NL1004936C2

NL1004936C2 - Inrichting voor het verwarmen van dieselbrandstof of een dergelijke electrisch niet geleidende vloeistof.

Info

Publication number: NL1004936C2
Application number: NL1004936A
Authority: NL
Inventors: Edward Grutterink; Michiel Boersma; Bennie Berkel
Original assignee: Texas Instruments Holland
Priority date: 1997-01-06
Filing date: 1997-01-06
Publication date: 1998-07-08
Also published as: EP0852292A1

Description

Titel: Inrichting voor het verwarmen van dieselbrandstof of een dergelijke electrisch niet geleidende vloeistof.

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het verwarmen 5 van dieselbrandstof of een dergelijke electrisch niet geleidende vloeistof, omvattende: een verwarmingskamer, een toevoer van brandstof naar de verwarmingskamer, een afvoer van brandstof uit de verwarmingskamer, ten minste één tablet uit PTC-materiaal om de door de verwarmingskamer stromende vloeistof op de gewenste temperatuur te 10 brengen, en contacten om electrische stroom door de genoemde tablet te voeren.

Dieselbrandstof bevat paraffines die bij lage temperatuur kunnen uitvlokken. De vlokken kunnen het brandstoffilter van een dieselmotor 15 verstoppen, waardoor problemen bij het starten en bij het rijden kunnen ontstaan. Door de brandstof met behulp van een bovengenoemde inrichting te verwarmen kunnen deze problemen worden vermeden. Bekende verwarmingsinrichtingen bezitten tussen de PTC-tablet en de brandstofstroom een zogenaamde heat-sink, dat is een metalen lichaam 20 dat de door de PTC-tablet opgewekte warmte op de brandstof overbrengt. De vermogensprestatie en het rendement van een dergelijke verwarmingsinrichting zijn betrekkelijk gering.

Met de uitvinding wordt beoogd dit nadeel te vermijden.

25

Hiertoe is de in de aanhef genoemde inrichting gekenmerkt doordat de PTC-tablet zodanig binnen de verwarmingskamer wordt ondersteund, dat het grootste deel van de PTC-tablet - zonder tussenschakeling van een heat-sink - direkt met de brandstofstroom in aanraking kan komen, 30 waarbij de doorstroomkanalen tussen de grootste oppervlakken van de tabletten en de wand van de verwarmingskamer een hoogte van ten minste 0,1 mm heeft.

Bij voorkeur ligt de hoogte van de genoemde doorstroomkanalen tussen 35 0,3 en 0,8 mm.

Opgemerkt wordt dat het zogenaamde retrogade effect bij de inrichting volgens de uitvinding geen rol speelt.

1004936 2

Het voordeel van de genoemde constructie is een hoog rendement resulterend in de afwezigheid van een hoge piekstroom. Daardoor kan met een lage zekeringswaarde worden gewerkt. Een bijkomend voordeel is 5 de eenvoud van de constructie.

Drukval over de verwarmingsinrichting kan worden vermeden door tussen de genoemde toevoer en de genoemde afvoer enerzijds en de verwarmingskamer anderzijds kalmeringskamers aan te brengen. Dit is om 10 een laminaire stroming te bereiken.

Een gunstige doelmatige ondersteuning van een PTC-tablet binnen de verwarmingskamer bestaat bijvoorbeeld uit een opsluiting van de randen van de pil in de behuizing. Een smalle rand verdient de voorkeur in 15 verband met een zo groot mogelijk effectief verwarmend oppervlak. Tevens is er een electrisch contacteringssysteem aangebracht om de pil van energie te voorzien. Bij voorkeur is dit een verend contactsysteem om temperatuurvariaties en maatspreiding op te vangen.

20 De uitvinding zal nu aan de hand van de figuren nader worden toegelicht.

Figuur 1 toont een langsdoorsnede door een uitvoering van de inrichting volgens de uitvinding.

25

Figuur 2 toont een doorsnede volgens de lijn II-II in figuur 1.

Figuur 3 toont een doorsnede volgens de lijn III-III in figuur 2.

30 De weergegeven inrichting bestaat uit een huis 1 waarin een verwarmingskamer 2, een toevoerkanaal 3 voor te verwarmen dieselbrandstof, een afvoerkanaal 4 voor verwarmde dieselbrandstof en twee kalmeringskamers 5 en 6 zijn uitgespaard.

35 Binnen de verwarmingskamer 2 is een tablet 7 uit PTC-materiaal aangebracht. PTC staat voor "Positive Temperature Coefficient". Typisch voor dit keramische materiaal is dat de weerstand met de temperatuur toeneemt, waarbij voor een bepaald materiaal de 1004936 3 temperatuur niet boven een bepaalde waarde kan stijgen.

Door de behuizingsrand wordt de pil in een zodanige positie vastgehouden dat tussen de tablet en de wand van de kamer 2 een spleet 5 openblijft. De afstand tussen het tabletoppervlak en de kamerwand ligt bij de beoogde toepassing op een waarde van ten minste 0,1 mm, bij voorkeur tussen 0,3 en 0,8 mm. Bij bepaalde toepassingen kan een spleetafmeting groter dan 1 mm nodig zijn.

10 Middels positieve en negatieve contactpennen 9 respectievelijk 10 kan electrische stroom door de tablet 7 worden geleid waardoor de tablet een hogere temperatuur krijgt.

De weergegeven inrichting wordt ingebouwd in het 15 brandstoftoevoersysteem van een dieselmotor van een auto, en wel in de aanzuigzijde van de dieselpomp, vóór het brandstoffilter. De stroomtoevoer wordt bijvoorbeeld door een thermostaat ingeschakeld bij een temperatuur van circa 0° en uitgeschakeld bij een temperatuur van circa 20°C, 20

Het zal duidelijk zijn dat de via het toevoerkanaal 3 toegevoerde brandstof in de kamer 5 tot rust komt en langs het boven- en ondervlak van de PTC-tablet 7 stroomt en direkt door die tablet wordt verwarmd. Via de kamer 6 en het afvoerkanaal 4 stroomt de verwarmde vloeistof 25 naar een niet weergegeven filter en van daar naar een niet weergegeven dieselpomp die de brandstof op een hogere druk brengt. Genoemde constructie kan in de brandstoftoevoer worden geplaatst maar ook geïntegreerd worden in de kop van het brandstoffilter. Laatstgenoemde plaatsing betekent integratie van funkties in het systeem, 30

In plaats van de weergegeven tablet 7 kunnen ook meer tabletten worden toegepast.

In de ruimtes tussen de grote tabletoppervlakken en de wand van de 35 verwarmingskamer 2 kunnen bijvoorbeeld golfvormige strips worden geplaatst, die dienen als stromingsgeleiders en tevens als contactsysteem.

1004936 4

Ingeval van een verwarmingsinrichting volgens de stand van de techniek met heat-sink, met een vermogen van 130 Watt, zal bij een spanning van 13 Volt een stroom lopen van 10 Ampère. De inschakelstroom kan in dat geval circa 20 Ampère bedragen. Bij het bepalen van de zekering zal 5 hierbij rekening moeten worden gehouden.

In geval van een verwarmingsinrichting volgens de uitvinding zonder heat-sink, met een vermogen van 130 Watt, zal de inschakelstroom lager liggen. Dit betekent dus dat een kleinere zekering kan worden 10 toegepast.

Bij gebruikelijke verwarmingsinrichtingen wordt voor een groter vermogen een grotere heat-sink toegepast. De uitvinding berust op de gedachte dat juist zonder heat-sink een groter vermogen kan worden 15 opgewekt.

Tenminste een aanmerkelijk deel van de brandstof komt direkt met de PTC-tablet in aanraking. De temperatuurstijging van de brandstof hangt af van het ontwikkelde electrische vermogen in de tablet en de 20 volumestroom. Door genoemde uitvinding kan een constructie ontworpen worden welke bij een bepaalde volumestroom zoveel mogelijk energie aan de tablet onttrekt. De verwarmingsinrichting wordt dus optimaal gemaakt om een zekere volumestroom van een hoeveelheid energie te voorzien welke tot een bepaalde gewenste temperatuurstijging leidt.

25

De getoonde verwarmingsinrichting is eenvoudig en goedkoop en leidt tot een grote prestatie.

Binnen het kader van de conclusies zijn nog verdere wijzigingen 30 mogelijk.

1004936

Claims

1. Inrichting voor het verwarmen van dieselbrandstof of een dergelijke electrisch niet geleidende vloeistof, omvattende: een verwarmingskamer 5 (2), een toevoer (3) van brandstof naar de verwarmingskamer (2), een afvoer (4) van brandstof uit de verwarmingskamer (2), ten minste één tablet (7) uit PTC-materiaal om de door de verwarmingskamer stromende dieselbrandstof op de gewenste temperatuur te brengen, en contacten (9. 10) om electrische stroom door de genoemde tablet te voeren, met 10 het kenmerk, dat de PTC-tablet (7) zodanig binnen de verwarmingskamer (2) wordt ondersteund, dat het grootste deel van de tablet - zonder tussenschakeling van een heat-sink - direkt met de brandstofstroom in aanraking kan komen waarbij de doorstroomkanalen tussen de grootste oppervlakken van de tablet (7) en de wand van de verwarmingskamer (2) 15 een hoogte van ten minste 0,1 mm hebben.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de hoogte van genoemde doorstroomkanalen tussen 0,3 en 0,8 mm ligt. 20 3· Inrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat tussen de genoemde toevoer (3) en afvoer (4) enerzijds en de verwarmingskamer (2) anderzijds kalmeringskamers (5, 6) zijn aangebracht. Inrichting volgens één van de voorgaande conclusies, met het 25 kenmerk, dat de tablet (7) binnen de verwarmingskamer (2) door opsluiting van de rand van de tablet wordt ondersteund.

5. Inrichting volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de electrische contacten (9. 10) verend zijn uitgevoerd. 30

6. Inrichting volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de verwarmingsinrichting is geïntegreerd in het brandstoffiltersysteem van een dieselmotor, bijvoorbeeld in de filterkop. 1004936