DE8214975U1 - Einrichtung zur abwaermeverwertung fuer verbrennungsmotoren - Google Patents

Description

DlPL-ING. DR. MANFRED RAU DIPL.-PHYS. DR. HRRBERT SCHNECK ZUGELASSENE VERTRETER BEIM EUROPÄISCHEN PATENTAMT

VNR 1o6984 Nürnberg, 21.05.1982

R/St

Motoren-Werke Mannheim Aktiengesellschaft vorm. Benz Abt. I stationärer Motorenbau, Carl-Benz-Straße 5, 68oo Mannheim 1

Einrichtung zur Abwärmeverwertung für Verbrennungsmotoren

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Derartige Einrichtungen sind insbesondere bei sogenannten
Blockheizkraftwerken vorgesehen, bei denen also zum

einen die mechanische Energie des Motors in elektrische
Energie umgesetzt wird, und in denen zum anderen die ^!

Abwärme des Motors für Heizzwecke verwertet wird. Zusatz- .; lieh oder alternativ zum Stromerzeuger können auch Wärmepumpen betrieben werden. Die gattungsgemäß vorausgesetzten ■ für die Abwärmeverwertung wesentlichen Teile sind übli- ;. cherweise direkt an den Verbrennungsmotor angeflanscht, |, und zwar dort,wo jeweils der entsprechende Raum zur Ver- f fügung steht. Es ist auch schon bekannt geworden, die [ Wärmeübertrager unterhalb des Motors anzuordnen. Nachteile * der bekannten Ausgestaltungen liegen darin, daß unterhalb des Motors freier Raum zur Verfügung gestellt werden
muß, daß also der Motor sehr hoch angeordnet werden muß,
daß weiterhin die Anordnung unübersichtlich und damit
die Fertigung aufwendig ist und daß eine zufrieden-

stellende Isolation der wärmetransportierenden und wärmeaustauschenden Teile nur mit großem Aufwand und auch dann nicht in zufriedenstellender Weise möglich ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der gattungsgemäßen Art zu schaffen, die einfach herzustellen und zu montieren ist und die thermisch besonders günstig ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Der Kern der Erfindung liegt darin, daß alle für eine Abwärmeverwertung an einem Verbrennungsmotor wesentlichen Teile in einem gesonderten kompakten schrankartigen Gestell zusammengefaßt werden, d. h. dieser Schrank wird nach Art eines Moduls aufgebaut. Bedingt durch die besondere räumliche Lage und Anordnung der Anschluß-Flansche kann dieses vollkommen vorgefertigte schrankartige Gestell zwischen die bereits vorhandenen Anschlüsse eines Motors einerseits und einer Abgasabführung und eines Heizwasserkreislaufes andererseits geschoben und mit diesen verbunden werden. Eine Demontage ist in gleich einfacher Weise möglich. Durch die kompakte Zusammenfassung aller wesent- j§ liehen Teile in einem rundum isolierten schrankartigen Gestell sind die Wärmeverluste und gleichzeitig auch die Wärmebelästigung der Umwelt auf ein Minimum reduziert. | Dieses schrankartige Gestell ist eine selbständig transportable Einheit, die nur eine relativ geringe Bauhöhe aufweist. Fundamente für diese Einrichtung sind nicht erforderlich. Die Wartungskosten sind gering, da die Zugänglichkeit aller Teile gut ist. Es sind kürzeste Rohrleitungsverbindungen gegeben.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung anhand der Zeichnung,

die eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Einrichtung in geöffnetem Zustand zeigt.

Die in der Zeichnung dargestellte Einrichtung weist ein quaderförmiges, schrankartiges hochkant stehendes Gestell 1 auf, das aus vertikalen Stützen 2 und diese oben und unten verbindenden Querholmen 3 und jeweils die einzelnen Flächen ausfüllenden Isolier-Wänden 4 besteht. Am unteren Ende der Stützen 2 sind Füße 5 angebracht, so daß der von den Isolierwänden 4 umgrenzte Raum frei gegenüber dem Boden 6 ist. Mindestens einige Isolier-Wände 4 sind lösbar mit dem Gestell 1 verbunden, so daß der Innenraum jederzeit und von möglichst vielen Seiten zugänglich ist.

In diesem schrankartigen Gestell 1 sind die Teile in kompakter Anordnung untergebracht, die für die Nutzbarmachung der bei einem Motor anfallenden Abwärme auf einem höchstmöglichen Temperaturniveau notwendig sind. Hierzu sind in dem Gestell 1 ein Motorkühlwasser-Wärmeübertrager und ein Abgas-Wärmeübertrager 8 angeordnet. Dem Motorkühlwasser-Wärmeübertrager 7 wird das Kühlwasser vom Motor über eine Kühlwasser-Vorlaufleitung 9 zugeführt und fließt nach Durchströmen des Kühlwasser-Wärmeübertrages dem Motor wieder über eine Kühlwasser-Rücklaufleitung zu. Die beiden Leitungen 9, 1o weisen jeweils einen Flansch 11, 12 auf. Dem Abgas-Wärmeübertrager 8 werden

die Motorabgase über eine Abgaseintrittsleitung 13 zugeführt, die an ihrem stirnseitigen außerhalb des Gestells liegenden Ende ebenfalls einen Flansch 14 aufweist. Wenn die Einrichtung an einen V-Motor angeschlossen wird, sind entsprechend zwei Abgaseintrittsleitungen 13 mit entsprechenden Flanschen 14 vorzusehen. Alle Flansche 11, 12, sind auf der einem Motor zugewandten Seite in einer

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Ebene angebracht, die bei der vorgesehenen Aufstellung des Gestells 1 auf seinen Füßen 5 vertikal verläuft. Die Flansche 11, 12, 14 sind - zur Erreichung einer gedrängten Bauweise - in geringem Abstand von beispielsweise 1oo bis 2oo mm vor der zugehörigen Isolier-Wand 4 angeordnet.

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Die im Abgas-Wärmeübertrager 8 abgekühlten Abgase werden über eine Abgas-Austrittsleitung 15 abgeleitet, die an ihrem außerhalb des Gestells 1 befindlichen freien Ende mit einem Flansch 16 versehen ist. Bevor die Abgase die Einrichtung durch die Abgas-Austrittsleitung 15 verlassen, durchströmen sie ein oder mehrere, mit dem Abgas-Wärmeübertrager 8 verbundene Schalldämpfer 17.

Die Wärmeübertrager 7, 8 sind mit einer Heizungs-Vorlaufleitung 18 und einer Heizungs-Rücklaufleitung 19 verbunden, durch die Heizwasser zu- bzw. abgeführt wird, auf

ϊ das die Wärme des Motorkühlwassers und der Motorabgase

übertragen werden. Auch diese beiden Leitungen sind an ihren außerhalb des Gestells 1 befindlichen freien Stirn-

i selten mit Flanschen 2o, 21 versehen. \

In dem Motorkühlwasser-Teilkreis sind eine Pumpe 22 und ein Druckausdehnungsgefäß 23 angeordnet. Außerdem ist ein Schieber 24 zur Befüllung des Motorkühlwasserkreises mit Frischwasser vorgesehen. I

Wenn - wie im vorliegenden Fall - zwei Schalldämpfer 17 vorgesehen sind, dann sind diese in Reihe jgeschaltet und mittels eines Übergangskanals 25 miteinander verbunden.

In dem Gestell 1 sind noch weitere kleinere funktionsnotwendige Teile, wie z. B. Kühlwasserregler, Temperaturmeßstellen, Kondensatabführungen, Entlüftungsventile und Reinigungsstutzen vorgesehen.

Auch die Flansche 16, 2o, 21 sind in einer gemeinsamen Ebene angeordnet, und zwar ebenfalls mit geringem Abstand vor der zugeordneten Isolier-Wand 4, wobei die beiden erwähnten Ebenen, in denen die Flansche 11, 12, 14 einerseits und 16, 2o, 21 andererseits angeordnet sind, parallel zueinander verlaufen, so daß das Gestell 1 einfach zwischen vorhandene Anschlüsse eingeschoben und mit diesen verbunden werden kann. Auf der Seite der Flansche 11, 12, 14 handelt es sich hierbei um den Verbrennungsmotor eines sogenannten Blockheizkraftwerks, bei dem auf der dem Gestell 1 abgewandten Seite des Motors mit letzterem ein Generator verbunden ist. Auf der Seite der Flansche 16, 2o, 21 erfolgt der Anschluß an Heizwasserleitungen und an eine Abgasabführleitung.

Claims (2)

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1.J Einrichtung zur Abwärmeverwertung für Verbrennungsmotoren, wobei ein Motorkühlwasser-Wärmeübertrager eine jeweils mit einem Flansch zur Verbindung mit dem Motor versehene Kühlwasser-Vorlaufleitung und eine Kühlwasser-Rücklauf leitung aufweist, wobei weiterhin ein Abgas-Wärmeübertrager vorgesehen ist, der eine Abgas-Eintrittsleitung mit einem Flansch zur Verbindung mit dem Motor und eine Abgas-Austrittsleitung mit einem Flansch zur Verbindung mit einer Abführleitung aufweist, wobei weiterhin mindestens ein mit dem Abgas-Wärmeübertrager verbundener Schalldämpfer vorgesehen ist, wobei weiterhin mit den Wärmeübertragern eine Heizungs-Vorlaufleitung und eine Heizungs-Rücklaufleitung verbunden sind, die Flansche zur Verbindung mit einem Heizungskreislauf aufweisen, und wobei schließlich mit der Motorkühlwasser-Vorlauf leitung und der Motorkühlwasser-Rücklaufleitung eine Pumpe und ein Druckausdehnungsgefäß verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein schrankartiges mit Füßen (5) und Isolier-Wänden (4) versehenes Gestell (1) vorge-

D-8500 NÜRNBERG 91 POSTFACH;^" p4 80·' LANGE·26ΙΐΈ·3ΐ| T^LEFO^-N OS 11/3 71 47 TELEX 06 / 23 965 POSTSCHECK NBG. 1B43 52 -

sehen ist, in dem der Motorkühlwasser-Wärmeübertrager (7) , der Abgas-Wärmeübertrager (8), der mindestens eine Schalldämpfer (17), die Pumpe (22) und das Druckausdehnungsgefäß (23) angeordnet sind, und daß die Flansche (11, 12, 14) der Kühlwasser-Vorlaufleitung (9), der Kühlwasser-Rücklauf leitung (1o) und der Abgas-Eintrittsleitung (13) einerseits und die Flansche (16, 2o, 21) der Abgas-Austrittsleitung (15), der Heizungs-Vorlaufleitung (18) und der Heizungs-Rücklaufleitung (19) andererseits in jeweils einer gemeinsamen, zueinander parallelen, unmittelbar vor der entsprechenden Isolier-Wand (4) außerhalb des Gestells O) befindlichen Ebene angeordnet sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Isolier-Wand (4) lösbar mit dem Gestell (1) verbunden ist.