NO20150307A1 - Utstyr for vedlikeholdskjøring av marine motorer. - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører utstyr for vedlikeholdskjøring av marine motorer på en livbåt eller lignende.

Oppfinnelsen er i en bestemt utførelse rettet mot en hydraulisk motorbrems som gjør at livbåter hengende i daviter på offshore installasjoner, på skip og lignende kan startes for å kjøre motorene med belastning. Det er ønskelig å kunne kjøre motorene med belastning, fordi motorene da vil oppnå en høyere forbrenningstemperatur, enn dersom de alternativt vedlikeholds startes og kjører på tomgang.

Oppfinnelsen kan fungere som en motstandsbrems, og fremprovoserer på denne måten tilsvarende effekt som en motor som går under belastning gjennom vannet.

På norsk sokkel i Nordsjøen, samt på en rekke skip og installasjoner rundt i verden befinner det seg livbåtmotorer. Disse motorene startes vanligvis ukentlig, og står da og går på tomgang i 3-5 minutter. Dette er et krav fra IMO (International Maritime Organization), gjennom deres SOLAS (Safety of life at sea) konvensjon. Spesielt på offshore installasjoner som plattformer og flyterigger, så vegrer man seg for å slippe livbåtene i vannet, og kjøre disse på sjøen. Dette grunnet at en slik prosess krever store ressurser, blant annet ved at man må ha en heisekran for å løfte livbåtene tilbake på plass. I og med at disse installasjonene ofte er utilgjengelig og langt til havs, er dette derfor upraktisk.

Det har vært påvist konsekvenser der det som i dag i følge SOLAS er angitt som anbefalt vedlikeholdskjøring av livbåtmotorer, virker direkte mot sin egen hensikt i form av at dette fører til at motorene kan få redusert ytelse i en nødsituasjon (soter ned).

Ideelt sett og på generelt grunnlag har alle motorer godt av å bli kjørt under belastning, slik man typisk oppnår ved å kjøre disse gjennom vannet. Startes motorene på tomgang mens de henger i davitene over en lengre periode, så kan dette være til skade for motorene. Grunnen til dette er at man da risikerer at motorene har en tendens til å sote, som en konsekvens av at de ikke oppnår tilstrekkelig arbeidstemperatur.

Det som skjer når en motor soter grunnet ufullstendig forbrenning er blant annet at dyser tettes, og man får en redusert ytelse på motor. Dette representerer igjen en økt risiko for at motor ikke vil yte nødvendig kraft i en reell nødsituasjon.

Oppfinnelsen kan påmonteres nye motorer levert fra produsent, og etter monteres på eksisterende motorer.

Oppfinnelsen kan eksempelvis monteres på en brakett i motorens akterkant, der den installeres slik at den kan kobles inn/ut avhengig om man ønsker å kjøre motor med "kunstig belastning". Den kan også brukes i deler, i tilfeller der det ikke er tilstrekkelig fysisk plass til å få inn en installasjon. Brukere kan da manuelt koble til en ekstern oljekjøler og oljebeholder. Sånn sett så kan oppfinnelsen leveres med fleksibelt design, avhengig av installasjonsfarkost og motor.

Det er følgelig er formål å frembringe et system for vedlikeholdskjøring av marine motorer, der de overnevnte problemer unngås eller i det minste reduseres i vesentlig grad.

Et problem i en livbåt er plass i forhold til vekt, og det er derfor også er formål å frembringe et kompakt bremsesystem for installasjon i en livbåt.

Frem til nå har den eneste måten å belastningskjøre motorer på offshore installasjoner og skip, vært å sette båten på vannet. Et bestemt formål er derfor å forenkle denne prosessen kraftig, og gjøre at man vil være i stand til å gjøre tilsvarende mens livbåten henger i daviten på selve installasjonen eller fartøyet.

Overnevnte formål oppnås med utstyr for vedlikeholdskjøring av marine motorer på en livbåt eller lignende, omfattende: - en hydraulisk motorbrems innrettet for tilkobling med den marine motoren via en koblingsdel, og - der den hydrauliske motorbremsen omfatter en oljepumpe koblet til en oljetank, samt en mellomliggende lastkontroll for styring av påført bremseeffekt til den marine motoren.

Alternative utførelser er angitt i de uselvstendige kravene.

Den hydrauliske motorbremsen inngår fortrinnsvis i et lukket system, der oljepumpen er forbundet med en oljekjøler, oljekjøleren er forbundet med oljetanken, og oljetanken er forbundet med oljepumpen.

Oljepumpen kan via et oljeutløp være forbundet med et innløp på oljekjøleren, oljekjøleren kan via et utløp være forbundet med et innløp på oljetanken, og oljetanken kan via et utløp være forbundet med et oljeinnløp til oljepumpen.

Nevnte oljeinnløp kan være frembrakt i en kjøleblokk montert til oljepumpen og nevnte oljeutløp kan være frembrakt i lastkontrolleren.

Oljekjøleren kan via respektive innløp og utløp være tilkoblet en ekstern kjølekilde. Utløpet til oljekjøleren, tilkoblet den eksterne kjølekilden, kan videre være utstyrt med en retningsventil.

Lastkontrollen kan omfatte ventiler for styring av påført bremseeffekt til den marine motoren. Lastkontrolleren kan videre være koblet til et styringspanel for avlesning og regulering av motorlast.

Koblingsdelen kan være en fleksibel kobling forbundet med et drivhjul koblet til den marine motorens veivaksel.

Den hydrauliske motorbremsen kan omfatte en kjøleblokk montert til oljepumpen, der kjøleblokken omfatter et kjøleinnløp og et kjøleutløp forbundet med den marine motorens kjølevannssystem.

Den hydrauliske motorbremsen kan være permanent festet til den marine motoren via en brakett. Braketten kan være todelt, og omfatte en motorbrakett og en bremsebrakett innrettet for feste av den hydrauliske motorbremsen til den marine motoren. Motorbraketten kan være innrettet for montering av en sprinklerpumpe.

Oppfinnelsen skal nå beskrives nærmere ved hjelp av de vedlagte figurer, hvori:

Figur 1 viser en marin motor utstyrt i henhold til oppfinnelsen.

Figur 2 og 3 viser en hydraulisk motorbrems som inngår i oppfinnelsen.

Figur 4 viser en oljetank som inngår i oppfinnelsen.

Figur 5 viser en oljekjøler som inngår i oppfinnelsen.

Figur 6 viser et styringspanel som inngår i oppfinnelsen.

Figur 7 viser en brakett som inngår i oppfinnelsen, for feste av den hydrauliske motorbremsen til motoren. Figur 8 viser den hydrauliske motorbremsen montert til braketten vist i fig. 7.

Figur 9 viser figur 8 eksplodert.

Figur 10 viser styringspanelet forbundet med den hydrauliske motorbremsen.

Som figurene viser omfatter den foreliggende oppfinnelse hovedsakelig fire hovedkomponenter: en hydraulisk motorbrems 20, en oljetank 40, en oljekjøler 50 og et styringspanel 60 som fungerer som instrumentbord/operatørpanel. I det minste den hydrauliske motorbremsen 20 er montert til en marin motor 10. De andre komponentene, dvs. oljetanken og oljekjøleren, kan være montert frittstående, eller alternativt integrert med motorbremsen 20. Styringspanelet 60 vil normalt være frittstående, og det kan være forbundet med en hydraulisk motorbrems 20 for styring av en enkelt motor, eller innrettet til å styre flere motorer.

Den hydrauliske motorbremsen 20 kan være bygget opp som et aktivt dynamometer, dvs. omfatte en oljepumpe 22 forbundet med et fluidreservoar i form av oljetanken 40, og som på i og for seg kjent måte omfatter en eller flere ventiler mellom oljepumpen og oljetanken for styring av væskestrømmen i oljepumpen 22. Under kjøring av den marine motoren 10 vil da den hydrauliske motorbremsen 20 påføre en last til motoren som kan settes til å samsvare med lasten som påføres når livbåten kjøres på vannet. Lasten kan naturlig varieres, og lasten kan beregnes basert på blant annet strømningsvolum (avhengig av design til oljepumpen), hydraulisk trykk i systemet og hastighet til motoren.

Oljepumpen 22 kan være utformet på kjent måte, som eksempelvis en tannhjulspumpe eller en stempelpumpe. Den kan konfigureres med en enkelt pumpe eller dobbel pumpe (tandem). I tandemkonfigurasjonen så vil to pumper bli koblet sammen for økt bremseeffekt. Dette kan gjøres i de tilfellene hvor det ikke finnes en enkelt pumpe med tilstrekkelig kapasitet eller den riktige spesifikasjonen.

Figur 2 og 3 viser den hydrauliske motorbremsen 20 nærmere. Som det fremgår omfatter motorbremsen 20 en oljepumpe 22 som forklart ovenfor. Oljepumpen 22 omfatter en aksling 34 som via en kobling 24 er forbundet med motoren 10. Koblingen 24 kan være forbundet med et drivhjul eller lignende på motoren, og som videre er forbundet med motorens veivaksel. Drivhjulet forbundet med koblingen 24 kan eksempelvis være samme drivhjul som driver motorens dynamo eller lignende, og eventuelt en sprinklerpumpe. Koblingen 24 vil således være montert til motsatt side av kraftuttaket for motoren.

Til oljepumpen 22 er det på en side videre montert et inntak i form av en kjøleblokk 32 utstyrt med henholdsvis innløp 26a og utløp 26b for kjølevæske. Kjøleblokken 32 kan videre omfatte oljeinnløp 30a for olje inn i oljepumpen 22. Den kan også ha et påkoblingsgrensesnitt for tilkobling direkte på oljepumpen 22. Kjøleinnløpet 26a er via en ledning forbundet med kald kjølevæske, så som kaldt vann fra et kjølerør, og kjøleutløpet 26b er via en ledning eksempelvis forbundet med kaldt vann inn på motor. Dette kan da gi intrigert kjøling av olje via motorens 10 kjølevannssystem, og som forhindrer overoppheting av motorbremsen 20 når den er borte fra den eksterne kjølingen som brukes på oljekjøleren 50. Dette vil være i for eksempel en nødsituasjon når livbåten er sjøsatt.

Til en andre siden av oljepumpen 22 er det anordnet en blokk i form av en lastkontroller 28, og som kan omfatte oljeutløp 30b for olje fra oljepumpen 22. Lastkontrolleren 28 omfatter videre ventiler og styringselementer 36 for å styre oljeutstrømning fra oljepumpen 22, og på den måten styre last som skal påføres til den marine motoren 10. Ventilene og styringselementene 36 er eksempelvis videre forbundet via en ledning 74 til en koblingsboks 100 og videre til styringspanelet 60 via en ledning 78. Alternativt kan signaler sendes trådløst.

Lastkontrolleren 28 er innrettet til å regulere bremseeffekten ved å øke trykket som pumpen 22 må jobbe mot. Den kan videre utstyres med en eller flere avlastningsløp for å redusere trykkfallet til et minimum. Antall avlastningsløp vil normalt avhenge av systemets størrelse. Dette gjør at motorbremsen 20 kan være permanent sammenkoblet med motoren 10 da den da ikke vil stjele så mye effekt fra motoren når bremsen ikke er i bruk. Avlastningsløp, trykkregulering i form av eksempelvis en trykkregulator 36a, trykkovervåkning (sensor) og temperaturovervåkning/alarm

(sensor) kan være integrert i lastkontrollen 28. Den kan også omfatte påkoblingsgrensesnitt for tilkobling direkte på pumpe 22.

Oljetanken 40 vist i figur 4 kan omfatte monteringsbraketter 42 for montering til egnet sted. Oljetanken 40 kan videre omfatte et nivåvindu 44 for visning av oljenivå i tanken, samt eventuelt være forsynt med et oljefilter 48. Oljetanken 40 omfatter videre et utløp 46b som via en ledning er forbundet med oljeinnløpet 30a til oljepumpen 22, og et innløp 46a som via en ledning er forbundet med et utløp 54a til oljekjøleren 50.

Under vedlikeholdskjøring av motoren 10 vil oljen i den hydrauliske motorbremsen 20 normalt oppnå forholdsvis høy temperatur, og det vil derfor naturlig være behov for kjøling. I tillegg til kjølingen omtalt i forbindelse med kjøleblokken 32 vil foretrukket oljekjøleren 50 vist i figur 5 benyttes. Oljekjøleren 50 kan være standardvare, eksempelvis en rørkjøler eller platekjøler.

Oljekjøleren 50 kan tilsvarende omfatte monteringsbraketter 52 for montering til egnet sted. Oljekjøleren 50 omfatter et innløp 54b som via en ledning er forbundet med oljeutløpet 30b fra oljepumpen 22, samt at utløpet 54a er forbundet med innløpet 46a til oljetanken 40. Oljekjøleren 50 omfatter videre et kjøleinnløp 56a for mottak av kjølevæske, så som kjølevann, fra en ekstern kjølekilde, samt et kjøleutløp 56b for retur av kjølevæske. Kjøleutløpet 56b kan omfatte en retningsventil 58.

Styringspanelet 60 vist i figur 6 kan omfatte et deksel 62 som kan lukkes når panelet ikke er i bruk. Panelet er utstyrt med elektronikk for å styre den hydrauliske motorbremsen 20, og kan videre være utstyrt med et display 64 for fremvisning av påført last og annen nyttig informasjon, av/på lys 66, varsellys 68 for oljetemperatur og av/på bryter 70. I tillegg kan panelet omfatte en regulerbar bryter 72 for lastkontroll. Panelet kan også omfatte en lydalarm som varsler ved eventuelle feil.

Styringspanelet 60 kan som nevnt via kablene 74, 78 og koblingsboksen 100 være forbundet med den hydrauliske motorbremsen 20, og der en strømkabel 76 for tilførsel av strøm er koblet til koblingsboksen 100.

Styringspanelet 60 kan også omfatte utstyr for lagring av data som samles inn i forbindelse med vedlikeholdskjøringen eller testkjøring av den marine motoren 10. Slik data kan da senere nyttes til evaluering av kjøringen, og som kan sammenlignes med tidligere kjøringer. Flere styringspaneler 60 kan av den grunn være forbundet med en sentral enhet, enten via kabel eller trådløst, for innsamling av data.

Oppfinnelsen er primært utviklet for innenbords dieselmotor beregnet på livbåtbruk, men kan også benyttes for andre motorer.

Det skal nå som eksempel beskrives hvordan oppfinnelsen benyttes. Den hydrauliske motorbremsen 20 tilkobles den marine motoren 10 via eksempelvis den fleksible koblingen 24. Oljepumpen 22 henter olje fra oljetanken 40, og olje går da inn på pumpen 22 via inntaksblokken 32 med kjøling. Denne kjølingen blir hentet fra motorens kjølekretsløp, og der formålet med kjølingen er å kjøle bremsen 20 når den er tilkoblet motor 10 men ikke aktivert. Det er å foretrekke fordi selv om bremsen ikke er aktivert så vil oljepumpen 22 utvikle litt varme som over tid kan føre til overoppheting. Det er også mulig å koble fra den fleksible koblingen 24 om man ikke ønsker å ha bremsen tilkoblet utenom vedlikeholdskjøring. Oljen går så videre igjennom oljepumpen 22 og til lastkontrollblokken 28. Her blir trykket ut av pumpen 22 regulert av trykkregulatoren 36a, så som en eller flere proporsjonalventiler, når systemet er aktivert på styringspanelet 60. Trykket reguleres på styringspanelet 60.

Når systemet ikke er aktivert så kan eksempelvis to bypassventiler 36b åpnes slik at det er minst mulig trykkfall etter oljepumpen 22. Grunnen til dette er at motoren opplever trykkfallet som last, og det kan derfor være viktig at bremsen ikke stjeler effekt fra motoren når systemet ikke er aktivt. For mindre bremsesystemer vil det kanskje være nok med en bypassventil 36b og for større systemer trenger man kanskje flere enn to bypassventiler. Trykket i lastkontrollblokken 28 kan bli overvåket av en trykksender. Oljetemperaturen kan også overvåkes ved hjelp av en temperatursender og/eller en temperaturbryter som gir alarm ved en gitt temperatur. Oljen går så videre til oljekjøleren 50 hvor man kan koble på eksternt kjølevann. Oppgaven til denne oljekjøleren 50 er å kjøle oljen under vedlikeholdskjøring eller lasttester. Den avkjølte oljen går så tilbake på oljetanken 40 via oljefilteret 48. Lasten kan som nevnt beregnes som en funksjon av det målte trykket og strømning. Strømning avhenger av pumpestørrelse/type og motorens turtall.

I forbindelse med vedlikeholdskjøring utføres gjerne de følgende trinn. Sjekk av oljenivå på oljepumpe, samt oljenivå på selve motor, kjølevæskenivå og dieselnivå

(om diesel benyttes). Slå på bryter til «on» på displayet i styringspanelet/ instrumentbordet, og sett belastning på minimumsnivå. Start selve livbåtmotoren, gir

skal ikke være tilkoblet (motor skal være frikoblet, og den hydrauliske motorbremsen innkoblet). Sett anbefalt arbeidsturtall for motoren i henhold til motorfabrikantens anbefalinger. Etter endt vedlikeholdskjøring, anbefales at motor kjøres noen minutter uten belastning. Slå av motor, slå deretter av den hydrauliske motorbremsen.

Figur 7 viser en brakett 80 for feste av den hydrauliske motorbremsen 20 til den marine motoren 10. Braketten 80 kan være utformet i to deler, dvs. en motorbrakett 82 og en bremsebrakett 84. Motorbraketten 82 festes på motoren 10, der innfestning tilpasses den enkelte motortype. Motorbraketten 82 har påkoblingsgrensesnitt for bremsebraketten 84 og sprinklerpumpe 90 av forskjellige typer og størrelser. Dette gjør at det kan leveres motorer 10 med sprinklerpumpe 90, og den hydrauliske motorbremsen 20 kan etter monteres om dette er ønskelig på et senere tidspunkt.

Bremsebraketten 84 festes til motorbraketten 82, og den hydrauliske motorbremsen 20 påmonteres bremsebraketten 84. Slik som vist i henholdsvis figur 8 og 9.

Sprinklerpumpen 90 er en pumpe som er koblet til motoren 10, og der sprinklerpumpen benyttes til å sprinkle vann over eller i livbåten i tilfelle branntilløp. Koblingen 24 til den hydrauliske motorbremsen 20 kan være koblet til samme drivhjul 92 som driver sprinklerpumpen 90.

Claims (13)

1. Utstyr for vedlikeholdskjøring av marine motorer (10) på en livbåt eller lignende,karakterisert vedå omfatte: - en hydraulisk motorbrems (20) innrettet for tilkobling med den marine motoren (10) via en koblingsdel (24), og - den hydrauliske motorbremsen (20) omfatter en oljepumpe (22) koblet til en oljetank (40), samt en mellomliggende lastkontroll (28) for styring av påført bremseeffekt til den marine motoren (10).

2. Utstyr i samsvar med krav 1,karakterisert vedat den hydrauliske motorbremsen (20) inngår i et lukket system, der oljepumpen (22) er forbundet med en oljekjøler (50), at oljekjøleren (50) er forbundet med oljetanken (40), og at oljetanken (40) er forbundet med oljepumpen (22).

3. Utstyr i samsvar med krav 2,karakterisert vedat oljepumpen (22) via et oljeutløp (30b) er forbundet med et innløp (54b) på oljekjøleren (50), at oljekjøleren (50) via et utløp (54a) er forbundet med et innløp (46a) på oljetanken (40), og at oljetanken (40) via et utløp (46b) er forbundet med et oljeinnløp (30a) til oljepumpen (22).

4. Utstyr i samsvar med krav 3,karakterisert vedat nevnte oljeinnløp (30a) er frembrakt i en kjøleblokk (32) montert til oljepumpen (22) og nevnte oljeutløp (30b) er frembrakt i lastkontrolleren (28).

5. Utstyr i samsvar med krav 2,karakterisert vedat oljekjøleren (50) via respektive innløp (56a) og utløp (56b) er tilkoblet en ekstern kjølekilde.

6. Utstyr i samsvar med krav 1,karakterisert vedat lastkontrollen (28) omfatter ventiler (36,36a,36b) for styring av påført bremseeffekt til den marine motoren (10).

7. Utstyr i samsvar med krav 6,karakterisert vedat lastkontrolleren (28) er koblet til et styringspanel (60) for avlesning og regulering av motorlast.

8. Utstyr i samsvar med krav 1,karakterisert vedat koblingsdelen (24) er en fleksibel kobling forbundet med et drivhjul koblet til den marine motorens (10) veivaksel.

9. Utstyr i samsvar med krav 1,karakterisert vedat den hydrauliske motorbremsen (20) omfatter en kjøleblokk (32) montert til oljepumpen (22), der kjøleblokken (32) omfatter et kjøleinnløp (26a) og et kjøleutløp (26b) forbundet med den marine motorens (10) kjølevannssystem.

10. Utstyr i samsvar med krav 1,karakterisert vedat den hydrauliske motorbremsen (20) er permanent festet til den marine motoren (10) via en brakett (80).

11. Utstyr i samsvar med krav 10,karakterisert vedat braketten (80) er todelt, og omfatter en motorbrakett (82) og en bremsebrakett (84) innrettet for feste av den hydrauliske motorbremsen (20) til den marine motoren (10).

12. Utstyr i samsvar med krav 11,karakterisert vedat motorbraketten (82) er innrettet for montering av en sprinklerpumpe (90).

13. Utstyr i samsvar med krav 5,karakterisert vedat utløpet (56b) til oljekjøleren (50), tilkoblet den eksterne kjølekilden, er utstyrt med en retningsventil (58).