DE694224C

DE694224C - Heating device for the heavy oil-air mixture of internal combustion engines

Info

Publication number: DE694224C
Application number: DE1936R0097923
Authority: DE
Inventors: Carl Riedlinger
Original assignee: ROHOELVERGASER GmbH
Current assignee: ROHOELVERGASER GmbH
Priority date: 1936-11-26
Filing date: 1936-11-26
Publication date: 1940-07-27

Description

Die Erfindung betrifft eine Heizvorrichtung für das Schweröl-Luft-Gemisch von Brennkraftmaschinen, insbesondere Kraftfahrzeugmotoren, die zugleich für den Betrieb mit Leichtöl-Luft-Gemisch eingerichtet sind und mit Leichtöl-Luft-Gemisch angelassen, im Dauerbetrieb aber mit Schweröl-' Luft-Gemisch betrieben werden.
Die neue Heizvorrichtung gehört zu jenerThe invention relates to a heating device for the heavy oil-air mixture of internal combustion engines, in particular motor vehicle engines, which are also set up for operation with a light oil-air mixture and started with a light oil-air mixture, but in continuous operation with a heavy oil-air mixture operate.
The new heater is one of them

ίο an sich bekannten Gattung, bei der das Gemisch einer von den Auspuffgasen der Maschine im Gegenstrom durchzogenen, um eine zentrale Auspuffgaszuleitung konzentrisch angeordneten und mehrere Kammern aufweisenden Heizvorrichtung zugeführt wird, um durch die von den Auspüffgasen abge- · gebene Wärme aufgeheizt zu werden.ίο known genus in which the mixture one of the exhaust gases of the machine permeated in countercurrent to one central exhaust gas feed line arranged concentrically and having several chambers Heating device is supplied to through the exhaust gases given heat to be heated.

Die bisher bekanntgewordenen Vorrichtungen dieser Art genügten noch nicht für einwandfreien Dauerbetrieb mit Schweröl-Luft-Gemisch. Es war insbesondere nicht völlig zu vermeiden, daß unzerstäubtes oder unvergastes Schweröl in die Motorenzylinder mitgerissen wurde und dort klebrige oder harte Ablagerungen hervorrief, was nach verhältnismäßig kurzer Betriebsdauer umständliche Reinigungsarbeiten nötig machte.The previously known devices of this type were not yet sufficient for proper functioning Continuous operation with a heavy oil-air mixture. In particular, it could not be completely avoided that non-atomized or non-gassed Heavy oil has been carried away into the engine cylinders and becomes sticky or hard Caused deposits, which was cumbersome after a relatively short period of operation Made cleaning work necessary.

Bei den verhältnismäßig einfachen Heizeinrichtungen, bei denen die Auspuffgase in im wesentlichen gleichbleibender Strömungsrichtung durch eine Reihe von gleichgerichteten Kanälen oder Röhren geleitet wurden, _ die von außen vom Schweröl-Luft-Gemisch, bestrichen wurden, war die ,Wärmeabgabe der Auspuffgase an das Gemisch ungenügend, um den Betriebsstoff in befriedigender Weise zu verdampfen.With the relatively simple heating devices, in which the exhaust gases flow in an essentially constant flow direction passed through a series of rectified canals or tubes, _ which were coated from the outside by the heavy oil-air mixture, was the heat emission of the Exhaust gases to the mixture insufficient to supply the fuel in a satisfactory manner evaporate.

"Bei anderen Vorrichtungen wurden die Auspuffgase in einen Kessel .geleitet, gegen dessen Boden sie strömten, um dort abgelenkt zu werden und entgegen der Zuströmung in den Kessel wieder aus dem Kessel zurück-"In other devices, the exhaust gases were directed into a boiler, against the bottom of which they streamed in order to be deflected there and against the inflow in the boiler back out of the boiler-

und auszutreten. Auf die Außenfläche des Kessels wurde das Schweröl-Luft-Gemisch geleitet, um erhitzt zu werden. Auch hierbei war eine genügende Heizwirkung nicht zu erreichen, weil die Stauung der Auspuffgase in dem Kessel den Zutritt neuer Gase und die gründliche Bespülung der Kesselwand behinderte. and leave. The heavy oil-air mixture was directed onto the outer surface of the boiler, to be heated. Here, too, a sufficient heating effect could not be achieved, because the stagnation of the exhaust gases in the boiler allows the entry of new gases and the thorough purging of the boiler wall prevented.

Bei einer weiteren bekannten Ausführung to war man bestrebt, sowohl den Auspuffgasen als auch dem Schweröl-Luft-Gemisch einen labyrinthähnlichen Weg zu geben. Zu diesem Zweck baute man Heiz- bzw. Wärmeaustauschvorrichtungen mit vielen Kammern, Kanälen usw. sowie Einrichtungen zur Umkehrung der Strömungsrichtung. Allein die Vorrichtungen dieser Art hatten den schwerwiegenden Nachteil, daß sie infolge mehrfacher Strömungsverengungeri große Strömungswiderstände besaßen, so" daß die Gefahr einer Verschmutzung nach verhältnismäßig kurzer Betriebsdauer bestand. Sie konnten ferner nicht ohne umständliches- Auseinandernehmen wieder gereinigt werden. Gemäß der Erfindung ist es gelungen, alle diese Nachteile zu vermeiden und selbst besonders schwer verdampfbare Betriebsstoffe, wie z.B. Dieselöl, Braunkohlenteer öl u. dgl., derart zuverlässig zu verdampfen, daß ein für Betrieb mit Leichtöl-Luft-Gemisch gebauter Motor, nachdem er mit Leichtöl-Luft-Gemisch angelassen ist, im Dauerbetrieb, mit Schweröl'Luft-Gemisch gespeist, in einwandfreiem Dauerbetrieb weiterlaufen kann, ohne daß -störende Ablagerungen in ihm vorkommen. Die Heizvorrichtung selbst ist erfindungsgemäß so gestaltet worden, daß sie an allen Umlenkstellen sehr reichliche Querschnitte zur Verfügung stellt, eine besonders ausgiebige Bespülung von den Auspuffgasen beheizten Wänden erzielt und in einfachster Weise nötigenfalls auseinandergenommen, gereinigt und wieder' zusammengefügt werden kann, ohne daß dazu eine längere Außerbetriebnahme nötig wäre.In another known version, efforts were made to use both the exhaust gases as well as to give the heavy oil-air mixture a labyrinthine path. To this The purpose was to build heating or heat exchange devices with many chambers, channels, etc., as well as devices for reversing the direction of flow. Only the devices of this kind had the serious one Disadvantage that they have large flow resistances due to multiple flow constrictions possessed so "that the risk of pollution according to proportion short operating time. Furthermore, they could not do so without taking them apart be cleaned again. According to the invention it has been possible to avoid all these drawbacks and in particular consumables that are difficult to evaporate, such as diesel oil, lignite tar oil and the like, to evaporate so reliably that a built for operation with light oil-air mixture Engine, after it has been started with a light oil-air mixture, in continuous operation, with a heavy oil-air mixture fed, can continue to run in perfect continuous operation without - there are disturbing deposits in it. The heating device itself is according to the invention have been designed so that they have very ample cross-sections at all deflection points provides a particularly extensive purging heated by the exhaust gases Walls achieved and, if necessary, dismantled and cleaned in the simplest possible way and can be reassembled without the need for a longer period of inactivity would be necessary.

Im wesentlichen besteht die Erfindung darin, daß an ein zentrales, von den Abgasen durchströmtes mittleres Rohrstück der Heizvorrichtung eine durch eine Prall- oder Umkehrwand abgeschlossene kammerartige Erweiterung angeschlossen ist und von dieser ausgehend ein das mittlere Rohrstück ringförmig mit Zwischenraum umgebendes Rohrbündel, das in einen Sammelraum für die Heizgase und aus diesem in die Auspuffleitung mündet, während das Schweröl-Luft-Gemisch gegen die Außenseite der Prallwand zugeführt und über ein Rohrbündel, das die kammerartige 'Erweiterung der Heizleitung ringförmig durchdringt, in den durch einen Außenmantel umschlossenen Zwischenraum zwischen dem mittleren Rohrstück und dem abgasdurchströmten Rohrbündel zum Motor geleitet wird.Essentially, the invention consists in that to a central, of the exhaust gases through which the central pipe section of the heating device flows through a baffle or reversing wall closed chamber-like extension is connected and starting from this, the middle pipe section is annular with a space surrounding the tube bundle, which enters a collecting space for the heating gases and from this into the exhaust line opens, while the heavy oil-air mixture is fed against the outside of the baffle wall and via a tube bundle that the chamber-like 'extension of the heating cable penetrates ring-shaped, in the by a Outer jacket enclosed space between the middle pipe section and the pipe bundle through which exhaust gas flows to the engine is directed.

Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnüng veranschaulicht.An embodiment is illustrated in the drawing.

Fig. ι zeigt die neue Einrichtung teilweise im Schnitt.Fig. Ι shows the new device partially in section.

Fig. 2 ist ein Längsschnitt nach Linie II-II der Fig. 3. .Fig. 2 is a longitudinal section along line II-II of Fig. 3..

Fig. 3 ist ein Schnitt nach Linie III-III, Fig. 4 ein Schnitt nach Linie IV-IV, Fig. S ein Schnitt nach Linie V-V, Fig. 6 ein Schnitt nach Linie VI-VI, Fig. 7 ein Schnitt nach Linie VII-VII der Fig. 2.Fig. 3 is a section along line III-III, Fig. 4 is a section along line IV-IV, Fig. S is a section along line V-V, Fig. 6 is a section along line VI-VI, Fig. 7 is a section along line VII-VII of the Fig. 2.

Die dargestellte Einrichtung ist dazu bestimmt, in die Auspuffsammelleitung 1 des Motors eingeschaltet zu werden. Zu diesem Zweck ist sie mit einem Einlaßstutzen 2 versehen, der mit der Auspuffleitung 1 durch Anflanschen verbunden werden kann.The device shown is intended to be in the exhaust manifold 1 of the Motor to be turned on. For this purpose it is provided with an inlet port 2, which can be connected to the exhaust pipe 1 by flanging.

Der Einlaßstutzen 2 setzt sich in dem Kessel 3 der Verdampferanordnung als Rohrkrümmer 4 und achsparalleles Rohr S fort.The inlet port 2 is set in the boiler 3 of the evaporator arrangement as a pipe bend 4 and axially parallel tube S continues.

An das Rohr 5 schließt sich eine kammerartige Erweiterung 6 an, die durch eine Prallwand 7 abgeschlossen ist.A chamber-like enlargement 6 adjoins the tube 5, which is formed by a baffle wall 7 is complete.

An der Schulter 8, die dadurch entstanden ist, daß der Kammer 6 ein größerer Durchmesser gegeben ist, als dem inneren rohrförmigen Teil 5 entspricht, sind Röhrchen 9 angeschlossen, die das Rohrstück 5 mit Zwischenraum, umgeben" und in den zwischen Rohrstück 5 bzw. Rohrkrümmer 4 und Kessei 3 gebildeten Sammelraum 10 ausmünden, derart, daß die Abgase, wie durch dick gezeichnete Pfeile angedeutet, zunächst das mittlere Rohrstück 5 durchströmen, dann gegen die Prallwand 7 treffen und von hier abgelenkt durch die Röhrchen 9 in den Sammelraum 10 und weiter in das Auspuffrohr 11 strömen.On the shoulder 8, which resulted from this is that the chamber 6 is given a larger diameter than the inner tubular Part 5 corresponds, tubes 9 are connected, which the pipe section 5 with space, surrounded "and in between the pipe section 5 or pipe elbow 4 and Kessei 3 formed collecting space 10 open out in such a way that the exhaust gases, as drawn by thick Arrows indicated, first flow through the middle pipe section 5, then hit against the baffle wall 7 and from here deflected by the tubes 9 into the collecting space 10 and further into the exhaust pipe 11 stream.

Die Zuführung des zu beheizenden Schweröl-Luft-Gemisches, erfolgt durch ein zentral an den üblichen Vergaser angeschlossenes Rohr 12 und einen gleichachsigen, der Prallwand 7 vorgeordneten Stutzen 13 am Kessel 3. In die Prallwand 7 sind im Kreise angeordnete Röhrchen 14 und 15 eingesetzt, von denen die einen, 14, im wesentlichen achsparallel, die anderen, 15, divergierend liegen. Diese Röhi'-chen 14 und 15 münden in den Zwischenraum zwischen den abgasdurchströmten Röhrchen 9, dem inneren Rohr stück 5 und einem über den Kessel geschobenen Außenmantel 16.The heavy oil-air mixture to be heated is supplied via a central the usual carburetor connected pipe 12 and an equiaxed pipe, the baffle 7 upstream nozzle 13 on the boiler 3. In the baffle 7 are arranged in circles Tubes 14 and 15 used, one of which, 14, essentially axially parallel, the others, 15, lie diverging. These Röhi'-chen 14 and 15 open into the space between the tubes 9 through which exhaust gas flows, the inner pipe piece 5 and an outer jacket 16 pushed over the boiler.

Letzterer ist mittels einer Überwurfmutter 17 an eine Schulter 18 des Kessels herangezogen und läuft andererseits in einem mit Außengewinde versehenen Rohrstutzen 31 aus, iao an welchem mittels Überwurfmutter 19 das Gemischzuleitungsrohr 12 befestigt wird.The latter is pulled to a shoulder 18 of the boiler by means of a union nut 17 and on the other hand runs out in an externally threaded pipe socket 31, iao on which by means of union nut 19 the Mixture feed pipe 12 is attached.

In dem Stutzen 31 ist der Stutzen 13 des Kessels 3 axial verschieblicli gelagert, so daß er seiner Wärmeausdehnung folgen kann.The connecting piece 13 is located in the connecting piece 31 of the boiler 3 mounted axially verschieblicli so that it follow its thermal expansion can.

Der Außenmantel 16 läuft oben in einen Auslaßstutzen 20 aus, an welchen das zu den Motorenzylindern führende Rohr 21 angeschlossen ist. Unten besitzt der Außenmantel eine trogartige Erweiterung'22, die durch einen Siebboden 23 abgedeckt sein kann und an welchen unten ein Ablaßhahn 24 angeschlossen ist.The outer jacket 16 ends at the top in an outlet connection 20 to which the pipe 21 leading to the engine cylinders is connected. At the bottom the outer jacket has a trough-like extension 22 which can be covered by a sieve bottom 23 and to which a drain cock 24 is connected at the bottom.

Durch das Rohr 12 wird mit Luft vermischtes Schweröl zugeführt und strömt, wie ■5 durch dünn gezeichnete Pfeile angedeutet, zunächst gegen die Prallwand 7, wird dort stark erwärmt, sodann verteilt sich der Gemischstrom in die Röhrchen 14 und 15, die von außen von den Auspuffgasen kräftig umspült werden und infolgedessen geeignet sind, die Wärme der Auspuffgase in wirksamer Weise auf das die Röhrchen durchströmende Brenngemisch zu übertragen.Heavy oil mixed with air is supplied through the pipe 12 and flows as ■ 5 indicated by thin arrows, initially against the baffle 7, becomes strong there heated, then the mixture flow is distributed in the tubes 14 and 15, which of are vigorously washed around the outside of the exhaust gases and are therefore suitable for the Heat the exhaust gases effectively on the combustion mixture flowing through the tubes transferred to.

Hierauf umspült das Brenngemisch die heißen, innen von den Auspuffgasen durchströmten Röhrchen 9, fließt unter im wesentlichen radialer Ablenkung in den Innenraum des Außenmantels 16 und von diesem zu den Motorenzylindern im verdampften Zustand. Ein Röhrchen 30 ■ ist zweckmäßig in der Mitte der Prallwand 7 angeschlossen und durch den Innenraum des zentralen Rohrstückes 5 und durch dessen Mantel nach außen in den Zwischenraum zwischen Röhrchen 9, Rohrstück 5 und Außenmantel 16 geführt. Dieses, einer besonders starken Erhitzung ausgesetzte. Röhrchen 30 ergibt eine weitgehende Verdampfung und ermöglicht dadurch beim Anlassen eine sehr rasche Inbetriebnahme der Schwerölzuführung.Thereupon the combustion mixture washes around the hot exhaust gases flowing through from the inside Tube 9 flows with a substantially radial deflection into the interior of the outer shell 16 and from this to the Engine cylinders in the vaporized state. A tube 30 ■ is useful in the Connected in the middle of the baffle 7 and through the interior of the central pipe section 5 and passed through its jacket to the outside into the space between the tube 9, pipe section 5 and outer jacket 16. This, exposed to a particularly strong heat. Tube 30 gives one extensive evaporation and thus enables a very quick start-up when starting the heavy fuel oil supply.

Die Endwand 25 des Raumes zwischen zentralem Rohr 5 und Außenmantel 16 unterstützt die Ablenkung des Gemischstromes. Schräg gestellte, schaufelartige Erhöhungen 26 auf dem mittleren Rohr 5 wirken afs Ablenkflächen auf das Brenngemisch und zugleich . als wärmeübertragende Rippen.The end wall 25 of the space between the central tube 5 and the outer jacket 16 is supported the deflection of the mixture flow. Inclined, shovel-like elevations 26 deflecting surfaces act on the central tube 5 on the fuel mixture and at the same time. as heat transferring fins.

Bemerkenswert ist nun, daß der Raum, in welchem das Brenngemisch am stärksten erhitzt wird (auf 350° und gegebenenfalls noch mehr), wo also hauptsächlich die Verdampfung stattfindet, am Kessel 3 außen, liegt,- so daß also etwaige Ablagerungen fester oder klebriger Rückstände sich außen an leicht zugänglicher Stelle ansetzen.It is noteworthy that the room in which the fuel mixture heats up the most is (to 350 ° and possibly even more), so where mainly the evaporation takes place, on the outside of the boiler 3, - so that any deposits solid or sticky residues build up on the outside in an easily accessible place.

■ Um sie zu entfernen, genügt es, die Gemischzuführung zeitweise abzusperren. Dadurch wird die Außenwand des Rohrstückes 5 sowie das Röhrchen 9 so heiß, daß die etwa vorhandenen Ablagerungen in großen Stücken abblättern und zu Boden fallen.■ To remove them, it is sufficient to shut off the mixture supply temporarily. Through this the outer wall of the pipe section 5 and the tube 9 is so hot that the approximately Existing debris will peel off in large pieces and fall to the ground.

Nach längerer Betriebsdauer können diese besonders wirksamen Außenflächen dadurch leicht zugänglich gemacht werden, daß nach Lösen der Überwurfmutter 17 der Außenmantel 16 in axialer Richtung vom Kessel 3 abgezogen wird, worauf die etwa der Reinigung bedürfenden Flächen vollkommen zugänglich gemacht sind.After a long period of operation, these particularly effective external surfaces can be used be made easily accessible that after loosening the nut 17 of the outer jacket 16 is withdrawn from the boiler 3 in the axial direction, whereupon the cleaning required areas are made fully accessible.

Infolge der besonders zweckmäßigen Führung der heißen Abgase und des zu verdampfenden Gemisches ist das Gewicht der Heizvorrichtung verhältnismäßig klein, die zu erhitzenden Werkstoffmassen sind gering und daher die zur jeweiligen Inbetriebnahme'der Heizvorrichtung erforderliche Anlaßzeit kurz.As a result of the particularly expedient management of the hot exhaust gases and that to be evaporated Mixture, the weight of the heating device is relatively small, that to be heated The material masses are small and therefore those required for the respective commissioning Heating device required starting time short.

Wenn man den Fahrzeugmotor zunächst mit leicht zu vergasendem Betriebsstoff, Ben-' zin usw., betreibt, wobei das Gasgemisch beispielsweise durch ein Rohr 27 über eine Umschaltvorrichtung, z.B. einen Dreiweghahn 28, zugeführt wird, kann durch entsprechende Umstellung dieser Umschaltvorrichtung schon nach wenigen Minuten statt Benzin verdampftes Schweröl aus der Leitung 21 dem Motor zugeführt werden, der dann ohne weiteres mit dem billigeren Betriebsstoff weiterläuft. ,If you first run the vehicle engine with fuel that is easy to gasify, Ben- ' zin, etc., operates, the gas mixture for example through a pipe 27 via a switching device, e.g. a three-way valve 28 is supplied, can already be done by changing this switchover device accordingly after a few minutes instead of gasoline evaporated heavy oil from line 21 dem Motor are supplied, which then continues to run without further ado with the cheaper fuel. ,

■ Zweckmäßig wird die Umschaltung mittels einer in Fig. 1 nur angedeuteten Einrichtung 29 auf den Schwerölbetrieb umgeschaltet, wenn ein auf die Erwärmung des Kessels 3 ansprechender Thermostat o.dgl. auf elektrischem Wege das Umstellen der Umschaltvorrichtung veranlaßt. 'The switchover is expedient by means of a device which is only indicated in FIG. 1 29 switched to heavy fuel oil operation if there is an on heating of the boiler 3 appealing thermostat or the like. the switching of the switching device by electrical means caused. '

Claims

Patent claims:

i. Heating device for the heavy oil-air mixture of internal combustion engines, especially for vehicle engines in which the mixture is one of the exhaust gases " the machine traversed in countercurrent to a central exhaust gas feed line arranged concentrically and several Chamber having heating device is supplied, characterized in that to the central, from the exhaust gases flowed through middle pipe section (5) through a baffle and reversing wall w (7) closed chamber-like enlargement (6) and, starting from this, a central pipe section (5) in a ring shape - The interstice surrounding tube bundle (9) is connected, which is in a collecting space (10) for the heating gases and continues to open into the exhaust manifold (11) while the heavy oil-air mixture is fed against the outside of the baffle wall (7) and via a tube bundle (14, 15), which the chamber-like extension (6) of the Heating cable penetrates in a ring, in

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enclosed by an outer jacket (16) Space between the middle pipe section (5) and the pipe bundle (9) through which exhaust gas flows to the engine is directed.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the mixture feed nozzle (13) out to the heater in in the middle of the baffle

(7) connected tube (30) through to the middle pipe piece (5) of the heating cable is passed through directly.

3. Apparatus according to claim 1, characterized characterized in that the middle pipe section (5) on its outer circumference has scoop-like elevations (26) that act as deflecting surfaces for the mixture flow to serve.

1 sheet of drawings