FI57304B - Vaermevaexlare foer med flytande braensle fungerande uppvaemningsapparater - Google Patents

Description

|«|£*»·| rBl ηη KUULUTUSJULKAISU c „ , η / jST& 11 UTLÄGG NINGSSKRI FT 57 30 4 C (45) ayCnii ö ty 10 07 19F0

Patent meddelat V T ^ (51) Ky.ik?/int.ci.3 F 02 N 17/06, B 60 H 1/22 SUOMI —FINLAND (21) P«U*ittlh*k*mui —P*t«nt«n»6knln, 1648/73 (22) Htkemlipilvl—AiMttknlncMlM 22.05.73 * * (23) AlkuplM —Glltl|h«t*d»| 22.05.73 (41) Tulhrt Julktoksl — Bllvlt offantllg q·, ~j.

P»Unttl· j» r«kiat*rih*IIItu· Nlhtlvlkilptnon jt kuul.|ullulMin pvm__

Patent· och reglaterstyrelMn An*6k»n utitfd och uti.ikrtfun pubik«red 31.03.80 (32)(33)(31) Pyydetty vtuelkw*—*^ird priorlwt 29.08.72

Saksan Demokraattinen Tasavalta-Demokratiska Republiken Tyskland(DD) WP 165278 (71) VEB Ölheizgeratewerk Neubrandenburg, Speicherstrasse 3/4, 20 Neubran-denburg, Saksan Demokraattinen Tasavalta-Demokratiska Republiken Tysk-land(DD) (72) Werner Penske, Neubrandenburg, Herbert Wodrich, Neubrandenburg,

Claus Bruckner, Schwerin-Lankov, Saksan Demokraattinen Tasavalta-Demokratiska Republiken Tyskland(DD) (74) Oy Borenius & Co. Ab (54) Lämmönvaihdin nestemäisellä polttoaineella toimiviin lämmityskokeisiin - Värmeväxlare för med flytande bränsle fungerande uppvärmningsapparater

Keksinnön kohteena on lämmönvaihdin nestemäisellä polttoaineella toimiviin lämmitysköjeisiin, joita käytetään moottoriajoneuvoissa polttomoottoreiden esilämmittämiseksi ja samalla myös kuljettajan hytin esilämmittämiseksi. Lämmönvaihtimen rakenne koostuu pääasiassa vaipoistay jotka sama-aksiaalisesti ympäröivät palamiskammiota. Pala· miskaasut virtaavat lämmönvaihtimen läpi niiden sisältämän lämmön talteenottamiseksi. Pakokaasuputkesta virtaavat palamiskaasut johdetaan edelleen myös polttomoottorin öljykopan lämmittämiseksi. Tämän— kaltaisilta lämmitysköjoilta vaaditaan käytettävissä olevien ahtaiden sisäänrakentamistilojen takia ja moottorin mahdollisimman lyhyen esi-lämmitysajan saamiseksi tiivistä yksinkertaista rakennetta, jolloin lämmitystehon on oltava suuri ja rakennetta on voitava vaihdella monella tavoin siten, että se soveltuu mitä erilaisimpiin sisään-rakentamie-vaihtoehtoihin. Lisäksi on osoittautunut, että erittäin alhaisissa lämpötiloissa, jotka ovat alueella -30 °C...-50 °C, ei lämmön johtaminen moottorin sylinterialueella enää riitä, vaan moottorin öljy ja sen akselinlaakerit on myös saatava mukaan esilämmitys-prosessiin.

On ennestään tunnettua käyttää tähän tarkoitukseen sellaisia lämmitys-kojeita, joiden lämmönvaihdin koostuu neljästä lieriömäisestä sama- 57304 2 akselisesti sovitetusta vaipasta, jotka muodostavat kaksi toisiinsa yhteydessä olevaa, moottorin jäähdytysväliaineella täytettyä rengas-tilaa, joiden pakopaasunpuoleisten seinämien ylitse palamiskaasut virtaavat. Tunnetaan lisäksi sellaisia lämmönvaihtimia, joissa on yksi ainoa jäähdytysväliaineella täytetty rengastila, jolloin sisä-vaipan siinä seinämässä, jota pitkin pakokaasut virtaavat, on rivat lämmityspinnan suurentamiseksi, tai itse vaippa on aalloitettu. Polttoaineen hyvän loppuunpalamisen varmistamiseksi suojataan liekit, vast, palamiskaasut polttoaineen ja ilman hapen reaktiovaiheessa ali-jäähtymiseltä isku- ja pyörrelevyjen avulla, vast, puhaltamalla nämä kaasut kupumaiseen pesään. Tällöin palamiskaasut muuttavat kahdesti suuntaansa ennen kun ne lähtevät pakoputkesta. SE-patenttijulkaisussa 21 H.321 on esitetty lämmönvaihdin, jonka sisävaipassa on rivat.

Vaipassa esiintyy rivattomia tiloja, joissa ei kuitenkaan johdeta kuumia pakokaasuja, vaan nämä kohdat on tarkoitettu ainoastaan johtojen läpivientiä varten.

Lämmönvaihtimen tähänastiset rakenteelliset ratkaisut eivät anna mahdollisuutta yksinkertaisin keinoin vaikuttaa lämmönjakautumiseen, ja täten sovittaa lämmityskoje optimaalisella tavalla erikoisiin käyttötapauksiin. Suuren palamishyötysuhteen saavuttamiseksi ja pakokaasujen haitallisten hajujen välttämiseksi on jälkipalamis-vyöhykkeessä vallittava määrätyt lämpöolosuhteet. Liekit eivät saa koskettaa kylmiä seinämiä. Tämä aikaansaadaan monimutkaisen rakenteen avulla, ja edellytyksenä on kupumaisesta pesästä tulevien palamiskaasujen kaksinkertainen suunnanmuutos, mikä suurentaa tehontarvetta. Palamiskammiosta öljynpoistoputken kautta lähtevien poltto-ainehöyryjen poisimeminen palamisilmapuhaltimen avulla aiheuttaa myös haittoja, koska nämä höyryt tiivistyvät palamisilman tulojohdoissa ja palamisilmapuhaltimen kanavissa ja tällöin yhdessä palamisilman sisältämän pölyn kanssa hyvin nopeasti likaavat nämä kanavat.

Poistuvien höyryjen johtaminen ulkoilmaan aiheuttaa puolestaan käynnistysvaiheessa erittäin vaikeita hajuongelmia.

Keksinnön tarkoituksena on muotoilla edellä selitettyjen lämmitys-kojeiden lämmönvaihdin sellaiseksi, että yksinkertaisin keinoin voidaan vaihdella pakokaasujen ja jäähdytysaineen lämpöosuuden suhdetta koko lämmönkehityksessä siten, että tämä suhde vastaa moottorin öljykopan ja sylinteriosien lämmöntarvetta. Samalla saavutetaan suuri palamishyötysuhde ilman erikoista suunnanvaihtoa, ja vältetään 3 57304 öljyhöyryjen poistuminen lämmönvaihtimen öljynpoistoputkesta.

Keksinnön kohteena on näin ollen lämmönvaihdin, jossa on sama-akselisesti sovitettu lieriömäinen ulkovaippa, rivoin varustettu lyhyt lieriömäinen sisävaippa, aukko pakokaasun poistoa varten, sovitus sytytyslaitetta ja poltinta varten polttomoottorien jäähdytys-väliaineen lämmittämiseksi.

Keksinnön mukaiselle laitteelle on tunnusomaista, että palamisasteen korottamiseksi ulottuu sisävaipassa rivaton tila yli kulman, joka on vähintään 30° symmetrisesti pakokaasuputkea vastapäätä olevalla sivulla. Muuttamalla tätä kulmaa, mikä tarkoittaa samaa kuin lämmityspinnan muuttamista, voidaan lämmön jakautumista jäähdytysväliaine- ja pako-kaasupuolella sopivalla tavalla säätää polttomoottorin tarpeiden mukaan. Sisävaipan rivaton tila tulee osallistumaan vain vähäisesti lämmönsiirtoon, joten sen läpi virtaa hyvin kuumia palamiskaasuja.

Tässä rakenteessa tapahtuu vain yksi ainoa suunnanmuutos, jolloin palamisputkessa vaikuttavat samat lämpöolosuhteet kuin palamis-kaasujen virtaussuunnan vaihtuessa kahdesti. Vastapäätä olevalla sivulla sijaitsee pakokaasuputki, jonka läpi lämmityskojeen pakokaasut suoraan johdetaan polttomoottorin öljykopan luokse. Rivattoman tilan läpi virtaavat palamiskaasut joutuvat pakokaasuputkeen vasta sitten, kun ne ovat virranneet jälkipalamiskammion läpi ja ovat lisälämmittä-neet tätä palamishyötysuhteen parantamiseksi. Lämmönvaihtimen ulko-vaippaan on kiinnitetty poltin, sytytyslaite ja Ö1jynpoistolaite, joka samalla toimii kaasusulkuna.

Keksinnön eräs suoritusesimerkki selitetään seuraavassa lähemmin oheisen piirustuksen perusteella.

Kuvio 1 esittää edestä päin lämmönvaihdinta ja poltinta.

Kuvio 2 esittää kuvion 1 leikkausta.

Poltin 3 työnnetään kuvion 1 näyttämällä tavalla lämmönvaihtimen 1 ulkovaippaan 2 ja kiinnitetään tähän säteittäisesti sovitettujen kiinni-tysruuvien *1 avulla. Ulkovaippaa 2 lyhyempi sisävaippa 7 on polttimen puolella hitsattu kiinni tähän ulkovaippaan. Nämä molemmat vaipat muodostavat rengastilan polttomoottorin jäähdytysväliainetta varten. Ulkovaipan siihen osaan, joka ulottuu sisävaipan 7 pään ohitse, on kiinnitetty poltin 3 ja lisäksi palamisilman johtolaite 8, palamis-kammion 9 eräs osa, sytytyslaite 5 ja öljynpoistolaite 6.

4 57304 Öljynpoistolaite 6 on sopivasti tehty pystyksi putkikierukaksi. Alussa öljynpoistolaitteeseen kerääntyvä polttoaine estää öljyhöyryjen poistumisen, mutta sen sijaan pääsee palamaton nestemäinen polttoaine esteettä virtaamaan pois. Voidaan myös käyttää rakenteeltaan toisenlaisia öljynpoistolaitteita, joissa nestepatsas vaikuttaa polttoaine-höyryjen staattista painetta vastaan ja täten estää näiden höyryjen poisvirtauksen.

Sisävaipan 7 sisäsivu on varustettu rivoin 11, lukuunottamatta riva-tonta tilaa 12. Sama-akselisesti sisävaipan 7 kanssa on sovitettu jälkipalamiskammio 13, josta kuumat palamiskaasut lähtevät. Pohjan 17 luona palamiskaasujen suunta muuttuu 180°, ja nämä palamiskaasut luovuttavat ripojen 11 alueella osan lämmöstään näihin ripoihin, ennen kuin ne lähtevät pakokaasuputkesta 14. Rivaton tila 12 ulottuu kuvion 2 näyttämällä tavalla yli kulman, joka on = 30°. Tämä rivaton tila jakaa lämpötehon, parantaa palamiahyötysuhdetta ja tasaa virtauskuvio-ta jälkipalamiskammion 13 kehällä ja sisävaipan 7 muodostamassa rengas-tilassa 16. Rivatonta tilaa 12 vastapäätä olevalla sivulla on pako-kaasuputki 14 niin, että rivattoman tilan 12 läpi tulevat kuumemmat palamiskaasut virtaavat jälkipalamiskammion 13 läpi, lämmittävät tätä ja vasta tämän jälkeen yhdessä ripojen 11 välitilojen 15 kautta tulevien muiden palamiskaasujen kanssa poistuvat lämmönvaihtimen 1 pako-kaasuputkea myöten.