NL8001863A - Inrichting voor het voorverwarmen van brandstof. - Google Patents

Description

t*.

1 H.O* 28.945 ’

Inrichting voor het voorverwarmen van brandstof.

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het voorver-'warmen van bij lage temperaturen tot het vormen van een gelei neigende brandstof, die uit een voorraadreservoir met behulp van een pomp via verbindingsleidingen naar een verbrandingskamer of verbrandingsplaats 5 wordt getransporteerd.

Het is bekend dat bijvoorbeeld dieselbrandstof bij lage temperaturen zoals deze in koude winters optreden, de neiging vertonen een gelei te vormen, hetgeen ten gevolge heeft dat een starten van het voertuig niet meer mogelijk is. Overeenkomstige problemen treden bijvoorbeeld op 10 bij met oliebranders uitgeruste verwarmingsinrichtingen die juist wanneer men op grond van de lage temperaturen een bijzondere behoefte daaraan zou hebben, niet meer in bedrijf kunnen worden gesteld.

In de praktijk wordt in het bijzonder bij dieselvoertuigen dikwijls getracht dit probleem te verminderen doordat aan de dieselbrandstof 15 benzine wordt toegevoegd. Afgezien van het feit dat zulk een benzine-toevoeging reeds moet plaatsvinden wanneer de brandstof nog niet een gelei is, gaat deze maatregel gepaard met aanzienlijke gevaren voor de motor en de gebruiker, zodat deze maatregelen geen gangbare weg naar een oplossing van het bestaande probleem voorstelt.

20 Er werd ook reeds getracht het betreffende voorraadreservoir van brandstof te voorzien van een verwarmingseenheid, zodat voor het in bedrijf stellen van de uit het voorraadreservoir gevoede inrichting de gehele brandstofvoorraad op een temperatuur kan worden gebracht, waarbij het gevaar van het vormen van een gelei is vermeden. De praktische 25 toepassing van dit voorstel mislukt echter in het algemeen, omdat niet voldoende elektrische energie ter beschikking staat om de gehele brandstofvoorraad op noodzakelijke wijze te verwarmen, aangezien de benodigde elektrische energie in de regel uit een batterij moet worden getrokken, waarvan de capaciteit zoals bekend bij lage temperaturen nog extra 30 is beperkt.

Er werd tenslotte ook reeds getracht de transportleidingen van de brandstof ten minste in deelgebieden op te warmen, doordat een omwikkeling met verwarmingsspiralen wordt uitgevoerd. Ook deze pogingen hebben geen bruikbaar resultaat opgeleverd, aangezien reeds na een kortstondig 35 inschakelen van de transportpomp een toevoegen van het in de brandstof-leiding aangebrachte filter plaatsvond alvorens de verwarmingsinrich-ting op juiste wijze actief kon worden.

De uitvinding heeft ten doel te voorzien in een inrichting van de 8001863

V

2 in de aanhef genoemde soort, die ondanks een gering verbruik van elektrische energie ook bij zeer lage temperaturen een betrouwbaar en praktisch direct bedrijf van een met tot een geleivorming neigende brandstof gevoede inrichting, in het bijzonder een oliebrander of een motor 5 mogelijk is.

Dit doel wordt volgens de uitvinding daardoor bereikt, dat een in een transportleiding inschakelbaar verwarmingsblok dat tussen ingangs-aansluiting en uitgangsaansluiting ten minste een plat en spieetvormig brandstof-stromingskanaal heeft, waarvan de vrije stromingsdoorsnede 10 ten minste wezenlijk gelijk is aan de vrije stromingsdoorsnede van de aan te sluiten transportleiding.

Door de toepassing van een plat, spieetvormig stromingskanaal voor brandstof in een snel verwarmbaar blok wordt de uit een buisleiding af- ' komstige, van een relatief dikke straal in een dunne laag omgezette, 15 eventueel reeds een geleivormende brandstof praktisch direct op een temperatuur gebracht, waarbij elke tendens van het vormen van een gelei is uitgeschakeld, zodat de uit het verwarmingsblok uitstromende brandstof noch een daaropvolgend filter kan verstoppen, noch in een daaropvolgende verbrandingskamer of verbrandingsplaats moeilijk te ontsteken 20 is.

Doordat de vrije stromingsdoorsnede van het platte spieetvormige stromingskanaal ten minste wezenlijk gelijk is aan de vrije stromingsdoorsnede van de aan te sluiten transportleidingen, wordt bereikt dat bij normale temperaturen, waarbij geen gevaar van het vormen van een 25 gelei voor de brandstof bestaat, het stromingskanaal in het verwarmingsblok het overige bedrijf niet stoort, echter bij lage temperaturen door de in het verwarmingsblok plaatsgevonden omzetting van de uit de transportleiding afkomstige brandstofstraal in een snel verwarmbare dunne brandstoflaag, het aan de uitvinding ten grondslag gelegen pro-30 bleem betrouwbaar kan worden opgelost.

Volgens een bijzondere voordelige uitvoeringsvorm van de uitvinding is het stromingskanaal in het verwarmingsblok als een ringvormige spleet uitgevoerd. Deze ringvormige spleet wordt enerzijds begrensd door de wand van een in het verwarmingsblok ingebrachte boring en 35 anderzijds door de buitenwand van een in deze boring ingezette verwar-mings patroon.

Deze constructie bijzonder eenvoudige en dus goedkoop te vervaardigen inrichting heeft een hoog rendement en kan zonder problemen op een geschikte plaats in een transportleiding voor brandstof worden opgeno-40 men. Op grond van het gebruik van het verwarmingselement, respectieve- 8001863 «p i 3 lijk de verwarmingspatroon als begrenzingswand voor de ringvormige spleet wordt enerzijds een extreem snel, dat wil zeggen praktisch direct functioneren van de inrichting gewaarborgd en anderzijds een minimaal verbruik van elektrische energie.

5 In het verwarmingsblok dat bij voorkeur uit metaal bestaat, is op voordelige wijze een de voeding van de verwarmingspatroon besturende thermostaat geïntegreerd, zodat de verwarmingsinrichting automatisch in bedrijf wordt gesteld, wanneer zeer lage temperaturen optreden en ook weer een buiten bedrijf stellen van de inrichting plaatsvindt, wanneer 10 het gevaar van het vormen van een gelei van de brandstof niet meer aanwezig is, respectievelijk wanneer de door een kortstondige verwarming van het verwarmingsblok respectievelijk de van de in bedrijf gestelde gevoede inrichting afkomstige warmte voldoende is om elk gevaar van het vormen van een gelei uit te schakelen.

15 Het verwarmingsblok wordt bij voorkeur voor het in de transportlei ding aanwezige filter geschakeld, waarbij dit verwarmingsblok als bestanddeel van het afneembare metalen deksel van het filterhuis kan zijn uitgevoerd en daardoor in het filter kan zijn geïntegreerd. Dit brengt het extra voordeel met zich mee, dat ook nog het filter dat in het ge-20 val van een geleivormende brandstof bijzonder kritisch is, aanvullend kan worden verwarmd.

Een toepassingsgeval waarin de inrichting volgens de uitvinding de voorkeur verdient, is het gebruik bij een met een oliebrander werkende, in het bijzonder transportabel uitgevoerde luchtverwarmer. Dergelijke 25 luchtverwarmers moeten ook bij zeer lage temperaturen kunnen worden gestart, aangezien zij dikwijls op bouwplaatsen en in ruwbouw worden toegepast, waar extreem lage temperaturen kunnen optreden. Bij toepassing van de inrichting volgens de uitvinding in een dergelijke inrichting is gebleken, dat geen startproblemen ook bij zeer lage temperaturen optre-30 den en dat de behoefte aan elektrische energie zodanig gering is, dat deze energie ook door een in de inrichting aanwezige accu kan worden geleverd.

Daarbij is gebleken, dat de inrichting volgens de uitvinding ook bij zeer lage temperaturen slechts een verrassend korte tijd in bedrijf 35 moet zijn, aangezien de brandstofkringloop tussen de in het reservoir onmiddellijk naast elkaar liggende heengaande leidingen en retourlei-dingen en de pómp waarborgt, dat de noodzakelijke temperatuursverhoging in het voorraadreservoir uitgaande van het gebied van de aansluitplaat-sen in het resterende gebied van het reservoir voortplant, dat wil zeg-40 gen dat in het gebied van het reservoir waaruit de brandstof wordt af- 8001863 < 4 genomen, zeer snel een niet tot een geleivorming neigende deelvoorraad van brandstof wordt geschapen, die het zonder fouten functioneren van de met de brandstof gevoede inrichting zeker stelt.

Een andere toepassing van de inrichting volgens de uitvinding die 5 de voorkeur verdient, stelt het gebruik in machines en voertuigen voor, die met dieselbrandstof worden bedreven. Ook hier is het mogelijk om met een verrassend geringe hoeveelheid uit de accu getrokken elektrische energie de temperatuur van de aan de verbrandingskamers toegevoerde brandstof direct zover te verhogen, dat ook bij een geleivormende 10 brandstof een start zonder fouten mogelijk wordt en na de plaatsgevonden start van de machine een verder bedrijf zonder problemen kan worden gewaarborgd.

De uitvinding zal- hierna nader worden toegelicht aan de hand van de tekeningen, waarin: 15 fig. 1 een schematisch zijaanzicht van een verwarmingsblok volgens de uitvinding toont, waarbij verwarmingspatroon en stromingsspleet gestippeld zijn aangegeven; fig. 2 een doorsnede overeenkomstig de lijn II-II in fig. 1 voorstelt; 20 fig. 3 een doorsnede overeenkomstig de "lijn III-III in fig. 1 illu streert; fig. 4 een schematische doorsnede van een in het deksel van een filterhuis geïntegreerd verwarmingsblok volgens de uitvinding weeer-geeft; 25 fig. 5 een door een middenhartlijn verlopende doorsnede van het deksel volgens fig. 4 illustreert; en fig. 6 een zijaanzicht van het deksel volgens fig. 5 toont.

Fig. 1 toont een uit metaal bestaand blok 1 dat van een vanaf een kopse zijde gecentreerd ingebrachte boring 2 voorzien is, die voor het 30 opnemen van een verwarmingspatroon 3 bestemd is. Dit verwarmingspatroon 3 is met een bevestigingsdeel 4 dicht in het blok 1 geschroefd.

De diameter van de boring 2 en verwarmingspatroon 3 zijn zodanig gekozen, dat tussen verwarmingspatroon 3 en wand van de boring 2 een ringvormige spleet 5 ontstaat, die als stromingskanaal voor de brand-35 stof dient, die via een inlaatboring 6 wordt toegevoerd en via een uit-laatboring 7 uitstroomt.

Aan de buitenwand van het blok 1 is bij voorkeur een thermostaat 8 aangebracht, die waarborgt dat de verwarmingspatroon 3 bij het bereiken 8001863 * 5 van voorafbepaalde lage temperatuur wordt ingeschakeld en een afschake-ling van deze verwarmingspatroon 3 plaatsvindt, wanneer de temperatuur weer boven deze kritische onderste waarde stijgt.

De doorsnede volgens fig. 2 laat de toevóerboring 6 en de afvoerbo-5 ring 7 voor de brandstof zien en toont, dat de via de boring 6 toegevoerde, eventueel reeds tot een gelei gevormde brandstof onmiddellijk tegen de wand van de verwarmingspatroon 3 wordt geleid en direct in een dunne, zich over de gehele ringvormige spleet 5 zich uitstrekkende laag wordt omgezet. Deze dunne brandstoflaag staat in onmiddellijk contact 10 met de buitenwand van de verwarmingspatroon 3 en wordt daardoor direct in een zodanige mate verwarmd, dat elke neiging van de brandstof tot het vormen van een gelei verdwijnt.

De dikte van de ringvormige spleet, dat wil zeggen in de getoonde uitvoeringsvorm de radiale hoogte van de ringvormige spleet ligt in de 15 regel tussen 0,1 mm en 2 mm bij voorkeur tussen 0,1 mm en 1 mm, waarbij het variabele bereik ook afkomstig kan zijn van een konisch verloop van de ringvormige spleet.

Het is ook mogelijk voor het voorafbepalen van zekere spleetdikten de boring 2 enigszins groter uit te voeren en overeenkomstige pashulzen 20 in te zetten die - indien gewenst - om redenen van isolatie ook uit kunststof kunnen bestaan.

De doorsnede volgens fig. 3 toont de door de samenwerking van boring en verwarmingspatroon 3 gevormde ringvormige spleet 5, waarbij ook de in de verwarmingspatroon 3 aanwezige verwarmingsdraden te zien zijn.

25 De afvoeropening 7 van de brandstof is gestippeld getekend.

De verwarmingspatroon 3 kan in beginsel worden gevoed uit een willekeurige elektrische energiebron, echter is gebleken dat de door een accu geleverde energie zonder meer voldoende is om het nagestreefde effect te bereiken.

30 Een bij voorkeur toe te passen uitvoeringsvorm van de uitvinding is in fig. 4 getoond en bij deze uitvoeringsvorm is het verwarmingsblok 1 in het deksel van een filter 10 geïntegreerd. Binnen het filterglas 11 bevindt zich daarbij een gewone filterpatroon 12 en het filterglas 11 is met behulp van een wartelmoer 13 aan de filterkop respectievelijk 35 het filterdeksel geschroefd, zodat ten behoeve van de uitwisseling van de patroon het filterglas 11 kan worden afgenomen.

Het in het filterdeksel geïntegreerde blok 1 heeft weer een boring voor het opnemen van een verwarmingspatroon 3, waarbij tussen verwarmingspatroon 3 en wand van het verwarmingsblok een platte ringvormige 40 spleet 5 is gevormd. Deze ringvormige spleet heeft een konisch verloop, 8001863 6 aangezien de uitsparing die het verwarmingslichaam 3 opneemt, enigszins konusvormig is, maar de verwarmingspatroon cilindervormig. Op deze wijze wordt de spleetdikte kleiner dan ongeveer 1 mm tot 0,1 mm, hetgeen in de praktijk van de gehele inrichting een voordelig effect heeft.

5 De toevoerboring is met het verwijzingsnummer 6 getoond en de af- voerboring heeft weer het referentieteken 7. De in het midden gelegen olietoevoeraansluiting voor het filter is met 14 aangegeven.

De doorsnede volgens fig. 5 laat de uitvoering van het filterdeksel respectievelijk de filterkop 15 in detail zien en vertoont de compacte 10 samenstelling van alle voor de brandstofvoorverwarming dienende bestanddelen aan een helft van de filterkop. Zijdelings is een opneemge-bied 16 voor een thermostaat en een veiligheid, alsmede voor de aan-sluitleidingen aanwezig. Daardoor wordt een integratie van alle bestanddelen in de meest compacte vorm gewaarborgd.

15 Het zijaanzicht volgens fig. 6 toont de opstelling van de thermostaat 8, alsmede een in de voedingsleiding geschakelde veiligheid 17, in het bijzonder een smeltveiligheid, alsmede het onderbrengen van de benodigde elektrische aansluitleidingen 18.

De voorverwarmingsinrichtlng volgens de uitvinding is niet beperkt 20 tot de speciaal beschreven uitvoeringsvorm en deze kan ook in verschillend opzicht worden gewijzigd. In het bijzonder is het voor de functie niet noodzakelijk dat met een olie-retourleiding wordt gewerkt. De beschreven voorverwarming van de olie volgens het basisprincipe van de uitvinding is ook zonder retourleiding probleemloos realiseerbaar.

8001863

Claims (11)

1. Inrichting voor het voorverwarmen van brandstof die bij lage temperaturen de neiging vertoont een gelei te vormen en die uit een voorraadreservoir door middel van een pomp via verbindingsleidingen ' 5 naar een verbrandingskamer of verbrandingsplaats wordt getransporteerd, gekenmerkt door een in een transportleiding inschakelbaar verwarmingsblok (1), dat tussen ingangsaansluiting (6) en uitgangsaan-sluiting (7) ten minste een plat en spieetvormig stromingskanaal voor 10 brandstof (5) heeft, waarvan de vrije stromingsdoorsnede ten minste wezenlijk gelijk is aan de vrije stromingsdoorsnede van de aan te sluiten transportleiding.

2. Inrichting volgens conclusie l,met het kenmerk, dat ten minste êin elektrisch verwarmingselement (3) in een uitsparing 15 (2) van het verwarmingsblok (1) aanwezig is en dat dit verwarmingsele ment ten minste een gedeelte van de wand van het platte spieetvormige stromingskanaal vormt.

3. Inrichting volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat het platte spieetvormige stromingskanaal in het verwarmingsblok (1) 20 als ringvormige spleet (5) is uitgevoerd.

4. Inrichting volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de ringvormige spleet (5) enerzijds wordt begrensd door de wand van een in het verwarmingsblok (1) ingebrachte boring (2) en anderzijds door de buitenwand van een in deze boring (2) ingezette verwarmingspa- 25 troon (3).

5. Inrichting volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat dé’ boring (2) enigszins konisch is en zijn kleinste diameter aan het boringsuiteinde in het gebied van de diameter van de verwarmings-patroon (3) is gelegen.

6. Inrichting volgens conclusie 4 of 5,met het k e n m e rk, dat ten minste de opening van de ingangsaansluiting bestaat uit een verwarmingsblokboring (6) die onmiddellijk tegenover de buitenwand van de verwarmingspatroon (3) uitmondt.

7. Inrichting volgens êên of meer van de voorafgaande conclusies, 35 met het.kenmerk, dat het verwarmingsblok (1) uit metaal bestaat en is verbonden met een de voeding van de verwarmingspatroon (3) regelende thermostaat (8). 8001863

8. Inrichting volgens conclusie 4,met het kenmerk, dat de hoogte-afmeting van de platte stromingsspleet (5) in het verwar-mingsblok (1) in het gebied van 0,1 tot 2 mm ligt en bij voorkeur in het gebied van 0,1 tot 1 mm.

9. Inrichting volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat het verwarmingsblok (1) in het deksel van een in de transportleiding opgenomen filterhuis (10) is geïntegreerd.

10. Toepassing van de inrichting volgens één of meer van de voorafgaande conclusies bij een met een oliebrander werkende, in het bijzon- 10 der transportabel uitgevoerde luchtverwarmer.

11. Toepassing van de inrichting volgens één van de conclusies 1 t/m 9 bij een met dieselbrandstof bedreven voertuig. ssaaa 8001863