FI57304C

FI57304C - LEATHER FIRE OVER MEDICINE BRAENSLE FUNGERANDE UPPVAERMNINGSAPPARATER

Info

Publication number: FI57304C
Application number: FI164873A
Authority: FI
Inventors: Werner Penske; Herbert Wodrich; Claus Brueckner
Original assignee: Oelheizgeraetewerk Veb
Priority date: 1972-08-29
Filing date: 1973-05-22
Publication date: 1980-07-10
Also published as: SU465800A3; DD99218A1; HU174810B; FI57304B; FR2198110A1; YU197473A; FR2198110B3; PL91609B1

Description

|«|£*»·| rBl ηη KUULUTUSJULKAISU c „ , η / jST& 11 UTLÄGG NINGSSKRI FT 57 30 4 C (45) ayCnii ö ty 10 07 19F0| «| £ *» · | rBl ηη NOTICE 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.Patent meddelat VT ^ (51) Ky.ik? /Int.ci.3 F 02 N 17/06, B 60 H 1/22 FINLAND —FINLAND (21) P «U * ittlh * k * mui —P * t« eg «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__P »Unttl · j» r «Kiat * Rih * IIItu · Nlhtlvlkilptnon and others heard | ullulMin pvm__

Patent· och reglaterstyrelMn An*6k»n utitfd och uti.ikrtfun pubik«red 31.03.80 (32)(33)(31) Pyydetty vtuelkw*—*^ird priorlwt 29.08.72Patent · 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,German Democratic Republic-Democratic Republic of Germany (DD) WP 165278 (71) VEB Ölheizgeratewerk Neubrandenburg, Speicherstrasse 3/4, 20 Neubran-denburg, German Democratic Republic-Democratic Republic of Germany (DD) (72) Werner Penske, Neubr 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 uppvärmningsapparaterClaus Bruckner, Schwerin-Lankov, German Democratic Republic-Democratic Republic of Germany (DD) (74) Oy Borenius & Co. Ab (54) Heat exchanger for heating tests on liquid fuel - 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.The invention relates to a heat exchanger for liquid fuel heating stoves used in motor vehicles for preheating internal combustion engines and at the same time also for preheating the driver's cab. The structure of the heat exchanger consists mainly of casings which coaxially surround the combustion chamber. The combustion gases flow through the heat exchanger to recover the heat they contain. The combustion gases flowing from the exhaust pipe are also further led to heat the oil pan of the internal combustion engine. Due to the limited installation space available and the shortest possible preheating time for the engine, such heating elements are required to have a tight, simple structure, which must have a high heating capacity and be able to vary the structure to suit a wide range of installation options. In addition, it has been shown that at very low temperatures, in the range of -30 ° C to -50 ° C, heat conduction in the cylinder area of the engine is no longer sufficient, but the engine oil and its shaft bearings must also be included in the preheating process.

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.It is already known to use heating devices for this purpose, the heat exchanger of which consists of four cylindrical coaxial casings which form two interconnected annular spaces filled with engine cooling medium, over which the combustion gases flow. In addition, heat exchangers are known which have a single annular space filled with cooling medium, in which the wall of the inner jacket along which the exhaust gases flow has ribs to increase the heating surface, or the jacket itself is corrugated. To ensure good combustion of the fuel, the flames, i.e., the combustion gases in the reaction phase of the fuel and air oxygen, are protected from subcooling by means of impact and vortex plates, i.e., by blowing these gases into the domed housing. In this case, the combustion gases change direction twice before leaving the exhaust pipe. SE patent publication 21 H.321 discloses a heat exchanger with ribs in the inner jacket.

Vaipassa esiintyy rivattomia tiloja, joissa ei kuitenkaan johdeta kuumia pakokaasuja, vaan nämä kohdat on tarkoitettu ainoastaan johtojen läpivientiä varten.There are ribless spaces in the jacket, where, however, no hot exhaust gases are conducted, these points are only intended for the passage of the ducts.

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.The current structural solutions of the heat exchanger do not make it possible to influence the heat distribution by simple means, and thus the heating device is optimally adapted to special applications. In order to achieve a high combustion efficiency and to avoid harmful odors in the exhaust gases, certain thermal conditions must prevail in the afterburning zone. Flames must not touch cold walls. This is achieved by a complex structure, and requires a double reversal of the combustion gases from the domed housing, which increases the power requirement. The removal of fuel vapors from the combustion chamber through the oil discharge pipe by means of a combustion air blower also causes disadvantages, since these vapors condense in the combustion air inlet ducts and in the combustion air blower ducts and together with the dust in the combustion air very quickly contaminate these ducts.

Poistuvien höyryjen johtaminen ulkoilmaan aiheuttaa puolestaan käynnistysvaiheessa erittäin vaikeita hajuongelmia.Conducting the escaping vapors into the outside air, in turn, causes very severe odor problems during the start-up phase.

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.The object of the invention is to design the heat exchanger of the heating devices described above in such a way that the ratio of the heat content of the exhaust gases and the coolant in the whole heat generation can be varied by simple means so that this ratio corresponds to the heat demand of the engine oil pan and cylinder parts. At the same time, a high combustion efficiency is achieved without special reversal, and the escape of 3,5304 oil vapors from the heat exchanger oil drain pipe is avoided.

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.The invention therefore relates to a heat exchanger with a coaxially arranged cylindrical outer jacket, a short cylindrical inner jacket with ribs, an opening for the exhaust gas, an adapter for an igniter and a burner for heating the cooling medium of internal combustion engines.

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.The device according to the invention is characterized in that, in order to increase the degree of combustion, the ribless space in the inner jacket extends beyond an angle which is at least 30 ° symmetrically on the side opposite the exhaust pipe. By changing this angle, which means the same as changing the heating surface, the heat distribution on the cooling medium and exhaust gas side can be suitably adjusted according to the needs of the internal combustion engine. The ribless space of the inner jacket will play only a small part in the heat transfer, so very hot combustion gases flow through it.

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.In this structure, there is only one change of direction, in which case the same thermal conditions in the combustion pipe are affected as when the flow direction of the combustion gases changes twice. On the opposite side is an exhaust pipe through which the exhaust gases from the heater are led directly to the oil pan of the internal combustion engine. The combustion gases flowing through the non-flammable space enter the exhaust pipe only after they have flowed through the afterburner and have further heated it to improve the combustion efficiency. Attached to the outer casing of the heat exchanger is a burner, an igniter and a de-oiling device, which at the same time acts as a gas barrier.

Keksinnön eräs suoritusesimerkki selitetään seuraavassa lähemmin oheisen piirustuksen perusteella.An embodiment of the invention will be explained in more detail below on the basis of the accompanying drawing.

Kuvio 1 esittää edestä päin lämmönvaihdinta ja poltinta.Figure 1 shows a front view of the heat exchanger and burner.

Kuvio 2 esittää kuvion 1 leikkausta.Figure 2 shows a section of Figure 1.

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.The burner 3 is inserted into the outer casing 2 of the heat exchanger 1 as shown in Fig. 1 and fastened thereto by means of radially fitted fastening screws * 1. The inner jacket 7, which is shorter than the outer jacket 2, is welded to this outer jacket on the burner side. Both of these sheaths form a ring space for the combustion engine cooling medium. Attached to the part of the outer jacket which extends past the end of the inner jacket 7 is a burner 3 and in addition a combustion air guide device 8, a part of the combustion chamber 9, an ignition device 5 and an oil removal device 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.4 57304 The oil drain device 6 is suitably made as a vertical pipe coil. Initially, the fuel that accumulates in the degreasing device prevents the escape of oil vapors, but instead the non-combustible liquid fuel can flow out without hindrance. It is also possible to use de-oiling devices of a different design, in which the liquid column acts against the static pressure of the fuel vapors and thus prevents the escape of these vapors.

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.The inner side of the inner jacket 7 is provided with ribs 11, except for the Riva-free space 12. An afterburner chamber 13 is arranged coaxially with the inner jacket 7, from which the hot combustion gases leave. At the base 17, the direction of the combustion gases changes 180 °, and these combustion gases dissipate some of their heat in the region of the fins 11 to these fins before leaving the exhaust pipe 14. The ribless space 12 extends, as shown in Figure 2, beyond an angle of = 30 °. This ribless space distributes heat, improves combustion efficiency, and evens out the flow pattern at the periphery of the afterburner 13 and the annular space 16 formed by the inner jacket 7. The side opposite the ribless space 12 has an exhaust pipe 14 so that hot flue gases 13 pass through the ribless space 12 , heat this and only then, together with the other combustion gases coming through the intermediate spaces 15 of the fins 11, exit down the exhaust gas pipe of the heat exchanger 1.