DE1927375A1

DE1927375A1 - Apparatus for heating gas media

Info

Publication number: DE1927375A1
Application number: DE19691927375
Authority: DE
Inventors: Malcev Boris D; Aparovic Felician F; Veselov Grigorij M; Pjatko Boris N
Original assignee: MELITOPOL MOTORNYJ ZD
Current assignee: MELITOPOL MOTORNYJ ZD
Priority date: 1969-05-29
Filing date: 1969-05-29
Publication date: 1970-12-03

Description

PPARAT ZUR ERWÄRMUNG VON GASMEDIEN Die Erfindung bezieht sich auf Apparate zur Erwärmung von Gasmedien, insbesdondere von Luft im Fahrgastraum der Kraftwagen, Autobuse und anderer Kraftfahrzeuge. PROPERTIES FOR HEATING GAS MEDIA The invention relates to Apparatus for heating gas media, in particular air in the passenger compartment of Cars, buses and other motor vehicles.

dem Diese Apparate können gleichfalls zu dem / Anlassen von gehenden Anwärmen der Verbrennungsmotoren und anderer Mesen nen bei niedrigen Umgebungstemperaturen angewandt werden.These devices can also be used to start / start going Warming up internal combustion engines and other mines at low ambient temperatures can be applied.

Bekannt sind Apparate erwähnter Bestimmung, die mit Flüssigkraftstoff arbeiten, wobei sie einen Wärmeaustauscher enthalten, der aus drei hohlen Zylindern verschiedenen Durchmessers besteht, die einer in dem anderen mit Zwischenabständen angeordnet sind un Kanäle zum Durchtritt des Wärmeträgern und der zu erwärmenden Luft bilden, die ins Innere des Wärmeaustauschers mit Hilfe eines Ventilators eingeblasen wird. Apparatuses of the above-mentioned determination are known which use liquid fuel work, including a heat exchanger made up of three hollow cylinders of different diameters, one in the other at intervals are arranged un channels for the passage of the heat transfer medium and the to be heated Form air that is blown into the interior of the heat exchanger with the help of a fan will.

Als Wärmeträger werden Abgase einer Brennkammer benutzt. Exhaust gases from a combustion chamber are used as heat transfer media.

In den bekannten Apparaten ist die Kammer der Kraftstoffverbrennung in achsfluchtender Reihenschaltung mit dem Wärmeaustauscher angeordnet (besipielsweise nach Patentschriften Ke der BRD Nr. 1.037. 101, F.24c und der USA Nr. Nr. 2.844.140, K1. 126-ll6; 3.086.579, K1. 158-28; 2.579.047 Kl. 126-110; 2.581.942, K1. 126-110). In the known apparatus the chamber is the fuel combustion in aligned in series with the heat exchanger (for example according to patent Ke of the FRG No. 1.037. 101, F.24c and USA No. 2.844.140, K1. 126-116; 3,086,579, K1. 158-28; 2,579,047 cl. 126-110; 2,581,942, K1. 126-110).

Bei dieser Anordnung der Verbrennungskammer besitzt der Apparat recht große Längenabmessungen, weil die die Luft verwirbelnden Einrichtungen sowie die Verbrennungskammer an einem Ende des Wärmeaustauschers reeht weit über seine Längenabmessungen vorspringen. Dies erschwert seinen Einbau in Kraftwagen, Autobussen u.ä Die Versetzung der die Luft verwierbelnden Einrichtungen und der Verbrennungskammer in den inneren Kanal des Wärmeaustauschers längs seiner Achse, die man bei manchen Bauarten zur Verringerung ihrer Abmessungen vornimmt, führt zur Verklreinerung der aktiven Heizfläche und Verkürzung des Gasweges innerhalb des Wärmeausdtauschers, wodurch die wärmetechnischen Daten des Wärmeaustauschers und des ganzen Apparates verschlechwerden. With this arrangement of the combustion chamber, the apparatus is right large length dimensions because the air swirling devices as well as the Combustion chamber at one end of the heat exchanger extends well beyond its length dimensions protrude. This makes it difficult to install it in cars, buses, etc. the air swirling devices and the combustion chamber in the interior Channel of the heat exchanger along its axis, which is used in some designs Decreasing their dimensions leads to the cleavage of the active heating surface and shortening the gas path within the heat exchanger, whereby the thermal Data of the heat exchanger and of the entire apparatus deteriorate.

Das Ziel der Erfindung ist die Beseitigung der Nachteile der hel@mnten Appar @@ Erfindung wurde @@@ Aufgabe Augrundegelgt, die Veraus auf e solch @ise ise in Innern des Wärmeauslerünen, daß die Abessungen des Apparates teilern und lel Zei sein wärmetechnischen rerse wie gesielte Au@ dadurch gelöst, daß im Apparat @ @ Gas den hauptsächlich aus einem Wärmeaustauscher, der ein System von hohlen Elementen darstellt, die eins in dem anderen mit Zwischenabständen unter ordnet sind und somit Kanäle bilden, von denen der innere und der äußere zum Durchtritt des Wärmeträgers dienen, während der Zwischenkanal zum Durchtritt des zu erwärmenden Mediums dient, und einer Kammer zur Verbrennung des flüssigen Kraft stoffes besteht, die in dem inneren Kanal angeordnet ist, wobei deren Abgase als Wärmeträger dienen, während der innere und der äußere Kanal innerhalb des Wärmeaustauschers an einer Seite desselben kommur.izieren, erfindungsgemäß der Eintrittsstutzen der Verbrennungskammer durch ein Fenster hindurchgeht, über welches der innere mit dem äußeren Kanal kommuniziert, während der Austrittsteil der Verbrennungsksmmer mit dem äußeren Kanal in dem Teil des Wärmeaustauschers verbunden ist, der dem erwähnten Fenster gegenüberliegt, wobei der innere Kanal einen Stutzen zur Ableitung des Wärmeträgers besitzt, der in dem Teil des Wärmeaustauschers liegt, wo die Verbrennungskammer mit dem äußeren Kanal in Verbindung tritt. The aim of the invention is to eliminate the disadvantages of the hel @ mnten Appar @@ invention was @@@ task as a basis, the Veraus on e such @ise ise inside the heat outlet that the dimensions of the apparatus divide and lel Zei his thermo-technical rerse like Gesielte Au @ solved by the fact that in the apparatus @ @ Gas the mainly from one Heat exchanger that is a system of hollow elements that are spaced one inside the other are ordered and thus form channels, of which the inner and the outer to the passage of the heat carrier serve, while the intermediate channel for the passage of the to be heated The medium is used and there is a chamber for the combustion of the liquid fuel, which is arranged in the inner duct, the exhaust gases from which serve as heat carriers, while the inner and outer channels within the heat exchanger on one Communicate side of the same, according to the invention the inlet connection of the combustion chamber passes through a window through which the inner channel communicates with the outer channel, while the exit part of the combustion waste with the outer channel in the part of the heat exchanger facing the window mentioned, wherein the inner channel has a nozzle for discharging the heat transfer medium, which is in the Part of the heat exchanger lies where the combustion chamber with the outer duct contacts.

Die Verbrennungskammer wird zweckmäßig in Form eines $-Stücks ausgeführt, bei dem einer der Stutzen der Eintrittsstutzen ist, während die beiden anderen Austrittsstutzen darstellen. Dadurch wird eine gleichmäßige Verteilung des Wärmeträgersin den Kanälen über die Lange des Wärmeaustauschers erreicht. The combustion chamber is expediently designed in the form of a $ piece, in which one of the nozzles is the inlet nozzle, while the other two are outlet nozzles represent. This ensures an even distribution of the heat carrier in the channels reached over the length of the heat exchanger.

Die Anordllung des- Eintrittsstutzens der Verbrennungskam mer und des Stutzens zur Ableitung des Wärmeträgers aus dem inneren Kanal auf der Querachse des Wärmeaustauschers trägt zu einer gleichmäßigeren Verteilung des Wärmeträgers über die Länge des Wärmeaustauschers bei. The arrangement of the inlet port of the combustion chamber and of the nozzle for discharging the heat transfer medium from the inner channel on the transverse axis the heat exchanger contributes to a more even distribution of the heat carrier over the length of the heat exchanger.

Nachstehend wird eine ausführliche Beschreibung der Erfindung in einer konkreten Ausführungsform unter Bezugnahme auf beigefügte Zeichnungen angeführt; in den Zeichnungen zeigt: eine Fig. 1 schematische Darstellung des Apparates zur Erwärmung des Gasmediums im Längsschnitt; den Fig. 2 Schnitt IIIII der Fig, 1. The following is a detailed description of the invention in FIG a specific embodiment cited with reference to the accompanying drawings; In the drawings: FIG. 1 shows a schematic representation of the apparatus for Heating of the gas medium in longitudinal section; FIG. 2 section IIIII of FIG. 1.

Der Apparat besitzt ein Gehäuse 1 (Fig. 1 und 2), das gleichzeitig als Ummantelung dient, in dessen Innerem mit einem Ringspalt ein Wärmeaustauscher 2 angeordnet ist, der ein System darstellt, das aus drei hohlen Elementen, den Zylindern 3,4 und 5 (Fig. 2) verschiedenen Durchmessers besteht, die einer in dem anderen unter einem Zwischenabstand angeordnet sind. The apparatus has a housing 1 (Fig. 1 and 2), which at the same time serves as a jacket, inside of which there is a heat exchanger with an annular gap 2, which represents a system consisting of three hollow elements, the cylinders 3, 4 and 5 (Fig. 2) of different diameters, one in the other are arranged at an intermediate distance.

Die Kanäle, die von diesen Zylindern innerhalb des Wärmeaustauschers gebildet werden, dienen zum Durchtritt des zu erwärmenden Mediums und des Wärmeträgers, wobei der Wärmeträger durch einen äußeren Kanal 6 und einen inneren Kanal 7 strömt, während einen das zu erwärmende Gasmedium durch Zwischenkanal 8 geht. Der Wärmeaustauscher ist an den Stirnseiten durch Deckel abgeschlossen, in einem 9 von denen (Fig. 1) eine Öffnung 10' zum Durchlassen des zu erwärmenden Gasmediums (in unserem Falle der Luft) ins Innere des Wärmeaustauschers vorhanden ist, während in dem gegenüberliegenden Deckel 10 eine Offnung um zum Auslassen des erwärmten Gases vorgesehen ist.The channels by these cylinders inside the heat exchanger are formed, serve for the passage of the medium to be heated and the heat transfer medium, wherein the heat carrier flows through an outer channel 6 and an inner channel 7, while the gas medium to be heated goes through intermediate channel 8. The heat exchanger is closed off at the end by a lid, in one of 9 of which (Fig. 1) an opening 10 'for the passage of the gas medium to be heated (in our case the air) is present inside the heat exchanger, while in the opposite one Lid 10 has an opening to allow the heated gas to escape.

Der äußere Kanal 6 und der innere Kanal 7 kommunizieren miteinander innerhalb des Würmeaustausehers Uber ein Fenster 12 (Fig. 2). The outer channel 6 and the inner channel 7 communicate with one another inside the worm exchanger via a window 12 (Fig. 2).

In dem inneren Kanal 7 ist eine Kammer 13 zur Verbrennung des flüssigen Kraftstoffes angeordnet, die in Form eines y-Stücks ausgeführt ist. In the inner channel 7 is a chamber 13 for the combustion of the liquid Arranged fuel, which is designed in the form of a y-piece.

Ein oberer Eintrittsstutzen 14 der Verbrennungskammer 13 geht durch eine Öffnung, die in dem Gehäuse 1 des Apparats vorgesehen ist, und das Fenster 12 hindurch, über das die Kanäle 6 und 7 in Verbindung stehen. An upper inlet connection 14 of the combustion chamber 13 goes through an opening provided in the housing 1 of the apparatus and the window 12 through which the channels 6 and 7 are in communication.

Die Austrittsstutzen 15 und 16 sind mit dem äußeren Kanal 6 an der dem Eintrittsstutzen 14 der Kammer 13 gegenüberliegenden Seite des Wärmeaustauschers verbunden. The outlet nozzle 15 and 16 are with the outer channel 6 on the the inlet connection 14 of the chamber 13 opposite side of the heat exchanger tied together.

Ein Stutzen 17 dient zur Ableitung der Abgase aus dem inneren Kanal 7 des Wärmeaustauschers nach außen und ist in dewm Teil des Wärmeaustauschers angeordnet, in dem die Austrittsstutzen: 15 und 16 (Fig. 1) mit dem Kanal 6 verbunden sind. A nozzle 17 is used to discharge the exhaust gases from the inner channel 7 of the heat exchanger to the outside and is arranged in the part of the heat exchanger, in which the outlet nozzles: 15 and 16 (Fig. 1) are connected to the channel 6.

Hierbei sind: der Auslaßstutzen 17 (Fig. 1 und 2) zur Ableitung der Verbrennungsprodukte (des Wärmeträgers) und der Eintrittsstutzen 14 der Verbrennungskammer l3auf der Quer achse des Wärmeaustauschers 2 angeordnet. Here are: the outlet port 17 (Fig. 1 and 2) for deriving the Combustion products (of the heat carrier) and the inlet connection 14 of the combustion chamber l3 on the transverse axis of the heat exchanger 2 is arranged.

Der Raum zwischen dem Gehäuse 1 und dem äußeren Zylinder 3 dient ebenfalls als ein Kanal 18 zum Durchtritt der zu erwärmenden Luft. The space between the housing 1 and the outer cylinder 3 is used also as a channel 18 for the air to be heated to pass through.

In dem Stutzen 14 der Verbrennungskammer 13 sind ein gelochter Brenner 19 mit einer Anlaßglühkerze 20 und Luftwirbler 21 angeordnet. In the nozzle 14 of the combustion chamber 13 are a perforated burner 19 arranged with a starter glow plug 20 and air vortex 21.

Der Brenner und'alle mit ihm verbundenen Elemente sind auf einem Oberdeokel 22 starr befestigt und bilden mit ihm eine einheibliche abnehmbare Baugruppe. The burner and all elements connected to it are on one Upper cover 22 is rigidly attached and together with it form a detachable assembly.

Diese Ausfuehrung gestattet es, die Bedienung des Apparates zu erleichtern und zu verbessern, wail bei abgenommenem Deckel freier Zutritt zu der Verbrennungskammer und dem Wärmeaustauscher sowie die Möglichkeit der Reinigung des Wärmeaustauschers nach einem beliebigen von den bekannten Verfahren und zwar auf mechanischem Wege, durch Druckluft, mit Hilfe eines flüssigen Lösungsmittels für Ölkohle mit nachfolgender Druckluftspülung u.a. ohne Auseinandernehmen des Apparats gewährleistet werden. This design makes it easier to operate the device and to improve, wail when removed Cover free access the combustion chamber and the heat exchanger as well as the possibility of cleaning of the heat exchanger by any of the known methods by mechanical means, by compressed air, with the help of a liquid solvent for oil carbon with subsequent compressed air purging, among other things, without dismantling the device guaranteed.

Der Deckel 22 ist hohl ausgeführt und fungiert als eine Luftleitung, die den Stutzen 14 der Verbrennungskammer und eine am Gehäuse befindliche Mündung des Stutzens 23 verbindet, aus der von einem Ventilator 24 geht, der in einem Schneckengehäuse untergebracht ist. Auf dem Deckel 22 ist auch ein Eraftstoffregler 25 mit einem Schwimmergehäuse befestigt, das mit dem Stutzen der Anlaßglühkerze 20 durch ein Kraftstoffrohr 26 verbunden ist. Auf dem Gehäuse 1 ist auch ein Temperaturschalter 27 angeordnet. Im vorderen Teil des Gehäuses 1 befindet sich ein Elektromotor 28, an dessen einem Ende ein Ventilator 29 befestigt ist, der die zu erwärmende Luft den Kanälen 8 und 18 zuführt, während an.dem anderen Ende ein Ventilator 24 fest sitzt, der die Luft in die Verbrennungskammer 13 einbläst. The cover 22 is made hollow and functions as an air duct, the nozzle 14 of the combustion chamber and an orifice located on the housing of the nozzle 23 connects, from which goes from a fan 24, which is in a screw housing is housed. On the cover 22 there is also a fuel regulator 25 with a Float housing attached to the connecting piece of the starter glow plug 20 through a Fuel pipe 26 is connected. On the housing 1 is also a temperature switch 27 arranged. In the front part of the housing 1 there is an electric motor 28, at one end a fan 29 is attached, which the air to be heated the channels 8 and 18, while at the other end a fan 24 fixed who blows the air into the combustion chamber 13.

Wird an dem Steuerpult der Betriebssteuerschalter des Apparats aus der "Aus"-Stellung in die Stellung "Anlassen" überführt, gibt man die Stromspeisung von der Akkumulatorenbatterie an den Elektromotor 28 und die Anlaßglühkerze 20. The operating control switch of the device is switched off on the control panel From the "off" position to the "starting" position, the power is supplied from the accumulator battery to the electric motor 28 and the starter glow plug 20.

Der Ventilator 24 fördert die Luft, indem er sie durch einen Saugstutzen 30 einsaugt, aus dem Schneckengwehäuse durch die Luftleitung des Deckels 22 und durchspült somit die Verbrennungskammer 13 und den Wärmeaustäus'o'?ier 2. The fan 24 promotes the air by drawing it through a suction nozzle 30 sucked in, from the Schneckengwehäuse through the air line of the cover 22 and thus flushes through the combustion chamber 13 and the heat exchanger 2.

Sobald sich die Spirale der eingeschalteten Anlaßglühkerze 20 auf eine hohe Temperatur (bis zur Orangefärbung der Kontrollspirale am Steuerpult) erhitzt hat, führt man den Steuerschalter in die Stellung "Betrieb" über. Hierbei öffnet sich das elektromagnetische Ventil des Schwimmergehäuses des Kraftstoffreglers 25, aus dem der Kraftstoff unter Schwerkraftwirkung durch die Dosierungsdüse und das Kraftstoffrohr 26 auf die glühende Spirale der Anlaßglühkerze 20 abfließt, sich mit der Luft vermischt, die am Wibler 21 verwirbelt ist, in dem Brenner 19 verdampft und sich entzündet. As soon as the spiral of the started glow plug 20 is on heated to a high temperature (until the control spiral on the control panel turns orange) you move the control switch to the "Operation" position. This opens the electromagnetic valve of the float housing of the fuel regulator 25, from which the fuel gravity flows through the metering nozzle and the Fuel pipe 26 drains onto the glowing spiral of the starter glow plug 20, itself mixed with the air that is swirled on the Wibler 21, evaporated in the burner 19 and ignites.

Nach der Einstellung <in der Verbrennungskammer 13)eines stabilen Verbrennungszustandes wird der Temperaturschalter 27 ausgelöst (die Kontrollampe am Steuerpult leuchtet auf) und die Stromspeisung der Anlaßglühkerze 20 abgeschaltet; die weitere Verbrennung wird durch die Flammfront in der Verbrennungskammer 13 unterhalten. Die sich während der Verbrennung bildenden Verbrennungsprodukte kommen aus der Verbrennungskammer durch die Stutzen 15 und 16 zuerst in den äußeren Kanal 6 des Wärmeaustauschers (ihr Weg ist in Fig. 1 und 2 durch Strichlinien angegeben), gelangen danach durch das Fenster 12 in den inneren Kanal 7 und treten durch den Auspuffstutzen 17 aus. After setting <in the combustion chamber 13) a stable In the combustion state, the temperature switch 27 is triggered (the control lamp on the control panel lights up) and the power supply to the starter glow plug 20 is switched off; the further combustion is sustained by the flame front in the combustion chamber 13. The combustion products that form during combustion come from the combustion chamber through the nozzle 15 and 16 first into the outer channel 6 of the heat exchanger (Their path is indicated in Fig. 1 and 2 by dashed lines), then get through the window 12 into the inner channel 7 and exit through the exhaust port 17.

Die Luft, die von dem Flügelrad des Ventilators 29 zugeführt wird, erwärmt sich bei ihrer Strömung durch die Kanäle 8 und 18ondEnheißen Wänden des Wärmeaustauschers 2 und tritt durch die Uffnung des hinteren Stirndeckeis aus (der Luftweg ist in Fig. 1 und 2 durch strichpunktierte Linien angegebenz. The air supplied by the impeller of the fan 29, heats up as it flows through channels 8 and 18, the hot walls of the Heat exchanger 2 and exits through the opening in the rear end cover (the Airway is indicated in FIGS. 1 and 2 by dash-dotted lines.

Die Ausschaltung des Apparates erfolgt durch Umstellung des Schalters aus der Stellung "Betrieb" in die "Aus"-Stellung, wobei die Kraftstoffzufuhr unterbrochen wird und die Verbrennung aufhört. The device is switched off by changing the switch from the "operation" position to the "off" position, being the fuel supply interrupted and the combustion stops.

Bei der Temperaturerniedrigung der erwärmten Luft bis zu dem Wert, der durch die Einstellung des Temperaturschalters 27 vorgegeben ist, löst letzterer die Stromspeisung des Elektromotors 28 ab, wodurch die Spülung und Kühlung der Verbrennungs kammer 13 und des Wärmeaustauschers 2 unterbrochen werden. When the temperature of the heated air is lowered to the value which is specified by the setting of the temperature switch 27, triggers the latter the power supply of the electric motor 28, whereby the purging and cooling of the combustion chamber 13 and the heat exchanger 2 are interrupted.

Claims

PATENT CLAIMS:

1. Apparatus for heating a gas medium, which is primarily used for heating of the passenger compartment of motor vehicles is provided and mainly from one Heat exchanger, which is a system of hollow elements that are one in the others are spaced apart and thus form channels of which the inner and the outer to the passage of the heat carrier serve while through / Intermediate channel the medium to be heated flows, and a chamber for combustion of the liquid fuel, which is housed in the inner channel and their iibgases serve as heat carriers, with the inner and outer channels inside of the heat exchanger communicate with one another on one side, that is to say e k e n n -z e i c h-n e t that the inlet connection (14) of the combustion chamber (13) passes through a window (12) through which the inner channel (7) and the outer channel (6) are connected while the exit part of the combustion chamber communicates with its channel in the part of the heat exchanger, the one mentioned Opposite window, the inner channel having a nozzle for discharging the heat transfer medium which is located in the part of the heat exchanger where the combustion chamber communicates with the outer channel.

2. Apparatus according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that the combustion chamber (13) is designed in the form of a γ-piece is, in which one nozzle (14) is the inlet nozzle, while the two other (15 and 16) outlet supports.

3. Apparatus according to claim 1 and 2, d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t that the inlet connection (14) of the combustion chamber and the connection (17) for discharging the dye carrier from the inner channel (7) on the transverse axis of the heat exchanger.