DE3902965A1 - Vorrichtung in einem brennstoffsystem - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung in einem Brennstoffsystem, um die Temperatur während des Nachheizens des Vergasers, der Rohrleitungen usw. nach dem Anhalten der Maschine zu begrenzen.

Der Vergaser z.B. in Kettensägen, ist vom sogenannten Mem­ branvergasertyp, welcher, im Gegensatz zu Durchflußvergasern, eine beliebige Arbeitsposition der Kettensäge ermöglicht, während die Säge in Betrieb ist. Der Membranvergaser hat je­ doch den Nachteil, daß es schwierig ist, die Maschine nach einem kurzen Stopp erneut zu starten. Dies ist dadurch be­ gründet, daß die Brennstoffkammer in dem Vergaser, von wel­ cher der Brennstoff zu dessen Luftdüse geführt wird, nahe dem Zylinder angeordnet ist. Diese Nähe zu einer Wärmequelle be­ wirkt, daß der Brennstoff in der Kammer erwärmt wird. Der Brennstoff in der Kammer verdampft, wodurch ein Überdruck er­ zeugt wird, welcher das Einlaßventil zu der Kammer in einer geschlossenen Position verblockt. Wenn die Maschine gestartet werden soll, fehlt Brennstoff in der Kammer, und die Maschine wird somit nicht starten.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, dieses Problem zu beseitigen und zu ermöglichen, daß die Maschine sofort nach einer Unterbrechung gestartet werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruches gelöst. Dabei wird eine Vorrichtung vorge­ schlagen, die einen Behälter umfaßt, welcher ein Material mit einer hohen spezifischen Schmelztemperatur und einem Schmelz­ punkt knapp oberhalb der normalen Arbeitstemperatur des Ver­ gasers beinhaltet. Der Behälter ist im Vergaser integriert oder an diesen angeschraubt. Bei einer Vergasertemperatur oberhalb dieses Schmelzpunktes wird die Vergasertemperatur deshalb begrenzt, weil die Schmelzwärme des Materials ca. zehnmal so groß ist wie die Wärmekapazität des Materials des Vergasergehäuses, welches im allgemeinen Aluminium ist. Somit absorbiert das Material den größten Teil der Wärme, welche von dem Zylinder ausgestrahlt wird. Bei dieser begrenzten Temperatur verdampft der Brennstoff sehr viel langsamer und ein direkter Start der Maschine nach einer Unterbrechung ist möglich. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Vorrichtung ist im folgen­ den beschrieben unter Hinweis auf die einzige Figur, welche eine Schnittdarstellung des Membranvergasers mit der er­ findungsgemäßen Vorrichtung darstellt.

Der Membranvergaser ist im allgemeinen in der in der Schnittansicht gezeigten Weise konstruiert. Ein Vergaserge­ häuse 10 hat einen Kanal 11 mit einem Venturiteil 12, eine Drosselklappe 13 und einen Choke 14. Das Einlaßende des Ka­ nals 11 ist mit einem Luftfilter 15 verbunden und das Aus­ laßende mit einer Leitung 16 zu einer Verbrennungsmaschine. Der untere Teil des Gehäuses 10 beinhaltet zum Teil eine Luftkammer 17 und zum Teil eine Brennstoffkammer 18, welche durch die Membran 19 getrennt sind. Diese Membran steuert in üblicher Weise ein Einlaßventil 20, durch welches Brennstoff über Verbindungskanäle 21 und Leitungen 22 von einer Pumpe kommend eintritt. Von der Brennstoffkammer wird der Brenn­ stoff über Kanäle 23, 24 und Nadelschrauben 25, 26 zu einer Reihe von Düsen 27, 28 geleitet, welche sich in der Seiten­ wand des Kanals 11 befinden. Dieses ist eine übliche Ausge­ staltung eines Membranvergasers und bedarf daher keiner wei­ teren Erklärung.

Im folgenden wird der spezielle Teil bezüglich der erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung beschrieben. Von einem Deckel 29, welcher die Luftkammer 17 abdeckt, wird ein geschlosser Raum 30 gebildet, welcher mit einem schmelzbaren Material 31, z. B. Paraffin, gefüllt ist. Dieses Material hat eine hohe spe­ zifische Schmelztemperatur (175 kJ/kg) und einen Schmelzpunkt um 45°C. Das Gehäuse 10 besteht aus Metall mit einer guten thermischen Leitfähigkeit, weshalb die Temperatur in dem ge­ samten Gehäuse gleich ist. Wenn die Maschine in Betrieb ist, wird das Gehäuse aufgrund seiner thermischen Leitfähigkeit und durch Strahlung erwärmt, jedoch nicht mehr, als daß das Paraffin in festem Zustand verbleibt. Eine erwärmte Maschine, welche gestoppt wird, erwärmt weiterhin die Umgebung, ein­ schließlich des Vergasers, da auch die Kühlung abgestellt wird; zum Beispiel steigt bei einer Kettensäge die Vergaser­ temperatur um ca. 22°C, kurz nachdem die Maschine gestoppt wurde, wenn keine Vorkehrungen getroffen werden, die Tempera­ tur zu begrenzen. Wird ein derart hoher Temperaturanstieg zugelassen, tritt das oben beschriebene Problem beim Neustart der Maschine auf.

Bei der vorliegenden erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Temperaturanstieg jedoch auf die Hälfte begrenzt, also bei­ spielsweise auf 11°C. Bei einer Vergasertemperatur oberhalb des Schmelzpunktes von Paraffin wird die Wärme zum Schmelzen des Paraffins verbraucht, was die Temperatur niedrig hält. Bei der Ausgestaltung der Kettensägen mit einem Membranverga­ ser ist diese Begrenzung ausreichend, um ein Verdampfen des Brennstoffs im Vergaser zu verhindern, wodurch ein Neustart der Maschine ohne Probleme möglich gemacht wird. Nach dem Start wird der Vergaser wieder auf eine Temperatur unterhalb des Schmelzpunktes gekühlt und das Paraffin nimmt wieder sei­ nen festen Zustand ein.

Das folgende Rechenbeispiel zeigt, daß die Vorrichtung eine vergleichsweise einfache und billige Ergänzung zu einem Mem­ branvergaser ist.

Der Vergaser ist aus Aluminium mit einer spezifischen Wärme von 0,9 kJ/kg und wiegt 0,11 kg, wenn er in einer Kettensäge mittlerer Größe verwendet wird. Bei einem Temperaturanstieg um 22°C ist die erhaltene Wärmemenge

22 × 0,11 × 0,9 = 2,2 kJ.

Soll der Temperaturanstieg auf 11°C begrenzt werden, muß der Paraffinkörper die Hälfte dieser Wärmemenge, also 1,1 kJ, ab­ sorbieren. Die spezifische Schmelzwärme für Paraffin wird mit 175 kJ/kg angenommen. Wenn das Gewicht der benötigten Menge mit x kg angesetzt wird, erhält man

175 × = 1,1 so daß
× = 0,0063 kg = 6,3 g Paraffin.

Nach dem Neustart nimmt das Paraffin innerhalb weniger Sekun­ den seinen festen Zustand wieder ein, da dann die Wärme, die die Verdampfung des Brennstoffs bewirkt, vom Vergasergehäuse abgeführt wird und das geschmolzene Paraffin wieder abkühlt. Die spezifische Verdampfungswärme des Brennstoffes ist so hoch wie die spezifische Schmelzwärme des Paraffins.

Soweit Kettensägen betroffen sind, findet eine Nacherwärmung einer gestoppten Maschine auch in den Brennstoffleitungen und im Tank statt. Diese Erwärmung mit teilweiser Verdampfung von Brennstoff bewirkt Betriebsstörungen der Maschine. Die be­ schriebene Vorrichtung kann natürlich an vielen Orten im Brennstoffsystem angebracht werden, wo immer derartige Pro­ bleme auftreten. Das Prinzip der Anbringung geschlossener Räume, die mit Paraffin oder anderen schmelzbaren Materialien gefüllt sind, ist vorteilhaft, wenn die Überhitzung temporär ist und die Maschine nach einer Zeit der Kühlung eine normale Temperatur annimmt.

Claims (6)

1. Vorrichtung, bestehend aus einem in einem geschlossenen Raum (30) angeordneten Körper aus schmelzbarem Mate­ rial (31), wobei die Vorrichtung in das Brennstoff­ system einer Maschine integriert ist, welche bei Be­ trieb eine Betriebstemperatur in dem System erzeugt, bei welcher der Körper in festem Zustand verbleibt, da­ durch gekennzeichnet, daß das in dem geschlossenen Raum (30) aufgenommene Material (31) einen Schmelzpunkt hat, welcher unterhalb einer bei Maschinenstopp in der Umge­ bung des Körpers eintretenden Übertemperatur liegt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum (30) Teil eines Vergasergehäuses (10) im Brennstoffsystem ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die spezifische Schmelzwärme des schmelz­ baren Materials mindestens zehnmal höher als die spezi­ fische Wärme des Materials des Vergasergehäuses ist.

4. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das schmelzbare Material Paraffin ist und der Vergaser aus Aluminium besteht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der geschlossene Raum (30) von einer Aus­ nehmung im Vergasergehäuse gebildet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der geschlossene Raum (30) von einem am Vergasergehäuse angebrachten Behälter gebildet ist.