DE621023C

DE621023C - Waste heat disposers for internal combustion engines

Info

Publication number: DE621023C
Application number: DEH138902D
Authority: DE
Original assignee: Humboldt Deutzmotoren AG
Current assignee: Humboldt Deutzmotoren AG
Priority date: 1934-02-02
Filing date: 1934-02-02
Publication date: 1935-10-31

Description

Abwärmeverwerter für Brennkräftmaschinen Die Erfindung betrifft einen Abwärmeverwerter für Brennkraftmaschinen, bei- dem in den von dien. Abgasen durchströmten Raum Wasserrohre eingebaut sind, die wahlweise nebeneinander- oder hintereinandergeschaltet werden können.Waste heat recyclers for internal combustion engines The invention relates to a Waste heat recyclers for internal combustion engines, both in those of dien. Exhaust gases flowed through Room water pipes are installed, which can be connected either side by side or one behind the other can be.

Bekannte Abwärmeverwerter dienen in der Regel nur einem einzigen Verwendungszweck und sind den Betriebsbedingungen dieses Verwendungszweckes entsprechend ausgebildet. Es sind auch schon Wärmeaustauscher mit Einrichtungen vorgeschlagen worden, die dazu dienen, die Führung .des einen Mittels während des Betriebes verändern zu können, um sie der schwankenden Temperatur oder Menge des andern Mittels anzupassen.Known waste heat recyclers usually only serve a single purpose and are designed according to the operating conditions for this purpose. There have also been proposed heat exchangers with devices that serve to be able to change the management of the one agent during operation, in order to adapt them to the fluctuating temperature or amount of the other remedy.

Im Gegensatz hierzu liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Abwärmeverwerter zu schaffen, der sich wenigstens zwei verschiedenen Betriebsbedingungen ohne jeden Umbau, aber auch ohne jegliche die Bauart verteuernde Ventile oder Schieber, anpassen läßt. Die Erfindung besteht darin, das die Umschaltung des Abwärmeverwerters durch Vertauschen der Wasseramschlußleitungen an dem mit vier Anschlusstellen versehenen Verteilerkopf geschieht, während .die beiden anderen Anschlusstellen durch Blindflanschen geschlossen werden.In contrast to this, the object of the invention is to provide a To create waste heat recycler, which is at least two different operating conditions without any modification, but also without any valves or slides that make the design more expensive, can be adjusted. The invention consists in the switching of the waste heat exchanger by swapping the water connection lines at the one provided with four connection points Distribution head happens, while the other two connection points are made by blind flanges getting closed.

In der Zeichnung ist die Erfin.dun.g in einer Ausführungsform, beispielsweise dargestellt. Abb. i zeit einen Längsschnitt ,durch den Abwärmeverwerter, während die Abb. z und 3 O_uerschnitte nach den Linien II-II bzw. III-III der Abb. i wiedergeben.In the drawing, the invention is in one embodiment, for example shown. Fig. I shows a longitudinal section through the waste heat recuperator, during Fig. z and 3 O_uerschnitte according to the lines II-II and III-III of Fig. i.

In dem wassergekühlten Gehäuse a des Abwärmeverwerters sind U-förmige Rohre b und c parallel zur Längsachse angeordnet. Die U-förmigen Rohre b und c bestehen aus den Rohrenden b1, b2 bzw. cl, c2, die mit dem einen Ende in der Platte d eingewalzt sind, die gleichzeitig die Abschlußplatte für den an dieser Seite offenen Verteilerkopf e bildet. Auf dem anderen Ende sind die Rohrenden bi, b2 und cl, c2 etwas gebogen und miteinander verschweißt. Eine Haltevorrichtung f sorgt dafür, das die Rohre ihre parallele Lage zueinander beibehalten. An dem dem Verteilerkopf e entgegengesetzten Ende des Abwärmeverwerters schließt eine Platte g den Abgasraum h ab. Zu dem Abgasraum h führen Stutzen il, i2, die durch Auspuffrohre mit den einzelnen Zylindern der Brennkraftmaschine verbunden sind-. Aus dem Abwärmeverwerter werden die Abgase durch einen einzigen Austrittsstutzen k abgeführt.In the water-cooled housing a of the waste heat exchanger are U-shaped Tubes b and c arranged parallel to the longitudinal axis. The U-shaped tubes b and c are made from the tube ends b1, b2 or cl, c2, one end of which is rolled into the plate d which are also the end plate for the distributor head which is open on this side e forms. At the other end, the pipe ends bi, b2 and cl, c2 are slightly bent and welded together. A holding device f ensures that the pipes maintain their parallel position to each other. At the opposite of the distributor head e At the end of the waste heat recovery unit, a plate g closes off the exhaust gas space h. To the exhaust space h lead nozzles il, i2, which go through the exhaust pipes with the individual cylinders of the Internal combustion engine are connected. The exhaust gases are passed through from the waste heat exchanger a single outlet nozzle k discharged.

Das Innere des Verteilerkopfes e ist @d'urch eingegossene Wände h und 12, idie an der einen Seite zu einer Wand 1s zusammenlaufen, in drei Teilräume ml, wt2, m2 unterteilt. Die einzelnen Teilräume ml, m2, ms stehen durch die U-förmigen Rohre b und c miteinander in Verbindung. Der Verteilerkopf e besitzt vier Anschlusstellen n1, n2 n3, n4 für das ein- und austretende und von .den Abgasen zu erwärmende Wasser.- Zwei gegenüberliegende Anschlußstellen, also n1 und n3- oder n2 und n4, arbeiten stets zusammen, während zwei von den Anschlußstelleri im Betrieb blind geflanscht sind.The inside of the distributor head e is @ d'by cast-in walls h and 12, which converge on one side to form a wall 1s, into three sub-spaces ml, wt2, m2 divided. The individual subspaces ml, m2, ms stand through the U-shaped Pipes b and c in communication with each other. The distributor head e has four connection points n1, n2 n3, n4 for the one and escaping and from the exhaust gases water to be heated.- Two opposite connection points, i.e. n1 and n3- or n2 and n4 always work together, while two of the connection plates are in operation are blindly flanged.

Der Abwärmeverwerter arbeitet in folgender Weise: Sind beispielsweise die Anschlußstellen ni und n3 an die Wasserzu- und -ableitung angeschlossen und dabei die Anschlußstellen n2 und 7a4 mit Blindflanschen versehen, so strömt das .eintretende Wasser durch die Rohrenden b1 und b2 von dem Raum ml in den Raum M2 und von dort durch .die Rohrenden ci und c2 in den Raum m3, von ,dem aus es an der Anschlußstelle n3 vorbei dem Verwendungsort zugeführt wird. Das Wasser macht bei dieser Art der Schaltung einen langen Weg durch den Abwärmeverwerter und wird dadurch entsprechend hoch erhitzt. Die durchströmende Wassermenge ist durch den Gesamtrohrquerschnitt der Rohrenden b1 bestimmt.The waste heat exchanger works in the following way: Are for example the connection points ni and n3 connected to the water supply and drainage and the connection points n2 and 7a4 are provided with blind flanges, so that flows . Incoming water through the pipe ends b1 and b2 from the room ml into the room M2 and from there through .the pipe ends ci and c2 into space m3, from where it is connected to Connection point n3 is supplied past the place of use. The water contributes this type of circuit goes a long way through the waste heat recuperator and is thereby heated accordingly high. The amount of water flowing through is through the entire pipe cross-section the pipe ends b1 determined.

Genügt eine geringere Erhitzung des Wassers und soll dafür die Wassermenge größer sein oder soll .der Abwärmeverwerter für eine Anlage Verwendung finden, bei der die Temperatur der Abgase sehr hoch ist (z. B. für =Gasmaschinen), so werden die Anschlußstellen n1 und % blind geflanscht und das Wasser dem Abwärzneverwerter durch die Anschlußstelle n2 zugeführt und durch die Anschlußstelle n4 abgeführt. Bei dieser Schaltung ist der Gesamtrohrquerschnitt der vom Wasser durchflossenen Rohre verdoppelt, denn das Wasser strömt aus dem Raum m2 durch die Rohrendern b2, cl und bi, c2 den Räumen ml und m3 zu, die durch die Anschlußstelle n4 und durch das Ineinanderübergehen der Wände h und 1, in die eine Wand 1, zu einem Raum verbunden sind. Die Länge des Wasserweges ist hierbei auf die Hälfte herabgesetzt.If less heating of the water is sufficient and the amount of water should be greater or should the waste heat recovery unit be used for a system in which the temperature of the exhaust gases is very high (e.g. for = gas machines), the connection points n1 and% blindly flanged and the water fed to the waste recycling device through the connection point n2 and discharged through the connection point n4. With this circuit, the total pipe cross-section of the pipes through which the water flows is doubled, because the water flows from room m2 through pipe ends b2, cl and bi, c2 to rooms ml and m3, which pass through junction n4 and through the merging of the walls h and 1, in which a wall 1, are connected to form a room. The length of the waterway is reduced by half.

Däs Umschalten des Abwärmeverwerters kann in dem gewählten Ausführungsbeispiel auch dadurch .geschehen, daß man den Verteilerkopf e zusammen mit der Platte d und den U-förmigen Rohren b und c um go° verdreht an dem Gehäuse a :befestigt und die gleichen Anschlußrohre verwendet. Hierzu ist nur notwendig, 4aß die Befestigungsschrauben des Verteilerkopfes e richtig gegeneinander versetzt sind.Däs switching of the waste heat exchanger can also .geschehen in the selected embodiment that the distributor head e together with the plate d and the U-shaped pipes b and c rotated by go ° attached to the housing a: and the same connecting pipes are used. For this it is only necessary that the fastening screws of the distributor head are correctly offset from one another.

Der neue Abwärmeverwerter ist besonders für Motorbauarten gedacht, die wahlweise als Diesel- oder Gasmaschine betrieben wenden können. Da die Abgase beim Dieselverfahren geringere Temperaturen haben als bei der Verbrennung von Gasluftgemisch, so würden für ein und dieselbe- Motorbauart zwei verschiedene Abwärmeverwerter nötig sein. Durch die Ausbildung gemäß der Erfindung wird dies vermieden, ohne daß ein in seinem Aufbau wesentlich teurerer Abwärmeverwerter notwendig ist.The new waste heat exchanger is especially intended for engine types, which can be operated either as a diesel or gas machine. As the exhaust have lower temperatures in the diesel process than in the combustion of a gas-air mixture, so two different waste heat recyclers would be necessary for one and the same engine design be. By training according to the invention, this is avoided without a much more expensive waste heat recovery is necessary in its structure.

Hinsichtlich der Herstellung bringt die Erfindung den großem Vorteil, daß man für zwei hauptsächlich verlangte Verwendungsarten den gleichen Abwärmeverwerter gebrauchen kann. Die Erfindung ist auch in den Fällen besonders vorteilhaft,- in .denen eine Brennkraftmaschine später von dem einen Verbrennungsverfahren auf das andere umgestellt werden soll. Dabei war es früher notwendig, einen neuen Abwärmeverwerter anzubauen oder den alten umzubauen. Der Abwärmeverwerter gemäß der Erfindung braucht nur mit zwei anderen Stutzen zwischen dien Wasserzu- und -ableitung eingesetzt zu werden, wozu bei dem in der Zeichnung dargestellten Beispiel ,der Verteilerkopf mit dem Rohrensatz um go° .gedreht wird.With regard to production, the invention has the great advantage that that the same waste heat recuperator is used for two main types of use that are required can use. The invention is also particularly advantageous in the cases - in .den an internal combustion engine later from the one combustion process to the others should be converted. In the past, it was necessary to have a new waste heat exchanger to grow or to remodel the old one. The waste heat exchanger according to the invention needs only used with two other nozzles between the water supply and drainage including the distributor head in the example shown in the drawing is rotated with the pipe set by go °.

Die Erfindung ist nicht auf solche Abivärmeverwerter beschränkt, bei denen die Wärmeenergie der Abgase zur Erwärmung von Wasser benutzt wird, sondern sie kann auch bei Einrichtungen Verwendung finden, die beispielsweise zur Vorwärmung von Brennstoff o. dgl. dienen.The invention is not limited to such waste heat recycler where the thermal energy of the exhaust gases is used to heat water, but it can also be used in facilities that are used, for example, for preheating of fuel or the like. Serve.

Claims

PATENT CLAIMS: r. Waste heat recyclers for internal combustion engines the space through which the exhaust gases flow. Water pipes are installed, the can optionally be connected next to one another or one behind the other, characterized in that that the switchover by swapping the water connection lines on the one with four Connection points (El, n2, n3, n4) provided distributor head happens while that the other two connection points are closed by blind flanges.

2. Waste heat utilizer according to claim z, characterized in that the distributor head (e) is divided into three subspaces (ml, M2, m3) by cast walls (Il, 1 " Z3), which are divided by U-shaped water pipes (b, c) are connected in series.

3. Waste heat recycler according to claims z and 2,. characterized in that the four connection points ('cl, n2, n3, n ¢) of the distributor head (e) are opposite in pairs and two each opposite connection points (n1, n3 or n2, n4) for water supply and drainage belong together. q ..

Waste heat exchanger according to claims z to ' 3, characterized in that one connection point (n2) leads to the middle sub-space (m2), while the associated opposite connection point (n4), when blind flanges of the other connection points (n1, n3), the other two sub-spaces ( m1, ms) combined into a single space.

5. Waste heat exchanger according to claims i to q., Characterized in that the tubes (b, c) are rolled into a plate (d) separate from the distributor head (e) , which at the same time .die closing plate for .den open on one side Forms distributor head (s).

6. Waste heat recycler according to claims i to 5, characterized in that when switching over the distributor head (e) is placed rotated by 90 °.