NO127451B

NO127451B -

Info

Publication number: NO127451B
Application number: NO297771A
Authority: NO
Inventors: George Johnson
Original assignee: Ivar Rivenas
Priority date: 1970-10-15
Filing date: 1971-08-10
Publication date: 1973-06-25
Also published as: SE392124B; DK137284C; GB1342077A; NL7114183A; DK137284B; DE2151276A1; NL173423B; NL173423C; JPS553431B1

Description

Flytende rengjøringsmiddel for for-brenningsraotorer eller liknende. Liquid cleaning agent for combustion rotors or similar.

Den foreliggende oppfinnelse vedrører et flytende rengjø-ringsmiddel, særlig for fjerning av karbonavsetninger, koksavleiringer og liknende som forekommer i forskjellige typer motorer og kjeler. The present invention relates to a liquid cleaning agent, in particular for removing carbon deposits, coke deposits and the like which occur in different types of engines and boilers.

Oppfinnelsen anvendes først og fremst for f orbrenningstno-torer, men kan også anvendes for eksempel for rengjøring av røk-kanaler og fyrrom i kjeler. Når det i det etterfølgende tales om motorer, er det først og fremst diesel-motorer det siktes til, men det vil forståes at også turbinmotorer, bensinmotorer, jet-motorer og andre forbrenningsmotorer vil kunne dra fordel av rengjøringsmidlet ifølge oppfinnelsen. The invention is primarily used for incinerators, but can also be used, for example, for cleaning smoke ducts and boiler rooms in boilers. When engines are mentioned in the following, it is primarily diesel engines that are meant, but it will be understood that turbine engines, petrol engines, jet engines and other internal combustion engines will also be able to benefit from the cleaning agent according to the invention.

Som kjent vil det alltid dannes slagg i forbindelse med en forbrenningsprosess,og dette slagg samt andre stoffer som er igjen etter forbrenningen har det alltid vært et problem å få fjernet fra motoren og- tilhørende deler. Store deler av slagget strømmer ut sammen med ekshaustgassen eller utstøtsgassen, og for eksempel ved trykkluftspyling oppnår man en ytterligere, om enn ikke fullstendig, rengjøring. Imidlertid synes det så å si umulig å få fjernet alle rester etter forbrenningsprosessen,og det opptrer etter hvert uunngåelig avsetninger og fastbrente koksavleiringer så vel i forbrenningsrom som på tilstøtende deler og i tilstøtende kanaler. Avsetningene, består hovedsakelig av ufor-brente brennstoffandeler, såsom ikke brennbare karbonforbindelser, visse tjærestoffer, askestoffer, svovelforbindelser, m.m., som dels inngår i kjemiske forbindelser med hverandre og som dels bygges lagvis på hverandre på motordelene og etter hvert danner faste belegg for eksempel i form av koksavleiringer. Slike avsetninger eller avleiringer kan det være vanskelig å fjerne på lettvint måte,og hittil har det vært vanlig å fjerne slike avsetninger og avleiringer ved periodiske motoroverheOinger, hvor motoren demonteres og det foretas manuell rengjøring med avskraping og pussing samt annen rengjøring av avleiringer og avsetninger. En slik rcotoroverhaling er temmelig arbeidskrevende og gjør det nødvendig å stoppe motoren over en betydelig tidsperiode. Det er av største betydning å kunne unngå slik motoroverhaling mens skipet er i sjøen, idet slik motoroverhaling betyr et vesentlig tap av kostbar tid, særlig for store skip. As is known, slag will always form in connection with a combustion process, and this slag and other substances left after combustion have always been a problem to remove from the engine and associated parts. Large parts of the slag flow out together with the exhaust gas or exhaust gas, and, for example, with compressed air flushing, further, albeit not complete, cleaning is achieved. However, it seems virtually impossible to remove all residues after the combustion process, and eventually deposits and burnt-on coke deposits inevitably appear in the combustion chamber as well as on adjacent parts and in adjacent channels. The deposits mainly consist of unburnt fuel parts, such as non-combustible carbon compounds, certain tar substances, ash substances, sulfur compounds, etc., which partly form chemical compounds with each other and which partly build up in layers on top of each other on the engine parts and eventually form solid coatings, for example in form of coke deposits. Such deposits or deposits can be difficult to remove easily, and until now it has been common to remove such deposits and deposits at periodic engine overhauls, where the engine is dismantled and manual cleaning is carried out with scraping and sanding as well as other cleaning of deposits and deposits. Such a rotor overhaul is rather labour-intensive and makes it necessary to stop the engine over a considerable period of time. It is of the utmost importance to be able to avoid such engine overhaul while the ship is at sea, as such engine overhaul means a significant loss of precious time, especially for large ships.

Rutinemessig motorovorhaling med rengjøring er nødvendig med bestemte tidsmellomrom, ikke bare for å redusere slitasjen på motordelene, men vel så meget for å redusere brennstoff-forbruket. Ved en skitten motor opptrer det en merkbar økning av brennstoff-forbruket, dels som følge av at geometrien i forbren-ningskammeret og tilstøtende kanaler endres ved oppbyggingen av de nevnte avleiringer og avsetninger og dels som følge av slitasje av delene og derav følgende lekkasje, men først og fremst som følge av at ventildelene tilskitnes og begynner å lekke og derved overdoserer brennstoff eller på annen måte endrer forbrenningsprosessen. Fastbrenning av stempelfjærer og derav føl-gende øket slitasje på sylinderforing, har også lett for å opp-tre ved skitne motorer. Routine engine overhaul with cleaning is necessary at certain intervals, not only to reduce the wear and tear on the engine parts, but just as much to reduce fuel consumption. With a dirty engine, there is a noticeable increase in fuel consumption, partly as a result of the geometry of the combustion chamber and adjacent channels changing due to the build-up of the aforementioned deposits and deposits and partly as a result of wear and tear of the parts and the resulting leakage, but primarily as a result of the valve parts becoming dirty and starting to leak, thereby overdosing on fuel or otherwise altering the combustion process. Burning of piston springs and consequent increased wear on the cylinder liner is also easy to occur in dirty engines.

Det har vært fremsatt atskillige forslag til å redusere avsetningen av slaggstoffer og annet belegg i forbrenningsmotorer, ved å foreta en konstant og kontinuerlig tilførsel til brennstoffet, til innsuglngsluften, til forbrenningsrommet sepa-rat eller til andre deler av motoren, med. forskjellige midler, såsom visse kjemikalier eller ganske enkelt vann, sur-stoffanriket vann, damp, kullsyre eller kullsyreholdig gass, m.m. Av forskjellige grunner har slike tilsetninger ikke funnet særlig anvendelse i praksis og er heller ikke anerkjent som prak-tisk brukbare. Por det første synes det ikke å ha vært mulig å tilføre midlet på en slik måte at det virker like effektivt over alle deler av motoren,og man har derfor hittil bare fått en lo-kalt avgrenset rengjøring av motoren, mens andre deler av motoren kan være stort sett upåvirket av rengjøringen. Por det annet synes en slik virkemåte å kreve en konstant, nøyaktig avpasset tilførsel av rengjøringsmidlet, uten at de fremsatte forslag in-dikerer noen slik nøyaktig angivelse av Ulførselsmengde og andre betingelser, og resultatet har vært at tilførselen av rengjø-ringsmediet og derved virkemåten for rengjøringsmediet har vært temmelig vilkårlig. Dersom rengjøringsmediet tilføres i for små mengder,vil det ikke kunne nå frem til alle områder av motoren i sterk nok konsentrasjon og vil heller ikke kunne hindre at det bygger seg opp avleiringer eller avsetninger i visse områder av motoren. Dersom rengjøringsmediet tilføres i for store mengder, kan det derimot innvirke negativt på forbrenningsprosessen og redusere effekten av forbrenningen. Several proposals have been put forward to reduce the deposition of slag substances and other coatings in internal combustion engines, by making a constant and continuous supply to the fuel, to the intake air, to the combustion chamber separately or to other parts of the engine, including. various agents, such as certain chemicals or simply water, oxygen-enriched water, steam, carbonic acid or carbonated gas, etc. For various reasons, such additives have not found particular application in practice and are also not recognized as practically usable. In the first place, it does not seem to have been possible to add the agent in such a way that it works equally effectively over all parts of the engine, and so far you have only had a locally limited cleaning of the engine, while other parts of the engine can be largely unaffected by the cleaning. On the other hand, such a mode of operation seems to require a constant, precisely adjusted supply of the cleaning agent, without the proposed proposals indicating any such precise indication of the supply quantity and other conditions, and the result has been that the supply of the cleaning medium and thereby the operation of the cleaning medium has been rather arbitrary. If the cleaning medium is added in too small quantities, it will not be able to reach all areas of the engine in a strong enough concentration and will also not be able to prevent deposits or deposits from building up in certain areas of the engine. If the cleaning medium is added in excessive quantities, it can, on the other hand, have a negative effect on the combustion process and reduce the effect of the combustion.

Det har også vært foreslått intermittent rengjøring hvor det tas sikte på å fjerne slaggavleiringer ved å foreta sjokkpå-virkninger på motorens deler, særlig ved innføring av vann, damp eller liknende- væskemedium, mens motoren er i gang. I tillegg til den uheldige innvirkning en slik påvirkning kan ha på de forskjellige sterkt oppvarmete deler av motoren, får man den uheldige virkning at avleiringene eller avsetningene sprekker av i flak eller stykker som ikke nødvendigvis blir blåst direkte ut fra forbrenningsrommet, men kan bli tilbake og øke slitasjen eller eventuelt tilstoppe ventilpassasjer og derved fremkaller lekkasje. En ytterligere ulempe er det at motorens effekt blir vesentlig redusert så lenge rengjøringen pågår ved en slik sjokk-artet påvirkning. Intermittent cleaning has also been proposed, where the aim is to remove slag deposits by applying shock effects to the engine's parts, particularly by introducing water, steam or a similar liquid medium, while the engine is running. In addition to the unfortunate impact such an impact can have on the various highly heated parts of the engine, one gets the unfortunate effect that the deposits or deposits break off in flakes or pieces which are not necessarily blown directly out of the combustion chamber, but can remain and increase wear or possibly clog valve passages and thereby cause leakage. A further disadvantage is that the motor's power is significantly reduced as long as the cleaning is in progress due to such a shock-like effect.

Fra dansk patentskrift 89.243 er det kjent å tilsette intermittent et rensemiddel under overtrykk direkte til labyrint-tetningene mellom motorens stator- og rotordeler, mens motoren er i drift. Som eksempler på rensemiddel nevnes ikke-brennbare, fettoppløsende midler eller damp eller trykkluft eller en kombinasjon av disse. Det er imidlertid ikke angitt noe bestemt mengde-forhold for rensemidlet og heller ikke er det angitt andre spe-sielle betingelser. Det er ved forsøk funnet at damp eller trykkluft alene eller i kombinasjon har liten effekt ved intermitte-rende innsprøytning og at en vilkårlig tilsetning av fettopplø-sende midler ikke harjnoen merkbar effekt alene eller i kombinasjon med damp og/eller trykkluft. Virkningen av rensemidlet ifølge dansk patentskrift må nødvendigvis bli temmelig vilkårlig, idet patentskriftet ikke angir noen klar løsning på problemet. From Danish patent document 89,243, it is known to intermittently add a cleaning agent under overpressure directly to the labyrinth seals between the motor's stator and rotor parts, while the motor is in operation. Examples of cleaning agents include non-flammable, fat-dissolving agents or steam or compressed air or a combination of these. However, no specific quantity ratio has been specified for the cleaning agent, nor have any other special conditions been specified. It has been found in experiments that steam or compressed air alone or in combination have little effect with intermittent injection and that an arbitrary addition of fat-dissolving agents does not have any noticeable effect alone or in combination with steam and/or compressed air. The effect of the cleaning agent according to the Danish patent must necessarily be rather arbitrary, as the patent does not specify any clear solution to the problem.

Fra US-patentskrift 2.471.390 er det kjent et rengjørings-middel med hovedbestanddelene o-diklorbenzen, kresylsyre og nafta. Dette rengjøringsmiddel er brennbart, hvorved det blir farligere å anvende og oppbevare enn rengjøringsmidlet ifølge den foreliggende oppfinnelse på grunn av brannfaren. Et annet rengjø-ringsmiddel for rengjøring av motorer er kjent fra US-patentskrift 2.356.747. Dette rengjøringsmiddel inneholder tjæreolje, oljesyre og aminer som hovedkomponenter og er derfor brennbart, hvilket medfører de ovennevnte ulemper. US patent 2,471,390 discloses a cleaning agent with the main components o-dichlorobenzene, cresylic acid and naphtha. This cleaning agent is flammable, making it more dangerous to use and store than the cleaning agent according to the present invention due to the fire hazard. Another cleaning agent for cleaning engines is known from US patent 2,356,747. This cleaning agent contains tar oil, oleic acid and amines as main components and is therefore flammable, which causes the above-mentioned disadvantages.

Ifølge oppfinnelsen har man kommet frem til et særlig effektivt flytende rengjøringsmiddel som inneholder en væskeformig blanding av de hver for seg kjente forbindelser: a) kationisk eller ikke-ionisk overflateaktiv forbindelse, According to the invention, a particularly effective liquid cleaning agent has been arrived at which contains a liquid mixture of the individually known compounds: a) cationic or non-ionic surface-active compound,

b) tjæresyre med kp. 230 - 280°C, b) tar acid with bp. 230 - 280°C,

c) vann, c) water,

hvor forholdet mellom kationisk eller ikke-ionisk overflateaktiv where the ratio of cationic or nonionic surfactant

forbindelse og tjæresyre er fra 40 : 1 til 2 : 1 og hvor vann-mengden utgjør 70 - 99 vektsprosent og fortrinnsvis mellom 80 og 98 vektsprosent av blandingen. compound and tar acid is from 40:1 to 2:1 and where the amount of water makes up 70-99% by weight and preferably between 80 and 98% by weight of the mixture.

Den overflateaktive forbindelse er fortrinnsvis kationisk og kan passende bestå av ett eller flere tertiære aminer fremstilt ved kondensasjon av langkjedete alifatiske aminer og etylenoksyd, såsom for eksempel de overflateaktive forbindelser som selges under varemerket "Ethomeen",fra Armour Industrial Chemical Co. The surface-active compound is preferably cationic and may conveniently consist of one or more tertiary amines prepared by condensation of long-chain aliphatic amines and ethylene oxide, such as, for example, the surface-active compounds sold under the trademark "Ethomeen" from Armor Industrial Chemical Co.

Eksempler på tjæresyre er kresylsyrer eller andre fenoliske syrer som fremstilles fra tjære eller tjæredestillat ved alkalisk ekstraks j on. Examples of tar acid are cresylic acids or other phenolic acids which are produced from tar or tar distillate by alkaline extraction.

Som løsningsmiddel anvendes det vann, idet anvendelsen av organiske løsningsmidler er mindre ønskelig i motorer og kjeler. Klorerte løsningsmidler må i alle fall unngås på grunn av faren for angrep på de aluminiumkomponenter i konstruksjonen som blir ren<g>jort. Water is used as a solvent, as the use of organic solvents is less desirable in engines and boilers. Chlorinated solvents must in any case be avoided due to the danger of attack on the aluminum components of the construction that are being cleaned.

Rengjøringsmidlet kan alt etter formålet anvendes i forskjellige konsentrasjoner. Por eksempel anvendt som bestryknings-middel kan det bestå av a) 5-20 vektsprosent kationisk eller ikke-ionisk overflateaktiv forbindelse, Depending on the purpose, the cleaning agent can be used in different concentrations. For example used as a coating agent, it can consist of a) 5-20% by weight cationic or non-ionic surfactant compound,

b) 0,5 - 10 vektsprosent tjæresyre, b) 0.5 - 10% by weight of tar acid,

c) resten vann og eventuelt c) the rest water and possibly

d) små mengder fargestoffer og/eller luktstoffer, såsom d) small amounts of dyes and/or odorants, such as

ammoniakk. ammonia.

Ved anvendelse som sprøytningsmiddel foretrekkes det et tilsvarende forhold mellom kationisk eller ikke-ionisk overflateaktiv forbindelse og tjæresyre, men fortynnet med vann til fra 2 til 5 vektsprosent tørrstoffinnhold. When used as a spraying agent, a similar ratio between cationic or non-ionic surface-active compound and tar acid is preferred, but diluted with water to from 2 to 5% dry matter content by weight.

I det etterfølgende skal det henvises til noen praktiske forsøk. In what follows, reference will be made to some practical experiments.

Eksempel 1. Example 1.

Det ble fremstilt midlet ifølge oppfinnelsen i følgende blandingsforhold: a) 20 deler "Ethomeen" av typen C25, levert av Armour Industrial Chemical Co. The agent according to the invention was prepared in the following mixing ratio: a) 20 parts "Ethomeen" of the type C25, supplied by Armor Industrial Chemical Co.

b) 1 del høytkokende tjæresyre, og b) 1 part high-boiling tar acid, and

c) 79 deler vann. c) 79 parts water.

Den overflateaktive forbindelse "Ethomeen" ble blandet med The surfactant compound "Ethomeen" was mixed with

tjæresyren under omrøring, og blandingen ble gradvis fortynnet med vann under omrøring. the tar acid with stirring, and the mixture was gradually diluted with water while stirring.

Ved stempeloverhaling i en motor med 2500 timers drift etter en forutgående stempeloverhaling, ble rengjøringsmidlet på-ført på alle utsatte flater av forbrenningsrommet og tilstøtende deler av sylinderforing og stempelflater, på ventildeler, ventil-seter samt tilstøtende kanaler. Man lot midlet virke i omtrent 30 minutter, hvoretter man foretok manuell avskraping av det iall-fall delvis løsnete belegg. Rester av avleiringer ble fjernet etter gjentakelse av rengjøringen,og man hadde derved oppnådd fjerning av alle avleiringer og avsetninger på de behandlete flater. During piston overhaul in an engine with 2500 hours of operation after a previous piston overhaul, the cleaning agent was applied to all exposed surfaces of the combustion chamber and adjacent parts of the cylinder liner and piston surfaces, on valve parts, valve seats and adjacent channels. The agent was left to work for approximately 30 minutes, after which the at least partially loosened coating was manually scraped off. Remains of deposits were removed after repeating the cleaning, and the removal of all deposits and deposits on the treated surfaces had thereby been achieved.

Eksempel 2. Example 2.

Det ble fremstilt samme blanding som angitt i eksempel 1j The same mixture as indicated in example 1j was prepared

og deretter ble det tilsatt ytterligere ,ørn;n, slik &% man opp-., nådde en blanding med 2 vektsprbSeirb^tølp^^Séi." Reng$% iftågamiå^ let var klart til bruk ved sprøytning. and then further ,ærn;n was added, so that a mixture of 2 weight sprbSeirb^tølp^^Séi was reached.

Ved stempeloverhaling i en motor med 1500 timers drift etter en forutgående motoroverhaling, ble rengjøringsmidlet på-ført alle flater som skulle rengjøres ved sprøytning. Man lot midlet virke i omtrent 30 minutter, hvoretter man foretok manuell avskraping. Det ble lettvint oppnådd fjerning av alle avleiringer og avsetninger på de behandlete flater. During a piston overhaul in an engine with 1,500 hours of operation after a previous engine overhaul, the cleaning agent was applied to all surfaces to be cleaned by spraying. The agent was left to work for approximately 30 minutes, after which manual scraping was carried out. The removal of all deposits and deposits on the treated surfaces was easily achieved.

Eksempel 3. Example 3.

Det ble fremstilt samme blanding som angitt i eksempel 1. The same mixture as stated in example 1 was prepared.

Rengjøringsmidlet var klart for bruk. The cleaning agent was ready for use.

På et skip i norsk havn ble det foretatt rengjøring i en seks-sylindret dieselmotor som markedsføres under betegnelsen "Wickmann", type ACAT-1200 HK, utstyrt med overlader av utførel-sen "NEBB", type VTR-200. On a ship in a Norwegian port, cleaning was carried out in a six-cylinder diesel engine marketed under the designation "Wickmann", type ACAT-1200 HP, equipped with a supercharger of the "NEBB" design, type VTR-200.

Pørst ble det fjernet topplokket,og deretter ble det inspisert og fotografert sylinderveggen, spyleluft- og ekshaustkanaler, samt stempeltopp og topplokk. Stempeltopp og topplokk hadde en-kelte steder et par millimeter tykke, harde koksbelegg,og det samme ble funnet i ekshaustkanalene. I spyleluftkanaiene var det bygget opp i hjørnene ca. 1 cm høye, harde oljebelegg, slik at geometrien i kanalene var vesentlig forandret. First, the cylinder head was removed, and then the cylinder wall, scavenge air and exhaust ducts, as well as piston top and cylinder head were inspected and photographed. The piston top and cylinder head had hard coke coatings in some places a couple of millimeters thick, and the same was found in the exhaust ducts. In the flushing air ducts, there was a build-up in the corners of approx. 1 cm high, hard oil coatings, so that the geometry of the channels was significantly changed.

Topplokket ble deretter satt på plass,og motoren ble kjørt på tomgang en times tid mens man sprøytet rensemiddel inn i motorens lufttilførselssystem i en mengde av 3 liter/time via luft-filteret i overladeren. The cylinder head was then put in place, and the engine was run at idle for an hour while cleaning agent was sprayed into the engine's air supply system in a quantity of 3 litres/hour via the air filter in the supercharger.

Skipet forlot samme dag den norske havn med kurs for England og returnerte til norsk havn etter 14- dager for ny inspeksjon. Topplokket ble på nytt fjernet, og det ble inspisert og fotografert på nytt sylinderveggen, spyleluft- og ekshaustkanaler samt stempeltopp og topplokk. Ved inspeksjonen viste det seg at alt koksbelegg var fjernet, og at det harde oljebelegg i hjørnene på spyleluftkanalene var redusert til et par millimeters tykkelse. The ship left the Norwegian port on the same day bound for England and returned to the Norwegian port after 14 days for a new inspection. The cylinder head was again removed, and the cylinder wall, scavenge air and exhaust ducts as well as piston top and cylinder head were inspected and photographed again. The inspection showed that all the coke coating had been removed, and that the hard oil coating in the corners of the purge air ducts had been reduced to a thickness of a couple of millimeters.

Eksempel 4. Example 4.

Det ble fremstilt samme blanding som angitt i eksempel 2, men fortynnet bare til 5 vektsprosent tørrstoffinnhold. Rengjø-ringsmidlet var klart for bruk. The same mixture as stated in example 2 was prepared, but only diluted to 5% dry matter content by weight. The cleaning agent was ready for use.

. Det ble foretatt et forsøk med motoren i eksempel 3 etter . An attempt was made with the engine in example 3 after

en fullstendig mot oroverhaling med nøyaktig rengjøring, idet ren-gjøringsmediet ble tilsatt til luftinntakssystemet mens motoren var i drift i en mengde av 6 liter/time over et tidsrom på omtrent 10 minutter, første gang etter en dags drift av motoren og deretter over et tidsrom på 10 minutter etter hver ukes drift av motoren. Rengjøringsmidlet ble tilført under trykkforstøvning med et trykk på 5 kp/cm o direkte til luftstrømmen til trykkluftskå-na len som forgrener seg til de forskjellige motorsylindre. a complete anti-overhaul with precise cleaning, the cleaning medium being added to the air intake system while the engine was running at a rate of 6 litres/hour over a period of approximately 10 minutes, the first time after a day's operation of the engine and then over a period of in 10 minutes after each week's operation of the engine. The cleaning agent was supplied under pressure atomization with a pressure of 5 kp/cm o directly to the air flow of the compressed air bowl which branches off to the various engine cylinders.

Ved inspeksjon etter en måneds drift like etter en forutgående rengjøring viste motoren seg å være like ren som ved den fullstendige motoroverhaling. On inspection after a month of operation just after a previous cleaning, the engine was found to be as clean as during the complete engine overhaul.

Claims

1. Liquid cleaning agent, particularly for the removal of carbon deposits, coke ash rings and the like that occur in different types of engines and boilers, characterized in that the agent contains a liquid mixture of the compounds known individually: a) cationic or non-ionic surface-active compound , b) ; tar acid with bp. 230 - 280°C, c) water, where the ratio between cationic or non-ionic surface-active compound and tar acid is from 40:1 to 2:1 and where the amount of water constitutes 70-99% by weight and preferably between 80 and 98% by weight of the mixture.

2. Cleaning agent in accordance with claim 1, characterized in that the surface-active compound is cationic and consists of one or more tertiary amines produced by condensation of long-chain amines and ethylene oxide.