FI120843B - Korkeapainepolttoaineen liitäntäjärjestely ruiskutussuuttimeen yhteispainevarastoon perustuvassa järjestelmässä - Google Patents

Description

KORKEAPAINEPOLTTOAINEEN LIITÄNTÄJÄRJESTELY RUISKUTUSSUUT-TIMEN PITIMEEN YHTEISPAINEVARASTOON PERUSTUVASSA JÄRJESTELMÄSSÄ 5 Keksinnön ala

Keksintö kohdistuu patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukaiseen korkeapaine-polttoaineen liitäntäjärjestelyyn ruiskutussuuttimen pitimeen suuren polttomoottorin yhteispainevarastoon perustuvassa järjestelmässä.

10

Tekniikan taso Tässä esityksessä termi "suuri polttomoottori" tarkoittaa sellaisia moottoreita, joita käytetään esim. laivojen pääpropulsiomoottoreina tai apumoottoreina tai voimalai-15 toksissa lämmön ja/tai sähkön tuotantoon.

Eräässä tunnetussa järjestelyssä putki korkeapainepolttoaineen syöttämiseksi common rail -järjestelmästä ruiskutussuuttimelle on liitetty suoraan kierteillä ruiskutussuuttimen pitimeen. Tämä on osoittautunut epäluotettavaksi ratkaisuksi, kos-20 ka kierreliitoksen melko rajoitetun pituuden vuoksi putkella on rajallinen venymä, joka voi johtaa riittämättömään pidätysvoimaan tiivistettäessä korkeapaineista common rail -järjestelmää 1800 baarin tai sitä korkeammassa paineessa. Kierteiden järjestäminen ruiskutussuuttimen pidikkeen melko kapeaan seinäosaan ei sekään ole helppoa ja voi johtaa komponenttien lyhentyneeseen kestoikään.

25

Keksinnön eräänä tarkoituksena on aikaansaada uusi liitäntäjärjestely, jolla ratkaistaan edellä esitetyt ja muut tekniikan tason ongelmat. Keksinnön tarkoituksena on myös aikaansaada luotettava liitäntäjärjestely, jonka rakenne ei ole monimutkainen. Lisäksi tavoitteena on aikaansaada järjestely, joka mahdollistaa ruiskutus-30 suuttimen pitimen ulkopuolelta valuvan vuodon käsittelyn ja ohjauksen, jolloin ruis-kutuslaitteiston kunnon valvonta tulee mahdolliseksi.

2

Keksinnön kuvaus

Keksinnön tavoitteet voidaan saavuttaa olennaisesti patenttivaatimuksessa 1 ja muissa keksinnön eri piirteiden yksityiskohtia kuvaavissa patenttivaatimuksissa 5 esitetyllä tavalla.

Keksinnön mukaisesti järjestely käsittää kiinnitysvälineen, joka on järjestetty kier-teitettyyn yhteyteen sylinterinkannessa olevan kammion ensimmäisen osan kanssa toisen putkivälineen kiinnittämiseksi tiiviisti ruiskutussuuttimen pitimeen kiinni-10 tysvälineen kohdistaessa kiinnitysvoiman toiseen putkivälineeseen järjestetyn laajennetun, sopivalla vastinpinnalla varustetun osan välityksellä. Mainittu kammio on järjestetty yhteyteen ruiskutussuuttimen pidikkeen kanssa kammion toisen osan kautta toisen putkivälineen ollessa sijoitettu ainakin olennaiselta osalta pituuttaan välimatkan päähän mainitusta kammiosta kiinnitysvälineen ja ruiskutussuuttimen 15 pitimen välillä.

Näin ollen putkivälineen suorasta yhteydestä kierteiden välityksellä ruiskutussuuttimen pitimeen voidaan luopua jättämällä riittävä putkivälineen kiristysvara ruiskutussuuttimen pitimeen erilaisten toimintaolosuhteiden ja moottorissa käytettävien 20 polttoaineiden vaatimusten mukaisesti. Koska kammio on yhteydessä ruiskutussuuttimen pidikkeeseen riippumatta korkeapainepolttoaineen syötöstä putkivälineen kautta, sitä voidaan edullisesti käyttää ruiskutussuuttimen pitimen ulkopuolelta tulevan vuodon keräämiseen.

25 Toisen putkivälineen pituus kiinnitysvälineen ja ruiskutussuuttimen pitimen välillä ja kammion halkaisija valitaan siten, että ne sallivat siihen sijoitetun toisen putkivälineen vähäisen taipumisen kiinnitysvälineen aiheuttaman tietyn jännityksen johdosta. Pitkällä kuormituspituudella varustetun putkivälineen käyttö aikaansaa paremmin pysyvän jännityksen putken työpituuksien muuttuessa lämpörasitusmuu-30 tosien vuoksi.

3

Jos on olemassa riski, että toinen putkiväline taipuu liikaa, voi toisessa putkiväli-neessä olla tukielementti sen tukemiseksi sylinterinkanteen kammion toisen osan varrella.

5 Käytännössä toisen putkivälineen pituus laajennetun osan ja toisen pään välillä on edullisesti n. 10 - 20 kertaa sen halkaisija. Kammion halkaisija on vastaavasti n. 40 - 100 % suurempi kuin siinä oleva toinen putkiväline. Näillä mitoituksilla on helpompi käsitellä moottorin erilaisista toimintaolosuhteista johtuvia putkivälineessä tapahtuvia venymän vaihteluja.

10

Kun kammio on järjestetty keräämään ruiskutussuuttimen pitimen ulkopinnalta poistuvaa ns. likaista vuotoa, on tämä kammio käytännössä paineeton, koska kyse on vain tiivistävän seoksen tipoista. Tästä huolimatta sylinterinkansi on tässä tapauksessa edullisesti varustettu kanavalla tai vastaavalla kerätyn vuodon johtami-15 seksi pois kammiosta ja sylinterinkannesta. Tämä mahdollistaa vuotomäärän valvonnan ja suurempien vuotojen havaitsemisen.

Eräässä edullisessa suoritusmuodossa kammion ensimmäistä osaa rajoittaa edullisesti sylinterinkansi, kiinnitysväline ja toinen putkiväline mukaan lukien sen laa-20 jennettu osa. Kammion ensimmäisen osan halkaisija on edullisesti olennaisesti suurempi kuin kammion toisen osan halkaisija ja se sisältää riittävästi vapaata tilaa mainitun vuodon keräämiseksi.

Kiinnitysväline on edullisesti holkkimainen pulttielementti, jonka läpi toinen putkivä-25 line on sovitettu. Näin se voidaan helposti kiristää tavallisilla työkaluilla eikä se ole suorassa yhteydessä putkivälineen kautta syötettävään korkeapainepolttoainee-seen.

Putkivälineen kautta kulkevan korkeapainepolttoaineen syötön tehokasta tiivistystä 30 ajatellen kiinnitysvälineen kosketuspinta on kartion muotoinen ja sen vastinpinta laajennetussa osassa on joko pallomainen tai kartiomainen. Vastaavasti toisen putkivälineen toisen pään pääty on edullisesti pallomainen ja sen vastinpinta ruiskutussuuttimen pitimessä on kartiomainen. Toisen putkivälineen toisen pään pää- 4 dyn pallomuoto mukautuu parhaalla mahdollisella tavalla mahdollisiin suuntausvir-heisiin putkivälineen taipuessa asennuksessa sylinterinkanteen.

Piirustuksen lyhyt kuvaus 5

Seuraavassa keksintöä selostetaan viitaten oheiseen kaavamaiseen piirustukseen, jonka ainoassa kuviossa on esitetty keksinnön mukaisen järjestelyn eräs suoritusmuoto leikkauskuvana.

10 Piirustuksen yksityiskohtainen kuvaus

Piirustuksessa viitenumerolla 1 on merkitty polttomoottorin sylinterinkantta, joka tukee ruiskutussuuttimen pidintä 2, jolla ruiskutetaan korkeapainepolttoainetta moottorin sylinteriin sinänsä tunnetulla tavalla (ei esitetty). Yhteispainevarastoon 15 perustuvasta järjestelmästä (ei esitetty) tulevaa korkeapainepolttoainetta tuodaan ensimmäisen putkivälineen 3 kautta sylinterinkanteen 1 ja toinen putkiväline 4 syöttää korkeapainepolttoainetta edelleen sylinterinkannen 1 sisällä ruiskutussuuttimen pitimelle 2. Toisen putkivälineen 4 ensimmäinen pää 4a on liitetty tiiviisti ensimmäiseen putkivälineeseen 3. Mikä tahansa sopiva kiinnitysväline 10, esim. 20 holkki, jossa on kierreliitäntä putken päähän 4a, voidaan järjestää ensimmäisen ja toisen putkivälineen 3 ja 4 välisen tiiviin liitännän varmistamiseksi. Toisen putkivälineen 4 toinen pää 4b on suorassa yhteydessä ruiskutussuuttimen pitimeen 2 keskinäisten kosketuspintojen 4e ja 2a välityksellä. Pinta 2a voi olla kartiomainen ja pinta 4e on edullisesti pallomainen, jolloin saada luotettava ja tiivis kontakti.

25

Sylinterinkannessa 1 on kammio 5, 6, joka on yhteydessä sylinterinkannen 1 ja ruiskutussuuttimen pitimen 2 väliseen välykseen 11 ja se pitää sisällään olennaista osaa toisesta putkivälineestä 4. Järjestely käsittää lisäksi kiinnitysvälineen 7, esim. hoikin tai vastaavan pulttielementin, jonka läpi toinen putkiväline 4 johdetaan ja 30 joka on kierteiden 8 avulla liitetty kammion 5, 6 ensimmäiseen osaan 5 sylinterinkannessa 1. Toisessa putkivälineessä 4 on laajennettu osa 4c, jolla on kiinnitysvälineen 7 pinnan 7a kanssa yhteistoimintaan järjestetty vastinpinta 4d. Nämä pinnat 4d ja 7a voivat olla kartiomaiset. Vaihtoehtoisesti pinta 4d voi pinnan 4e tavoin olla 5 edullisesti myös pallomainen, jolloin se mukautuu paremmin alla kuvattuun toisen putkivälineen mahdolliseen taipumiseen. Näin putkiväline 4 voidaan tiivistää tiukasti kiinnitysvälineen 7 vastinpintaan 7a lähempänä toisen putkivälineen 4 ensimmäistä päätä 4a. Laajennetun osan 4c ei tarvitse olla toisen putkivälineen 4 ra-5 kenteellinen osa, vaan haluttaessa se voidaan toteuttaa esim. erillisenä kierteitet-tynä liitäntäholkkina.

Kuten kuviosta ilmenee, se osa toista putkivälinettä 4, joka jää laajennetun osan ja ruiskutussuuttimen pitimen 2 väliin, on pituudeltaan merkittävä etenkin hal-10 kaisijaansa nähden. Kun toisella putkivälineellä 4 on tällainen layout kammion 6 toisen osan sisällä, on etuna pitkä venymäpituus, joka mahdollistaa kuormituksen pysyvyyden huolimatta polttoaineen lämpötilan toimintaääriarvoista 40°C - 150°C käytettäessä raskasta polttoöljyä. Tarvittaessa kammion 5, 6 toinen osa 6 sallii toisen putkivälineen 4 taipuvan siinä määrin, että riittävä kuormituksen pysyvyys voi-15 daan säilyttää erilaisissa olosuhteissa. Toisaalta toisen putkivälineen 4 tässä osassa voi olla ohjausta, joka määrittää tällaisen taipumisen rajat. Kuviossa tämä on esitetty vain kaavamaisesti tukielementin 13 muodossa. Tällainen tukielementti pitäisi luonnollisesti suunnitella sallimaan vuoto sen läpi, jolloin alla kuvattu vuodon kerääminen kammio-osien 5 ja 6 kautta tulee mahdolliseksi. Tätä tarkoitusta var-20 ten ja mainittu taipuminen huomioiden toisella osalla 6 on edullisesti pienempi halkaisija kuin kammion 5, 6 ensimmäisellä osalla 5.

Kuten kuviosta ilmenee, kammion 5, 6 ensimmäinen osa 5 on kammion 5, 6 toisen osan 6 kautta yhteydessä välykseen 11, jossa tiivistävän seoksen tipat valuvat 25 ulos ruiskutussuuttimen pitimestä 2 sen ulkopinnalle. Tämän vuoksi kammion osia 5 ja 6 voidaan edullisesti käyttää keräämään tätä ns. likaista vuotoa, joka voidaan johtaa pois sylinterinkannesta 1 kanavan 12 avulla. Tätä vuotoa voidaan sen jälkeen seurata, ja siten voidaan havaita äkillinen ja riittävän suuruinen vuodon lisääntyminen, joka on mahdollisesti merkki suuremmasta vuodosta, joka on korjat-30 tava laitteiston vaurioitumisen välttämiseksi.

5 6

On selvää, että keksintö ei ole rajoitettu edellä esitettyihin esimerkkeihin, vaan sitä voidaan toteuttaa monissa eri suoritusmuodoissa keksinnöllisen ajatuksen ja oheisten patenttivaatimusten suojapiirin puitteissa.

Claims (8)

7

1. Korkeapainepolttoaineen liitäntäjärjestely ruiskutussuuttimen pitimeen (2) suuren polttomoottorin yhteispainevarastoon perustuvassa järjestelmässä käsittäen 5 ensimmäisen putkivälineen (3) yhteispainevarastoon perustuvasta järjestelmästä tulevan korkeapainepolttoaineen syöttämiseksi moottorin sylinterikanteen (1) ja toisen putkivälineen (4) korkeapainepolttoaineen syöttämiseksi edelleen sylinteri-kannen (1) sisällä ruiskutussuuttimen pitimeen (2) ruiskutettavaksi moottorin sylinteriin, jonka toisen putkivälineen (4) ensimmäinen pää (4a) on liitetty ensimmäi-10 seen putkivälineeseen (3), ja toisen putkivälineen (4) toinen pää (4b) on suorassa yhteydessä mainittuun ruiskutussuuttimen pitimeen (2), jolloin järjestely käsittää lisäksi kiinnitysvälineen (7), joka on järjestetty kierteitettyyn yhteyteen sylinterin-kannessa olevan kammion (5, 6) ensimmäisen osan (5) kanssa toisen putkivälineen (4) kiinnittämiseksi tiiviisti ruiskutussuuttimen pitimeen (2) kiinnitysvälineen 15 (7) kohdistaessa kiinnitysvoiman toiseen putkivälineeseen (4) järjestetyn laajenne tun, sopivalla vastinpinnalla (4d) varustetun osan (4c) välityksellä, ja mainittu kammio (5, 6) on järjestetty yhteyteen ruiskutussuuttimen pitimen (2) kanssa kammion (5, 6) toisen osan (6) kautta, jolloin toinen putkiväline (4) on sijoitettu ainakin olennaiselta osalta pituuttaan välimatkan päähän mainitusta kammiosta (5, 20 6) kiinnitysvälineen (7) ja ruiskutussuuttimen pitimen (2) välillä, tunnettu siitä, että paremman pysyvän jännityksen aikaansaamiseksi kammiossa (5, 6) sijaitsevaan toiseen putkivälineeseen (4) lämpörasitusten muuttuessa toisen putkivälineen (4) vähäinen taipuminen on järjestetty sallittavaksi kiinnitysvälineen (7) aiheuttaman tietyn jännityksen johdosta valitsemalla toisen putkivälineen (4) pituus laajennetun 25 osan (4c) ja toisen pään (4b) välillä siten, että se on n. 10 - 20 kertaa sen halkaisija, ja valitsemalla kammion (5, 6) halkaisija siten, että se on n. 40 - 100 % suurempi kuin siihen sijoitettu toinen putkiväline (4).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että toisessa putkivä-30 lineessä (4) on tukielementti (13) sen tukemiseksi sylinterinkanteen (1) kammion (5, 6) toisen osan (6) varrella. 8

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että kammio (5, 6) on järjestetty keräämään ns. likaista vuotoa, joka valuu pois ruiskutussuuttimen pitimen (2) ulkopinnalta, ja että sylinterinkannessa (1) on kanava (12) tai vastaava kerätyn vuodon johtamiseksi pois mainitusta kammiosta (5, 6) ja sylinterinkannes- 5 ta (1).

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että kammion (5, 6) ensimmäistä osaa (5) rajaa sylinterinkansi (1), kiinnitysväline (7) ja toinen putkivä-line (4) mukaan lukien sen laajennettu osa (4c). 10

5. Patenttivaatimuksen 3 tai 4 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että kammion (5, 6) ensimmäisen osan (5) halkaisija on olennaisesti suurempi kuin kammion (5, 6) toisen osan (6) halkaisija ja se sisältää riittävästi vapaata tilaa mainitun vuodon keräämiseksi. 15

6. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen mukainen järjestely, tunnettu siitä, että kiinnitysväline (7) on holkkimainen pulttielementti, jonka läpi toinen putkiväline (4) on sovitettu.

7. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen mukainen järjestely, tunnettu siitä, että kiinnitysvälineen (7) kosketuspinta (7a) on kartiomainen ja sen vastinpinta (4d) laajennetussa osassa (4c) on joko pallomainen tai kartiomainen.

8. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen mukainen järjestely, tunnettu siitä, että 25 toisen putkivälineen (4) toisen pään (4b) pääty (4e) on pallomainen ja sen vastinpinta (2a) ruiskutussuuttimen pitimessä (2) on kartiomainen. 9