VORRICHTUNG ZUR TERMISCHEN BEHANDLUNG VON VISKOSEN TREIBSTOFFEN FÜR BRENNKRAFTMASCHINEN Vorrichtung zum Behandeln von viskosen Treibstoffen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Behandlung von viskosen Treibstoffen für mit einer Kühlflüssigkeit gekühlten Verbrennungsmotoren von mit einer Batterie versehenen Fahr- zeugen, die einen in der Treibstoffzuleitung zum Motor an- bringbaren Hohlraum aufweist, der vom Treibstoff durchströmt werden kann, der über eine Wärmetauscherfläche thermisch mit dem Kühlflüssigkeitskreislauf verbindbar ist und in dem eine elektrische Heizeinrichtung angeordnet ist.

Viskose Treibstoffe können für normale Verbrennungsmotoren, die z. B. mit Dieselöl arbeiten, nicht ohne weiteres verwen- det werden. Aufgrund ihrer hohen Viskosität ist es nicht mög- lich, die Treibstoffe in genügender Menge den Zylindern zuzu- führen und dort genügend fein zu verteilen, z. B. durch eine Einspritzdüse. Aus diesem Grunde können viele Treibstoffe, die an sich geeignet erscheinen würden, für den Betrieb von Verbrennungsmotoren, insbesondere für den Antrieb von Kraft- fahrzeugen nicht verwendet werden.

Dies ist ein großer Nachteil, obwohl die Verwendung von Pflanzenöl große Vorteile hat. Ein Land, das genügend Pflan- zenöl herstellen kann, würde durch die Verwendung von Pflan- zenöl als Treibstoff für Verbrennungsmotoren von Lieferbe- schränkungen und Preiserhöhungen der erdölfördernden Staaten

unabhängig. In vielen Fällen wird das Pflanzenöl billiger sein als die entsprechenden Mineralöle. Auch nach Erschöpfung der Erdölvorräte wird Pflanzenöl immer noch zur Verfügung stehen. Ein ganz besonderer Vorteil besteht natürlich dadrin, daß die Verbrennung von Pflanzenöl die Belastung der Atmo- sphäre mit dem Treibhausgas Kohlendioxid nicht erhöht, da es sich beim'Pflanzenöl um eine erneuerbare, nachwachsende Ener- giequelle handelt. Außerdem hat Plfanzenöl wegen seines Sau- erstoffsgehalts besondere Vorteile bei der Verbrennung.

Pflanzenöl kann aber wegen seiner hohen Viskosität für Ver- brennungsmotoren nicht verwendet werden.

Bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art (US 4,180,036 A) sollten Schwierigkeiten beim Starten bei ex- tremer Kälte vermieden werden. Zu diesem Zweck muß ein elek- trisches Kabel in eine external source of electrical power" eingesteckt werden, also offenbar eine Netzsteckdose. Das Fahrzeug muß dann solange an der Netzsteckdose angeschlossen bleiben, bis der Kraftstoff genügend warm ist.

Die Aufgabe der Erfindung besteht demgegenüber in der Schaf- fung einer Vorrichtung der eingangs genannten Art, mit der viskose Treibstoffe unabhängig von externen Stromquellen ohne komplizierte Betätigungen so behandelt werden können, daß sie für den Antrieb von Verbrennungsmotoren für Kraftfahrzeuge geeignet sind.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß die Vorrich- tung insbesondere für Pflanzenöl ausgebildet ist, daß die elektrische Heizeinrichtung von der Fahrzeugbatterie speisbar und thermostat-oder zeitgesteuert ist, und daß die Vorrich- tung automatisch betreibbar ist.

Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung soll der Treibstoff, bevor er dem Verbrennungsmotor zugeführt wird, erwärmt wer- den, was seine Viskosität so weit herabsetzt, daß er ohne Probleme in handelsüblichen Verbrennungsmotoren, insbesondere Dieselmotoren verwendet werden kann. Der Treibstoff wird da- bei über die Wärmetauscherfläche vom Kühlflüssigkeitskreis- lauf erwärmt. Die Temperatur der Kühlflüssigkeit beträgt im betriebswarmen Zustand ungefähr 70° bis 90°C, was eine opti- male Erwärmung für das Pflanzenöl bedeutet.

Während auf diese Weise der einwandfreie Betrieb des Verbren- nungsmotors gesichert ist, wenn die Kühlflüssigkeit ihre Tem- peratur von 70° bis 90° C erreicht hat, so ist dies beim Start des kalten Fahrzeuges selbstverständlich nicht der Fall. Um hier auch bei kaltem Fahrzeug und Motor die nötige Erwärmung des Pflanzenöls zu ermöglichen, ist in dem Hohlraum eine elektrische Heizeinrichtung angeordnet. Bevor der Motor in Betrieb gesetzt wird, wird mit dieser Heizeinrichtung das Pflanzenöl im Hohlraum auf die erforderliche Temperatur ge- bracht.

Die Vorrichtung hat den Vorteil, daß sie kostengünstig und einfach in die Treibstoffzuleitung eines Verbrennungsmotors eingebaut werden kann. Sie weist keine beweglichen Teile und keine teuren Einzelteile auf. Eine besonders günstige, einfa- che, aber doch zuverlässige Ausführungsform zeichnet sich da- durch aus, daß die Heizeinrichtung eine Glühkerze ist. Solche Glühkerzen sind für Dieselmotoren handelsüblich erhältlich, die vorgeglüht werden müssen.

Zweckmäßigerweise ist die Wärmetauscherfläche eine in den Hohlraum hineinreichende Rohrschlange, die von der Kühlflüs- sigkeit durchströmt wird.

In Fällen, bei denen sehr viel Treibstoff verbraucht wird, also bei Lastkraftwagen, kann es zweckmäßig sein, mehr als eine elektrische Heizeinrichtung vorzusehen, um eine ausrei- chende Menge von Treibstoff zu erwärmen.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Vorrichtung thermostatgesteuert. In diesem Fall kann z. B. vorgesehen sein, daß die Heizeinrichtung abgestellt wird, sobald der Treibstoff eine vorgegebene Temperatur erreicht. Aber auch die Kühlflüssigkeit kann thermostatgesteuert sein. Strömt nämlich bei noch kalter Kühlflüssigkeit zuviel Kühlflüssig- keit durch den Wärmetauscher, würde das Pflanzenöl wieder ab- gekühlt. Um dies zu verhindern, könnte die Thermostatsteue- rung des Kühlsystems des Verbrennungsmotors verwendet werden, die ja erst dann Kühlflüssigkeit durch den Kühler schickt, wenn die Kühlflüssigkeit eine gewisse Temperatur erreicht hat. Ist dann der Wärmetauscher der erfindungsgemäßen Vor- richtung parallel zum Kühler geschaltet, so würde auch erst dann Kühlflüssigkeit durch den Wärmetauscher geschickt wer- den. Da diese dann eine ausreichende Temperatur hat, könnte sie den Treibstoff nicht mehr abkühlen, sondern würde ihn er- wärmen. Da aber bei sehr kalter Witterung erst sehr spät oder möglicherweise gar nicht Kühlflüssigkeit durch den Kühler ge- leitet wird, könnte der Wärmetauscher der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch mit dem Motorkühlkreislauf verbunden sein.

In diesem Falle könnte man dann den Zufluß zum Wärmetauscher ebenfalls durch einen Thermostat steuern und erst dann Kühl-

flüssigkeit durch den Wärmetauscher strömen lassen, wenn die Kühlflüssigkeit die notwendige Temperatur erreicht hat.

Zusätzlich zu dieser Thermostatsteuerung oder auch ohne eine solche Thermostatsteuerung kann vorgesehen sein, daß die elektrische Heizeinrichtung zeitgesteuert ist. Man könnte z. B. vorsehen, daß der im Hohlraum befindliche Treibstoff während 30 s geheizt wird, wobei anschließend die elektrische Heiz-einrichtung abgeschaltet wird.

Hiermit kombiniert oder unabhängig von dieser Zeitsteuerung kann die Vorrichtung mit einer Anlaßverzögerung verbunden sein. Das heißt, daß der Vorgang des Anlaßens des Motors erst möglich ist oder erst automatisch erfolgt, nachdem die Heiz- einrichtung eine ausreichende Zeit den Treibstoff erwärmt hat. Man könnte z. B. eine Automatik vorsehen, daß bei Betä- tigung des Anlaßschalters zunächst für eine gewisse Zeit die Heizeinrichtung betrieben wird und erst dann automatisch ohne weiteres Zutun der Betätigungsperson auch der Anlasser für den Motor in Betrieb gesetzt wird.

Solange wie die Kühlflüssigkeit noch kalt ist, kann sie selbstverständlich nicht den Treibstoff erwärmen. Man könnte daher, auch im Zusammenhang mit der oben erwähnten Zeitsteue- rung oder Thermostatsteuerung die elektrische Heizeinrichtung so lange betreiben, bis die Kühlflüssigkeit die ausreichende Temperatur erreicht hat. Da aber die Kühlflüssigkeit späte- stens nach einer Fahrstrecke von ungefähr 5 bis 10 km die ausreichende Temperatur erreicht hat, ist es lediglich erfor- derlich, den Hohlraum so groß zu bemessen, daß sein Volumen dem Treibstoffverbrauch einer Fahrstrecke von ungefähr 5 bis 10 km entspricht. In diesem Falle steht nach einmaligem Er-

wärmen durch die elektrische Heizeinrichtung ausreichend er- wärmter Heizstoff zur Verfügung, bis die Heizwirkung der Kühlflüssigkeit einsetzt.

Zweckmäßigerweise ist dieser Hohlraum wärmeisoliert, damit er bei tiefen Außentemperaturen keine Wärme nach außen abgibt.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform heizt die Heizeinrichtung den Treibstoff nicht direkt. Sie ist vielmehr in einer mit Öl gefüllten Kammer angeordnet, die wärmeleiten- de Wände aufweist und sich in den Hohlraum erstreckt. Auf diese Weise wird der Treibstoff indirekt geheizt. Der Vorteil ist dabei, daß die Heizeinrichtung nicht sofort abkühlt, wenn der Strom, mit dem sie geheizt wird, für kürzere oder längere zeit abgeschaltet wird.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von vorteilhaften Aus- führungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnun- gen beschrieben. Es zeigen in schematischer Ansicht : Fig. 1 eine erste Ausführungsform der Erfindung ; Fig. 2 eine zweite Ausführungsform der Erfindung ; und Fig. 3 eine besondere Schaltungsanordnung für die erfin- dungsgemäße Vorrichtung.

Wie dies in Fig. 1 gezeigt ist, weist die erfindungsgemäße Vorrichtung einen Behälter 1 mit einem Hohlraum 2. auf. Dieser ist in die Treibstoffleitung 3 eingesetzt. Der Treibstoff strömt durch die Leitung 4 in den Behälter und verläßt diese durch die Leitung 5. Im Hohlraum 2 ist weiter eine Rohr-

schlange 6 angeordnet, die von der Kühlflüssigkeit eines nicht gezeigten Verbrennungsmotors durchströmt ist. Bei 7 ist eine Glühkerze gezeigt, die über die Leitung 8 mit Strom von der nicht gezeigten Batterie versorgt werden kann.

Bei den in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsformen befin- det sich die Heizeinrichtung in Form der Glühkerze 7 oben, und auch der Treibstoff strömt oben in den Hohlraum 2 hinein. zumindestens genauso zweckmäßig ist es aber, wenn die Glüh- kerze 7 unten angeordnet ist und der Treibstoff unten zu- strömt, da so der warme Treibstoff nach oben strömt und zum Motor geleitet wird. In Folge des warmen nach oben strömenden Treibstoffs wird dieser auch besser im Hohlraum 2 durch- mischt.

Die Ausführungsform der Fig. 2 zeigt einen größeren Hohlraum 2, wie er z. B. für Lastkraftwagen Verwendung finden würde.

Um die größere Kraftstoffmenge in vernünftiger Zeit aufheizen zu können, sind zwei Glühkerzen 7 verwendet.

Die Ausführungsform der Fig. 3 unterscheidet sich von derje- nigen der Fig. 1 durch die andere Art der Ansteuerung. Der Betrieb des Verbrennungsmotors wird durch einen Tasterschal- ter 11 eingeleitet, dessen Schaltsignal an eine zentrale Steuereinheit 12 gegeben wird, die dann sofort über eine Schalteinheit. 13 die Glühkerze 7 mit Strom von der Batterie 14 versorgt. Nachdem eine gewünschte Temperatur des Treib- stoffs im Hohlraum 2 durch einen Thermofühler 15 festgestellt ist, schaltet die Schalteinheit 13 den Strom zur Glühkerze 7 ab. Sofort danach oder nach einem vorgegebenen Zeitinterval, nachdem der Taster 11 betätigt worden ist, betätigt die zen-

trale Steuereinheit 12 den Anlasser des Motors, der bei 1 an- gedeutet ist.

Die Temperatur des zuströmenden Kühlwassers wird durch einen Thermofühler 17 überwacht. Solange diese Temperatur nicht ei- nen gewissen vorgegebenen Wert erreicht hat, bleibt ein Ven- til 18 geschlossen. Der Thermofühler 17 und das Ventil 18 sind ebenfalls mit der zentralen Steuereinheit 12 verbunden.

Damit bei tiefen Außentemperaturen der Treibstoff nicht zu schnell abkühlt, ist bei einer vorteilhaften Ausführungsform die Vorrichtung mit einer Wärmeisolierung versehen, die in Fig. 2 bei 19 angedeutet ist.

In Fig. 3 ist gestrichelt noch eine weitere Ausführungsform angedeutet. Bei dieser Ausführungsform ragt die Glühkerze 7 nicht direkt in den Treibstoff, der sich im Hohlraum 2 befin- det, sondern ragt in eine gestrichelt gezeichnete Kammer 20, die mit Öl gefüllt ist. Diese Kammer 20 hat gut wärmeleitende Wände. Wird die Glühkerze 7 eingeschaltet, so erwärmt sie zu- nächst das Öl in der Kammer 20. Der Treibstoff wird dann in- direkt gewärmt, wenn er an den Wänden der Kammer 20 vorbei- strömt. Der Vorteil besteht darin, daß die Glühkerze 7 nicht sofort auskühlt, wenn der Strom, mit dem sie gespeist wird, abgeschaltet wird. Die Erwärmung durch die Glühkerze 7 wird dadurch gleichmäßiger gestaltet.