WO2010094646A1 - Filtergerät - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Filtergerät (1) zum Filtern flüssiger Brennstoffe für Brennkraftmaschinen, insbesondere für große Kolbenmotoren, wie zum Beispiel Schiffsdieselmotoren, umfassend eine Filtereinrichtung (2), die zumindest einen Filterkörper aufweist, der in einem Filterraum einen Rohraum von einem Reinraum trennt, eine Rückspüleinrichtung zum Rückspülen des Filterkörpers mit gereinigtem Brennstoff oder Fremdmedium und eine Ausgleichseinrichtung (4), die einen Kolben aufweist, der in einem mit dem Reinraum kommunizierend verbundenen Zylinderraum hubverstellbar angeordnet ist. Eine kompakte und preiswerte Bauform lässt sich erzielen, wenn ein Gehäuse (5) in einem integralen Korpus (27) den Filterraum und den Zylinderraum enthält.

Description

Filtergerät

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Filtergerät zum Filtern flüssiger Brennstoffe für Brennkraftmaschinen, insbesondere für große Kolbenmotoren, wie zum Beispiel Schiffsdieselmotoren oder Blockheizkraftwerke.

Großmotoren werden häufig mit minderwertigen, hochviskosen Brennstoffen betrieben. Derartige minderwertige Brennstoffe können vergleichsweise grobe Verunreinigungen und sogenannte Cat-Fines (Katalysatorrückstände mit einer Korngröße kleiner als 20μm) enthalten, die mittels eines geeigneten Filtergeräts herausgefiltert werden müssen, bevor der Brennstoff zu den Brennräumen des jeweiligen Kolbenmotors gelangt. Hierbei können Filtergeräte der eingangs genannten Art zur Anwendung kommen. Ein derartiges Filtergerät umfasst üblicherweise eine Filtereinrichtung, die einen Filterkörper aufweist, der in einem Filterraum einen Rohraum von einem Reinraum trennt. Während des Filtrierbetriebs können sich Verunreinigungen rohseitig am Filterkörper anlagern und den Filterkörper allmählich zusetzen. Um dem entgegenzuwirken, sind Rückspüleinrichtungen bekannt, mit denen der Filterkörper zum Beispiel mit gereinigtem Brennstoff oder einem Fremdmedium, wie z.B. Druckluft, rückgespült werden kann. Um eine solche Rückspülung während des Filtrierbetriebs realisieren zu können, kann außerdem eine Ausgleichseinrichtung vorgesehen sein, die z.B. einen Kolben aufweist, der in einen mit dem Reinraum kommunizierend verbundenen Zylinderraum hubverstellbar angeordnet ist. Während des Rückspulens kann Brennstoff von der Reinseite zur Rohseite übertreten, wodurch es reinseitig zu einem Druckabfall kommen kann. Um einen derartigen Druckabfall zu reduzieren bzw. zu vermeiden, kann der Kolben der Ausgleichseinrichtung reinseitigen Brennstoff aus dem Zylinderraum in den Reinraum ausstoßen. Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für ein Filtergerät der eingangs genannten Art eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere dadurch auszeichnet, dass sie vergleichsweise preiswert realisierbar ist und insbesondere vergleichsweise kompakt baut.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, ein Gehäuse des Filtergeräts mit einem integralen Korpus zu versehen, der sowohl den Filterraum als auch den Zylinderraum enthält. Ein derartiger in einem Stück bzw. aus einem Stück hergestellter Korpus vereint ein den Filterraum umschließendes Gehäuse und ein den Zylinderraum umschließendes Gehäuse in einem gemeinsamen Bauteil, das preiswerter herstellbar ist als zwei separate Gehäuseteile. Ferner entfällt ein Zusammenbau separater Gehäuseteile, der aufgrund der hohen Betriebsdrücke, die bei derartigen Filtergeräten auftreten können, mit einem erhöhten Aufwand verbunden ist. Von besonderem Vorteil ist außerdem, dass ein derartiges gemeinsames Gehäuse im Grunde nur an einer Stelle beheizt werden muss, um sowohl den Filterraum als auch den Zylinderraum zu beheizen. Dies gilt insbesondere dann, wenn der Korpus aus Metall hergestellt ist, wodurch in den Korpus eingeleitete Wärme von selbst im ganzen Korpus verteilt wird. Ein Beheizen des Gehäuses ist insbesondere dann von Vorteil, wenn als Brennstoff Schweröl verwendet wird, das eine vergleichsweise hohe Viskosität besitzt. Bei niedrigen Umgebungstemperaturen können derartige niederwertige Brennstoffe vergleichsweise zäh werden, was den Filtrierbetrieb gefährdet. Durch das gemeinsame Gehäuse entfällt die erforderliche Beheizung einer separaten Reinigungseinrichtung. Durch Beheizen des Filterraums und des Zylinderraums des Filtergeräts wird einerseits ein störungsfreier Betrieb des Filtergeräts gewährleis- tet. Zum anderen kann der im Zylinderraum bevorratete gefilterte Brennstoff ohne weiteres zum Druckausgleich gefördert werden.

Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform kann der Kolben im Zylinderraum einen Schmutzraum von einem Vorratsraum trennen. Der Schmutzraum ist mit dem Rohraum oder mit einem im Rohraum angeordneten Schmutzkanal der Rückspüleinrichtung kommunizierend verbunden. Im Unterschied dazu ist der Vorratsraum mit dem Reinraum kommunizierend verbunden und dient zur Bevorratung von gereinigtem Brennstoff. Auf diese Weise kann der Kolben einerseits dazu verwendet werden, zur Vermeidung eines Druckabfalls im Reinraum Brennstoff aus dem Vorratsraum in den Reinraum zu fördern. Zum anderen kann der Kolben gleichzeitig dazu verwendet werden, aus dem Rohraum bzw. aus dem Schmutzkanal Verunreinigungen abzusaugen und in den Schmutzraum einzusaugen. Hierdurch erhält der Kolben eine Doppelfunktion, wodurch beispielsweise eine zusätzliche Saugeinrichtung zur Erzeugung eines Unterdrucks im Schmutzkanal bzw. zum Absaugen der Verunreinigungen aus dem Rohraum entfallen kann.

Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausführungsform kann der Korpus einen Heizmitteleinlass und einen Heizmittelauslass aufweisen. Heizmitteleinlass und Heizmittelauslass können dabei über einen Heizmittelpfad miteinander kommunizierend verbunden sein, der im Inneren des Gehäuses verläuft. Auf diese Weise kann eine Heizeinrichtung besonders einfach an das Gehäuse angeschlossen werden. Durch den internen Heizmittelpfad kann die über die Heizeinrichtung bereitgestellte Wärme besonders günstig zu den Stellen bzw. Bereichen im Gehäuse geführt werden, die im Betrieb und bevorzugt auch im Stillstand des Filtergeräts zu Beheizen sind. Beispielsweise können dadurch der Filterraum und der Zylinderraum bevorzugt mit Wärme beaufschlagt werden. Als Heizmittel eignet sich beispielsweise eine geeignete Flüssigkeit, wie z.B. Thermoöl, oder ein Gas, wie zum Beispiel Wasserdampf.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.

Es zeigen, jeweils schematisch,

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Filtergeräts,

Fig. 2 eine weitere, um 90° gedrehte Seitenansicht des Filtergeräts, entsprechend einer Blickrichtung Il in Fig. 1 ,

Fig. 3 eine Schnittansicht des Filtergeräts entsprechend Schnittlinien III in

Fig. 1 ,

Fig. 4 eine Schnittansicht des Filtergeräts entsprechend Schnittlinien IV in

Fig. 2, Fig. 5 eine Schnittansicht des Filtergeräts im Bereich einer Ausgleichseinrichtung,

Fig. 6 eine Schnittansicht wie in Fig. 3, jedoch in entgegengesetzter Blickrichtung.

Entsprechend den Fig. 1 bis 6 umfasst ein Filtergerät 1 , mit dessen Hilfe flüssige Brennstoffe gefiltert werden können, eine Filtereinrichtung 2, eine Rückspüleinrichtung 3, eine Ausgleichseinrichtung 4 sowie ein Gehäuse 5. Das Filtergerät 1 kommt bei Brennkraftmaschinen, insbesondere bei großen Kolbenmotoren oder Großmotoren zum Einsatz, da diese häufig mit minderwertigen Brennstoffen betrieben werden. Beispielsweise ist ein Einsatz für Schiffsdieselmotoren denkbar. Ebenso kommt eine Verwendung in Generatoren oder Blockheizkraftwerken in Betracht. Der Begriff Brennkraftmaschine umfasst alle Arten von Kolbenmotoren (Hubkolbenmotoren und Drehkolbenmotoren) sowie Turbomaschinen.

Die Filtereinrichtung 2 umfasst entsprechend den Fig. 3 bis 6 zumindest einen Filterkörper 6, der in einem Filterraum 7 angeordnet ist. Der Filterkörper 6 trennt in diesem Filterraum 7 einen Rohraum 8 von einem Reinraum 9. Die Rückspüleinrichtung 3 dient zum Rückspülen des Filterkörpers 6, wobei zum Rückspülen gereinigter bzw. gefilterter Brennstoff oder ein Fremdmedium verwendet wird. Hierzu weist die Rückspüleinrichtung 3 entsprechend Fig. 4 einen Schmutzkanal 10 auf, der im Rohraum 8 angeordnet ist. Der Schmutzkanal 10 ist dabei in einem Saugrohr 11 ausgebildet, das im Rohraum 8 so positioniert ist, dass es sich entlang der rohseitigen Oberfläche des Filterkörpers 6 erstreckt. Das Saugrohr 11 weist an einer dem jeweiligen Filterkörper 6 zugewandten Seite jeweils zumindest eine schlitzförmige Ansaugöffnung 12 auf, durch die eine Schmutzansaugung durchführbar ist. Durch die jeweilige Saugöffnung 12 gelangt Schmutz in den Saugkanal 10 und kann über den Saugkanal 10 abgeführt werden.

Im Beispiel ist der Filterkörper 6 zylindrisch, insbesondere kreiszylindrisch ausgestaltet. Eine Längsmittelachse des Filterkörpers 6 ist in den Fig. 3 und 4 mit 13 bezeichnet. Im Beispiel erstreckt sich das Saugrohr 11 über die gesamte axiale Höhe des Filterkörpers 6. Bei der in den Fig. 3, 4 und 6 gezeigten, bevorzugten Ausführungsform ist der Filterkörper 6 als Doppelzylinder ausgestaltet, so dass er einen Innenzylinder 14 und einen Außenzylinder 15 umfasst. Beide Zylinder wirken filtrierend, bilden also jeweils für sich einen Filterkörper. Alternativ ist gemäß Fig. 5 auch eine Ausführungsform möglich, bei welcher der Filterkörper 6 nur einen Zylinder aufweist. Obwohl in den Darstellungen der Figuren die Zylinder 14, 15 durch eine perforierte Wand dargestellt sind, ist klar, dass dies lediglich eine exemplarische Ausführungsform repräsentiert. Insbesondere kann der jeweilige Zylinder 14, 15 eine beliebige andere geeignete Filterstruktur besitzen. Beispielsweise können die Zylinder 14, 15 als Kantenspaltfilter ausgestaltet sein. Ebenso können sie mit einer Lochfolie, insbesondere mit einer Kantenlochfolie ausgestattet sein. Ebenso kommt ein plissiertes Filtermaterial in Frage.

Bei der hier gezeigten, mit einem Doppelfilterkörper 6 arbeitenden Filtriereinrichtung 2 umfasst der Rohraum 8 einen Ringraum 16, der radial zwischen den beiden Zylindern 14, 15 ausgebildet ist. Hierzu ist der Filterkörper 6 im Beispiel im Bereich dieses Ringraums 16 nach unten offen, wodurch der Ringraum 16 mit dem übrigen Rohraum 8 kommuniziert. Der Reinraum 9 umfasst im Unterschied dazu einen zylindrischen Innenraum 17, der im Inneren des Innenzylinders 14 ausgebildet ist, sowie einen ringförmigen Außenraum 18, der radial zwischen dem Außenzylinder 15 und einer Gehäusewand 19 ausgebildet ist. Die Gehäusewand 19 umschließt ringförmig den Filterraum 7. Der Innenraum 17 kommuniziert durch wenigstens eine Axialöffnung 20, die in einem die beiden Zylinder 14, 15 an einem Axialende des Filterkörpers 6 miteinander verbindenden scheibenförmigen Boden 21 ausgebildet ist, mit dem übrigen Reinraum 9 bzw. mit dem Außenraum 18.

Bei der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform wird ein Filterkörper 6 verwendet, der abweichend der zuvor beschriebenen Ausführungsform nur einen einzelnen Zylinder aufweist. Bei dieser Ausführungsform umschließt der Reinraum 9 den Filterkörper 6 ringförmig, während der Filterkörper 6 den Rohraum 8 ringförmig umschließt.

Die Ausgleichseinrichtung 4 umfasst einen Kolben 22, der in einem Zylinderraum 23 hubverstellbar angeordnet ist. Die Hubverstellung kann über einen Gewindetrieb bzw. Arbeitszylinder mit hydraulischem, pneumatischem oder elektrischem Antrieb erfolgen. Der Zylinderraum 23 kommuniziert dabei mit dem Reinraum 9. Ein entsprechender, vorzugsweise integrierter, Verbindungskanal 24 ist in Fig. 5 erkennbar. Entsprechend Fig. 5 trennt der Kolben 22 im Zylinderraum 23 einen Schmutzraum 25, der sich in Fig. 5 links vom Kolben 22 befindet, von einem Vorratsraum 26, der sich in Fig. 5 rechts vom Kolben 22 befindet. Der Vorratsraum 26 dient zur Bevorratung von gereinigtem Brennstoff und kommuniziert, zum Beispiel über den Verbindungskanal 24, mit dem Reinraum 9 der Filtereinrichtung 2. Der Schmutzraum 25 kommuniziert dagegen mit dem Schmutzkanal 10, was weiter unten noch näher erläutert wird.

Das Gehäuse 5 besitzt nun einen Korpus 27, der integral gestaltet ist, also in einem Stück hergestellt ist bzw. aus einem Stück hergestellt ist. Beispielsweise handelt es sich beim Korpus 27 um ein integral geformtes Gussteil. Bevorzugt ist der Korpus 27 aus Metall hergestellt. Der Korpus 27 enthält sowohl den Filterraum 7 als auch den Zylinderraum 23. Somit dient der Korpus 27 zur Unterbringung sowohl von Komponenten der Filtereinrichtung 2 als auch von Komponen- ten der Ausgleichseinrichtung 4. Insbesondere sind der Filterkörper 6 und der Kolben 22 im Korpus 27 untergebracht. Hierdurch ergibt sich eine besonders kompakte Bauform für das Filtergerät 1. Zumindest in axialer Richtung, also parallel zur Längsrichtung des Filterkörpers 6 baut der Korpus 27 und somit das Filtergerät 1 vergleichsweise kurz. Insbesondere ist auch der Verbindungskanal 24 integral im Korpus 27 ausgeformt, was z. B. Fig. 5 entnehmbar ist.

Der Korpus 27 bzw. das Gehäuse 2 weist einen rohseitigen Brennstoffeinlass 28 und einen reinseitigen Brennstoffauslass 29 auf. Der Brennstoffeinlass 28 ist mit einem Einlassflansch 30 ausgestattet. Ebenso ist der Brennstoffauslass 29 mit einem entsprechenden Auslassflansch 31 versehen. Die Flansche 30, 31 sind entweder an den Korpus 27 angebaut oder wie hier mit diesem integral hergestellt. Andere Anschlussarten wie z.B. Gewindeanschlüsse oder Klemmverschlüsse sind möglich.

Ferner weist das Gehäuse 5 bzw. der Korpus 27 einen ersten Schmutzanschluss

32 auf, der mit dem Schmutzkanal 10 kommunizierend verbunden ist. Des weiteren ist der Korpus 27 bzw. das Gehäuse 5 mit einem zweiten Schmutzanschluss

33 versehen, der mit dem Schmutzraum 25 kommunizierend verbunden ist. Bevorzugt ist der erste Schmutzanschluss 32 integral am Korpus 27 ausgebildet. Im Unterschied dazu ist der zweite Schmutzanschluss 33 an einem Deckel 34 ausgebildet, mit dem der Zylinderraum 23 an einer dem Schmutzraum 25 zugewandten Seite axial verschlossen ist. Hierzu ist besagter Deckel 34 mit dem Korpus 27 verschraubt. Alternativ kann ein solcher Deckel 34 auch entfallen, wenn an seiner Stelle ein Boden integral am Gehäuse 5 bzw. am Korpus 27 ausgeformt ist. Die beiden Schmutzanschlüsse 32, 33 werden über ein Schaltventil 35 gesteuert. Zum Betätigen des Schaltventils 35 ist eine Stelleinrichtung 36 vorgesehen. Das Schaltventil 35 weist drei Anschlüsse auf, nämlich einen mit dem ersten Schmutzanschluss 32 verbundenen ersten Anschluss 37, einen mit dem zweiten Schmutzanschluss 33 verbundenen zweiten Anschluss 38 und einen dritten An- schluss 39, an den über eine entsprechende, hier nicht gezeigte Verbindungsleitung ein ebenfalls nicht gezeigtes Schmutzreservoir zum Sammeln von abgereinigten Verunreinigungen anschließbar ist. Alternativ zu einem Schaltventil 35 mit drei Anschlüssen sind auch zwei Schaltventile mit jeweils wie Anschlüssen möglich. Eine erste Verbindungsleitung 40 verbindet den ersten Anschluss 37 mit dem ersten Schmutzanschluss 32. Eine zweite Verbindungsleitung 41 verbindet den zweiten Anschluss 38 mit dem zweiten Schmutzanschluss 33. In einer ersten Schaltstellung verbindet das Schaltventil 35 den ersten Anschluss 37 mit dem zweiten Anschluss 38 und sperrt den dritten Anschluss 39. In der ersten Schaltstellung sind somit die beiden Schmutzanschlüsse 32, 33 miteinander kommunizierend verbunden. In einer zweiten Schaltstellung sperrt das Schaltventil 35 den ersten Anschluss 37 und verbindet den zweiten Anschluss 38 mit dem dritten Anschluss 39. In der zweiten Schaltstellung sind somit der zweite Schmutzanschluss 33 und das genannte Schmutzreservoir miteinander kommunizierend verbunden.

Entsprechend Fig. 5 umfasst die Ausgleichseinrichtung 4 einen Gewindetrieb 42, mit dessen Hilfe der Kolben 22 hubverstellbar ist. Der Gewindetrieb 42 umfasst hierzu eine Gewindespindel 43, die sich koaxial zu einer Längsmittelachse 44 des Zylinderraums 23 erstreckt. Die Gewindespindel 43 durchsetzt den Kolben 22 beim gezeigten Beispiel in einer Gewindeöffnung 45 und ist hier drehend antreibbar. Hierzu ist ein Drehantrieb 46 vorgesehen, der insbesondere einen Elektromotor 47 und ein Getriebe 48 umfassen kann. Des Weiteren umfasst der Gewindetrieb 42 zumindest eine Führungsstange 49, die sich parallel zur Gewindespindel 43 erstreckt und die den Kolben 22 in einer Führungsöffnung 50 exzentrisch durchsetzt. Auf diese Weise kann der Kolben 22 bei rotierender Gewindespindel 43 nicht mitdrehen, wodurch ein axialer Hub des Kolbens 22 erzwungen wird. Bevorzugt sind Zylinderraum 43 und Filterraum 7 im Korpus 27 so an- geordnet, dass die Längsmittelachse 13 des Filterraums 7 quer zur Längsmit- telachse 44 des Zylinderraums 23 verläuft. Dabei ist klar, dass sich die beiden Längsmittelachsen 13, 44 nicht schneiden müssen, sondern zueinander beabstandet aneinander vorbeilaufen können. Ebenso sind andere Orientierungen für die Längsmittelachsen 13, 44 realisierbar. Beispielsweise können sie auch parallel zueinander verlaufen.

Die Rückspüleinrichtung 3 wirkt zweckmäßig immer nur mit einem in Umfangs- richtung des Filterkörpers 6 begrenzten Umfangssegment zusammen, um den Filtrierbetrieb möglichst wenig zu stören. Damit die Oberfläche des Filterkörpers 6 bzw. die Oberflächen der Zylinder 14, 15 entlang ihres gesamten Umfangs rückgespült werden können, ist eine Relativbewegung zwischen dem Saugrohr 11 und dem Filterkörper 6 erforderlich. Im gezeigten Beispiel ist hierzu ein Antrieb 51 vorgesehen, mit dessen Hilfe der Filterkörper 6 im Gehäuse 5 um die Längsmittelachse 13 des Filterkörpers 6 drehend antreibbar ist. Hierzu ist der Filterkörper 6 am Korpus 27 drehbar gelagert. Ein entsprechendes Drehlager ist in Fig. 6 mit 52 bezeichnet. Der Drehantrieb 51 umfasst beispielsweise einen Elektromotor 53 und ein Getriebe 54, das über eine Antriebswelle 55 den Filterkörper 6 antreibt. Das Saugrohr 11 ist im Korpus 27 feststehend montiert, so dass durch die Rotation des Filterkörpers 6 die gesamte rohseitige Oberfläche des Filterkörpers 6 bzw. der Zylinders 14, 15 die Saugöffnungen 12 überstreicht. Hierdurch kann der Schmutzkanal 10 mit beiden Zylindern 14, 15 zum Rückspülen zusammenwirken. Alternativ ist es ebenso möglich, den Filterkörper 6 im Gehäuse 5 stehend anzuordnen und das Saugrohr 11 um die Längsmittelachse 13 des Filterköpers 6 drehbar anzuordnen und mit dem Drehantrieb 51 entsprechend zu koppeln.

Entsprechend Fig. 6 sowie entsprechend den Fig. 1 und 4 sind am Korpus 27 bzw. am Gehäuse 5 ein Heizmittelauslass 56 und ein Heizmitteleinlass 57 ausgebildet. Im Inneren des Gehäuses 5 sind der Heizmittelauslass 56 und der Heizmitteleinlass 57 durch einen Heizmittelpfad 58 miteinander kommunizierend verbunden, der in Fig. 6 durch einen Pfeil angedeutet ist und im Inneren des Gehäuses 5 verläuft. Zur Ausbildung dieses Heizmittelpfads 58 enthält das Gehäuse 5 bzw. enthält der Korpus 27 an einer vom Filterraum 7 abgewandten Seite einen Hohlraum 59, der mit einem in den Korpus 27 eingesetzten Deckel 60 verschlossen ist. An diesem Deckel 60 ist im Beispiel eine Trennwand 61 angebracht, die vom Deckel 60 absteht und in den Hohlraum 59 hineinragt. Alternativ kann die Trennwand 61 auch integral am Korpus 27 ausgeformt sein. Die Trennwand 61 ist dabei so dimensioniert, dass zwischen der Trennwand 61 und einer dem Deckel 60 gegenüberliegenden Wand 62 ein Abstand 63 verbleibt, wodurch die Trennwand 61 an ihrem vom Deckel 60 entfernten Ende überströmbar bzw. umströmbar ist. Dementsprechend führt der Heizmittelpfad 58 um die Trennwand 61 herum. Der Heizmittelpfad 58 umfasst bzw. verbindet einen Ablaufraum 64, der mit dem Heizmittelauslass 56 kommunizierend verbunden ist, sowie einen Zulaufraum 65, der mit dem Heizmitteleinlass 57 kommunizierend verbunden ist. Im Beispiel ist der Ablaufraum 64 durch eine am Korpus 27 integral ausgebildete Gehäusewand 66 vom Zylinderraum 23 getrennt. Außerdem ist im Beispiel der Zulaufraum 65 durch die zuvor genannte Gehäusewand 62, die ebenfalls integral am Korpus 27 ausgeformt ist, vom Filterraum 7 getrennt. Hierdurch ergibt sich ein intensiver Wärmeübergang zwischen dem im Heizmittelpfad 58 transportierten Heizmittel und der jeweiligen Gehäusewand 62 bzw. 66. Auf diese Weise kann der Korpus 27 einfach beheizt werden. Ferner kann der im Korpus 27 transportierte bzw. enthaltene Brennstoff sowie die daraus herausgefilterten Verunreinigungen beheizt werden. Ein an den Heizmittelauslass 56 und Heizmitteleinlass 57 angeschlossener Heizkreis wird mit einem geeigneten Heizmittel, beispielsweise mit einem Gas, wie zum Beispiel Wasserdampf, oder mit einer Flüssigkeit, wie zum Beispiel Wasser oder Thermoöl, betrieben. Der Zylinderraum 23 ist entsprechend Fig. 5 an einer dem Vorratsraum 26 zugewandten Seite axial durch einen weiteren Deckel oder Boden 67 verschlossen, der mit dem Korpus 27 verschraubt ist. Der Korpus 27 bzw. das Gehäuse 5 ist an einer von der Ausgleichseinrichtung 4 abgewandten Seite mit Hilfe eines Deckels 68 axial verschlossen, der den Antrieb 51 trägt, von der Antriebswelle 55 durchdrungen ist und der im Beispiel mit dem Korpus 27 verschraubt ist. Hierzu ist der Korpus 27 mit einem entsprechenden Flansch 69 ausgestattet. Ferner ist in Fig. 6 eine Leerlauföffnung 70 erkennbar, die mit einem Leerlaufventil 71 steuerbar ist, das in Fig. 1 gezeigt ist.

Das hier vorgestellte Filtergerät 1 arbeitet wie folgt:

Über den Brennstoffeinlass 28 gelangt ungereinigter flüssiger Brennstoff in den Rohraum 8. Um zum Reinraum 9 zu gelangen, muss er den Filterkörper 6 bzw. dessen Zylinder 14, 15 durchströmen. Vom Reinraum 9 gelangt der gereinigte Brennstoff zum einen in den Vorratsraum 26 und zum anderen tritt er durch den Brennstoffauslass 29 aus dem Gehäuse 5 aus. Zur Realisierung einer Rückspülung des Filterkörpers 6 bzw. der Zylinder 14, 15 wird im Schmutzkanal 10 relativ zum Reinraum 9 ein Unterdruck erzeugt. Dieser Unterdruck wird bei der hier gezeigten Ausführungsform durch eine Axialverstellung des Kolbens 22 realisiert. Dabei beginnt der Kolben 22 bei der in Fig. 5 gezeigten Ausgangsstellung, die sich durch ein minimales Volumen im Schmutzraum 25 und ein maximales Volumen im Vorratsraum 26 auszeichnet. Durch die Axialverstellung des Kolbens 22 vergrößert sich das Volumen im Schmutzraum 25, wodurch darin der Druck abfällt. Das in seine erste Schaltstellung verstellte Schaltventil 35 führt dazu, dass diese Druckdifferenz auf den Schmutzkanal 10 übertragen wird. Dementsprechend wird über die Saugöffnungen 12 Schmutz rohseitig von den Oberflächen der Zylinder 14, 15 abgesaugt. Gleichzeitig strömt dabei reinseitiger Brennstoff entgegen der Filtrierrichtung, also von der Reinseite zur Rohseite nach, wodurch die gewünschte Rückspülung realisiert wird. Die rückgespülten Verunreinigungen werden dabei über den Schmutzkanal 10 in den Schmutzraum 25 angesaugt. Die Hubverstellung des Kolbens 22 verkleinert gleichzeitig das Volumen des Vorrats- raums 26, wodurch darin enthaltener gefilterter Brennstoff über den Verbindungskanal 24 in den Reinraum 9 gelangt. Hierdurch kann ein Druckabfall im Reinraum 9, der an sich mit der Rückspülung einhergeht, vollständig oder zumindest teilweise kompensiert werden. Insbesondere kann der Filtrierbetrieb ununterbrochen fortgesetzt werden. Nach Beendigung des Rückspülvorgangs, zum Beispiel nach einer vollständigen Umdrehung des Filterkörpers 6, wird das Schaltventils 35 in die zweite Schaltstellung überführt. Der Kolben 22 wird dann wieder in die in Fig. 5 gezeigte Ausgangsstellung zurückgefahren. Die Rückverstellung erfolgt vergleichsweise langsam, so dass es zu keinem nennenswerten Druckabfall auf der Reinseite kommt, auch wenn der sich dabei vergrößernde Vorratsraum 26 mit gereinigtem Brennstoff aus dem Reinraum 9 allmählich befüllt wird. Gleichzeitig wird durch die Rückstellung des Kolbens 22 das im Schmutzraum 25 gesammelte Schmutzvolumen ausgetrieben. Durch die zweite Schaltstellung des Schaltventils 35 werden dabei die Verunreinigungen durch den dritten Anschluss 39 in Richtung Schmutzreservoir ausgepresst.

Durch die Integration des Gehäuses 5 bzw. des Korpus 27 in einen Heizkreis können sowohl die Ausgleichseinrichtung 4 als auch die Filtereinrichtung 2 ausreichend beheizt werden, um auch bei zähen Brennstoffen und insbesondere auch bei zähen aus dem Brennstoff herausgefilterten Verunreinigungen, wie zum Beispiel Teer, eine hinreichende Temperatur sicherzustellen, die es ermöglicht, das Filtergerät 1 ordnungsgemäß zu betreiben und insbesondere auch zähe Verunreinigungen auszutreiben.

Claims

Ansprüche

1. Filtergerät zum Filtern flüssiger Brennstoffe, insbesondere für große Kolbenmotoren, wie zum Beispiel Schiffsdieselmotoren,

- mit einer Filtereinrichtung (2), die zumindest einen Filterkörper (6) aufweist, der in einem Filterraum (7) einen Rohraum (8) von einem Reinraum (9) trennt,

- mit einer Rückspüleinrichtung (3) zum Rückspülen des Filterkörpers (6) mit gereinigtem Brennstoff,

- mit einer Ausgleichseinrichtung (4), die einen Kolben (22) aufweist, der in einem mit dem Reinraum (9) kommunizierend verbundenen Zylinderraum (23) hubverstellbar angeordnet ist,

- mit einem Gehäuse (5), das in einem integralen Korpus (27) den Filterraum (7) und den Zylinderraum (23) enthält.

2. Filtergerät nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (22) im Zylinderraum (23) einen mit dem Rohraum (8) oder mit einem im Rohraum (8) angeordneten Schmutzkanal (10) der Rückspüleinrichtung (3) kommunizierend verbundenen Schmutzraum (25) von einem mit dem Reinraum (9) kommunizierend verbundenen Vorratsraum (26) für gereinigten Brennstoff trennt.

3. Filtergerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (5) am Korpus (27) einen mit dem Rohraum (8) oder mit dem Schmutzkanal (10) kommunizierend verbundenen ersten Schmutzanschluss (32) aufweist, wobei außerdem ein mit dem Schmutzraum (25) kommunizierend verbundener zweiter Schmutzanschluss (33) vorgesehen ist.

4. Filtergerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schaltventil (35) mit drei Anschlüssen vorgesehen ist, das in einer ersten Schaltstellung seinen mit dem ersten Schmutzanschluss (32) verbundenen ersten Anschluss (37) mit seinem mit dem zweiten Schmutzanschluss (33) verbundenen zweiten Anschluss (38) verbindet und seinen mit einem Schmutzreservoir verbindbaren dritten Anschluss (39) sperrt und das in einer zweiten Schaltstellung den ersten Anschluss (37) sperrt und den zweiten Anschluss (38) mit dem dritten Anschluss (39) verbindet.

5. Filtergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (5) an seinem Korpus (27) einen mit dem Rohraum (8) kommunizierend verbundenen Einlassanschluss (28) und einen mit dem Reinraum (9) kommunizierend verbundenen Auslassanschluss (29) aufweist.

6. Filtergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichseinrichtung (4) zum Hubverstellen des Kolbens (22) einen Gewindetrieb (42) aufweist, der eine drehend antreibbare, den Kolben (22) in einer Gewindeöffnung (45) durchsetzende zentrale Gewindespindel (43) und zumindest eine den Kolben (22) in einer Führungsöffnung (50) durchsetzende exzentrische Führungsstange (49) aufweist.

7. Filtergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Filterraum (7) und der Zylinderraum (23) im Korpus (27) so angeordnet sind, dass eine Längsmittelachse (13) des Filterraums (7) quer zur Längsmittelachse (44) des Zylinderraums (43) verläuft.

8. Filtergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Filterkörper (6) mittels eines Antriebs (51 ) um seine Längsmittelachse (13) drehend antreibbar ist und am Korpus (27) drehbar gelagert ist.

9. Filtergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,

- dass der Filterkörper (6) ein Zylinder ist, der filtrierend wirkt, und

- dass der Rohraum (8) einen zylindrischen Raum (16) umfasst.

10. Filtergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,

- dass der Filterkörper (6) einen Innenzylinder (14) und einen Außenzylinder (15) aufweist, die jeweils filtrierend wirken,

- dass der Rohraum (8) einen zwischen den Zylindern (14, 15) ausgebildeten Ringraum (16) umfasst,

- dass der Reinraum (9) einen innerhalb des Innenzylinders (14) ausgebildeten zylindrischen Innenraum (17) und einen zwischen dem Außenzylinder (15) und einer Gehäusewand (19) ausgebildeten ringförmigen Außenraum (18) umfasst.

11. Filtergerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmutzkanal (10) im Ringraum (16) angeordnet ist und mit beiden Zylindern (14, 15) des Filterkörpers (6) zum Rückspülen zusammenwirkt.

12. Filtergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der Korpus (27) ein Metallteil ist.

13. Filtergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (5) an seinem Korpus (27) einen Heizmittelauslass (56) und einen Heizmitteleinlass (57) aufweist, die durch einen im Inneren des Gehäuses (5) verlaufenden Heizmittelpfad (58) miteinander kommunizierend verbunden sind.

14. Filtergerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizmittelpfad (58) einen mit dem Heizmittelauslass (56) kommunizierend verbundenen Ablaufraum (64) und einen mit dem Heizmitteleinlass (57) kommunizierend verbundenen Zulaufraum (65) umfasst, wobei zumindest einer dieser Räume (64, 65) durch eine Gehäusewand (62, 66) vom Zylinderraum (23) und/oder vom Filterraum (7) getrennt ist.

15. Filtergerät nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Ablaufraum (64) durch eine überströmbare und/oder umströmbare Trennwand (61 ) vom Zulaufraum (65) getrennt ist.

16. Filtergerät nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand (61 ) an einem in den Korpus (27) eingesetzten Deckel (60) oder integral am Korpus (27) ausgebildet ist.