WO2007109914A1 - Vorrichtung für die geregelte zufuhr von verschiedenen flüssigen treibstoffen zur internen verbrennung in einem dieselmotor oder in mehreren dieselmotoren - Google Patents

Vorrichtung für die geregelte zufuhr von verschiedenen flüssigen treibstoffen zur internen verbrennung in einem dieselmotor oder in mehreren dieselmotoren Download PDF

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Hans-Jürgen KAMPMANN
Willi Heinrich Mahler
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Definitions

  • the first tank 1 is connected to the second tank 5 with a third connecting line 28, wherein in this third connecting line 28, a pumping station 29 and a regulated sealed valve 30 are installed,
  • An electronically controlled measuring and control device 33 which with all said controlled tight valves 11,17,22,25,30, the controlled valve 42, all the pumping stations mentioned 3,7,20,29,41, the device 31 for measuring the content of free fatty acids and the device 32 for measuring the temperature and the viscosity is connected.
  • the first storage tank 4 was connected to the first tank 1 with a first connection line 2.
  • the connecting line 2 had an outer diameter of 14 mm and an inner diameter of 12 mm and was made of copper.
  • a volumetric oil meter 37 was installed between the first storage tank 4 and the first pumping station 3; Make Aqua Metro, type Contoil VZO 15 RC. In the first tank 1, a trifunctional encoder 36 was installed; Make Domeisen, 3 switching points.
  • the mechanically operated pumping station 9 was part of the diesel engine MAN, type D 2866 LE201.
  • the common flow line 13 had an outer diameter of 14 mm and an inner diameter of 12 mm and was made of an acid-resistant and flexible hose, such as a Flex diesel hose.
  • the common return line 15 had an outer diameter of 14 mm and an inner diameter of 12 mm and was made of an acid-resistant and flexible hose, for example a Flex diesel hose.
  • a steel tank was used with a capacity of 50'0OO liters.
  • the second storage tank 8 was connected to the second tank 5 with a second connecting pipe 6.
  • the connecting line 6 had an outer diameter of 16 mm and an inner diameter of 12 mm and was made of polyethylene, PE.
  • This pumping station 20 was an oil pump; Make Steimel, type SF 2/3 GD.
  • the filter 21 was a heated oil filter; Hummel brand with a mesh size of 5 ⁇ m.
  • the regulated sealed valve 22 was a steel engine valve; Make Bachofen with the dimension 21 mm (1/2 ").
  • the common flow line 13 had - as already described above in the circuit for the first liquid fuel - an outer diameter of 14 mm and an inner diameter of 12 mm and was made of an acid-resistant and flexible hose, such as a Flex diesel hose.
  • the first portion of the second return line 24 was made of PE. This section had an outer diameter of 16 mm and an inner diameter of 12 mm.
  • the Regulated Dense Valve 25 was a 21 mm (1/2 ") steel engine valve manufactured by Bachofen.
  • the second return line 24 had an outer diameter of 16 mm and an inner diameter of 12 mm and was made of PE.
  • the connecting line 26 had an outer diameter of 16 mm and an inner diameter of 12 mm and was made of PE.
  • the second return line 24 was a plate heat exchanger 39 made of chrome steel, welded, built with 10 kW power (heating and / or cooling capacity); Make SWEP.
  • a heating and / or cooling device was installed, which was connected to the pumping station 41 and the controlled valve 42.
  • This pump station 29 was a Safag pump, type VBGDC, 400 V; Engine 0.18 kW.
  • the controlled measurement, control and regulation device 33 was a freely programmable Mitsubishi computer, which controlled the necessary relays.
  • the corresponding seals, connections and fittings are preferably not made of these materials.
  • An apparatus according to the invention is preferably operated as follows:
  • the common supply line 13 and the common return line 15 are also filled with this fuel.
  • the second connecting line 6, the second flow line 23, the common flow line 13, the common return line 15 and the second return line 24 are continuously heated.
  • the controlled tight valves 11 and 17 are opened.
  • the pumping station 20 is switched on and the pumping station 9 is switched off.
  • the pump station 41 and the controlled valve 42 become active and are driven by the device 32 for measuring the temperature and the viscosity.
  • the pumping station 20 now supplies the injector 14 of the diesel engine with the fuel containing free fatty acids.
  • the device according to the invention is kept in operation as long as desired.
  • the inventive device receives by an external command simultaneously with the diesel engine or the diesel engines, a stop signal.
  • valves 11 and 17 are opened.
  • the pumping station 9 is turned on and the pumping station 20 is turned off with a delay of about 5 seconds.
  • the device 31 for measuring the content of free fatty acids is also switched off.
  • the valves 11 and 17 are closed.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die geregelte Zufuhr von verschiedenen flüssigen Treibstoffen zur internen Verbrennung in einem Dieselmotor oder in mehreren Dieselmotoren. Diese Vorrichtung umfasst verschiedene Teile, unter anderem Tanks für die Zwischenlagerung von verschiedenen Treibstoffen. Im ersten Lagertank 4 ist ein flüssiger Treibstoff gelagert ist, welcher keine freien Fettsäuren enthält, beispielsweise Heizöl extra leicht. Im zweiten Lagertank 8 ist ein flüssiger Treibstoff gelagert, welcher ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Pflanzenölen, welche freie Fettsäuren enthalten, Fetten, welche freie Fettsäuren enthalten, tierischen Fetten, Glyzerinen, welche freie Fettsäuren enthalten, und Gemischen davon.

Description

Vorrichtung für die geregelte Zufuhr von verschiedenen flüssigen Treibstoffen zur internen Verbrennung in einem Dieselmotor oder in mehreren Dieselmotoren
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vor- r.ichtung für die geregelte Zufuhr von verschiedenen flüssigen Treibstoffen zur internen Verbrennung in einem Dieselmotor oder in mehreren Dieselmotoren.
Im Prinzip werden Pflanzenöle und Fette hergestellt, um als Lebensmittel, als Futtermittel oder zu kosmetischen Zwecken verwendet werden zu können.
Die Menge der in den Pflanzenölen und Fetten enthaltenen freien Fettsäuren vergrössert sich in Abhängigkeit von der Lagermenge, der Oberfläche des Lagergutes und des Lichteinfalls.
Wegen Überproduktion, fehlerhaftem Transport, fehlerhafter Lagerung oder bedingt durch Verunreinigungen werden mehr als 50% der produzierten Pflanzenöle und Fette deklassiert und werden deshalb nicht mehr für Lebensmittel, Futtermittel und für kosmetische Zwecke zu- gelassen.
Solche deklassierten Pflanzenöle und Fette wurden beispielsweise in grosstechnischen Verbrennungsanlagen verbrannt, beispielsweise in Kehrichtverbrennungsanlagen oder in Zementwerken.
Es wurden auch verschiedene neue Motoren zur direkten Verbrennung von Pflanzenölen vorgeschlagen.
Mit solchen Motoren können verschiedene amtliche Vorschriften zur Einhaltung von lufthygienischen Werten, beispielsweise Abgaswerte, nicht eingehalten werden.
In solchen Motoren können wegen unterschiedlichen Viskositäten und unterschiedlichen Gehalten an freien Fettsäuren insbesondere keine Gemische von verschiedenen Treibstoffen verbrannt werden.
Nur wenn grosse Änderungen am Motor vorgenommen werden können verschiedene Treibstoffe, aber keine Gemische von Treibstoffen, verbrannt werden.
Solche deklassierten Pflanzenöle und Fette können auch mit herkömmlichen Verfahren grosstechnisch verestert werden. Normalerweise werden die entsprechenden Methyles.ter oder Ethylester hergestellt.
Solche Veresterungen sind weder ökologisch noch ökonomisch sinnvoll.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung für die geregelte Zufuhr von verschiedenen flüssigen Treibstoffen zur internen Verbrennung in einem Dieselmotor oder in mehreren Dieselmotoren zur Verfügung zu stellen.
' Dabei sollen insbesondere serienmässig hergestellte Dieselmotoren ohne spezielle Abänderungen verwendet werden können.
Die deklassierten Pflanzenöle und Fette, wel- che freie Fettsäuren enthalten, sollen ohne weitere chemische Behandlung kontrolliert den Einspritzvorrichtungen von serienmässig hergestellten Dieselmotoren zugeführt werden können. Es sollen auch beliebige Gemische von Pflanzenölen und Fetten, welche freie Fettsäuren enthalten, kontrolliert den Einspritzvorrichtungen von serienmässig hergestellten Dieselmotoren zugeführt werden können.
Diese Vorrichtung soll möglichst wenige und konstruktiv einfache Einzelteile umfassen.
Mit der vorliegenden Erfindung werden diese Ziele erreicht.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung für die ge- regelte Zufuhr von verschiedenen flüssigen Treibstoffen zur internen Verbrennung in einem Dieselmotor oder in mehreren Dieselmotoren ist dadurch gekennzeichnet, dass diese Vorrichtung folgende Teile umfasst:
- einen ersten Tank 1 für die Zwischenlagerung eines ersten Treibstoffes, wobei dieser erste Tank 1 über eine erste Verbindungsleitung 2 mit einer ersten Pumpstation 3 und einem vorgeschalteten ersten Lagertank 4 verbunden ist,
- einen zweiten Tank 5 für die Zwischenlage- rung eines zweiten Treibstoffes, wobei dieser zweite
Tank 5 über eine zweite Verbindungsleitung 6 mit einer zweiten Pumpstation 7 und einem vorgeschalteten zweiten Lagertank 8 verbunden ist,
- vom ersten Tank 1 über eine mechanisch be- triebene Pumpstation 9, einen Filter 10 und ein geregeltes dichtes Ventil 11 eine erste Vorlaufleitung _ 12 in eine gemeinsame Vorlaufleitung 13 mündet, welche zur Einspritzvorrichtung 14 des Dieselmotors führt, - von der Einspritzvorrichtung 14 des Dieselmotors über eine gemeinsame Rücklaufleitung 15, welche in eine erste Rücklaufleitung 16 mündet, über ein geregeltes dichtes Ventil 17 zum ersten Tank 1 zurückführt,
- zwischen der ersten Vorlaufleitung 12 und der ersten Rücklaufleitung 16 eine erste Verbindungsleitung 18 vorhanden ist, welche sich vor dem geregelten dichten Ventil 11 der ersten Vorlaufleitung 12 und nach dem geregelten dichten Ventil 17 in der ersten Rücklauf- leitung 16 befindet, und wobei in diese erste Verbindungsleitung 18 ein gesteuertes erstes Ventil 19 eingebaut ist,
- vom zweiten Tank 5 über ein Rückschlagventil 40, über eine Pumpstation 20, einen Filter 21 und ein geregeltes dichtes Ventil 22 eine zweite Vorlaufleitung 23 in die genannte gemeinsame Vorlaufleitung 13 mündet, welche zur Einspritzvorrichtung 14 des Dieselmotors führt,
- von der Einspritzvorrichtung 14 des Diesel- motors über die genannte gemeinsame Rücklaufleitung 15, welche in eine zweite Rücklaufleitung 24 mündet, über ein geregeltes dichtes Ventil 25 durch einen Wärmetauscher 39 in die zweite Vorlaufleitung 23 zwischen das Rückschlagventil 40 und die Pumpstation 20 mündet,
- zwischen der zweiten Vorlaufleitung 23 und der zweiten Rücklaufleitung 24 eine zweite Verbindungsleitung 26 vorhanden ist, welche sich vor dem geregelten dichten Ventil 22 der zweiten Vorlaufleitung 23 und nach dem geregelten dichten Ventil 25 in der zweiten Rück- laufleitung 24 befindet, und wobei in diese zweite Ver- bindungsleitung 26 ein gesteuertes zweites Ventil 27 eingebaut ist,
- der erste Tank 1 mit dem zweiten Tank 5 mit einer dritten Verbindungsleitung 28 verbunden ist, wobei in diese dritte Verbindungsleitung 28 eine Pumpstation 29 und ein geregeltes dichtes Ventil 30 eingebaut sind,
- der Wärmetauscher 39 mit einer Pumpstation 41 und einem geregelten Ventil 42 zwecks Heizen und/oder Kühlen verbunden ist,
- im zweiten Tank 5 eine Vorrichtung 31 zur
Messung des Gehaltes an freien Fettsäuren, welche im jeweiligen Brennstoff enthalten sind, vorhanden ist,
- in der zweiten Vorlaufleitung 23 nach dem Filter 21 eine Vorrichtung 32 zur Messung der Temperatur und der Viskosität vorhanden ist, und
- eine elektronisch gesteuerte Mess-, Steuer- und Regelungsvorrichtung 33, welche mit allen genannten geregelten dichten Ventilen 11,17,22,25,30, dem geregelten Ventil 42, allen genannten Pumpstationen 3,7,20,29,41, der Vorrichtung 31 zur Messung des Gehaltes an freien Fettsäuren und der Vorrichtung 32 zur Messung der Temperatur und der Viskosität verbunden ist.
Bevorzugte Ausführungsformen dieser Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Im folgenden Teil werden mögliche Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Dabei wird auch Bezug auf die Figur 1 genommen.
Figur 1 zeigt rein schematisch auf eine mögliche Anordnung einer erfindungsgemässen Vorrichtung.
Die in Figur 1 gezeigte erfindungsgemässe Vorrichtung wurde wie folgt hergestellt:
Der Kreislauf für den ersten flüssigen Treibstoff, welcher keine freien Fettsäuren enthält, insbesondere Heizöl extra leicht, war wie folgt aufgebaut:
Als erster Lagertank 4 wurde ein Stahltank mit einem Füllvolumen von 5O1OOO Litern verwendet.
Der erste Lagertank 4 war mit einer ersten Verbindungsleitung 2 mit dem ersten Tank 1 verbunden.
Die Verbindungsleitung 2 hatte einen Aussen- durchmesser vom 14 mm und einen Innendurchmesser von 12 mm und war aus Kupfer gefertigt.
Als erster Tank 1 wurde ein Stahltank mit einem Füllvolumen von 120 Litern verwendet.
In die Verbindungsleitung 2 war eine erste Pumpstation 3 eingebaut. Diese Pumpstation 3 war eine Safag-Pumpe, Typ VBGDC, 400 V; Motor 0,18 kW.
Zwischen dem ersten Lagertank 4 und der ersten Pumpstation 3 war eine volumetrische Ölzählvorrichtung 37 eingebaut; Fabrikat Aqua Metro, Typ Contoil VZO 15 RC. Im ersten Tank 1 war ein trifunktioneller Messgeber 36 eingebaut; Fabrikat Domeisen, 3 Schaltpunkte.
Der erste Tank 1 war mit dem geregelten dich- ten Ventil 11 mit der ersten Vorlaufleitung 12 verbunden.
Die erste Vorlaufleitung 12 hatte einen Aus- sendurchmesser vom 14 mm und einen Innendurchmesser von 12 mm und war aus Kupfer gefertigt.
In die erste Vorlaufleitung 12 war in Fliessrichtung nach der mechanisch betriebenen Pumpstation 9 ein Filter 10 eingebaut.
Die mechanisch betriebene Pumpstation 9 war Bestandteil des Dieselmotors MAN, Typ D 2866 LE201.
Der Filter 10 war ein MAN Schleuderfilter mit einer Maschengrösse von 5 μm.
Das geregelte dichte Ventil 11 war ein aus Stahl gefertigtes Motorventil; Fabrikat Bachofen mit der Dimension 21 mm (1/2") .
Nach dem geregelten dichten Ventil 11 mündete die erste Vorlaufleitung 12 in die gemeinsame Vorlaufleitung 13, welche zur Einspritzvorrichtung 14 des genannten Dieselmotors führte.
Zwischen dem geregelten dichten Ventil 11 und der gemeinsamen Vorlaufleitung 13 war das verbleibende Teilstück der ersten Vorlaufleitung 12 aus Stahl gefer- tigt. Dieses Teilstück hatte einen Aussendurchmesser vom 14 mm und einen Innendurchmesser von 12 mm.
Die gemeinsame Vorlaufleitung 13 hatte einen Aussendurchmesser vom 14 mm und einen Innendurchmesser von 12 mm und war aus einem säurebeständigen und flexiblen Schlauch gefertigt, beispielsweise ein Flex Dieselschlauch.
Von der Einspritzvorrichtung 14 des genannten Dieselmotors führte eine gemeinsame Rücklaufleitung 15, welche in eine erste Rücklaufleitung 16 mündete, über ein geregeltes dichtes Ventil 17 zum ersten Tank 1 zurück.
Die gemeinsame Rücklaufleitung 15 hatte einen Aussendurchmesser vom 14 mm und einen Innendurchmesser von 12 mm und war aus einem säurebeständigen und flexiblen Schlauch gefertigt, beispielsweise ein Flex Dieselschlauch.
Zwischen der gemeinsamen Rücklaufleitung 15 und dem geregelten dichten Ventil 17 war das erste Teil- stück der ersten Rücklaufleitung 16 aus Stahl gefertigt. Dieses Teilstück hatte einen Aussendurchmesser vom 14 mm und einen Innendurchmesser von 12 mm.
Das geregelte dichte Ventil 17 war ein aus Stahl gefertigtes Motorventil; Fabrikat Bachofen mit der Dimension 21 mm (1/2").
Die erste Rücklaufleitung 16 hatte einen Aussendurchmesser vom 14 mm und einen Innendurchmesser von 12 mm und war aus Kupfer gefertigt. In die erste Rücklaufleitung 16 kann vor oder nach dem geregelten dichten Ventil 17 ein Rückschlagventil eingebaut sein.
Die erste Vorlaufleitung 12 und die erste Rücklaufleitung 16 waren miteinander durch eine erste Verbindungsleitung 18 verbunden.
Diese Verbindungsleitung 18 befand sich vor dem geregelten dichten Ventil 11 der ersten Vorlaufleitung 12 und nach dem geregelten dichten Ventil 17 in der ersten Rücklaufleitung 16.
In diese erste Verbindungsleitung 18 war ein gesteuertes erstes Ventil 19 eingebaut.
Die Verbindungsleitung IS hatte einen Aussen- durchmesser vom 14 mm und einen Innendurchmesser von 12 mm und war aus Kupfer gefertigt.
Das gesteuerte erste Ventil 19 war druckgesteuert und war mit 1 bar Überdruck eingestellt. Dieses Ventil 19 war ein aus Stahl gefertigtes Überdruckventil; Fabrikat Hansaflex mit der Dimension 21 mm (1/2") .
- Der Kreislauf für den zweiten flüssigen Treibstoff, beispielsweise Pflanzenöle und Fette, welche freie Fettsäuren enthalten, insbesondere solche Pflanzenöle und Fette, welche deklassiert sind und/oder nicht für Lebensmittel, Futtermittel und kosmetische Zwecke zugelassen sind, war wie folgt aufgebaut:
Als zweiter Lagertank 8 wurde ein Stahltank it einem Füllvolumen von 50'0OO Litern verwendet. Der zweite Lagertank 8 war mit einer zweiten Verbindungsleitung 6 mit dem zweiten Tank 5 verbunden.
Die Verbindungsleitung 6 hatte einen Aussen- durchmesser vom 16 mm und einen Innendurchmesser von 12 mm und war aus Polyethylen, PE, gefertigt.
Als zweiter Tank 5 wurde ein Tank aus Polypropylen, PP, mit einem Füllvolumen von 120 Litern verwendet.
Dieser zweite Tank 5 wurde mit einer regulier- baren Heizung 34 (Vorlauf/Rücklauf) derart beheizt, so dass die mittlere Temperatur des jeweiligen Treibstoffes zwischen etwa 35°C und etwa 45°C betrug.
In die Verbindungsleitung 6 war eine zweite Pumpstation 7 eingebaut. Diese Pumpstation 7 war eine Ölpumpe; Fabrikat Steimel, Typ SF 2/3 GD.
Zwischen dem zweiten Lagertank 8 und der zweiten Pumpstation 7 war eine volumetrische Ölzählvorrich- tung 38 eingebaut; Fabrikat H. Hermann Ehlers GmbH, Typ OG TA mit Impulsausgang.
Zwischen der Pumpstation 7 und dem zweiten
Tank 5 kann bei Bedarf ein Vorfilter 35 mit einer Ma- schengrösse von grösser als 40 μm eingebaut sein.
Im zweiten Tank 5 war ein trifunktioneller Messgeber 36 eingebaut; Fabrikat Domeisen, 3 Schaltpunk- te.
Im zweiten Tank 5 war auch eine Vorrichtung 31 zur Messung des Gehaltes an freien Fettsäuren eingebaut. Der zweite Tank 5 war mit dem geregelten dichten Ventil 22 mit der zweiten Vorlaufleitung 23 verbunden.
Die zweite Vorlaufleitung 23 hatte einen Aus- sendurchmesser vom 16 mm und einen Innendurchmesser von 12 mm und war aus PE gefertigt.
In die zweite Vorlaufleitung 23 waren in Fliessrichtung zuerst ein Rückschlagventil 40, eine Pumpstation 20 und danach ein Filter 21 eingebaut.
Nach dem Filter 21 war eine Vorrichtung 32 zur
Messung der Temperatur und der Viskosität eingebaut; Fabrikat Endress und Hauser.
Diese Pumpstation 20 war eine Ölpumpe; Fabrikat Steimel, Typ SF 2/3 GD.
Der Filter 21 war ein beheizter Ölfilter; Fabrikat Hummel mit einer Maschengrösse von 5 μm.
Das geregelte dichte Ventil 22 war ein aus Stahl gefertigtes Motorventil; Fabrikat Bachofen mit der Dimension 21 mm (1/2") .
Nach dem geregelten dichten Ventil 22 mündete die zweite Vorlaufleitung 23 in die genannte gemeinsame Vorlaufleitung 13, welche zur Einspritzvorrichtung 14 des genannten Dieselmotors führte.
Zwischen dem geregelten dichten Ventil 22 und der gemeinsamen Vorlaufleitung 13 war das verbleibende
Teilstück der zweiten Vorlaufleitung 23 aus Stahl gefer- tigt. Dieses Teilstück hatte einen Aussendurchmesser vom 14 mm und einen Innendurchmesser von 12 mm.
Die gemeinsame Vorlaufleitung 13 hatte - wie weiter oben beim Kreislauf für den ersten flüssigen Treibstoff schon beschrieben - einen Aussendurchmesser vom 14 mm und einen Innendurchmesser von 12 mm und war aus einem säurebeständigen und flexiblen Schlauch gefertigt, beispielsweise ein Flex Dieselschlauch.
Von der Einspritzvorrichtung 14 des genannten Dieselmotors führte eine gemeinsame Rücklaufleitung 15, welche in eine zweite Rücklaufleitung 24 mündete, über ein geregeltes dichtes Ventil 25 und einen Wärmetauscher 39 in die zweite Vorlaufleitung 23 zurück, und zwar zwischen das Rückschlagventil 40 und die Pumpstation 20.
Die gemeinsame Rücklaufleitung 15 hatte - wie weiter oben beim Kreislauf für den ersten flüssigen Treibstoff schon beschrieben - einen Aussendurchmesser vom 14 mm und einen Innendurchmesser von 12 mm und war aus einem säurebeständigen und flexiblen Schlauch gefer- tigt, beispielsweise ein Flex Dieselschlauch.
Zwischen der gemeinsamen Rücklaufleitung 15 und dem geregelten dichten Ventil 25 war das erste Teilstück der zweiten Rücklaufleitung 24 aus PE gefertigt. Dieses Teilstück hatte einen Aussendurchmesser vom 16 mm und einen Innendurchmesser von 12 mm.
Das geregelte dichte Ventil 25 war ein aus Stahl gefertigtes Motorventil/ Fabrikat Bachofen mit der Dimension 21 mm (1/2") . Die zweite Rücklaufleitung 24 hatte einen Aus- sendurchmesser vom 16 mm und einen Innendurchmesser von 12 mm und war aus PE gefertigt.
In die zweite Rücklaufleitung 24 kann vor oder nach dem geregelten dichten Ventil 25 ein Rückschlagventil eingebaut sein.
Die zweite Vorlaufleitung 23 und die zweite Rücklaufleitung 24 waren miteinander durch eine zweite Verbindungsleitung 26 verbunden.
Diese Verbindungsleitung 26 befand sich vor dem geregelten dichten Ventil 22 der zweiten Vorlaufleitung 23 und nach dem geregelten dichten Ventil 25 in der zweiten Rücklaufleitung 24.
In diese zweite Verbindungsleitung 26 war ein gesteuertes zweites Ventil 27 eingebaut.
Die Verbindungsleitung 26 hatte einen Aussen- durchmesser vom 16 mm und einen Innendurchmesser von 12 mm und war aus PE gefertigt.
Das gesteuerte zweite Ventil 27 war druckge- steuert und war mit 2 bar Überdruck eingestellt. Dieses Ventil 27 war ein aus Stahl gefertigtes Überdruckventil; Fabrikat Hansaflex mit der Dimension 21 mm (1/2") .
In die zweite Rücklaufleitung 24 war ein Platten-Wärmetauscher 39 aus Chromstahl, geschweisst, mit 10 kW Leistung (Heiz- und/oder Kühlleistung) eingebaut; Fabrikat SWEP. Auf der Sekundärseite des genannten Wärmetauschers 39 war eine Heiz- und/oder Kühlvorrichtung eingebaut, welche mit der Pumpstation 41 und dem geregelten Ventil 42 verbunden war.
Der erste Tank 1 war mit dem zweiten Tank 5 mit einer dritten Verbindungsleitung 28 verbunden.
In diese Verbindungsleitung 28 waren in
Fliessrichtung vom ersten Tank 1 zum zweiten Tank 5 eine Pumpstation 29 und geregeltes dichtes Ventil 30 einge- baut.
Diese Pumpstation 29 war eine Safag-Pumpe, Typ VBGDC, 400 V; Motor 0,18 kW.
Das geregelte dichte Ventil 30 war ein aus Stahl gefertigtes Motorventil; Fabrikat Bachofen mit der Dimension 21 mm (1/2") .
Die elektronisch gesteuerte Mess-, Steuer- und Regelungsvorrichtung 33 war mit .allen genannten geregelten dichten Ventilen 11,17,22,25,30, dem geregelten Ventil 42, allen genannten Pumpstationen 3,7,20,29,41, der Vorrichtung 31 zur Messung des Gehaltes an freien Fettsäuren, der Vorrichtung 32 zur Messung der Temperatur und der Viskosität und den beiden trifunktionellen Messgebern 36 verbunden.
Die gesteuerte Mess-, Steuer- und Regelungs- Vorrichtung 33 war ein frei programmierbarer Mitsubishi Computer, welcher die notwendigen Relais ansteuerte.
Wegen möglichen Korrosionen werden vorzugsweise solche Dieselmotoren verwendet, welche keine Buntme- talle, insbesondere kein Messing, kein Kupfer, enthalten.
Wegen möglichen Korrosionen oder wegen Materialabbau sind die zweite Verbindungsleitung 6, die zweite Vorlaufleitung 23, die gemeinsame Vorlaufleitung 13, die gemeinsame Rücklaufleitung 15 und die zweite Rücklaufleitung 24 vorzugsweise weder aus Naturkautschuk noch aus Buntmetallen, insbesondere nicht aus Messing oder aus Kupfer, hergestellt.
Die entsprechenden Dichtungen, Verbindungen und Verschraubungen sind vorzugsweise auch nicht aus diesen Materialien hergestellt.
Eine erfindungsgemässe Vorrichtung wird vorzugsweise wie folgt betrieben:
Die Einspritzvorrichtung 14 des Dieselmotors enthält im Ruhezustand einen Treibstoff, welcher keine freien Fettsäuren enthält, insbesondere Heizöl extra leicht.
Die gemeinsame Vorlaufleitung 13 und die ge- meinsame Rücklaufleitung 15 sind ebenfalls mit diesem Treibstoff gefüllt.
Die geregelten dichten Ventile 11,17,22,25 und 30 sind geschlossen.
Die Pumpstationen 9,20,29 und 41 sind ausser Betrieb. Die Pumpstationen 3 und 7 laufen autonom und werden über die beiden Messgeber 36 eingeschaltet respektive ausgeschaltet.
Die zweite Verbindungsleitung 6, die zweite Vorlaufleitung 23, die gemeinsame Vorlaufleitung 13, die gemeinsame Rücklaufleitung 15 und die zweite Rücklaufleitung 24 sind dauernd beheizt.
Die Heizvorrichtung 34 wird auf einer konstanten Temperatur gehalten.
Der Filter 21 ist ebenfalls dauernd beheizt.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung wird durch einen externen Befehl gleichzeitig mit dem Dieselmotor oder den Dieselmotoren gestartet.
Die geregelten dichten Ventile 11 und 17 wer- den geöffnet.
Die mechanisch betriebene Pumpstation 9 wird eingeschaltet und beliefert die Einspritzvorrichtung 14 des Dieselmotors mit dem Treibstoff, welcher keine freien Fettsäuren enthält, insbesondere Heizöl extra leicht.
Wenn das Kühlwasser der Zylinderkühlung eine
Temperatur von wenigstens 600C erreicht hat, werden die Ventile 11 und 17 geschlossen und die Ventile 22 und 25 werden gleichzeitig geöffnet.
Anschliessend wird die Pumpstation 20 einge- schaltet und die Pumpstation 9 wird ausgeschaltet. Die Pumpstation 41 und das geregelte Ventil 42 werden aktiv und werden von der Vorrichtung 32 zur Messung der Temperatur und der Viskosität angesteuert.
Eventuell auftretende Überdrücke werden durch 5 die beiden Ventile 19 und 27 reduziert.
Die Pumpstation 20 beliefert die Einspritzvorrichtung 14 des Dieselmotors nun mit dem Treibstoff, welcher freie Fettsäuren enthält.
Mit einer Verzögerung von etwa 15 Minuten wird 10 die Vorrichtung 31 zur Messung des Gehaltes an freien Fettsäuren eingeschaltet.
Wenn die Vorrichtung 31 zur Messung des Gehaltes an freien Fettsäuren eine Säurezahl TAN (total acid number) von grösser als 4 misst, dann wird vom ersten 15. Tank 1 eine in Korrelation zur ermittelten Säurezahl TAN stehende Menge an Treibstoff, welche keine freien Fettsäuren enthält, mittels der Pumpstation 29 und dem Ventil 30 in den zweiten Tank 5 gepumpt.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung wird so lan- 0 ge wie gewünscht in Betrieb gehalten.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung erhält durch einen externen Befehl gleichzeitig mit dem Dieselmotor oder den Dieselmotoren ein Stoppsignal.
Die geregelten dichten Ventile 22,25 und 30 5 werden geschlossen.
Gleichzeitig werden die Ventile 11 und 17 geöffnet. Die Pumpstation 9 wird eingeschaltet, und die Pumpstation 20 wird mit einer Verzögerung von etwa 5 Sekunden ausgeschaltet.
Gleichzeitig wird auch die Vorrichtung 31 zur Messung des Gehaltes an freien Fettsäuren ausgeschaltet.
Die Einspritzvorrichtung 14 des Dieselmotors und die erfindungsgemässe Vorrichtung werden während einer bestimmten Zeitspanne mit dem Treibstoff, welcher keine freien Fettsäuren enthält, gespült.
Diese Zeitspanne ist in Abhängigkeit von der
Leistung des Dieselmotors oder der Dieselmotoren und den Längen der gemeinsamen Vorlaufleitung 13 und der gemeinsamen Rücklaufleitung 15.
Nach erfolgter Spülung werden die mechanisch betriebene Pumpstation 9 und der Dieselmotor oder die Dieselmotoren gleichzeitig abgestellt.
Die Ventile 11 und 17 werden geschlossen.
In der vorliegenden Erfindung werden folgende Bezugszeichen verwendet:
1 erster Tank
2 erste Verbindungsleitung
3 erste Pumpstation
4 erster Lagertank
5 zweiter Tank 6 zweite Verbindungsleitung
7 zweite Pumpstation
8 zweiter Lagertank
9 mechanisch betriebene Pumpstation
10 Filter
11 geregeltes dichtes Ventil
12 erste Vorlaufleitung
13 gemeinsame Vorlaufleitung
14 Einspritzvorrichtung des Dieselmotors
15 gemeinsame Rücklaufleitung
16 erste Rücklaufleitung
17 geregeltes dichtes Ventil
18 erste Verbindungsleitung
19 gesteuertes erstes Ventil
20 Pumpstation
21 Filter
22 geregeltes dichtes Ventil
23 zweite Vorlaufleitung 24 zweite Rücklaufleitung
25 geregeltes dichtes Ventil
26 zweite Verbindungsleitung
27 gesteuertes zweites Ventil
28 dritte Verbindungsleitung
29 Pumpstation
30 geregeltes dichtes Ventil
31 Vorrichtung zur Messung des Gehaltes an freien Fettsäuren
32 Vorrichtung zur Messung der Temperatur und der Viskosität
33 elektronisch gesteuerte Mess-, Steuer- und RegelungsVorrichtung
34 Heizvorrichtung
35 Vorfilter
36 trifunktioneller Messgeber
37 volumetrische Ölzählvorrichtung
38 volumetrische Ölzählvorrichtung
39 Wärmetauscher Rückschlagventil
Pumpstation
geregeltes Ventil.

Claims

Patentansprύche
1. Vorrichtung für die geregelte Zufuhr von verschiedenen flüssigen Treibstoffen zur internen Verbrennung in einem Dieselmotor oder in mehreren Die- selmotoren,
dadurch gekennzeichnet, dass diese Vorrichtung folgende Teile umfasst:
- einen ersten Tank (1) für die Zwischenlagerung eines ersten Treibstoffes, wobei dieser erste Tank (1) über eine erste Verbindungsleitung (2) mit einer ersten Pumpstation (3) und einem vorgeschalteten ersten Lagertank (4) verbunden ist,
- einen zweiten Tank (5) für die Zwischenlagerung eines zweiten Treibstoffes, wobei dieser zweite Tank (5) über eine zweite Verbindungsleitung (6) mit einer zweiten Pumpstation (7) und einem vorgeschalteten zweiten Lagertank (8) verbunden ist,
- vom ersten Tank (1) über eine mechanisch betriebene Pumpstation (9) , einen Filter (10) und ein ge- regeltes dichtes Ventil (11) eine erste Vorlaufleitung
(12) in eine gemeinsame Vorlaufleitung (13) mündet, welche zur Einspritzvorrichtung (14) des Dieselmotors führt,
- von der Einspritzvorrichtung (14) des Die- selmotors über eine gemeinsame Rücklaufleitung (15) , welche in eine erste Rücklaufleitung (16) mündet, über ein geregeltes dichtes Ventil (17) zum ersten Tank (1) zurückführt, ' - zwischen der ersten Vorlaufleitung (12) und der ersten Rücklaufleitung (16) eine erste Verbindungsleitung (18) vorhanden ist, welche sich vor dem geregelten dichten Ventil (11) der ersten Vorlaufleitung (12) und nach dem geregelten dichten Ventil (17) in der ersten Rücklaufleitung (16) befindet, und wobei in diese erste Verbindungsleitung (18) ein gesteuertes erstes Ventil (19) eingebaut ist,
- vom zweiten Tank (5) über ein Rückschlagven- til (40), über eine Pumpstation (20), einen Filter (21) und ein geregeltes dichtes Ventil (22) eine zweite Vorlaufleitung (23) in die genannte gemeinsame Vorlaufleitung (13) mündet, welche zur Einspritzvorrichtung (14) des Dieselmotors führt,
- von der Einspritzvorrichtung (14) des Dieselmotors über die genannte gemeinsame Rücklaufleitung (15) , welche in eine zweite Rücklaufleitung (24) mündet, über ein geregeltes dichtes Ventil (25) durch einen Wärmetauscher (39) in die zweite Vorlaufleitung (23) zwi- sehen das Rückschlagventil (40) und die Pumpstation (20) mündet,
- zwischen der zweiten Vorlaufleitung (23) und der zweiten Rücklaufleitung (24) eine zweite Verbindungsleitung (26) vorhanden ist, welche sich vor dem ge- regelten dichten Ventil (22) der zweiten Vorlaufleitung (23) und nach dem geregelten dichten Ventil (25) in der zweiten Rücklaufleitung (24) befindet, und wobei in diese zweite Verbindungsleitung (26) ein gesteuertes zweites Ventil (27) eingebaut ist,
- der erste Tank (1) mit dem zweiten Tank (5) it einer dritten Verbindungsleitung (28) verbunden ist, wobei in diese dritte Verbindungsleitung (28) eine Pumpstation (29) und ein geregeltes dichtes Ventil (30) eingebaut sind,
- der Wärmetauscher (39) mit einer Pumpstation (41) und einem geregelten Ventil (42) zwecks Heizen und/oder Kühlen verbunden ist,
- im zweiten Tank (5) eine Vorrichtung (31) zur Messung des Gehaltes an freien Fettsäuren, welche im jeweiligen Brennstoff enthalten sind, vorhanden ist,
- in der zweiten Vorlaufleitung (23) nach dem
Filter (21) eine Vorrichtung (32) zur Messung der Temperatur und der Viskosität vorhanden ist, und
- eine elektronisch gesteuerte Mess-, Steuer- und RegelungsVorrichtung (33), welche mit allen genann- ten geregelten dichten Ventilen (11,17,22,25,30), dem geregelten Ventil (42) , allen genannten Pumpstationen (3,7,20,29,41), der Vorrichtung (31) zur Messung des Gehaltes an freien Fettsäuren und der Vorrichtung (32) zur Messung der Temperatur und der Viskosität verbunden ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Lagertank (4) ein flüssiger Treibstoff gelagert ist, welcher keine freien Fettsäuren enthält, und insbesondere ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus
- Heizöl extra leicht,
- einem Alkohol, insbesondere Methanol, Etha- nol, Propanol, iso-Propanol, - veresterten Pflanzenölen, welche keine freien Fettsäuren enthalten, wobei die entsprechenden Methylester bevorzugt sind,
- veresterten Fetten, welche keine freien Fettsäuren enthalten, wobei die entsprechenden Methylester bevorzugt sind, und
- Gemischen davon.
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass im zweiten Lagertank (8) ein flüssiger Treibstoff gelagert ist, welcher ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus
- Pflanzenölen, welche freie Fettsäuren enthalten, insbesondere Pflanzenöle, welche deklassiert sind und/oder nicht für Lebensmittel, Futtermittel und kosmetische Zwecke zugelassen sind,
- Fetten, welche freie Fettsäuren enthalten, insbesondere Fette, welche deklassiert sind und/oder nicht für Lebensmittel, Futtermittel und kosmetische Zwecke zugelassen sind,
- tierischen Fetten,
- Glyzerinen, welche freie Fettsäuren enthalten, und
- Gemischen davon.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Pflanzenöle ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus - Kopraöl,
- Kokosöl,
- Palmkernöl,
■ - Palmöl,
- Erdnussöl,
- Olivenöl,
- Rizinusöl,
- Sesamöl,
- Baumwollsaatöl,
- Euphorbienöl,
- Rapsöl,
- Maisöl,
- Weintraubenöl,
- Sonnenblumenöl, und
- Sojaöl,
einschliesslich beliebige Gemische davon.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Dieselmotor oder bei mehreren Dieselmotoren mit einer mechanischen Leistung pro Motor von 5 kW bis 8000 kW der erste Tank (1) und der zweite Tank (5) je ein Fassungsvermögen von 1 Liter bis 2000 Liter haben, und dass der zweite Tank (5) mit einer solchen Heizvorrichtung (34) ausgerüstet ist, welche den jeweiligen Tankinhalt auf einer Temperatur von 25°C bis 80°C, insbesondere von 35°C bis 600C, hält.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Verbindungs- leitung (6), die zweite Vorlaufleitung . (23) , die gemeinsame Vorlaufleitung (13) , die gemeinsame Rücklaufleitung (15) und die zweite Rücklaufleitung (24) aus Polyethy- len, PE, oder aus Stahl, insbesondere aus Edelstahl, gefertigt und beheizt sind, beispielsweise mit einer Be- gleitheizung, insbesondere mit einem Heizband, und dass sämtliche Dichtungen, Verbindungen und Verschraubungen aus dem gleichen Material wie die genannten Leitungen (6,23,13,15,24) gefertigt sind.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Ventile
(11,17,19,22,25,27,30,42) gesteuerte Ventile, Motorventile, Magnetventile oder pneumatische Ventile sind, und insbesondere aus Stahl gefertigt sind.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der zweiten Verbindungsleitung (6) ein Vorfilter (35) eingebaut ist, insbesondere mit einer Maschengrösse von 40 μm bis 60 μm, und dass in der zweiten Vorlaufleitung (23) der Filter (21) beheizt ist und eine Maschengrösse von 5 μm bis 30 μm, insbesondere von 5' μm bis 10 μm, hat.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
8, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Pumpstation (7) und die Pumpstation (?0) in der zweiten Vorlauflei- tung (23) eine volumetrische Pumpe ist, insbesondere ei- ne. Zahnradpumpe, die aus solchen Werkstoffen hergestellt ist, welche gegenüber freien Fettsäuren inert sind.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
9, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Tank (1) und im zweiten Tank (5) ein trifunktioneller Messgeber (36) vorhanden ist, welcher die Befüllung, die Überfüllung und die Unterfüllung der genannten Tanks (1,5) über die genannte Mess-, Steuer- und Regelungsvorrichtung (33) regelt.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Verbindungsleitung (2) eine volumetrische ÖlZählvorrichtung
(37) vorhanden ist, und dass in der zweiten Verbindungsleitung (6) eine volumetrische Ölzählvorrichtung (38) vorhanden ist, welche aus Stahl, insbesondere aus Edel- stahl, gefertigt ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
11, dadurch gekennzeichnet, dass beim Betrieb der Vorrichtung die in der zweiten Vorlaufleitung (23) gemessene Viskosität kleiner als 12 mmVs ist, und insbesondere zwischen 10 mm2/s und 12 mm2/s liegt.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
12, dadurch gekennzeichnet, dass beim Betrieb der Vorrichtung der im zweiten Tank (5) ermittelte Wert an freien Fettsäuren, FFA, errechnet über die Säurezahl TAN (total acid number) gemäss DIN EN Norm 12634 beziehungsweise ASTM D 664 kleiner als 4 ist, ermittelt über die Korrelation zwischen der Leitfähigkeit und dem pH-Wert des j eweiligen Treibstoffes oder Treibstoffgemisches .
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