DE2921985A1

DE2921985A1 - DEVICE FOR HEATING THE FUEL

Info

Publication number: DE2921985A1
Application number: DE19792921985
Authority: DE
Inventors: Nichtnennung Beantragt
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-05-30
Filing date: 1979-05-30
Publication date: 1980-12-11
Also published as: SE8002260L; FR2458026A1; FR2458026B3; NL8001863A; GB2049914A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Vorwärmen von bei tiefen Temperaturen zur Gelierung neigendem Kraftstoff, der von einem Vorratstank mittels einer Pumpe über Verbindungsleitungen zu einer Brennkammer oder Brennstelle gefördert wird.The invention relates to a device for preheating fuel which tends to gel at low temperatures, which is conveyed from a storage tank by means of a pump via connecting lines to a combustion chamber or combustion point will.

Es ist bekannt, daß beispielsweise Dieselkraftstoffe bei tiefen Temperaturen, wie sie in kalten Wintern auftreten, zur Gelierung neigen, was zur Folge hat, daß ein Starten des Fahrzeugs nicht mehr möglich ist» Entsprechende Probleme treten beispielsweise bei mit Ölbrennern ausgerüsteten Heizgeräten auf, die gerade dann, wenn man sie aufgrund der niedrigen Temperaturen besonders brauchen würde, nicht mehr in Betrieb gesetzt werden können οIt is known that, for example, diesel fuels low temperatures, as they occur in cold winters, tend to gel, which has the consequence that starting of the vehicle is no longer possible »Corresponding problems occur, for example, with heaters equipped with oil burners which, especially when they are particularly needed due to the low temperatures, are no longer available can be put into operation ο

In der Praxis wird insbesondere bei Dieselfahrzeugen häufig versucht, dieses Problem dadurch zu verringern, daß dem Dieselkraftstoff Benzin beigegeben wird ο Abgesehen davon, daß eine solche Benzinbeigabe bereits erfolgen muß, wenn der Kraftstoff noch nicht geliert, ist diese Maßnahme mit erheblichen Gefahren für den Motor und den Benutzer verbunden, so daß sie keinen gangbaren Weg zur Lösung des bestehenden Problems darstellt.In practice, this is particularly common in diesel vehicles tries to alleviate this problem by adding gasoline to the diesel fuel ο Apart from the fact that such a gasoline addition has to take place when the fuel has not yet gelled, this measure is significant Dangers for the engine and the user are connected, so that there is no viable way of solving the existing one Problem.

Es wurde auch bereits versucht, den jeweiligen Kraftstoff-Vorratstank mit einer Heizung zu versehen, so daß vor Inbetriebnahme des aus dem Vorratstank gespeisten Geräts der gesamte Kraftstoffvorrat auf eine Temperatur gebracht werden kann, bei der die Gelierungsgefahr beseitigt ist. Die praktische Verwendung dieses Vorschlags scheitert jedoch im allgemeinen daran,daß nicht genügend elektrische Energie zur Verfügung steht, um den gesamten Kraftstoffvorrat in der notwendigen Weise- zu erwärmen, da die benötigte elektrische Energie im Regelfalle aus einer Batterie bezogen v/erden muß, deren Leistungsfähigkeit bekanntlich bei niedrigen Temperaturen noch zusätzlich beschränkt ist.Attempts have also been made to find the respective fuel storage tank to be provided with a heater, so that before putting the device fed from the storage tank into operation entire fuel supply can be brought to a temperature which eliminates the risk of gelation. However, the practical use of this proposal fails in the general mind that there is not enough electrical energy is available to put the entire fuel supply in the necessary way to heat, since the required electrical energy usually has to be drawn from a battery, whose performance is known to be limited at low temperatures.

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Es wurde schließlich auch bereits versucht, die Kraftstoffförderleitungen zumindest auf Teilbereichenaufzuheizen, indem eine Umwicklung mit Heizspiralen vorgenommen wurde. Auch diese Versuche haben kein brauchbares Ergebnis erbracht, da bereits nach einem kurzzeitigen Einschalten der Kraftstoff-Förderpuinpe ein Zulegen des in der Kraftstoffleitung angeordneten Filters erfolgte, bevor die Heizeinrichtung richtig wirksam werden konnte.After all, attempts have already been made to remove the fuel delivery lines to heat up at least some areas by wrapping heating coils. These tests did not produce any useful results either, since the fuel delivery pump was switched on for a short time the filter arranged in the fuel line was placed before the heating device could really take effect.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs definierten Art so auszubilden, daß trotz eines geringen Verbrauchs an elektrischer Energie auch bei sehr tiefen Temperaturen ein einwandfreier und praktisch sofortiger Betrieb eines mit zur Gelierung neigendem Kraftstoff gespeisten Geräts, insbesondere eines ölbrenners oder eines Motors, möglich ist.The object of the invention is to design a device of the type defined at the outset so that, despite a small amount Consumption of electrical energy is flawless and practically instantaneous, even at very low temperatures Operation of a device fed with fuel that tends to gel, in particular an oil burner or one Motor, is possible.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung gelöst durch einen in eine Förderleitung einschaltbaren Heizblock, der zwischen Eingangsanschluß und Ausgangsanschluß zumindest einen spaltförmigen Kraftstoff-Strömungskanal aufweist.This object is achieved according to the invention by a heating block which can be switched into a conveying line and which is located between Input connection and output connection at least one gap-shaped Has fuel flow channel.

Durch die Verwendung eines spaltförmigen Kraftstoff-Strömungskanals in einem schnell euifheizbaren Block wird der in eine dünne Schicht überführte, ggf. bereits gelierende Kraftstoff praktisch sofort auf eine Temperatur gebracht, bei der jegliche Gelierungstendenz ausgeschaltet ist, so daß der aus dem Heizblock austretende Kraftstoff weder ein nachfolgendes Filter verstopfen kann noch in der nachfolgenden Brennkammer oder Brennstelle schwierig zu zünden ist.By using a slit-shaped fuel flow channel in a block that can be heated quickly, it is converted into a thin layer transferred, possibly already gelling fuel practically immediately brought to a temperature at which any The tendency to gelation is switched off, so that the fuel emerging from the heating block is neither a subsequent one The filter can still become clogged in the subsequent combustion chamber or the burner is difficult to ignite.

Vorzugsweise ist der freie Ströinungsquerschnitt des spaltförmigen Strömungskanals zumindest im wesentlichen gleich dem freien Strömungsquerschnitt der anzuschließenden Förderleitungen. Dies bedeutet, daß bei Normaltemperaturen, beiThe free flow cross-section is preferably the gap-shaped one Flow channel at least essentially the same as the free flow cross-section of the conveyor lines to be connected. This means that at normal temperatures, at

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denen keinerlei Gelierungsgefahr für den Kraftstoff besteht, der Strömungskanal im Heizblock den üblichen Betrieb nicht stört, jedoch bei tiefen Temperaturen durch die im Heizblock erfolgende Überführung des aus der Förderleitung kommenden KraftstoffStrahls in eine schnell erwärmbare dünne Kraftstoffschicht das der Erfindung zugrundeliegenden Problem einwandfrei gelöst werden kann.which there is no risk of gelation for the fuel, the flow channel in the heating block does not operate normally disturbs, but at low temperatures due to the transfer of the from the delivery line taking place in the heating block coming fuel jet in a quickly heatable thin Fuel layer the problem underlying the invention can be resolved properly.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Strömungskanal im Heizblock als Ringspalt ausgebildet. Dieser Ringspalt wird einerseits von der Wandung einer in den Heizblock eingebrachten Bohrung und andererseits von der Außenwandung einer in diese Bohrung eingesetzten Heizpatrone begrenzt.According to a particularly advantageous embodiment of the invention, the flow channel in the heating block is designed as an annular gap. This annular gap is bounded on the one hand by the wall of a hole made in the heating block and on the other hand by the outer wall of a heating cartridge inserted in this hole.

Diese konstruktiv besonders einfache und damit wirtschaftlich zu fertigende Vorrichtung besitzt eine hohe Wirksamkeit und läßt sich problemfrei an geeigneter Stelle in eine Kraftstoff-Förderleitung einschalten. Aufgrund des Ausnutzens des Heizelements, bzw. der Heizpatrone als Bogrenzimgswand für den Ringspalt wird einerseits eine extrem schnell, d.h. praktisch sofortige Wirksamkeit der Anordnung gewährleistet und andererseits ein minimaler Verbrauch an elektrischer Ene rg i e sichergestellt.This structurally particularly simple and therefore economical The device to be manufactured is highly effective and can be easily inserted into a fuel delivery line at a suitable point turn on. Due to the utilization of the heating element or the heating cartridge as a boundary wall for the annular gap, on the one hand, an extremely fast, i.e. practically immediate effectiveness of the arrangement is guaranteed and on the other hand, a minimum consumption of electrical energy is ensured.

Der Heizblock, der vorzugsweise aus Metall besteht, ist zweckmäßigerv/eise mit einem die Speisung der Heizpatrone steuernden Thermostat verbunden, so daß die Vorwärmvorrichtung automatisch in Kraft gesetzt wird, wenn sehr niedrige Temperaturen auftreten und auch wieder eine Außerbetriebsetzung der Vorrichtung erfolgt, wenn die Gefahr des Gelierens des Kraftstoffes nicht mehr gegeben ist, bzw. wenn die von einer kurzzeitigen Aufheizung des Heizblocks bzw. die von dem sich in Betrieb befindenden gespeisten Gerät herrührenden Wärme ausreicht, um jegliche Kraftstoff-Gelierungsgefahr auszuschalten. The heating block, which is preferably made of metal, is expediently with one the supply of the heating cartridge controlling thermostat, so that the preheater is automatically activated when very low Temperatures occur and the device is switched off again if there is a risk of gelation of the fuel is no longer given, or if that of a brief heating of the heating block or that of The heat from the powered device while it is in operation is sufficient to eliminate any risk of fuel gelation.

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Der Heizblock wird bevorzugt dem in der Förderleitung vorgesehenen Filter vorgeschaltet, wobei dieser Heizblock als Bestandteil des Metalldeckels des Filtergehäuses ausgebildet und damit in den Filter integriert sein kann. Dies erbringt den zusätzlichen Vorteil, daß auch noch der im Falle eines gelierenden Kraftstoffes besonders kritische Filter ergänzend gewärmt werden kann.The heating block is preferably the one provided in the delivery line Upstream filter, this heating block being designed as part of the metal cover of the filter housing and can thus be integrated into the filter. This has the additional advantage that in the case of a gelling fuel, particularly critical filters, can be additionally heated.

Ein bevorzugter Verwendungsfall der Vorrichtung nach der Erfindung ist der Einsatz bei einem mit einem Ölbrenner arbeitenden, insbesondere transportabel ausgebildeten Lufterhitzer. Derartige Lufterhitzer müssen auch bei sehr tiefen Temperaturen gestartet werden können, da sie häufig auf Baustellen und in Rohbauten eingesetzt werden, wo extrem tiefe Temperaturen auftreten können. Bei Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem derartigen Gerät hat sich gezeigt, daß keinerlei Startprobleme auch bei extrem tiefen Temperaturen auftreten und daß der Bedarf an elektrischer Energie derart gering ist^, daß diese Energie auch von einer im Gerät vorhandenen Batterie geliefert werden kann. Es hat sich dabei gezeigt,, daß die Vorrichtung nach der Erfindung auch bei sehr tiefen Temperaturen nur überraschend kurze Zeit in Betrieb sein muß, da der Kraftstoffkreislauf zwischen den unmittelbaren im Tank nebeneinander liegenden Vorlauf- und Rücklaufleitungen und der Pumpe gewährleistet,daß sich die notwendige Temperaturerhöhung im Vorratstank ausgehend von dem Bereich der Anschlußstellen in den Restbereich des Tanks fortpflanzt, d.h. daß in demjenigen Bereich des Tanks, aus dem der Kraftstoff abgezogen wird, sehr schnell ein nicht zur Gelierung neigender Teilvorrat an Kraftstoff geschaffen wird, der die einwandfreie Funktion des mit dem Kraftstoff gespeisten Geräts sicherstellt.A preferred use case of the device according to The invention is the use in a working with an oil burner, in particular a transportable one Air heater. Such air heaters must also be very can be started at low temperatures, as they are often used on construction sites and in building shells, where extreme low temperatures can occur. When using the device according to the invention in such a device has it has been shown that no starting problems whatsoever even with extreme low temperatures occur and that the need for electrical energy is so low that this energy can also be used by an im Device existing battery can be supplied. It has been shown, that the device according to the invention also at very low temperatures only has to be in operation for a surprisingly short time, since the fuel circuit between the immediate supply and return lines lying next to each other in the tank and the pump ensures that the necessary increase in temperature in the storage tank starting from the area of the connection points in the remaining area of the tank propagates, i.e. that in that area of the tank from which the fuel is withdrawn does not very quickly partial supply of fuel with a tendency to gelation is created, which ensures the proper function of the with the fuel powered device ensures.

Eine weitere vorteilhafte Anwendung der Vorrichtung nach der Erfindung stellt der Einsatz in Maschinen und Fahrzeugendar,Another advantageous application of the device according to the invention is its use in machines and vehicles,

die mit Dieselkraftstoff betrieben werden. Auch hier gelingt es mit einem überraschend geringen Aufwand an aus der Batterie bezogener elektrischer Energie, die Temperatur des den Brennkammern zugeführten Kraftstoffs sofort so weit anzuheben, daß auch bei gelierendem Kraftstoff ein einwandfreier Start ermöglicht wird und nach dem erfolgten Start der Maschine ein problemloser Weiterbetrieb gewährleistet werden kann.that run on diesel fuel. Here, too, succeeds the temperature of the combustion chambers with a surprisingly low expenditure of electrical energy drawn from the battery of the fuel supplied so that it can start smoothly even if the fuel gels and trouble-free continued operation can be guaranteed after the machine has started.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend bezugnehmend auf die Zeichnung näher erläutert? in der Zeichnung zeigt % An exemplary embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to the drawing? in the drawing, %

Fig„ 1 eine schematische Seitenansicht einasFig. 1 is a schematic side view

Heizblocks gemäß der Erfindung, wobei Heizpatrone und Strömungsspalt strichliert angedeutet sind,Heating blocks according to the invention, the heating cartridge and flow gap being dashed are indicated

Fig« 2 eine Schnittdarstellung entsprechend derFIG. 2 is a sectional view corresponding to FIG

Linie A-A in Fig, 1, undLine AA in Fig. 1 , and

Fig. 3 eine Schnittdarstellung entsprechend derFIG. 3 is a sectional view corresponding to FIG

Linie B-B in Fig. 1.Line B-B in Fig. 1.

Fig= 1 zeigt einen aus Metall bestehenden Block 1, der mit einer von einer Stirnseite her zentrisch eingebrachten Bohrung 2 versehen ist, die sur Aufnahme einer Heizpatrone 3 bestimmt ist. Diese Heizpatrone 3 ist mit ihrem Befestigungsteil 4 dicht im Block 1 verschraubt.Fig = 1 shows a block 1 made of metal, with a bore 2 introduced centrally from one end face is provided, which is intended to accommodate a heating cartridge 3 is determined. This heating cartridge 3 is screwed tightly with its fastening part 4 in the block 1.

Die Durchmesser von Bohrung 2 und Heizpatrone 3 sind so gewählt/ daß zwischen Heizpatrone 3 und Wandung der Bohrung 2 ein Ringspalt 5 entsteht, der als Strömungskanal für den Kraftstoff dient, der über eine Einlaßbohrung 6 zugeführt wird und über eine Auslaßbohrung 7 austritt.The diameter of the bore 2 and the heating cartridge 3 are chosen so that between the heating cartridge 3 and the wall of the bore 2 there is an annular gap 5 arises, which serves as a flow channel for the fuel, which is supplied via an inlet hole 6 and over an outlet hole 7 exits.

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An der Außenwand des Blocks 1 ist zweckmäßigerweise ein Thermostat 8 angeordnet, der gewährleistet, daß die Heizpatrone 3 bei Erreichen einer vorgebbaren niedrigen Temperatur eingeschaltet wird und eine Abschaltung dieser Heizpatrone 3 erfolgt, wenn die Temperatur wieder über diesen kritischen unteren Wert ansteigt.On the outer wall of the block 1, a thermostat 8 is expediently arranged, which ensures that the heating cartridge 3 is switched on when a predeterminable low temperature is reached and this is switched off Heating cartridge 3 takes place when the temperature rises again above this critical lower value.

Die Schnittdarstellung nach Fig. 2 läßt die Zulaufbohrung 6 und die Ablaufbohrung 7 für den Kraftstoff erkennen und zeigt, daß der über die Bohrung 6 zugeführte, ggf. bereits gelierende Kraftstoff unmittelbar gegen die Wandung der Heizpatrone 3 geleitet und sofort in eine dünne, sich über den gesamten Ringspalt 5 erstreckende Schicht überführt wird. Diese dünne Kraftstoffschicht steht in unmittelbarem Kontakt mit der Außenwandung der Heizpatrone 3 und wird damit sofort in einem solchen Ausmaß erwärmt, daß jegliche Gelierungstendenz des Kraftstoffs verschwindet.The sectional view according to FIG. 2 leaves the inlet bore 6 and recognize the drain hole 7 for the fuel and shows that the fuel supplied via the hole 6, possibly already gelling Fuel passed directly against the wall of the heating cartridge 3 and immediately in a thin, spread over the entire Annular gap 5 extending layer is transferred. This thin layer of fuel is in direct contact with the outer wall of the heating cartridge 3 and is thus immediately heated to such an extent that any tendency to gel of the fuel disappears.

Die Stärke des Ringspalts, d.h. im dargestellten Ausführungsbeispiel die radiale Höhe des Ringspalts liegt im Regelfall zwischen 1 mm und 2 mm und beträgt vorzugsweise etwa 1,5 mm.The thickness of the annular gap, i.e. in the illustrated embodiment the radial height of the annular gap, is usually between 1 mm and 2 mm and is preferably about 1.5 mm.

Es ist auch möglich, zwecks Vorgabe bestimmter Spaltstärken die Bohrung 2 etwas größer auszubilden und entsprechende Paßhülsen einzusetzen, die - falls erwünscht - aus Isoliergründen auch aus Kunststoff bestehen können.It is also possible, for the purpose of specifying certain gap thicknesses, to make the bore 2 somewhat larger and correspondingly Use fitting sleeves, which - if desired - can also be made of plastic for reasons of insulation.

Die Schnittdarstellung nach Fig. 3 zeigt den durch das Zusammenwirken von Bohrung und Heizpatrone 3 gebildeten Ringspalt 5, wobei auch die in der Heizpatrone 3 vorgesehenen Heizdrähte zu erkennen sind. Die Kraftstoff-Abführöffnung 7 ist strichliert angedeutet.The sectional view according to FIG. 3 shows that formed by the interaction of the bore and the heating cartridge 3 Annular gap 5, whereby the heating wires provided in the heating cartridge 3 can also be seen. The fuel discharge opening 7 is indicated by dashed lines.

Die Heizpatrone 3 kann prinzipiell von einer beliebigen elektrischen Energiequelle gespeist werden, aber es hat sich gezeigt, daß die von einer Batterie gelieferte Energie ohneThe heating cartridge 3 can in principle from any electrical Energy source can be fed, but it has been shown that the energy supplied by a battery without

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weiteres ausreicht, um den angestrebten Effekt zu gewährleisten.another is sufficient to ensure the desired effect.

Die Vorwärm-Vorrichtung nach der Erfindung ist nicht auf die speziell beschriebene Ausführungsform beschränkt, und sie kann auch in verschiedener Hinsicht abgewandelt werden. Insbesondere ist es nicht funkt ionsnotwondig, daß mit einer Öl-Rücklauf leitung gearbeitet wird. Die beschriebene Ölvorwärinung nach dem Grundprinzip der Erfindung ist problemfrei auch ohne Rücklauf leitung realisierbar.The preheating device according to the invention is not limited to the specifically described embodiment, and they can also be modified in various ways. In particular it is not necessary to function with an oil return management is being worked on. The described oil preheating according to the basic principle of the invention can be implemented without a return line without problems.

Desweiteren kann der in der Zeichnung als auf den Block aufgesetzt dargestellte Thermostat in das Gehäuse integriert und gegebenenfalls vergossen v/erden. Vorzugsweise wird zur weiteren Erhöhung der Sicherheit in die elektrische Speiseleitung eine Sicherung, insbesondere Schmelzsicherung eingebaut, welche prinzipiell ebenfalls in das Gehäuse integriert werden kann.Furthermore, the one in the drawing can be placed on the block The thermostat shown is integrated into the housing and, if necessary, encapsulated / grounded. Preferably is used for further Increasing the safety in the electrical feed line a fuse, in particular a fuse installed, which can in principle also be integrated into the housing.

ORIGINAL INSPECTED 030050/01B7ORIGINAL INSPECTED 030050 / 01B7

Claims

PATENTANWÄLTE ^ _ GRÄMKOW, MANITZ & FINSTERWALD Walter Kroll Kirchberg / Murr Burgstaller Str. 42 Munich, May 30, 1979 P / SL - K 2129 Device for fuel preheating Patent claims

1.! Device for preheating at low temperatures fuel with a tendency to gelation, which is supplied from a storage tank by means of a pump via connecting lines is conveyed to a combustion chamber or combustion point, characterized by a in a conveying line switchable heating block (1) between the input connection (6) and output connection (7) at least has a gap-shaped fuel flow channel (5).

2. Apparatus according to claim "\ _t characterized in that the free flow cross-section of the gap-shaped flow channel (5) is at least substantially equal to the free flow cross-section of the conveyor line to be connected.

DtPL.-lNG. W. C RAM KO W DR. G. MANITZ ■ D1PL.-ING. M. FINSTERWALD ZENTRALKASSE BAYER. VOLKSBANKENDtPL.-lNG. W. C RAM KO W DR. G. MANITZ ■ D1PL.-ING. M. FINSTERWALD ZENTRALKASSE BAYER. FOLK BANKS

STUTTGART 50. CBAD CANNSTATT» 8 MO N CH EN 22. RO B E RT-K OCH-STR ASS E I MÖNCHEN. K O NTO - N UMM ER 72STUTTGART 50. CBAD CANNSTATT »8 MO N CH EN 22. RO B E RT-K OCH-STR ASS E I MÖNCHEN. C O NTO - N UMM ER 72

SEELBERGSTR, 23/25.TEL.(07ll>56726l TEL. (O89) 22 42 11 · TELEX 5-29672 PaTMF POSTSCHECKi MÖNCHEN 7 7062 - 80SSEELBERGSTR, 23 / 25.TEL. (07ll> 56726l TEL. (O89) 22 42 11 · TELEX 5-29672 PaTMF POSTSCHECKi MÖNCHEN 7 7062 - 80S

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that at least one electrical heating element (3) is provided in a recess (2) of the heating block (1).

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the heating element is immediately adjacent is arranged on at least one wall of the gap-shaped flow channel (5).

5. Apparatus according to claim 3, characterized in that the heating element has at least one Forms part of the wall of the gap-shaped flow channel.

6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the flow channel in the heating block (1) is designed as an annular gap (5) is.

7. Apparatus according to claim 6, characterized in that der'Ringspalt (5) on the one hand of the wall of a hole (2) made in the heating block (1) and, on the other hand, of the outer wall of a in this bore (2) inserted heating cartridge (3) is limited.

8. Apparatus according to claim 7, characterized in that at least the input connection opening consists of a heating block bore (6) which opens directly opposite the outer wall of the heating cartridge (3).

9. Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the heating block (1) is made of metal and with a

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the supply of the heating cartridge (3) controlling thermostat (8) is connected.

10. Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the height dimension of the flow gap (5) in the heating block (1) is in the range of 1 to 2 mm.

ο Device according to one or more of the preceding Claims, characterized in that the heating block (1) is connected to a Filter is upstream «

12. The device according to claim 11, characterized in that the heating block O) in the lid of the filter housing is integrated,

13. Use of the device according to one or more of the preceding claims, in one with an oil burner working, especially transportable air heater "

14. Use of the device according to one of claims 1 to 12 in one operated with diesel fuel Vehicle,

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