DE7018346U - DEVICE FOR COMBUSTION OF THE COMBUSTIBLE COMPONENTS OF AN EXHAUST GAS. - Google Patents

DEVICE FOR COMBUSTION OF THE COMBUSTIBLE COMPONENTS OF AN EXHAUST GAS.

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    • F28D21/00Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D21/0001Recuperative heat exchangers
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Description

1138 D /1138 D /

J. Eberspächer 73 Esslingen/N., den 7. Febr. 1974J. Eberspächer 73 Esslingen / N., February 7, 1974

Eberspächerstraße 24Eberspächerstrasse 24

Einrichtung zur Verbrennung der brennbaren Bestandteile eines AbgasesDevice for the combustion of the combustible components of an exhaust gas

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Verbrennung der brennbaren Bestandteile eines Abgases in dem von dem Abgas durchströmten Raum. Derartige Einrichtungen finden vorzugsweise bei Verbrennungsmotoren Anwendung, um auf diese Weise eine Abgasentgiftung zu erreichen.The invention relates to a device for burning the combustible Components of an exhaust gas in the space through which the exhaust gas flows. Such devices are preferably found in internal combustion engines Application to achieve exhaust gas detoxification in this way.

Es sind Anordnungen bekannt, die direkt hinter den Auspuffventilen eines Verbrennungsmotors angeordnet sind und die aus Wirbi\körpern und Wärmespeicher einrichtungen bestehen, weiche in glühendem Zustand die schädlichen Teile der durchströmenden Verbrennungsgase vollständig verbrennen sollen. Dies soll bei den bekannten Anordnungen dadurch erreicht werden, daß das Verbrennungsgemisch der Verbrennungsmotoren mager eingestellt ist (JL « 1, 05.... 1,1) wodurch die Verbrennungsgase den Motor mit einem gewissen Luftüberschuß verlassen. Der in den Vc rbrennungsgasen noch befindliche Sauerstoff verbrennt bei diesen Einrichtungen mit den brennbaren Restgasen an den glühenden Teilen d<^ Nachverbrennungseinrichtung.There are known arrangements which are arranged directly behind the exhaust valves of an internal combustion engine and the bodies of Wirb i \ and consist heat storage facilities, soft in glowing state, the harmful components of the passing combustion gases to burn completely. In the known arrangements, this is to be achieved in that the combustion mixture of the internal combustion engines is set to be lean (JL «1.05 .... 1.1), whereby the combustion gases leave the engine with a certain excess of air. The oxygen still in the combustion gases burns in these devices with the combustible residual gases on the glowing parts of the afterburning device.

Die bekannten Nachverbrennungs einrichtungen haben den erheblichen Nachteil, daß sie sehr aufwendig in der Bauweise sind und einen relativ hohen Druckverlust, d. h. Gegendruck hinter den Auslaßventilen des Verbrennungsmotors erzeugen. Damit ist die Anwendung derartiger Einrichtungen begrenzt und bei Verbrennungsmotoren niederer bis mittlerer Leistung wegen des Leistungsverlustes teilweise ausgeschlossen.The known afterburning facilities have the considerable Disadvantage that they are very expensive to build and have a relatively high pressure loss, d. H. Back pressure behind the exhaust valves of the Generate internal combustion engine. This means that the use of such devices is limited and in the case of internal combustion engines it is lower to medium Performance partially excluded due to the loss of performance.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Verbrennung der brennbaren Bestandteile eines Abgases aufzuzeigen, dieThe invention is based on the object of a device for combustion to show the combustible components of an exhaust gas that

74 02 07 - 2 -74 02 07 - 2 -

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- 2 - 1138 D - 2 - 1138 D

infolge eines sehr einfachen Aufbaues und geringeren Aufwandes über eine hohe Lebensdauer bei hohem Wirkungsgrad verfügt und die außerdem einfacher auszuwechseln ist.due to a very simple structure and less effort over a has a long service life with high efficiency and which is also easier to replace.

Weiterhin soll die Einrichtung geeignet sein bei Verbrennungsmotoren niederer Leistung und bei Flugzeugtriebwerken die Abgasentgiftung optimal durchzuführen.Furthermore, the device should be suitable for internal combustion engines lower power and optimally carry out exhaust gas decontamination in aircraft engines.

Diese Aufgabe wird erfindungsgeinäß dadurch gelöst, daß in dem von dem Abgas durchströmten Raum ein Wärmerohr angeordnet ist. Eine Alternative zu dieser erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, daß der von dem Abgas durchströmte Raum mindestens über einen Teil seiner Länge als Wärmerohr ausgebildet ist.This object is achieved according to the invention in that in that of the Exhaust gas flowed through space a heat pipe is arranged. An alternative to this solution according to the invention is that of the Exhaust gas flowing through space is designed as a heat pipe at least over part of its length.

Mit der erfindungsgemäßen Einrichtung werden die aufgezeigten Nachteile vermieden, indem z. B. in dem bereits vorhandenen Abgaskrümmer eines Verbrennungsmotors und/oder in das daran anschließende Abgasrohr ohne dessen Dimension wesentlich zu ändern ein Wärmerohr zentral eingebaut wird, das allseits von den Abgasen umströmt ist. Dabei kann das Wärmerohr auch als Wärmeringrohr ausgebildet sein. Der Abgaskrümmer kann dabei nach außen hin isoliert sein oder mit einem Doppelmantel versehen werden. Das Wärmerohr besteht bei der erfindungsgemäßen Anordnung aus einem allseits geschlossenen und evakuierten rohrförmigen Raum, an dessen Innenfläche ein Kapillar gewebe angeordnet ist und das außerdem mit einer gewissen Menge einer verdampfbaren Flüssigkeit gefüllt ist, z. B. Natrium oder Kalium. Ein solches Wärmerohr hat die Eigenschaft, die Wärme mit einer ca. 10 -fachen Leitfähigkeit von Kupfer zu transportieren, wodurch der Temperaturgraddient über die ganze Länge des Wärmerohres nahezu gleich 0 ist. Dieses Wärmerohr wird bei der erfindungsgemäßen Einrichtung durch die Abgase in extrem kurzer Zeit zum Glühen gebracht, wobei es über seiner ganzen Länge die selbe Temperatur von z. B. 800 - 1000 C aufweist.With the device according to the invention, the disadvantages indicated are eliminated avoided by z. B. in the existing exhaust manifold one Internal combustion engine and / or in the adjoining exhaust pipe without significantly changing its dimensions a central heat pipe is installed, which is surrounded on all sides by the exhaust gases. Here can the heat pipe can also be designed as a heat ring pipe. The exhaust manifold can be insulated from the outside or provided with a double jacket. The heat pipe consists in the invention Arrangement of a completely closed and evacuated tubular space, on the inner surface of which a capillary tissue is arranged and which is also filled with a certain amount of a vaporizable liquid, e.g. B. sodium or potassium. Such a heat pipe has the property of transporting heat with a conductivity of approx. 10 times that of copper, whereby the temperature gradient serves is almost equal to 0 over the entire length of the heat pipe. This heat pipe is in the device according to the invention through the exhaust gases brought to glow in an extremely short time, where it is over its entire length the same temperature of z. B. 800 - 1000 C.

Durch diese erfindungsgemäße Einrichtung zur Verbrennung der brennbaren Bestandteile eines Abgases in dem von dem Abgas durchströmtenBy this inventive device for burning the combustible Components of an exhaust gas in which the exhaust gas flows through

74 02 07 - 3 -74 02 07 - 3 -

7Q1S346-Z.5.H7Q1S346-Z.5.H

- 3 · ;,;, 1138 D- 3 ·;,;, 1138 D

Raum mittels eines Wärmerohres wird ferner erreicht, daß die Verbrennungsgase auf einer relativ langen Wegstrecke im Verlauf des Abgaskrümmers und/oder des Abgasrohres mit dem glühenden Wärmerohr zur neaktioneveirbitsiniuiig in Berührung stehen, wodurch «ine sehr gute Restverbrennung insbesondere der CO- und NO-Anteile erzielt wird. Weiterhin entstehen die Vorteile eines einfachen Aufbaues der Anlage, einer kleinen Bauweise und eines kleinen Druckverlustes in den Abgasleitungen. Space by means of a heat pipe is also achieved that the combustion gases on a relatively long distance in the course of the exhaust manifold and / or the exhaust pipe with the glowing heat pipe to be in contact with the reaction, which makes them very good residual combustion, in particular of the CO and NO components, is achieved. Furthermore, there are the advantages of a simple structure of the system, a small construction and a small pressure loss in the exhaust pipes.

In einer Weiterführung der vorliegenden Erfindung hat es sich als zweckmäßig erwiesen, daß zur Halterung des Wärmerohres in den von dem Abgas durchströmten Raum Stege vorgesehen sind, die als Wirbeloder Drallkörper ausgebildet sind. Durch diese erfindungsgemäße Anordnung wird erreicht, daß die Abgase, deren brennbare Bestandteile verbrannt werden sollen, eine längere Verweilzeit an dem glühenden Wärmerohr aufweisen.In a further development of the present invention, it has proven to be expedient proved that webs are provided to hold the heat pipe in the space through which the exhaust gas flows, which act as vortices or Swirl bodies are formed. By this arrangement according to the invention it is achieved that the exhaust gases, the combustible components of which are to be burned, have a longer residence time on the glowing heat pipe exhibit.

Weiterhin hat es sich als zweckmäßig erwiesen, daß der von dem Abgas durchströmte Raum nach außen mit einer Wärmeisolation versehen ist. Diese Maßnahme ist insbesondere bei der Anwendung in Kraftfahrzeugen besonders vorteilhaft, da hierdurch eine Aufheizung der Umgebung vermieden wird. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann außerdem der von dem Abgas durchströmte Raum als Doppelmantel ausgebildet sein. Auch diese Maßnahme ist im Hinblick auf die Wärmeisolation gegenüber der Anlage erforderlich.Furthermore, it has proven to be useful that the from the exhaust gas The space through which the air flows is provided with thermal insulation to the outside. This measure is particularly useful when used in motor vehicles particularly advantageous because this prevents the surroundings from heating up. According to the present invention, the The space through which the exhaust gas flows can be designed as a double jacket. This measure is also with regard to the thermal insulation compared to the Plant required.

Die vorliegende Erfindung eignet sich in besonderer Weise zur Anwendung in Kraftfahrzeugen und in Flugzeugen, bei denen der Anteil an brennbaren Bestandteilen des Abgases besonders hoch sind.The present invention is particularly suitable for use in motor vehicles and in aircraft in which the proportion of combustible components in the exhaust gas is particularly high.

Schließlich kann auch in der erfindungsgemäßen Einrichtung ohxte besonderen Aufwand vor dem Wärmerohr zusätzlich Luft zugeführt werden. Diese kann z. B. durch Anordnen eines Luftgebläses erreicht werden ! oder durch Schlitze in dem Abgasrohr durch die nach dem Ejelctorprinzip Verbrennungsluft angesaugt wird«Finally, ohxte can also be special in the device according to the invention Additional air must be supplied in front of the heat pipe. This can e.g. B. can be achieved by arranging an air blower! or through slots in the exhaust pipe through the Ejelctor principle Combustion air is sucked in "

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Einzelheiten und Weiterbildungen der Erfindung sind anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert und beschrieben.Details and developments of the invention are based on the in Drawing illustrated embodiment explained and described in more detail.

Das Aueftthrungebeispiel stellt die erfindungsgemäße Einrichtung bei einem Kraftfahrzeug dar. An den Abfiskrümmer (1) ist über den Flansch (2) das Abgasrohr (3) angeschlossen. In dem von den, Abgas durchströmten Raum (4) ist das Wärmerohr bzw. das Wärmeringrohr (5) angeordnet. Stege (6), die als Wirbel- oder Drehkörper (7) ausgebildet sind, halten das Wärmerohr (5) in der vorgesehenen Lage, und bringen das Abgas beim Umströmen des Wärmerohres (5) mit diesem in innige Berührung. Für Anordnungen, bei denen sich als zweckmäßig erweist, noch zusätzliche Verbrennungsluft zuzuführen, kann in Strömungsrichtung gesehen vor dem Wärmerohr noch ein Stutzen (9) an dem Abgasrohr oder dem Abgaskrümmer (1) vorgesehen sein, an den ein Luftgebläse anzuschließen ist.The implementation example provides the device according to the invention a motor vehicle. To the exhaust manifold (1) is via the flange (2) the exhaust pipe (3) connected. In that of the, exhaust gas flowed through Space (4) is the heat pipe or the heat ring pipe (5). Hold webs (6), which are designed as vertebral or rotating bodies (7) the heat pipe (5) in the intended position, and bring the exhaust gas into intimate contact with it as it flows around the heat pipe (5). For arrangements in which it proves to be expedient to supply additional combustion air, it can be seen in the direction of flow A connecting piece (9) on the exhaust pipe or the exhaust manifold (1), to which an air blower can be connected, can be provided in front of the heat pipe is.

Eine Wärmeisolation (8) bildet einen Schutz, um eine unerwünschte Wärmeabstrahlung zu verhindern.A thermal insulation (8) forms a protection to prevent undesired heat radiation.

IA ΙΛΟ η=7 IA ΙΛΟ η = 7

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701II4I-I.L»701II4I-I.L »

Claims (3)

1) Einrichtung zur Verbrennung der brennbaren Bestandteile eines Abgases in dem von dem Abgas durchströmten Raum, dadurch gekennzeichnet , daß in dem von dem Abgas durchströmten Raum (4) ein Wärmerohr (5) angeordnet ist.1) means for combustion of the combustible components of an exhaust gas in the flow-through from the exhaust space, characterized labeled in ze ichnet that a heat pipe (5) is disposed in the flow-through from the exhaust space (4). 2} Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der von dem Abgas durchströmte Raum (4) mindestens über einen Teil seiner Länge als Wärmerohr (5) ausgebildet ist.2} device according to claim 1, characterized in that the The space (4) through which the exhaust gas flows is designed as a heat pipe (5) over at least part of its length. 3) Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem von dem Abgas durchströmten Raum (4) das Wärmerohr (5) haltende, als Wirbel- oder Drallkörper (7) ausgebildete Stege (6) angeordnet sind.3) Device according to claim 1 or 2, characterized in that in the space (4) through which the exhaust gas flows, webs (6) which hold the heat pipe (5) and are designed as vortices or swirl bodies (7) are arranged. 74 02 0774 02 07 BntcH-Nr. 0 24'*BntcH no. 0 24 '* 7011341-t L Λ7011341-t L Λ
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