DE631760C - Schalldaempfer in Verbindung mit einer Einrichtung zum Erhitzen von Gasen durch die Waerme der Abgase von Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Bekannt sind Einrichtungen, bei welchen die Abgaswärme von Brennkraftmaschinen zur Erhitzung von Luft oder anderen Gasen benutzt wird, die sodann Heizzwecken dienen. Eine Vermischung des zu erwärmenden Gases mit dem Abgas muß in den meisten Fällen vermieden werden, so bei Erwärmung von Luft zur Beheizung von Räumen oder Fahrzeugen, ferner bei Heizung von Gasen zu technischen Zwecken und ähnlichem.

Die gewöhnlich verwendete, aus einer einzigen Schicht bestehende Trennwand zwischen Abgas und dem zu erwärmenden Gas erweist sich für diesen Fall als unzureichend, da' "diese Wand den wechselnden Drücken des Abgases bei unmittelbarer Berührung, also auch dessen Wärmebeanspruchung und chemischer Einwirkung ohne Sicherungsmaßnahmen ausgesetzt ist; bei Undicht wer den der Wandung würden sich beide Gase vermischen.

Um die erforderliche Betriebssicherheit

solcher Anlagen zu gewährleisten, wird im Wärmeaustauscher das Abgas von dem zu heizenden Gas durch eine besonders ausgebildete Wandung getrennt. Es ist bekannt, zu diesem Zweck die Trennwand zwischen • Abgas und beheiztem Gas in Gestalt eines aus zwei Schichten bestehenden Mantels auszubilden. Beide Schichten können hierbei aus Blech bestehen, oder es kann deren eine als Schutzbelag aus Schalldämmstoff, wie Asbest oder ähnlichem, ausgebildet sein. Statt zweier Schichten können auch deren mehrere zur Verwendung ^ommen, derart, daß die Räume zwischen den einzelnen Blechmänteln leer bleiben oder mit porösem hitzebeständigem Schalldämmstoff angefüllt sind.

Diese Arten der Ausbildung ergeben jedoch lediglich einen Schutz gegen die Beanspruchung der letzten Wandungsschicht infolge unmittelbarer Berührung durch das Abgas, höchstenfalls läßt sich dadurch noch die Übertragung der Abgasschwingungen auf die. äußerste Wandungsschicht verringern.

Die erörterten bekannten Einrichtungen haben also sämtlich den schwerwiegenden Nachteil, daß eine gute Wärmeübertragung durch metallische Berührung bei gleichzeitiger Verhütung einer Beanspruchung der Trennwand beider Gase durch die Abgasstoße nicht erreicht wird.

Wird der Wärmeaustauscher in Verbindung mit einem Abgasschalldämpfer ausgeführt, so wächst bei Anwendung - dieser besonderen Schutzvorrichtungen Gewicht und Größe der vereinigten Anlage, jedoch ohne Nutzbarmachung dieser Vergrößerung für die Dämpfung der Abgasschwingungen. Außerdem ist, wie schon gesagt, durch eine doppelte oder mehrfache Schutzwandung der genannten Art

ein Wärmeübergang mit nur geringem Wirkungsgrad möglich, da die zwischen beiden Wandungen, auch bei Füllung mit porösem Stoff, stets vorhandene Luft wärmeisolierend wirkt. · ".;:■·

Dem im folgenden beschriebenen, mit Q'aserhitzer verbundenen Abgasschalldämpfer liegt als Erfindungsgedanke eine solche Ausbildung der erörterten Schutzeinrichtung zugründe, daß schalldämpfende Wirkung und gleichzeitig ausreichender Schutz gegen Undichtwerden der Trennwand zwischen" Abgas und zu erwärmendem Gas und dadurch erfolgende Vermischung beider Gase erzielt wird.

Abb. ι und 2 stellen eine derartige Einrichtung dar. Der Abgaszufluß erfolgt durch das Rohr a, während Rohr b, das in eine kreisringförmige Kammer c mündet, das zu heizende Gas führt. An diese Kammer schließen sich mehrere in Längsrichtung verlaufende Rohre d an, die zu einer am hinteren· Ende der Einrichtung liegenden, ebenfalls ringförmig gestalteten Kammer e führen, welche wieder ein Rohr/ trägt. Die gesamte Anordnung ist außen von dem Mantel g und seitlich durch Deckel A und i abgeschlossen. Das in gleicher Richtung mit dem Abgas durch Rohr b zuströmende oder im Gegenstrom bei Rohr/ eintretende zu erwärmende Gas wird durch die Kammer c bzw. bei Gegenstrom durch die Kammern gleichmäßig auf die Röhren d verteilt und durchströmt diese infolge des großen Querschnitts verhältnismäßig langsam, um dann auf der ent- ₍ gegengesetzten Seite des Apparates auszutreten. Der ganze übrige Raum ist mit an sich seiner schalldämpfenden Wirkung nach bekanntem, gut wärmeleitendem, hitzebeständigem Absorptionsstoff k, d.h. Metallwolle . oder Metallgeflecht, angefüllt. Die innere Begrenzung des Absorptionsraums wird durch das als Fortsetzung des Abgaseintrittsrohrs α angeordnete, entweder als Siebrohr *5 oder gelochtes Blechrohr ausgeführte, in Längsrichtung verlaufende Innenrohr Z gebildet, an welches sich das Abgasaustrittsrohr m anschließt. Der Absorptionsstoff, der auch ohne das Innenrohr durch seine eigene Steife gehalten werden kann, ist von innen nach außen zu dichter werdend angeordnet, wie die engere Schraffur (Abb. 1 und 2) zeigt. An der Außenfläche der Rohre sowie an den im Innern der Vorrichtung liegenden Wandungen der* Kammern c und e ist der Absorptionsstoff gasundurchlässig dicht.

Durch diese Anordnung wird erreicht, daß

das durch Kanal / fließende Abgas, dessen Schwingungen durch den Absorptionsstoff in an sich bekannter Weise gedämpft werden, eben infolge dieser Dämpfung eine Stoßwirkung auf die Rohre d und die Kammern c und e nicht mehr ausüben kann, ohne daß jedoch die Übertragung der Abgaswärme zu diesen Rohren und dem darin fließenden Gas irgendwie beeinträchtigt wird. Auch eine chemische Einwirkung des Abgases auf die Wandungen der Rohre d bzw. der Kammern c und e ist infolge der an diesen Stellen gasdichten Umhüllung mit Absorptionsstoff unmöglich. Eine weitere Dämpfung der Abgasschwingungen wird infolge des durch den Wärmeübergang bedingten Energieentzuges erreicht. Um für die Rohre d auch auf der in radialer Richtung nach außen weisenden Seite eine ausreichende Bespülung des umgebenden gasdichten Geflechts durch das Abgas zu erzielen, sind diese Rohre konzentrisch um die Abgasleitung I angeordnet. Infolgedessen gelangen die in den Absorptionsstoff eintretenden Abgasschwingungen nach Durchtritt durch den zwischen den undurchlässigen Hüllungen der einzelnen Rohre in · radialer Richtung verbleibenden Querschnitt nochmals in eine Querschnittsvergrößerung,, wodurch eine Ausdehnung nach allen Richtungen, in erster Linie jedoch nach der bewußten, der Abgasleitung abgekehrten Seite der Rohre d stattfindet. In gleicher Weise kann auch der Abgaskanal z. B. konzentrisch außen und die Leitung des zu erwärmenden Gases innen verlaufen; in diesem Fall muß der Absorptionsstoff von außen nach innen zu dichter werdend angeordnet sein.

Bei vorliegender Erfindung erfüllt also der in beschriebener Weise angeordnete Absprptionsstoff verschiedene Aufgaben gleichzeitig, nämlich die Dämpfung der Abgasschwingungen und außerdem Gewährleistung eines volL· kommenen Schutzes gegen die genannten Beanspruchungsarten der Röhret bei einer Abgaswärmeübertragung durch direkte Berührung zwischen Abgas und Schutzhülle einerseits sowie Schutzhülle und den gasführenden Rohren d anderseits, wodurch der höchstmögliche Wärmewirkungsgrad erzielt wird. . Weitere Beanspruchungsquellen durch Spannungen infolge ungleicher Wärmedehnung, wie sie bei Wärmeaustauschern der _v vorliegenden Art in üblicher Ausführung stets auftreten, sind hierbei ebenfalls ver* mieden, da die ■ Wandungen derjenigen Räume, die das zu erwärmende Gas führen, vom Abgas umgeben sind und daher überall gleiche Temperatur haben.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Schalldämpfer in Verbindung mit einer Einrichtung zum Erhitzen von Gasendurch die Wärme der Abgase von Brennkraftmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß der der Dämpfung der Abgasschwin-

   gungen dienende, an sich bekannte, hitzebeständige und gut wärmeleitende Absorptionsstoff (k) gleichzeitig als Umhüllung für die Leitungen (d) der zu erhitzenden Gase dient.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Absorptionsstoff (A) von innen nach außen zu dichter werdend und die Verkleidung an der Außenwand der das zu erwärmende Gas führenden Leitungen (d) gasdicht angeordnet ist.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 7., dadurch gekennzeichnet, daß das zu erwärmende Gas in mehreren die Abgasleitung (/) umgebenden Rohren (d) geführt ist, welche innerhalb des von Mantel (g) umschlossenen und mit hitzebeständigem, gut wärmeleitendem Absorptionsstoff (k) ausgefüllten Raumes verlaufen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen