Подогреватель топлива Советский патент 1993 года по МПК F02M31/02 

Изобретение относится к двигателест- роению, в частности к устройствам подогрева топлива на работающем двигателе.

Целью изобретения является повышение эффективности путем регулирования температуры нагрева топлива и снижения инерционности.

На фиг. 1 представлен подогреватель; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг,1; на фиг.4 - подогрева- тель с регулируемым дросселем; на фиг.5 - разрез В-В на фиг.4; на фиг.6 - разрез Г-Г на фиг.4.

Подогреватель содержит сборный корпус 1, часть 2 которого выполнена из тепло изоляционного материала или снабжена теплоизоляционной накладкой 3, со штуцером 4 и штуцером 5 подвода и отвода топлива, со штуцером 6 и штуцером 7 подвода и отвода греющей среды, например, жидко- сти системы охлаждения двигателя-воды. В корпусе 1 выполнен канал 8 для протока греющей среды. Между теплообменной поверхностью 9 и внутренней поверхностью 10 корпуса 1 образована полость 11 для протока нагреваемого топлива, в которой установлена вставка 12, например в виде однозаходной спирали из биметалла. Между теплообмениойповерхностью 9 внутренней поверхностью 10 корпуса 1 и внешней поверхностью 13 вставки образован канал 14 для протока нагреваемого топлива. Вставка 12 может быть выполнена также из материала с эффектом памяти формы или любого другого материала, изменяющего, во-первых, свои геометрические параметры, что способствует изменению теплообмена за счет изменения степени турбулизации потока топлива, а во-вторых, длину канала 14 для протока нагреваемого топлива, что позволяет за счет изменения времени прохождения топлива по каналу 14 и изменений величины площади теплообменной поверхности 9 изменять интенсивность теплообмена и в конечном итоге

регулировать температуру топлива, т.к. материал вставки 12 предварительно рассчитан на определенную температуру. Вставка 12 может быть закреплена одним концом на канале 8, а может находиться в полости 11 свободно. Подогреватель может быть выполнен с управляемым регулируемым дросселем 15, запорный элемент 16 которого размещен в канале 8, привод 17 запорного элемента 16 связан с датчиком 18 температуры топлива , установленным перед штуцером 5 отвода топлива и связанным каналом 19 с полостью 11 протока топлива. Датчик 18 температуры нагретого топлива в простейшем случае может быть изготовлен из материала с высоким коэффициентом объемного расширения, например из парафина. Наличие управляемого дросселя 15, запорный элемент которого установлен за штуцером 6, позволяет изменять расход греющего теплоносителя (охлаждающей среды двигателя) и тем самым изменять температуру нагрева топлива, однако в очень низких пределах, во-первых, а во-вторых, точность настойки дросселя 15 крайне низка, в связи с чем дроссель 15 не может быть использован в качестве отдельного элемента системы регулирования подгорева, а лишь в качестве дополнительного средства, позволяющего в некоторой степени усилить достигаемый от специфического выполнения вставки 12 эффект.

Подогреватель топлива работает следующим образом.

После запуска двигателя холодное топливо через штуцер 4 поступает в полость 11 подогревателя, а затем в канал 14 спирали вставки 12. Последняя под воздействием температуры топлива максимально удлиняется, площадь теплообменной поверхности 9 увеличивается. Топливо, проходя по каналу 14, начинает разогреваться, причем скорость нагрева в данном случае максимальна. Одновременно, в случае использования дросселя 15, запорный элемент последнего полностью открывает канал 8 и расход греющего теплоносителя максимален. По мере увеличения температуры топлива спираль вставки 12 сжимается, длина канала 14 уменьшается, скорость нагрева топлива также уменьшает- ся. С некоторым замедлением, обусловленным инерционностью системы, запорный элемент 16 дросселя 15 перекрывает канал 8, что приводит к снижению расхода греющей

среды, снижению его скорости и в конечном

итоге к еще большему снижению скорости нагрева топлива как за счет снижения коэффициента теплопередачи, так и за счет снижения общего количества передаваемой теплоты в подогревателе. При превышении температуры топлива заданной площадью теплообменной поверхности 9 количество передаваемой теплоты становится настолько малым, что топливо за счет падения теплоты начинает остывать. Таким образом осуществляется стабилизация температуры топлива. Рекомендуемый температурный уровень нагрева топлива составляет 36°С зимой и 45°С летом.

Формула изобрёте ни я

1. Подогреватель топлива, преимущественно для двигателя внутреннего сгорания, содержащий сборный корпус со штуцерами подвода и отвода топлива, подвода и отвода греющей среды, сообщенный со штуцерами подвода и отвода канал для протока греющей среды с теплообменной поверхностью, выполненный в корпусе с образованием сообщенной со штуцерами подвода и отвода полости для протока топлива между тёплооб- менной поверхностью и по меньшей мере частью внутренней поверхности корпуса, вставку, размещенную в полости для протока топлива с образованием канала для протока топлива, ограниченного теплообменной по-

0

5 0.

5

0 5 0

верхностью, внешней поверхностью вставки и внутренней поверхностью корпуса, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности путем регулирования температуры нагрева топлива и снижения инерционности, канал для протока топлива образован на части теплообменной поверхности, вставка размещена в части объема полости для протока топлива и выполнена с возможностью изменения своих геометрических параметров и обратно пропорционального изменения длины канала для протока топлива от его температуры, а по меньшей мере часть полости для протока топлива теплоизолирована от окружающей среды.

2.Подогреватель по п.1, о т л и ч а ю- щ и и с я тем. что по меньшей мере часть корпуса, ограничивающая полость для прот тока топлива, выполнена из теплоизоляционного материала.

3.Подогреватель по пп. 1 и 2. о т л и ч а ю- щи и с я тем, что он снабжен управляемым дросселем с приводом и запорным элементом, размещенным в канале для протока греющей среды за потоком и по ходу потока, штуцером подвода греющей среды и датчиком температуры топлива, установленным перед потоком и по его ходу, штуцером отвода топлива и связанным с приводом управляемого дросселя.

4.Подогреватель по пп.1-3, отличающийся тем, что вставка выполнена в виде по меньшей мере однозаходной спирали.

5.Подогреватель по п.4, отличающийся тем, что спираль вставки выполнена биметаллической.

6.Подогреватель по п.4, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что вставка выполнена из материала с эффектом памяти формы.

% ,„ - Л -.. 6

J rr4l;1.

Топливо

ft.-П ЗП 810

Использование: двигателестроение, а именно подогрев топлива на работающем двигателе. Изобретение позволяет повысить эффективность путем регулирования температуры нагрева топлива и снизить инерционность. Сущность изобретения: подогреватель топлива содержит сборный корпус (1). Часть (2) корпуса (1) выполнена с теплоизоляционной накладкой (3), штуцерами (4) и (5) подвода и отвода топлива, штуцерами (6) и (7) подвода и отвода греющей среды. В канале (8) для протока среды образована теплообменная поверхность (9). Между поверхностью (9) и внутренней поверхностью (10) образована полость (11)для протока нагретого топлива, в которой уста

В-8

18

Б-Б

Фиг. 6