DE102005039794A1

DE102005039794A1 - Exhaust gas-heat exchanger for use in internal combustion engine of motor vehicle, has heat exchanger-channel, and bypass-channel by-passing heat exchanger-channel, where heat exchanger-channel encloses bypass-channel

Info

Publication number: DE102005039794A1
Application number: DE102005039794A
Authority: DE
Inventors: Björn Dr. Damson
Original assignee: J Eberspaecher GmbH and Co KG
Current assignee: Eberspaecher Exhaust Technology GmbH and Co KG
Priority date: 2005-08-22
Filing date: 2005-08-22
Publication date: 2007-03-15
Anticipated expiration: 2025-08-23
Also published as: DE102005039794B4

Abstract

The exchanger (1) has a channel (2), and a bypass-channel (3) by-passing the channel (2), where a heat exchanger (4) is arranged in the channel. The channel (2) encloses the channel (3). An exhaust gas inlet (10) of the exchanger (1) is common for the channels (2, 3) and is connected with a bypass-inlet (11) by a connecting channel (27). A heat exchanger-inlet of the channel (2) communicates with the exhaust gas inlet by a gas-permeable wall of the channel (27).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Abgas-Wärmeübertrager für eine Abgasanlage einer Brennkraftmaschine, insbesondere in einem Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The The present invention relates to an exhaust gas heat exchanger for one Exhaust system of an internal combustion engine, in particular in a motor vehicle with the features of the preamble of claim 1.

Aus der EP 1 443 186 A1 ist ein derartiger Abgas-Wärmeübertrager bekannt, der einen Wärmeübertrager-Kanal sowie einen Bypass-Kanal zur Umgehung des Wärmeübertrager-Kanals aufweist. Im Wärmeübertrager-Kanal ist ein Wärmeübertrager angeordnet. Beim bekannten Abgas-Wärmeübertrager ist der Wärmeübertrager-Kanal von einem Wärmeübertrager-Rohr umhüllt. In entsprechender Weise ist der Bypass-Kanal von einem Bypass-Rohr umhüllt. Wärmeübertrager-Rohr und Bypass-Rohr erstrecken sich beabstandet nebeneinander und parallel zueinander und sind an einen gemeinsamen Einlassstutzen sowie an einen gemeinsamen Auslassstutzen angeschlossen. Im Einlassstutzen ist eine Steuerklappe angeordnet, mit deren Hilfe wahlweise ein Wärmeübertrager-Einlass oder ein Bypass-Einlass gesperrt werden kann. Besteht in einem Wärmeübertrager-Kreis, in den der Wärmeübertrager eingebunden ist, ein Wärmebedarf, wird mit Hilfe der Steuerklappe der Bypass- Einlass gesperrt, so dass die Abgase vollständig durch den Wärmeübertrager-Kanal strömen. Besteht im Wärmeübertrager-Kreis kein Wärmebedarf, wird mit der Steuerklappe der Wärmeübertrager-Einlass gesperrt, so dass die Abgase ausschließlich durch den Bypass-Kanal strömen.From the EP 1 443 186 A1 Such an exhaust gas heat exchanger is known, which has a heat exchanger channel and a bypass channel for bypassing the heat exchanger channel. In the heat exchanger channel, a heat exchanger is arranged. In the known exhaust gas heat exchanger, the heat exchanger channel is enveloped by a heat exchanger tube. In a corresponding manner, the bypass channel is surrounded by a bypass tube. Heat exchanger tube and bypass tube extend spaced adjacent to each other and parallel to each other and are connected to a common inlet port and to a common outlet. The inlet port is equipped with a control flap that can be used to selectively block either a heat exchanger inlet or a bypass inlet. If there is a heat requirement in a heat exchanger circuit in which the heat exchanger is integrated, the bypass inlet is blocked by means of the control flap, so that the exhaust gases flow completely through the heat exchanger channel. If there is no heat demand in the heat exchanger circuit, the control flap closes the heat exchanger inlet, so that the exhaust gases flow exclusively through the bypass channel.

Der bekannte Abgas-Wärmeübertrager baut vergleichsweise groß. Insbesondere benötigt die Unterbringung der Steuerklappe im Einlassstutzen vergleichsweise viel Bauraum. Darüber hinaus führt die Abgasführung entweder ausschließlich durch den einen Kanal oder ausschließlich durch den anderen Kanal zwangsläufig zu großen Temperaturunterschieden zwischen den die Kanäle umhüllenden Rohren. Um die damit verbundenen thermischen Spannungen zu reduzieren, muss ein vergleichsweise hoher Aufwand getrieben werden.Of the known exhaust gas heat exchanger builds comparatively large. Especially needed the accommodation of the control flap in the inlet nozzle comparatively a lot of space. About that leads out the exhaust system either exclusively through one channel or only through the other channel inevitably too big Temperature differences between the tubes enveloping the channels. To those with it To reduce connected thermal stresses, a comparatively high expenditure to be driven.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für einen Abgas-Wärmeübertrager der eingangs genannten Art eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch eine kompakte und vorzugsweise preiswerte Bauweise auszeichnet.The present invention employs dealing with the problem, for an exhaust gas heat exchanger of the type mentioned above to provide an improved embodiment, which in particular by a compact and preferably inexpensive construction distinguished.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This Problem is inventively the subject of the independent Claim solved. Advantageous embodiments are the subject of the dependent Claims.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, die beiden Kanäle ineinander anzuordnen, so dass der eine Kanal den anderen Kanal umhüllt. Hierdurch ergibt sich zum einen eine besonders kompakte Bauweise für den Abgas-Wärmeübertrager. Zum anderen lassen sich die einzelnen Kanäle bei dieser Bauweise besonders einfach so aneinander anordnen, dass keine oder nur stark reduzierte thermische Spannungen auftreten. Gleichzeitig ist der vorgeschlagene Aufbau vergleichsweise preiswert.The Invention is based on the general idea, the two channels into each other so that one channel covers the other channel. hereby On the one hand results in a particularly compact design for the exhaust gas heat exchanger. On the other hand, the individual channels can be particularly in this construction simply arrange them so that no or only greatly reduced thermal Tensions occur. At the same time, the proposed structure comparatively inexpensive.

Vorzugsweise ist der Bypass-Kanal im Inneren des Wärmeübertrager-Kanals angeordnet. Bei dieser Sauweise vereinfacht sich die Steuerung der Abgasströmung. Diese Steuerung lässt sich beispielsweise mit Hilfe einer einzigen Steuerklappe realisieren, mit deren Hilfe der geometrisch einfache Querschnitt des innen liegenden Kanals, also des Bypass-Kanals geöffnet und gesperrt werden kann.Preferably the bypass channel is arranged inside the heat exchanger channel. In this way, the control of the exhaust gas flow is simplified. These Control leaves realize, for example, with the help of a single control flap, with their help the geometrically simple cross-section of the inside Channels, so the bypass channel can be opened and locked.

Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform kann ein Einlassquerschnitt eines für den Wärmeübertrager-Kanal und den Bypass-Kanal gemeinsamen Abgaseinlasses oder eines Abgaseinlassabschnitts kleiner sein als ein Auslassquerschnitt eines Bypass-Auslasses oder eines Bypass-Auslassabschnitts. Diese Bauweise führt bei geöffnetem Bypass-Kanal zu einer erhöhten Strömungsgeschwindigkeit stromauf des Bypass-Einlasses. Hieraus resultiert ein Druckabfall am oder vor dem Bypass-Einlass, der eine Sogwirkung entfaltet und eine Ansaugströmung erzeugt. Hierdurch wird erreicht, dass die Abgase bei offenem Bypass-Kanal und bei offenem Wärmeübertrager-Kanal vorwiegend oder vorzugsweise ausschließlich durch den Bypass-Kanal strömen, obwohl der Wärmeübertrager-Kanal offen und somit grundsätzlich durchströmbar ist. Durch diese Auslegung ist nur ein einziges Steuerglied erforderlich, um eine im wesentlichen vollständige Durchströmung entweder des Bypass-Kanals oder des Wärmeübertrager-Kanals zu erzielen.Corresponding an advantageous embodiment may be an inlet cross-section of one for the heat exchanger channel and the bypass channel common exhaust inlet or a Abgaseinlassabschnitts smaller be as an outlet cross section of a bypass outlet or a Bypass outlet. This construction leads to an open bypass channel increased flow rate upstream of the bypass inlet. This results in a pressure drop on or in front of the bypass inlet, which develops a suction effect and generates a suction flow. This will ensures that the exhaust gases with open bypass channel and with open heat exchanger channel predominantly or preferably exclusively through the bypass channel stream, although the heat exchanger channel is open and thus in principle flow through is. This design requires only a single control element, to a substantially complete flow to achieve either the bypass channel or the heat exchanger channel.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Further important features and advantages of the invention will become apparent from the Dependent claims, from the drawings and from the associated description of the figures the drawings.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It it is understood that the above and the following yet to be explained features not only in the specified combination, but also in other combinations or alone, without to leave the scope of the present invention.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.Preferred embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be elucidated in the following description tert, wherein like reference numerals refer to identical or similar or functionally identical components.

Die einzige 1 zeigt einen stark vereinfachten, prinzipiellen Längsschnitt durch einen Abgas-Wärmeübertrager.The only 1 shows a highly simplified, fundamental longitudinal section through an exhaust gas heat exchanger.

Entsprechend 1 umfasst ein Abgas-Wärmeübertrager 1 nach der Erfindung einen Wärmeübertrager-Kanal 2 und einen Bypass-Kanal 3. Im Wärmeübertrager-Kanal 2 ist ein Wärmeübertrager 4 angeordnet, der über entsprechende Anschlüsse 5 an einen Vorlauf 6 und an einen Rücklauf 7 eines im übrigen nicht dargestellten Wärmeübertrager-Kreises anschließbar ist. Vorzugsweise ist der Wärmeübertrager 4 von einem flüssigen Wärmeübertragungsmedium durchströmbar. Insbesondere ist der Wärmeübertrager 4 an einen Kühlkreis einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, angeschlossen. Der Abgas-Wärmeübertrager 1 ist für einen Einbau in eine nicht gezeigte Abgasanlage einer Brennkraftmaschine vorzugsweise in einem Kraftfahrzeug, vorgesehen. Mit Hilfe des Abgas-Wärmeübertragers 1 bzw. mit Hilfe des Wärmeübertragers 4 kann z. B. zur Beheizung eines Fahrzeug-Innenraums oder zur schnellen Aufwärmung der Brennkraftmaschine dem Abgasstrom Wärme entzogen und dem Wärmeübertrager-Kreis zugeführt werden.Corresponding 1 includes an exhaust gas heat exchanger 1 according to the invention, a heat exchanger channel 2 and a bypass channel 3 , In the heat exchanger channel 2 is a heat exchanger 4 arranged, via appropriate connections 5 to a lead 6 and to a return 7 a heat exchanger circuit, not shown otherwise, can be connected. Preferably, the heat exchanger 4 permeated by a liquid heat transfer medium. In particular, the heat exchanger 4 to a cooling circuit of an internal combustion engine, in particular a motor vehicle, connected. The exhaust heat exchanger 1 is intended for installation in an exhaust system of an internal combustion engine, not shown, preferably in a motor vehicle. With the help of the exhaust gas heat exchanger 1 or with the help of the heat exchanger 4 can z. B. for heating a vehicle interior or for rapid warming of the engine exhaust gas flow heat withdrawn and fed to the heat exchanger circuit.

Der Bypass-Kanal 3 ist parallel zum Wärmeübertrager-Kanal 2 geschaltet und dient somit zur Umgehung des Wärmeübertrager-Kanals 2. Erfindungsgemäß sind nun die beiden Kanäle 2, 3 ineinander angeordnet. Bevorzugt wird dabei die in 1 gezeigte Ausführungsform, bei welcher der Wärmeübertrager-Kanal 2 den Bypass-Kanal 3 umhüllt. Der Wärmeübertrager-Kanal 2 erstreckt sich somit ebenso wie der Wärmeübertrager 4 ringförmig um den Bypass-Kanal 3. Eine Ausführung mit außenliegendem Bypass-Kanal 3 ist grundsätzlich auch möglich. Im Ausführungsbeispiel ist eine konzentrische Anordnung des Bypass-Kanals 3 im Inneren des Wärmeübertrager-Kanals 2 wiedergegeben. Grundsätzlich ist jedoch auch eine außermittige Anordnung für den Bypass-Kanal 3 denkbar.The bypass channel 3 is parallel to the heat exchanger channel 2 switched and thus serves to bypass the heat exchanger channel 2 , According to the invention are now the two channels 2 . 3 arranged one inside the other. Preference is given to the in 1 shown embodiment, in which the heat exchanger channel 2 the bypass channel 3 envelops. The heat exchanger channel 2 thus extends as well as the heat exchanger 4 ring around the bypass channel 3 , A version with external bypass channel 3 is basically possible. In the exemplary embodiment is a concentric arrangement of the bypass channel 3 inside the heat exchanger channel 2 played. In principle, however, is also an off-center arrangement for the bypass channel 3 conceivable.

Der Querschnitt des Bypass-Kanals 3 ist in der gezeigten Ausführungsform kreisförmig. Im Unterschied dazu besitzt der Wärmeübertrager-Kanal 2 einen durchströmbaren Querschnitt, der eine geschlossene Ringform aufweist. Die Geometrien der Querschnitte sind jedoch grundsätzlich frei wählbar, so dass die Außenkontur des Abgas-Wärmeübertragers 1 insbesondere an die jeweiligen Einbaubedingungen anpassbar ist.The cross section of the bypass channel 3 is circular in the embodiment shown. In contrast, has the heat exchanger channel 2 a flow-through cross section having a closed ring shape. However, the geometries of the cross sections are basically freely selectable, so that the outer contour of the exhaust gas heat exchanger 1 in particular adaptable to the respective installation conditions.

Der Abgas-Wärmeübertrager 1 weist außerdem einen Einlasstrichter 8 sowie einen Auslasstrichter 9 auf, mit denen der Abgas-Wärmeübertrager 1 in die Abgasanlage eingebunden werden kann. Der Einlasstrichter 8 verbindet einen Abgaseinlass 10 des Abgas-Wärmeübertragers 1 mit einem Bypass-Einlass 11 des Bypass-Kanals 3 und mit einem Wärmeübertrager-Einlass 12 des Wärmeübertrager-Kanals 2. Der Abgaseinlass 10 ist somit gemeinsam für den Wärmeübertrager-Kanal 2 und für den Bypass-Kanal 3 vorgesehen. Der Bypass-Einlass 11 ist dabei innerhalb des Wärmeübertrager-Einlasses 12 angeordnet und liegt vorzugsweise mit diesem in einer gemeinsamen Einlassebene. Im Unterschied dazu verbindet der Auslasstrichter 9 einen Bypass-Auslass 13 des Bypass-Kanals 3 sowie einen Wärmeübertrager-Auslass 14 des Wärmeübertrager-Kanals 2 mit einem Abgasauslass 15 des Abgas-Wärmeübertragers 1. Auch hier ist der Bypass-Auslass 13 innerhalb des Wärmeübertrager-Auslasses 14 angeordnet und liegt vorzugsweise mit diesem in einer Auslassebene. Ebenso ist der Abgaseinlass 15 für den Wärmeübertrager-Kanal 2 und den Bypass-Kanal 3 gemeinsam vorgesehen.The exhaust heat exchanger 1 also has an inlet funnel 8th as well as an outlet funnel 9 on, with which the exhaust heat exchanger 1 can be integrated into the exhaust system. The inlet funnel 8th connects an exhaust inlet 10 the exhaust gas heat exchanger 1 with a bypass inlet 11 of the bypass channel 3 and with a heat exchanger inlet 12 of the heat exchanger channel 2 , The exhaust inlet 10 is thus common to the heat exchanger channel 2 and for the bypass channel 3 intended. The bypass inlet 11 is within the heat exchanger inlet 12 arranged and preferably lies with this in a common inlet level. In contrast, the outlet funnel connects 9 a bypass outlet 13 of the bypass channel 3 and a heat exchanger outlet 14 of the heat exchanger channel 2 with an exhaust outlet 15 the exhaust gas heat exchanger 1 , Again, the bypass outlet 13 within the heat exchanger outlet 14 arranged and is preferably located with this in an outlet plane. Likewise, the exhaust gas inlet 15 for the heat exchanger channel 2 and the bypass channel 3 provided jointly.

Der Abgas-Wärmeübertrager 1 ist außerdem mit einer Steuereinrichtung 16 ausgestattet, mit deren Hilfe die Gasströmung wahlweise durch den Bypass-Kanal 3 oder durch den Wärmeübertrager-Kanal 2 geführt werden kann. Entsprechend der hier gezeigten, bevorzugten Ausführungsform umfasst diese Steuereinrichtung 16 ein Steuerglied 17, mit dessen Hilfe der Bypass-Kanal 3 geöffnet und gesperrt werden kann. Dargestellt ist mit durchgezogener Linie die Offenstellung des Steuerglieds 17, während unterbrochene Linien die Sperrstellung des Steuerglieds 17 andeuten. Im gezeigten Ausführungsbeispiel handelt es sich beim Steuerglied 17 um eine drehbar angeordnete Klappe, sogenannte Schmetterlingsklappe, die drehfest mit einer Antriebswelle 18 verbunden ist und mit Hilfe dieser Antriebswelle 18 zwischen der Offenstellung und der Sperrstellung verstellbar ist. Die Antriebswelle 18 ist hierzu quer zur Längsrichtung der Kanäle 2, 3 durch den Wärmeübertrager-Kanal 2 hindurchgeführt und außerhalb des Wärmeübertrager-Kanals 2 mit einem Stellantrieb 19 verbunden. Mit Hilfe des Stellantriebs 19 kann die Antriebswelle 18 und über diese das Steuerglied 17 entsprechend einem Doppelpfeil 20 drehend betätigt werden, um die Sperrstellung und die Offenstellung des Steuerglieds 17 einstellen zu können. Das Steuerglied 17 ist hier im wesentlichen mittig im Bypass-Kanal 3 angeordnet. Grundsätzlich kann das Steuerglied 17 auch an einer beliebigen anderen Stelle zwischen dem Bypass-Einlass 11 und dem Bypass-Auslass 13 im Bypass-Kanal 3 angeordnet sein. Ebenso kann das Steuerglied 17 am Bypass-Einlass 11 oder am Bypass-Auslass 13 angeordnet sein. Am besten eignet sich für die Positionierung des Steuerglieds 17 eine Stelle, an welcher die Antriebswelle 18 einfach durch den Wärmeübertrager-Kanal 2 und durch den Wärmeübertrager 4 hindurchgeführt werden kann.The exhaust heat exchanger 1 is also with a control device 16 equipped with their help, the gas flow either through the bypass channel 3 or through the heat exchanger channel 2 can be performed. According to the preferred embodiment shown here, this control device comprises 16 a control member 17 , with the help of which the bypass channel 3 can be opened and locked. Shown is the solid line, the open position of the control member 17 while broken lines the blocking position of the control member 17 suggest. In the embodiment shown, it is the control member 17 around a rotatably arranged flap, so-called butterfly flap, the rotation with a drive shaft 18 is connected and with the help of this drive shaft 18 is adjustable between the open position and the locked position. The drive shaft 18 this is transverse to the longitudinal direction of the channels 2 . 3 through the heat exchanger channel 2 passed and outside the heat exchanger channel 2 with an actuator 19 connected. With the help of the actuator 19 can the drive shaft 18 and about this the control member 17 according to a double arrow 20 rotationally operated to the locking position and the open position of the control member 17 to be able to adjust. The control element 17 here is essentially in the center of the bypass channel 3 arranged. Basically, the control member 17 also at any other location between the bypass inlet 11 and the bypass outlet 13 in the bypass channel 3 be arranged. Likewise, the control member 17 at the bypass inlet 11 or at the bypass outlet 13 be arranged. Best suited for the positioning of the control member 17 a place where the drive shaft 18 simply through the heat exchanger channel 2 and through the heat exchanger 4 can be passed.

Sofern der Wärmeübertrager-Kreis, in welchen der Wärmeübertrager 4 eingebunden ist, einen Wärmebedarf aufweist, beispielsweise um einen Fahrzeuginnenraum zu beheizen und/oder um die Brennkraftmaschine während einer Warmlaufphase schneller auf ihre Betriebstemperatur zu bringen, wird mit Hilfe der Steuereinrichtung 16 der Bypass-Kanal 3 gesperrt. In der Folge wird eine durch einen Pfeil angedeutete, durch den Abgaseinlass 10 eintretende Abgasströmung entsprechend unterbrochenen Pfeilen durch den Wärmeübertrager-Kanal 2 geführt. Hierdurch wird der Wärmeübertrager 4 mit den heißen Abgasen beaufschlagt, wodurch der gewünschte Wärmeeintrag in das Wärmeübertragungsmedium des Wärmeübertrager-Kreises erreicht wird. Anschließend strömt das gekühlte Abgas entsprechend einem Pfeil durch den Abgasaustritt 15 wieder aus dem Abgas-Wärmeübertrager 1 aus.If the heat exchanger circuit, in which the heat exchanger 4 is involved, has a heat demand, for example, to heat a vehicle interior and / or to bring the internal combustion engine during a warm-up phase faster to its operating temperature, with the aid of the control device 16 the bypass channel 3 blocked. As a result, indicated by an arrow, through the exhaust inlet 10 entering exhaust gas flow according to broken arrows through the heat exchanger channel 2 guided. As a result, the heat exchanger 4 subjected to the hot exhaust gases, whereby the desired heat input is achieved in the heat transfer medium of the heat exchanger circuit. Subsequently, the cooled exhaust gas flows through the exhaust outlet according to an arrow 15 again from the exhaust heat exchanger 1 out.

Wenn der Wärmeübertrager-Kreis keinen Wärmebedarf aufweist bzw. wenn keine zusätzliche Wärme aus dem Abgas in den Wärmeübertrager-Kreis eingeleitet werden soll, wird die Steuereinrichtung 16 zum Öffnen des Bypass-Kanals 3 betätigt. Der geöffnete Bypass-Kanal 3 besitzt einen deutlich geringeren Durchströmungswiderstand als der Wärmeübertrager-Kanal 2, in dem der Wärmeübertrager 4 angeordnet ist. In der Folge strömen die Abgase entsprechend durchgezogenen Pfeilen vorwie gend durch den Bypass-Kanal 3. In der Folge ist die Wärmeabgabe an den Wärmeübertrager 4 erheblich reduziert.If the heat exchanger circuit has no heat demand or if no additional heat from the exhaust gas is to be introduced into the heat exchanger circuit, the control device 16 to open the bypass channel 3 actuated. The opened bypass channel 3 has a significantly lower flow resistance than the heat exchanger channel 2 in which the heat exchanger 4 is arranged. As a result, the exhaust gases flow in accordance with solid arrows vorwie passage through the bypass channel 3 , As a result, the heat transfer to the heat exchanger 4 considerably reduced.

Um eine Wärmeübertragung durch Wärmestrahlung vom Bypass-Kanal 3 zum Wärmeübertrager 4 zu reduzieren, ist entsprechend der hier gezeigten, bevorzugten Ausführungsform zwischen dem Bypass-Kanal 3 und dem Wärmeübertrager-Kanal 2 vorzugsweise eine thermische Isolation 21 ausgebildet. Die thermische Isolation 21 kann beispielsweise dadurch realisiert werden, dass ein Innenrohr 22, welches den Bypass-Kanal 3 umhüllt, doppelwandig ausgestaltet ist. Die Doppelwand des Innenrohrs 22 realisiert eine Spaltisolierung. Die Doppelwand kann beispielsweise evakuiert sein, was deren Isolationswirkung verbessert. Zusätzlich oder alternativ kann die Isolation 21 ein Isolationsmaterial 23 aufweisen, welches den Bypass-Kanal 3 umhüllt. Beispielsweise kann dieses Isolationsmaterial 23 außen um das Innenrohr 22 herum angeordnet sein. Ebenso ist es möglich, das Isolationsmaterial 23 in die Doppelwandung des Innenrohrs 22 einzubringen. Die thermische Isolation 21 dient dazu, einen zu großen Wärmeeintrag in den Wärmeübertrager 4 bei geöffnetem Bypass-Kanal 3 zu vermeiden.To heat transfer by heat radiation from the bypass channel 3 to the heat exchanger 4 is, according to the preferred embodiment shown here, between the bypass channel 3 and the heat exchanger channel 2 preferably a thermal insulation 21 educated. The thermal insulation 21 can be realized for example by an inner tube 22 which is the bypass channel 3 wrapped, double-walled is designed. The double wall of the inner tube 22 realizes a gap insulation. The double wall can be evacuated, for example, which improves its insulating effect. Additionally or alternatively, the isolation 21 an insulation material 23 having the bypass channel 3 envelops. For example, this insulation material 23 outside around the inner tube 22 be arranged around. It is also possible, the insulation material 23 in the double wall of the inner tube 22 contribute. The thermal insulation 21 serves to heat too much into the heat exchanger 4 with open bypass channel 3 to avoid.

Um bei geöffnetem Bypass-Kanal 3 die Abgasströmung möglichst ausschließlich durch den Bypass-Kanal 3 zu führen, kann es bei einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen sein, einen Einlassquerschnitt 24, den der Abgas-Wärmeübertrager 1 am Abgaseinlass 10 oder in einem nicht näher bezeichneten Abgaseinlassabschnitt aufweist, kleiner zu wählen als einen Auslassquerschnitt 25, den der Bypass-Kanal 3 am Bypass-Auslass 13 oder in einem nicht näher bezeichneten Bypass-Auslassabschnitt aufweist. Diese Querschnittsdifferenz ist relativ klein und daher in der schematischen Darstellung der 1 nicht erkennbar. Beispielsweise ist der Einlassquerschnitt 25 hinsichtlich seiner Fläche etwa 10% bzw. hinsichtlich seines Durchmessers etwa 5% kleiner als der Auslassquerschnitt 25. Durch diese Bauweise kommt es vor dem Bypass-Einlass 11 relativ zum Bypass-Auslass 13 zu einer erhöhten Geschwindigkeit. Die höhere Geschwindigkeit vor dem Bypass-Einlass 11 führt zu einem Druckabfall am Bypass-Einlass 11. Dieser Druckabfall erzeugt eine Saugströmung, die es den Abgasen erleichtert, in den Bypass-Kanal 3 einzuströmen. Der Anteil an Abgasen, die dann noch durch den Wärmeübertrager-Kanal 2 strömen, wird dadurch reduziert. Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform kann der Einlassquerschnitt 24 im Hinblick auf den Auslassquerschnitt 25 so dimensioniert werden, dass bei geöffnetem Bypass-Kanal 3 das Abgas vollständig durch den Bypass-Kanal 3 strömt. Beispielsweise erfolgt die Auslegung des Einlass-Querschnitts 24 im Hinblick auf den Auslassquerschnitt 25 so, dass daraus am Bypass-Einlass 11 ein Druckabfall resultiert, der betragsmäßig gleich groß ist wie ein Druckanstieg am Bypass-Einlass 11, der auf einen unvermeidbaren Durchströmungswiderstand des Bypass-Kanals 3 zurückzuführen ist. Bei dieser Auslegung kompensiert der durch den reduzierten Einlassquerschnitt 24 erzeugte Druckabfall den durch den Durchströmungswiderstand erzeugten Druckanstieg. Der Bypass-Kanal 3 kann dadurch quasi druckverlustfrei durchströmt werden, was dazu führt, dass die Abgase bei geöffnetem Steuerglied 17 im wesentlichen ausschließlich durch den Bypass-Kanal 3 strömen.To open the bypass channel 3 the exhaust gas flow as possible exclusively through the bypass channel 3 to lead, it may be provided in a preferred embodiment, an inlet cross-section 24 that the exhaust heat exchanger 1 at the exhaust inlet 10 or in an unspecified exhaust inlet section, to choose smaller than an outlet cross-section 25 The bypass channel 3 at the bypass outlet 13 or in an unspecified bypass outlet section. This cross-sectional difference is relatively small and therefore in the schematic representation of 1 not visible. For example, the inlet cross section 25 with respect to its surface about 10% or in terms of its diameter about 5% smaller than the outlet cross-section 25 , Due to this design, it comes in front of the bypass inlet 11 relative to the bypass outlet 13 to an increased speed. The higher speed before the bypass inlet 11 leads to a pressure drop at the bypass inlet 11 , This pressure drop creates a suction flow that facilitates the exhaust gases into the bypass channel 3 to flow. The proportion of exhaust gases, which then still through the heat exchanger channel 2 flow, is reduced thereby. According to a preferred embodiment, the inlet cross section 24 with regard to the outlet cross section 25 be dimensioned so that with open bypass channel 3 the exhaust gas completely through the bypass channel 3 flows. For example, the design of the inlet cross-section is done 24 with regard to the outlet cross section 25 so that from it at the bypass inlet 11 a pressure drop results in the same amount as a pressure increase at the bypass inlet 11 due to an unavoidable flow resistance of the bypass channel 3 is due. In this design, the compensated by the reduced inlet cross-section 24 Pressure drop generated by the pressure increase generated by the flow resistance. The bypass channel 3 can be flowed through virtually free of loss of pressure, which means that the exhaust gases with open control member 17 essentially exclusively through the bypass channel 3 stream.

Um die Zuströmung vom Abgaseinlass 10 zum Bypass-Einlass 11 und somit die überhöhte Geschwindigkeit im Bypass-Einlass 11 zu verbessern, sind der Abgaseinlass 10 und der Bypass-Einlass 11 hinsichtlich der Strömungsrichtung zueinander vorzugsweise fluchtend angeordnet. Darüber hinaus kann ein Verbindungskanal 27 vorgesehen sein, der den Abgaseinlass 10 mit dem Bypass-Einlass 11 kommunizierend verbindet. Die Verwendung eines derartigen Verbindungskanals 27 vereinfacht außerdem die Herstellung des Abgas-Wärmeübertragers 1, da beispielsweise dann der Bypass-Kanal 3 mit in Durchströmungsrichtung konstantem Querschnitt hergestellt werden kann. Während der Verbindungskanal 27 besonders einfach den vorstehend genannten Querschnittsunterschied zwischen Abgaseinlass 10 und Bypass-Auslass 13 ausgleichen kann. Der Verbindungskanal 27 charakterisiert sich außerdem dadurch, dass er eine gasdurchlässige Wandung 28 aufweist. Beispielsweise ist hierzu die Wandung 28 mit einer Perforation 29 versehen. Die Wandung 28 kann durch ein Lochblech gebildet sein. Durch diese Wandung 28 hindurch kann der Wärmeübertrager-Einlass 12 ebenfalls mit dem Abgaseinlass 10 kommunizieren, um bei gesperrtem Bypass-Kanal 3 die gewünschte Durchströmung des Wärmeübertrager-Kanals 2 zu gewährleisten.To the inflow from the exhaust inlet 10 to the bypass inlet 11 and thus the excessive speed in the bypass inlet 11 to improve, are the exhaust inlet 10 and the bypass inlet 11 with respect to the flow direction to each other preferably arranged in alignment. In addition, a connection channel 27 be provided, which the exhaust inlet 10 with the bypass inlet 11 communicating connects. The use of such a connection channel 27 also simplifies the production of the exhaust gas heat exchanger 1 because then, for example, the bypass channel 3 can be made with a constant cross-section in the flow direction. During the connection channel 27 especially easy the aforementioned cross-sectional difference between exhaust inlet 10 and bypass outlet 13 can compensate. The connection channel 27 is also characterized by the fact that it has a gas-permeable wall 28 having. For example, this is the wall 28 with a perforation 29 Mistake. The wall 28 can be formed by a perforated plate. Through this wall 28 through the heat exchanger inlet 12 also with the exhaust inlet 10 communicate to when the bypass channel is disabled 3 the desired flow through the heat exchanger channel 2 to ensure.

Zur Vermeidung von thermischen Spannungen innerhalb des Abgas-Wärmeübertragers 1 ist der Wärmeübertrager 4 an einem Außenrohr 26, welches den Wärmeübertrager-Kanal 2 umhüllt, über einen hier nicht näher bezeichneten Festsitz sowie über wenigstens einen Schiebesitz, der Wärmedehnungen relativ zum Außenrohr 26 zulässt, am Außenrohr 26 angebracht. Beispielsweise ist der Festsitz am anströmseitigen Ende des Wärmeübertragers 4 ausgebildet, während der Schiebesitz am abströmseitigen Ende des Wärmeübertragers 4 ausgebildet ist. Thermisch bedingte Wärmedehnungen können dadurch keine Spannungen zwischen Wärmeübertrager 4 und Außenrohr 26 aufbauen. Am Außenrohr 26 sind der Einlasstrichter 8 und der Auslasstrichter 9 angebracht.To avoid thermal stresses within the exhaust gas heat exchanger 1 is the heat exchanger 4 on an outer tube 26 , which is the heat exchanger channel 2 wrapped, over a unspecified here tight fit and at least one sliding seat, the thermal expansion relative to the outer tube 26 allows, on the outer tube 26 appropriate. For example, the interference fit on the upstream end of the heat exchanger 4 formed during the sliding seat at the downstream end of the heat exchanger 4 is trained. Thermally induced thermal expansions can thus no stresses between heat exchanger 4 and outer tube 26 build up. On the outer tube 26 are the inlet funnel 8th and the discharge funnel 9 appropriate.

Das den Bypass-Kanal 3 bildende Innenrohr 22 kann vorzugsweise über den Wärmeübertrager 4 am Außenrohr 26 befestigt sein. Ebenso ist grundsätzlich auch eine direkte Befestigung des Innenrohrs 22 am Außenrohr 26 möglich. Um auch hier die Ausbildung thermisch bedingter Spannungen zu reduzieren, ist das Innenrohr 22 vorzugsweise über einen Festsitz und wenigstens einen Schiebesitz am Wärmeübertrager 4 bzw. am Außenrohr 26 befestigt. Beispielsweise befindet sich der Festsitz am anströmseitigen Ende des Innenrohrs 22, während der Schiebesitz am anströmseitigen Ende des Innenrohrs 22 ausgebildet. Unterschiedliche Temperaturen zwischen Innenrohr 22 und Wärmeübertrager 4 bzw. Außenrohr 26 können dadurch ohne weiteres zu Relativbewegungen zwischen den genannten Bauteilen führen, ohne dass es zum Aufbau kritischer Spannungen kommt.That the bypass channel 3 forming inner tube 22 can preferably via the heat exchanger 4 on the outer tube 26 be attached. Likewise, in principle, a direct attachment of the inner tube 22 on the outer tube 26 possible. To reduce the formation of thermally induced stresses here, too, is the inner tube 22 preferably via a tight fit and at least one sliding seat on the heat exchanger 4 or on the outer tube 26 attached. For example, the interference fit is located at the upstream end of the inner tube 22 while the sliding seat at the upstream end of the inner tube 22 educated. Different temperatures between inner tube 22 and heat exchangers 4 or outer tube 26 can thereby easily lead to relative movements between said components, without causing critical stresses to build up.

Die Realisierbarkeit derartiger Festsitz-Schiebesitz-Anordnungen ist vergleichsweise preiswert. Des Weiteren ist die Verwendung nur eines einzigen Steuerglieds 17 zum Steuern der Durchströmung des Bypass-Kanals 3 und des Wärmeübertrager-Kanals 2 preiswert realisierbar. Insgesamt kann der Abgas-Wärmeübertrager 1 somit vergleichsweise kostengünstig hergestellt werden. Darüber hinaus baut der Abgas-Wärmeübertrager 1 durch die ineinander angeordneten Kanäle 2, 3 bzw. Rohre 22, 26 äußerst kompakt, was die Unterbringung am Fahrzeug vereinfacht.The feasibility of such fixed seat sliding seat arrangements is relatively inexpensive. Furthermore, the use of only a single control element 17 for controlling the flow through the bypass channel 3 and the heat exchanger channel 2 reasonably priced. Overall, the exhaust heat exchanger 1 thus be made comparatively inexpensive. In addition, the exhaust heat exchanger builds 1 through the nested channels 2 . 3 or pipes 22 . 26 extremely compact, which simplifies the accommodation on the vehicle.

Claims

Exhaust gas heat exchanger for an exhaust system of an internal combustion engine, in particular in a motor vehicle, with a heat exchanger channel ( 2 ), in which a heat exchanger ( 4 ) and with a bypass channel ( 3 ) for bypassing the heat exchanger channel ( 2 ), characterized in that the one channel ( 2 ) the other channel ( 3 ) wrapped.

Exhaust heat exchanger according to claim 1, characterized in that the heat exchanger channel ( 2 ) the bypass channel ( 3 ) wrapped.

Exhaust gas heat exchanger according to claim 2, characterized in that - one for the heat exchanger channel ( 2 ) and the bypass channel ( 3 ) common exhaust inlet ( 10 ) of the exhaust gas heat exchanger ( 1 ) via a connection channel ( 27 ) with a bypass inlet ( 11 ) of the bypass channel ( 3 ), that - a heat exchanger inlet ( 12 ) of the heat exchanger channel ( 2 ) through a gas-permeable wall ( 28 ) of the connection channel ( 27 ) through to the exhaust inlet ( 10 ) communicates.

Exhaust gas heat exchanger according to one of claims 1 to 3, characterized in that - the bypass channel ( 3 ) a bypass outlet ( 13 ) or bypass outlet section with an outlet cross-section ( 25 ), - that the exhaust gas heat exchanger ( 1 ) one for the heat exchanger channel ( 2 ) and for the bypass channel ( 3 ) common exhaust inlet ( 10 ) or exhaust gas inlet section with an inlet cross section ( 24 ), - that the inlet cross-section ( 24 ) is smaller than the outlet cross-section ( 25 ).

Exhaust heat exchanger according to claim 4, characterized in that - the inlet cross-section ( 24 ) is chosen so much smaller than the outlet cross-section ( 25 ) that a resulting pressure drop at a bypass inlet ( 11 ) of the bypass channel ( 3 ) a pressure rise at the bypass inlet ( 11 ), which consists of a flow resistance of the bypass channel ( 3 ) results, substantially compensated, and / or - that the inlet cross-section ( 24 ) is chosen so much smaller than the outlet cross-section ( 25 ), that with open bypass channel ( 3 ) the exhaust gas substantially completely through the bypass channel ( 3 ) flows.

Exhaust gas heat exchanger according to one of claims 1 to 5, characterized in that the bypass channel ( 3 ) with a control member ( 17 ) to the Opening and blocking the bypass channel ( 3 ) is provided.

Exhaust gas heat exchanger according to claim 6, characterized in that - the control member ( 17 ) at the bypass inlet ( 11 ) or at the bypass outlet ( 13 ) or in the bypass channel ( 3 ) between bypass inlet ( 11 ) and bypass outlet ( 13 ), and / or - that the control member ( 17 ) is a rotatably arranged flap, which with a drive shaft ( 18 ) is rotatably connected, and / or - that the drive shaft ( 18 ) through the heat exchanger channel ( 2 ) and / or by the heat exchanger ( 4 ) is passed.

Exhaust gas heat exchanger according to one of claims 1 to 7, characterized in that between bypass channel ( 3 ) and heat exchanger channel ( 2 ) a thermal insulation ( 21 ) is provided.

Exhaust gas heat exchanger according to claim 8, characterized in that the thermal insulation ( 21 ) through an inner channel ( 3 ) enclosing insulation material ( 23 ) and / or through the inner channel ( 3 ) enveloping double-walled inner tube ( 22 ) is formed.

Exhaust gas heat exchanger according to one of claims 1 to 9, characterized in that - the heat exchanger ( 4 ) via a fixed seat and at least one thermal expansion relative to a heat exchanger channel ( 2 ) enveloping pipe or outer pipe ( 26 ) enabling sliding fit on the tube or outer tube ( 26 ), and / or - that the bypass channel ( 3 ) enveloping inner tube ( 22 ) via a tight fit and at least one thermal expansion relative to a heat exchanger channel ( 2 ) enveloping outer tube ( 26 ) and / or relative to the heat exchanger ( 4 ) enabling sliding fit on the outer tube ( 26 ) and / or on the heat exchanger ( 4 ) is arranged.

Exhaust heat exchanger according to one of claims 1 to 10, characterized in that - an inlet funnel ( 8th ) is provided, which an exhaust inlet ( 10 ) with a bypass inlet ( 11 ) and with a heat exchanger inlet ( 12 ) fluidly connects, and / or - that an outlet funnel ( 9 ), which has a bypass outlet ( 13 ) and a heat exchanger outlet ( 14 ) with an exhaust gas outlet ( 15 ) fluidly connects.