NO813959L - Anordning ved en oppvarmet brennstoffledning - Google Patents

Description

Anordning ved en oppvarmet brennstoffledning

Den foreliggende oppfinnelse vedrører oppvarming av

en brennstoff-tilførselsledning for en maskin, f.eks. en kjøre-tøymotor, og mer spesielt et forbedret brennstofflednings-oppvarmingssystem hvor et varmeelement er anbragt direkte inne i brennstoffledningen.

I ekstremt kalde områder eksisterer der problemer med brennstoff-frysning eller delvis stivning av brennstoffet i ledninger. Problemene er spesielt alvorlige i forbindelse med dieselbrennstoff hvor inneholdet av parafiner er blitt øket i de siste år. Meget lave temperaturer for slike brennstoffer kan bevirke at der dannes en slamaktig konsistens som hindrer brennstoffstrømmen.

Tidligere har løsninger på dette problem innbefattet varmeelementer som i forhold til brennstoffledningene er anordnet som et slynget mønster, 'dvs. anordnet på yttersiden av brennstoffledningen i dennes lengdeutstrekning. De elektriske motstandselementer ble benyttet ved kjøretøy-brennstoff-ledninger og hydrauliske ledninger på luftfartøyer og annet utstyr som ofte blir påvirket av ekstremt lave temperaturer.

Problemet med denne kjente løsning har vært mangel på effektiv overføring av varme fra det ytre varmeelement til brennstoffet inne i ledningen. Problemet med varmeoverføring var enda mer alvorlig i forbindelse med kjøretøy-brennstoff-ledninger som var dekket med beskyttelses-ståltråder. Der er ikke funnet noen effektiv måte til å overføre varmen fra varmeelementet til b oennstoffet i ledningen og til å unngå betydelig varmetap til den omgivende luft.

Tidligere ble plasseringen av elektrisk motstandsvarme-tråd inne i en brennstoffledning betraktet som uhensiktsmessig pga. den tilsynelatende fare for brennstoffantenning i tilfelle trådbrudd eller andre feil. Ideen med å innlemme varmetråden direkte inne i brennstoffledningen har tilsynelatende ikke blitt foreslått tidligere pga. slike betraktninger.

En hensikt med den foreliggende oppfinnelse er å forbedre virkningen av brennstoffledning-oppvarming såvel som enkelheten og kostnadene ved et brennstofflednings-oppvarmingssystem ved innlemmelse av denne spesielle type av elektrisk varmeelement direkte i brennstoffledningen.

I henhold til den foreliggende oppfinnelse innbefatter

en oppvarmet brennstoffledning for en væske-brennstoff-maskin et langstrakt elektrisk motstandsvarmeelement som er anordnet inne i brennstoffledningen og har vesentlig mindre tverrsnitt enn brennstoffledningen. Et koblingsstykke i brennstoffledningen er forsynt med organer som forbinder varmeelementet til brennstoffledningens ytre, og ytre ledningstråder fører fra forbindelsesorganene i en elektrisk krets til en kraftforsyning som har tilknytning til maskinen. På denne måte blir brennstoffet i brennstoffledningen varmet direkte og effektivt ved hjelp av varmeelementet og man unngår derved at brennstoffet i ledningen går over i fast form ved ekstremt lave temperaturer.

Et foretrukket element til bruk i forbindelse med den foreliggende oppfinnelse er et produkt som markedsføres under navnet "Thermo-Limit-Tape" av Raychem Corporation i Menlo Park, California. Dette produkt har en båndlignende form med to ledende tråder som løper parallelt og er innesluttet i et bestrålt selvbegrensende ledende kjernemateriale hvis elektriske motstand avtar ved lavere temperaturer og øker ved høyere temperaturer, slik at elektrisk strøm og varme kommer til virkning bare når det er nødvendig langs varmeelementets utstrekning. Elementet er selvbegrensende med hensyn til den temperatur som det ledende kjernemateriale kan oppvarmes til.

Kjérnematerialet er dekket og forseglet med et passende plastmateriale, og ved ytterenden er den rett og slett kappet av og dekket med plastmateriale. Denne type oppvarmingselement er feilsikker ved bruk inne i brennstoffledningen fordi eventuelle brudd i lederne vil rett og slett bryte den elek-, triske strøm utenfor dette punkt. Gnistdannelse inne i ledningen er ikke et alvorlig problem i noe tilfelle, fordi der finnes så å si ikke surstoff for forbrenning inne i en brennstoffledning.

En av hensiktene med oppfinnelsen er derfor å skaffe en forbedret brennstofflednings-varmer, idet varmeelementet blir plassert direkte inne i brennstoffledningen for mer direkte og effektiv oppvarming av brennstoffet i ledningen uten behov for ytre tilkoblingsorganer, innpakning og varmeoverføring gjennom ledningsveggen. Andre hensikter, fordeler og trekk ved oppfinnelsen vil fremgå av den følgende beskrivelse av en fore-trukken utførelsesform, som skal leses i forbindelse med

den tilhørende tegning.

Fig. 1 er et skjematisk riss som viser en brennstoffledning som fører fra. en brennstof f tank til en maskin, f .eks.

en motor i et fartøy, og innbefatter et elektrisk motstandsvarmeelement inne i brennstoffledningen.

Fig. 2 er i større målestokk et tverrsnitt gjennom en

del av brennstoffledningen og varmeelementene og viser tilførsels-tråder fra varmeelementet som påvirker brennstoffledningen. Fig. 3 er et perspektivriss av en detalj som anskueliggjør varmeelementet i brennstoffledningen. Fig. 4 er et skjematisk riss som viser en krets hvor anordningen ifølge oppfinnelsen kan innbefattes.

På tegningen viser fig. 1 og 2 en brennstoffledning 10

som fører fra en brennstofftank 11 til et primært brennstoff-filter 12, idet en annen del 13 av ledningen fører fra filteret 12 til en motor 14. Et elektrisk motstandsvarmeelement 16 er anordnet inne i brennstoffledningen langs hovedsakelig hele lengden av brennstoffledningen 10 mellom tanken 11 og brennstoff-filteret 12. Motoren 14 kan være en stasjonær motor eller motoren i et fartøy.

Tilførsels- eller tilkoblingstråder 17 er forbundet med varmelementet 16 som rager ut av brennstoffledningen gjennom et spesielt koblingsstykke 18 som kan ligge like foran brennstoff-filteret 12.

På fig. 4 er der skjematisk vist en typisk elektrisk tilførselskrets for varmeelementet 16. Elementet 16 strekker seg ut av brennstoffledningen 10 gjennom lederne i tilførselstrådene 17 av hvilke den ene 17a er ført til et jordingspunkt 19. Den annen leder 17b er ført gjennom et jordet fjernrelé 20 forbundet gjennom en ledning 21 og kretsbryter 2 2 til en kraftforsyning 23 som i tilfellet av et fartøy innbefatter et batteri. Bryte-reléet 20 betjenes ved en vippebryter 24 på fartøyets fører-panel, eller ved hjelp av en hvilken som helst passende type bryter forbundet,med motorinstallasjonen. Batteriet er forbundet med et annet jordingspunkt 19 slik at der dannes en lukket krets når bryteren påvirkes.

Fig. 3 anskueliggjør varmeelementet 16 i ytterligere detalj slik det er plassert inne i brennstoffledningen 10. Som vist er varmeelementet 16 et hovedsakelig flatt båndlignende organ med et par ledetråder 25 anordnet parallelt og forløpende langs lengden av elementet 16. Det er anordnet inne i en typisk tråd-fletningsforsterket-brennstofftilførselsslange 10 som vist. Ved startenden av elementet 16 (se fig. 4) som ligger i nærheten av eller inne i brennstofftanken 11 (se fig. 1) er elementet 16 kappet av med avsluttende enkelt-ledertråder 25 som ikke er sammenbundet. En forseglingshette 26, fortrinnsvis av krympbart plastmateriale er anordnet over enden av elementet.

Som vist ovenfor er varmeelementet 16 fortrinnsvis av

en type som fremskaffer en elektrisk strøm og følgelig lokal oppvarming og bare som en .reaksjon på behovet, dvs. jo lavere temperaturen er på et spesielt sted langs elementet 16, jo større er ledningsevnen for materialet mellom ledetrådene. Disse krav blir fordelaktig tilfredsstillet ved hjelp av et produkt fra Raychem Corporation markedsført under navnet "Thermo-Limit" omfattende et strømførende kjernemateriale 27 som er anordnet mellom de parallelle ledetråder 2 5 og i virkeligheten innkapsler disse og holder dem på ønsket innbyrdes avstand. Kjerne-materialet er bestrålt for å danne en kryssbundet polymer med fritt karbon innblandet i polymeren. Det ledende kjernemateriale i "Thermo-Limit"-produktet er dekket av et isolerende og beskyttende overtrekk av plastmateriale (ikke vist). Varme-lemententet er tynt og båndlignende, idet det opptar bare en liten del av tverrsnittsarealet inne i brennstoffledningen 10, og i mange tilfeller kreves der ikke en større brennstoffledning enn det som vanligvis blir benyttet.

Ved enden av varmeelementet 16 slik det er vist på fig. 2, er varmeelementet 16 ført inn i det spesielle koblingsstykke 18 og deretter forbundet med tilførselstrådene 17. Tilførsels-trådene 17 er fullstendig isolert fra hverandre ved forbindelses-punktet med de parallelle ledetråder 25 i varmeelementet.

Det spesielle koblingsstykke 18 som er anskueliggjort,

kan omfatte et.standard gjenget T-stykke 29 forbundet med brennstoffilteret 12 og en kompresjonskoblingsstykkesammen-stilling 31 av hylsetypen forbundet med en gren av T-stykket 29. Brennstoffledningen med varmeelementet 16 kommer inn gjennom den andre gren av T-stykket, slik det er vist med passende koblingsdeler 32 og 33. Det muliggjør at tilførsels-trådene 17 fra varmeelementet 16 kan føres rett ut av ledningen

og derved unngå krappe bend.

Kompresjonkoblingsstykkesammenstillingen 31 innbefatter typisk gjengede kompresjonskomponenter 34 og 36, men en innsatsdel 37 som skal komprimeres der i mellom, er myk og bøyelig, f.eks. neoprengummi. Innsatsen 37 har en formet åpning (ikke vist) for varmeelementet 16 og kompresjonsavtetter innsatsen 37 mot ut-siden av elementet 16.

Andre passende anordninger til å forbinde varmeelementet 16 til kretser som befinner seg utenfor brennstoffledningen kan bli benyttet, f.eks. isolerte klemmer som fører strømmen til det ytre av koblinsstykket 18 (ikke vist), men den viste anordning er foretrukket.

Den ovenfor beskrevne foretrukne utførelsesform er bare ment som en illustrasjon av ideen bak oppfinnelsen og er ikke ment å være begrensende. Varianter av denne foretrukne utførelsesform vil være åpenbare for fagfolk på området og vil kunne utføres uten å avvike fra oppfinnelsens idé og ramme som definert i de vedføyde krav.

Claims (6)

1. Oppvarmet brennstoffledning for en væske-brennstoff-maskin med en brennstofftank, en brennstoffledning som fører fra tanken til maskinen og en elektrisk kraftforsyning, karakterisert ved at den omfatter: et langstrakt, elektrisk motstandsvarmeelement som er anordnet inne i brennstoffledningen og har vesentlig mindre tverrsnitt enn brennstoffledningen, et koblingsstykke i brennstoffledningen med organer som forbinder varmeelementet til brennstoffledningens ytre, og ytre tråder som forbinder forbindelsesorganene og varmeelementet i en elektrisk krets til kraftforsyningen, slik at brennstoffet i brennstoffledningen blir oppvarmet direkte og effektivt av varmeelementet og overgang til fast form av brennstoffet i ledningen ved ekstremt lave temperaturer unngås.

2. Ledning som angitt i krav 1, karakterisert ved at varmeelementet omfatter et par parallelle ledertråder anordnet på avstand fra hverandre og dekket av et ikke-metallisk motstandsovertrekk, idet begge tråder er forbundet ved hjelp av forbindelsesorganene til de ytre tråder.

3. Ledning som angitt i krav 2, karakterisert ved at motstandsdekket har form av et flatt, tynt bånd.

4. Ledning som angitt i krav 2, karakterisert ved at motstandsdekket er en bestrålt tverrforbundet polymer med fritt karbon med den egenskap at det har mindre motstand og skaffer mere varme ved lave temperaturer enn ved høye temperaturer.

5. Ledning som angitt i krav 1, karakterisert ved at varmeelementet strekker seg langs lengden av brennstof f ledningen mellom brennstofftanken og brennstoffilteret i nærheten av maskinen.

6. Ledning som angitt i krav 1, karakterisert ved at de organer som forbinder varmeelementet med brennstof f ledningens ytre, omfatter en åpning i koblingsstykket fra det indre til det ytre, idet varmeelementet strekker seg til og gjennom åpningen til brennstoffledningens ytre og innbefatter avtetningsorganer forbundet med åpningen og forbindelsestråden for å hindre brennstofflekkasje fra åpningen.