DE3135584A1

DE3135584A1 - Dieselbrennstoffwaermer

Info

Publication number: DE3135584A1
Application number: DE19813135584
Authority: DE
Inventors: Gordon L. 55343 Minnteonka Minn. Kelling
Original assignee: PHILLIPS TEMRO Inc
Current assignee: PHILLIPS TEMRO Inc
Priority date: 1981-05-01
Filing date: 1981-09-09
Publication date: 1983-08-11
Also published as: CA1160521A; SE8104335L; US4397288A

Abstract

1 Ein nicht kostspieliger Dieselbrennstoffwärmer von leichtem Gewicht mit hoher Leistungsfähigkeit, der von geringem Umfang ist und eine Stagnation sowie Verschmutzung des Brennstoffs verhindert. Der Wärmer enthält eine Brennstoffschlange aus kaltgewalztem Stahl, welche einen Gußaluminiumzylinder mit Abstand davon umgibt, die beide in einer Gußaluminiumkapsel eingekapselt sind, wodurch Wärme effektiv von dem Kühlmittel auf den Brennstoff übertragen wird.

Description

Es besteht eine dringende Nachfrage nach einem nicht kostspieligen, durch Kühlmittel geheizten Dieselbrennstoffwärmer, der von leichtem Gewicht ist, eine hohe Leistungsfähigkeit aufweist, Brennstoffverschmutzungen effektiv ausschließt und von geringem Umfang ist, so dass er ohne weiteres unter der Haube des Fahrzeugs angebracht werden kann. Ein Haupterfordernis besteht darin, dass er irgendwie das Hereinziehen von Kühlmittel in die Brennstoffleitung ausschließen muß, die herkömmlicherweise unter einem ziemlich hohen Vakuumdruck steht. Wenn dies eintritt, dann brennt die Brennstoffeinspritzvorrichtung aus und versagt, die Zylinderwände werden verschrammt, und es entsteht weiterer Folgeschaden, was Reparaturen erforderlich macht, die sich auf mehrere tausend Dollar belaufen.

Es sind in letzter Zeit verschiedene Typen von Brennstoffwärmern entworfen worden in dem Versuch, eine derartige Brennstoffverschmutzung zu verhindern, jedoch handelt es sich bei den meisten von ihnen um die Verwendung relativ sperriger Kammern. Bei derartigen Kammern ist es möglich, dass sich Bereiche von Brennstoffstagnation in ihnen aufbauen, und sie sind außerdem von unerwünschter Größe und unerwünschtem Gewicht. Moderne Fahrzeuge sind so ausgelegt, dass sie sehr wenig Raum unter der Haube vorsehen für irgendwelche Konstruktionen außer den von dem ursprünglichen Ausrüster vorgesehenen, und es ist daher wichtig, dass ein solcher Brennstoffwärmer von kleinster Größer ist. Die gegenwärtig auf dem Markt vorhandenen sind etwa 20,32 cm lang und haben einen Durchmesser von wenigstens 5,08 cm.

Weitere Nachteile der Brennstoffwärmer in Form einer Kammer bestehen darin, dass ihre Masse übermäßig ist und sie nicht nach Wunsch in alle Richtungen ausgerichtet werden können. Das Gewicht eines derartigen Brennstoffwärmers zusammen mit dem Gewicht der relativ großen Menge an Strömungsmittel darin schaffen bei Verwicklung des Fahrzeugs in einen Unfall ein größeres Moment als wünschenswert, was häufig zu einem Riß der Brennstoffleitung und/oder der Kühlmittelleitung führt. Die Erfindung richtet sich darauf, jede dieser gegenwärtig bestehenden Schwierigkeiten zu vermeiden.

Die Erfindung vermeidet die oben umrissenen Schwierigkeiten durch die Konstruktion eines Dieselbrennstoffwärmers, der weniger als 10,16 cm lang ist, weniger als 5,08 cm Durchmesser hat und aus einer brennstoffördernden Schlange aus kaltgewalztem Stahl besteht, die einen kühlmittelfördernden Zylinder aus Gußaluminium mit Abstand umgibt, sowie einer den Zylinder und die Schlange einkapselnden Einkapselung aus Gußaluminium, die dieselben in festem Abstand mit Bezug aufeinander hält und Wärme effektiv von dem Zylinder auf die Schlange und den darin enthaltenen Brennstoff überträgt.

Vorzugsweise werden gemäß der Erfindung der kühlmittelfördernde Zylinder und die Einkapselung durch Gießen derselben in einem einzigen Vorgang um die Brennstoffspule herum erzeugt. Somit füllt die Einkapselung aus Gußaluminium vollständig den gesamten Raum zwischen der Spule und dem Zylinder und schließt dieselben vollständig ein, um dadurch effektiv und in leistungsfähiger Weise den Brennstoff zu erwärmen, ohne jegliche Möglichkeit, dass Kühlmittel in den Brennstoff gelangt, falls Leckstellen in der Schlange vorhanden sein sollten.

Da die Einkapselung aus Gußaluminium ist, das eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist, und daher keine flachen Kammern erforderlich sind, kann die Einheit mit relativ kleinem Umfang ausgebildet werden und dennoch einen hohen Leistungsgrad haben. Da außerdem der Zylinder und die Schlange jeweils eingekapselt sind, umgibt das Aluminium die Schlange vollständig und ist somit leistungsfähiger hinsichtlich ihrer Wärmeübertragungsfunktion.

Außerdem ist der Durchfluß von Brennstoff durch die Schlange direkt und begrenzt, und es ist demzufolge unmöglich, dass sich Bereiche aufbauen, in denen der Brennstoff stagniert. Darüber hinaus weist die Einheit eine erheblich geringere Masse auf, und die Wahrscheinlichkeit einer ernsthaften Beschädigung der Einheit ist daher erheblich vermindert, falls das Fahrzeug, auf dem sie montiert ist, in einen Unfall verwickelt werden sollte. Da der Kühlmittelzylinder und die Einkapselung in einem einzigen Vorgang aus Gußaluminium gegossen werden, kann die Einheit bei erheblich geringeren Kosten hergestellt werden als andere für denselben Zweck ausgelegte Einheiten.

Im folgenden wird eine ausführliche Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform des Dieselbrennstoffwärmers unter besonderer Bezugnahme auf die Zeichnungen gegeben. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung des Dieselbrennstoffwärmers gemäß der Erfindung bei Anwendung in einem typischen Dieselbrennstoffsystem für einen Verbrennungsmotor,

Fig. 2 eine Draufsicht von oben auf den Brennstoffwärmer nach Fig. 1, in vergrößertem Maßstab, und

Fig. 3 eine Endansicht des in Fig. 2 gezeigten Wärmers.

Die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung enthält, wie in den Figuren 1 bis 3 gezeigt, ein spiralförmig aufgewickeltes Rohr 5 aus kaltgewalztem Stahl mit einem Innendurchmesser von 0,792 cm und Endabschnitten 6 und 7, die so ausgelegt und angeordnet sind, dass sie mit einer Brennstoffleitung 8 eines herkömmlichen Brennkraftmotors (nicht gezeigt) verbunden oder in sie eingeschaltet werden können. Ggf. kann das aufgewickelte Rohr 5 aus Kupfer, rostfreiem Stahl oder irgendeinem anderen Material von hoher Wärmeleitfähigkeit gebildet sein. In dieser bevorzugten Ausführungsform wurde im Hinblick auf die Kosten kaltgewalzter Stahl gewählt.

Durch das aufgewickelte Rohr 5 erstreckt sich, wie am besten aus Fig. 2 ersichtlich, eine zylindrische Kühlmittelleitung 9 aus Gußaluminium hindurch, mit einem Innendurchmesser von 1,27 cm und Endabschnitten 10 und 11, die so konstruiert und angeordnet sind, dass sie an die Kühlmittelleitung 12 einer solchen Brennkraftmaschine angeschlossen oder darin eingeschaltet werden können. Wie gezeigt, erstreckt sich die Leitung 9 längs der Achse der Windungen des Rohres 5.

Eine Einkapselung 13, die aus Gußaluminium besteht, kapselt die aufgewickelten Abschnitte des aufgewickelten Rohres 5 sowie auch die Abschnitte der Leitung 9 ein, die zwischen ihren Endabschnitten 10 und 11 liegen.

Um die Herstellungskosten auf ein Minimum zu bringen, werden die Einkapselung 13 und die Leitung 9 einstückig in situ um den aufgewickelten Abschnitt des Rohres 5 herum gegossen, wobei die Einkapselung (Gußaluminium) die Windungen des Rohres 5 vollständig einschließt, so dass die Innenwände der Kühlmittelleitung 9 davon auf Abstand gehalten sind und die Windungen dadurch die Kühlleitung fest umfassend befestigt sind.

Bei Verbindung mit der Brennstoffleitung 8 und der Kühlmittelleitung 12 eines Brennkraftmotors heizt der Brennstoffwärmer gemäß der obigen Beschreibung den durch die Brennstoffleitung 8 hindurchströmenden Brennstoff sehr wirksam auf. Da Gußaluminium ein ausgezeichneter Wärmeleiter ist, wird die Wärme von dem Kühlmittel in Leitung 12 leicht absorbiert und schnell auf den durch die Brennstoffleitung 8 und das aufgewickelte Rohr 5 hindurchströmenden Brennstoff übertragen. Der Brennstoffwärmer gemäß der Erfindung ist leistungsfähiger als die meisten anderen, da er mehr als nur eine Linienberührung zwischen den Brennstoff- und Kühlmittelleitungen hat.

Da das Gußaluminium die Windungen des Rohres 5 vollständig einschließt, kann keinerlei möglicherweise in dem Rohr 5 vorhandene Leckstelle ein Hereinziehen von Kühlmittel dort hinein verursachen. Eine Masse aus festem Gußaluminium trennt das Rohr 5 und die Innenwände der Kühlmittelleitung 9 an allen Punkten und sichert somit gegenüber einer möglichen Verschmutzung des Brennstoffs.

Da die Herstellung des Brennstoffwärmers gemäß der Erfindung nur das Aufwickeln des Rohres 5 und das Gießen des der Einkapselung dienenden Gußaluminiums dort herum verlangt, sind die Herstellungskosten minimal. Da außerdem die Wärmeleitfähigkeit ausgezeichnet ist, kann der Brennstoffwärmer gemäß der Erfindung in einer sehr kleinen Größe hergestellt werden, um dadurch die Herstellungskosten weiterhin zu senken. Wie gezeigt, ist die Einkapselung 12 weniger als 69,85 mm in der Länge und weniger als 38,10 mm im Durchmesser. Die Gesamtlänge des Brennstoffwärmers einschließlich derjenigen der Endabschnitte 10 und 11 ist geringer als 10,16 cm.

Da der Brennstoffwärmer gemäß der Erfindung von sehr kleiner Größe ist und zu jeder gegebenen Zeit nur sehr geringe Volumen an Flüssigkeit enthält, hat er deutliche Vorteile, falls das Fahrzeug, auf dem er installiert ist, einen Zusammenstoß erfährt. In dem Fall hat der Brennstoffwärmer gemäß der Erfindung ein sehr kleines Moment und ist daher weniger geneigt zu reißen. Darüber hinaus gestattet seine sehr geringe Größe eine Installation in Fahrzeugen mit äußerst begrenztem Raum unter der Haube. Brennstoffwärmer der bekannten Typen müssen von größerer Konstruktion sein, um eine Leistungsfähigkeit in demselben Maße zu erreichen wie der durch den hier gezeigten Brennstoffwärmer vorgesehenen.

Ein weiterer Vorzug des Brennstoffwärmers gemäß der Erfindung besteht darin, dass der Durchfluß dort hindurch direkt ist und es daher unmöglich ist, dass sich darin Stagnationsbereiche in dem Durchfluß dort hindurch aufbauen, wie es bei anderen Arten leicht möglicht ist, wie beispielsweise solchen, die flache benachbarte Kammern verwenden. Außerdem weist der Brennstoffwärmer gemäß der Erfindung den Vorteil auf, dass er in jede beliebige Richtung und auf jede beliebige Weise orientiert werden kann und von robuster Konstruktion ist, so dass er gegenüber Beschädigung infolge unachtsamer Handhabung oder unachtsamer Montage weniger verletzlich ist. Darüber hinaus verlangt er keinerlei Lagerkonsole, da er lediglich in die Schläuche der Kühlmittelleitung eingeschaltet werden kann, was zwangsläufig eine elastische Lagerung schafft.

In dieser Erfindung sollte beachtet werden, dass die vorliegende Offenbarung lediglich darstellend ist und der Bereich der Erfindung durch die beigefügten Ansprüche bestimmt werden sollte.

Leerseite

Claims

1. Dieselbrennstoffwärmer, gekennzeichnet durch

a) eine spiralförmige Schlange aus kaltgewalztem Stahl mit Endabschnitten, die so ausgelegt und angeordnet sind, daß sie in die Brennstoffleitung eines durch Flüssigkeit gekühlten Brennkraftmotors eingeschaltet werden kann, und

b) eine Einkapselung aus Gußaluminium, die in situ um die Schlange zwischen den genannten Endabschnitten herumgegossen ist und eine einstückige gegossene, sich dort hindurcherstreckende zylindrische Kühlmittelleitung begrenzt, wobei

c) sich diese Leitung längs der Achse der Schlange erstreckt und einander gegenüberliegende Endabschnitte aufweist, die so konstruiert und angeordnet sind, dass sie in die Kühlmittelleitung einer solchen durch Flüssigkeit gekühlten Brennkraftmaschine eingeschaltet werden kann.

2. Dieselbrennstoffwärmer, gekennzeichnet durch

a) eine zylindrische Kühlmittelleitung aus Gußaluminium und mit Endabschnitten, die so konstruiert und angeordnet sind, dass sie in eine Kühlmittelleitung eines durch Flüssigkeit gekühlten Brennkraftmotors zur Förderung von Kühlmittel eingeschaltet werden kann,

b) eine spiralförmige Schlange aus kaltgewalztem Stahl, welche Abschnitte der Kühlmittelleitung zwischen ihren genannten Endabschnitten mit Abstand davon umgibt, und deren Endabschnitte so konstruiert und angeordnet sind, dass sie in die Brennstoffleitung eines derartigen flüssigkeitsgekühlten Brennkraftmotors zur Förderung von Brennstoff eingeschaltet werden kann, und

c) eine feste Aluminiumkapsel, welche die Schlange und die umfassten Abschnitte der zylindrischen Kühlmittelleitung in wärmeübertragender Beziehung dazwischen einschließt und dieselben in festem Abstand mit Bezug aufeinander hält.

3. Dieselbrennstoffwärmer in Kombination mit einem flüssigkeitsgekühlten Brennkraftmotor, gekennzeichnet durch eine Schlange aus kaltgewalztem Stahlrohr, durch welche Dieselbrennstoff vor Abgabe zur Verbrennung an den Brennkraft- motor hindurchgeführt wird, wobei diese Rohrschlange mit Abstand um einen Aluminiumzylinder herum angeordnet ist, durch welchen das Kühlmittel für den Brennkraftmotor hindurchgeführt wird, sowie eine wärmeübertragende Einkapselung, welche die Schlange und die umgebenen Abschnitte des Zylinders in wärmeübertragender Beziehung zwischen ihnen einkapselt und sie in festem Abstand mit Bezug aufeinander hält.

4. Konstruktion nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einkapselung aus Gußaluminium besteht.

5. Konstruktion nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennstoffwärmer nicht größer ist als 10,16 cm in der Länge und 5,08 cm im Durchmesser.

6. Konstruktion nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder und die Einkapselung jeweils aus Gußaluminium hergestellt und einstückig in situ um die Schlange herumgegossen sind.

7. Dieselbrennstoffwärmer, gekennzeichnet durch

a) eine wärmeübertragende Kühlmittelleitung mit Endabschnitten, die so ausgelegt und angeordnet sind, dass sie in eine Kühlmittelleitung eines flüssigkeitsgekühlten Brennkraftmotors zur Förderung von Kühlmittel eingeschaltet werden kann,

b) eine wärmeübertragende Brennstoffleitung, welche Abschnitte der genannten Kühlmittelleitung zwischen ihren Endabschnitten mit Abstand von ihr umgibt und Endabschnitte aufweist, die so konstruiert und angeordnet sind, dass sie in die Brennstoffleitung eines solchen flüssigkeitsgekühlten Brennkraftmotors zur Förderung von Brennstoff dort hindurch eingeschaltet werden kann, sowie

c) eine wärmeübertragende Einkapselung, welche die mittleren Abschnitte der Kühlmittelleitung und Abschnitte der Brennstoffleitung zwischen ihren Endabschnitten einkapselt und die Kühlmittelleitung und die Brennstoffleitung in wärmeübertragender Beziehung zueinander in festem Abstand voneinander hält.

8. Konstruktion nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einkapselung aus Aluminium ist.

9. Konstruktion nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einkapselung aus Gußaluminium ist.

10. Konstruktion nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennstoffleitung aus kaltgewalztem Stahl besteht und die Kühlmittelleitung aus Gußaluminium besteht und die Einkapselung aus einstückig mit der Kühlmittelleitung in situ geformtem Gußaluminium besteht.

11. Konstruktion nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlmittelleitung ein Zylinder ist.

12. Konstruktion nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlmittelleitung ein Zylinder und die Brennstoffleitung eine spiralförmige Spule ist, die sich um die mittleren Abschnitte der Kühlmittelleitung herumerstreckt.

13. Konstruktion nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlmittelleitung ein Zylinder und die Brennstoffleitung eine spiralförmige Schlange ist, die sich um die mittleren Abschnitte der Kühlmittelleitung herumerstreckt, und die Einkapselung Gußaluminium ist und die mittleren Abschnitte der Leitungen innerhalb einer im übrigen festen Kapsel umgibt.

14. Konstruktion nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der gesamte Brennstoffwärmer nicht größer ist als 10,16 cm in der Länge und 5,08 cm im Durchmesser.

15. Konstruktion nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einkapselung weniger als 7,62 cm in der Länge und weniger als 5,08 cm im Durchmesser ist.