DE348557C - Verfahren zur Verwertung der Abgase von Verbrennungskraftmaschinen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verwertung der in den Abgasen von Verbrennungskraftmaschinen enthaltenen Wärme nach dem Patent 338454, bei welchem Verfahren Brennstoff in den Abgasstrom eingeführt und darin zur Verbrennung gebracht wird, zum Zweck, den Wärmeinhalt der Abgase zu erhöhen. Die vorliegende Erfindung besteht darin, daß unterhalb der höchst erreichbaren Vermehrung des Wärmeinhalts nur ein Teil der Abgase zur Verbrennung der jeweils erforderlichen Brennstoffmenge herangezogen und dieser Teil vom andern Teil gesondert über die Heizfläche einer Wärme-

»5 austauschvorrichtung geleitet wird, das Ganze zum Zweqk, durch diesen auf möglichst hohe Temperatur zu bringenden Teil der Abgase das Wärmegefälle und damit den Wärmedurchgang in der Wärmeaustauschvorrichtung zu erhöhen.

Der in der Regel erhebliche Sauerstoffgehalt der Abgase von Verbrennungsmotoren ermöglicht es, die Abgastemperatur dadurch beträchtlich zu erhöhen, daß im Abgasstrom irgendein Brennstoff zur Verbrennung gebracht wird. Eine solche Temperaturerhöhung kann z. B. erwünscht seinj, wenn die Abgase in sogenannten Abgasdampfkesseln verwertet werden. Durch die Temperaturerhöhung wird die Kesselleistung wesentlich gesteigert. Bisher wurde die ganze Abgasmenge einer solchen Nacherhitzung unterworfen, iti der Annahme, der Wärmezuwachs werde zum größten Teil von der Wärmeaustauschvorrichtung aufgenommen. Dies ist wohl zutreffend, wenn es sich um hohe Nacherhitzung handelt, mit anderen Worten, wenn so viel Brennstoff zugesetzt wird, daß der Sauerstoff rest der Abgase zum größtmöglichen Teil mit demselben verbrennt. Ist aber der Wärmebedarf nicht sehr groß und wird die Nacherhitzung weniger weit getrieben, so verschlechtert sich infolge des geringeren Wärmegefälles im Kessel der wärmewirtschaftliche Wirkungsgrad, und zwar um so mehr, je niedriger die Nacherhitzung eingestellt wird.

Die Erfindung bezweckt auch bei geringerer als der höchst erreichbaren Erhöhung des

Wärmeinhalts der Abgase eine günstige Wärmeausnutzung· zu erzielen, und zwar wird . dies dadurch erreicht, daß anstatt der gesamten Abgasmenge jeweils nur ein Teil derselben der Nachverbrennung und Temperaturerhöhung unterworfen wird. Je kleiner dieser Teil ist, desto höher wird für einen gewissen Wärmezuschuß die Temperatur werden. Mit dem höheren Wärmegefälle wächst xo aber bekanntlich der Wirkungsgrad jeder Feuerung.

Die Menge der Abgase, die jeweils zu erhitzen ist, ergibt sich aus der Menge des zu verbrennenden Brennstoffes und aus dem Sauerstoffgehalt der Abgase. Für jeden Fall wird die Abgasmenge gerade so groß zu wählen sein, daß die Verbrennung mit dem kleinstmöglichen Sauerstoffüberschuß erfolgt.

Es wird in den meisten Fällen wirtschaftao lieh sein, die nicht erhitzten Abgase an einem Teil der Heizflächen der Wärmeaustauschvorrichtung vorbeistreichen zu lassen und die nacherhitzten Abgase getrennt an den übrigen Heizflächen vorbeizuleiten., Es ist aber unter as Umständen sogar wirtschaftlicher, wenn die gesamte Heizfläche nur für die nacherhitzten Abgase benutzt wird und die nichterhitzten Abgase unbenutzt an der Wärmeaustauschvorrichtung vorbeigeführt werden. Eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist in der Zeichnung beispielsweise dargestellt.

α ist die mit einem Abschlußorgan 0 ver- · sehene Abgasleitung einer nicht gezeichneten Verbrennungsmotorenanlage, b und c sind an sich bekannte Heizröhrenkessel mit den Heizrohren d, dem Feuerraum e, dem Aschenfall f, der Feuer- und Aschenfalltür g bzw. h und dem Abzug i. Die Abgasleitung ist durch Zweigleitungen k und /, in welche Regelorgane m bzw. η eingebaut sind, an die Aschenfälle/ der Kessel angeschlossen. Stehen die Organe m und η bei geschlossenem Organ 0 offen, · dann streichen die Abgase unter Abgabe eines Teils ihrer Wärme an. den Kesselinhalt durch die Röhren d hindurch. In der Regel ist jedoch die auf diese Weise gewonnene Wärme zu gering, um die erforderliche Dampfmenge zu erzeugen. Der Fehlbetrag wird auf bekannte Weise dadurch aufgebracht, daß man die Roste je nach Bedarf mit einem Brennstoff beschickt und denselben in den Abgasen zur Verbrennung bringt. Dadurch werden die Abgase Ά\χί eine Si) Temperatur erhitzt, welche je nach der Menge des eingeführten Brennstoffes zwischen einer überhaupt erreichbaren Höchsttemperatur und der ursprünglichen Abgastemperatur schwankt. Da der Wärmedurchgang in den Heizrohren mit dem Wärmegefälle zwischen den Heizgasen und dem Kesselinhalt abnimmt, so ist der Wirkungsgrad der Anlage um so schlechter, je weniger hoch die Nacherhitzung getrieben wird. Um dies nach Möglichkeit zu vermeiden, wird nun gemäß der vorliegenden Erfindung so verfahren, daß, sofern die Menge des jeweils erforderlichen Brennstoffes geringer als die in den Abgasen überhaupt verbrennbare Menge ist, nur ein Teil der Abgase zur Verbrennung herangezogen wird, und zwar ist es zweckmäßig, diesen Teil so klein zu wählen, daß er zur Unterhaltung der Verbrennung gerade genügt. Die Temperatur desselben" wird alsdann auf den höchstmöglichen Wert gebracht und damit der wärmewirtschaftliche Wirkungsgrad der Anlage verbessert. Zur Durchführung des Verfahrens wird bei kleinem Dampfbedarf und dementsprechend geringen Brennstoffbedarf nur der eine Ke'ssel mit Brennstoff beschickt und der zu dessen Verbrennung erforderliche Teil des Abgasstromes durch¹ entsprechende Einstellung der Abschlußorgane durch diesen Kessel hindurchgeleitet, während der restliche Teil durch den anderen unbeschickten Kessel hindurchgeleitet oder auch an demselben vorbei in die Atmosphäre hinausgelassen wird. Bei größerem Brennstoff bedarf werden beide Kessel mit Brennstoff beschickt. Natürlich können an Stelle von zwei Kesseln auch deren mehrere vorhanden sein. Die Anordnung kann auch so getroffen sein, daß die nacherhitzten und die nicht nacherhitzten Abgase gesondert, und zwar in veränderlichem Verhältnis ein und denselben Kessel durchströmen.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:"

   Verfahren zur Verwertung der in den Abgasen von Venbrennung'skraftmaschinen enthaltenen Wärme nach dem Patent 338454, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der höchst, erreichbaren Vermehrung des Wärmeinhalts nur ein Teil der Abgase zur Verbrennung der jeweils erforderlichen Brennstoffmenge herangezogen und dieser Teil vom andern Teil gesondert über die Heizflächen von Wärmeaustauschvorrichtungen geleitet wird, das Ganze zum Zweck, durch diesen auf mögliehst hohe Temperatur zu bringenden Teil der Abgase das Wärmegefälle und damit den Wärmedurchgang in der Wärmeaustauschvorrichtung zu erhöhen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.