DE631760C

DE631760C - Silencer in connection with a device for heating gases by the heat of the exhaust gases from internal combustion engines

Info

Publication number: DE631760C
Application number: DEST53123D
Authority: DE
Original assignee: METALLPAPIER BRONZEFARBEN BLAT
Current assignee: METALLPAPIER BRONZEFARBEN BLAT
Priority date: 1935-02-12
Filing date: 1935-02-12
Publication date: 1936-06-26

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.Devices are known in which the exhaust gas heat from internal combustion engines is used to heat air or other gases, which are then used for heating purposes. In most cases, the gas to be heated must be mixed with the exhaust gas be avoided, for example when air is heated to heat rooms or vehicles, also in the heating of gases for technical purposes and the like.

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.The single layer partition commonly used between Exhaust gas and the gas to be heated proves to be inadequate in this case, since ' "This wall the changing pressures of the exhaust gas with direct contact, so also its thermal stress and chemical effects without safety measures is exposed; If the wall leaks, the two gases would mix.

Um die erforderliche BetriebssicherheitTo the required operational safety

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.To ensure such systems, the exhaust gas from the to in the heat exchanger heating gas separated by a specially designed wall. It is known, for this purpose the partition between • exhaust gas and heated gas in the form of a to form a two-layer jacket. Both layers can do this consist of sheet metal, or it can be one of them as a protective covering made of soundproofing material, such as Asbestos or the like. Instead of two layers, several can also be used for use in such a way that the Spaces between the individual sheet metal jackets remain empty or with porous heat-resistant Sound insulation material are filled.

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.However, these types of training only provide protection against the stress the last wall layer as a result of direct contact with the exhaust gas, at most this still allows the transfer of the exhaust gas vibrations on the. reduce the outermost wall layer.

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.The known institutions discussed thus all have the serious one Disadvantage that a good heat transfer through metallic contact at the same time Prevention of stress on the dividing wall of the two gases from the exhaust emissions is not achieved.

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 ArtIf the heat exchanger is designed in connection with an exhaust silencer, so grows with application - these special protective devices weight and size of the combined system, but without utilizing this enlargement for damping the exhaust gas vibrations. In addition, as already said, by a double or multiple protective wall of the type mentioned

ein Wärmeübergang mit nur geringem Wirkungsgrad möglich, da die zwischen beiden Wandungen, auch bei Füllung mit porösem Stoff, stets vorhandene Luft wärmeisolierend wirkt. · ".;:■·a heat transfer with only a low degree of efficiency is possible because the between the two Walls, even when filled with porous material, always heat-insulating air present works. · ".;: ■ ·

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.The exhaust silencer connected to the Q'aserhitzer described below if the concept of the invention is based on such a design of the protective device discussed, that sound-absorbing effect and at the same time adequate protection against leaks the partition between the "exhaust gas and the gas to be heated and the resulting mixing of the two gases is achieved will.

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.Fig. Ι and 2 represent such a device. The exhaust gas flow occurs through the pipe a, while pipe b, which opens into an annular chamber c , carries the gas to be heated. This chamber is followed by a plurality of tubes d running in the longitudinal direction, which lead to a likewise annular chamber e which is located at the rear end of the device and which again carries a tube /. The entire arrangement is closed off on the outside by the jacket g and on the side by covers A and i . The gas to be heated flowing in the same direction with the exhaust gas through tube b or entering in countercurrent at tube / is evenly distributed through chamber c or through the chambers in countercurrent to the tubes d and flows through them relatively slowly due to the large cross-section then exit on the ent- _(against opposite side of the apparatus. the rest of the space is in itself of its sound-absorbing effect by a known, highly thermally conductive, heat-resistant absorption material k, that is metal wool. or metal braid stuffed. the inner boundary of the absorption chamber is that as Continuation of the exhaust gas inlet pipe α , either designed as a sieve pipe * 5 or a perforated sheet metal pipe, formed in the longitudinal direction running inner pipe Z, to which the exhaust gas outlet pipe m connects to the outside becoming more dense, w ie the narrower hatching (Fig. 1 and 2) shows. The absorption material is impermeable to gas on the outer surface of the tubes and on the walls of the * chambers c and e located inside the device.

Durch diese Anordnung wird erreicht, daßThis arrangement ensures that

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.the exhaust gas flowing through the duct, the vibrations of which are dampened by the absorbent in a known manner, can no longer exert a shock effect on the pipes d and the chambers c and e as a result of this damping, without, however, the transfer of the exhaust gas heat to them Pipes and the gas flowing in them is somehow affected. Chemical action of the exhaust gas on the walls of the pipes d or the chambers c and e is also impossible due to the gas-tight covering with absorption material at these points. A further damping of the exhaust gas oscillations is achieved as a result of the energy extraction caused by the heat transfer. In order to achieve sufficient purging of the surrounding gas-tight mesh by the exhaust gas on the side facing outward in the radial direction for the pipes d , these pipes are arranged concentrically around the exhaust pipe I. As a result, the exhaust gas vibrations entering the absorption material, after passing through the cross-section remaining between the impermeable sheaths of the individual tubes in the radial direction, again increase in cross-section, whereby an expansion in all directions, but primarily to the side facing away from the exhaust pipe of the tubes d takes place. In the same way, the exhaust duct z. B. run concentrically outside and the line of the gas to be heated inside; in this case, the absorbent material must be arranged to become more dense from the outside inwards.

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.In the present invention, the absprptionsstoff arranged in the manner described fulfills various tasks at the same time, namely the damping of the exhaust gas vibrations and also ensuring complete protection against the types of stress on the tubes mentioned in the case of exhaust gas heat transfer through direct contact between the exhaust gas and the protective cover on the one hand and the protective cover and the gas-carrying ones Tubes d on the other hand, whereby the highest possible thermal efficiency is achieved. . More stress sources by stresses due to unequal thermal expansion as they always occur in heat exchangers of _v present type in the usual embodiment are hereby avoided also ver * because the ■ walls of those rooms that the cause gas to be heated, are surrounded by the exhaust gas and therefore everywhere have the same temperature.

Claims

Patent claims:

i. Silencer in connection with a device for heating gases through the heat of the exhaust gases from internal combustion engines, characterized in that that the damping of the exhaust gas

known, heat-resistant and highly thermally conductive absorbent material (k) at the same time serves as a cover for the lines (d) of the gases to be heated.

2. Apparatus according to claim i, characterized in that the absorbent material (A) becomes denser from the inside to the outside and the cladding on the outer wall of the lines (d) carrying the gas to be heated is arranged in a gas-tight manner.

3. Apparatus according to claim 1 and 7, characterized in that the gas to be heated is guided in a plurality of the exhaust pipe (/) surrounding pipes (d) which are enclosed within the jacket (g) and with heat-resistant, highly thermally conductive absorbent ( k) filled space.

1 sheet of drawings