DE3303932C2 - Fuel system for marine diesel engines - Google Patents
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Abstract
Ein Kraftstoffsystem für Bootsmotoren umfaßt wenigstens einen Kraftstofftank (1), einen Mischbehälter (6) zur Vermischung von Kraftstoff aus dem Kraftstofftank mit erwärmtem, im Motor (2) nicht verbrauchtem Kraftstoff, sowie wenigstens eine Förderpumpe (14, 15) zur Förderung von vermischtem Kraftstoff zum Motor. Der Mischbehälter ist von einem Drucktank gebildet, der zusammen mit dem Motor (2) und der Förderpumpe (14, 15) ein geschlossenes Drucksystem darstellt, in welchem ein Druck aufrechterhalten wird, der ausreichend hoch ist, um die brennbaren Gase in Flüssigkeitsform zu halten.A fuel system for boat engines comprises at least one fuel tank (1), a mixing container (6) for mixing fuel from the fuel tank with heated fuel not consumed in the engine (2), and at least one feed pump (14, 15) for delivering mixed fuel to the engine. The mixing container is formed by a pressure tank which, together with the motor (2) and the feed pump (14, 15), forms a closed pressure system in which a pressure is maintained that is sufficiently high to keep the combustible gases in liquid form.
Description
Die Erfindung betrifft ein Kraftstoffsystem für Boots dieselmotoren. welches wenigstens einen Kraftstofftank, einen Mischbehälter zur Vermischung von Kraftstoff aus dem Kraftstofftank mit erwähntem, im Motor nicht verbrauchten Kraftstoff, eine Kraftstoffpumpe in der Leitung vom Kraftstofftank ;?um Mischbehälter und wenigstens eine Förderpumpe in der Leitung vom Mischbehälter zum Motor umfaßt.The invention relates to a fuel system for boats diesel engines. which at least one fuel tank, a mixing tank for mixing fuel from the fuel tank with the aforementioned, in the engine unused fuel, a fuel pump in the line from the fuel tank; to mixing tank and comprises at least one feed pump in the line from the mixing tank to the engine.
Ein derartiges Kraftstoffsystem ist bekannt (GB-PS 87 592). Mit dem bekannten Kraftstoffsystem soll der Start eines Dieselmotors erleichtert werden, wenn der Motor längere Zeit abgestellt war.Such a fuel system is known (GB-PS 87 592). With the known fuel system, the Starting a diesel engine can be made easier if the engine has been switched off for a long time.
Aus wirtschaftlichen Gründen wurden — zum Antrieb von Bootsdieselmotoren — in letzter Zeit Dieselölmischungen von niedriger Qualität ausgenutzt, die sowohl schwere als auch leichtere Kohlenwasserstoffe enthalten. Damit diese Gemische als Kraftstoff in einem Dieselmotor angewendet werden können, müssen sie auf ca. 150° C erhitzt werden, um eine zum Einspritzen in den Motor geeignete Viskosität zu erhalten. Da die durch die Förderpumpe und den Mischbehälter durchlaufende Kraftmenge zwei- bis dreimal größer ist, als der Verbrauch des Motors, wird dem Mischbehälter Rücklaufkraftstol'f vom Motor zugeführt, der eine Temperatur hat, die den Siedepunkt der leichteren Fraktionen des Kraftstoffes übersteigt. In dem mit der Atmosphäre in Verbindung stehenden Mischbehälter bilden sich daher Gase, die verdunsten und in die Luft austreten. Diese Gase enthalten in großem Ausmaß brennbare Kohlenwasserstoffe mit hohem HeizwertFor economic reasons, diesel oil mixtures have recently been used to drive marine diesel engines of low quality exploited both heavy and lighter hydrocarbons contain. So that these mixtures can be used as fuel in a diesel engine, they must heated to approx. 150 ° C in order to be able to inject in the engine to obtain suitable viscosity. Since the flow through the feed pump and the mixing tank The amount of power two to three times greater than the consumption of the engine is fed to the mixing tank Rücklaufkraftstol'f supplied by the engine, which has a temperature which is the boiling point of the lighter fractions of fuel. Form in the mixing tank in contact with the atmosphere therefore gases that evaporate and escape into the air. These gases contain combustibles to a large extent Hydrocarbons with a high calorific value
Abgesehen davon, daß auf diese Weise große Energiemengen verlorengehen und die Umwelt verunreinigt wird, bilden sich im Mischbehälter aus schweren Fraktionen bestehende Ablagerungen, Die hohe Temperatur (über 1000C) im Mischbehälter bringt außerdem mit sich, daß die Förderpumpe unter schwierigen 5ε ugverhältnissen arbeiten muß, weil der statische Druck zwischen Mischbehälter und Förderpumpe niedriger ist als der Dampfdruck des Kraftstoffes. Wenn Durchflußmesser, Siebe und dergleichen vor der Förderpumpe angebracht werden, wird der Druckabfall noch größer, was t5 Kavitation in der Förderpumpe verursacht. Im schlimmsten Fall können freie Gase in den Leitungen des Systems Störungen in den Einspritzpumpen des Motors hervorrufen und die Verbrennung im Motor beträchtlich verschlechtern.Besides the fact that large amounts of energy lost in this way and the environment is contaminated, are formed in the mixing vessel from heavy fractions existing deposits, the high temperature (above 100 0 C) in the mixing vessel also entails work that the feed pump ugverhältnissen under difficult 5ε must, because the static pressure between the mixing tank and the feed pump is lower than the vapor pressure of the fuel. If flow meters, sieves and the like are placed in front of the feed pump, the pressure drop becomes even greater, which causes t5 cavitation in the feed pump. In the worst case, free gases in the lines of the system can cause malfunctions in the injection pumps of the engine and considerably degrade the combustion in the engine.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kraftstoffsv£tem zu schaffen, in welchem praktisch sämtliche brennbaren Fraktionen des Dieselkraftstoffes genutzt werden und in welchem Förder- und Einspritzpumpen ohne Störungen und ohne Verschleiß arbeiten, wobei der Mischbehälter relativ tief im Boot untergebracht werden kann und gleichzeitig dessen Abmessungen klein gehalten werder. können.It is the object of the present invention to provide a fuel system to create in which practically all combustible fractions of diesel fuel are used and in which feed and injection pumps work without malfunctions and without wear, whereby the mixing tank can be housed relatively deep in the boat and at the same time its dimensions kept small. can.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst daß der Mischbehälter als Drucktank ausgebildet ist der zusammen mit dem Motor und der Förderpumpe ein Drucksystem bildet in welchem mitreis der Kraftstoffpumpe ein Druck aufrechterhalten wird, der über dem Verdampfungsdruck brennbarer bei Atmosphärendruck gasförmiger Fraktionen des Kraftstoffes liegt.This object is achieved in that the mixing container is designed as a pressure tank together with The engine and the feed pump form a pressure system in which a pressure is created along with the fuel pump is maintained, the gaseous above the evaporation pressure combustible at atmospheric pressure Fractions of the fuel lies.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Advantageous refinements of the invention emerge from the subclaims.
Die einzige Figur der Zeichnung veranschaulicht schematisch ein Kraftstoffsystem gemäß der Erfindung. F.in Kraftstofftank 1. der aus einer Mischung von sowohl leichteren als auch schwereren Traktionen bestehendes Dieselöl enthält, ist in einen Boot installiert, dessen Dieselmotor 2 mit dem genannten Kraftstoff betrieben wird, nachdem er erhitzt worden ist. Das ca. 80' ige öl wird unter Eigendruck einer Pumpeinrichtung mit zwei Kraftstoffpumpen 3 und 4 zugeführt, von denen die eine Kraftstoffpumpe 4 eine Reservepumpe ist. die im Falle eines Ausfalles der anderen Kraftstoffpumpe in Betrieb gesetzt wird. Die Kraftstoffpumpe 3. deren Förderkapazität den maximalen Ölverbrauch des Motors 2 5CA um ein Vielfaches übersteigt, fördert das öl unter Druck über einen Durchflußmesser 5 zu einem hermetisch verschlossenen Drucktar.k 6. wo es mi! ö! vermischt wird, das vom Motor 2 nicht verbraucht und daher durch eine Rücklaufleitung 7 vom Motor 2 zum Drucktank 6 geförden worden ist.The single figure of the drawing illustrates schematically a fuel system according to the invention. F. in fuel tank 1. which consists of a mixture of both lighter and heavier tractions Contains diesel oil is installed in a boat whose Diesel engine 2 is operated with said fuel after it has been heated. The approximately 80 ' oil is under its own pressure with a pumping device two fuel pumps 3 and 4 supplied, one of which fuel pump 4 is a standby pump. the in In the event of failure of the other fuel pump, it is put into operation. The fuel pump 3. its delivery capacity If the maximum oil consumption of the motor 2 5CA is many times greater, the oil is pumped under pressure via a flow meter 5 to a hermetically sealed Drucktar.k 6. where it mi! ö! is mixed, which is not consumed by the engine 2 and is therefore conveyed through a return line 7 from the engine 2 to the pressure tank 6 has been.
Da das öl Komponenten enthält die bei der im Drucktank 6 herrschenden Temperatur (ca. 130° C) vergast werden, sammeln sich im oberen Teil des Druckiankes 6 Gase an. Aufgrund dessen, daß der Druck im bO Drucktank 6 relativ hoch gehalten wird und den Dampf bildungsdruck in dem den Drucktank 6, den Muior 2 und eine unten beschriebene Förderpumpencinrichtung enthaltenden Druckkreis übersteigt, wird jedoch nur eine kleine Menge der Fraktionen vergast, während die restliche Menge in Flüssigkeitsform gelöst in dem aus schwereren Kohlenwasserstoffen bestehenden öl im Drucktank 6 verbleibt. Sobald die Gasmenge im Drucktank 6 zugenommen hat, so daß das in diesem befindli-Since the oil contains components that are used in the im Pressure tank 6 prevailing temperature (approx. 130 ° C) gasified collect in the upper part of the pressure anchor 6 gases on. Due to the fact that the pressure in the bO pressure tank 6 is kept relatively high and the steam education pressure in which the pressure tank 6, the Muior 2 and a pressure circuit including a feed pump device described below, but becomes only one small amount of the fractions gasified, while the remaining amount dissolved in the liquid form Heavy hydrocarbons existing oil in the pressure tank 6 remains. As soon as the amount of gas in the pressure tank 6 has increased, so that the
ehe öl unter ein vorausbestimmtes Niveau abgesunken ist, wird ein Niveaufühler 8 betätigt, der dabei ein Ventil 9 in einer Leitung 10 zwischen dem Drucktank 6 und dem Kraftstofftank 1 öffnet, so daß die innerhalb des Drucktankes 6 befindlichen Gase ohne Verunreinigung der Umgebung zum Kraftstofftank 1 zurückgeführt werden,before oil sank below a predetermined level is, a level sensor 8 is operated, which is a valve 9 opens in a line 10 between the pressure tank 6 and the fuel tank 1, so that the within the Gases located in the pressure tank 6 are returned to the fuel tank 1 without contaminating the surroundings will,
Der Überdruck im Drucktank 6 wird mittels eines automatisch arbeitenden Druckhalteventils ti, das unter Umgehung der Kraftstoffpumpen 3 und 4 eingebaut ist, im wesentlichen konstant gehalten. Dem Drucktank 6 wirrt genau jene ölmenge zugeführt, die dem jeweiligen Verbrauch des Motors 2 entspricht obwohl die Kraftstoffpumpe 3 eine wesentlich größere Kapazität hat jenes öl, das nicht in den Drucktank 8 gefördert wird, gelangt daher über das Druckhalteventil 11 wieder zur Saugseite der Kraftstoffpumpe 3 und zirkuliert so mehrmels durch die Kraftstoffpumpe 3.The overpressure in the pressure tank 6 is by means of an automatically operating pressure holding valve ti, which is below Bypassing the fuel pumps 3 and 4 is installed, kept essentially constant. The pressure tank 6 confuses exactly the amount of oil that is supplied to the respective Consumption of the engine 2 corresponds to although the fuel pump 3 has a much larger capacity if the oil that is not pumped into the pressure tank 8 is returned via the pressure holding valve 11 to the suction side of the fuel pump 3 and thus circulates repeatedly through the fuel pump 3.
Damit eine vollständige Mischung des aus dem Drucktank 6 herausgeförderten Öls erhalten wird und die in diesem befindlichen Gase in flüssiger Form verbleiben, wurde an den Auslaß des Drucktankes 6 ein statischer Mischer 12 angeschlossen.So that a complete mixture of the oil pumped out of the pressure tank 6 is obtained and the gases contained in this remain in liquid form, was fed to the outlet of the pressure tank 6 static mixer 12 connected.
Die Saugseite einer aus zwei Förderpumpen 14 und 15 bestehenden Pumpvorrichtung (wobei die eine Forderpumpe 15 als Reservepumpe dient) ist an den Auslaß des Mischers 12 angeschlossen, während die Druckseite dieser Pumpvorrichtung über eine Heizeinrichtung 16 und ein Viskosimeter 17 mit der Einspritzvorrichtung 18 des Motors 2 verbunden ist Die Förderkapazität jeder Förderpumpe 14, 15 übersteigt den Ölverbrauch des Motors 2 (und ist etwa dreimal größer als dieser), was bedeutet daß eine verhältnismäßig große Menge von im Motor 2 nicht verbrauchtem Öl über die Leitung 7 zum Drucktank 6 zurückgeführt wird. In der Heizeinrichtung 16 wird das Öl auf ca. 1500C erwärmt welches die Maximaltemperatur des Öls bei dessen Einführung in den Motor 2 istThe suction side of a pump device consisting of two feed pumps 14 and 15 (with one feed pump 15 serving as a standby pump) is connected to the outlet of the mixer 12, while the pressure side of this pump device is connected to the injection device 18 of the engine 2 via a heating device 16 and a viscometer 17 The delivery capacity of each delivery pump 14, 15 exceeds the oil consumption of the engine 2 (and is about three times greater than this), which means that a relatively large amount of oil not consumed in the engine 2 is returned via the line 7 to the pressure tank 6. In the heating device 16, the oil is heated to approximately 150 ° C., which is the maximum temperature of the oil when it is introduced into the engine 2
Wenn beide Kraftstoffpumpen 3 und 4 versagen sollten, kann e;i in eine Leitung zwischen der Saugseite der Kraftstoffpumpen und dem Auslaß des Durchflußmesscrs 5 eingebautes Ventil 13 sowie das Ventil 9 manuell geöffnet werden, wodurch die Förderpumpe 14 (oder 15) öl vom Drucktank 6 ansaugen kann, dem durch Eigendruck direkt von dem relativ höher im Boot liegenden Kraftstofftank 1 öl zugeführt wird und der aufgrund des offenen Ventils 9 dem Atmosphärendruck ausgesetzt ist.If both fuel pumps 3 and 4 should fail, e ; i in a line between the suction side of the fuel pumps and the outlet of the flowmeter 5 built-in valve 13 and valve 9 can be opened manually, whereby the feed pump 14 (or 15) can suck in oil from the pressure tank 6, which by its own pressure directly from the relatively higher in Boat lying fuel tank 1 oil is supplied and which is exposed to atmospheric pressure due to the open valve 9.
Die Bauteile 3 bis 6, 8, 9, 11 bis 13 mit den zugehörigen Leitungen können zweckmäßigerweise zu einem Regel- und Kontrollpunkt (nicht gezeigt) zusammengeführt werten und als ein.; austauschbare Einheit (Modui) 19 zwischen dem Kraftstofftank 1, dem Motor 2 und einer aus den Bauteilen 14 bis 16 bestehenden separaten Einheit (Modul) 20eingebaut sein.The components 3 to 6, 8, 9, 11 to 13 with the associated Lines can expediently be brought together to form a regulation and control point (not shown) rate and as a .; exchangeable unit (Modui) 19 between the fuel tank 1, the engine 2 and a separate one consisting of the components 14 to 16 Unit (module) 20 must be installed.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
Claims (5)
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