Heizanlage für Kraftfahrzeuge mit Verbrennungsmotor. Es sind bereits Heizanlagen für Kraft fahrzeuge mit Verbrennungsmotor, wie Auto mobile, Motorboote, Flugzeuge, vorgeschla gen worden, bei welchen die Auspuffgase zur Erzeugung von Warmwasser oder Was serdampf verwendet werden, indem sie durch einen Wasserkessel hindurchgeleitet werden. Im Passagierraum des Fahrzeuges sind ein oder mehrere Heizkörper vorhanden, welche durch das erzeugte Warmwasser oder den Wasserdampf beheizt werden. Derartige Anlagen bringen den Nachteil, dass der Er wärmung des Wassers durch die Auspuff gase ständig eine wirksame Abkühlung durch die am Kessel vorbeistreichende Luft beim Fahren des Fahrzeuges entgegenwirkt. Es ist daher bei solchen Anlagen nicht möglich, das Wasser auf eine zu Heizzwecken ge nügend hohe Temperatur zu bringen.
Dieser Nachteil wird bei der Heizanlage nach vorliegender Erfindung behoben, indem der Wasserkessel in die Auspuffleitung des Motors eingebaut und zwecks Verringerung von Wärmeverlusten im Wasser von den Auspuffgasen umspült ist.
Auf der beiliegenden Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegen standes veranschaulicht.
Fig. 1 zeigt eine Heizanlage in einem Auto eingebaut, Fig. 2 schematisch den Warmwasserkessel und die Führung der Auspuffgase, Fig. 3, 4, 5 und 6 vier verschiedene Aus führungsarten des Wasserkessels (ein Schnitt nach der Linie A-B und C-D der Fig. 2), Fig. 7 und 8 eine beispielsweise Aus führungsart einer Umschaltvorrichtung für den Auspuff (nach der Linie E-F der Fig. 2), Fig. 9 bis 16 verschiedene Ausführungs arten von Heizkörpern für den Passagier raum.
In Fig. 1 ist der Heizkessel mit 2 be zeichnet. Die Auspuffgase strömen durch das Röhr 1a und die Umstellkla.ppe 9 in den Heizkessel 2, erwärmen dort das Was ser und treten dann durch das normale Aus- puffrohr 10 (oder bei Flugzeugen direkt) in die Luft. Das durch die durchströmenden Auspuffgase im Wasserkessel erwärmte Wasser steigt nun wie in den bereits be stehenden Zentralheizungsanlagen durch die Steigleitung 3 in den Heizkörper 4. Der Heizkörper 4 gibt im Passagierraum die Wärme ab und das gekühlte Wasser fliesst durch die Rückleitung 5 wieder dem Kessel zu. Die in Fig. 1 dargestellte Heizungs anlage wird durch den am untersten Teil der Anlage angebrachten Hahnen 6 durch An schluss an eine Wasserleitung mittelst Schlauch gefüllt.
Beim Eindringen des Was sers wird die Luft durch das Ausdehnungs gefäss 7 (welches in dieser Ausführungsform gleichzeitig als Fussrast dienen kann), und weiter durch den Überlauf 8 ins Freie ge trieben. An Stelle des Ausdehnungsgefässes 7 und des Überlaufes 8 kann aber auch eine Verbindungsleitung zwischen Heizkessel und Motorkühler angebracht werden, so dass dann die Ausdehnung des erwärmten Wassers durch den Kühler und dessen Überlauf ge schehen würde. In diesem Falle ist an der obersten Stelle der Anlage, also am Heiz körper, ein Luftventil anzubringen. Die Auffüllung der Anlage kann dann vom Kühler aus geschehen.
Fig. 2 veranschaulicht die eigentliche Heizkesselanlage, die möglichst nahe am Motor angebracht wird, damit die Hitze des Auspuffes bis zum Wasserkessel einer mög lichst geringen Abkühlung unterworfen ist. Mit 9 ist eine Umstellvorrichtung bezeich net, beispielsweise nach Fig. 7 und 8 ein gebaut, die dazu dient, den Auspuff ganz oder teilweise durch den Wasserkessel bezw. durch das parallel dazu laufende Umleitungs rohr strömen zu lassen. Diese Umschaltvor richtung ist so mit dem Armaturenbrett des Kraftfahrzeuges verbunden, dass sie vom Führer bequem regulierbar ist.
Ausführungsformen des Heizkessels sind in Fig. 3, 4, 5 und 6 dargestellt.
Nach Fig. 3 wird das im Kessel 2 be findliche Wasser von den Auspuffgasen von aussen und innen erwärmt. Der eigent- liche Wasserkessel ist so in eine Erweiterung der Auspuffleitung eingebaut, dass die Aus puffgase durch den Ringraum und das In nenrohr strömen; Nach Fig. 4 besteht der Heizkessel aus verschiedenen miteinander verbundenen Röh ren 2, wodurch die Auspuffgase auf eine grosse Wärmeaustauschfläche einwirken; Fig. 5 veranschaulicht die einfachste Ausführungsform eines Heizkessels. In dem selben wird das Wasser nur von der äussern Seite erwärmt; Nach Fig. 6 ist der Heizkessel im Quer schnitt in Sternform ausgeführt, wodurch ebenfalls möglichst grosse Heizfläche gewon nen wird.
Bei sämtlichen Ausführungsformen wird der Wasserkessel von den Auspuffgasen umspült und ist somit gegen die Aussen luft, die beim Fahren eine rasche Abküh lung des Wassers verursachen würde, ge schützt.
Bei Versuchen hat sich ergeben, dass die Ausführung nach Fig. 5 fast für alle Fahr zeuge, und besonders für Flugzeuge genügt, um das Wasser in relativ kurzer Zeit auf die nötige Temperatur zu bringen. Der Kes sel kann auch schräg in die Auspuffrohr erweiterung eingebaut werden, damit der selbe eine Steigung gegen die Steigleitung 3 erhält, wodurch die Zirkulation des Wassers gefördert wird. Ausserdem kann um den Wasserkessel 2 eine schraubenförmige Wand angebracht sein, um den Weg der Gase längs einer um den Kessel laufenden Schraubenlinie zu vergrössern.
Sämtliche Kessel sind an beiden Enden (A und B) zugespitzt, damit sie dem Aus puff den möglichst geringsten Widerstand leisten.
Der Heizkörper, welcher zur Wärme abgabe im Passagierraum angebracht ist, wird zweckmässig derart konstruiert, dass derselbe möglichst viel Heizfläche bei wenig Wasserinhalt besitzt. In den meisten Fällen, besonders bei Automobilen, kann der Heiz körper so eingebaut werden, dass für die selbsttätige Zirkulation des Wassers vom Heizkessel in den Heizkörper genügend Stei gung vorhanden ist. Wo diese Möglichkeit nicht besteht, kann die nötige Zirkulation durch eine Umlaufpumpe erzielt werden. Diese Pumpe kann entweder vom Motor oder bei Flugzeugen eventuell auch durch einen an günstiger Stelle angebrachten Propeller getrieben werden.
Die Heizkörper werden von Fall zu Fall der Konstruktion des Fahr- oder Flugzeuges angepasst und werden deshalb je nach den örtlichen Umständen in liegender oder ste hender Form eingebaut.
Die Wasserleitungen, sowie der Heiz kessel selbst können gegen äussere Abkühlung durch Einhüllung mit einer Isolationsmasse geschützt werden.
Fig. 9 zeigt einen Heizkörper in Form einer Röhrenanlage, welche an der Wand befestigt wird. Durch die Steigleitung 1' kommt das warme Wasser aus dem Heiz kessel zur Wärmeabgabe in die Röhren 4 und fliesst zur Wiedererwärmung durch die Rückleitung 2' in den Heizkessel zurück. Der Anschluss 3' ist für die Anbringung des Ausdehnungsgefässes bestimmt, oder wenn der Heizkessel mit dem Motorkühler verbunden wird, tritt an diese Stelle ein Luftventil zur Entweichung der Luft beim Füllen der An lage durch den Kühler.
Ähnliche Ausführungsbeispiele zeigen Fig. 10 und 15 und 11 und 16.
Fig. 12, 13, 14 veranschaulichen eine liegende Ausführungsart im Prinzip nach Fig. 10.
In Omnibussen, also für grosse Passagier räume, werden zweckmässig mehrere Heiz körper eingebaut, welcher aber alle von dem selben Heizkessel gespeist werden. In die sem Falle wird auch der Heizkessel ent sprechend grösser konstruiert. Dasselbe gilt auch für grosse Flugzeuge und Motorboote. Wird nicht der Motorkühler als Aus dehnungsgefäss verwendet, so kann ein sol ches bei Automobilen auch unter der Motor haube an der Spritzwand befestigt und von dort mit der Heizanlage verbunden werden. In diesem Falle kann am Armaturenbrett sehr günstig ein Thermometer angebracht werden, das dem Führer die Temperatur des Wassers anzeigt.
Heating system for vehicles with internal combustion engines. There are already heating systems for motor vehicles with internal combustion engines, such as automobiles, motor boats, airplanes, have been proposed in which the exhaust gases are used to generate hot water or what water vapor by being passed through a kettle. In the passenger compartment of the vehicle, there are one or more radiators which are heated by the hot water or steam that is generated. Such systems have the disadvantage that the heating of the water by the exhaust gases constantly counteracts an effective cooling by the air flowing past the boiler when driving the vehicle. It is therefore not possible in such systems to bring the water to a temperature that is sufficiently high for heating purposes.
This disadvantage is remedied in the heating system according to the present invention in that the water boiler is built into the exhaust pipe of the engine and the exhaust gases flow around it in order to reduce heat losses in the water.
On the accompanying drawings, embodiments of the subject invention are illustrated.
Fig. 1 shows a heating system installed in a car. 2), Fig. 7 and 8, for example, from a type of switching device for the exhaust (along the line EF of Fig. 2), Fig. 9 to 16 different types of execution of radiators for the passenger room.
In Fig. 1, the boiler is marked with 2 be. The exhaust gases flow through the pipe 1a and the Umstellkla.ppe 9 into the boiler 2, heat the water there and then enter the air through the normal exhaust pipe 10 (or directly in the case of aircraft). The water heated by the exhaust gases flowing through in the kettle now rises through the riser 3 into the radiator 4, as in the already existing central heating systems. The radiator 4 emits the heat in the passenger compartment and the cooled water flows through the return line 5 back to the boiler. The heating system shown in Fig. 1 is filled through the taps 6 attached to the lowest part of the system by connecting to a water pipe by means of a hose.
When the water penetrates, the air is driven through the expansion vessel 7 (which in this embodiment can also serve as a footrest) and further through the overflow 8 into the open. Instead of the expansion tank 7 and the overflow 8, a connecting line between the boiler and engine cooler can also be attached so that the expansion of the heated water through the cooler and its overflow would happen. In this case, an air valve must be installed at the top of the system, i.e. on the radiator. The system can then be topped up from the cooler.
Fig. 2 illustrates the actual boiler system, which is attached as close as possible to the engine, so that the heat of the exhaust is subjected to the lowest possible cooling down to the kettle. With a changeover device is designated net, for example, according to Fig. 7 and 8 a built, which serves to BEZW the exhaust wholly or partially through the kettle. to flow through the bypass pipe running parallel to it. This Umschaltvor direction is connected to the dashboard of the motor vehicle that it can be easily regulated by the driver.
Embodiments of the boiler are shown in FIGS. 3, 4, 5 and 6.
According to Fig. 3, the water sensitive to the boiler 2 is heated by the exhaust gases from the outside and inside. The actual kettle is built into an extension of the exhaust line in such a way that the exhaust gases flow through the annulus and the inner pipe; According to Fig. 4, the boiler consists of various interconnected Röh Ren 2, whereby the exhaust gases act on a large heat exchange surface; Fig. 5 illustrates the simplest embodiment of a heating boiler. In the same the water is only heated from the outside; According to Fig. 6, the boiler is cross-sectioned in a star shape, whereby the largest possible heating surface is also won NEN.
In all embodiments, the kettle is surrounded by the exhaust gases and is thus protected against the outside air, which would cause the water to cool down quickly when driving.
Tests have shown that the embodiment according to FIG. 5 is sufficient for almost all vehicles, and especially for aircraft, to bring the water to the necessary temperature in a relatively short time. The boiler can also be installed at an angle in the exhaust pipe extension, so that the same receives a slope against the riser 3, whereby the circulation of the water is promoted. In addition, a helical wall can be attached around the kettle 2 in order to increase the path of the gases along a helical line running around the kettle.
All boilers are pointed at both ends (A and B) so that they offer the least possible resistance to the exhaust.
The radiator, which is attached to give off heat in the passenger compartment, is expediently constructed in such a way that it has as much heating surface as possible with little water content. In most cases, especially in automobiles, the radiator can be installed in such a way that there is sufficient incline for the automatic circulation of the water from the boiler into the radiator. Where this is not possible, the necessary circulation can be achieved by a circulation pump. This pump can either be driven by the engine or, in the case of aircraft, possibly also by a propeller attached at a favorable point.
The radiators are adapted from case to case to the construction of the vehicle or aircraft and are therefore installed in a lying or standing form depending on the local circumstances.
The water pipes and the boiler itself can be protected against external cooling by wrapping them with an insulating compound.
Fig. 9 shows a radiator in the form of a pipe system which is attached to the wall. The warm water from the boiler comes through the riser 1 'to give off heat into the tubes 4 and flows back into the boiler for re-heating through the return pipe 2'. Port 3 'is intended for attaching the expansion tank, or if the boiler is connected to the engine cooler, an air valve is used at this point to allow air to escape when the system is filled through the cooler.
FIGS. 10 and 15 and 11 and 16 show similar exemplary embodiments.
FIGS. 12, 13, 14 illustrate a horizontal embodiment in principle according to FIG. 10.
In buses, i.e. for large passenger areas, several heating elements are expediently installed, but they are all fed by the same boiler. In this case, the boiler is designed accordingly larger. The same applies to large aircraft and motor boats. If the engine cooler is not used as an expansion tank, it can also be attached to the bulkhead under the engine hood in automobiles and connected to the heating system from there. In this case, a thermometer can be attached to the dashboard, which shows the driver the temperature of the water.