NL8700376A - Brandstofvoorverwarmer, in het bijzonder voor dieselolie voor een voertuig. - Google Patents

Description

* I

875001/AA/svo

Korte aanduiding: Brandstofvoorverwarmer, in het bijzonder voor dieselolie voor een voertuig

De uitvinding heeft betrekking op een brandstofvoorver-warmer volgens de aanhef van conclusie 1.

Een dergelijke brandstofvoorverwarmer is bekend uit de praktijk en wordt veel gebruikt voor het bij vorst voorver-5 warmen van de uit dieselolie bestaande brandstof van voertuigen. Zonder voorverwarmer kunnen beneden een temperatuur van ongeveer -15°C namelijk vlokken in de dieselolie gevormd worden door het samenklonteren van daarin aanwezige paraffi-nekristallen. Deze vlokken kunnen het brandstofcircuit van 10 de motor van het voertuig verstoppen, waardoor de motor zal stoppen en zonder hulp van buitenaf, bijvoorbeeld verwarming van het motorcompartiment, niet meer te starten is.

De vlokken ontstaan alleen beneden een bepaalde temperatuur en wanneer de dieselolie bewogen wordt.

15 De bekende brandstofvoorverwarmers, die door een elektrische stroom of door het koelwater van de motor of van een hulpverwarmingseenheid gevoede verwarmingsmiddelen omvatten, worden tussen de tank en de motor aangebracht. Hierdoor wordt in hoofdzaak de in de brandstofleiding 20 aanwezige brandstof verwarmd. Wanneer het voertuig na tamelijk lange stilstand en beneden een bepaalde omgevingstemperatuur gaat rijden, worden daarbij vaak vlokken in de tank gevormd, waardoor het brandstofcircuit, ondanks het gebruik van de brandstofvoorverwarmer, verstopt raakt, zodat 25 de motor slecht gaat werken en in het ergste geval stopt.

Een ander bezwaar van de bekende brandstofvoorverwarmer is, dat een relatief kleine hoeveelheid brandstof verwarmd wordt, zodat wanneer de omgevingstemperatuur sterk daalt de naar de motor gevoerde brandstof ook sterk in temperatuur 30 daalt, waardoor vlokvorming kan ontstaan. Sommige bekende voorverwarmers hebben daarom verwarmingsmiddelen met een hoog vermogen, dat meestal niet volledig benut wordt en soms door middel van een stuurketen, die verbonden is met een of meer temperatuurvoelers, gedeeltelijk in te schakelen is.

35 Een dergelijke brandstofvoorverwarmer is daardoor tamelijk

8 f Cl u 5 / C

1 V

2 complex en duur.

De uitvinding beoogt de hierboven toegelichte bezwaren op te heffen.

Voor het bereiken van deze doelstelling verschaft de 5 uitvinding eèn brandstofvoorverwarmer volgens conclusie 1.

De verwarmingsmiddelen verwarmen hierdoor alle brandstof in de tank, zodat in de tank geen vlokvorming kan ontstaan. Het vermogen van de verwarmingsmiddelen kan relatief klein zijn, doordat de in de tank aanwezige brand-10 stof als buffer werkt, waardoor de verwarmingsmiddelen niet op een hoog piekvermogen berekend hoeven te zijn.

Bij stilstand zal de temperatuur van de brandstof onder in de tank sterk van de temperatuur boven in de tank kunnen verschillen. Bij de voorverwarmer volgens de uitvinding is . 15 het daarom gunstig dat bij het wegrijden de relatief koude onder uit de tank weggezogen brandstof in de stijgbuis extra verwarmd wordt. Hierdoor wordt het ontstaan van vlokvorming in zowel de tank als in het brandstofcircuit tussen de tank en de motor tot een minimum beperkt.

20 Omdat voor de verwarmingsmiddelen met een relatief klein vermogen volstaan kan worden, zouden de verwarmingsmiddelen door elektrische verwarmingsmiddelen gevormd kunnen worden met een elektrische weerstand die door een stroom vanuit de boordaccu van het voertuig gevoed wordt. Omdat 25 tijdens lange stilstand tóch ongewenst veel energie uit de accu onttrokken kan worden, vaak een hulpverwarmingseenheid voor het verwarmen van het koelwater bij stilstaande motor aanwezig is en in verband met ontploffingsgevaar, verdient het echter de voorkeur dat de verwarmingsmiddelen gevoed 30 worden door het koelwater van de motor en/of van de hulpverwarmingseenheid. Bij toepassing van een hulpverwarmingseenheid verdient het dan tevens de voorkeur dat de verwarmingsmiddelen een extra stijgbuis omgeven voor het verwarmen van naar de hulpverwarmingseenheid te voeren brandstof.

35 Bij voorkeur bestaan begeleidingsmiddelen uit in een cylindervorm gegoten metaal, zoals aluminium. Hierdoor wordt ongeacht het niveau van de brandstof in de tank een goede warmte-overdracht vanaf de verwarmingsmiddelen naar zowel de b / V . · . ƒ ύ ί 3 brandstof in de tank als in de stijgbuis of stijgbuizen verkregen. Wanneer de verwarmingsmiddelen daarbij een spiraal voor het doorlaten van het koelmedium van het voertuig omvatten, heeft dit tevens als voordeel dat de wand 5 die het koelmedium van de brandstof scheidt, relatief dik is en niet snel, bijvoorbeeld door cavitatie, lek kan raken.

De uitvinding wordt toegelicht aan de hand van de figuren. In de figuren toont:

Figuur 1 schematisch een verwarmingsstelsel van een 10 voertuig, waarin een brandstofvoorverwarmer volgens de uitvinding is toegepast;

Figuur 2 is een doorsnede van een uitvoeringsvorm van de brandstofvoorverwarmer volgens de uitvinding; en

Figuur 3 een bovenaanzicht van de brandstofvoorverwar-15 mer van figuur 2.

Figuur 1 toont schematisch een verwarmingsstelsel voor een voertuig, in het bijzonder een vrachtauto, waarvan de motor tijdens bedrijf via een brandstofleiding 2 dieselolie als brandstof uit een tank 3 aangevoerd krijgt. De motor 1 20 wordt gekoeld door koelwater, dat afhankelijk van de temperatuur ervan in een thermostaat 4 via een radiateur 5 en/of via een verwarmingscircuit met de leidingen 6 en 7 terug naar de motor 1 stroomt. Afhankelijk van de temperatuur van het koelwater wordt daarbij een ventilator 8 aangedreven. De 25 rookgassen verlaten de motor 1 via een uitlaat 9.

Tussen de leidingen 6 en 7 van het verwarmingscircuit is een in de kabine van het voertuig geplaatste warmtewisselaar 10 met de ventilator 11 aangebracht, die afhankelijk van de stand van bedieningsorganen voor het verkrijgen van 30 een gewenste ruimtetemperatuur een bepaalde hoeveelheid koelwater doorlaat en de ventilator 11 in bedrijf stelt.

In voertuigen die vaak bij lage temperaturen buiten geparkeerd worden en vooral wanneer de bestuurder in de kabine wil rusten, zoals in vrachtauto's, is vaak in serie 35 met de leidingen 6 en 7 en de warmtewisselaar 10 een hulp-verwarmingseenheid 12 aangebracht. De hulpverwarmingseenheid 12 ontvangt in bedrijf via een brandstofleiding 13 dieselolie als brandstof uit de tank 3. De rookgassen verlaten de 87ίΗ·;?6 4 :ι hulpverwarmingseenheid 12 via een uitlaat 14.

De toepassing van de hulpverwarmingseenheid 12 heeft als voordeel dat het in de motor 1, de leidingen 6, 7, en de warmtewisselaar 10 aanwezige koelwater bij stilstand van de 5 motor 1 op eenvoudige wijze verwarmd wordt, en daardoor de motor, het motorcompartiment en de kabine van het voertuig naar wens verwarmd worden. Ten opzichte van een draaiende motor 1 in plaats van de toepassing van de hulpverwarmingseenheid 12, wordt daarbij zeer weinig brandstof verbruikt en 10 wordt slijtage van de motor 1 tegengegaan.

Het hierboven toegelichte stelsel, waarin de stromings-richtingen van de koelvloeistof en de brandstof met pijlen aangegeven zijn, en al of niet voorzien van de hulpverwarmingseenheid 12, heeft als bezwaar dat, zelfs bij stilstand 15 van het voertuig, door het samenklonteren van paraffinekris-tallen in de dieselolie vlokken gevormd kunnen worden en deze vlokken het brandstofcircuit met de leidingen 2 en/of 13 en vooral de in deze leidingen aanwezige filters (niet getoond) kunnen verstoppen. Dit probleem kan, zoals bekend, 20 slechts ten dele opgelost worden door het in de brandstof-leidingen 2 en/of 13 aanbrengen van brandstofvoorverwarmers.

Dergelijke brandstofvoorverwarmers hebben echter, zoals toegelicht, het bezwaar dat daarmee niet de brandstof in de tank 3 voorverwarmd wordt, zodat de bekende brandstofvoor-25 verwarmers meestal een groot vermogen hebben en beneden een bepaalde temperatuur toch verstopping van het brandstofcircuit kan optreden.

Volgens de uitvinding wordt de brandstof daarom via een in de tank 3 gestoken, in hoofdzaak cylindrische brandstof-30 voorverwarmer 15 met daarin verwarmingsmiddelen voor het verwarmen van de brandstof in de tank 3 aangezogen.

In de getoonde uitvoeringsvorm worden de verwarmingsmiddelen van de brandstofvoorverwarmer 15 gevoed door het koelwater van het voertuig. Daartoe is de voorverwarmer 15 35 via een inlaat 16 en een uitlaat 17 voor het koelwater parallel aan de hulpverwarmingseenheid 12 verbonden.

Er wordt opgemerkt, dat in figuur 1 eventueel aanwezige filters, thermostaten, kleppen en pompen niet getoond zijn 8·· -· - . . , ; ·;. Γ ; · v 5 * » (r en de voorverwarmer 15 ook in serie met het koelwatercircuit verbonden kan zijn.

Figuur 2 toont in doorsnede een uitvoeringsvorm van de in figuur 1 getoonde brandstofvoorverwarmer 15, terwijl 5 figuur 3 daarvan een bovenaanzicht toont.

De brandstofvoorverwarmer 15 volgens figuur 2 omvat een spiraalbuis 18 met een inlaat 16 en een uitlaat 17. Het gedeelte 19 van de spiraalbuis loopt in hoofdzaak recht en bij voorkeur binnen de windingen van de spiraalbuis naar de 10 onderkant 20 ervan.

Een stijgbuis 21 is door de spiraal gestoken en een eindgedeelte 22 steekt voorbij de onderkant 20 van de spiraal. De stijgbuis 22 dient voor aansluiting met de brandstofleiding 2 voor de motor 1.

15 Een gedeeltelijk getoonde tweede stijgbuis 23 met kleinere diameter loopt op soortgelijke wijze als de stijgbuis 21 door de spiraal en heeft aan de onderkant een eindgedeelte 24, dat voorbij de onderkant 20 van de spiraal steekt. De stijgbuis 23 dient voor aansluiting met de 20 brandstofleiding 13 naar de hulpverwarmingseenheid 12.

Aan de onderkant 20 van de spiraal is een centreerbeu-gel 25 aangebracht, die is voorzien van openingen, waardoor de stijgbuizen 21 en 23 steken.

Aan de bovenkant van de spiraal steken de buisdelen 16, 25 17, 21 en 23 op afdichtende wijze door een flens 26, waaraan zij bevestigd zijn. De flens 26 dient voor bevestiging van de voorverwarmer 15 aan de rand van een opening aan de bovenkant van de tank 3. De flens 26 kan daartoe voorzien zijn van openingen 27 voor het doorlaten van bevestigingsor-30 ganen. Bij relatief kleine tankhoogten kunnen afstandsringen tussen de onderkant van de flens 26 en de bovenkant van de tank 3 geplaatst worden. Hierdoor kan volstaan worden met de vervaardiging van voorverwarmers met slechts enkele standaardhoogten die door middel van de afstandsringen voor veel 35 meer tanks met verschillende hoogten gebruikt kunnen worden.

Aan de onderkant van de spiraal is om de uiteinden 22 en 24 van de stijgbuizen 21 respectievelijk 23 een filter 28, die schematisch getoond is, aangebracht. De voorverwar- 8/00376 * *

V

6 mer 15 heeft, eventueel door toepassing van afstandsringen, een zodanige lengte en het filter 28 heeft een zodanige vorm, dat de onderste uiteinden 22, 24 van de stijgbuizen 21, 23 tot op kleine afstand van de bodem van de tank 3 5 lopen. De in de tank 3 aanwezige brandstof wordt via het filter 28 via de uiteinden 22, 24 in de stijgbuizen 21, 23 gezogen.

De ruimte tussen de spiraal en de stijgbuizen 21, 23 is, volgens de uitvinding, gevuld met warmtegeleidend 10 materiaal.

In een gunstige uitvoeringsvorm bestaan de spiraal en de stijgbuizen 21, 23 uit roestvast staal en zijn in een cilindrisch deel 29 van aluminium gegoten. Hierdoor bestaat er, ongeacht het niveau van de brandstof in de tank, een 15 goede warmte-uitwisseling vanaf de spiraal naar de brandstof in de tank 3 en naar de brandstof in de stijgbuizen 21, 23.

Het cylindrisch deel 29 kan, als alternatief, ook bestaan uit een buis, die een grotere binnendiameter dan de buitendiameter van de spiraal heeft, aan de onderkant en de 20 bovenkant afgesloten is en gevuld is met een warmtegeleidend materiaal, dat een keramisch materiaal of olie kan zijn.

Wanneer de motor 1 buiten bedrijf is, zal de hulpver-warmingseenheid 12 het koelwater van het voertuig verwarmen en daardoor via de voorverwarmer 15 de brandstof in de tank 25 3. Omdat de brandstof daarbij een relatief grote warmtebuffer vormt, kan het vermogen van de voorverwarmer 15 klein gekozen worden. Bij verwarming van de brandstof zal het warmste gedeelte ervan naar boven stijgen. Bij zeer strenge koude is het daarom een voordeel dat, bij de voorverwamer 30 volgens de uitvinding, de via de stijgbuizen 21, 23 omhoog gezogen brandstof binnen de spiraal extra en snel verwarmd wordt. Hierdoor wordt het ontstaan van vlokken als gevolg van het samenklonteren van paraffinekristallen in de brandstof tot een minimum beperkt.

8/0 C;.7P

Claims (10)

1. Brandstofvoorverwarmer, omvattende een brandstofleiding voor het doorlaten van uit een tank te transporteren vloeibare brandstof en om de brandstofleiding aangebrachte verwarmingsmiddelen voor het verwarmen van de brandstof in 5 de brandstofleiding, met het kenmerk, dat de brandstofleiding wordt gevormd door een via een opening in een wand van de tank in hoofdzaak verticaal in de tank neer te laten stijgbuis waarvan de hoogte ongeveer 10 gelijk aan de hoogte van de tank is, dat de ruimte tussen en om de stijgbuis en de verwarmingsmiddelen binnen de tank zodanig is gevuld met gelei-dingsmiddelen dat het in de tank neer te laten gedeelte van de voorverwarmer een in hoofdzaak cylindrisch deel is, 15 en dat de voorverwarmer bevestigingsmiddelen omvat om de voorverwarmer op afdichtende wijze binnen de opening van de tank te bevestigen.

2. Brandstofvoorverwarmer volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de verwarmingsmiddelen gevormd worden door een 20 om de stijgbuis aangebrachte spiraalbuis, waarvan de inlaat en uitlaat uit de bovenkant van het cylindrisch deel steken en dienen voor verbinding met een verwarmingseenheid voor het door de spiraalbuis transporteren van een verwarmingsme-dium.

3. Brandstofvoorverwarmer volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de spiraalbuis een tweede stijgbuis omgeeft voor het uit de tank naar een verwarmingseenheid voeren van brandstof.

4. Brandstofvoorverwarmer volgens een van de voorgaande 30 conclusies, met het kenmerk, dat een gedeelte van elke stijgbuis uit de onderkant van het cylindrisch deel steekt en dat om dit uitstekende gedeelte een filter is aangebracht waarvan de diameter kleiner is dan de diameter van de tankopening.

5. Brandstofvoorverwarmer volgens een van de conclusies 1 tot en met 4, met het kenmerk, dat de geleidingsmiddelen 6/0 0576 i «r bestaan uit een om de stijgbuis en de verwarmingsmiddelen aangebrachte buis, waarvan de uiteinden op afdichtende wijze afgesloten zijn en die gevuld is met een warmtegeleidend materiaal.

56. Brandstofvoorverwarmer volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat het warmtegeleidend materiaal olie is.

7. Brandstofvoorverwarmer volgens een van de conclusies 1 tot en met 4, met het kenmerk, dat de geleidingsmiddelen bestaan uit in een cylindervorm gegoten warmtegeleidend 10 materiaal.

8. Brandstofvoorverwarmer volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat het warmtegeleidendmateriaal aluminium is.

9. Brandstofvoorverwarmer volgens conclusie 5 of 7, met het kenmerk, dat het warmtegeleidend materiaal keramisch ,· 15 materiaal is.

10. Brandstofvoorverwarmer volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de bevestigingsmiddelen een aan de bovenkant van het cylindrisch deel aangebrachte flens en tussen de onderkant van de flens en de bovenkant van de 20 tank te plaatsen afstandsringen omvatten. L,* >' * · · , · v