DE3624087A1 - Schmieroel-regeneriervorrichtung - Google Patents
Schmieroel-regeneriervorrichtungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Schmieröl-Regeneriervorrichtung
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei einer bekannten Vorrichtung der angegebenen Art (US-PS
39 15 860, ähnlich auch US-PS 28 39 196, 36 16 885 und DE-0S
28 48 795) wird das vorgereinigte Schmieröl in der Ver
dampfungskammer über eine Heizfläche geleitet und dadurch
aufgeheizt; die dabei aus dem Schmieröl abgedampften Bestand
teile, insbesondere Kraftstoff und Wasser, werden über den
Gas-Auslaß abgeleitet. Derartige Vorrichtungen können kompakt
aufgebaut sein und deshalb an der Brennkraftmaschine vorge
sehen werden.
Es hat sich gezeigt, daß Vorrichtungen der angegebenen
Art bei Dieselmotoren keine zufriedenstellende Reini
gungswirkung haben. Dies gilt besonders bei großen
Dieselmaschinen, insbesondere Tauchkolbenmaschinen, wie
sie zum Antrieb von Schiffen Verwendung finden. Deshalb
ist bisher bei derartigen Maschinen das Schmieröl ver
hältnismäßig häufig gewechselt worden, und das anfallende
Altöl wurde gesammelt und an anderer Stelle regeneriert,
normalerweise in einem dafür eingerichteten Spezialbetrieb.
Das ist sehr unbequem und aufwendig, besonders im Fall
von Schiffsmaschinen, weil dann für die verhältnismäßig
große Lagermenge an Schmieröl wertvoller Schiffsraum in
Anspruch genommen wird.
Die vorliegende Erfindung geht davon aus, eine Vorrichtung
zum Regenerieren von Schmieröl zu schaffen, die auch bei
Dieselmotoren, insbesondere solchen für Schiffsantrieb,
zufriedenstellend arbeitet und zur Verwendung an der
Brennkraftmaschine geeignet ist, so daß die Regenerierung
im Schmierölkreislauf der Maschine vorgenommen werden
kann und die beschriebenen Nachteile in bezug auf das
Sammeln und Versenden großer Schmierölmengen sowie deren
Aufarbeitung an anderer Stelle entfallen.
Nach der Erfindung wird diese Aufgabe mit der Vorrichtung
nach dem Anspruch 1 gelöst.
Es hat sich gezeigt, daß mit der erfindungsgemäßen Vor
richtung eine zufriedenstellende Regenerierung von
Schmieröl auch im Fall von Dieselmotoren an der Maschine
und während des Betriebes der Maschine möglich ist,
wobei nur ein mäßiger Aufwand für die Teilkondensations-
Trenneinrichtung erforderlich ist. Dies gilt auch im
Fall von Schiffsantriebs-Dieselmotoren; gerade dabei
fällt der Vorteil, daß das Schmieröl an der Maschine
aufgearbeitet wird, besonders stark ins Gewicht. Außer
dem wird durch das Regenerieren an der Maschine die
Schmierwirkung des Schmieröls ständig auf einem hohen
Niveau gehalten, so daß der Verschleiß der Maschine ent
sprechend herabgesetzt ist. Wirtschaftlich ergeben sich
bedeutsame Vorteile, weil sowohl die Kosten eines häu
figeren Ölwechsels als auch die Kosten für ein Aufarbeiten
an anderer Stelle entfallen, ebenso wie auch die Kosten
für das Bevorraten, Sammeln und Versenden von frischem
und altem Schmieröl.
Nach derzeitiger Erkenntnis sind die beschriebenen Vor
teile insbesondere darauf zurückzuführen, daß schon mit
einer einfachen und wenig aufwendigen Teilkondensations-
Trenneinrichtung eine weitgehende Trennung von üblichen
Diesel-Kraftstoffen und üblichen Diesel-Schmierölen möglich
ist. Dagegen ist allein durch Erhitzen und Abdampfen, wie
bei der eingangs beschriebenen bekannten Vorrichtung, eine
ausreichend weitgehende Trennung der genannten Stoffe
nicht möglich.
Es versteht sich, daß leichter flüchtige Verunreinigungen,
insbesondere Wasser, mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ohne weiteres praktisch vollständig entfernt werden. Das
ist wichtig für den bei Schiffsantrieben häufigen Teil-
oder Schwachlastbetrieb, bei dem verhältnismäßig viel
Kondensat ins Schmieröl gelangt. Insbesondere bei mili
tärischen Wasserfahrzeugen ist häufig eine sehr große
Leistungsreserve vorgesehen, so daß in der Regel im
Schwachlastbereich gefahren wird. Ferner ist es bei mili
tärischen Wasserfahrzeugen besonders wichtig, lange
Betriebszeiten ohne Ölwechsel zu erzielen und Platz und
Gewicht zu sparen. Deshalb ist die vorliegende Erfindung
besonders für militärische Wasserfahrzeuge von großer
Bedeutung.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungs
beispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben.
Die einzige Figur erläutert nach Art eines Fließdia
grammes eine erfindungsgemäße Vorrichtung.
Nach der Figur ist eine Brennkraftmaschine 1 in Form
eines Schiffsantriebs-Tauchkolben-Dieselmotors mit einem
Hauptstrom-Schmierölkreislauf 3 versehen, der hinter
einander einen an die Ölwanne 5 der Maschine ange
schlossenen Tieftank 7, eine darin vorhandene Schmieröl
menge 9, eine Ölpumpe 11, einen Ölkühler 13 und ein
Filter 15 sowie Ventile, zum Beispiel 17, aufweist. Aus
dem Filter 15 strömt das Schmieröl zurück in das Kurbel
gehäuse 19 der Brennkraftmaschine 1. Die Öltemperatur
wird durch einen Thermostaten 21 geregelt, der einen
den Ölkühler 13 umgehenden Nebenschluß 23 steuert. An den
Schmierölkreislauf 3 ist im Nebenschluß ein Schmieröl-
Regenerierkreislauf 25 angeschlossen. Dieser verläuft
von einer tiefliegenden Ansaugstelle 27 in dem Tieftank 7
bis zu einer wieder in den Tieftank 7 mündenden Abgabe
stelle 29 und enthält in der Strömungsrichtung 31
hintereinander eine mechanische Vorreinigungseinrichtung
33 zum Entfernen fester Verunreinigungen, eine Ver
dampfungskammer 35 und eine Öl-Fördereinrichtung, die
bei der dargestellten Ausführungsform je eine Ölpumpe 37,
39 vor und hinter der Verdampfungskammer 35 aufweist.
Eine Verdampfungskammer-Heizeinrichtung 41 ist vorge
sehen, um das in der Verdampfungskammer befindliche Schmier
öl zu erwärmen. Die Verdampfungskammer 35 hat einen Dampf
dom 43, an dessen oberster Stelle eine Ableiteinrichtung
45 zum Ableiten der in die Gasphase übergegangenen Verun
reinigungen angeschlossen ist. Bei der dargestellten Aus
führungsform ist die Ableiteinrichtung 45 an das Ver
brennungssystem der Brennkraftmaschine 1 angeschlossen,
und zwar hier an einen Ansaugstutzen 47 der Brennkraft
maschine 1.
Die Verdampfungskammer 35 hat eine Flüssigkeitsstand-
Regeleinrichtung 49, die bei der dargestellten Ausführungs
form auf ein im Eingang der Verdampfungskammer 35 lie
gendes stellbares Drosselventil 51 und eine Förder
leistungs-Stelleinrichtung 52 der ausgangsseitigen Ölpumpe
39 einwirkt und einen vorgegebenen Flüssigkeitsspiegel 53
in der Verdampfungskammer 35 aufrechterhält, so daß darin
ein Flüssigkeitsraum 55 und ein Gasraum 57 definiert werden.
Der Gasraum 57 setzt sich in den Dampfdom 43 fort. In dem
Dampfdom 43 ist eine Teilkondensations-Trenneinrichtung 59
vorgesehen, mit der Bestandteile des Schmieröls vonein
ander getrennt werden können, die einen verhältnismäßig
geringen, aber doch deutlichen Siedepunktsunterschied haben.
Dieser Zustand liegt typischerweise bei mit Gasöl als
Brennstoff betriebenen Schiffsantriebs-Dieselmotoren vor.
Der Siedepunkt des Gasöls kann zum Beispiel in dem Bereich
150 bis 280° liegen, und man verwendet dann Schmieröle,
die einen um etwa 70 bis 100° höheren Siedepunkt haben.
Die Teilkondensations-Trenneinrichtung 59 überführt möglichst
weitgehend etwaige Gasöl-Anteile, die in das Schmieröl ge
langt sind in die Gasphase, und beläßt das tiefersiedende
reine Schmieröl in der flüssigen Phase. Die Trennwirkung
ist erheblich besser als bei einer einfachen Verdampfung
ohne Teilkondensation. Es ist dadurch möglich, das Schmier
öl über sehr lange Betriebszeiten weitgehend frei von
relativ leichter flüchtigen Verunreinigungen, insbesondere
Gasöl, zu halten. Eine ausreichend vollständige Trennung
läßt sich schon mit einer verhältnismäßig einfach ge
stalteten Teilkondensations-Trenneinrichtung 59 erzielen.
So ist bei der dargestellten Ausführungsform der wesent
liche Bestandteil der Trenneinrichtung 59 ein Rückfluß
kühler 61. Wenn dieser auf eine Temperatur zwischen den
Siedetemperaturen der voneinander zu trennenden Bestand
teile des Schmieröls gebracht wird, wird die gewünschte
Trennung in ausreichendem Ausmaß erzielt.
Bei der dargestellten Ausführungsform weisen der Rückfluß
kühler 61 und die Verdampfungskammer-Heizeinrichtung 51
je eine Rohrschlange auf; die Rohrschlangen sind von einem
mit Abwärme der Brennkraftmaschine 1 in Wärmeaustausch
stehenden Wärmeträger durchströmbar. Bei der dargestellten
Ausführungsform sind die Rohrschlangen hintereinander in
einem Wärmeträgerkreislauf 63 angeordnet, der über einen
Wärmetauscher 65 führt und eine Wärmeträger-Förderpumpe 67
enthält. Der Wärmeträger 65 überträgt Wärme aus einer Abgas
leitung 69 der Brennkraftmaschine 1. Im Sinn der Wärmeträger-
Strömungsrichtung 71 liegt die Rohrschlange des Rückfluß
kühlers 61 stromab von der Rohrschlange der Verdampfungs
kammer-Heizeinrichtung 41. Durch diese Art der Reihen
schaltung wird erreicht, daß eine Trenn- und damit
Reinigungswirkung der Verdampfungskammer in einem verhält
nismäßig breiten Temperaturbereich vorliegt. Immer hat
nämlich dann der Wärmeträger in dem Rückflußkühler 61
eine etwas niedrigere Temperatur als in der Heizeinrich
tung 41. Dies wird bei der dargestellten Ausführungsform
noch dadurch unterstützt, daß bei der Rohrschlange der
Heizeinrichtung 41 ein ausgangsseitiger Abschnitt 73
tiefer in dem Flüssigkeitsraum 55 liegt als der eingangs
seitige Abschnitt 75.
Um die Trennwirkung weiter zu verbessern, enthält bei der
dargestellten Ausführungsform die Trenneinrichtung eine
Schüttkörper-Füllung 77 sowie einen Demister 79, der eine
koaleszierende Wirkung auf in der Dampfphase schwebende
Flüssigkeitsteilchen hat.
Bei der dargestellten Ausführungsform enthält die Vor
reinigungseinrichtung 33 einen Zentrifugalseparator 81.
Dieser ist leichter zu warten als ein Filter. Der abge
schiedene Feststoffschlamm kann in einem Schlammtank
(nicht dargestellt) gesammelt und/oder verbrannt werden.
Damit in dem Zentrifugalseparator 81 eine erwünschte
niedrige Viskosität des Schmieröls vorliegt, ist dem
Separator ein Vorwärmer 83 vorgeschaltet. Um Energie zu
sparen, ist der Vorwärmer 83 mit Abwärme der Brennkraft
maschine 1 beheizbar. Bei der dargestellten Ausführungs
form ist zu diesem Zweck der Wärmeträgerkreislauf 63 in
einen über den Vorwärmer 83 führenden Nebenkreislauf 85
verzweigt. Bei der dargestellten Ausführungsform ist die
Ölpumpe 37 mit einer Stelleinrichtung versehen, so daß
ein gewünschter, definierter Ölstrom durch den Separator
und die Verdampfungskammer geleitet werden kann.
Der in der Verdampfungskammer 35 vorliegende Druck wird
von einer Druckeinstelleinrichtung bestimmt, die bei der
dargestellten Ausführungsform einfach aus einer in der
Ableiteinrichtung 45 vorgesehenen Vakuumpumpe 87 besteht.
Mit dem auf diese Weise in der Verdampfungskammer 35
eingestellten unteratmosphärischen Druck wird erreicht,
daß der Verdampfungs- und Trennvorgang schon bei verhält
nismäßig niedrigen Temperaturen ablaufen kann. Dies
schützt das Schmieröl vor Schäden durch Crackvorgänge.
Vorzugsweise wird in der Verdampfungskammer 35 ein Druck
unter etwa 0,5 Atmosphären eingestellt, damit ein merk
licher Effekt erzielt wird. Da unter Vakuum ein heftiges
Ausgasen des Schmieröls auftreten kann, sind Prallbleche
89 in der Verdampfungskammer 35 vorgesehen. Das Ausgasen
des Schmieröls und die Trennung seiner Bestandteile werden
dadurch begünstigt, daß das Drosselventil 51 im Öl-Eingang
91 der Verdampfungskammer 35 liegt. Die eingangsseitige
Ölpumpe 37 sorgt für einen ausreichenden Vordruck an dem
Drosselventil 51, und die ausgangsseitige Ölpumpe 39 über
windet u.a. den Druckunterschied zwischen dem Innendruck
der Verdampfungskammer 35 und der Atmosphäre.
Bei der dargestellten Ausführungsform können die aus der
Gasphase der Verdampfungskammer 35 erhaltenen Bestandteile
des Schmieröls mittels einer Umschalteinrichtung 93 wahl
weise statt in den Ansaugstutzen 47 in einen anderen Auf
nahmebereich 95 geleitet werden. Das bietet den Vorteil,
daß auch bei stillstehender Brennkraftmaschine 1 die Vor
richtung weiter betrieben, also das Schmieröl weiter
gehend gereinigt werden kann. Bei der dargestellten Aus
führungsform wird der andere Aufnahmebereich 95 von einer
Kondensationseinrichtung 97 gebildet, in der die genannten,
aus der Gasphase erhaltenen Bestandteile kondensiert und
abgeführt werden.
Die Arbeitsweise der Vorrichtung ergibt sich ohne weiteres
aus der vorstehenden Beschreibung ihres Aufbaus.
Claims (17)
1. Schmieröl-Regeneriervorrichtung zur Verwendung an
einer Brennkraftmaschine, mit einem an den Schmier
ölkreislauf der Brennkraftmaschine angeschlossenen
Regenerierkreislauf, der in Strömungsrichtung hinter
einander eine Vorreinigungseinrichtung zum Entfernen
fester Verunreinigungen und eine Verdampfungskammer
aufweist, einer Verdampfungskammer-Heizeinrichtung zum
Erwärmen des in der Verdampfungskammer befindlichen
Schmieröls und einer Ableiteinrichtung zum Ableiten
von in der Verdampfungskammer in die Gasphase überge
gangenen Bestandteilen des Schmieröls, wobei die Ableit
einrichtung eingangsseitig an einen Gas-Auslaß ange
schlossen ist, der am oberen Ende eines Dampfdomes
der Verdampfungskammer angeordnet ist, und wobei vor
zugsweise die Ableiteinrichtung ausgangsseitig an das
Verbrennungssystem der Brennkraftmaschine angeschlossen
ist,
dadurch gekennzeichnet, daß die Verdampfungskammer (35)
eine Flüssigkeitsstand-Regeleinrichtung (49) aufweist,
die einen Flüssigkeitsraum (55) und einen Gasraum ein
schließlich des Dampfdomes (43) definiert, und daß in
dem Dampfdom (43) eine Teilkondensations-Trenneinrich
tung (59) vorgesehen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Trenneinrichtung (59) zum Trennen von Ölen
eingerichtet ist, die einen Siedepunktsunterschied von
etwa 70 bis 100°C haben.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Trenneinrichtung (59) zum Abtrennen
von Gasöl von Schmieröl eingerichtet ist.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Trenneinrichtung (59)
einen Rückflußkühler (61) aufweist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß der Rückflußkühler (61) und die Verdampfungs
kammer-Heizeinrichtung (41) je eine Rohrschlange
aufweisen, daß die Rohrschlangen von einem mit
Abwärme der Brennkraftmaschine (1) in Wärmeaustausch
stehenden Wärmeträger durchströmbar sind und daß die
Rohrschlange des Rückflußkühlers (61) im Sinne der
Wärmeträgerströmung stromab von der Rohrschlange der
Verdampfungskammer-Heizeinrichtung (41) in Reihe mit
dieser geschaltet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß von der Rohrschlange der Verdampfungskammer-Heiz
einrichtung (41) ein ausgangsseitiger Abschnitt (77)
tiefer in dem Flüssigkeitsraum (45) angeordnet ist als
ein eingangsseitiger Abschnitt (79).
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Trenneinrichtung (59)
einen Demister (79) aufweist.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Vorreinigungseinrich
tung (33) einen Zentrifugalseparator (81) aufweist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß der Zentrifugalseparator (81) einen Vorwärmer (83)
aufweist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß der Vorwärmer (83) mit Abwärme der Brennkraft
maschine (1) betreibbar ist.
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch eine Druckein
richtung zum Einstellen eines unteratmosphärischen
Druckes in der Verdampfungskammer (35).
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß der Druck in der Verdampfungskammer (35) auf
Werte unter 0,5 Atmosphären einstellbar ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Ableiteinrichtung (45) eine Vakuum
pumpe (87) aufweist.
14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß im Öl-Eingang (91) der
Verdampfungskammer (35) ein Drosselventil (51) vor
gesehen ist.
15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch eine Umschalteinrichtung (93)
zum wahlweisen Umschalten der Ableiteinrichtung (45)
an das Verbrennungssystem der Brennkraftmaschine (1)
oder an einen anderen Aufnahmebereich (95).
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet,
daß der andere Aufnahmebereich (95) eine Kondensations
einrichtung (97) aufweist.
17. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch die Anwendung bei einer Brenn
kraftmaschine in Form eines Schiffsantriebs-Diesel
motors.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19863624087 DE3624087A1 (de) | 1986-07-17 | 1986-07-17 | Schmieroel-regeneriervorrichtung |
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DE3624087A1 true DE3624087A1 (de) | 1988-01-28 |
DE3624087C2 DE3624087C2 (de) | 1988-07-21 |
Family
ID=6305333
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19863624087 Granted DE3624087A1 (de) | 1986-07-17 | 1986-07-17 | Schmieroel-regeneriervorrichtung |
Country Status (1)
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