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Vorrichtung zum Schutz von Brennkraftmaschinen auf Schiffen mit einem
in deren Außenhaut angeordneten Brennstofftank Die Erfindung bezieht sich auf eine
Vorrichtung zum Schutz von Brennkraftmaschinen auf Schiffen, mit einem in deren
Außenhaut angeordneten Kraftstofftank sowie einem in der vom Tank zur Brennkraftmaschine
führenden Verbindungsleitung angeordneten, auf Wasser, insbesondere Seewasser ansprechenden,
als elektrische Widerstandseinrichtung ausgebildeten Fühler.
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Die Erfindung besteht darin, daß der Fühler als veränderliches Glied
einer an sich bekannten Relaisschaltung angehört, welche beim Auftreten von Wasser
in der Verbindungsleitung eine Umschaltung vom Hauptkraftstofftank auf einen Reservekraftstofftank
bewirkt. Als Wasserfühler ist in an sich bekannter Weise ein aus Elektrodenblechen
gebildeter Durchflußengpaß vorgesehen.
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Die Erfindung geht von der Erwägung aus, daß bei der oben geschilderten
Kraftstofftankanordnung die Gefahr besonders groß ist, daß beim Undichtwerden der
Außenhaut Seewasser in den Tank, von da in die Kraftstoffzufü hrungsleitung der
Brennkraftmaschine und möglicherweise sogar in diese selbst gelangt. Abgesehen von
den Schäden, die dadurch entstehen können, beansprucht die Reinigung der Kraftstoffleitungsabschnitte,
der Kraftstofförderpumpe, des Vergasers oder der Einspritzpumpe und -düsen von Seewasser
einen derart großen Aufwand an Arbeit und Zeit, daß eine Abhilfe während der Fahrt
und innerhalb der für das Beladen und Entladen des Schiffes bestimmten normalen
Liegezeiten in den Häfen kaum durchführbar ist. Vor allem Dieselmaschinen mit ihrem
komplizierten Einspritz- und Düsensystem sind gegen Seewasser besonders empfindlich,
weil an den feinstgeschliffenen Einspritzpumpen- und Düsenelementen schon nach kurzer
Zeit korrosive Erscheinungen auftreten. Durch die Erfindung werden diese Gefahren
beseitigt.
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Es sind zwar schon Einrichtungen zur Feststellung von Verunreinigungen
und zum Nachweis des Vorhandenseins von Wasser im Kraftstoff von Brennkraftma.schinen
bekannt, die sich jedoch nur mit einer einfachen Anzeige begnügen und es dem Betreuer
der A,Iaschine überlassen, ob dagegen etwas unternommen wird oder nicht. Es sind
zwar auch schon automatische Umschaltvorrichtungen vom Hauptkraftstoff auf Reseverkraftstoff
an sich bekannt. Doch handelt es sich dabei um eine Umschaltvorrichtung an Kraftstoffbehältern
von Flugmotoren als Notmaßnahme z. B. dann, wenn beim Start die Saugförderung allein
nicht mehr ausreicht. Mit dem Erfindungsproblem und seiner Lösung hat diese Anordnung
nichts zu tun.
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Durch diese selbständige Umschaltung vom Haupttank auf einen Nebentank
in Abhängigkeit von einem Seewasserfühler wird ein Eindringen von Seewasser in die
Brennkraftmaschine und deren Zubehöraggregate vermieden, so daß bestehende Störungen
in Ruhe beseitigt werden können, ohne die Fahrt unterbrechen oder die Liegezeiten
verlängern zu müssen.
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In der Zeichnung ist die Erfindung in mehreren Ausführungsbeispielen
schematisch dargestellt. Es zeigt Fig. 1 das Gesamtanordnungsschema für eine Seewasser-Schutzvorrichtung
an einer Kraftstoff-Einspritzbrennkraftmaschine, mit einem an eine elektrische Brückenschaltung
angeschlossenen Seewasserfühler, Fig. 2, 4 und 5 drei verschiedene Ausführungsformen
von Seewasserfühlern im Längsschnitt, Fig. 3 einen Querschnitt durch einen Seewasserfühler
nach der Linie III-III von Fig. 2 und Fig. 6 das Schaltschema einer Relaisschaltung
mit einem Arbeitskontakt und zwei Ruhekontakten in einer einfachen Widerstandsschaltung
des Fühlers.
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Wie das Ausführungsbeispiel von Fig. 1 zeigt, ist die Außenhaut 1,
1' des Schiffes doppelwandig ausgeführt, und der oben und unten abgeschlossene Zwischenraum
2 wird als Kraftstofftank benutzt. Von diesem führt eine Leitung 3, 3' zur Kraftstoffeinspritzpumpe
4 eines Dieselmotors 5. In der Kraftstoffzuleitung 3, 3' befindet sich ein durch
eine Solenoidspule 6 gesteuertes Umschaltventil 7, mit einem durch eine Rückholfeder
8 belasteten Doppelkolben, dessen einer Kolben 9 in seiner Ruhelage den Durchfluß
des Kraftstoffes vom Leitungsabschnitt 3 zum Leitungsabschnitt 3' freigibt, während
der zweite Kolben 10 die Mündung der Abflußleitung 11 eines Kraftstoffreservetanks
12 absperrt. Die Solenoidspule 6 wird von einem von einer elektrischen Brückenschaltung
13 gesteuerten
Relais 14 beeinflußt, das einen Kontakt 14a betätigt.
Als unter dem Einfluß von Seewasser veränderlicher Teil der Brücke 13 wirkt ein
in der Kraftstoffzuleitung 3, 3' angeordneter Fühler 15. Dieser besteht, wie z.
B. die Fig. 2 und 3 zeigen, aus einer größeren, an sich beliebigen Anzahl von mit
geringem Abstand ineinander angeordneten U-förmig gebogenen und unter dem Einfluß
des Seewassers als Elektroden wirkenden Blechen 16, 16', 16" usw. innerhalb des
die Leitungsabschnitte 3, 3' miteinander verbindenden Gehäuses 15. Die Elektrodenbleche
16, 16' und 16" bilden beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 2 und 3 gerade U-Profile,
die wechselseitig stromschlüssig miteinander verbunden sind. Der Fühler ,wird unv
so empfindlicher, je größer die Anzahl der verwendeten Elektrodenbleche ist und
je dichter sie nebeneinanderliegen. Eine erhöhte Sicherheit des Abfangens von einzelnen
Seewassertröpfchen wird erreicht, wenn man den ganzen Elektrodenblecheinsatz in
Strömungsrichtung keilförmig verjüngt, wie die Fig. -1 zeigt. Die Düsenform des
Fühlerdurchlasses nach den Fig. 4 und 5 erhöht die Durchflußgeschwindigkeit. Es
ist diese Erhöhung dann von Vorteil, wenn die Strömungsgeschwindigkeit in den Leitungsabschnitten
3,3' sehr gering ist und aus diesem Grunde Gefahr besteht, daß die durch
den Fühler 15 strömenden Seewassertröpfchen nicht in der Lage sind, den auf den
Elektrodenblechen haftenden Ölfilm aufzureißen.
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Die Wirkungsweise der beschriebenen und dargestellten Vorrichtung
ist folgende: Solange den Fühler reiner Kraftstoff durchströmt, wirkt dieser als
nicht oder nur wenig stromleitendes Medium elektrisch isolierend. Die Brücke 13
ist dazu derart abgeglichen, daß sie sich im Gleichgewicht befindet. Somit durchfließt
das Relais 14 kein oder nur ein derart geringer Strom, daß es nicht anspricht. Sobald
jedoch den Strom gut leitende Seewassertröpfchen die Elektrodenbleche passieren,
wird das Brückengleichgewicht gestört. Dementsprechend fließt ein Strom zum Relais
14. Dieses schließt den Kontakt 14a und schließt damit den Stromkreis der Spule
6. Diese zieht die Ventilkolben 9, 10 unter Anspannung der Feder 8 in ihre andere
Schaltstellung, in welcher der Kolben 9 die Leitung 3, 3' unterbricht und der Kolben
10 den Leitungsabschnitt 3' mit der vom Reservetank 12 kommenden Leitung 11 verbindet.
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Nun kann es vorkommen, daß Seewassertröpfchen durch den Fühler 15
hindurchgerissen werden und in den Leitungsabschnitt 3' gelangen, während durch
den Fühler 15 wieder reiner Brennstoff fließt mit der Folge, daß der Stromfluß zum
Relais 14 wieder unterbrochen wird, das Relais den Kontakt 14a wieder ,Öffnet, der
Spule 6 kein Strom mehr zufließt und die sich entspannende Rückholfeder 8 die Ventilkolben
9, 10 wieder in ihre Anfangslage umstellt, in welcher die Leitung 11 des Reservetanks
12 wieder abgeschaltet und der Haupttank 2 wieder zugeschaltet ist. Um nun zt=.
verhindern, daß der durch den Fühler 15 hindurchgerissene Seewasseranteil in die
Leitung 3' gelangt, ist am Doppellzolben 9, 10 des Ventils 7 eine willkürlich von
Hand wieder zu lösende, in der Zeichnung nicht dargestellte Federraste (z. B. ein
federnder Haken oder Knopf) vorgesehen, welche die Kolben 9, 10 in jener Endstellung
festhält, in welcher der Haupttank 2 abgeschaltet und der Reservekraftstofftank
12 zugeschaltet ist. Man wird also den Haupttank 2 erst dann wieder zuschalten,
wenn die Ursache des Seewasserzuflusses und dessen Schäden wieder beseitigt sind.
Bildet man den Rasthebel oder -knopf gleichzeitig als einen im Stromkreis von Spule
6 und Brücke 13 liegenden Unterbrecherkontakt aus oder ordnet im Bewegungsbereich
des Ventilkolbens besondere Unterbrecherkontakte an, dann besteht der Vorteil, dali
nach dem Umschalten des Ventils auf den Hilfsbrennstoffvorrat der Spulen- und Brückenstromkreis
und damit auch der Fühler 15 wieder stromlos werden. Dies hat wieder den Vorteil,
daß am Fühler 15 keinerlei Gasentwicklung mehr auftritt.
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Ein weiteres Schaltschema für die Erfindung zeigt die Fig. 6. In dieser
sind die mit der Anordnung nach Fig. 1 wesensgleichen Teile mit den gleichen Bezugsziffern
bezeichnet. Der Fühler 15 liegt nicht an einer Schaltbrücke, sondern an einem lediglich
mit einem *-orschaltwiderstand 17 versehenen Stromkreis des Relais 14, das neben
dem Arbeitskontakt 14 a zwei Ruhekontakte 14b und 14c aufweist. Außerdem ist im
F ühlerstromkreis, z. B. vor dessen Widerstand, ein Handschalter 18 vorgesehen.
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Die Anordnung nach Fig. 6 arbeitet im wesentlichen genauso wie die
Anordnung nach Fig. 1. Sobald der Fühler 15 durch den Einfluß von Seewasser wirksam
wird, schaltet das Relais 14 in der bereits beschriebenen Weise auf den Hilfsbrennstoff
im Tank 12 um. Durch Öffnen der Kontakte 14b und 14c wird der Fühler 15 stromlos.
Solange der Hilfsbrennstofftank 12 zugeschaltet ist, findet daher an den Elektroden
16' weder eine Gasentwicklung statt, noch tritt eine zerstörende elektrolytische
Wirkung auf. Nach Beseitigung der Schäden des Seewassereinbruchs kann die Anlage
erst wieder auf den Tankbrennstoff umgestellt werden, wenn man den Handschalter
18 vorübergehend öffnet, der zweckmäßig unter der Wirkung einer Feder 19 steht,
die nach dem Loslassen des Schalters diesen wieder in seine Schließlage zurückbringt.
Im Rahmen der Erfindung kann man auch beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 im Stromkreis
des Fühlers 15 eine von Hand oder von einem beweglichen Teil der Einrichtung automatisch
betätigten Schalter vorsehen, der den Fühler bei abgeschaltetem Haupttank 2 stromlos
macht. In beiden Anordnungen nach den Fig. 1 und 6 kann außerdem ein Warnsignal
20 vorgesehen sein, welches das Eindringen von Seewasser durch ein hörbares und/oder
sichtbares Signal anzeigt oder meldet, daß vom Tank 2 auf den Tank 12 umgeschaltet
ist.
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Zwischen den beiden beschriebenen und dargestellten Schaltungen besteht
der Unterschied, daß die Brückenschaltung feinfühliger arbeitet als die Widerstandsschaltung.
Man wird also bei der Verwendung von Brennstoffen mit geringerem elektrischem Widerstand
die Brückenschaltung vorziehen. Die Erfindung eignet sich selbstverständlich auch
als Schutz für Benzineinspritz- und Vergasermaschinen.