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    • 专利摘要:
    Zur verbesserten Handhabung des Problems der Asphaltene (dichte Kohlenstoffpartikel, die in Kraftstofflagerbehältern und in Kraftstoffhandhabungssystemen Schlamm bilden), schlägt die Erfindung ein Verfahren zur Kraftstoffaufbereitung vor, bei welchem eine Kupplung bereitgestellt wird, die ein Antriebselement mit einem ersten magnetischen Element und ein angetriebenes Element mit einem zweiten magnetischen Element aufweist, wobei das Antriebselement magnetisch mit dem angetriebenen Element durch das erste und das zweite magnetische Element verbunden ist, wobei ferner ein Kraftstoffhomogenisator bereitgestellt wird, der einen Stator und einen Rotor aufweist, der drehbar in Bezug auf den Stator befestigt ist, wobei der Rotor des Homogenisators drehbar mit dem angetriebenen Element der Kupplung verbunden ist, wobei Kraftstoff für den Homogenisator und Drehenergie für das Antriebselement bereitgestellt werden, wobei die Drehenergie des Antriebselementes das erste magnetische Element dreht und wobei das magnetische Element Drehenergie auf das zweite magnetische Element überträgt und den Rotor des Homogenisators dreht.
    公开号:DE102004023233A1
    申请号:DE102004023233
    申请日:2004-05-07
    公开日:2005-01-20
    发明作者:Steven R. Burak
    申请人:Ashland LLC；
    IPC主号:F02B47-02
    专利说明:
    [0001] Dievorliegende Erfindung betrifft Kraftstoffsysteme. Insbesondere betrifftdie Erfindung Verfahren und Vorrichtungen zur Kraftstoffaufbereitung,insbesondere zur Steigerung der Homogenität von Kraftstoff, Kraftstoffgemischenund Kraftstoff-Wasser-Gemischen.
    [0002] HerkömmlicheKraftstoffhomogenisatoren sind dafür ausgelegt, Asphaltene abzuscherenund sie mit schwerem Heizölzu vermischen. Asphaltene sind dichte Kohlenstoffpartikel, welcheSchlamm in Kraftstofflagerbehälternund in Kraftstoffhandhabungssystemen bilden. Asphaltene verstopfenKraftstofffilter und erfordern eine spezielle Entsorgung. Am Verbrennungsendeeines Systems führenAsphaltene zu unvollständigerVerbrennung von Kraftstoff.
    [0003] HerkömmlicheKraftstoffhomogenisatoren schließen mechanische Dichtungenein und weisen auch Temperatur- und Druckbetriebsgrenzwerte auf. Wenndie Betriebsgrenzwerte überschrittenwerden oder wenn ein Kraftstoffhomogenisator nicht ordnungsgemäß gewartetwird, kann heißerKraftstoff an der mechanischen Dichtung vorbei austreten. Der Kraftstoffkann Wellenlager und andere Bestandteile beschädigen und die Umwelt gefährden.
    [0004] Gemäß einerersten Ausführungsformumfasst eine Kraftstoffaufbereitungsvorrichtung einen Kraftstoffhomogenisatorund eine Kupplung. Es kann ein Motor bereitgestellt werden, um Drehenergiefür dieKupplung bereitzustellen. Der Kraftstoffhomogenisator umfasst einenStator, einen Rotor, der drehbar in Bezug auf den Stator angebrachtist, wobei zwischen dem Rotor und dem Stator ein Spalt besteht,einen Einlass in Fluidverbindung mit dem Spalt zwischen dem Rotorund dem Stator und einen Auslass in Fluidverbindung mit dem Spalt.Die Kupplung umfasst einen Antriebsrotor mit einem ersten magnetischenElement, einen angetriebenen Rotor mit einem zweiten magnetischenElement und eine Welle, die drehbar um ihre Längsachse befestigt ist, wobei dieWelle drehbar mit dem Rotor des Homogenisators und dem angetriebenenRotor der Kupplung verbunden ist. Wenn Drehenergie für die Kupplungbereitgestellt wird, überträgt das erstemagnetische Element Drehbewegung des Antriebsrotors auf das zweitemagnetische Element, wodurch der angetriebene Rotor gedreht wird.
    [0005] Gemäß der erstenAusführungsformkönnen diemagnetischen Elemente so angeordnet werden, daß sie nicht mit Kraftstoff,der die magnetischen Elemente angreifen und in ihren Eigenschaftenverschlechtern kann, in Kontakt treten.
    [0006] Fernerkann gemäß der erstenAusführungsformKraftstoff überdem angetriebenen Rotor zirkulieren, um Bestandteile der Kraftstoffaufbereitungsvorrichtungzu kühlenund zu schmieren. Die Kraftstoffaufbereitungsvorrichtung kann vorteilhafterweise auchbei höherenTemperaturen betrieben werden als herkömmliche Vorrichtungen.
    [0007] WeitereEinzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgendenrein beispielhaften und nicht-beschränkenden Beschreibung verschiedenerAusführungsbeispieleder Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung.
    [0008] 1 zeigt eine schematischeAnsicht eines Kraftsystems mit Kraftstoffaufbereitungsvorrichtungengemäß der vorliegendenErfindung.
    [0009] 2 zeigt eine Schnittansichteiner Kraftstoffaufbereitungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindungim Aufriss.
    [0010] 3 zeigt eine Schnittansichtentlang der Linie 3-3 von 2.
    [0011] Gemäß allgemeinerPraxis sind die verschiedenen Elemente der Erfindung in der Zeichnungnicht unbedingt maßstabsgetreugezeichnet. Abmessungen verschiedener Elemente können vergrößert oder verkleinert sein,um die Ausführungsformender Erfindung deutlicher darzustellen. In den Figuren benennen gleicheBezugszeichen gleiche Elemente benennen.
    [0012] 1 ist ein schematischesDiagramm eines Antriebssystems 1000, bei dem Kraftstoffaufbereitungsvorrichtungen 100 verwendetwerden können, umKraftstoff im System 1000 aufzubereiten. Das Antriebssystem 1000 kannzum Beispiel ein Antriebssystem für ein Seeschiff sein.
    [0013] DasKraftsystem 1000 kann einen Hauptmotor 200 undHilfsmotoren 210, 220 umfassen. Schweres Heizöl wird ineinem Servicebehälter 230 für schweresHeizölgelagert und Dieselölin einem Servicebehälter 232 für Dieselöl. Das schwereHeizöl unddas Dieselölwerden gemischt und Versorgungspumpen 236 zugeführt. DieVersorgungspumpen 236 fördernden Kraftstoff zu Kraftstoffaufbereitungsvorrichtungen 100.
    [0014] Nachder Aufbereitung in den Kraftstoffaufbereitungsvorrichtungen 100 kannder Kraftstoff den jeweiligen Motoren 200, 210, 220 durchZirkulationspumpen 238 zugeführt werden. Der Kraftstoffkann auch durch Filter 240 gefiltert werden.
    [0015] Voneinem Setzbehälter 250 für schweres Heizöl kann schweresHeizöldurch einen Reiniger 252 zu einem Servicebehälter 230 für schweresHeizölgelangen. Eine Kraftstoffaufbereitungsvorrichtung 100 kannmit dem Reiniger 252 in Serie geschaltet sein, um Kraftstoffvom Absetzbehälter 250 für schweresHeizölaufzubereiten. Eine Schlammreduktionsschleife 264 kannebenfalls eingeschlossen sein, in der Kraftstoff in einem Aufbereiter 100 aufbereitetund zum Absatzbehälter 250 für schweres Heizöl rückgeführt wird.Dieselölkann dem Dieselöl-Servicebehälter 232 voneinem Marinedieselöl-(MDO)-Lagerbehälter 260 zugeführt werden, nachdemes durch einen Reiniger 262 gegangen ist.
    [0016] EinAltölverbrennungssystem 270 kannim System 1000 enthalten sein, um Altöl zu entsorgen. Das Altöl kann zumBeispiel durch Verbrennen in einem Hilfskessel oder einem (hiernicht dargestellten) Verbrenner entsorgt werden. Abfall aus denReinigern 252, 262 kann ebenfalls mittels desAltölverbrennungssystems 270 entsorgtwerden.
    [0017] DasSystem 1000 schließtKraftstoffaufbereitungsvorrichtungen 100 zur Aufbereitungverschiedener Kraftstoffe, Kraftstoffgemische und Kraftstoff-Wasser-Gemische ein. DieKraftstoffaufbereitungsvorrichtung 100 wird detaillierterin 2 und 3 dargestellt.
    [0018] 2 ist eine Schnittansichtder Kraftstoffaufbereitungsvorrichtung 100 im Aufriss. 3 ist eine Schnittansichtder Kraftstoffaufbereitungsvorrichtung 100 entlang derLinie 3-3 in 2. DieKraftstoffaufbereitungsvorrichtung 100 umfasst eine Kupplung 300,einen Kraftstoffhomogenisator 400 und einen Motor 500.Der Kraftstoffhomogenisator 400 nimmt Kraftstoff, ein Kraftstoffgemischoder ein Kraftstoff-Wasser-Gemisch an einem Einlass 402 auf undgibt aufbereiteten Kraftstoff an einem Auslass 404 aus.Der eingehende Kraftstoff kann aus einem einzigen Kraftstofftypoder aus einem Gemisch aus zwei oder mehreren Kraftstoffen, einemGemisch aus Kraftstoff und Wasser oder einem dieser Stoffe in Kombinationmit Kraftstoffzusatzstoffen bestehen. Im Sinne der vorliegendenBeschreibung könnender eingehende Kraftstoff und/oder die eingehenden Kraftstoffgemischeallgemein als „Kraftstoff" bezeichnet werden.Der Begriff „Kraftstoff" wird auch in dem Sinneverwendet, dass der Kraftstoff ein Kraftstoff-Wasser-Gemisch sein und andere Zusatzstoffe enthaltenkann.
    [0019] DerMotor 500 stellt die Drehenergie bereit, um den Homogenisator 400 zubetreiben. Der Motor 500 ist drehbar mit dem Homogenisator 400 durch dieKupplung 300 verbunden. Die Kupplung 300 ist durcheine Welle 302 mit dem Motor 500 verbunden. DieVerbindung der Welle 302 mit dem Motor 500 kann üblicherArt sein und ist daher hier nicht weiter dargestellt.
    [0020] DerHomogenisator 400 umfasst ein Gehäuse 401 und einenkonischen Rotor 410, der konzentrisch und drehbar innerhalbeines konischen Stators 420 befestigt ist. EingehenderKraftstoff tritt in den Einlass 402 in der durch die Pfeileangezeigten Richtung ein und geht durch einen Rotor/Stator-Spalt-Einlass 424 hindurch.In einer Ausführungsformkann der Rotor/Stator-Spalt-Einlass 424 eine Breite aufweisen,die – gemessenin einer Richtung, die zur Mittellinie des Homogenisators 400 senkrechtverläuft – 3 mm beträgt. AndereSpalteinlassbreiten könnenebenfalls in Abhängigkeitvon der Anwendung verwendet werden. Der Rotor 410 und derStator 420 weisen unterschiedliche Verjüngungen auf, was zu einem fortschreitendenger werdenden Spalt 418 zwischen dem Rotor 410 unddem Stator 420 führt.
    [0021] Wiedurch die Pfeile in 2 gezeigt,gelangt der Kraftstoff in den fortschreitend enger werdenden Spalt 418 zwischendem Rotor 410 und dem Stator 420 und tritt durcheinen Rotor-/Stator-Spalt-Auslass 426 aus. Der Rotor/Stator-Spalt-Auslass 426 kann – entlangeiner Richtung gesehen, die parallel zur Mittellinie des Homogenisators 400 verläuft – eine einstellbareBreite aufweisen, wobei die Breite sich z.B. zwischen ungefähr 0,15bis 0,3 mm bewegen kann. Andere Breiten können in Abhängigkeit von der für den aufbereitetenKraftstoff gewünschtenHomogenitätund von den Kraftstoffarten, die aufbereitet werden, verwendet werden.
    [0022] Während derKraftstoff in den enger werdenden Spalt 418 wandert, werdenAsphaltene im Kraftstoff zwischen den gegenüberliegenden Oberflächen desRotors 410 und des Stators 420 abgeschert. Der Homogenisator 400 dientauch dazu, verschiedene Kraftstoffarten zu mischen, welche den eingehenden Kraftstoff ausmachen,falls mehrere Kraftstoffarten im eingehenden Kraftstoff vorhandensind. Wasser und/oder Zusatzstoffe, sofern vorhanden, werden auchinnerhalb des Kraftstoffes gemischt. Der Homogenitätsgrad imeingehenden Kraftstoff wird damit durch den Homogenisator 400 erhöht.
    [0023] DieKupplung 300 überträgt Drehenergie vomMotor r zum Homogenisator 400. Die Kupplung 300 istmagnetisch und stellt mehrere Vorteile im Vergleich zu herkömmlichenKupplungsvorrichtungen bereit. Die Kupplung 300 wird untendetailliert beschrieben.
    [0024] DieKupplung 300 umfasst ein Lagergehäuse 304 und einenLagerträger 306.Die Kupplung 300 kann einen Träger 307 zum Befestigender Kupplung 300 an einer Außenfläche, wie einer Deckplatte im Fallvon Marineanwendungen, einschließen. Das Lagergehäuse 304 istmit dem Homogenisator 400 durch mehrere Bolzen 308 verbunden,die um den Umfang des Lagergehäuses 304 herumangeordnet sind. Nur ein Bolzen 308 ist in 2 dargestellt. Das Lagergehäuse 304 istmit dem Lagerträger 306 durch Bolzen 309 verbunden,die um den Umfang des Lagerträgers 306 angeordnetsind, wobei hier nur ein Bolzen 309 dargestellt ist.
    [0025] Inder Kupplung 300 ist ein Antriebsrotor 310 magnetischmit einem angetriebenen Rotor 330 verbunden. Der Antriebsrotor 310 nimmtDrehenergie von dem Motor 500 auf und überträgt die Drehenergie über diemagnetische Kupplung auf den angetriebenen Rotor 330. DerAntriebsrotor 310 ist mit der Welle 302 verbunden,welche wiederum mit dem Motor 500 verbunden ist. Die Welle 302 istdurch ein Lager 312 in dem Lagerträger 306 gestützt, undder Antriebsrotor 310 ist durch ein Lager 316 indem Lagerträger 306 gestützt. DieLager 312, 316 können zum Beispiel Kugellagersein.
    [0026] Derangetriebene Rotor 330 schließt eine Welle 332,ein, die mit dem Rotor 410 des Homogenisators 400 verbundenist. Die Welle 332 kann mit dem Rotor 410 zumBeispiel übereinen Bolzen 440 verbunden sein, der eine Keilnut 442 aufweist.Ein Keil wird in die Keilnut 442 eingefügt, um zu gewährleisten,dass sich die Welle 332 und der Rotor 410 gemeinsamdrehen. Der Rotor 410 dreht sich daher mit dem angetriebenenRotor 330 der Kupplung 300.
    [0027] Diemagnetische Kupplung wird durch die Wechselwirkung der magnetischenFelder von einem äußeren magnetischenElement 336 und einem inneren magnetischen Element 338 hergestellt.Das äußere magnetischeElement 336 ist mit dem Antriebsrotor 310 verbundenund das innere magnetische Element 338 mit dem angetriebenenRotor 330. Die magnetischen Elemente 336, 338 können ausDauermagneten bestehen, die als Ring befestigt sind. Der Ring desinneren magnetischen Elements 338 kann aus einer Magnetbank 360 undder Ring des äußeren magnetischenElements 336 aus einer Magnetbank 362 bestehen.Jedes der magnetischen Elemente 336, 338 kannvorzugsweise die Form von zwei getrennten Magnetringen aufweisen.Die Form und Anordnung der magnetischen Elemente 336, 338 werdenunten detaillierter unter Bezugnahme auf 3 besprochen. Die magnetischen Elemente 336, 338 schaffeneine multipolare magnetische Kupplung, welche Drehenergie des Antriebsmotors 310 durcheine Einschließungshülle 340 derKupplung 300 überträgt.
    [0028] DieEinschließungshülle 340 istinnerhalb des Antriebsrotors 310 angeordnet. Die Einschließungshülle 340 iststationärmit dem Lagergehäuse 304 verbundenund dreht sich nicht mit dem angetriebenen Rotor 330. DieEinschließungshülle 340 kann mitdem Lagergehäuse 304 über eineDichtung (nicht dargestellt) verbunden sein, die zwischen der Einschließungshülle 340 unddem Lagergehäuse 304 angeordnetist, um ein abgedichtetes Gehäuseoder eine abgedichtete Kammer innerhalb der Einschließungshülle 340 zubilden. Die Einschließungshülle 340 kannaus Materialien wie zum Beispiel Keramik und rostfreiem Stahl hergestelltwerden.
    [0029] Kraftstoffkann innerhalb der Einschließungshülle 340 zirkulieren.Der Kraftstoff kann in die Einschließungshülle 340 eintreten,indem er sich überdem Umfang einer Auslassscheibe 444 des Homogenisators 400 bewegt.Kraftstoff, der innerhalb der Einschließungshülle 340 zirkuliert,kühlt und schmiertdie Bestandteile innerhalb der Einschließungshülle 340. Zum Beispielkann die Welle 332 in Gleitlagern 350 befestigtsein, welche durch den zirkulierenden Kraftstoff geschmiert undgekühltwerden. Ungeteilte Ringlager sind herkömmlichen Lagern gegenüber, welcheein größeres Volumeninnerhalb der Kupplung 300 beanspruchen würden, vorzuziehen.Die ungeteilten Ringlager könnenaus Materialien wie zum Beispiel Carbidstahl hergestellt werden.
    [0030] Dasinnere magnetische Element 338 ist im angetriebenen Rotor 330 eingeschlossenund von Kraftstoff, der in der Kupplung 300 fließt, isoliert.Das äußere magnetischeElement 336 ist ebenfalls von Kontakt mit Kraftstoff isoliert,da der Kraftstoff nicht in den Raum zwischen der Einschließungshülle 340 unddem Antriebsrotor 310 eindringt.
    [0031] ImBetrieb dreht der Motor 500 die Welle, welche den Antriebsrotor 310 dreht.Das äußere magnetischeElement 336 ist magnetisch mit dem inneren magnetischenElement 338 verbunden und bringt dadurch den angetriebenenRotor 330 dazu, sich zu drehen. Die Welle 332 istdrehbar mit dem angetriebenen Rotor 330 verbunden und drehtsich mit den angetriebenen Rotor 330. Der Rotor 410 desHomogenisators 400 ist mit der Welle 332 verbundenund dreht sich in derselben Winkelgeschwindigkeit wie die Welle 332.Wenn Kraftstoff in den Einlass 402 des Homogenisators 400 eindringt,wird er in den Rotor/Stator-Einlass-Spalt 424 gezogen,und Partikelstoffe wie Asphaltene werden zunehmend gemahlen unddurch Scherkräftein dem enger werdenden Spalt 418 gemischt. Der Homogenisierungsgraddes Kraftstoffes steigt auch an, wenn Asphaltene in den Flüssigkraftstoffuntergemischt und wenn unterschiedliche Kraftstoffarten, Wasserund Zusatzstoffe (falls vorhanden) miteinander vermischt werden.
    [0032] DerKraftstoff läuftdurch den Rotor/Stator-Spalt-Auslass 426 und tritt durchden Auslass 404 aus dem Homogenisator 400 aus.Wünschenswerte Asphaltengrößen nachder Aufbereitung sollten einen Durchmesser von weniger als ungefähr 5 Mikron aufweisen.Der Auslass 404 kann mit einer Kraftstoffleitung verbundensein, welche den aufbereiteten Kraftstoff zum Beispiel an einenMotor weiterleiten kann.
    [0033] Während desBetriebs der Kraftstoffaufbereitungsvorrichtung 100 kannKraftstoff vorteilhafterweise kontinuierlich durch das Innere derEinschließungshülle 340 zirkuliertwerden. Der Kraftstoff dient dazu, die Bestandteile innerhalb derEinschließungshülle 340 zukühlenund zu schmieren. Wasser kann dem Kraftstoff vor dem Durchführen desKraftstoffes durch die Kraftstoffaufbereitungsvorrichtung 100 hinzugefügt werden.Die Kraftstoffaufbereitungsvorrichtung 100 erstellt danacheine Kraftstoff-Wasser-Emulsion, die – wenn sie in einen Dieselmotor eingespritztwird – zureduzierten Stickstoffoxidemissionen (NOx)führt.
    [0034] 3 ist eine Schnittansichtder Kupplung 300 entlang der Linie 3-3 in 2. Wie in 3 dargestellt,umfasst das innere magnetische Element 338 einen Ring derMagnete 360 in dem angetriebenen Rotor 330. UnterBezugnahme auf 2 kann dasinnere magnetische Element 338 zwei solcher Ringe einschließen. Diezwei Ringe könnenin koaxialer Ausrichtung in einer Ende-zu-Ende-Weise angeordnetsein. In ähnlicherWeise kann der äußere magnetischeRing 336 zwei koaxial ausgerichtete Ringe des Magneten 362 umfassen.
    [0035] Gemäß obigerAusführungsformsind die Magnete 360 des inneren magnetischen Elementes 338 innerhalbdes angetriebenen Rotors 330 eingeschlossen und die Magnete 362 desAntriebsrotors 310 sind zum Raum zwischen der Einschließungshülle 340 unddem Antriebsrotor 310, der frei von Kraftstoff ist, offen.Die magnetischen Elemente 336, 338 sind dahervon Kontakt mit Kraftstoff isoliert, der die Magnete 360, 362 beschädigen oderverschlechtern kann. Vorzugsweise ist die Einschließungshülle 340 innerhalbdes Antriebsrotors 310 befestigt, so dass der Raum dazwischenhermetisch abgedichtet ist.
    [0036] Fernerzirkuliert gemäß obigerAusführungsformKraftstoff innerhalb der Einschließungshülle 340, um die darinangeordneten Bestandteile zu kühlenund zu schmieren. Die Gleitlager 350 werden durch den Kraftstoffgeschmiert, wodurch ein reibungsloser und wartungsfreier Betriebder Kupplung 300 gewährleistetwird.
    [0037] DieKraftstoffaufbereitungsvorrichtung 100 kann mit sehr hohenTemperaturen betrieben werden. Zum Beispiel kann die Aufbereitungsvorrichtung 100 mitKraftstofftemperaturen von bis zu ungefähr 400°C betrieben werden. Im Gegensatzdazu liegt bei herkömmlichenKraftstoffhomogenisatoren der maximale Wert der Kraftstofftemperaturfür einensicheren Betrieb im Bereich von ungefähr 150 bis 180°C.
    [0038] DerMotor 500 kann zum Beispiel ein Elektromotor sein. Eingeeigneter Elektromotor wird von ATB Motorentechnik GmbH in Nordenham,Deutschland, hergestellt, weist die Bezeichnung IM B 35 auf undwird unter der Teilenummer DE 160M-4 verkauft. Andere Motoren, wiejene, die von der SIEMENS Aktiengesellschaft AG Automations- undAntriebsgruppe in Erlangen, Deutschland, erzeugt werden, können ebenfallsverwendet werden. Ein geeigneter Motortyp wird unter der generellenBezeichnung „Käfigläufermotor" verkauft. Der Motor 500,und infolgedessen der Homogenisator 400, können ineiner großenBandbreite von Drehgeschwindigkeiten betrieben werden. Zum Beispielkönnenbei der Aufbereitung von schwerem Heizöl für Marineanwendungen Drehgeschwindigkeitenim Bereich von ungefähr 1000bis 3000 Umdrehungen/Minute verwendet werden. Der Motor 500 kannaber so ausgewähltwerden, dass er eine geeignete Geschwindigkeit in Abhängigkeitder Art des aufzubereitenden Kraftstoffs und in Abhängigkeitvon der fürden aufbereiteten Kraftstoff vorgesehenen Verwendung aufweist. Der Motor 500 kannabnehmbar an der Welle 302 (2) derKupplung 300 befestigt sein und als ein getrenntes Elementzusammengebaut werden.
    [0039] Gemäß den inder vorliegenden Beschreibung offenbarten Ausführungsformen kann der Homogenisator 400 dieFunktionen des Scherens und/oder Schleifens von Partikelstoff innerhalbvon Kraftstoff ausführen.Der Homogenisator 400 kann auch verschiedene Kraftstofftypen,Wasser und Zusatzstoffe mischen. Der Begriff „Homogenisator" deutet jedoch nichtdarauf hin, dass Kraftstoff, der im Homogenisator 400 aufbereitetwird, einen gänzlich einheitlichenoder homogenen Zustand aufweisen muss. Der Begriff „Homogenisator" impliziert, dass einKraftstoff oder ein Kraftstoffgemisch, der bzw. das in den Homogenisatoreintritt, nach der Aufbereitung im Homogenisator 400 einenhöherenHomogenitätsgradaufweisen wird.
    [0040] Dasoben beschriebene Antriebssystem 1000 ist zwar als Schiffstriebwerkbeschrieben, die oben beschriebenen Ausführungsformen der Kraftstoffaufbereitungsvorrichtung 100 können jedoch auchandere Anwendungen haben. Zum Beispiel kann die Kraftstoffaufbereitungsvorrichtung 100 ineiner Einrichtung verwendet werden, die elektrischen Strom erzeugt.
    [0041] Dievorangehende Beschreibung der Erfindung ist eine Darstellung undBeschreibung der vorliegenden Erfindung. Darüber hinaus zeigt und beschreibtdie Offenbarung nur ausgewähltebevorzugte Ausführungsformender Erfindung, wobei jedoch zu verstehen ist, dass die Erfindungin verschiedenen anderen Kombinationen, Modifizierungen und Umgebungenverwendet werden und innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung,so wie hierin zum Ausdruck gebracht, in Übereinstimmung mit den obengenannten Lehren und/oder im Rahmen der Fertigkeit oder des Wissensder relevanten Technik geändertoder modifiziert werden kann.
    [0042] Dieoben beschriebenen Ausführungsformen dienenferner dazu, die besten bekannten Formen zur Umsetzung der Erfindungzu erläuternund andere Fachleute zu befähigen,die Erfindung in diesen oder anderen Ausführungsformen und mit den durch diespeziellen Anwendungen oder Verwendungen der Erfindung erforderlichenverschiedenen Modifikationen zu verwenden. Infolgedessen dient dieBeschreibung nicht der Beschränkungder Erfindung auf die hierin offenbarte Form. Ferner gilt, dassdie beiliegenden Ansprücheso ausgelegt werden können, dasssie alternative Ausführungsformeneinschließen,die nicht ausdrücklichin der detaillierten Beschreibung definiert werden
    权利要求:
    Claims (27)
    [1] Kraftstoffaufbereitungsvorrichtung (100),umfassend – einenKraftstoffhomogenisator (400), – einen Motor (500),und – einemagnetische Kupplung (300) zum Übertragen von Drehenergie vondem Motor (500) zum Kraftstoffhomogenisator (400).
    [2] Kraftstoffaufbereitungsvorrichtung (100)nach Anspruch 1, wobei die magnetische Kupplung (300) folgendesumfasst: – einenAntriebsrotor (310) und – einen angetriebenen Rotor(330).
    [3] Kraftstoffaufbereitungsvorrichtung (100)nach Anspruch 2, wobei die magnetische Kupplung (300) folgendesumfasst: eine Einschließungshülle (340),die zwischen einem ersten magnetischen Kupplungsmittel (336)des Antriebsrotors (310) und einem zweiten magnetischen Kupplungsmittel(338) des angetriebenen Rotors (330) angeordnetist.
    [4] Kraftstoffaufbereitungsvorrichtung (100)nach einem der Ansprüche2 oder 3, wobei die magnetische Kupplung (300) Folgendesumfasst: eine Welle (332), die drehbar mit dem angetriebenen Rotor(330) und dem Kraftstoffhomogenisator (400) verbundenist.
    [5] Kraftstoffaufbereitungsvorrichtung (100)nach Anspruch 3 oder 4, wobei: Kraftstoff aus dem Kraftstoffhomogenisator(400) in ein Inneres der Einschließungshülle (340) eindringen kann,aber von einem Äußeren derEinschließungshülle (340)isoliert ist.
    [6] Kraftstoffaufbereitungsvorrichtung (100)nach einem der Ansprüche2 bis 5, wobei der Kraftstoffhomogenisator (400) Folgendesumfasst: ein erstes magnetisches Element (336) aufdem Antriebsrotor (310); und ein zweites magnetischesElement (338) auf dem angetriebenen Rotor (330).
    [7] Kraftstoffaufbereitungsvorrichtung (100)nach Anspruch 1, wobei der Kraftstoffhomogenisator (400) Folgendesumfasst: einen Stator (420); einen Rotor (410),der drehbar in Bezug auf den Stator (420) befestigt ist,wobei ein Spalt (418) zwischen dem Rotor (410)und dem Stator (420) besteht; einen Einlass (402)in Fluidverbindung mit dem Spalt (418) zwischen dem Rotor(410) und dem Stator (420); und einen Auslass(426) in Fluidverbindung mit dem Spalt (418) zwischendem Rotor (410) und dem Stator (420); und wobeidie magnetische Kupplung (300) Folgendes umfasst: einenAntriebsrotor (310) mit einem ersten magnetischen Element(336); einen angetriebenen Rotor (330) miteinem zweiten magnetischen Element (338); und eineWelle (332), die drehbar um ihre Längsachse befestigt ist, wobeidie Welle (332) drehbar mit dem Rotor (410) desHomogenisators (400) und dem angetriebenen Rotor (330)verbunden ist, wobei das erste magnetische Element (336)Drehbewegung des Antriebsrotors (310) auf das zweite magnetische Element(338) überträgt, wodurchder angetriebene Rotor (330) gedreht wird.
    [8] Kraftstoffaufbereitungsvorrichtung (100)nach Anspruch 7, umfassend: eine Einschließungshülle (340), die mindestensteilweise den angetriebenen Rotor (330) umschließt, wobeisich der Spalt (418) zwischen der Einschließungshülle (340)und dem Antriebsrotor (310) befindet.
    [9] Kraftstoffaufbereitungsvorrichtung (100)nach Anspruch 8, wobei das erste magnetische Element (336)dem Spalt (418) zwischen der Einschließungshülle (340) und demAntriebsrotor (310) ausgesetzt ist.
    [10] Kraftstoffaufbereitungsvorrichtung (100) nachAnspruch 8 oder 9, wobei die Einschließungshülle (340) zwischendem ersten magnetischen Element (336) und dem zweiten magnetischenElement (338) angeordnet ist.
    [11] Kraftstoffaufbereitungsvorrichtung (100)nach einem der Ansprüche8 bis 10, wobei der Spalt zwischen der Einschließungshülle (340) und demAntriebsrotor (310) zumindestens teilweise durch die Einschließungshülle (340)und den Antriebsrotor (310) hermetisch abgedichtet ist.
    [12] Kraftstoffaufbereitungsvorrichtung (100) nacheinem der Ansprüche8 bis 11, wobei: sich ein Inneres der Einschließungshülle (340)mit dem Spalt (418) zwischen dem Rotor (410) unddem Stator (420) des Kraftstoffhomogenisators (400)in Fluidverbindung befindet; und Kraftstoff vom Homogenisator(400) in die Einschließungshülle (340)fließenkann, wenn sich die Welle (332) dreht.
    [13] Kraftstoffaufbereitungsvorrichtung (100) nachAnspruch 7, wobei der Antriebsrotor (310) drehbar innerhalbeines Lagerträgers(306) befestigt ist.
    [14] Kraftstoffaufbereitungsvorrichtung (100) nacheinem der Ansprüche7 bis 12, wobei die Welle (332) in mindestens einem ungeteiltenRinglager (250) befestigt ist.
    [15] Kraftstoffaufbereitungsvorrichtung (100) nacheinem der Ansprüche7 bis 12, wobei das erste magnetische Element (336) mindestenseinen Magnetring (362) umfasst, der auf dem Antriebsrotor (330)angebracht ist.
    [16] Kraftstoffaufbereitungsvorrichtung (100) nachAnspruch 15, wobei: das zweite magnetische Element (338)mindestens einen Magnetring (360) umfasst, der auf demangetriebenen Rotor (330) angebracht ist; und daszweite magnetische Element (338) konzentrisch mit dem erstenmagnetischen Element (336) angeordnet ist.
    [17] Kraftstoffaufbereitungsvorrichtung (100) nacheinem der Ansprüche7 bis 12, wobei: der Spalt (418) zwischen dem Rotor(410) und dem Stator (420) einen Einlassabschnitt(424) und einen Auslassabschnitt (426) aufweist;und die Größe des Spalts(418) vom Einlassabschnitt (424) zum Auslassabschnitt(426) hin abnimmt.
    [18] Kraftstoffaufbereitungsvorrichtung (100) nacheinem der Ansprüche7 bis Anspruch 12, umfassend: einen Motor (500), wobeider Motor (500) mit der Welle (332) verbundenist und Drehenergie fürdie Welle (332) bereitstellt, wodurch der Rotor (410)des Homogenisators (400) gedreht wird.
    [19] Kraftstoffaufbereitungsvorrichtung (100) nachAnspruch 18, wobei der Motor (500) mit einer Drehgeschwindigkeitim Bereich von ungefähr1000 bis 3000 Umdrehungen/Minute betrieben werden kann.
    [20] Kraftstoffaufbereitungsvorrichtung (100),die Folgendes umfasst: – Mittelzum Steigern der Kraftstoffhomogenität; – Mittel zum Bereitstellenvon Drehenergie; und – eineKupplung zum Übertragender Drehenergie von dem Mittel zum Bereitstellen der Übertragungsenergieauf das Mittel zum Steigern der Kraftstoffhomogenität, wobeidie Kupplung Folgendes umfasst: – Antriebsmittel mit erstenmagnetischen Kupplungsmitteln; und – angetriebene Mittel mit zweitenmagnetischen Kupplungsmitteln, wobei die angetriebenen Mittel mit denMitteln zum Steigern der Kraftstoffhomogenität verbunden sind.
    [21] Kraftstoffaufbereitungsvorrichtung (100) nachAnspruch 20, wobei die Kupplung Folgendes umfasst: eine Einschließungshülle, diezwischen dem ersten magnetischen Kupplungsmittel und dem zweitenmagnetischen Kupplungsmittel angeordnet ist.
    [22] Kraftstoffaufbereitungsvorrichtung (100) nachAnspruch 21, wobei die Kupplung Folgendes umfasst: eine Welle,die drehbar mit den angetriebenen Mitteln und den Mitteln zum Steigernder Kraftstoffhomogenitätverbunden ist.
    [23] Kraftstoffaufbereitungsvorrichtung (100) nachAnspruch 21, wobei: Kraftstoff aus den Mitteln zum Steigernder Kraftstoffhomogenitätin ein Inneres der Einschließungshülle eindringenkann, aber von einem Äußeren derEinschließungshülle isoliertist
    [24] Verfahren zur Kraftstoffaufbereitung, umfassend: – Bereitstelleneiner Kupplung, die ein Antriebselement mit einem ersten magnetischenElement und ein angetriebenes Element mit einem zweiten magnetischenElement aufweist, wobei das Antriebselement magnetisch mit dem angetriebenenElement durch das erste und das zweite magnetische Element verbundenist; – Bereitstelleneines Kraftstoffhomogenisators, der einen Stator und einen Rotoraufweist, der drehbar in Bezug auf den Stator befestigt ist, wobeider Rotor des Homogenisators drehbar mit dem angetriebenen Elementder Kupplung verbunden ist; – Bereitstellen von Kraftstofffür denHomogenisator; und Bereitstellen von Drehenergie für das Antriebselement,wobei die Drehenergie das Antriebselement und das erste magnetischeElement dreht, wobei das erste magnetische Element Drehenergie aufdas zweite magnetische Element überträgt und denRotor des Homogenisators dreht.
    [25] Verfahren nach Anspruch 24, wobei das Bereitstellenvon Kraftstoff Folgendes umfasst: Bereitstellen mehrerer Kraftstoffartenfür denHomogenisator.
    [26] Verfahren nach Anspruch 24, wobei das Bereitstellenvon Kraftstoff Folgendes umfasst: Bereitstellen eines Gemischsaus Kraftstoff und Wasser fürden Homogenisator.
    [27] Verfahren nach Anspruch 24, wobei das Bereitstelleneiner Kupplung Folgendes umfasst: Bereitstellen einer Einschließungshülle, diezwischen dem ersten und dem zweiten magnetischen Element angeordnetist.
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    KR20040095665A|2004-11-15|
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    US7186018B2|2007-03-06|
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
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