CH130051A - Heating system for vehicles with internal combustion engines. - Google Patents

Heating system for vehicles with internal combustion engines.

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CH130051A
CH130051A CH130051DA CH130051A CH 130051 A CH130051 A CH 130051A CH 130051D A CH130051D A CH 130051DA CH 130051 A CH130051 A CH 130051A
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CH
Switzerland
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water
boiler
heating system
engine
exhaust gases
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German (de)
Inventor
Oscar Schmid
Wilhelm Heitzmann
Original Assignee
Oscar Schmid
Wilhelm Heitzmann
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/02Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant
    • B60H1/14Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant otherwise than from cooling liquid of the plant, e.g. heat from the grease oil, the brakes, the transmission unit
    • B60H1/18Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant otherwise than from cooling liquid of the plant, e.g. heat from the grease oil, the brakes, the transmission unit the air being heated from the plant exhaust gases
    • B60H1/20Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant otherwise than from cooling liquid of the plant, e.g. heat from the grease oil, the brakes, the transmission unit the air being heated from the plant exhaust gases using an intermediate heat-transferring medium

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)

Description

  

  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.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Heizanlage für Kraftfahrzeuge mit Ver brennungsmotor, mit einem durch die Aus puffgase des Motors beheizten Wasserkessel und mindestens einem im Passagierraum an geordneten, vom Wasserkessel aus gespeisten Heizkörper, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserkessel in die Auspuffleitung des Mo tors eingebaut und zwecks Verringerung von Wärmeverlusten im Wasser von den Aus puffgasen umspült ist. UNTERANSPRÜCHE: 1. Heizanlage nach Patentanpruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühler des Mo tors an die Warmwasserheizung als Aus gleichgefäss angeschlossen ist. 2. Heizanlage nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass eine Umlaufpumpe vorgesehen ist für die Zirkulation des Wassers in der Heizung. 3. PATENT CLAIM: Heating system for motor vehicles with a combustion engine, with a water boiler heated by the exhaust gases of the engine and at least one heating element in the passenger compartment, fed by the water boiler, characterized in that the water boiler is installed in the exhaust line of the engine and for the purpose of reducing Heat loss in the water is washed around by the exhaust gases. SUB-CLAIMS: 1. Heating system according to claim, characterized in that the cooler of the engine is connected to the hot water heater as an equalizing vessel. 2. Heating system according to claim, characterized in that a circulation pump is provided for the circulation of the water in the heater. 3. Heizanlage nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet. dass in einem von den Auspuffgasen durchströmten, den Wasser kessel umgebenden Ringraum eine schrau benförmige Wand eingelegt ist, um den Weg der Gase längs dem Kessel zu ver grössern. Heating system according to claim, characterized. that in an annulus surrounding the water boiler through which the exhaust gases flow, a screw-shaped wall is inserted in order to enlarge the path of the gases along the boiler.
CH130051D 1928-05-15 1928-05-15 Heating system for vehicles with internal combustion engines. CH130051A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2534533A1 (en) * 1982-10-18 1984-04-20 Sueddeutsche Kuehler Behr Car heater with air cooled engine
EP0202344A1 (en) * 1984-03-28 1986-11-26 Gerhard Richter Device for extracting heat from the exhaust fumes of a combustion engine

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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FR2534533A1 (en) * 1982-10-18 1984-04-20 Sueddeutsche Kuehler Behr Car heater with air cooled engine
EP0202344A1 (en) * 1984-03-28 1986-11-26 Gerhard Richter Device for extracting heat from the exhaust fumes of a combustion engine

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