DE7533971U

DE7533971U - DIESEL ENGINE

Info

Publication number: DE7533971U
Application number: DE7533971U
Authority: DE
Original assignee: Waermetechnik Dr Pauli & Co Vertriebs-Kg 8035 Gauting GmbH
Current assignee: Waermetechnik Dr Pauli & Co Vertriebs-Kg 8035 Gauting GmbH
Priority date: 1975-10-25
Filing date: 1975-10-25
Publication date: 1976-04-29

Description

Die Erfindung betrifft eine Rauchgasreinigungsvorriehtung, insbesondere für Brennkraftmaschinen.The invention relates to a flue gas cleaning device, in particular for internal combustion engines.

Bisher war es üblich, die Abgase sowohl beispielsweise eines Dieselmotors ( innere Verbrennung ) als auch einer Gasturbine ( äußere Verbrennung ) direkt in die Atmosphflje auszuschieben. / Up to now it has been customary to expel the exhaust gases of both a diesel engine (internal combustion) and a gas turbine (external combustion), for example, directly into the atmosphere. /

Hierdurch entstand einerseits eine erhebliche, bish· ;r in Kauf genommene Luftverschmutzung, andererseits srheblicher Wärmeverlust der noch eine hohe Enthalpie aufweisenden Abgase. Insbesondere bei großen A erfolgte allerdings bereits eine Rückgewinnury^· der Wärme in gewissem Ausmaß. s This resulted on the one hand in considerable air pollution, which was up to now accepted, and on the other hand in a considerable loss of heat from the exhaust gases, which still have a high enthalpy. In the case of large A in particular, the heat was recovered to a certain extent. s

Es soll nun eine solche Vorrichtung so vjitergebildet werden, daß sich deren Wirkungsgrad erb^'hen und deren Rauchgas weitgehend reinigen läßt; r^d damit für dieSuch a device is now to be developed in this way become that their efficiency and their Flue gas can be largely cleaned; r ^ d so for the

Allgemeinheit ein Gewinn an nutzbarer Energie herbeigeführt wird. Dieses Problem wird in Zukunft immer größere Bedeutung durch die Verteuerung der Brennstoffe einerseits, durch deren qualitative Verschlechterung andererseits gewinnen.A gain in usable energy brought about by the general public will. This problem will become more and more important in the future due to the increase in fuel prices on the one hand, gain on the other hand through their qualitative deterioration.

Diese Aufgabe wird überraschend einfach gelöst durch eine oberhalb eines Dieselmotors angeordnete Nachbrennkammer.This object is achieved in a surprisingly simple manner by means of an afterburning chamber arranged above a diesel engine.

Zweckmäßig ist die Ansaugleitung des Brenners die Dieselmotorabgasleitung. The suction line of the burner is expediently the diesel engine exhaust line.

Zweckmäßig ist die AbgasSammelleitung des Dieselmotors den Brenner der Nachbrennkammer direkt beaufschlagend ausgebildet.The exhaust manifold of the diesel engine is useful designed to act directly on the burner of the afterburning chamber.

Die erfindungsgemäße Maßnahme läßt sich aber auch anwenden, wenn die Abgase einer Gasturbine in einer oberhalb der Gasturbine angeordneten Nachbrennkammer nachverbrannt werden.The measure according to the invention can also be used when the exhaust gases from a gas turbine in a afterburning chamber arranged above the gas turbine.

Im allgemeinen wird man am Brenner Einlasse zum Einführen zusätzlichen Brennstoffes vorsehen.In general, one will insert inlets on the burner provide additional fuel.

Nach einer vorzugsweisen Ausführungsform der Erfindung weist der Brenner eine vom Og-G-ehalt und der Temperatur betätigte Dosiereinrichtung mit Drallschaufelring auf, wobei mit den, insbesondere von außen verstellbaren Schaufeln ein Stellmotor verbunden ist. According to a preferred embodiment of the invention shows the burner one of the Og-G-ehalt and the Temperature-actuated metering device with swirl vane ring, with the, in particular of a servomotor is connected to externally adjustable blades.

Zweckmäßig ist die Dosiervorrichtung eine Gasdrossel mit Schieber bzw. Keil.The metering device is expediently a gas throttle with a slide or wedge.

Die Wärme wird besonders günstig dann ausgenutzt,The heat is used particularly favorably when

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wenn die Nachbrennkammer innerhalb eines Abhitzekessels angeordnet ist.if the afterburning chamber is inside a waste heat boiler is arranged.

Die im allgemeinen eine Temperatur von ca. 400⁰C und einen Op-Gehalt von 10 - 16, insbesondere 15 - 16 # aufweisenden Dieselmotorabgase werden ohne zusätzliche Verbrennungsluftbeigabe, jedoch unter Zuführung von Brennstoff, auf ca. 800⁰C erhitzt und vollständig ausgebrannt. Diese gereinigten Abgase von beispielsweise 800⁰C erzeugen in einem Abhitzekessel von z.B. 67 atü und 51O⁰C hochgespannten Dampf, wobei diese dann den Kessel mit 160⁰C verlassen und vollkommen frei von Rußbestandteilen und Schwelgasen dem Schornstein zugeführt werden.The diesel engine exhaust gases, which generally have a temperature of approx. 400 ^° C. and an Op content of 10-16, in particular 15-16 #, are ^{heated to approx. 800 °} C. without additional combustion air, but with the addition of fuel, and completely burned out. These purified exhaust gases, for example, 800 ⁰ C produce in a waste heat boiler of, for example 67 atm and 51O ⁰ C highly pressurized steam, which is then leaving the boiler at 160 ⁰ C and completely freely supplied from Rußbestandteilen smolder and the chimney.

Der beispielsweise hochgespannte Dampf erzeugt in einer Gegendruckturbine Strom; deren Abdampf wird entweder Verbrauchern zur Verfügung gestellt oder erzeugt über einen Wärmeaustauscher Heiß- bzw. Warmwasser für Heizzwecke. Das Kondensat wird über den Entgaser-Speisewasserbehälter dem Abhitzekessel wieder zugeführt.The high-voltage steam, for example, generates electricity in a back pressure turbine; their exhaust steam is either Provided to consumers or generated hot or warm water for heating purposes via a heat exchanger. The condensate is returned to the waste heat boiler via the degasser feed water tank.

Durch die erfindungsgemäße Maßnahme werden nicht nur die Abgase gereinigt; wichtig ist, daß hochgespannter Dampf für die Stromerzeugung zur Verfugung steht. Damit ist eine solche Anlage den meisten kombinierten Stromerzeugungsanlagen im Hinblick auf die Stromausbeute der eingebrachten Wärmemenge erheblich überlegen.The measure according to the invention not only cleans the exhaust gases; What is important is that it is highly stressed Steam is available to generate electricity. This makes such a system the most combined Power generation systems are considerably superior to the amount of heat introduced in terms of power yield.

Im allgemeinen sind Möglichkeiten vorgesehen, um, falls Defekte an Brenner/Naehbrennkammer/Abhitzekessel auftreten, die Abgase wie bisher direkt in den Schornstein zu leiten. Hierau genügt eine zusätzliche Leitung sowie zwoi Ab-In general, possibilities are provided to, if defects occur in the burner / secondary combustion chamber / waste heat boiler, direct the exhaust gases directly into the chimney as before. An additional line and two outlets are sufficient for this.

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sperrklappen. Da zum Verbrennen des.Brennstoffes in der Brennkammer eine Frischluftbelastung nicht erforderlich ist, da das Abgas aus der Sammelleitung der Brennkraftmaschine bereits z. B. 15 - 16 # Sauerstoff aufweist, ergibt sich hieraus ein weiterer Vorteil.locking flaps. Since the burning of the fuel in the Combustion chamber a fresh air load is not necessary is because the exhaust gas from the manifold of the internal combustion engine already z. B. has 15-16 # oxygen, this results in a further advantage.

Es ist also wichtig, daß die aufgrund von Og-Gehalt und Temperatur betätigte Dosiervorrichtung künstlich, insbesondere motorisch, hinsichtlich des Vordralls verstellbar ausgebildet ist.It is therefore important that the Og content and Temperature-actuated metering device artificially, in particular by motor, with regard to the pre-swirl is adjustable.

Die mit ca. 40O⁰C eintretendenAbgase eines Diesel-The approximately 40O ⁰ C incoming exhaust gases of diesel

motors sind durch Brennstoffzufuhr auf 8O0°0 erhitz-motors are heated to 800 ° 0 by supplying fuel.

Vorteilhaft ist, wenn an der Abgasseite des Dieselmotors ein Flammrohrkessel angeschlossen ist.It is advantageous if a flame tube boiler is connected to the exhaust side of the diesel engine.

Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung sollen nun mit Bezug auf die Fig. 1 und 2 der Zeichnungen näher erläutert werden, in denen:Exemplary embodiments of the invention will now be considered with reference to Figures 1 and 2 of the drawings are explained in more detail in which:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform der Erfindung und Fig. 2 eine zweite Ausführungsform der Erfindung erkennen läßt.FIG. 1 shows a first embodiment of the invention and FIG. 2 shows a second embodiment of the invention leaves.

Nach Fig. 1 der Zeichnungen werden die Abgase aus den einzelnen Zylindern einer Brennkraftmaschine 1 in einer Abgassammelleitung 5 geführt und durch diese , in eine oberhalb der Brennkraftmaschine 1 angeordnete Nachbrennkammer 4· geleitet. Diese treten über einen Brenner 3 in die Nachbrennkammer 4 ein. Der Brenner 3 ist mit Dosiervorrichtungen mit Drallschaufelring ausgestattet. Der Drallschaufelring ist nach dieser Aus-According to FIG. 1 of the drawings, the exhaust gases from the individual cylinders of an internal combustion engine 1 are guided in an exhaust manifold 5 and passed through this into an afterburning chamber 4 arranged above the internal combustion engine 1. These enter the afterburning chamber 4 via a burner 3. The burner 3 is equipped with metering devices with a swirl vane ring. According to this configuration, the swirl vane ring is

führungsform von außen verstellbar. Hierdurch werden die Schaufeln mehr oder weniger stark angelenkt. Es muß künstlich ein Vordrall erzeugt werden, da ein solcher Brenner abhängig vom Og-U-ehalt und der Temperatur regelt, der Og-Gehalt des Abgases aber bei IO - 16 # - gegenüber 21 # bei Frischluft - liegt. Die Verstellung erfolgt motorisch. Der Brennstoff wird gewöhnlich achsparallel durch einen Zerstäuberbecher verteilt. Die heißen Rauchgase durchstreichen in an sich bekannter Wgise die Nachbrennkammer 4, streichen an den Berührungsheizflächen des Abhitzkessels zur Dampf- oder Warmwas s er er ζ eugung vorbei und werden dann einen» nichtdargestellten Schornstein zugeleitet.Durch Absperrklappen 6 ist ein Kurzschließen des Abwärmeaggregate möglich.shape of the guide adjustable from the outside. As a result, the blades are articulated more or less strongly. It A pre-swirl must be generated artificially, as such a burner depends on the Og-U content and the temperature regulates, but the Og content of the exhaust gas at IO - 16 # - opposite 21 # in fresh air - is. The adjustment is motorized. The fuel is usually axially parallel distributed by an atomizer cup. The hot smoke gases strike out in a known manner Wgise the afterburning chamber 4, paint on the contact heating surfaces of the waste heat boiler for steam or hot water generation over and then become a »not shown Chimney fed through butterfly valves 6 a short-circuiting of the waste heat units is possible.

PrinzijLell den gleichen Aufbau zeigt Fig, 2, wobei oberhalb einer Gasturbine 10 eine Nachbrennkammer 40 angeordnet ist. Die einen hohen Sauerstoffanteil aufweisenden Abgase aus der Gasturbine werden zum Brenner 30 der Nachbrennkammer 40 geleitet. Von großem Vorteil ist es, daß hierdurch hochgespannter Dampf erzeugt werden kann. Der hochgespannte Dampf wird für Stromzwecke und anschließend als Fabrikationsdampf bzw. zur Warmwasserbereitnng herangezogen.Principle the same structure is shown in Fig, 2, with above a gas turbine 10, an afterburning chamber 40 is arranged. Those with a high percentage of oxygen Exhaust gases from the gas turbine are directed to the burner 30 of the afterburning chamber 40. Of great advantage it is that through this high-pressure steam can be generated. The high pressure steam is used for electricity purposes and then as production steam or used for hot water preparation.

Zur Stromerzeugung beispielsweise worden Luft und Brennstoff einer Brennkraftmaschine, die einen Stromgenerator treibt, zugeführt. Über die Abgassammelleitungen gelangen die verschmutzten Abgase bei einer für einen Dieselmotor typischen Temperatur von 400⁰C in den Brenner und werdenTo generate electricity, for example, air and fuel are supplied to an internal combustion engine that drives an electricity generator. The polluted exhaust gases reach the burner via the exhaust manifold at a temperature of 400 ^° C. that is typical for a diesel engine and become

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unter Zusatz weiteren Brennstoffes zur Abgasreinigung in der Nachbrennkammer bei Temperaturen von etwa 800 ausgebrannt. Die heißen Rauchgase mit 800⁰C können dann eiiiem Abhitzkessel zugeführt werden, bei dem es sich beispielsweise um einen Hochdruckhochtemperaturkessel an sich beliebiger Bauart, der als Abhitzekessel verwendet wird, handeln kann. Die Rauchgase verlassen den Kessel je nach Kesselbauart zwischen 140 und 160⁰G, insbesondere 160° und werden in den Schornstein 10 geleitet. Handät es sich beim Dampfkessel um einen solchen von 67 atü und Temperaturen von 510⁰C, so wird nach Drosselung eine einen Generator treibende Dampfturbine mit Dampf von 60 ata und 500⁰C beaufschlagt. Da es sich im gewählten Beispiel um eine Gegendruckturbine handelt, verläßt der Dampf die Turbine mit einem Druck von 4 ata und wird beispielsweise als Pabrikationsdampf abgezogen und/oder erzeugt über einen Wärmeaustauscher Heiß- bzw. Warmwasser für Heizzwecke, Das Kondensat wird über einen Entgaser-Speisewasserbehälter 14 als Speisewasser von beispielsweise 105⁰G dem Abhitzekessel wieder zugeführt.burned out with the addition of further fuel for exhaust gas cleaning in the afterburning chamber at temperatures of about 800. The hot flue gases at 800 ⁰ C can then eiiiem waste-heat boilers are fed, which may to a high-pressure high-temperature boiler to be of any design that is used as a waste heat boiler, act, for example. The flue gases leaving the boiler depending on the boiler type between 140 and 160 ⁰ g, in particular 160 ° and passed into the chimney 10th Handät it in the steam boiler to such of 67 atm and at temperatures of 510 ⁰ C, a steam turbine driving a generator with steam of 60 ata and 500 ⁰ C is acted upon by throttling. Since the example chosen is a back pressure turbine, the steam leaves the turbine with a pressure of 4 ata and is drawn off as production steam, for example, and / or generated hot or warm water for heating purposes via a heat exchanger. the feedwater tank 14 is supplied as feed water, for example, 105 G ⁰ again the waste heat boiler.

So ipt es beispielsweise auch möglich, die Gicht- und Abgase, die im hüttentechnischen Betrieb anfallen und zum Teil ganz erhebliche Temperaturen aufweisen, einer solchen Reinigung durch Nachverbrennung zuzuführen, wobei besondere Vorkehrungen im Hinblick auf deren schädliche Inhaltsstoffe wie Schwefel zu treffen sind.For example, it is also possible to control the furnace and exhaust gases that occur in the metallurgical plant and sometimes have very high temperatures, such a cleaning by post-combustion to feed, taking special precautions with regard to their harmful ingredients such as Sulfur are to be met.

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Claims

PROTECTION CLAIMS

1. Diesel engine, characterized by an afterburning chamber arranged above the diesel engine (1) (4).

2. Diesel engine according to claim 1, characterized in that that the suction line of the burner (3) of the afterburning chamber (4) is the diesel engine exhaust line (5) is.

3. Diesel engine according to claim 1, characterized in that that the exhaust manifold (1) in its shape the burner (3) of the afterburning chamber (4) directly is designed to act.

4. Diesel engine according to one of claims 1 or 2, characterized in that the burner (3) of the afterburning chamber (4) has inlets for introducing additional fuel.

5. Diesel engine according to one of the preceding claims, characterized in that the burner has a metering device which can be actuated by the Og content and the temperature with swirl vane ring and that with the blades, in particular, adjustable from the outside a Jtellmotor is connected.

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6. Diesel engine according to one of the preceding claims, characterized in that the afterburning chamber (4) is arranged inside a waste heat boiler.

7. Diesel engine according to claim 5, characterized in that the metering device is a gas throttle with slide or line is.

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