DE2020609A1

DE2020609A1 - Device for preheating the fuel for internal combustion engines

Info

Publication number: DE2020609A1
Application number: DE19702020609
Authority: DE
Inventors: Heinz Paschen
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1970-04-28
Filing date: 1970-04-28
Publication date: 1972-01-13

Description

Vorrichtung zum Vorwärmen des Kraftsoffes für Brennkraftmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Vorwärmen des Kraftstoffes für Brennkraftmaschinen. Device for preheating the fuel for internal combustion engines The invention relates to a device for preheating the fuel for Internal combustion engines.

Beim Zuschalten von Gasturbinen, z. B. in Lokomotiven, in denen neben der Hubkolbenbrennkraftmaschine als Hauptantriebsmaschine eine bei zusätzlichem Kraftbedarf zuschaltbare Gasturbine angeordnet ist, sind bei Anordnung von empfindlichen Gasturbinen häufig Fehlstarts der Gasturbine festgestellt worden. Untersuchungen derartiger Störungen haben ergeben, daß zu niedrige Temperaturen des Kraftstoffes zu den Pehlstarts führten.When switching on gas turbines, e.g. B. in locomotives in which besides the reciprocating internal combustion engine as the main drive machine with an additional Power requirement switchable gas turbine is arranged, are sensitive to the arrangement Gas turbines have frequently been found to be false starts of the gas turbine. Investigations Such malfunctions have shown that the fuel temperature is too low led to the Pehlstarts.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe beateht darin, eine Vorrichtung zum Vorwärmen des Kraftstoffes für Brennkraftmaschinen zu schaffen.The object on which the invention is based is to provide a device to preheat the fuel for internal combustion engines.

Dies wird erfindungagemäß dadurch erreicht, daß zwischen der Kraftstoffpumpe und der Brennkraftmaschine ein Durchlaufbehälter mit einem mittels eines an den Behälter angeschlossenen Druckwächters, eines Betriebsthermostaten und eines Sicherheitathermostaten druckgesteuert und thermostatisch überwacht, selbsttätig über mit dem Druckwächter und den Thermostaten zusammenwirkende Schalter mittels eines Schaltrelais zu- und abschaltbaren Heizkörper angeordnet ist. In Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen der Kraftstoffpunpe und der Einmündung der Rohrleitung in den Behälter ein ffberströmventil mit einem Auslaß zum Kraftstoffbehälter angeordnet.This is achieved according to the invention in that between the fuel pump and the internal combustion engine a flow tank with a means of one to the Tank connected pressure switch, an operating thermostat and a safety thermostat pressure controlled and thermostatically monitored, automatically via with the pressure monitor and the thermostat cooperating switch by means of a switching relay is arranged on and off radiator. In an embodiment of the invention is between the fuel pump and the confluence of the pipeline in the container an overflow valve with an outlet to the fuel tank is arranged.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen der zur Gasturbine führenden Rohrleitung und dem Auslaß des Überströmventils eine Entlüftungsleitung mit einer am Anschluß an die Rohrleitung zur Gasturbine befindlichen Blende angeordnet.In a further embodiment of the invention is between the gas turbine leading pipeline and the outlet of the overflow valve a vent line arranged with an aperture located at the connection to the pipeline to the gas turbine.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird mittels der Schalter des Druckwächters und der Thermostate der Stromkreis zur Betätigung eines Steuerrelaie geschlossen und sind mittels des Schalters des Steuerrelais über das Schaltrelais und dessen Schalter der oder mehrere Heizkörper ein-bzw. ausschaltbar.In a further embodiment of the invention, the switch the pressure switch and the thermostats, the circuit for actuating a control relay and are closed by means of the switch of the control relay via the switching relay and its switch the or more radiators on or. can be switched off.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen dem Durchlaufbehälter und der Gas turbine ein mit dem Durchlaufbehälter durch eine Rohrleitung verbundener Regler fUr die Einstellung der einzelnen Gasturbinen-LeStungsstufen bei zwischen dem Regler und der Gasturbine eine durch den Durchlaufbehälter zur Vorwärmung von nach einem Stillstand noch im Regler befindlichen Kraftstoff fiihrende Rohrleitung angeordnet.In a further embodiment of the invention, there is between the flow-through container and the gas turbine is connected to the flow tank by a pipeline Controller for the Setting of the individual gas turbine power levels at between the regulator and the gas turbine one through the flow tank to Preheating of fuel still in the regulator after a standstill Pipeline arranged.

Der Kraftstoff wird mit einem Mindestdruck, z. B. 0,3 atü angeliefert, reguliert durch das tfberatrömventil, der eingebaute Druckwächter hat dabei einen Schaltdruck von 0,2 atü. Die elektrische Heizung wird eingeschaltet, wenn der Druck erreicht ist und ausgeschaltet, wenn er unter den Schaltdruck sinkt. Ein Trockenfahren des Vorwärmers wird damit vermieden. Der Betriebsthermostat schaltet die Heizung bei Erreichen der eingestellten Temperatur ab, der zusätzliWhe Sicherheitsthermostat schaltet bei defektem Betriebsthermostat ab. Der Kraftstoff-Nindestdruuk, z. B. 0,3 atü wird bei Leerlauf der Gasturbine eingestellt. Bei Vollast sinkt durch den Mehrverbrauch der Druck unter den Schaltdruck des Druckwächters und die bei Vollast nicht mehr benötigte Heizung schaltet automatisch ab.The fuel is supplied with a minimum pressure, e.g. B. 0.3 atm delivered, regulated by the overflow valve, the built-in pressure switch has one Switching pressure of 0.2 atm. The electric heater is turned on when the pressure is reached and switched off when it drops below the switching pressure. A dry run the preheater is avoided. The operating thermostat switches the heating when the set temperature is reached, the additional safety thermostat switches off if the operating thermostat is defective. The fuel Nindestdruuk, z. B. 0.3 atm is set when the gas turbine is idling. At full load it sinks through the Increased consumption of the pressure below the switching pressure of the pressure switch and that at full load Heating that is no longer required switches off automatically.

Erfindungsgemäß ist erreichbar, daß Fehlstarts von Brennkraftmaachinen, im Ausführungsbeispiel von empfindlichen Gasturbinen, durch Versorgung mit vorgewarztem Kraftstoff vermieden werden, wobei druckgesteuert und thermostatisch überwachbar ein Trockenfahren des Vorwärmers und eine Überhitzung des Kraftstoffes ausgeschlossen ist.According to the invention it can be achieved that false starts of internal combustion engines, in the embodiment of sensitive Gas turbines, by supply be avoided with pre-warmed fuel, being pressure-controlled and thermostatic Dry running of the preheater and overheating of the fuel can be monitored is excluded.

In der Zeichnug sind zwei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Es zeigen: Abb. 1 vereinfacht dargestellt das elektrische Schaltbild und den Rohrschaltplan der Vorrichtung; Abb. 2 das Schaltbild einer Vorrichtung nach Abb. 1 zum Zuführen vorgewärmten Kraftstoffes zum Turbinenregler und zum Anwärmen des Kraftstoffes, der sich nach einem Stillstand noch im Regler befindet Mit 1 ist der Durchlaufbehälter bezeiahnet, in dem die Vorwärmung des Kraftstoffes erfolgt. An den Behälter sind Rohrleitungen 2 und 3 angeschlossen. Durch die Rohrleitung 2 wird der Kraftstoff von dem nicht dargestellten Kraftstoffbehälter dem Durchlaufbehälter 1 zugeführt. Der Gasturbine wird der Kraftstoff über die Rohrleitung 3 zugeführt. Zwischen dem Durchlaufbehälter 1 und der nicht dargestellten Kraftatoffpumpe ist an die Rohrleitung 2 ein Überströmrohr 4 angeschlossen, durch das zuviel geförderter Kraftstoff nach Überwindung der Schließkraft eines ifberströmventils 5 in den Kraftstoffbehälter zurückgefordert werden kann.In the drawing are two embodiments of the invention Device shown. They show: Fig. 1 shows a simplified representation of the electrical Circuit diagram and pipe circuit diagram of the device; Fig. 2 is a circuit diagram of a device according to Fig. 1 for supplying preheated fuel to the turbine regulator and for heating of the fuel that is still in the regulator after a standstill the flow tank is labeled in which the fuel is preheated. Pipes 2 and 3 are connected to the container. Through the pipeline 2, the fuel is transferred from the fuel tank, not shown, to the flow tank 1 supplied. The fuel is fed to the gas turbine via the pipe 3. Between the flow tank 1 and the fuel pump, not shown, is an overflow pipe 4 is connected to the pipeline 2, by the Too much fuel delivered after overcoming the closing force of an overflow valve 5 can be reclaimed into the fuel tank.

Die Rohrleitung 3 ist mit dem Überströmrohr 4 zwischen dem Kraftstoffbehälter und dem Überströmventil 5 durch eine Entlüftungsleitung 6 verbunden. Im Anschluß der Entlüftungsleitung 6 an die Rohrleitung 3 befindet sich eine Blende 7, die eine möglichst kleine Kraftstoffmenge durch die Entlüftungsleitung entweichen läßt. Innerhalb des Behälters 1 befindet sich ein elektrischer Heizkörper 8, der an die elektrischen Leitungen 9 (+) und 10 (-) der Bordstromversorgung angeschlossen ist. Um zu. vermeiden, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung trocken gefahren wird, d.h. daß der Heizkörper 8 eingeschaltet wird, ohne daß sich Kraftstoff im Durchlaufbehälter 1 befindet oder daß die Kraftstofftemperatur im Durchlaufbehälter 1 zu stark ansteigt, ist die Vorwärmung selbsttätig abschaltbar.The pipe 3 is with the overflow pipe 4 between the fuel tank and connected to the overflow valve 5 by a vent line 6. In connection the vent line 6 to the pipeline 3 is a diaphragm 7, the one allows the smallest possible amount of fuel to escape through the vent line. Within of the container 1 is an electric heater 8, which is connected to the electrical Lines 9 (+) and 10 (-) of the on-board power supply is connected. In order to. avoid, that the device according to the invention is run dry, i.e. that the radiator 8 is switched on without fuel in the flow tank 1 or that the fuel temperature in the flow tank 1 rises too much, is the preheating can be switched off automatically.

Zu diesem Zweck sind an den Durchlaufbehälter 1 ein Druckwächter 11, ein Betriebsthermostat 12 und zusätzlich ein Sicherheitsthermostat 13 angeschlossen. Durch den Druckwächter 11 und die Thermostate 12 und 13 sind diesen zugeordnete Schalter 14, 15 und 16 betätigbar, durch die bei Erreichen eines vorgeschriebenen Betriebsdruckes, der grundsätzlich nur bei vollständiger Füllung des Durehlaufbehält 1 und bis zum Erreichen einer zulässigen Kraftstofftemperatur ein Stromkreis geschlossen ist, in dem ein Schaltrelais 17 zum Einschalten des Heizstromes durch einen mit dem Schaltrelais 17 verbundenen Schalter 18 angeordnet ist.For this purpose, a pressure switch 11, an operating thermostat 12 and additionally a safety thermostat 13 connected. The pressure monitor 11 and the thermostats 12 and 13 are assigned to these Switches 14, 15 and 16 can be actuated by the upon reaching a prescribed Operating pressure, the basically only when completely filled of the permanent tank 1 and until a permissible fuel temperature is reached a circuit is closed in which a switching relay 17 for switching on the heating current is arranged by a switch 18 connected to the switching relay 17.

Bei unzulässigem Ansteigen der Kraftstofftemperatur im DurchlaufbPäZter 1 unterbricht das Schaltrelais 17 durch das Öffnen des Schalters 15 des Betriebsthermostaten 12 selbsttätig die Stromversorgung des Heizkörpers 8 und schaltet die Heizung wieder ein, sobald die Temperatur unter den eingestellten Wert des Thermostaten sinkt.In the event of an impermissible increase in the fuel temperature in the pass-through parking lot 1 interrupts the switching relay 17 by opening the switch 15 of the operating thermostat 12 automatically supplies the power supply to the heater 8 and switches the heating on again on as soon as the temperature falls below the set value of the thermostat.

Die Anordnung nach Abb. 2 unterscheidet sich von der Anordnung nach Abb. 1 dadurch, daß zwischen der Leitung 9 und dem Heizkörper 8 ein Ein- und Ausschalter 19 vorgesehen und daß bei geschlossenen Schaltern 14, 15 und 16 ein Steuerrelais 20 mit einem Steuerrelais-Schalter 21 einschaltbar ist, durch das ein Schaltrelais 17' mit einem Schalter 18' zum Einschalten des Heizkörpers bzw. von mehreren Heizkörpern 8 betätigbar ist. In der Anordnung nach Abb. 2 wird der vorgewärmte Kraftstoff über eine Rohrleitung 3' einem Regeler 22, mit dem die einzelnen Leistungsstu.-en der Turbine eingestellt werden, zugeführt. Damit die beim Stillstand der Turbine im Regler 22 verbleibende Kraftstoffmenge, die beim Starten zuerst eingespritzt wird, zum besseren Zünden vorgewärmt werden kann, verläuft die Leitung 23 zwischen Regler und TUrbine durch den Durchlaufbehälter 1, in dem die Heizkörper 8 angeordnet sind.The arrangement according to Fig. 2 differs from the arrangement according to Fig. 1 in that between the line 9 and the radiator 8, an on and off switch 19 provided and that with switches 14, 15 and 16 closed, a control relay 20 can be switched on with a control relay switch 21 through which a switching relay 17 'with a switch 18' for switching on the radiator or several radiators 8 can be actuated. In the arrangement according to Fig. 2, the preheated fuel is over a pipe 3 'a regulator 22 with which the individual Performance levels the turbine are adjusted, supplied. So that when the turbine is at a standstill The amount of fuel remaining in the regulator 22, which is injected first when starting is, can be preheated for better ignition, the line 23 runs between Controller and turbine through the flow tank 1, in which the heating element 8 is arranged are.

Claims

Ü Device for preheating the fuel for internal combustion engines, characterized in that between the fuel pump and the internal combustion engine a flow-through container (1) with one connected to the flow-through container (1) by means of a Pressure monitor (11), an operating thermostat (12) and a safety thermostat (13) pressure-controlled and thermostatically monitored automatically via the pressure monitor (11) and the thermostat (12, 13) cooperating switches (14, 15, 16) by means of a switching relay (17) and a switch (18) interacting with it. and disconnectable heating elements (8) located in the flow tank (1) is.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that in the Pipe (2) between the fuel pump and the junction of the pipe (2) in the flow tank (1) an overflow valve (5) with an outlet to the fuel tank is arranged.

3. Device according to claims 1 and 2, characterized in that that between the pipeline (3) leading to the gas turbine and the outlet of the overflow valve (5) a vent line (6) with one at the connection to the pipe (3) Aperture (7) is arranged.

4. Device according to claims 1 to 3, characterized in that that by means of the switch (14, 15, 16) the circuit for actuating a current relay (20) is closed and by means of a switch (21) of the control relay (20) a switch (17 ') and a switch (18') of the or more heating elements (8) can be switched on are.

5. Device according to claims 1 to 4, characterized in that that between the flow tank (1) and the gas turbine with the flow tank (1) Regulator (22) connected by a pipe (3 ') for setting the individual gas turbine power levels and between the controller (22) and the gas turbine one through the flow tank (1) to preheat after a standstill in the regulator (22) located fuel pipe (23) is arranged.