type of fuel to the other.
The device can be used most advantageously in those diesel engines which are intended for use as main engines on the ships intended for inland waterway shipping and which are characterized by a frequent change of operating mode, including a brief standstill.
An application of the heavy or highly viscous types of fuel requires their preparation, which consists in preheating the fuel up to a certain temperature, as a result of which a heavy oil viscosity can be achieved which is equivalent to the light viscosity.
A device for supplying fuel to a diesel engine is known which has a fuel delivery part (see P.P.
Botkin and V.A. Somov, Heavy Oil Usage in Ship Diesel, Sudpromgiz, 1959, p. 111), consisting of a heavy oil and a light oil tank, which are alternately connected via a three-way valve to the fuel supply part, which contains a feed pump, a fuel heater and a filter.
However, in connection with the fact that the light and heavy oil alternately get into the device and flow through the same pipes, the failure of any element causes the diesel to be shut down for the purpose of repairing it.
In addition, the presence of a large amount of fuel in the device does not allow a quick change from one type of fuel to the other because one type of fuel gradually displaces the other by the diesel engine consuming fuel.
In addition, it is impossible with this device to prepare the temperature of heavy oil in diesel operation with light oil, because in this case the heavy oil in the container has to be preheated to the operating temperature and this can cause fuel ignition.
In connection with the fact that it is impossible to keep heavy oil in the tank at the operating temperature, there are no possibilities for an automatic changeover from one fuel type to the other.
A device for supplying fuel to a diesel engine is also known (see PP Botkin and VA Somov, Heavy Oil Usage in Ship Diesel, Sudpromgiz, 1959, p. 112, 113), which contains a light oil and a heavy oil part which are connected to the diesel via a System of shut-off devices can be connected alternately. Each part contains a fuel tank, a feed pump, a filter and the corresponding connection lines. The presence of two fuel devices enables heavy oil preheating even when the diesel works with light oil.
The supply of a preheated heavy oil in the fuel injection pumps and nozzles causes an increased wear of this apparatus due to a temperature difference between the fuel and the fuel injection apparatus, and in some cases this temperature difference can form a burr on the precision pairs of the fuel injection apparatus and their wedging, i.e. H. cause their failure. The changeover from light to heavy oil is therefore delayed so that the fuel injection pumps and nozzles are heated to a temperature that is close to the temperature of the heavy oil during this period. The diesel engine works with a fuel mixture in the course of the changeover from light to heavy oil. The proportion of heavy oil in this mixture increases with the heating of the fuel injection apparatus.
The presence of a large number of shut-off units (at least six) that have to be switched when the fuel supplied to the suction line is switched to an opposite direction of flow reduces the operational reliability of the device and makes it considerably more difficult to control due to the presence of a large number of sealing elements these units. The heated heavy oil can escape through the seals of the shut-off units.
A device for supplying fuel to a diesel engine according to SU-PS 619686 is also known, from which the present invention is based. This device contains a light oil and a heavy oil circuit, each with a container and a feed pump, which are alternately connected to the diesel engine and connected to the suction line of the diesel fuel injection pumps via shut-off devices. In addition, the light oil circuit also communicates with the diesel engine for the purpose of cooling the fuel injection nozzles or for heating the fuel injection pumps.
The device has two independent circuits for supplying fuel, which makes it possible to circulate fuel through the pipes in each set without the fuel flows mixing. The circuits are connected to the suction line of the diesel fuel injection pumps via six shut-off units. The light oil circuit also serves to preheat the light oil by allowing light oil to flow through the cooling chambers of the fuel injection nozzles.
As a result, when starting a cold diesel with light oil, the fuel apparatus is gradually preheated by the heat dissipated by the fuel injection nozzles.
At the same time, with the help of a special preheater, the heavy oil circulating through your own set is preheated.
An automatic device monitors the temperature level
of the two types of fuel and at the appropriate time it issues a command to switch to heavy oil.
Since it contains a large number of shut-off units, this device is unreliable. Each shut-off unit has two positions: a closed and an open. So that each shut-off unit is brought into one of these positions, a drive mechanism is required to which a control signal is to be supplied. In addition, each shut-off unit has a rod which couples the drive mechanism to the closing element of the shut-off unit. These rods should be sealed so that the fuel flowing through these shut-off units is prevented from seeping through. Each shut-off unit contributes to the unreliability of the facility. If one of the shut-off units fails, the equipment malfunctions, essentially consisting of the different types of fuel mixing. This can cause an accident.
The invention has for its object to provide a device for supplying fuel to a diesel engine, in which the disadvantages described above do not occur or only to a reduced extent, and in which a sufficiently high operational reliability of the device is ensured.
This object is achieved by the characterizing features of patent claim 1.
By introducing an OR element together with a pressure regulator in the light oil circuit and a switchover unit in the heavy oil circuit into the device for supplying fuel, the number of shut-off units in the device can be reduced, thereby increasing their reliability.
In a preferred embodiment, the switching unit is designed as a temperature-controlled switching valve, the first output of which is connected to the second input of the OR element and the second output of which is connected to the heavy oil tank, and the input of this temperature-controlled switching valve is connected to the feed pump of the heavy oil circuit .
This version enables the device to be automatically switched from one type of fuel to another.
Based on the drawings, embodiments of the invention are explained in more detail below. 1 shows the basic diagram of a device according to the invention for supplying fuel to a diesel engine; Fig. 2 shows an embodiment of the device in which the switching unit is designed as a temperature-controlled switching valve.
From Fig. 1 it can be seen that the device for supplying fuel in a diesel engine has a light oil circuit 1 and a
Heavy oil circuit 2 contains. The light oil circuit 1 contains one
Light oil tank 3 and a feed pump 4. Light oil flows through the cold rooms of the (not shown) Fuel injection nozzles of a diesel engine 5 and a filter 6, in which the light oil flow is freed of contaminating solids. After this
Filter 6 is the light oil flow to the first input of an OR
Element 7 or directed into a pressure regulator 8. The Druckreg ler 8 generates a reference pressure equal to P1 in the light oil circuit 1. The
Heavy oil circuit 2 contains a heavy oil tank 9, a pump 10, a heavy oil preheater 11 and a filter 12 for
Cleaning the preheated heavy oil from contaminants
Solids.
After the filter 12 is the heavy oil flow
OR element 7 or the switching unit 13 supplied. The
Pressure regulator 8, the OR element 7 and the switching unit
13 form the shut-off units. The exit of the OR
Element 7 is connected to the suction line of the (not shown) fuel injection pumps of the diesel engine 5. At the
The suction line output of the fuel injection pumps is on
Pressure regulator 14 installed, none in the heavy oil tank 9
Light oil flow lets through. A device 15 is provided in the heavy oil tank 9, which directs the flow of the preheated fuel circulating in the heavy oil circuit 2 into the suction pipe (not shown) of the feed pump 10.
2 shows a device for supplying fuel to a diesel engine, in which the switching unit 13 is designed as a temperature-controlled switching valve 16. All other elements are identical to the elements in Fig. 1 and labeled with the same numbers. The first output of the temperature-controlled changeover valve 16 is connected in accordance with FIG. 2 to the second input of the OR element 7, the second output to the container 9 of the heavy oil circuit 2. The input of the temperature-controlled changeover valve 16 is connected to the feed pump 10 via the preheater 11 and the filter 12.
The device according to the invention for supplying fuel to a diesel engine works as follows. The diesel engine 5 (Fig. 1) is started with light oil. At this time, the light oil circuit 1 is operating, but the heavy oil circuit 2 is switched on for the purpose of preheating the heavy oil. The feed pump 4 sucks light oil from the container 3 and conveys it through the cooling chambers of the fuel injection nozzles of the diesel engine 5. The fuel flowing through the cooling chambers of the fuel injection nozzles cools them and is thereby heated. After the cooling chambers of the fuel injection nozzles, the light oil flows through the filter 6, in which it is cleaned and reaches one of the inputs of the OR element 7. This input of the OR element 7 is connected to the pressure regulator 8, which in the fuel discharge capacity of the light oil container 3 is installed.
The pressure regulator 8 is set to the reference pressure P1, which is maintained in the light oil circuit 1 in the section from the feed pump 4 to the pressure regulator 8. Since there is currently no pressure at the other input of the OR element 7, light oil flows through the OR element 7 into the suction line of the fuel injection pumps of the diesel engine 5 and is injected by these pumps into the cylinders of the diesel engine 5, in which it burns.
By flowing the preheated light oil into the fuel injection pumps, it heats them up to the temperature of the cylinder and piston group of the diesel engine.
At the outlet of the pipeline of the fuel injection pumps, a pressure regulator 14 is installed, which generates a pressure P3 in this pipeline which is higher than the pressure value P1. Therefore, no light oil can get into the heavy oil container 9. The feed pump 4 delivers a quantity of fuel that exceeds the fuel consumption in the working diesel engine by a multiple. The excess light oil is drained by the pressure regulator 8 into the light oil container 3.
The heavy oil circuit works in this period as follows: Heavy oil is drawn from the heavy oil tank 9 by the feed pump 10, flows through the preheater 11, in which it, e.g. in the case of a ship's diesel engine, which is preheated with the aid of a heat carrier available on the ship, continues to flow through the filter 12 and reaches the switchover unit 13.
The switching unit 13 is open at this time. The drain line has only a small flow resistance, and the pressure that arises between the filter 12 and the switching unit 13 is lower than the pressure in the light oil circuit 1, which is why the OR element 7 supplies light oil to the suction line of the fuel injection pumps. The heavy oil flow circulates in the heavy oil circuit 2 and is gradually heated to a temperature at which its viscosity becomes approximately the same as the light oil viscosity. The fuel injection pumps are preheated by the light oil.
After the heavy oil is preheated to a set temperature, which is controlled by the sensors (not shown) in the heavy oil circuit, and after the fuel injector is preheated to a certain temperature, which corresponds to the diesel load, the sensors (not shown), the are installed in the light oil circuit 1, a signal for closing the switching unit 13 is generated. As soon as the signal to close the switchover unit 13 has arrived and the pressure regulator 14 has interrupted the heavy oil drain into the container 9, a pressure P2 is generated in the pipeline between the switchover unit 13 and the OR element 7, which pressure exceeds the pressure value P1 and the pressure value P3 should be approximately the same or should slightly exceed this pressure value P3.
Since the other input of the OR element 7 is acted upon by the heavy oil pressure P2, which exceeds the light oil pressure P1, the OR element 7 supplies the heavy oil flow to the suction line of the fuel injection pumps. The feed pump 10 also delivers an amount of fuel that significantly exceeds the demand of the diesel engine 5. The excess heavy oil is drained into the heavy oil container 9 by the device 15.
Since a quantity of heavy oil is injected into the engine cylinder and burns, this quantity of heavy oil is sucked out of the heavy oil container 9 via the open end face of the device 15. The light oil circuit 1 operates at this time as follows: As a result of the fact that the fuel pressure P2 in the heavy oil circuit 2 exceeds the fuel pressure P1 in the light oil circuit 1, the OR element 7 supplies the heavy oil flow to the suction line of the fuel injection pumps. The light oil flow is conveyed from the light oil tank 3 through the feed pump 4 into the cooling chambers of the fuel injection nozzles of the diesel engine 5, flows through the filter 6 and flows back into the light oil tank 3 through the pressure regulator.
In order for the diesel engine 5 to be changed over to light oil, the changeover unit 13 needs to be opened, heavy oil begins to circulate in the heavy oil circuit 2 and light oil is supplied to the diesel engine 5 from the light oil circuit.
The function of the device shown in FIG. 2 has essentially no differences in comparison with the function of the device shown in FIG. 1 with the exception of the following special features.
The heavy oil circuit 2 (FIG. 2) works as follows: from the container 9, the fuel flow is conveyed through the feed pump 10 into the fuel preheater 11, the heavy oil flows further through the filter 12 and reaches the input of the temperature-controlled changeover valve 16. In the temperature-controlled Switchover valve 16 is a temperature sensor (not shown) installed, which acts on a (not shown) changeover element of the temperature-controlled switchover valve 16. When the temperature of the heavy oil flow is below the lower response threshold of the temperature-controlled changeover valve 16, the entire fuel flow is directed into the heavy oil tank and circulates until its temperature rises to the lower response threshold of the temperature-controlled changeover valve 16.
As a result, the actuator (not shown) of the temperature-controlled changeover valve 16 begins to supply part of the heavy oil flow through its other output to the input of the OR element 7, which communicates with the heavy oil circuit 2. By preheating the heavy oil flow in the heavy oil circuit 2, the actuator of the temperature-controlled changeover valve 16 allows a larger quantity of heavy oil to pass through to the input of the OR element 7. As soon as the pressure P2 between the temperature-controlled changeover valve 16 and the input of the OR element 7 exceeds the fuel pressure P1 in the light oil circuit 1, the OR element 7 directs the heavy oil flow into the suction line of the fuel injection pumps (not shown) of the diesel engine 5. Thus the diesel engine 5 is switched to light oil, one has to turn off the preheater 11 or the feed pump 10.
In this case, either the heavy oil flow is directed through the temperature-controlled changeover valve 16 into the heavy oil container, or the OR element 7 switches the light oil circuit 1 to supplying the diesel engine 5 because the pressure value P2 becomes smaller than the pressure value P1.
As can be seen, the device according to the invention for supplying fuel to a diesel engine enables an increase in operational reliability and an automatic changeover from one type of fuel to the other.