NO853733L - Utstyr for levering av oppvarmet brennstoff, tilpasning og fremgangsm¨te. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår utstyr for oppvarming i brenn-stof f leveringssystemet , og særlig utstyr og fremgangsmåte for oppvarming av fittings og brennstoff innenfor en brennstoff-ledning i et dieselmotordrevet kjøretøy som forbinder brennstofftanken med et brennstoffbehandlingsutstyr.

Dieseldrevne innretninger såsom motorkjøretøyer drives ofte under omgivelsesforhold hvor brennstoffet og brennstoffleveringskretsen er utsatt for lave omgivelsestem-peraturer. Ved tilstrekkelig lave temperaturer, kan brennstoffet tilgrumses, bli viskøst og faktisk utvikle faste voks-partikler. I tillegg kan vann, en kjent brennstoff-forurenser, samles som faste isavleiringer. Disse forhold begrenser sterkt brennstoffstrømmen innenfor brennstoffleveringsledningene.

For å rette på slike problemer, tilveiebringer mange brukere av dieseldrevne innretninger et brennstoffbehandlingsutstyr innenfor brennstoffleveringsutstyret. Flere slike innretninger er beskrevet i tidligere utlagte patenter nr. 4 368 716, 4 428 351, 4 395 996, 4 421 090 og patentsøknader nr.

463 041 innlevert 1.2.1983, og 573 292 innlevert 23.1.1984. Mange av de forskjellige brennstoffbehandlingsutstyr beskrevet av de foranstående patenter og patentsøknader tilveiebringer videre en vannseparerings- og partikkelfiltreringsfunksjon.

Da dette brennstoffbehandlingsutstyr typisk er montert i en viss avstand fra brennstofftanken, vil imidlertid brennstoff innenfor ledningene som forbinder brennstofftanken og brenn-stof f behandlingsutstyret ikke være utsatt for oppvarmings-virkningen tilveiebragt av brennstoffbehandlingsutstyret. Disse ledninger er derfor utsatt for brennstoffinnskrenkninger forårsaket av lave temperaturer. Man har støtt på spesielle problemer i området med innskrenkninger i brennstoff-strømmen som utvikles i brennstoffledningens albuefitting forbundet med brennstofftanken.

Formålet med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe utstyr og fremgangsmåte som tjener til å varme brennstoff i brennstoffledningen som forbinder en brennstofftank med et brennstoffbehandlingsutstyr. Et ytterligere formål med oppfinnelsen er å muliggjøre modulering av varmevirkningen fra brennstoffet i brennstoffledningen for å forhindre oppvarming under forhold hvor det er unødvendig.

De ovenfor nevnte hovedformål med denne oppfinnelse oppnås ved anvendelse av to forbedrede brennstoff-forbindelsesfittings, hver med tre porter som har forbindelse med et indre kammer. En av slike fittings er forbundet med brennstofftanken og en annen med brennstoffbehandlingsutstyrets utløp. To av de gjenværende porter i fittings anvendes for å føre brennstoff den normale strømningsvei. Den tredje port anvendes imidlertid for å fjerne en del av det oppvarmede brennstoff som kommer ut fra fitting ved brennstoffbehandlingsutstyret og sirkulerer brennstoffet til fitting forbundet med brennstofftanken. Slik strømning forårsakes av virk-ningen fra en brennstoffpumpe i ledningen, fortrinnsvis av en elektrisk drevet variant. En del av det oppvarmede brennstoff blandes derfor med kaldt brennstoff som trekkes fra brennstofftanken, som derved øker brennstoffets sammensatte temperatur. En slik øket brennstofftemperatur reduserer sannsynligheten for begrensninger innenfor brennstoffledningsfittings og gjennom selve brennstoffledningen forårsaket av lav brenn-stof f temperatur .

Tilleggsnytte og fordeler med den foreliggende oppfinnelse vil være åpenbare for fagfolk på området som denne oppfinnelse angår ut fra den følgende beskrivelse av de foretrukne utførelsesformer og de etterfølgende krav, i forbindelse med de tilhørende tegninger, der fig. 1 er et skjema-tisk riss av det oppvarmede brennstoffleveringsutstyr ifølge oppfinnelsen som viser to tilbakestrømningsfittings forbundet via et tilbakestrømningsrør med disse enheter forbundet i et utstyr som omfatter et primærstrømningsrør og et brennstoffbehandlingsutstyr, fig. 2 viser et tverrsnitt gjennom en til-bakestrømningsf itting med de indre detaljer derav.

Et oppvarmet brennstoffleveringsutstyr 10 ifølge oppfinnelsen er vist generelt på fig. 1. Et parti av fig. 1 viser et typisk brennstoffleveringsutstyr for et dieseldrevet motorkjøretøy med brennstofftank 12 (vist med et parti skåret bort) til hvilken konvensjonell fitting 14 (ikke vist) er festet. Brennstoff strømmer fra brennstofftanken 12 inn i primærstrømningsrøret 16 og deretter inn i brennstoffbehandlingsutstyr 18 via innløpsport 20. Ethvert brennstoffbehandlingsutstyr 18 med høy ydelse kan anvendes såsom de beskrevet i de tidligere publiserte patenter og patentsøknader. Det spesielle viste brennstoffbehandlingsutstyr 18 er overveiende lik en innretning omfattet av US-PS 4 368 716 som beskriver innretningen kjent i industrien som Davco "Fuel Pro" (Regis-tered TM of Davco, Inc.) Brennstoff varmes opp innenfor brenn-stof f behandlingsutstyr 18 og kommer deretter ut gjennom brenn-stof fbehandlingsutstyrets utløpsport 22. Konvensjonell fitting 24 (ikke vist) er forbundet med brennstoffbehandlingsutstyrets utløpsport 22 og fører brennstoff inn i røret 26, hvor det deretter ledes til brennstoff-forbruksinnretningen såsom en forbrenningsmotor. Da brennstoff strømmer fra tanken 12 til brennstoffbehandlingsutstyret 12, er det ikke oppvarmet mens det strømmer gjennom konvensjonell fittings 14, 24 og primærstrømningsrør 16. Derfor kan brennstoffinnskrenkninger resultere innenfor fittings og rør 16 forårsaket av lave om-givelsestemperaturer. Sannsynligheten for at slike begrensninger oppstår reduseres meget gjennom anvendelse av utstyret og fremgangsmåten ifølge denne oppfinnelse som nå skal beskrives nærmere.

Ifølge oppfinnelsen fjernes en del av det oppvarmede brennstoff som kommer ut fra brennstoffbehandlingsutstyrets utløpsport 22 og innføres i brennstofftankens fitting slik at varmt brennstoff blandes med kaldt brennstoff som pumpes fra tanken, og derved øker brennstoffets sammensatte temperatur. En slik strømning tilveiebringes ved anvendelse av tilbakestrømningsfittings 28 og 30. Den innvendige oppbygging og utforming av disse fittings beskrives best under henvisning til fig. 2. Som vist omfatter hver tilbake-strømningsfittings 28 og 30 huspartier 32 som har et innvendig hulrom som har forbindelse med primærstrømningsinnløpet 34, primærstrømningsutløpet 36 og tilbakestrømningsport 38. Tilbakestrømningsport 38 kan tilveiebringes av en adskilt fitting 42 vist festet til huset 32 eller huset kan være i ett stykke fra porten. Lengdeaksen for primærstrømningsinn-løpet 34 og primærstrømningsutløpet 36 er orientert 90° i forhold til hverandre. Denne form har til hensikt å mulig-gjøre utskifting av de konvensjonelle fittings 14 og 24 som typisk anvendes i motorkjøretøyer med stor belastning med tilbakestrømningsfittings 28 og 30. Imidlertid kan andre orienteringer mellom fittinginnløp og utløp anvendes. Innløpet 34 og utløpet 36 er videre vist med ytre gjenger som er innrettet til å motta tilsvarende gjengede fittings. Imidlertid kan andre typer fittings anvendes. F.eks. kan det enten på innløpet 34 eller utløpet 36 dannes innvendige gjenger eller en eller begge kan utformes for å romme en sammentrykkbar rør-kobling. Som beskrevet i det følgende er volumstrømnings-mengden gjennom tilbakestrømningsporter 38 mindre enn den gjennom primærstrømningsinnløp 34 eller utløpet 36 og kan derfor ha et redusert tverrsnittsareal. Tilbakestrømningsfittings 28 og 30 er fortrinnsvis innkapslet i et materiale såsom et polymerisk plastmateriale som tilveiebringer en grad av termisk isolering, som dermed forsterker bibeholdelse av varme fra brennstoffet når det passerer gjennom fittings.

Idet det henvises til fig. 1, er tilbakestrømnings-fitting 28 festet til brennstofftank 12 og til primærstrøm-ningsrør 16 slik at brennstoff strømmer inn i primærstrømnings-innløpet 34, ut av primærstrømningsutløpet 36, inn i primær-strømningsrøret 16 og deretter inn i brennstoffbehandlingsutstyr 18. Tilbakestrømningsfitting 30 er festet på utløps-porten 22 av brennstoffbehandlingsutstyr 18 slik at brennstoff strømmer inn i primærstrømningsinnløpet 34 og ut av utløpet 36. To av tilbakestrømningsrørene 38 og 40 er forbundet med tilbakestrømningsporter 38 på fittings 28 og 30 og med brennstoffpumpe 44 i ledningen. Forsyning av energi til brennstoffpumpe 44 bevirker at oppvarmet brennstoff pumpes fra til-bakestrømningsf itting 30 inn i tilbakestrømningsfitting 28. Tilbakestrømningsrør 40 og 42 kan bygges av et termisk isolerende materiale eller dekkes med en termisk isolator for å forhindre uønsket varmeoverføring fra brennstoffet deri. Når brennstoffpumpen 44 aktiviseres og oppvarmet brennstoff blandes med kaldere brennstoff innenfor tilbakestrømningsfitting 28, økes den sammensatte brennstoffluidumtemperatur over den trukket fra brennstofftanken 12. Denneøkning i temperaturen minsker sannsynligheten for at det oppstår brennstoffsammen-snøring på grunn av lav brennstofftemperatur.

Da fluidumstrømning gjennom tilbakestrømnings-

rør 40 og 42 representerer en sirkulær fluidumkrets, er det nødvendig å sikre at volumstrømningsmengden gjennom tilbake-

strømningsrør 40 og 42 er mindre enn den gjennom primærstrøm-ningsrør 16 (ellers ville ikke noe brennstoff strømme inn i røret 26). Slike strømningsmengdebegrensninger tilveiebringes ved riktig utvelgelse av volumstrømningsmengden, egenskaper for brennstoffpumpe 44 i betraktning av begrensningene i til-bakestrømningskretsen og trykkdifferansen som det pumpes mot.

Det er uønsket å tillate brennstoffstrømning gjennom tilbakestrømningsrør 40 og 42 i en retning fra tilbake-strømningsf itting 28 til tilbakestrømningsfitting 30, da dette representerer en "kortslutning" av brennstoffbehandlingsutstyret 18. Derfor må det installeres en tilbakeslagsventil innenfor tilbakestrømningsrør 40 eller 42, eller innenfor brennstoffpumpe 44. Alternativt kan det anvendes en type brennstoffpumpe 44 som innebygget forhindrer slik tilbakestrømning fra å inntreffe.

Da det er unødvendig å drive brennstoffpumpen 44 for å bevirke tilbakestrømning av brennstoff gjennom rørene 40 og 42 under drift hvor omgivelsesforholdene ikke krever brennstoffoppvarming, er det ønskelig med en plan for modulering av brennstoffpumpen 44. Ved anvendelse av et termisk føl-somt element som avføler temperaturen av brennstoffet innenfor brennstofftanken 20 eller tilbakestrømningsfitting 14, kan brennstoffpumpen 44 styres til å virke bare når den avfølte brennstofftemperatur er under et forutbestemt nivå. I en fore-trukket utførelsesform av denne oppfinnelse ville imidlertid brennstoffpumpen 44 bli forsynt med energi når driften av motorkjøretøyet har satt styringen av førerhusoppvarmingen til en stilling for å tilveiebringe innvendig varme. Slike varme-styringsinnstillinger ville bare forekomme ved forhold der omgivelsestemperaturene er lave. I denne foretrukne utførelses-form virker derfor motorkjøretøyoperatøren som et termostatisk element i utstyret for avføling av omgivelsestemperaturene og styring av brennstoffpumpens 44 drift.

Selv om beskrivelsen ovenfor omfatter de foretrukne utførelses former av den foreliggende oppfinnelse, vil det være klart at oppfinnelsen er mottagelig for modifikasjon, varia-sjon og forandring uten å gå utenfor rammen av de etterføl-gende krav.

Claims (10)

1. Utstyr for oppvarming av fluidum innenfor en fluidumleveringskrets omfattende en fluiduminneholdende beholder forbundet med et fluidumoppvarmingsapparat,karakterisert vedat utstyret omfatter en første fitting med et primærstrømningsinnløp i fluidumforbindelse med en utløpsport i fluidumoppvarmingsapparatet, idet den første fitting videre har et primærstrømningsutløp og en til-bakestrømningsport, en andre fitting som har et primær-strømningsinnløp i fluidumforbindelse med den fluiduminneholdende beholder, et primærstrømningsutløp i fluidumforbindelse med et innløp i fluidumoppvarmingsapparatet, og en tilbake-strømningsport, ledningsrør som forbinder den første fitting-tilbakestrømningsport med den andre fitting-tilbakestrømnings-port, og pumpeinnretning innenfor ledningsrøret som bevirker at oppvarmet fluidum fra den første fitting-tilbakestrømnings-port strømmer til den andre fitting-tilbakestrømningsport i hvilken oppvarmet fluidum fra den første fitting blandes med fluidum i den andre fitting for derved å oppvarme den andre fitting og fluidum deri.

2. Utstyr for oppvarming av fluidum ifølge krav 1,karakterisert vedat fluidumet er brennstoff anvendt for et dieseldrevet motorkjøretøy.

3. Tilbakestrømningsfitting for forbindelse med en brennstofftank eller et brennstoffbehandlingsutstyr for bruk i en brennstoffleveringskrets,karakterisert vedat brennstoffet strømmer fra brennstofftanken gjennom et primærstrømningsrør til innløpet av brennstoffbehandlingsutstyret, tilbakestrømningsfitting er videre innrettet for å tilveiebringe en tilbakestrømningsfluidumkrets som fører en del av det oppvarmede brennstoff fra slik fitting forbundet med brennstoffbehandlingsutstyrets utløp til en annen av slik tilbakestrømningsfitting forbundet med brennstofftanken, idet tilbakestrømningsfitting omfatter et hus med et primær-strømningsinnløp, et primærstrømningsutløp, og en tilbake-strømningsport som med et indre kammer i huset forbinder til-bakestrømningsporten som virker som et tilbakestrømnings-utløp når nevnte fitting er forbundet med brennstoffbehand lingsutstyret eller som et tilbakestrømningsinnløp når til-bakestrømnings f itting er forbundet med brennstofftanken.

4. Utstyr ifølge krav 1 eller 3,karakterisert vedat minst én av den første og andre fitting har et hus som er innkapslet innenfor et termisk isolerende materiale.

5. Utstyr ifølge krav 1,karakterisert vedat det videre omfatter tilbakeslagsventil innenfor lednings-røret som forhindrer fluidumstrømning i en retning fra den andre fitting-tilbakestrømningsport til den første fitting-tilbakestrømningsport.

6. Utstyr ifølge krav 1,karakterisert vedat det videre omfatter innretning for styrbar forsyning av energi til pumpeinnretningen som reaksjon på omgivelsestempe-raturer.

7. Fremgangsmåte for oppvarming av brennstoff i en brennstoffleveringskrets i hvilken brennstoff trekkes fra en brennstofftank gjennom en fitting festet til tanken inn i en primærstrømningskrets og inn i et brennstoffbehandlingsutstyr og i hvilken oppvarmet brennstoff strømmer fra en utløpsport i brennstoffbehandlingsutstyret,karakterisertved at den omfatter de trinn å fjerne en del av det oppvarmede brennstoff mens det avgis fra brennstoffbehandlingsutstyrets utløpsport, å pumpe den fjernede del av det oppvarmede brennstoff gjennom en tilbakestrømningskrets, og å gjeninnføre den fjernede del av det oppvarmede brennstoff inn i brennstofftankens fitting hvorved brennstoffet innenfor primærstrømningsledningsrøret oppvarmes for derved å forhindre brennstoffbegrensninger i primærstrømningsledningsrøret på grunn av for lave brennstofftemperaturer.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 7,karakterisert vedat den videre omfatter de trinn å avføle temperaturen av brennstoffet, og å modulere pumpingen som reaksjon på den avfølte temperatur, for derved å bevirke gjeninnføring av det oppvarmede brennstoff bare når det trengs for å unngå brennstoffbegrensninger.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 7, der brennstoffleveringskretsen anvendes for å tilveiebringe brennstoff til en forbrenningsmotor med dieselprosess anvendt i et motorkjøre- tøy med en kabin med en oppvarmingsstyring anvendt av en operatør for å varme opp kabinen hvis nødvendig,karakterisert vedat den videre omfatter det trinn å aktivisere pumpingen når oppvarmingsstyringen settes i en stilling for å varme opp kabinen for derved å bevirke at pumpingen bare finner sted når det er kalde omgivelsesforhold.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 7,karakterisert vedat den videre omfatter det trinn å forhindre strømning av brennstoffet fra brennstofftankens fitting til brennstoffbehandlingsutstyrets utløp.