ES2230758T3 - Dispositivo de calentamiento para gasoleo y sistema de filtrado de gasoleo calentado. - Google Patents
Dispositivo de calentamiento para gasoleo y sistema de filtrado de gasoleo calentado.Info
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Abstract
Dispositivo de calentamiento para carburante diesel, que comprende: un elemento calentador PTC (102) y un cuerpo conductor del calor (104) que está en contacto térmico con el elemento calentador PTC, caracterizado porque el cuerpo conductor del calor (104) comprende dos piezas tubulares (202, 204, 602, 604) dispuestas en paralelo una junto a la otra, entre las cuales está situado el elemento calentador PTC (102) y que están dispuestas de tal manera que durante el funcionamiento son atravesadas por el carburante diesel, para lo cual las dos piezas tubulares dispuestas en paralelo una junto a la otra están conformadas en una chapa conductora del calor.
Description
Dispositivo de calentamiento para gasóleo y
sistema de filtrado de gasóleo calentado.
La invención se refiere a un dispositivo de
calentamiento para carburante diesel, que comprende un elemento
calentador PTC y el correspondiente cuerpo conductor del calor que
se encuentra en contacto térmico con aquél. La invención se refiere
además a un sistema de filtrado de gasoil que contiene un
dispositivo de calentamiento para carburante diesel.
Los modernos motores diesel llevan un mecanismo
de inyección altamente desarrollado que exige una técnica de
filtrado de alta calidad para garantizar la seguridad de
funcionamiento del motor diesel. Los sistemas de filtrado de gasoil
empleados para ello se pueden disponer en cualquier lugar, entre el
depósito de carburante y el motor diesel. Según la calidad del
filtro de carburante se influye notablemente en la vida útil del
sistema de inyección diesel.
Los filtros de carburante diesel se conocen con
diversas formas de construcción. Por ejemplo, el elemento de filtro
propiamente dicho generalmente se compone de un papel ultrafiltrante
especial, impregnado, de alta calidad, y en casos más raros, de
fieltro.
El sistema de filtrado de gasoil sirve en primer
lugar para eliminar el agua del carburante con el fin de prevenir
daños en el motor y evitar la formación de un ácido destructivo.
Además de esto se eliminan del carburante, por filtración, las
partículas sólidas tales como óxidos, partículas de suciedad y de
polvo.
En época fría es necesario utilizar una
calefacción del filtro para licuar la parte de parafina contenida en
el carburante diesel. De esta manera se incrementan las
características lubricantes del carburante y se facilita el arranque
en frío de los motores diesel. Además se frenan los procesos de
formación de ceras y de gel y se incrementa la vida útil del filtro
de carburante.
Se han desarrollado numerosos sistemas de
calentamiento para carburantes diesel que utilizan elementos
calentadores PTC. Estos elementos calentadores llevan unos
termistores conductores en frío con coeficiente de temperatura
positivo (PTD: Positive Temperature Coefficient). Las resistencias
PTC están fabricadas generalmente a partir de un material
semiconductor cerámico ferroeléctrico en forma de barras, discos o
perlas, a base de titanato de bario y óxidos o sales metálicas.
Debido a su coeficiente de temperatura positivo, existente dentro de
un determinado intervalo de temperatura, los termistores son
especialmente adecuados para regular la temperatura.
Un dispositivo de calentamiento para carburante
diesel empleando elementos PTC se conoce, por ejemplo, por la
patente EP 0 162 939 B1. Este dispositivo de calentamiento está
integrado en un filtro de carburante compuesto por una carcasa en la
cual va colocado un cartucho de filtro en una parte inferior
desmontable. Los elementos PTC están realizados con un agujero
central y se posicionan y fijan junto con las placas de contacto en
las espigas de sujeción de la carcasa. Un sistema de calefacción de
esta clase presupone por lo tanto una disposición de diseño
específico en el filtro de carburante.
La patente DE 43 09 099 A describe un
portatoberas con precalentamiento del aceite para quemadores de
aceite de calderas de calefacción. El portatoberas está compuesto
por un tubo cuyo extremo anterior va unido a una tobera y cuyo
extremo posterior está unido a una bomba de impulsión de aceite. El
tubo es metálico. En el interior del tubo está prevista una
resistencia PTC con dos cables de conexión en los extremos
longitudinales del cuerpo de la resistencia que unen la resistencia
PTC con una fuente de tensión. En la zona que rodea la resistencia
PTC, el espacio entre ésta y la pared interior del tubo está relleno
de un material poroso. Este material poroso presenta buenas
características conductoras y debido al contacto térmico con la
superficie de la resistencia PTC se puede mantener a la temperatura
de ésta. De acuerdo con una forma de realización, puede haber
dispuestas dos resistencias PTC una tras otra en un orificio en
dirección longitudinal. La puesta en contacto de las resistencias
PTC, que están conectadas eléctricamente en paralelo, se efectúa a
través de los semicuerpos adosados a sus superficies de contacto.
Los semicuerpos están unidos con los hilos de conexión mediante
tornillos autorroscantes. También el espacio entre las resistencias
PTC y la pared interior del tubo está relleno de material poroso.
Este conjunto está dispuesto dentro de un tubo de plástico.
La invención tiene como objetivo describir un
dispositivo de calentamiento para carburante diesel que se pueda
producir de forma más barata y sencilla. La invención se plantea
asimismo también como objetivo facilitar un sistema de filtrado de
gasoil que tenga un dispositivo de calentamiento de este tipo. Este
objetivo se resuelve mediante los elementos de las reivindicaciones
independientes.
En particular, mediante la característica, a
saber, que el cuerpo conductor del calor tiene forma tubular, se
logra un flujo axial definido del carburante, con lo cual tiene
lugar una transmisión de calor muy intensa desde el elemento
calentador PTC al carburante diesel. De esta manera resulta posible
tener grandes caudales con una construcción compacta.
Debido a la conducción definida del carburante,
el dispositivo de calentamiento objeto de la invención es
especialmente adecuado para grandes caudales y por lo tanto se puede
aplicar ventajosamente en camiones y grandes grupos
electrógenos.
Debido a la forma tubular del cuerpo conductor
del calor, para instalar el dispositivo de calentamiento objeto de
la invención basta con un orificio de esta forma que se puede
preparar ventajosamente, por ejemplo, mediante un taladro. El
dispositivo de calentamiento se puede integrar por lo tanto sin gran
complejidad de diseño en diversos sistemas de filtrado de gasoil. El
dispositivo de calentamiento se puede sellar además de forma
sencilla mediante una junta tórica.
Por su construcción sencilla, el dispositivo de
calentamiento objeto de la invención puede utilizarse ventajosamente
muy bien como sistema para su equipamiento posterior. En las
subreivindicaciones se definen realizaciones preferidas de la
invención.
Si el cuerpo conductor del calor está realizado
por medio de dos piezas tubulares dispuestas en paralelo se mejora
aún más el paso del carburante. Si el elemento calentador PTC se
encuentra entre las dos partes del cuerpo conductor del calor se
mejora aún más la transmisión de calor de forma ventajosa, lo cual
permite un caudal mayor con una forma de construcción más
compacta.
Si el cuerpo conductor del calor se conforma a
base de chapas, esto ofrece la ventaja de que se reducen los costes
de fabricación.
El cuerpo conductor del calor puede presentar
también de manera ventajosa una pared exterior perforada, con lo
cual se consigue, además del flujo axial de carburante, un flujo
transversal que mejora aún más la transmisión de calor al carburante
diesel incrementando así el caudal de volumen.
Si el elemento calentador PTC y el cuerpo
conductor del calor se incorporan en una carcasa de calentamiento en
forma de barra se incrementa de forma ventajosa la estabilidad
mecánica del dispositivo de calentamiento.
La fabricación de esta carcasa del calentador en
material plástico ofrece de por sí la ventaja de una reducción de
peso.
La carcasa del calentador está provista además
ventajosamente de un zócalo de carcasa lo que permite un montaje y
desmontaje sencillo del dispositivo de calentamiento objeto de la
invención.
Si en la carcasa está integrado un interruptor de
temperatura se crea de forma ventajosa un sistema con funcionamiento
autárquico, que se conecta y desconecta automáticamente.
Por último es ventajoso formar el elemento
calentador PTC a base de una multitud de termistores, con lo cual se
compensan las variaciones entre componentes y se incrementa la
fiabilidad del dispositivo de calentamiento objeto de la
invención.
La invención se describe a continuación con mayor
detalle haciendo referencia a las Figuras que se adjuntan. Las
Figuras muestran en particular:
Figura 1 una primera forma de realización
preferida del dispositivo de calentamiento objeto de la
invención;
Figura 2 el cuerpo calentador de la primera forma
de realización;
Figura 3 la carcasa del calentador de la primera
forma de realización;
Figura 4 una carcasa de conexión para la
colocación del dispositivo de calentamiento de la primera forma de
realización;
Figura 5 un dispositivo de calentamiento según
una segunda forma de realización de la invención;
Figura 6 el cuerpo calentador según la segunda
forma de realización de la invención; y
Figura 7 la carcasa del calentador de la segunda
forma de realización de la invención.
En la Figura 1 está representada una primera
forma de realización preferida de la invención. La carcasa del
calentador 106 en forma de barra rodea al elemento calentador PTC
102 y al cuerpo conductor del calor 104. La carcasa del calentador
106 dispone de un zócalo de carcasa 114 que está colocado en una
carcasa de conexión 116. El carburante diesel entra en el
dispositivo de calentamiento a través del orificio 108, pasa por el
sistema tubular del dispositivo de calentamiento y sale del conjunto
a través del orificio 110.
Mediante este flujo axial se logra una forma de
construcción compacta. El diámetro de la carcasa del calentador 106
es por ejemplo preferentemente de 20 mm. La longitud de instalación
del dispositivo de calentamiento es preferentemente de 80 mm. La
carcasa de conexión 116 también se puede realizar compacta.
La Figura 2 representa el cuerpo calentador,
según la anterior realización de la invención, con mayor detalle.
Como se puede ver, el elemento calentador PTC 102 está rodeado por
ambos lados de unas chapas conductoras del calor 202, 204 dobladas
en forma tubular. La unión entre el elemento calentador PTC y las
chapas conductoras del calor se realiza preferentemente pegando,
pero también puede conseguirse mediante uniones a presión, remaches,
tornillos o cualquier otra técnica de unión tal como soldadura
blanda o soldadura dura.
El conformado de las chapas conductoras de calor
202, 204 se realiza preferentemente mediante doblado o plegado. Sin
embargo se pueden utilizar también cuerpos conductores de calor
conformados o prensados de otro modo.
El elemento calentador PTC 12 va conectado
eléctricamente de forma preferente a conectores de enchufe 206, que
se pueden colocar sobre contactos compañeros adecuados en el zócalo
de la carcasa 114.
La Figura 3 muestra una carcasa de calentador
preferida según la anterior realización de la invención. La carcasa
del calentador 106 lleva por el lado del zócalo unos orificios 108
para la entrada de carburante y en el extremo el correspondiente
orificio 110 para la salida del carburante. La carcasa del
calentador 106 va posicionada y fijada en el cuerpo calentador
representado en la Figura 2, preferentemente mediante unos rebajes
de enclavamiento 112.
La carcasa del calentador 106 es de material
plástico, preferentemente de polietileno. El cuerpo conductor del
calor 104, formado por las chapas conductoras de calor 202, 204 es
de aluminio o de una aleación de aluminio, en el ejemplo de
realización representado, con una capacidad térmica relativamente
reducida y con un coeficiente de conducción de calor excelente.
En la Figura 3 puede verse además un interruptor
de temperatura 302, integrado en el zócalo de la carcasa 114.
Mediante el interruptor de temperatura 302 se puede conectar y
desconectar el dispositivo de calentamiento en función de la
temperatura.
En la Figura 4 se puede ver una carcasa de
conexión para alojar el dispositivo de calentamiento según la
primera forma de realización preferida de la invención. La carcasa
de conexión 116 lleva unos conectores de enchufe eléctricos para
permitir la alimentación de corriente, tanto para el elemento
calentador PTC como para el interruptor de temperatura.
En la Figura 5 está representado un segundo
ejemplo de realización de la invención. Esta versión se diferencia
de la disposición de las Figuras 1 a 4 principalmente en la
ejecución de las chapas conductoras del calor y de la carcasa del
calentador.
La Figura 6 muestra el elemento calentador de la
segunda realización de la invención. En esta forma de realización
las chapas conductoras de calor 602, 604 tienen unos orificios 606,
608, que en lugar de o además del flujo axial de carburante permiten
el paso de carburante lateral en dirección transversal. Tal como se
indica en la Figura 6, los orificios 606, 608 se encuentran
preferentemente en las superficies envolventes inclinadas de las
chapas conductoras de calor 602, 604. Sin embargo los orificios
pueden encontrarse también en otros puntos, por ejemplo en las
superficies del vértice de las chapas conductoras de calor. Además
se pueden prever orificios en aquellas superficies de las chapas
conductoras de calor 602, 604, así como en el elemento calentador
PTC 102, que estén entre sí en contacto mecánico y térmico directo,
de manera que pueda tener lugar el paso del carburante desde el
espacio interior de un cuerpo de una pieza conductora de calor a la
otra.
En la Figura 6 está representada la carcasa del
calentador de la segunda realización, que también presenta orificios
en la superficie envolvente. Estos orificios sirven también para que
pase una mayor cantidad de carburante debido al flujo lateral.
Claims (13)
1. Dispositivo de calentamiento para carburante
diesel, que comprende:
un elemento calentador PTC (102) y un cuerpo
conductor del calor (104) que está en contacto térmico con el
elemento calentador PTC, caracterizado porque el cuerpo
conductor del calor (104) comprende dos piezas tubulares (202, 204,
602, 604) dispuestas en paralelo una junto a la otra, entre las
cuales está situado el elemento calentador PTC (102) y que están
dispuestas de tal manera que durante el funcionamiento son
atravesadas por el carburante diesel, para lo cual las dos piezas
tubulares dispuestas en paralelo una junto a la otra están
conformadas en una chapa conductora del calor.
2. Dispositivo de calentamiento según la
reivindicación 1, caracterizado porque el cuerpo conductor
del calor presenta una pared exterior con orificios (606, 608).
3. Dispositivo de calentamiento según una de las
reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque el elemento
calentador PTC (102) y el cuerpo conductor del calor (104) están
rodeados por una carcasa de calentador (106) en forma de barra.
4. Dispositivo de calentamiento según la
reivindicación 3, caracterizado porque la carcasa del
calentador está realizada en material plástico.
5. Dispositivo de calentamiento según la
reivindicación 3 ó 4, caracterizado porque la carcasa del
calentador tiene un diámetro de unos 20 mm.
6. Dispositivo de calentamiento según una de las
reivindicaciones 3 a 5, caracterizado porque la carcasa del
calentador tiene una longitud de unos 80 mm.
7. Dispositivo de calentamiento según una de las
reivindicaciones 3 a 6, caracterizado porque la carcasa del
calentador lleva un zócalo de carcasa (114).
8. Dispositivo de calentamiento según la
reivindicación 7, caracterizado porque el zócalo de la
carcasa incluye un interruptor de temperatura (302).
9. Dispositivo de calentamiento según la
reivindicación 7 u 8, caracterizado porque el zócalo de la
carcasa está unido a unos conectores de enchufe eléctricos (206),
que están conectados al elemento calentador PTC (102).
10. Dispositivo de calentamiento según una de las
reivindicaciones 7 a 9, caracterizado porque el zócalo de la
carcasa está realizado de tal manera que se pueda colocar en una
carcasa de conexión (116).
11. Dispositivo de calentamiento según una de las
reivindicaciones 3 a 10, caracterizado porque la carcasa del
calentador (106) presenta una superficie envolvente con orificios
(702).
12. Dispositivo de calentamiento según una de las
reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque el elemento
calentador PTC (102) está compuesto por una multitud de
termistores.
13. Sistema de filtrado de gasoil que contiene un
dispositivo de calentamiento según una de las reivindicaciones 1 a
12.
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