Autarkes Hydrauliksystem zur Filterreinigung

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Start und raue See bedingen häufigere Rückspülung

Die Abreinigung der Filtergewebe setzt bei den Brennstofffiltern der COM plus Baureihe, die es in drei Größen gibt, entweder zyklisch nach eingestellten Zeitintervallen oder variabel nach Erreichen einer einstellbaren Differenzdruckmarke ein. Die variable Auslösung ist wichtig, denn je nach Betriebssituation des Motors kann eine Rückspülung früher oder später notwendig sein. So kann beim Start eines Containerschiffes mit Ablege- und Wendemanövern im Hafen alle fünf bis zehn Minuten eine Abreinigung nötig werden, da hierbei viel Brennstoff durch den Filter fließt. „Auch raue See bedingt häufigere Spülvorgänge“, erklärt Markus Pracher, „denn dann verunreinigen aufgeschaukelte Sedimente den Brennstoff vor dem Filtern mehr als bei ruhiger See“, so der Mahle Konstrukteur weiter. Bei normaler Fahrt in ruhiger See spült sich der Filter etwa ein mal pro Stunde.

Für die Hydrauliklösung hat das Projektteam im Januar 2011 einen kompetenten Hersteller – „keinen Händler“ - gesucht, der auch räumlich nicht zu weit entfernt sein sollte. Schnell stieß man dabei auf die Experten von Bott. „Wir sollten in sehr kurzer Zeit eine betriebssichere Hydrauliklösung für die Rückspülung entwickeln und bis zur Serienreife bringen“, erinnert sich Markus Haist, Technischer Leiter bei Bott. „Eine äußerst anspruchsvolle Aufgabenstellung.“ Ein Filter mit dem im Juni gelieferten Hydraulikantrieb überzeugte und wurde bereits im August in eines der weltgrößten Containerschiffe eingebaut. Bei jedem, etwa dreieinhalb Sekunden dauernden Spülvorgang werden fünf Liter vorgeheizter Brennstoff aus dem Kompensator in den Filter gedrückt während gleichzeitig der zylindrische Einfach- oder Doppelfilter mit plissiertem Filtereinsatz und bis zu 22.000 cm2 Fläche durch eine umlaufende Spüldüse mit einem Differenzdruck von Δ p 0,5 bar gegenüber den 16 bar Nenndruck abgereinigt wird.

Autarkes System arbeitet einfach, sicher und wirkungsvoll

Das autarke Antriebssystem arbeitet ohne fremde Energiezufuhr auf hydropneumatischer Basis, indem ein mit Medium gefüllter Druckspeicher über eine Verbindungsstange mit dem Kolben im Kompensator verbunden ist. Dieser Kolben, der die Brennstoffseite von der Schmutzseite trennt fungiert als Passivkolben. Geregelt wird der Vorgang alleine durch ein Schaltventil und zwei Drosseln zur Feinjustierung der Verstellzeiten. Durch diese clevere Ausführung benötigt das System keine Fremdenergie. Dadurch kann auf eine komplexe Steuerung genauso verzichtet werden, wie auf eine umfangreiche Sensorik, was beides vergleichsweise fehleranfällig und wartungsintensiv ist. Diese intelligent realisierte Lösung senkt einerseits die Herstellungskosten und sorgt andererseits für einen stabil und zuverlässig an- und ablaufenden Rückspülvorgang. Die Betriebs- und Ausfallsicherheit erhöht sich deutlich gegenüber elektromechanischen Lösungen. Darüber hinaus ist das System sehr viel wartungsfreundlicher.

Ähnlich eines Stoßdämpfers wird das System in maximal 40 Sekunden vorgespannt, indem sich der Kompensator mit sauberem Kraftstoff füllt. Ist die voreingestellte Zeit erreicht oder die vorgewählte Differenz zwischen Eintrittsdruck von der Schmutzseite und Austrittsdruck an der Sauberseite überschritten, wird die Spülmenge aus der Kammer in den Filter gedrückt und gleichzeitig die sich öffnende Hälfte der Kammer mit abgereinigtem Schlamm gefüllt. Anschließend drückt der Antrieb des Kompensators die Schmutzseite leer und befüllt zeitgleich die Sauberseite mit gereinigtem Kraftstoff. Das System ist wieder gespannt für die nächste Spülung. Den völlig autark ablaufenden Vorgang erklärt Entwickler Haist so: „Der Speicher nutzt die Druckverhältnisse im System, um den Puffer zu befüllen genauso wie zur Abgabe des Brennstoffs in den Filter für den Rückspülvorgang.“

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