FI65473C - Uppvaermt braensleroer - Google Patents

Description

1 65473 Lämmitetty polttoaineputki - Uppvärmt bränslerör

Keksinnön kohteena on lämmitetty polttoaineputki polttoainesäiliöllä varustettua nestemäistä polttoainetta käyttävää moottoria varten, joka polttoaineputki johtaa säiliöstä moottoriin ja lisäksi on laitteet sähköenergian syöttämistä varten.

Äärimmäisen kylmissä olosuhteissa ongelmia muodostavat poltto- . aineen jäähtyminen tai osittain jähmettyminen polttoaineputkiin. Ongelmat ovat erityisen vaikeita dieselpolttoaineen kohdalla, jossa viime vuosina on parafiinipitoisuus lisääntynyt. Hyvin alhaiset lämpötilat tällaisissa polttoaineissa saattavat aiheu-uttaa lietteen muodostusta, mikä estää polttoaineen virtausta.

Aikaisemmissa tämän ongelman ratkaisuyrityksissä on käytetty läm-mityselementtejä, jotka on sovitettu polttoaineputkiin seuraimi-na, eli sijoitettu polttoaineputken ulkopuolelle sama-akselisesti putken kanssa. Sähkövastuselementit kiinnitettiin ajoneuvon polttoaineputkiin ja hydrauliputkiin lämpökoneisiin ja muihin laitteisiin, jotka usein joutuvat erittäin alhaisiin lämpötiloihin.

Ongelmana tässä tunnetussa menetelmässä on tehon puute siirrettäessä lämpöä ulkopuolisesta lämmityselementistä putkessa olevaan polttoaineeseen. Lämmönsiirto-ongelma on vielä vaikeampi, kun ajoneuvon polttoaineputket oli päällystetty teräksellä suo-jatarkoituksessa. Ei ole löytynyt tehokasta tapaa tuoda lämpöä lämmityselementissä putkessa olevaan polttoaineeseen ja välttää huomattavaa lämpöhukkaa ympäröivään ilmaan.

Aikaisemmin sähkövastuslämmityslangan sijoittaminen polttoaine-putken sisään ei näyttänyt mahdolliselta johtuen polttoaineen ilmeisestä syttymisvaarasta siinä tapauksessa, että lanka rikkoutuisi tai muuten pettäisi. Juuri tästä syystä ei aikaisemmin ole luultavasti ehdotetukaan sitä, että lämmityslanka voitaisiin sijoittaa suoraan polttoaineputken sisään.

2 65473

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on parantaa polttoaineput-ken lämmitystä sekä polttoaineputken lämmitysjärjestelmän yksinkertaistaminen ja kustannuksien vähentäminen sijoittamalla eri-koistyyppinen sähkölämmityselementti suoraan polttoaineputkeen.

Keksinnön mukaisesti polttonestemoottorin lämmitettyyn polttoaineputkeen kuuluu pitkänomainen sähkövastuslämmityselementti, johon kuuluu pari toisistaan erillään olevaa yhdensuuntaista johtavaa lankaa, jotka on päällystetty ei-metallisella, litteän, ohuen nauhan muodossa olevalla vastusvaipalla; mainittu elementti sijaitsee mainitun polttoaineputken sisällä ja on poikkileikkaukseltaan olennaisesti pienempi kuin polttoaineputki; polttoaine-putkessa oleva liitin, jossa on elimet lämmityselementin liittämiseksi polttoaineputken ulkopuolelle; ja ulkopuoliset langat, jotka yhdistävät mainitut liitinosat ja lämmityselementin teholähteeseen johtavaan sähkÖvirtapiiriin; jolloin lämmityselementti lämmittää suoraan ja tehokkaasti polttoaineputkessa olevan polttoaineen ja äärimmäisen alhaisissa lämpötiloissa polttoaineputkessa tapahtuvan polttoaineen jähmettyminen vältetään.

Eräs edullinen elementti käytettäväksi keksinnön yhteydessä on tuote, joka myydään nimellä Thermo-Limit-Tape ja jota valmistaa ja myy Raychem Corporation, Menlo Park, California. Tämä tuote on nauhamainen ja siinä kulkee kaksi johtavaa lankaa vierekkäin, jotka on suljettu säteilytettyyn itserajoittavaan johtavaan sydänmateriaaliin, jonka sähkövastuskyky laskee alemmissa lämpötiloissa ja nousee korkeissa lämpötiloissa siten, että sähkövirtaa ja lämpöä muodostuu ainoastaan tarvittaessa lämmityselement-tiin. Elementti rajoittaa itse sen lämpötilan, johon johtava sydänmateriaali nousee.

Sydänmateriaali on päällystetty ja suljettu sopivalla muovimateriaalilla ja sen pää on yksinkertaisesti katkaistu ja siihen on sovitettu muovinen tulppa. Tämän tyyppinen lämmityselementti on vian sattuessa turvallinen käytettynä.

3 65473 polttoaineputkessa, koska johtimien mahdolliset murtumat yksinkertaisesti katkaisevat virran tämän pisteen ulkopuolella. Kipinöinti putkessa ei aiheuta missään tapauksessa vakavaa huolta, koska polttoaineputkessa ei ole käytännöllisesti katsoen lainkaan happea palamista varten.

Tästä syystä keksinnön eräänä tarkoituksena on saada aikaan parannettu polttoaineputken lämmitin, jossa lämmityselementti on sijoitettu suoraan polttoaineputkeen putkessa olevan polttoaineen lämmittämiseksi suoraan ja tehokkaasti tarvitsematta käyttää ulkopuolisia kiinnittimiä, päällystystä ja lämmönsiirtoa putken seinämän läpi. Keksinnön muut tarkoitukset, edut ja tunnusmerkit selviävät seuraavasta keksinnön selityksestä, jossa käsitellään erästä edullista suoritusmuotoa ja viitataan oheisiin piirustuksiin, joissa:

Kuvio 1 on kaaviomainen pystykuva esittäen polttoaineputken, joka johtaa polttoainesäiliöstä esimerkiksi ajoneuvon moottoriin ja jolloin polttoaineputkessa on sähkövastus lämmityselementti.

Kuvio 2 on suurennettu osittainen leikkauskuva esittäen osan polttoaineputkea ja lämmityselementtiä ja esittäen lisäksi polttoaineputkesta lähtevät lämmi-tyselementin johdot.

Kuvio 3 on perspektiivinen yksityiskohtakuva esittäen lämmityselementtiä polttoaineputkessa.

Kuvio 4 on kaaviokuva, joka esittää virtapiirin, johon keksinnön mukainen laite voidaan sijoittaa.

Piirustuksen kuvioissa 1 ja 2 on esitetty polttoaineputki 10, joka johtaa polttoainesäiliöstä 11 ensimmäiseen polttoaineen suodattimeen 12, jolloin putken toinen osa 13 jatkuu suodattimesta 12 moottoriin 14. Sähkövastuslämmityselementti 16 on sijoitettu polttoaineputkeen ja se ulottuu polttoaine- 4 65473 putkessa 10 olennaisesti säiliön 11 ja polttoaineen suodattimen 12 välin. Moottori 14 voi olla kiinteä kone tai ajoneuvon moottori.

Tulo- tai syöttöjohdot 17 on liitetty lämmityselementtiin 16, joka työntyy ulos polttoaineputkesta erityisen liittimen 18 kautta, joka liitin voi sijaita virtaussuunnassa polttoaineen suodattimen 12 etupuolella.

Kuvio 4 esittää kaaviomaisesti lämmityselementin 16 tyypillisen sähkönsyöttöpiirin. Elementti 16 työntyy ulos polttoaineputkesta 10 syöttöjohtojen 17 kautta, joista toinen 17a johtaa maahan 19. Toinen johto 17b kulkee maadoitetun kaukoreleen 20 kautta, joka on johdon 21 ja virrankatkaisimen 22 kautta liitetty tehonsyöttöön 23, johon ajoneuvon kyseessä ollen kuuluu akku. Kytkinrelettä 20 käytetään ajoneuvon kojelaudassa olevalla kytkinvivulla 24 tai jollain muulla sopivalla kytkimellä, joka liittyy moottoriin. Akku on puolestaan myös maadoitettu kohdassa 19, joten virtapiiri on täydellinen päällekytkettynä.

Kuvio 3 esittää lämmityselementin 16 yksityiskohtaisemmin sen ollessa sijoitettuna polttoaineputkeen 10. Kuten tässä kuviossa on esitetty, on lämmityselementti 16 yleisesti ottaen litteä, nauhamainen laite, johon on järjestetty vierekkäin pari johtavia lankoja 25, jotka ulottuvat elementin 16 koko pituudelta. Lämmityselementti on sijoitettu tyypilliseen lankapunoksella vahvistettuun polttoaineen syöttölet-kuun 10. Virtaussuunnassa elementin 16 polttoainesäiliön 11 sisällä tai sen vieressä (kts. kuvio 1) olevasta etupäästä (kts. kuvio 4) on elementti 16 katkaistu, jolloin molemmat johtavat langat 25 päättyvät eikä näitä kahta lankaa ole liitetty yhteen. Elementin tähän päähän on sijoitettu edullisesti kutistuvaa muovimateriaalia oleva sulkutulppa 26.

Yllä esitetyllä tavalla on lämmityselementti 16 edullisesti 5 65473 sellainen, että se aikaansaa sähkövirran ja tämän seurauksena paikallisen lämmityksen, joka tapahtuu ainoastaan tarpeen mukaan, eli mitä alhaisempi lämpötila on jossain elementin 16 tietyssä kohdassa, sitä suurempi on johtavien lankojen välisen materiaalin johtavuus. Nämä vaatimukset täyttää edullisesti Raychem Corporation-yhtiön tuote, jota markkinoidaan nimellä Thermo-Limit ja jossa on johtava sydän-materiaali 27 sijoitettu yhdensuuntaisten johtavien lankojen väliin, jolloin mainittu sydänmateriaali itse asiassa ympäröi langat ja pitää niitä halutun välin päässä toisistaan. Sydänmateriaali on säteilytetty, jolloin muodostuu ristisidos-polymeeri polymeeriin sekoitetun vapaan hiilen kanssa. Thermo-Limit-tuotteessa on johtava sydänmateriaali päällystetty eristävällä ja suojaavalla muovivaipalla (ei esitetty erikseen). Lämmityselementti on ohut ja nauhamainen täyttäen vain pienen osan polttoaineputken poikkileikkausalueesta, jolloin useinkaan ei tarvita suurempaa polttoaineputkea kuin tavallisesti käytetyt.

Virtaussuunnassa lämmityselementin 16 takapäässä lämmityselementti 16 työntyy kuvion 2 mukaisesti erityiseen liittimeen 18, jonka jälkeen se on liitetty lyijy lankoihin 17. Lyijylan-gat 17 on täysin eristetty toisistaan siinä kohdassa, jossa ne tulevat kosketukseen lämmityselementin yhdensuuntaisten johtavien lankojen 25 kanssa.

Kuvatulla tavalla voi erityisliitin 18 olla tavanomainen kierteellä varustettu T-kappale 29, joka on yhdistetty polttoaineen suodattimeen 12 ja lisäksi mukaan voi kuulua T-kappaleen 29 yhteen haaraan liitetty helatyyppinen puristin-liitinykeikkö 31. Lämityselementillä 16 varustettu poltto-aineputki 10 työntyy esitetyllä tavalla T-kappaleen toiseen haraaan varustettuna sopivin liittimin 32 ja 33. Tämä mahdollistaa lämmityselementin 16 lankojen 17 siirtymisen suoraan pois putkesta terävät taitteet välttäen.

Puristusliitinyksikköön 31 kuuluvat tyypilliset kierteillä 6 65473 varustetut puristuskomponentit 34 ja 36, mutta väliin puristettava välikappale 37 on pehmeämpi ja joustava ja valmistettu esimerkiksi neopreenikumista. Sisäkappaleessa 37 on muotoiltu aukko (ei esitetty) lämmityselementtiä 16 varten ja puristus sulkee tiiviisti sisäkappaleen 37 elementin 16 ulkopintaa vasten.

Muitakin sopivia järjestelmiä lämmityselementin 16 liittämiseksi polttoaineputken ulkopuolisiin lankoihin voidaan käyttää, ja tällaisia ovat esimerkiksi eristetyt päätteet, jotka kuljettavat virran liittimen 18 (ei esitetty) ulkopuolelle, mutta esitetty järjestely on edullinen.

Yllä kuvattu edullinen suoritusmuoto kuvaa keksinnön periaatteita eikä rajoita sitä. Ammattimiehille tämän edullisen suoritusmuodon muunnokset ovat itsestään selviä ja niitä voidaan tehdä irtautumatta seuraavissa patenttivaatimuksissa määritellyn keksinnön rajoista.

Claims (3)

7 65473

1. Lämmitetty polttoaineputki polttoainesäiliöllä (11) varustettua nestemäistä polttoainetta käyttävää moottoria (14) varten, joka polttoaineputki johtaa säiliöstä moottoriin ja lisäksi on laitteet sähköenergian syöttämistä varten, tunnettu siitä, että yksikköön kuuluu pitkänomainen sähkövastuslämmitys-elementti (16) , johon kuuluu pari toisistaan erillään olevaa yhdensuuntaista johtavaa lankaa (25), jotka on päällystetty ei-metallisella, litteän, ohuen nauhan muodossa olevalla vastusvai-palla; mainittu elementti (16) sijaitsee mainitun polttoaineput-ken sisällä ja on poikkileikkaukseltaan olennaisesti pienempi kuin polttoaineputki; polttoaineputkessa oleva liitin (18), jossa on elimet lämmityselementin (16) liittämiseksi polttoaineputken ulkopuolelle; ja ulkopuoliset langat (17), jotka yhdistävät mainitut liitinosat ja lämmityselementin (16) teholähteeseen (23) johtavaan sähkövirtapiiriin; jolloin lämmityselementti (16) lämmittää suoraan ja tehokkaasti polttoaineputkessa olevan polttoaineen ja äärimmäisen alhaisissa lämpötiloissa polttoaineputkessa tapahtuvan polttoaineen jähmettyminen vältetään.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen lämmitetty polttoaineputki, tunnettu siitä, että vastusvaippa on vapaan hiilen kanssa säteilyristisidottua polymeeriä, jonka ominaisuuksiin kuuluu, että sen vastus on pienempi ja se tuottaa enemmän lämpöä alhaisissa lämpötiloissa kuin korkeissa lämpötiloissa.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen lämmitetty polttoaine-putki, tunnettu siitä että lämmityselementti (16) on polttoaineputkessa (10) polttoainesäiliön (11) ja moottorin viereen asennetun polttoaineen suodattimen (12) välillä. 1 Patenttivaatimuksen 1 mukainen lämmitetty polttoaineputki, tunnettu siitä, että elin lämmityselementin (16) 8 65473 liittämiseksi polttoaineputken ulkpuolelle käsittää liittimessä (18) olevan sisältä ulos johtavan aukon lämmityselementin ulottuessa aukkoon asti ja kulkiessa sen läpi polttoaineputken ulkopuolelle ja käsittäessä aukkoon ja yhdyslankoihin (17) liittyvät tiivisteet polttoaineen vuodon estämiseksi aukon kautta.