DE29513957U1 - Abgasleitungsanordnung einer Brennkraftmaschine, insbesondere für ein Blockheizkraftwerk - Google Patents

Abgasleitungsanordnung einer Brennkraftmaschine, insbesondere für ein Blockheizkraftwerk

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Description

R. 29457 , '
17.08.1995 Ve/S
ROBERT BOSCH GMBH5 70442 Stuttgart
Abgasleitungsanordnung einer Brennkraftmaschine, insbesondere für ein Blockheizkraftwerk
STAND DER TECHNIK
Die Erfindung betrifft eine Abgasleitungsanordnung einer Brennkraftmaschine, mit einem Abgaswärmetauscher, insbesondere für ein Blockheizkraftwerk. Abgaswärmetauscher in Abgasleitungen können einmal dazu dienen, die Wärmeenergie aus dem Abgas zurückzugewinnen und für Heizzwecke zu verwenden, und zum anderen dazu, die Abgase zu kühlen bzw. ihre Temperatur zu begrenzen. Insbesondere bei Blockheizkraftwerken, die neben der Erzeugung elektrischer Energie auch Heizenergie zur Verfügung stellen, werden alle Wärmequellen dazu benutzt, das Wasser eines Heizungskreislaufs zu erwärmen. In bekannter Weise werden deshalb auch Abgaswärmetauscher eingesetzt.
Bei modernen Brennkraftmaschinen werden mehr und mehr Abgaskatalysatoren eingesetzt, um das Abgas zu reinigen. Diese Katalysatoren benötigen eine bestimmte Arbeitstemperatur, um wirkungsvoll arbeiten zu können. Hierbei kann es zu Problemen in Kombination mit einem Abgaswärmetauscher kommen.
VORTEILE DER ERFINDUNG
Die erfindungsgemäße Abgasleitungsanordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß die Abgaswärmeenergie optimal vom Abgaswärmetauscher abgeführt werden kann. Im Abgaskatalysator erfährt das
Abgas nämlich durch die katalytischer! Vorgänge eine nochmalige Temperaturerhöhung, so daß das Abgas dem unmittelbar nachgeschalteten Abgaswärmetauscher bei höchstmöglicher Temperatur zugeführt wird, so daß eine maximale Wärmeausbeute möglich ist. Durch die Nachschaltung des Abgaswärmetauschers werden dabei die katalytischen Reaktionen nicht beeinflußt. Durch das gemeinsame Gehäuse wird zusätzlich vom Abgaskatalysator über die Außenwand nach außen abgegebene Wärme dem Abgaswärmetauscher zugeführt. Durch das Gehäuse kann die in den Raum abgegebene Wärme sehr gering gehalten werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß das den Abgaskatalysator und den Abgaswärmetauscher enthaltende Gehäuse als kombiniertes Bauteil schneller und einfacher montiert werden kann, wobei bei der industriellen Fertigung die beiden Bauteile optimal aufeinander abgestimmt werden können, was bei einer Einzelmontage nicht in dem Maße möglich wäre.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Abgasleitungsanordnung möglich.
Die erfindungsgemäße Abgasleitungsanordnung eignet sich insbesondere zur Aufheizung eines Heizungskreislaufs einer ortsfesten Einrichtung, insbesondere in Verbindung mit einem Blockheizkraftwerk.
Das gemeinsame Gehäuse ist in vorteilhafter Weise wärmeisoliert, um die Abgabe von Wärme nach außen zu minimieren und den Wärmeübergang vom Abgaskatalysator zum Abgaswärmetauscher zu verbessern und zu optimieren. Dabei sind der Abgaswärmetauscher und der Abgaskatalysator insbesondere im gemeinsamen Gehäuse integriert, das heißt, das Gehäuse enthält lediglich die Komponenten des Abgaswärmetauschers und des Abgaskatalysators, ohne daß diese ein
eigenes Gehäuse hätten.
Zur Schalldämpfung ist dem Abgaswärmetauscher zweckmäßigerweise in der Abgasströmungsrichtung ein Schalldämpfer nachgeschaltet.
Zur überprüfung des Abgaswärmetauschers und des Abgaskatalysators ist wenigstens eine Meßstelle für den Abgasgegendruck vorgesehen. Vorzugsweise ist eine Meßstelle für den Abgasgegendruck vor dem Abgaskatalysator und/oder zwischen dem Abgaskatalysator und dem Abgaswärmetauscher und/oder hinter dem Abgaswärmetauscher angeordnet. Dabei kann diese Meßstelle für den Abgasgegendruck auch insbesondere an einer Kondensat-Abführleitung des Abgaswärmetauschers angeordnet sein. Durch diese Meßstellen ist es möglich, bei einem Ansteigen des Abgasgegendrucks diejenige Komponente auszumachen, deren Strömungswiderstand sich beispielsweise durch Ablagerungen oder Verschmutzungen verschlechtert hat.
ZEICHNUNG
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt eine schematische Darstellung eines in einem Gehäuse angeordneten Abgaswärmetauschers und Abgaskatalysators in der Abgasleitung einer Brennkraftmaschine.
BESCHREIBUNG DES AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
In der einzigen Figur ist schematisch eine Brennkraftmaschine 10 mit ihrer Abgasleitung 11 dargestellt. Bei der Brennkraftmaschine kann es sich um einen mit flüssigem oder gasförmigem Brennstoff betriebenen Otto-Motor oder Dieselmotor handeln, der bei der Verwendung als Antriebs-
aggregat für ein Blockheizkraftwerk oder eine andere stationäre Anlage einen nicht dargestellten Generator zur Erzeugung elektrischer Energie antreibt. Weiterhin besitzt ein solches Blockheizkraftwerk in nicht dargestellter Weise eine Vorrichtung zur Aufheizung des Wassers eines Heizungskreislaufs, wobei alle Wärmequellen des Blockheizkraftwerks zur Aufheizung des Wassers mittels Wärmetauschern od.dgl. ausgenutzt werden.
In der Abgasleitung 11 sind in der Strömungsrichtung des Abgases nacheinander ein Abgaskatalysator 12, ein Abgaswärmetauscher 13 und ein Schalldämpfer 14 angeordnet. Der Abgaskatalysator 12 dient als geregelter Katalysator in Verbindung mit einer Lambda-Regeleinrichtung zur Reinigung des Abgases. Der Abgaswärmetauscher 13 enthält eine an einen im übrigen nicht dargestellten Heizungskreisi auf angeschlossene Wasserleitung 15, die beispielsweise die Abgasleitung 11 in^Windungen umgreift, um einen guten Wärmeübergang zur Abführung der Wärmeenergie des Abgases zu erreichen. Derartige Abgaswärmetauscher sind an sich in vielen Ausführungen bekannt, so daß auf eine nähere Beschreibung verzichtet werden kann.
Der Abgaskatalysator 12 und der Abgaswärmetauscher 13 sind unmittelbar hintereinander in einem gemeinsamen wärmeisolierten Gehäuse 16 angeordnet. Im Abgaskatalysator erhöht sich die Temperatur des Abgases nochmals auf Grund katalytischer Reaktionen, so daß das Abgas mit höchstmöglicher Temperatur dem Abgaswärmetauscher 13 zugeführt wird. Da das Gehäuse 16 wärmeisoliert ist, wird auch die vom Abgaskatalysator 12 nach außen abgestrahlte Wärme innerhalb des Gehäuses 16 dem Abgaswärmetauscher 13 zugeführt, wobei eine Aufheizung der Umgebungsluft weitgehend verhindert wird.
Anstelle der Anordnung eines kompletten Abgaskatalysators
12 und eines kompletten Abgaswärmetauschers 13 im Gehäuse 16 können auch lediglich die Komponenten des Abgaskatalysators 12 und des Abgaswärmetauschers 13 in diesem Gehäuse 16 ohne jeweils eigenes Gehäuse angeordnet werden. Durch diese integrierte Anordnung kann eine geringere Bauweise und ein noch besserer Wärmeübergang zwischen Abgaskatalysator 12 und Abgaswärmetauscher 13 erreicht werden, wobei auch Material und Gewicht reduziert werden können.
Drei Meßstellen 17 - 19 für den Abgasgegendruck sind in der Strömungsrichtung des Abgases vor dem Abgaskatalysator 12, zwischen diesem und dem Abgaswärmetauscher 13 und an einer Kondensat-Abführleitung 20 des Abgaswärmetauschers 13 angeschlossen. Der Abgasgegendruck in der Abgasleitung 11 einer Brennkraftmaschine 10 darf bestimmte Werte nicht überschreiten, um die Brennkraftmaschine sicher und mit gutem Wirkungsgrad betreiben zu können. Bei Abgaskatalysatoren 12 und Abgaswärmetauschern 13 sind jedoch oft Durchgänge für das Abgas mit sehr geringem Durchmesser vorgesehen, die auf Grund von Verschmutzungen oder Ablagerungen ihren Strömungswiderstand immer mehr erhöhen, so daß auch der Abgasgegendruck steigt. Wenn dieser an den dargestellten und beschriebenen Stellen ständig überwacht wird, so kann nicht nur ein unzulässiges Ansteigen des Abgasgegendrucks erkannt, sondern auch gleichzeitig diejenige Komponente ausgemacht werden, die dafür verantwortlich ist. Die Zahl der Meßstellen kann daher prinzipiell auch noch vergrößert oder bei einfacheren Ausführungen verringert werden.

Claims (9)

6 R. 29457 17.08.1995 Ve/S ROBERT BOSCH GMBH5 70442 Stuttgart Abgasleitungsanordnung einer Brennkraftmaschine, insbesondere für ein BTockheizkraftwerk Ansprüche
1. Abgasleitungsanordnung einer Brennkraftmaschine, mit einem Abgaswärmetauscher, insbesondere für ein Blockheizkraftwerk, dadurch gekennzeichnet, daß dem Abgaswärmetauscher (13) in der Abgasströmungsrichtung ein Abgaskatalysator (12) mit gleicher Axialrichtung unmittelbar vorgeschaltet ist, wobei ein gemeinsames Gehäuse (16) für den Abgaswärmetauscher (13) und den Abgaskatalysator (12) vorgesehen ist.
2. Abgasleitungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abgaswärmetauscher (13) ein in einen Heizungswasserkreislauf einer ortsfesten Einrichtung geschalteter Wärmetauscher ist.
3. Abgasleitungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abgaswärmetauscher (13) zusammen mit wenigstens einem weiteren Wärmetauscher die Heizvorrichtung eines Blockheizkraftwerks bildet.
4. Abgasleitungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das gemeinsame Gehäuse (16) wärmeisoliert ist.
5. Abgasleitungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abgaswärmetauscher (13) und der Abgaskatalysator (12) im
gemeinsamen Gehäuse (16) integriert sind.
6. Abgasleitungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Abgaswärmetauscher (13) in der Abgasströmungsrichtung ein Schalldämpfer (14) nachgeschaltet ist.
7. Abgasleitungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Meßstelle (17 - 19) für den Abgasgegendruck vorgesehen ist.
8. Abgasleitungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Meßstelle (17 - 19) für den Abgasgegendruck vor dem Abgaskatalysator (12) und/oder zwischen dem Abgaskatalysator (12) und dem Abgaswärmetauscher (13) und/oder hinter dem Abgaswärmetauscher (13) angeordnet ist.
9. Abgasleitungsanordnung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Meßstelle (19) für den Abgasgegendruck an einer Kondensat-Abführleitung (20) des Abgaswärmetauschers (13) angeordnet ist.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101146989B (zh) * 2005-03-24 2010-09-29 排放技术有限公司 在排气再循环通道中具有排气处理元件和热交换器的排气系统
ITVI20110116A1 (it) * 2011-05-04 2012-11-05 Refcomp S P A Unipersonale Apparato per la cogenerazione di energia elettrica e termica

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