DE19527256C2 - Einrichtung zur Vorwärmung von Dieselbrennstoff für Heizgeräte in mobilen Einheiten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Vorwärmung von Dieselbrennstoff für Heizgeräte in mobilen Einheiten in einem Dieselbrennstofftank und einer Dieselbrennstoff-Versor­ gungseinrichtung mit einer Dieselbrennstoffleitung zwischen Dieselbrennstofftank und Heizgerät und zwischengeordneter Dieselbrennstoff-Dosierpumpe.

Derartige Heizgeräte werden z. B. für Kraftfahrzeuge verwen­ det, um unabhängig vom Motor den Innenraum zu beheizen und bei wassergekühlten Motoren eine Motorvorwärmung vorzuneh­ men. Weitere Einsatzgebiete sind Boote aber auch Baumaschi­ nen. Entsprechend der Einbaubedingungen und des zu erwärmen­ den Volumens sind diese Heizungen relativ klein und haben nur einen geringen Brennstoffbedarf. Daher sind auch die Brennstoffleitungen von geringem Durchmesser. Natürlich müssen diese Heizgeräte gerade bei tiefen Außentemperaturen zuverlässig arbeiten. Insbesondere für Heizgeräte, die mit Dieselkraftstoff arbeiten, besteht bekannterweise bei tiefen Temperaturen die Gefahr des Versulzens des Brennstoffes, was unweigerlich zu einem Ausfall des Heizgerätes führt. Es wer­ den daher dem Brennstoff Fließverbesserer zugeführt, um ein Versulzen zu verhindern. Für die Inbetriebnahme von Druck­ zerstäuber-Heizungen genügt auch bei tiefen Außentemperatu­ ren eine Düsenvorwärmung, die jedoch nur wirksam ist, wenn der Brennstoff in ausreichender Menge und Konsistenz zuge­ führt wird. Diese Düsenvorwärmung benötigt zusätzliche elek­ trische Energie aus dem Bordnetz und soll deshalb nur wäh­ rend des Startvorganges betrieben werden. Bei gestartetem Gerät reicht in der Regel die im Heizgerät vorhandene Wärme für den weiteren Betrieb.

Die Nachteile bekannter Einrichtungen ergeben sich insbeson­ dere aus dem Erfordernis, nicht nur während des Startvorgan­ ges, sondern während der gesamten Betriebszeit elektrische Energie aus der Bordversorgung zu entnehmen, die in der kal­ ten Jahreszeit schon durch den Anschluß zusätzlicher Energie­ verbraucher, wie fahrzeugeigene Heizung und Scheibenheizung sowie Beleuchtung, extrem belastet wird.

Eine bekannte eingangs genannte Einrichtung zur Vorwärmung von flüssigem Dieselbrennstoff sieht gemäß DE 37 21 834 C2 ein Heizgerät vor, welches eine Dieselbrennstoffleitung auf­ weist, welche teilweise um die Abgasleitung des Heizgerätes umwickelt ist, um im Betrieb des Heizgerätes eine Vorwärmung des Dieselbrennstoffs in der Dieselbrennstoffleitung zu er­ reichen.

Da nur ein Teil der Dieselbrennstoffleitung vorerwärmbar ist, kann bei besonders tiefen Außentemperaturen im Bereich von ca. -22°C das Heizgerät gleichwohl nicht in Betrieb ge­ nommen werden, da die "Entsulzung" des Dieselkraftstoffs im Leitungssystem von der Dieselbrennstoff-Entnahmestelle bis zum Heizgerät nicht vollständig ist.

Aufbauend auf dem vorgenannten Stand der Technik ist es Auf­ gabe der Erfindung, eine Einrichtung zur Vorwärmung von Dieselbrennstoff für Heizgeräte in mobilen Einheiten der eingangs genannten Art zu schaffen, welche bei einfachem Aufbau gleichwohl bei sehr tiefen Außentemperaturen im Bereich von ca. -20°C das Heizgerät in der Lage ist, in Betrieb genommen zu werden.

Gelöst wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1.

Vorteilhaft weitergebildet wird der Erfindungsgegenstand durch die Merkmale der Unteransprüche 2 bis 25.

Insbesondere ist das Heizgerät als Wasserheizgerät ausgebil­ det und an einen ersten Wasserkreislauf angeschlossen, des­ sen Schlauch- oder Rohrleitungssystem mit einer Schlaufe oder Spirale in den Dieselbrennstofftank in unmittelbarer Nähe der Dieselbrennstoff-Entnahmestelle geführt ist und die Dieselbrennstoffleitung (mit Ausnahme ihrer beiden Enden) für eine Vorwärmung im Innern oder außerhalb in dichter An­ lage am Außenmantel des Schlauch- oder Rohrleitungssystems, insbesondere mit einer Umfangswärmeisolation im Kontaktbe­ reich, enthält. Dadurch wird praktisch die gesamte Diesel­ brennstoffleitung nach dem Wärmetauscherprinzip im Gegen­ strom des ersten Wasserkreislaufs vorerwärmt, und zwar von der Dieselbrennstoff-Entnahmestelle im Dieselbrennstofftank bis hin zum Heizgerät.

Ist die Versulzung des Dieselbrennstoffs im Tank zu groß, kann das Diesel-Wasserheizgerät in besonders vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung dann in Betrieb genommen werden, wenn eine separate Starteinrichtung in Form einer Benzinver­ sorgungseinrichtung mit Benzinzusatztank, Benzinleitung und zwischengeordneter Benzindosierpumpe vorgesehen sind, die das Heizgerät vor der Dieselinbetriebnahme mit Benzin versor­ gen. Benzin kann bekanntlich nicht versulzen und ist selbst bei sehr tiefen Betriebstemperaturen selbst in engen Benzin­ leitungen fließfähig. Das Heizgerät wird mithin zuvorderst mit Benzin gespeist, um den ersten Wasserkreislauf anzuhei­ zen, welcher den Dieselbrennstoff in der Dieselbrennstofflei­ tung sowie die Entnahmestelle im Dieselbrennstofftank ver­ flüssigt. Anschließend wird bei lückenlosem Betrieb des Heiz­ gerätes die Benzinversorgungseinrichtung deaktiviert und die Dieselbrennstoff-Versorgungseinrichtung aktiviert, um den Heizbetrieb des Gerätes fortzusetzen.

Alternativ kann für das Diesel-Wasserheizgerät eine separate Starteinrichtung auch in Form einer elektrischen Beheizungs­ vorrichtung vorgesehen sein, deren elektrische Heizleitung im Bereich der Dieselbrennstoff-Entnahmestelle und/oder längs zumindest eines Teils der Dieselbrennstoffleitung angeordnet ist.

Die elektrische Heizleitung kann ein elektrischer Wider­ standsheizdraht sein, welcher in engem Kontakt zur Brenn­ stoffleitung bzw. -pumpe steht, in oder an der Brennstoff­ leitung integriert oder innerhalb der Brennstoffleitung frei verlegt ist.

Die elektrische Heizleitung kann in vorteilhafter Weiterbil­ dung der Erfindung auch ein selbstregulierender Heizdraht sein, welcher zwei parallele Einzeldrähte mit einem über­ brückenden selbstregulierenden Halbleiterelement besitzt, wobei dieser Heizdraht entweder in einem engen Kontakt zur Dieselbrennstoffleitung steht oder innerhalb der Brennstoff­ leitung selbst verlegt ist. Dieser hat den Vorteil, daß ein Überhitzen des Dieselbrennstoffs unmöglich ist, weil die Heizleistung selbständig temperaturabhängig geregelt wird.

Der Heizdraht kann sehr einfach als Meterware ausgeführt werden, weil die Einzeldrähte parallel verlaufen und einfach zu kürzen sind. Es können also sehr einfach nur diejenigen Dieselbrennstoffleitungslängen mit einem Heizdraht bestückt werden, die tatsächlich zur optimalen Temperierung notwendig sind, wodurch der elektrische Energiebedarf minimal gehalten werden kann.

Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß der erste Wasserkreislauf eine Abzweigungs­ stelle aufweist, welche über einen zusätzlichen Wasserkreis­ lauf mit einem Dieselverbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs verbunden ist, wobei der zusätzliche Wasserkreislauf nach Überschreiten eines zweiten Temperaturwertes des ersten Wasserkreislaufs aktiviert wird.

Zweckmäßigerweise ist an der Abzweigungsstelle ein zweiter Thermostat angeordnet, welcher auf den zweiten Temperatur­ wert, insbesondere auf ca. 70°C eingestellt ist, und eine Zuschaltung des zusätzlichen Wasserkreislaufs ab Überschrei­ tung dieses Temperaturwertes vornimmt, so daß auch der Dieselverbrennungsmotor erwärmt wird, bis dieser durch sein eigenes Zünd- und Versorgungssystem gestartet werden kann. Dessen Dieselversorgungssystem kann ebenfalls in besonders vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung in das Wärmeüber­ tragungssystem des ersten und des zusätzlichen Wasserkreis­ laufs eingebunden sein, um auch dessen Dieselbrennstoff- Heizleitung vorzuwärmen. Gegebenenfalls kann dessen Diesel­ brennstoffleitung zusammen mit Teilen der Wasserkreisläufe umfangsmäßig beispielsweise durch Schaumstoff weiter iso­ liert sein.

Zweckmäßigerweise sind erster und zusätzlicher Wasserkreis­ lauf über eine, den zweiten Thermostat umgehende Bypaßlei­ tung überbrückt, welche auch eine Drosseleinrichtung enthal­ ten kann. Dadurch wird die "Reaktionszeit" für den zweiten Thermostaten verlängert, was insbesondere bei geringer Was­ sermenge im ersten Wasserkreislauf von Vorteil ist.

Der zusätzliche Wasserkreislauf kann über einen Leitungs­ zweig mit dem Vorlauf des ersten Wasserkreislaufs in Verbin­ dung stehen, wobei ein Rückschlagventil in diesem Leitungs­ zweig vorgesehen ist, welches in Richtung Dieselbrennstoff­ tank öffnet. Ist der Dieselmotor des Fahrzeugs erwärmt, kann mithin der Rücklauf des zusätzlichen Wasserkreislaufs unter Umgehung des Heizgerätes direkt mit dem Dieselbrennstofftank verbunden werden, und zwar über den Vorlauf des ersten Was­ serkreislaufs.

Die "Reaktionszeit" für den zweiten Thermostaten wird ferner dadurch verlängert, daß in besonders vorteilhafter Weiterbil­ dung der Erfindung im Rücklauf des ersten Wasserkreislaufs ein Fahrzeugwärmetauscher angeordnet ist, welcher mit einem Fahrzeuggebläse versehen sein kann. Der Fahrzeugwärmetau­ scher kann mit dem Innenraum eines Fahrzeugs, mit dem Batte­ riegehäuse und/oder anderen "vorwärmebedürftigen" Einrich­ tungen im Fahrzeug verbunden sein, welche bei tiefen Außen­ temperaturen zu erwärmen zweckmäßig sind.

Eine andere Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß im ersten Wasserkreislauf eine zweite Bypaßleitung mit einem Temperaturbegrenzer vorgesehen ist, welche bei Überschrei­ tung eines dritten Temperaturwertes den Vorlauf zum Diesel­ brennstofftank überbrückt. Der dritte Temperaturwert liegt im Bereich von ca. 60°C. Durch den Temperaturbegrenzer, z. B. Thermostat, kann die Temperatur in der "Dieselbrennstoff- Heizleitung" begrenzt werden, um zu verhindern, daß sich Dampfblasen im Dieselbrennstoff ausbilden. Der Temperatur­ begrenzer sperrt mithin den Vorlauf im ersten Wasserkreis­ lauf ab einer Temperatur, die für den Dieselbrennstoff mit Nachteilen verbunden ist.

Zweckmäßigerweise ist die Dieselbrennstoff-Dosierpumpe im Bereich des Heizgerätes angeordnet, um diese Pumpe bei Be­ trieb des Heizgerätes mitzuerwärmen.

Bei größeren Förderhöhen, z. B. bei mehr als 750 mm Förder­ höhe zwischen Heizgerät und Dieselbrennstofftank, sowie bei größerer Länge einer Dieselbrennstoffleitung zwischen Tank und Heizgerät, insbesondere mehr als 2000 mm, ist es zweck­ mäßig, die Dieselbrennstoff-Dosierpumpe im Bereich der Die­ selbrennstoff-Entnahmestelle des Dieselbrennstofftanks zu verlagern, um Leerförderung der Dosierpumpe zu vermeiden.

Insbesondere ist es dann zweckmäßig, die Dieselbrennstoff- Dosierpumpe in einem Wärmekontakt mit dem Vorlauf und Rück­ lauf des ersten Wasserkreislaufs im Bereich der Entnahmestel­ le des Dieselbrennstoffs anzuordnen, wobei die Dieselbrenn­ stoffpumpe zusammen mit den Kontaktstellen des Vorlaufs und Rücklaufs zusätzlich mit Schaumstoff od. dgl. wärmeisoliert sein kann. Dadurch wird auch eine Dieselbrennstoff-Dosierpum­ pe vorerwärmt, die nicht in der Nähe des Heizgerätes, son­ dern am Dieselbrennstofftank angeordnet ist.

Um die im ersten Wasserkreislauf angeordnete Dieselbrenn­ stoffleitung in das Innere oder aus dem Inneren des Schlauch- oder Rohrleitungssystems zu führen, sind an den Durchgangsstellen zweckmäßigerweise im Axialschnitt Y-förmi­ ge Mündungsstücke vorgesehen, so daß eine im wesentlichen "tangentiale" Einleitung oder Ausleitung der Brennstofflei­ tung aus dem Schlauch- oder Rohrleitungssystem ermöglicht wird. Die Ausleitung der Dieselbrennstoffleitung sowie die Einmündung der Benzinleitung für eine Erstinbetriebnahme des Heizgerätes liegen in unmittelbarer Nähe des Heizgerätes selbst, so daß diejenigen Dieselbrennstoffleitungsteile, welche nicht innerhalb des Wasserführungssystems geführt sind, durch das Heizgerät selbst vorerwärmt werden. Der Leitungslängenabschnitt der Dieselbrennstoffleitung nach der Einmündungsstelle der Benzinleitung bis hin zum Heizgerät ist sehr kurz. Befindet sich also nach einem Ausschalten des Heizgerätes noch Diesel in diesem Leitungsabschnitt, so kann gleichwohl die Anlage mit Benzin wieder gestartet werden.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird nicht nur bei einem Diesel-Wasserheizgerät, sondern auch bei einem mit Dieselbrennstoff betriebenen Luftheizgerät der im Patentan­ spruch 26 angebenen Art mittels einer Vorwärmeinrichtung gelöst, welche eine elektrische Beheizungsvorrichtung ist, deren elektrische Heizleitung längs zumindest eines Teils der Dieselbrennstoffleitung in dieser und/oder im Bereich der Dieselbrennstoff-Entnahmestelle im Dieselbrennstofftank vorgesehen ist.

Zweckmäßigerweise ist die elektrische Heizleitung längs der Saugleitung der Dieselbrennstoffleitung zwischen Tank und Brennstoffpumpe und/oder längs der Druckleitung der Diesel­ brennstoffleitung zwischen Brennstoffpumpe und Luftheizge­ rät.

Die elektrische Heizleitung kann ein elektrischer Wider­ standsheizdraht sein, welcher in oder an der Brennstofflei­ tung integriert oder innerhalb der Brennstoffleitung frei verlegt ist.

Die elektrische Heizleitung kann auch in vorteilhafter Wei­ terbildung der Erfindung eine die Heizleistung selbst regu­ lierende Heizdrahtanordnung sein, welche zwei parallele Ein­ zeldrähte mit einem überbrückenden selbstregulierenden Halb­ leiterelement besitzt, wobei diese Anordnung entweder in einem engen Kontakt zur Brennstoffleitung steht oder inner­ halb der Brennstoffleitung selbst verlegt ist. Diese Anord­ nung hat den Vorteil, daß ein Überhitzen des Dieselbrenn­ stoffs unmöglich ist, weil die Heizleitung selbständig tem­ peraturabhängig geregelt wird.

Die Heizdrahtanordnung kann sehr einfach als Meterware aus­ geführt werden, weil die Einzeldrähte parallel verlaufen und einfach auf die gewünschte Länge gekürzt werden können. Es können also sehr einfach nur diejenigen Dieselbrennstofflei­ tungslängen mit einem Heizdraht bestückt werden, die tatsäch­ lich zur optimalen Temperaturregelung notwendig sind. Da­ durch kann der elektrische Energiebedarf minimal gehalten werden kann.

Durch die elektrische Beheizungsvorrichtung kann also (auch) ein Luftheizgerät trotz versulzter Dieselleitung gestartet und betrieben werden. Um die Brennstoffleitung zu "entsul­ zen", werden vornehmlich Saug- und Druckleitung, gegebenen­ falls auch Tankentnehmer und Brennstoffpumpe, elektrisch beheizt. Die Brennstoffleitungen können dann auch vergleichs­ weise lang ausgebildet sein. Ein Luftheizgerät eignet sich insbesondere für eine Verwendung in einem Nutzfahrzeug zur (Laderaum-)Beheizung während der Fahrt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispie­ len unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher be­ schrieben; es zeigen:

Fig. 1 eine Vorwärmeinrichtung eines Diesel-Wasserheizgerä­ tes mit Benzinstarteinrichtung, wobei ein zusätz­ licher Wasserkreislauf an das Kühlsystem eines Die­ selverbrennungsmotors angeschlossen ist,

Fig. 2 eine Vorwärmeinrichtung ähnlich Fig. 1 in anderer Ausgestaltung,

Fig. 3 eine dritte Ausführungsvariante einer erfindungs­ gemäßen Vorwärmeinrichtung ähnlich den Fig. 1 und 2,

Fig. 4 die Anschlußstelle D der Fig. 1 in größerer Einzel­ heit,

Fig. 5 die Dieselbrennstoff-Entnahmestelle A der Fig. 1 in größerer Einzelheit,

Fig. 6 die Dieselbrennstoff-Entnahmestelle A in alternati­ ver Ausführung mit Darstellung einer in der Nähe des Dieselbrennstofftanks gelegenen Dieselbrennstoff- Dosierpumpe,

Fig. 7 eine Vorwärmeinrichtung eines Luftheizgerätes mit elektrischer Beheizungsvorrichtung in schematischer perspektivischer Darstellung, und

Fig. 8 bis 12 die Anordnung von elektrischen Heizdrähten bei einer Dieselbrennstoffleitung in unterschiedli­ chen Ausführungsvarianten.

Die in der Fig. 1 veranschaulichte Einrichtung 1 zur Vorwär­ mung von flüssigem Dieselbrennstoff für ein Heizgerät 4 um­ faßt einen Dieselbrennstofftank 2 und eine Dieselbrennstoff­ leitung 3 zwischen Tank 2 und Heizgerät 4, wobei in der Die­ selbrennstoffleitung 3 eine Dieselbrennstoff-Dosierpumpe 5 in unmittelbarer Nähe zum Heizgerät 4 angeordnet ist.

Das Heizgerät 4 besitzt einen ersten Wasserkreislauf 6 mit einem Vorlauf 16 zwischen Heizgerät 4 und Dieselbrennstoff­ tank 2 und einem Rücklauf 17 zwischen Dieselbrennstofftank 2 und Heizgerät 4, wobei das Schlauch- oder Rohrleitungssystem des ersten Wasserkreislaufs 6 eine Schlaufe 7 besitzt, die in den Dieselbrennstofftank 2 an der Dieselbrennstoff-Ent­ nahmestelle A hineinreicht, welche in größerer Einzelheit in Fig. 5 dargestellt ist. Insbesondere umfaßt die Schlaufe 7 einen vertikal verlaufenden Abschnitt 23, dem sich eine U-förmige horizontale Basis 24 anschließt, die in einen vertikalen Abschnitt 25 des Rücklaufs 17 übergeht. Beide Vertikalabschnitte 23, 25 verlaufen parallel zueinander und sind dicht voneinander beabstandet, wobei zwischen beiden Vertikalabschnitten 23 und 25 in paralleler Nachbarschaft das eine, tankseitige Ende der Dieselbrennstoffleitung 3 in den Tank hineinreicht.

Die Dieselbrennstoffleitung 3 kann in einer Ausführungs­ variante längs des Vorlaufs 16 in Mantelkontakt zu diesem verlegt sein, wobei beide Leitungen umfangsisoliert sind.

In einer anderen Ausführungsvariante verläuft die Diesel­ brennstoffleitung 3 großenteils im Innern des Vorlaufs 16. In diesem Fall führt das oben genannte tankseitige Ende der Dieselbrennstoffleitung 3 im Bereich der Dieselbrennstoff- Entnahmestelle A zu einer Anschlußstelle D in Form eines im Axialschnitt Y-förmigen Einmündungsstückes 26, welches in größerer Einzelheit in Fig. 4 veranschaulicht ist. Durch das Einmündungsstück 26 gelangt die Dieselbrennstoffleitung 3 in unmittelbarer Nachbarschaft des Dieselbrennstofftanks 2 in das Innere des Vorlaufs 16 des ersten Wasserkreislaufs 6 und von dort durch den Vorlauf über ein weiteres Einmündungs­ stück 26 zum Heizgerät 4, wobei letztgenanntes Einmündungs­ stück 26 in der Nähe des Heizgerätes 4 angeordnet ist.

Die Einmündungsstücke 26 besitzen einen geradlinigen Rohrab­ schnitt 27 und einen schräg hierzu einmündenden Stutzen 28 aus Metall oder Kunststoff, wobei der schräge Stutzen 28 aus­ schließlich der Aufnahme der Dieselbrennstoffleitung 3 dient und der geradlinige Rohrstutzen 27 neben der Aufnahme der Dieselbrennstoffleitung 3 zur Aufnahme und Leitung des vorer­ wärmten Wassers dient. Sämtliche Enden der vorgenannten Stutzen 27, 28 sind mit Formschläuchen 29 bzw. einem Ab­ schlußformschlauch 30 in abgedichteter Weise versehen, ins­ besondere durch Schellen 34 abgeklemmt.

Der Rücklauf 17 des ersten Wasserkreislaufs 6 weist eine Abzweigungsstelle C auf, an welcher ein zusätzlicher Wasser­ kreislauf 11 mit Vorlauf 31 zu und Rücklauf 32 von einem Dieselverbrennungsmotor 22 angeschlossen ist.

Die Abzweigungsstelle C umfaßt einen zweiten Thermostat 12, welcher auf eine Wasserbetriebstemperatur von ca. 70°C eingestellt ist, wobei der Thermostat so geschaltet ist, daß der Rücklauf 17 des ersten Wasserkreislaufs 6 bei einer Was­ sertemperatur von unter 70°C über einen Leitungszweig 33 di­ rekt zum Heizgerät 4 geschaltet ist, während bei einer höhe­ ren Temperatur der Thermostat 12 den Rücklauf 17 des ersten Wasserkreislaufs mit dem Vorlauf 31 des zusätzlichen Wasser­ kreislaufs 11 verbindet, und der Rücklauf 32 des zusätzli­ chen Wasserkreislaufs an den Leitungszweig 33 angeschlossen ist.

Letztgenannter Rücklauf 32 umfaßt in Umgehung des zweiten Thermostaten 12 eine erste Bypaßleitung 13 mit einer Drossel­ einrichtung 14, so daß bei geringer Wassermenge im kleinen ersten Wasserkreislauf 6 der Thermostat 12 genügend "Reak­ tionszeit" hat.

Die Vorwärmeinrichtung 1 umfaßt ferner eine separate Benzin­ versorgungseinrichtung für das Heizgerät 4 für eine Erstin­ betriebnahme des Geräts bei sehr tiefer Außentemperatur. Die separate Benzinversorgungseinrichtung besteht im wesent­ lichen aus einem Benzinzusatztank 8, einer Benzinleitung 10 zwischen Benzinzusatztank 8 und einer heizgeräteseitigen Ein­ mündungsstelle B in die Dieselbrennstoffleitung 3, wobei in der Benzinleitung 10 eine Benzindosierpumpe 9 angeordnet ist.

Die Einmündungsstelle B liegt in unmittelbarer Nachbarschaft des Heizgerätes 4, so daß zwischen der Einmündungsstelle B und dem Heizgerät 4 nur eine geringe Leitungsmenge ver­ bleibt, welche nach Ausschalten eines Heizgeräts 4 mit Dieselbrennstoff befüllt ist.

Das Heizgerät 4 wird primär mit Benzin gestartet, wobei die Benzindosierpumpe 9 Benzin zum Heizgerät 4 fördert. Das mit Benzin betriebene Heizgerät 4 heizt das Wasser im ersten Wasserkreislauf 6 auf, so daß vorerwärmtes Wasser im Vorlauf 16 zum Dieselbrennstofftank 2 und nach diesem im Rücklauf 17 direkt über den Leitungszweig 33 dem Heizgerät wieder zuge­ führt wird.

Die Vorwärmeinrichtung 1 kann für eine Erstinbetriebnahme des Wasserheizgerätes bei versulztem Dieselbrennstoff nicht nur benzinbetrieben, sondern alternativ elektrisch betrieben sein, beispielsweise eine elektrische Beheizungsvorrichtung mit einem elektrischen Widerstandsheizdraht oder einem in der Heizleistung selbst regulierendem Heizdraht sein, wel­ cher zwei parallele Einzeldrähte besitzt, die durch ein selbstregulierendes Halbleiterelement überbrückt sind. Der Heizdraht erwärmt dann die Dieselbrennstoffleitung und/oder die Entnahmestelle im Tank oder die Brennstoffpumpe selbst an einer Stelle, die bei Erstinbetriebnahme durch niedrige Umgebungstemperatur besonders unterkühlt ist. Die elektri­ sche Beheizungsvorrichtung ist grundsätzlich so aufgebaut, wie es bei einem Luftheizgerät gemäß den Fig. 7 bis 12 beschrieben ist, auf die Bezug genommen wird.

Sobald der "kleine" erste Wasserkreislauf 6 eine genügend hohe Temperatur, z. B. 30°-55°C, erreicht hat und die im Vorlauf 16 verlaufende Dieselbrennstoffleitung 3 sowie die Dieselbrennstoff-Entnahmestelle A im Dieselbrennstofftank ebenfalls erwärmt und mithin paraffinfrei sind, wird ein Dosierpumpensignal, beispielsweise durch einen ersten sepa­ raten Thermostat oder aufgrund des Heizgerät-Steuerungssig­ nals, mit dem üblicherweise das Fahrzeuggebläse eingeschal­ tet wird, auf die Dieselbrennstoff-Dosierpumpe 5 mittels eines Umschaltrelais umgeschaltet. Dadurch wird die Benzin­ dosierpumpe 9 deaktiviert und mithin die Dieselbrennstoff- Versorgungseinrichtung des Heizgeräts 4 aktiviert und auf diese Weise der Heizbetrieb des Heizgeräts 4 lückenlos fortgesetzt.

Ist die Betriebstemperatur von ca. 70°C im ersten Wasser­ kreislauf 6 erreicht, wird der zusätzliche Wasserkreislauf 11 des Dieselverbrennungsmotors 22 zugeschaltet, so daß auch der Motor 22 durch das Heizgerät 4 aufgeheizt wird, bis schließlich der Dieselverbrennungsmotor 22 durch ein separa­ tes Dieselversorgungssystem aus dem Dieselbrennstofftank 2 gestartet werden kann.

Die Ausführungsvariante gemäß Fig. 1 sieht eine Dieselbrenn­ stoff-Dosierpumpe 5 im Bereich des Heizgerätes 4 vor. Voraus­ setzung für eine diesbezügliche Anordnung der Dieselbrenn­ stoff-Dosierpumpe 5 ist, daß die maximale Förderhöhe zwi­ schen Dieselbrennstofftank 2 und Heizgerät 4 750 mm nicht übersteigt, und auch die Länge der Dieselbrennstoffleitung 3 nicht mehr als 2000 mm beträgt. Bei größerer Förderhöhe und längerer Dieselbrennstoffleitung 3 befindet sich die Diesel­ brennstoff-Dosierpumpe 5 nicht in der Nähe des Heizgeräts 4, sondern gemäß Fig. 3 in unmittelbarer Nachbarschaft der Die­ selbrennstoff-Entnahmestelle A unten beim Dieselbrennstoff­ tank 2, und zwar zwischen Vorlauf 16 und Rücklauf 17 des ersten kleinen Wasserkreislaufs 6, wie dies beispielsweise in Fig. 6 veranschaulicht ist. Bei der in Fig. 6 gezeigten Dieselbrennstoff-Dosierpumpe 5 ist Wärmeübertragung zwischen dem Pumpengehäuse und den benachbarten Schläuchen des ersten Wasserkreislaufes 6 möglich. Der vorgenannte Bereich kann insgesamt zusätzlich mit einem umschließenden Schaumstoff wärmeisoliert sein.

Das in der Fig. 2 veranschaulichte Ausführungsbeispiel einer Vorwärmeinrichtung entspricht im wesentlichen demjenigen nach Fig. 1, weist jedoch im Rücklauf 17 des ersten Wasser­ kreislaufs 6 zusätzlich einen Fahrzeugwärmetauscher 19 auf. Der Fahrzeugwärmetauscher 19 dient dazu, den kleinen ersten Wasserkreislauf 6 volumenmäßig zu vergrößern, um dem zweiten Thermostaten 12 zusätzlich "Reaktionszeit" zu verschaffen. Ferner bietet der Fahrzeugwärmetauscher 19 die Möglichkeit einer Innenraumbeheizung eines Fahrzeugs, einer Batterie­ erwärmung und/oder der Erwärmung einer hydraulischen Ein­ richtung des Fahrzeugs, oder dergleichen.

Der Rücklauf 32 des zusätzlichen Wasserkreislaufs 11 weist ferner einen Leitungszweig 15 in einer Verbindung mit dem Vorlauf 16 des ersten Wasserkreislaufs 6 auf, in welchem ein Rückschlagventil 18 angeordnet ist, welches in Richtung Dieselbrennstofftank 2 öffnet. Durch das Rückschlagventil 18 kann bei Betriebstemperatur des Dieselverbrennungsmotors 22 der Rücklauf 32 des zusätzlichen Wasserkreislaufs 11 direkt an den Vorlauf 16 des ersten Wasserkreislaufs 6 unter Umge­ hung des Heizgerätes 4 angeschlossen werden, d. h. das Heiz­ gerät 4 außer Betrieb genommen werden. Der Dieselverbren­ nungsmotor 22 besorgt dann die weitere Erwärmung des Diesel­ brennstofftanks 2.

Das in Fig. 3 veranschaulichte Ausführungsbeispiel einer Vorwärmeinrichtung sieht im Rücklauf 17 des ersten Wasser­ kreislaufs vor dem Fahrzeugwärmetauscher 19 einen dritten Thermostat 21 bzw. einen Temperaturbegrenzer vor, welcher bei Überschreitung einer Wasserbetriebstemperatur von ca. 60°C den Vorlauf 16 des ersten Wasserkreislaufs sperrt und das Wasser über eine zweite Bypaßleitung 20 zwischen Wasser­ ausgang/Heizgerät 4 und Thermostat 21 direkt dem Fahrzeug­ wärmetauscher 19 zuführt. Mithin kann sich die im Vorlauf 16 befindliche Dieselbrennstoffleitung 3 bis maximal 60°C erwär­ men, wodurch verhindert wird, daß sich Dampfblasen im Diesel­ brennstoff bilden.

Ersichtlich kann durch die Erfindung mittels sehr einfacher Maßnahmen ein Diesel-Wasserheizgerät auch bei versulztem Dieselsystem auf einfache Weise in Betrieb genommen werden.

Das Diesel-Wasserheizgerät arbeitet nach dem Verdampferprin­ zip und ist grundsätzlich für "schlechte" Brennstoffe auch bei extremer Kälte geeignet.

In Fig. 7 ist schematisch in perspektivischer Weise ein Luftheizgerät 40 dargestellt, welches für eine Beheizung des Laderaumes eines Nutzfahrzeuges während der Fahrt vorgesehen ist.

Das Luftheizgerät 40 wird durch Dieselbrennstoff betrieben und weist in diesem Zusammenhang eine Dieselbrennstoff-Ver­ sorgungseinrichtung mit einer Dieselbrennstoffleitung 3 auf, welche vom Dieselbrennstofftank 2 zum Luftheizgerät 40 ver­ legt ist, wobei eine Dieselbrennstoff-Dosierpumpe 5 zwischen­ geordnet ist. Die Dosierpumpe 5 unterteilt die Brennstofflei­ tung 3 in eine Saugleitung E und eine Druckleitung F.

Um das Luftheizgerät bei tiefer Außentemperatur und versulz­ ter Dieselbrennstoffleitung zu starten, werden diverse Dieselbrennstoff führende und/oder enthaltende Teile der Anlage durch eine Vorwärmeinrichtung in Form einer elektri­ schen Beheizungsvorrichtung beheizt.

Die elektrische Beheizungsvorrichtung 41 gemäß Fig. 7 sieht Heizungsabschnitte in Form elektrischer Heizleitungen 42 längs der Saugleitung E und der Druckleitung F der Diesel­ brennstoffleitung 3 vor, welche einen elektrischen Wider­ standsheizdraht umfassen, der über einen elektrischen An­ schluß 45 an eine Stromquelle des Fahrzeugs angeschlossen ist, insbesondere an die bordeigene Fahrzeugbatterie unter Zwischenschaltung eines Betätigungsschalters, welcher bevor­ zugt im Bereich des Armaturenbretts des Fahrzeugs gelegen ist und vom Fahrer des Fahrzeugs betätigt werden kann.

Um Überhitzungen des Dieselbrennstoffs zu vermeiden, kann ein Thermoschalter eingebaut sein, welcher selbsttätig bei laufendem Motor die Heizdrähte erst dann aktiviert, wenn die Umgebungstemperatur z. B. unter 0°C liegt.

Auch die Brennstoffpumpe und/oder der Brennstoff-Filter können elektrisch beheizt werden, wobei dann der Heizdraht in engem Kontakt um diese Teile gewickelt ist.

Die beheizten Abschnitte oder Teile können zusätzlich wärme­ isoliert sein.

Der elektrische Widerstandsheizdraht kann außerhalb der Dieselbrennstoffleitung 3 in engem Kontakt zu dieser gemäß Fig. 8 angeordnet oder an bzw. in dieser gemäß Fig. 9 integriert oder auch in der Brennstoffleitung 3 frei verlegt sein, wie dies schematisch in Fig. 10 veranschaulicht ist.

Ein besonders bevorzugte elektrische Beheizungsvariante sieht nicht einen elektrischen Widerstandsheizdraht, sondern eine die Heizleistung selbst regulierende Heizdrahtanordnung vor, welche zwei parallele Einzeldrähte 43, 44 besitzt, die von einem selbstregulierenden Halbleiterelement überbrückt bzw. eingefaßt sind, wobei die Heizdrahtanordnung außen armiert und isoliert sein kann.

Die Heizdrahtanordnung kann z. B. gemäß Fig. 11 außen längs des zu beheizenden Dieselbrennstoffleitungsabschnittes oder in diesem Abschnitt gemäß Fig. 12 verlegt sein.

Durch die selbstregulierende Heizdrahtanordnung ist kein Überhitzen des Dieselbrennstoffs möglich, da die Heizleis­ tung selbständig temperaturabhängig geregelt wird. Je kälter die Außentemperatur ist, desto höher ist die Heizleistung. Bei Temperaturanstieg sinkt die Heizleistung automatisch wieder. Dadurch wird das Bordnetz nur mit dem tatsächlich notwendigen Energiebedarf belastet. Das System enthält keine ausfallgefährdeten Bauteile wie z. B. Thermostate oder der­ gleichen, auch keine beweglichen Teile. Die Bauweise ist robust. Die Konstruktion erschütterungsfest. Der Einbau ist einfach, insbesondere durch Ausführung der Konstruktion als sog. Meterware, weil die Einzeldrähte parallel verlaufen und einfach auf die gewünschte Länge des zu beheizenden Abschnit­ tes gekürzt werden können.

Es sei noch angemerkt, daß in den Unteransprüchen enthaltene selbständig schutzfähige Merkmale trotz der vorgenommenen formalen Rückbeziehung auf den Hauptanspruch entsprechenden eigenständigen Schutz haben sollen. Im übrigen fallen sämt­ liche in den gesamten Anmeldungsunterlagen enthaltenen erfin­ derischen Merkmale in den Schutzumfang der Erfindung.

Claims (29)

1. Einrichtung (1) zur Vorwärmung von Dieselbrennstoff für Heizgeräte in mobilen Einheiten in einem Dieselbrennstofftank (2) und einer Dieselbrennstoff-Versorgungseinrichtung mit einer Dieselbrennstoffleitung (3) zwischen Dieselbrennstofftank (2) und Heizgerät (4) und zwischengeordneter Dieselbrennstoff- Dosierpumpe (5), dadurch gekennzeichnet, daß das Heizgerät (4) an einen ersten Wasserkreislauf (6) angeschlossen ist, dessen Schlauch- oder Rohrleitungssystem mit einer Schlaufe (7) oder Spirale in den Dieselbrennstofftank (2) in unmittelbarer Nähe der Dieselbrennstoff-Entnahmestelle (A) geführt ist und die Dieselbrennstoffleitung (3) (mit Ausnahme ihrer beiden Enden) für eine Vorwärmung längs eines Bereichs des Schlauch- oder Rohrleitungssystems angeordnet ist.

2. Vorwärmeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dieselbrennstoffleitung (3) in einem Kontakt mit dem Außenmantel des Schlauch- oder Rohrleitungssystems gelegen ist.

3. Vorwärmeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dieselbrennstoffleitung (3) und das Schlauch- oder Rohrleitungssystem im Kontaktbereich eine Umfangswärmeisolation aufweisen.

4. Vorwärmeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dieselbrennstoffleitung (3) im Innern des Schlauch- oder Rohrleitungssystems angeordnet ist.

5. Vorwärmeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß das Heizgerät (4) über eine separate Benzinversorgungsein­ richtung bis zu einem vorgegebenen ersten Wassertemperaturwert des ersten Wasserkreislaufs (6) in Betrieb genommen wird, und
daß eine Umschalteinrichtung vorgesehen ist, welche bei Über­ schreiten des ersten Wassertemperaturwertes die Dieselbrenn­ stoff-Versorgungseinrichtung aktiviert und die Benzinversor­ gungseinrichtung deaktiviert.

6. Vorwärmeinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Benzinversorgungseinrichtung einen Benzinzusatztank (8) umfaßt, welcher über eine eine Benzindosierpumpe (9) aufweisen­ de Benzinleitung (10) mit dem Heizgerät (4) in Verbindung steht, wobei die Benzinleitung (10) über eine Einmündungsstelle (B) in unmittelbarer Nähe des Heizgerätes (4) in die Diesel­ brennstoffleitung (3) einmündet.

7. Vorwärmeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine elektrische Beheizungsvorrichtung vorgesehen ist, deren elektrische Heizleitung im Bereich der Dieselbrennstoff- Entnahmestelle (A) und/oder längs zumindest eines Teils der Dieselbrennstoffleitung (3) angeordnet ist, wobei die Behei­ zungsvorrichtung für eine Vorwärmung des Dieselbrennstoffs in der Startphase des Heizgeräts (4) in Betrieb genommen ist.

8. Vorwärmeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Heizleitung ein elektrischer Widerstands­ heizdraht ist.

9. Vorwärmeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Heizleitung eine die Heizleistung selbst regulierende Heizdrahtanordnung mit einem selbstregulierenden Halbleiterelement zwischen zwei parallelen Einzeldrähten ist.

10. Vorwärmeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Wasserkreislauf (6) eine Abzweigungsstelle (C) aufweist, welche über einen zusätzlichen Wasserkreislauf (11) mit einem Dieselverbrennungsmotor (22) eines Kraftfahrzeugs verbunden ist, wobei der zusätzliche Wasserkreislauf (11) nach Überschreiten eines zweiten Temperaturwertes des ersten Wasser­ kreislaufs (6) aktiviert wird.

11. Vorwärmeinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß im Rücklauf (17) des ersten Wasserkreislaufs (6) ein Fahr­ zeugwärmetauscher (19) angeordnet ist.

12. Vorwärmeinrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschalteinrichtung ein erster Thermostat ist, auf den die erste Wassertemperatur eingestellt ist oder die Umschalt­ einrichtung ein Wechselrelais umfaßt, welches durch das Signal "Gebläseansteuerung" das Pumpentaktsignal von der Benzindosier­ pumpe (9) auf die Dieselbrennstoff-Dosierpumpe (5) umschaltet.

13. Vorwärmeinrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß an der Abzweigungsstelle (C) ein zweiter Thermostat (12) angeordnet ist, welcher auf den zweiten Temperaturwert einge­ stellt ist und eine Zuschaltung des zusätzlichen Wasserkreis­ laufs (11) bei Überschreitung des zweiten Temperaturwertes vor­ nimmt.

14. Vorwärmeinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zusätzliche Wasserkreislauf (6, 11) über eine den zweiten Thermostat (12) umgehende Bypassleitung (13) überbrückt sind, wobei die Bypassleitung (13) eine Drosselein­ richtung (14) enthält.

15. Vorwärmeinrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche Wasserkreislauf (11) über einen Leitungs­ zweig (15) mit dem Vorlauf (16) des ersten Wasserkreislaufs (6) in Verbindung steht, wobei im Leitungszweig (15) ein in Rich­ tung Dieselbrennstofftank (2) öffnendes Rückschlagventil (18) angeordnet ist (Fig. 2).

16. Vorwärmeinrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß im ersten Wasserkreislauf (6) eine zweite Bypassleitung (20) mit einem dritten Thermostat (21) oder Temperaturbegrenzer vorgesehen ist, welche bei Überschreitung eines dritten Tempera­ turwertes den Vorlauf (16) zum Dieselbrennstofftank (2) über­ brückt (Fig. 3).

17. Vorwärmeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Dieselbrennstoff-Dosierpumpe (5) im Bereich des Heizge­ rätes (4) angeordnet ist (Fig. 1 und 2).

18. Vorwärmeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Dieselbrennstoff-Dosierpumpe (5) im Bereich der Diesel­ brennstoff-Entnahmestelle (A) angeordnet ist, wobei die Diesel­ brennstoff-Dosierpumpe (5) mit Wärmeübertragungskontakt zum Vor­ lauf (16) und Rücklauf (17) zwischen Vorlauf und Rücklauf des ersten Wasserkreislaufs (6) angeordnet ist (Fig. 3 und 6).

19. Vorwärmeinrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Dieselbrennstoff-Dosierpumpe (5) zusammen mit den Kon­ taktstellen des Vorlaufs (16) und Rücklaufs (17) wärmeisoliert ist.

20. Vorwärmeinrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die den Dieselverbrennungsmotor (22) speisende Dieselbrenn­ stoffleitung mit Wärmeübertragungskontakt längs eines Bereichs des ersten und des zusätzlichen Wasserkreislaufs (6, 11) zum Dieselbrennstofftank (2) geführt ist.

21. Vorwärmeinrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die den Dieselverbrennungsmotor (22) speisende Dieselbrenn­ stoffleitung zusammen mit den kontaktierenden Längsbereichen des ersten und des zusätzlichen Wasserkreislaufs (6, 11) wärme­ isoliert ist.

22. Vorwärmeinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Enden der Dieselbrennstoffleitung (3) über im Axialschnitt Y-förmige Mündungsstücke (26) in das Innere bzw. aus dem Inneren des Schlauch- oder Rohrleitungssystems des ersten Wasserkreislaufs (6) geführt sind (Fig. 4).

23. Vorwärmeinrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Wassertemperaturwert im Bereich von ca. 30°C-55°C liegt.

24. Vorwärmeinrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Temperaturwert im Bereich von 70°C liegt.

25. Vorwärmeinrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Temperaturwert im Bereich von 60°C liegt.

26. Einrichtung zur Vorwärmung von Dieselbrennstoff für Heizgeräte in mobilen Einheiten in einem Dieselbrennstofftank (2) und/oder einer Dieselbrennstoff-Versorgungseinrichtung mit einer Diesel­ brennstoffleitung (3) zwischen Dieselbrennstofftank (2) und Heizgerät und zwischengeordneter Dieselbrennstoff-Dosierpumpe (5), dadurch gekennzeichnet, daß das Heizgerät ein Luftheizgerät (40) ist, welchem eine elektrische Beheizungsvorrichtung (41) zugeordnet ist, deren elektrische Heizleitung (42) längs zumindest eines Teils der Dieselbrennstoffleitung in dieser oder im Bereich ihres Außenmantels angeordnet und/oder im Bereich der Dieselbrenn­ stoff-Entnahmestelle (A) im Dieselbrennstofftank (2) vorgesehen ist (Fig. 7 bis 12).

27. Vorwärmeinrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Heizleitung (42) längs der Saugleitung (E) der Dieselbrennstoffleitung (3) und/oder längs der Drucklei­ tung (F) der Dieselbrennstoffleitung (3) angeordnet ist (Fig. 7).

28. Vorwärmeinrichtung nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Heizleitung (42) ein elektrischer Wider­ standsheizdraht ist (Fig. 8, 9 und 10).

29. Vorwärmeinrichtung nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Heizleitung (42) eine die Heizleistung selbst regulierende Heizdrahtanordnung mit einem selbstregu­ lierenden Halbleiterelement und zwei parallelen Einzeldrähten (43, 44) ist (Fig. 11 und 12).