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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Abgaswärmerückgewinnung.
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Es
ist bekannt, Wärme aus Abgas, das aus einem Abgassystem
eines Fahrzeugmotors ausgestoßen wird, basierend auf dem
Prinzip des Wärmerohres und der Verwendung der rückgewonnenen Wärme
für andere Zwecke, beispielsweise zum Abwärmen
des Motors, rückzugewinnen. Als ein Beispiel einer solchen
Wärmerückgewinnungsvorrichtung beschreibt die
Japanische nicht geprüfte
veröffentlichte Patentanmeldung Nr. 4-45393 einen
geschleiften Wärmerohr-Wärmeaustauscher.
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Der
offenbarte Wärmeaustauscher umfasst einen geschlossenen
Zirkulationsweg in Schleife, der mit einem inneren Wärmeübertragungsfluid
gefüllt ist, eine Verdampfereinheit, die auf dem Zirkulationsweg
zum Verdampfen des inneren Wärmeübertragungsfluids
hierin angeordnet ist, indem äußere Wärme
aufgenommen wird, sowie eine Kondensationseinheit, die auf dem Zirkulationsweg
an einem Ort angeordnet ist, der höher als die Verdampfungseinheit liegt,
um den Wärmeaustausch zwischen dem verdampften inneren
Wärmeübertragungsfluid und einem äußeren
Wärmeübertragungsfluid auszuführen.
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Bei
einem solchen Wärmeaustauscher wird der Wirkungsgrad verbessert,
indem die Oberfläche für das Sieden des inneren
Wärmeübertragungsfluids in einer Verdampfereinheit
vergrößert wird. Um die Ausdehnung der Siedefläche
beispielsweise zu vergrößern, wird vorgeschlagen,
Nuten auf den Innenflächen der Rohre der Verdampfungseinheit durch
Schneiden zu formen.
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Tatsächlich
wird die Verdampfungseinheit nämlich einer Umgebung mit
hoher Temperatur ausgesetzt. Daher müssen die Rohre der
Verdampfungseinheit über hohe Festigkeit und Beständigkeit gegen
Oxidieren verfügen. Um die Nuten auf den Innenflächen
der Rohre durch Schneiden (mechanische Bearbeitung) zu formen, ist
es notwendig, die Dicke der Rohrwandungen zu erhöhen. Die
Vergrößerung der Dicke der Rohrwandungen führt
zu einer Zunahme im Gewicht und zu einer Verminderung in den Ausbeuten.
Für den Fall weiterhin, dass die Nuten auf den Innenflächen
der Rohre durch Schneiden geformt werden, müssen die Rohrwandungen
eine ausreichende Dicke im Hinblick auf die hierauf ausgeübten
Beanspruchungen zeitigen.
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Im
Hinblick hierauf wurde die vorliegende Erfindung gemacht und es
ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Abwärmerückgewinnung
mit einer Verdampfungseinheit zur Verfügung zu stellen,
die über eine ausreichende Oberflächenausdehung
zum Sieden eines Betriebsfluids hat und in der Lage ist, die Produktivität
und die Ausbeuten zu verbessern.
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung bzw. zur Lösung der oben
genannten Aufgabe umfasst eine Vorrichtung zur Abgaswärmerückgewinnung
eine Verdampfereinheit und eine Kondensationseinheit, die in Verbindung
mit der Verdampfereinheit derart steht, dass ein Betriebsfluid bzw.
Arbeitsfluid in der Verdampfereinheit und in der Kondensationseinheit
zirkuliert. Die Verdampfereinheit ist in einem ersten Fluidkanal
angeordnet, durch welchen ein erstes Fluid strömt und nimmt
dem Wärmeaustausch zwischen dem ersten Fluid und dem Betriebsfluid
vor, wodurch das Betriebsfluid bzw. Arbeitsfluid verdampft wird.
Die Kondensationseinheit ist in einem zweiten Fluidkanal angeordnet,
durch welchen ein zweites Fluid strömt und nimmt den Wärmeaustausch
zwischen dem zweiten Fluid und dem Betriebsfluid vor, wodurch das
Betriebsfluid kondensiert wird. Die Vorrichtung zur Abgaswärmerückgewinnung
umfasst weiterhin ein den Nassbereich vergrößerndes
Element zur Vergrößerung einer Nassfläche
des Betriebsfluids aufgrund der Oberflächenspannung des
Betriebsfluids. Das den Nassbereich vergrößernde
Element ist in einem Rohr der Verdampfereinheit an einem Ort benachbart
einer Innenfläche des Rohres angeordnet. Das den Nassbereich vergrößernde
Element hat eine Vielzahl von Erweiterungs- oder Erstreckungsflächen
in Richtungen, welche die Innenfläche des Rohres schneiden.
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Somit
wird der Nassbereich des Betriebsfluids im Rohr durch das den Nassbereich
vergrößernde Element erhöht, dem Element,
das als gesondertes Element vorgesehen ist. Das heißt,
die Oberflächenausdehung für das Sieden und Verdampfen
des Betriebsfluids wird vergrößert, ohne dass
das Rohr beispielsweise durch Schneiden bearbeitet wird. Weiterhin
ist der Aufbau des Rohres vereinfacht, Produktivität und
Ausbeuten werden verbessert.
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Andere
Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlicher
aus der folgenden detaillierten Beschreibung, in der Bezug auf die
beiliegenden Zeichnungen genommen wird, in denen gleiche Teile durch
gleiche Bezugszahlen bezeichnet sind und in denen:
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1 ein
schematischer Schnitt durch eine Vorrichtung zur Abgasabwärmerückgewinnung
gemäß einer ersten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung ist;
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2 ist
eine schematische perspektivische Darstellung eines Rohres einer
Verdampfereinheit der Vorrichtung zur Abgasabwärmerückgewinnung gemäß der
ersten Ausführungsform;
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3 ist
ein Schnitt durch einen Teil des Rohres der Verdampfereinheit gemäß der
ersten Ausführungsform;
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4 ist
eine perspektivische Darstellung eines Teils eines Nutenelements,
das im Rohr der Verdampfereinheit angeordnet ist und einen Zustand zeigt,
wo das Nutenelement mit einem Betriebsfluid gemäß der
ersten Ausführungsform benetzt wird;
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5 ist
ein Schnitt durch einen Teil einer Nutenplatte, die in einem Rohr
einer Verdampfereinheit einer Vorrichtung zur Abgasabwärmerückgewinnung
gemäß einer zweiten Ausführungsform der
Erfindung ist; und
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6 ist
ein Querschnitt durch einen Teil einer gewellten Platte, die in
einem Rohr einer Verdampfereinheit einer Vorrichtung zur Abgasabwärmerückgewinnung
gemäß einer dritten Ausführungsform der
Erfindung angeordnet ist.
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(Erste Ausführungsform)
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Gemäß 1 wird
eine Vorrichtung zur Abgasabwärmerückgewinnung 100 der
ersten Ausführungsform beispielsweise in einem Fahrzeug,
das von einem Motor, beispielsweise einer wassergekühlten
Brennkraftmaschine, angetrieben wird, verwendet. Die Vorrichtung
zur Abgasabwärmerückgewinnung 100 ist
auf einem oder in einem Kreis zur Abgasabwärmerückgewinnung
angeordnet, durch welchen ein Motorkühlmittel fließt,
und ein Motorabgasrohr, durch welches ein Abgas strömt,
das durch Brennstoffverbrennung erzeugt wurde und aus dem Fahrzeug
ausgestoßen wird.
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Der
Motor steht in Verbindung mit einem Radiator- oder Kühlerkreis,
durch welchen ein Motorkühlmittel zur Kühlung
des Motors fließt, der Kreis zur Abgasabwärmerückgewinnung
hat einen vom Kühlerkreis getrennten Kreis, einen Heizerkreis,
durch welchen das Kühlmittel als Wärmequelle fließt,
um Luft für einen Luftklimatisierungsvorgang zu erwärmen.
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Der
Abgasabwärmerückgewinnungskreis geht von einem
Motorauslassteil des Kühlerkreises ab. Das heißt,
der Kreis zur Abwärmerückgewinnung geht vom Kühlerkreis
an einem Ort hinter der Maschine ab. Der Abwärmerückgewinnungskreis
ist mit einer Wasserpumpe gekuppelt, um das Kühlmittel
hierin in Zirkulation zu versetzen. Ein Wassertank 40 der Vorrichtung 100 zur
Abwärmerückgewinnung steht in Verbindung mit dem
Kreis zur Abwärmerückgewinnung. Anders ausgedrückt:
der Wassertank 40 ist in einem Abgasabwärmerückgewinnungskreis 100 angeordnet.
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Wie 1 erkennen
lässt, umfasst die Vorrichtung 100 zur Abgasabwärmerückgewinnung
im Allgemeinen eine Verdampfereinheit 10, eine Kondensationseinheit 30 und
eine Ventileinheit 50. Die Verdampfereinheit 10,
die Kondensationseinheit 30 und die Ventileinheit 50 sind
in vorbestimmter Weise so gekuppelt, dass ein Strahl oder Durchlass
für ein Betriebsfluid in Form einer Schleife gebildet wird.
Das heißt, die Verdampfereinheit 10, die Kondensationseinheit 30 und
die Ventileinheit 50 bilden einen geschleiften Wärmerohr-Wärmeaustauscher.
Die Verdampfereinheit 10 ist mit einer Vielzahl von verdampferseitigen
Wärmerohren 1, die mit dem Betriebsfluid gefüllt
sind, ausgestattet.
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Das
Arbeitsfluid ist beispielsweise Wasser. Im Allgemeinen siedet Wasser
bei 100°C unter 1 Atmosphäre. Bei der vorliegenden
Ausführungsform beispielsweise wird der Innendruck der
Wärmerohre 1 auf 0,01 Atmosphären reduziert,
so dass die Siedetemperatur des Wassers in den Wärmerohren 1 bei etwa
5°C bis 10°C liegt. Das Arbeitsfluid ist nicht
auf Wasser beschränkt, vielmehr können verdampfbare und
kondensierbare Fluide wie Alkohol, Fluorkarbon und dergleichen Anwendung
finden.
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Da
die Vorrichtung 100 zur Abwärmerückgewinnung
in einer Umgebung hoher Temperatur (beispielsweise über
800°C) eingesetzt wird, werden die Komponententeile der
Abgasrückgewinnungsvorrichtung 100 aus einem Material
gemacht, das gegen hohe Temperatur und Korrosion hochbeständig
ist, beispielsweise aus rostfreiem Material. Die Komponententeile
werden zusammengebaut und dann so erwärmt, dass die Komponententeile
an Verbindungsteilen verlötet und an Eingriffsteilen durch ein Lötmaterial
verlötet werden. Die Vorrichtung zur Abgasabwärmerückgewinnung 100 wird
nämlich geformt, indem Komponententeile vollständig
verlötet werden.
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Die
Verdampfereinheit 10 ist auf einem Abgaskanal bzw. Auspuffkanal
angeordnet, durch welchen das aus dem Motor ausgestoßene
Abgas strömt. Somit nimmt die Verdampfereinheit 10 den Wärmeaustausch
zwischen dem Abgas und dem Arbeitsfluid, das in den Wärmerohren 1 strömt,
vor, um so das Arbeitsfluid zu verdampfen.
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Die
Verdampfereinheit 10 umfasst Rohre 11, welche
die Wärmerohre 1, Rippen 12 und dergleichen
bilden. Jedes Rohr 11 ist von flacher röhrenförmiger
Gestalt. Das Rohr 11 ist so angeordnet, dass seine Längsachse
sich in einer vertikalen Richtung erstreckt, das heißt,
in der Aufwärts-/Abwärtsrichtung in 1.
Die Rohre 11 sind gestapelt oder in horizontaler Richtung
geschichtet, beispielsweise in einer Links-/Rechtsrichtung der 1,
und zwar unter vorbestimmten Intervallen. Weiter sind die Rohre 11 in Reihen
in einer Richtung im Wesentlichen senkrecht zu einer Strömungsrichtung
des Abgases angeordnet, beispielsweise in einer Richtung senkrecht
zur Zeichenebene der 1.
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Untere
Enden der Rohre 11 stehen mit einem unteren Sammler 13 in
Verbindung, und obere Enden der Rohre 11 stehen mit einem
oberen Sammler 14 in Verbindung. Der untere Sammler 13 ist
von im Wesentlichen röhrenförmiger Gestalt und
bildet Rohrlöcher, mit denen die unteren Enden der Rohre 11 verbunden
sind. In ähnlicher Weise hat der obere Sammler 14 eine
im Wesentlichen röhrenförmige Gestalt und bildet
Rohrlöcher, an welche die oberen Enden der Rohre 11 angeschlossen
werden.
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Somit
stehen die Rohre 11 in Verbindung miteinander über
untere Verbindungsteile 16, die im unteren Sammler 13 definiert
sind. Weiterhin stehen die Rohre 11 in Verbindung miteinander über
obere Verbindungsteile 17, die im oberen Sammler 14 definiert sind.
Anders ausgedrückt: die Innenseite des unteren Sammlers 13 steht
in Verbindung mit der Innenseite des oberen Sammlers 14 über
die Rohre 11.
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Die
Rippen 12 sind beispielsweise gewellte Rippen, die ausdünnen
Blechelementen geformt werden. Die Rippen 12 stehen in
Verbindung mit den äußeren Oberflächen
der Rohre 11. Seitenplatten 18 sind an die äußersten
Rippen bzw. Flossen 12 ange schlossen, die an den linken
und rechten Enden der 1 positioniert sind. Seitenplatten
sind als Verstärkungs- und Fixierelemente vorgesehen.
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Weiterhin
ist eine untere Platte 20 unter dem unteren Sammler 13 angeordnet
sowie eine obere Platte 19, die oberhalb des oberen Sammlers 14 angeordnet
ist. Die untere Platte 20 steht unter Abstand zum unteren
Sammler 13, und zwar um ein vorbestimmtes Stück
in Längsrichtung der Rohre 11 und ist mit den
Seitenplatten 18 verbunden. Die obere Platte 19 steht
unter Abstand zum oberen Sammler 14 um ein vorbestimmtes
Stück in Längsrichtung der Rohre 11 und
ist an die Seitenplatten 18 angeschlossen.
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Das
heißt, die Seitenplatten 18, die obere Platte 19 und
die untere Platte 20 bilden ein Gehäuse von im
Wesentlichen rechteckigem Querschnitt, wie 1 erkennen
lässt. Das Gehäuse bildet einen Durchlassraum,
durch welchen das Abgas strömt. Das Gehäuse bildet
Teil des Abgaskanals oder steht mit dem Abgaskanal in Verbindung.
Das Abgas strömt durch den Kanalraum in einer Richtung
im Wesentlichen senkrecht zur Zeichenebene der 1.
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Ein
Wassertank 40 wird hergestellt, indem eine Wassertankplatte 41 und
ein Wassertankelement vereinigt werden. Die Wassertankplatte 41 ist ein
im Wesentlichen flaches Plattenelement und ist benachbart der Verdampfereinheit 10 angeordnet. Das
Wassertankelement ist von im Wesentlichen U-förmigem Querschnitt.
Das heißt, der Wassertank 40 hat im Wesentlichen
eine Containergestalt, die sich in einer Richtung parallel zur Längsrichtung
der Rohre 11 erstreckt.
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Eine
Wärmeisolierplatte 21 ist zwischen den rechten
Seitenplatten 18 und der Wassertankplatte 41 angeordnet
und bildet eine Wärmeisolierschicht zwischen der Verdampfereinheit 10 und
der Kondensationseinheit 30. Beispielsweise steht die Wärme isolierende
Platte 21 unter einem bestimmten Abstand zur rechten Seitenplatte 18.
Auch ist die Wassertankplatte 41 mit der Wärme
isolierenden Platte 21 auf einer der rechten Seitenplatte 18 gegenüberliegenden
Seite vereinigt bzw. verbunden.
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Die
Kondensationseinheit 30 sowie die Ventileinheit 50 sind
im Wassertank 40 angeordnet. Die Kondensationseinheit 30 ist
in einem Kühlmittelkanal, durch welchen das Motorkühlwasser
strömt, angeordnet. Die Kondensationseinheit 30 nimmt
den Wär meaustausch zwischen dem Arbeitsfluid, das in der
Verdampfereinheit verdampft wurde und dem Kühlmittel vor,
wodurch das Arbeitsfluid kondensiert wird.
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Die
Kondensationseinheit 30 ist auf einer Seite der Verdampfereinheit 10 (beispielsweise
die rechte Seite in 1) angeordnet. Die Kondensationseinheit 30 verfügt über
eine Vielzahl von Rohren 33. Die Rohre 33 sind
so angeordnet, dass ihre Längsachsen sich in Aufwärts-/Abwärtsrichtung ähnlich
wie die Rohre 11 der Verdampfereinheit 10 erstrecken.
Rippen sind an die Außenflächen der Rohre 11 zur
Erleichterung des Wärmeübergangs angeschlossen.
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Die
oberen Enden der Rohre 33 sind mit dem oberen Tankteil 31 und
die unteren Enden der Rohre 33 mit dem unteren Tankteil 32 verbunden.
Der obere Tankteil 31 steht in Verbindung mit den oberen
Verbindungsteilen 17 der Verdampfereinheit 10,
und somit stehen die Rohre 33 in Verbindung mit den Rohren 11.
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Die
Ventileinheit 50 ist im unteren Tankteil 32 angeordnet,
das heißt, an einem Ort in Strömungsrichtung hinter
der Kondensationseinheit 30 bezogen auf die Strömung
des Arbeitsfluids. Die Ventileinheit 50 hat einen Auslass 57 für
kondensiertes Fluid, der direkt mit dem unteren Sammler 13 der
Verdampfereinheit 10 verbunden ist. Der Auslass 57 für
kondensiertes Fluid steht in Verbindung mit den Rohren 11 über
die Verbindungsteile des unteren Sammlers 13.
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Die
Ventileinheit 50 ist mit einer Regelkonstruktion vom Membrantyp
ausgestattet, um beispielsweise durch Regelung einen Kanal zu öffnen
oder zu schließen, abhängig vom Innendruck der
Wärmerohre 1, das heißt, dem Druck des
Arbeitsfluids. Die Ventileinheit 50 schließt ein
Gehäuse 51, eine Membran 53, eine Feder 52 und
einen Ventilkörper 55 ein. Die Membran 53,
die Feder 52 und der Ventilkörper 55 sind
im Gehäuse 51 untergebracht. Beispielsweise ist
das Gehäuse 51 ein im Wesentlichen zylindrischer Behälter
und ist aus zwei Gehäusen aufgebaut.
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Das
Gehäuse 51 ist mit einem Verbindungsloch an einem
axialen Ende hiervon gebildet, um es der Innenseite des Gehäuses 51 zu
ermöglichen, mit der Atmosphäre in Verbindung
zu treten. Weiterhin ist das Gehäuse 51 mit einem
Einlass 54 für kondensiertes Fluid auf seiner
axialen Seitenwandung versehen. Der Auslass 57 für
kondensiertes Fluid ist am gegenüberliegenden axialen Ende
des Gehäuses 51 aus gebildet. Ein Verschlussteil
(Ventilsitz) ist zwischen dem Einlass 54 für kondensiertes
Fluid und dem Auslass 57 für kondensiertes Fluid
ausgebildet. Der Verschlussteil verfügt über eine Öffnung 56 in seiner
Mitte.
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Die
Membran 53 ist in Axialrichtung des Ventilkörpers 55 aufgrund
einer Differenz zwischen einer Kraft, die durch den atmosphärischen
Druck vom Verbindungsloch ausgeübt wird und der Elastizität der
Feder 52 sowie einer Kraft verschiebbar, die durch den
Innendruck der Kondensationseinheit 30, ausgeübt
durch den Einlass 54 für kondensiertes Fluid,
erzeugt wird. Der Ventilkörper 55 ist mit der
Membran 53 verbunden. Der Ventilkörper 55 bewegt
sich in axialer Richtung synchron mit einer axialen Verschiebung
der Membran 53, um hierdurch die Öffnung 56 zu öffnen
und zu schließen.
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Die
Ventileinheit 50 wird in den unteren Tankteil 32 von
einer Seite des Wassertanks 40 derart eingeführt,
dass der Auslass 57 für kondensiertes Fluid mit
dem unteren Sammler 13 der Verdampfereinheit 10 verbunden
wird. Auch ist die Ventileinheit 50 derart angeordnet,
dass ein Teil des Gehäuses 51, in dem die Membran 53,
die Feder 52 und dergleichen untergebracht ist, von der
Seite des Wassertanks 40 nach außen vorsteht.
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Als
Nächstes soll der Innenaufbau des Rohres 11 der
Verdampfereinheit 10 mit Bezug auf die 2 bis 4 beschrieben
werden. In den Zeichnungen stellt der Pfeil L eine Längsrichtung
(Longitudinalrichtung) des Rohres 11 dar, die Längsrichtung ist
parallel zur Längsachse des Rohres 11. Ein Pfeil W
zeigt die Breitenrichtung des Rohres 11 an, die Breitenrichtung
liegt senkrecht zur Längsachse des Rohres 11.
Nach 3 entspricht eine Richtung senkrecht zur Zeichenebene
der 3 der Längsrichtung L des Rohres 11.
Auch entspricht eine Aufwärts-/Abwärtsrichtung
der 4 der Längsrichtung L des Rohres 11.
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Das
Rohr 11 verfügt über ein Nutenelement 60,
auf dem Nuten als den Nassbereich vergrößerndes
Element ausgebildet sind. In dem Rohr 11 ist das Nutenelement 60 benachbart
einer Innenfläche 11b des Rohres 11 angeordnet.
Bei der vorliegenden Ausführungsform beispielsweise hat
jedes Rohr 11 zwei Nutenelemente 60. Wie in 3 gezeigt,
sind die Nutenelemente 60 benachbart den gegenüberliegenden
Innenflächen 11b des Rohres 11 entsprechend
angeordnet, die gegenüberliegenden Innenflächen 11b stehen
einander über einen Mittelteil (Innenraum) des Rohres 11 gegenüber.
Auch sind die Nutenelemente 60 so angeordnet, dass sie
nur Räume benachbart den Innenflächen 11b im
Rohr 11 einnehmen.
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Anders
ausgedrückt: die Nutenelemente 60 sind nur benachbart
den Innenflächen 11b des Rohres 11 derart
angeordnet, dass die Nutenelemente 60 mit dem Arbeitsfluid
benetzt werden und damit ein Nassbereich (Flächenbereich)
des Arbeitsfluids an Orten benachbart den Innenflächen 11b vergrößert wird.
Das Nutenelement 60 dient dazu, den Nassbereich des Arbeitsfluids
aufgrund der Oberflächenspannung des Arbeitsfluids zu vergrößern.
Das Nutenelement 60 ist so konfiguriert, dass das Arbeitsfluid
auf dem Nutenelement 60 haftet und der Oberflächenbereich
bzw. die Oberflächenerstreckung für das Arbeitsfluid
aufgrund der Oberflächenspannung vergrößert
wird.
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Beispielsweise
umfasst das Rohr 11 ein Paar von Rohrplatten (Schalen)
von im Wesentlichen schalenförmiger Gestalt. Das Rohr 11 wird
geformt, indem die Nutenelemente 60 entsprechend auf den Rohrplatten
angeordnet werden, und die Rohrplatten derart vereinigt werden,
dass deren Innenflächen 11b einander durch die
Nutenelemente 60 gegenüberstehen.
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Jede
schalenförmig geformte Platte umfasst eine Hauptwand, die über
eine im Wesentlichen rechtwinkelige Gestalt verfügt und
die Innenfläche 11b definiert, eine Seitenwand,
die von den vier Seiten der Hauptwand sich erstreckt, sowie einen Flansch 11a,
der sich von der Seitenwand in Richtung nach außen und
parallel zur Hauptwand erstreckt. Somit hat die schalenförmig
geformte Rohrplatte einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt.
Die schalenförmige Rohrplatte wird geformt beispielsweise
aus einem Plattenelement, indem unter Verwendung einer Presseinrichtung
gepresst wird. Die schalenförmige Rohrplatte ist beispielsweise
aus rostfreiem Stahl oder dergleichen gemacht.
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Das
Nutenelement 60 umfasst im Allgemeinen Flanschteile 64,
Führungen 66, Rippen 61, 62 und
dergleichen. Die Flanschteile 64 überlappen sich mit
dem Flansch 11a, wenn die Nutenelemente 60 an den
Rohrplatten angebracht werden. Die Führungen 66 erstrecken
sich längs der Seitenwandung des Rohres. Das heißt,
die Führungen 66 erstrecken sich in einer Richtung,
welche eine Ebene der Hauptwandung der Rohrplatte beispielsweise
in einer Richtung der Tiefe der schalenförmig gebildeten
Rohrplatte schneidet. Die Rippen 61, 62 erstrecken
sich gegen die Innenfläche 11b.
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Jeder
Flanschteil 64 verfügt über eine Breite, die
im Wesentlichen gleich einer Breite des Flansches 11a in
Richtung der Breite W ist. Der Flanschteil 64 verfügt über
eine Länge, die im Wesentlichen gleich der Länge
des Flansches 11a in der Längsrichtung L ist.
Jede Führung 66 geht von einem inneren Ende des
Flanschteils 64 ab und formt einen Winkel (beispielsweise
einen rechten Winkel) mit dem Flanschteil 64. Beispielsweise
ist die Führung 66 senkrecht zum Flanschteil 64 abgebogen
und erstreckt sich gegen die Innenfläche 11b.
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Wenn
das Nutenelement 60 auf der Rohrplatte angeordnet wird,
wird die Führung 66 entlang der Seitenwandung
der Rohrplatte eingeführt. Das heißt, die Führung 66 dient
dazu, das Nutenelement 60 an der Rohrplatte bezogen auf
die Breitenrichtung W zu positionieren.
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Die
Rippen 61, 62 erstrecken sich gegen die Innenfläche 11b.
Die Rippen 61, 62 haben Seitenflächen
(Erstreckungsflächen), die sich gegen die Innenfläche 11b,
das heißt, in Richtungen, welche die Innenfläche 11b schneiden,
erstrecken. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die
Rippen 61, 62 im Wesentlichen senkrecht zur Innenfläche 11b,
und die Seitenflächen sind im Wesentlichen senkrecht zur Innenfläche 11b.
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Beispielsweise
werden die Rippen 61, 62 geformt, indem sie aus
einem Plattenelement gepresst werden. Die Rippen 61, 62 sind
unter vorbestimmten Intervallen in Richtung der Breite W angeordnet. Jede
der Rippen 61, 62 hat eine Länge, die
im Wesentlichen gleich der Länge der Innenfläche 11b in der
Längsrichtung L ist.
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Die
Rippe 61 wird nächst der Rippe 62 in Richtung
der Breite W angeordnet. Enden der benachbarten Rippen 61, 62 sind
voneinander getrennt, wobei das Ende der Innenfläche 11b benachbart
ist. Das heißt, die Rippen 61, 62 sind
wenigstens an deren Enden offen.
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Die
Rippe 61 und die Rippe 62 bilden eine Nut 63 mit
einem Verbindungsteil, der sich zwischen der Rippe 61 und
der Rippe 62 erstreckt. Die Nut 63 verfügt über
eine im Wesentlichen U-förmige Gestalt im Querschnitt,
definiert in Richtung der Breite W. Die Nut 63 erstreckt
sich in Längsrichtung L und verfügt über
eine Länge, die im Wesentlichen gleich der Länge
der Innenfläche 11b ist. Das heißt, die
Nut 63 ist im Wesentlichen vollständig über
die Länge der Innenfläche 11b ausgebildet.
Die Tiefe der Rippe 61, 62, das ist eine Abmessung
der Rippe 61, 62 in einer Richtung senkrecht zur
Innenfläche 11b, beträgt beispielsweise
0,3 mm bis 0,5 mm. Beispielsweise ist eine Dicke des Nutenelements 60 an
einem Ort entsprechend der Hauptwandung der Rohrplatte geringer
als ein halber Abstand zwischen den sich gegenüberstehenden
Innenflächen 11b. Auch ist ein Spalt zwischen
den Nutenelementen 60 im Mittelteil des Rohres 11 beispielsweise
vorgesehen.
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Die
Rippe 61 einer Nut 63 und die Rippe 62 der
benachbarten Nut 63 sind durch einen Brückenteil 65 verbunden.
Weiterhin sind sämtliche Rippen 61, 62 durch
den Brückenteil 65, der sich in Richtung der Breite
W erstreckt, verbunden. Sämtliche Rippen 61, 62 und
die Führungen 66 sind integral ausgebildet. Das
Nutenelement 60 hat Schlitze zwischen den benachbarten
Nuten 63 an Orten außer dem der Brückenteile 65.
Somit steht die Innenfläche 11b in Verbindung
mit dem Innenraum des Rohres 11, das heißt, dem
mittleren Teil des Rohres 11 durch die Schlitze, ohne dass
irgend welche Hindernisse vorhanden wären. Damit kann das
Arbeitsfluid glatt durch die Schlitze strömen.
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Das
Nutenelement 60 verfügt wenigstens über
zwei Brückenteile 65 bezogen auf die Längsrichtung
L. Jeder Brückenteil 65 erstreckt sich in Richtung
der Breite W. Das Nutenelement 60 bildet einen im Wesentlichen
U-förmigen Querschnitt, beispielsweise einen bowlenartigen
Querschnitt mit den Flanschteilen 64, den Führungen 66 und
den Nuten 63, die sich längs der Innenfläche 11b erstrecken.
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Die
Rippen 61, 62 sind so angeordnet, dass deren Enden
in Kontakt mit der Innenfläche 11b stehen oder
Abstand zur Innenfläche 11b von bestimmtem Wert
unter der Bedingung haben, dass das Nutenelement 60 mit
dem Rohr 11 verbunden ist.
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In
der Verdampfereinheit 10 verdampft das Arbeitsfluid in
dem Wärmerohr 1 und strömt in die Verbindungsteile 17.
Auch haftet das verflüssigte Arbeitsfluid an den Innenflächen 11b der
Rohre 11. Das Arbeitsfluid, das an den Innenflächen 11b haftet,
wird nicht nur auf den Innenflächen 11b gesammelt,
bildet vielmehr auch Nassflächen 68 auf Bodenflächen
der Nuten 63, die Bodenflächen definieren hierbei
die Böden der Nuten 63 und stehen den Innenflächen 11b gegenüber.
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Insbesondere
erreicht das an den Innenflächen 11b haftende
Arbeitsfluid die Basisteile der Rippen 61, 62 von
den Enden der Rippen 61, 62, während
die Flächen der Rippen 61, 62 aufgrund
der Kapillarwirkung benetzt werden, wobei die Enden benachbart den
Innenflächen 11b sich befinden. Weiterhin bildet
das Arbeitsfluid die Nassflächen 68 zwischen den
Rippen 61, 62. Die Nassflächen 68 haben die
gekrümmte Gestalt und stehen von den Innenflächen 11b aufgrund
der Oberflächenspannung, gezeigt in 3, vor.
Da Nassflächen 68 gebildet werden, wird ein Oberflächenbereich
zum Erwärmen und zum Siedenlassen des Arbeitsfluids vergrößert.
Damit wird der Wirkungsgrad des Wärmeaustausches verbessert.
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Das
Arbeitsfluid wird am unteren Teil des Rohres 11, wie in 4 gezeigt,
gesammelt. In 4 zeigt eine doppelt gestrichelte
Linie 67 das Wasserniveau des Arbeitsfluids im mittleren
Teil des Rohres 11, das heißt, auf der Seite gegenüber
der Innenfläche 11b bezogen auf das Nutenelement 60 innerhalb des
Rohres 11. Vom mittleren Teil des Rohres 11 aus gesehen,
steigt das Wasserniveau gegen die Innenfläche 11b und
die Seitenflächen der Rippen 61, 62. Das
heißt, die in 4 gezeigten Nassflächen 68 sind
im Mittelteil des Rohres 11 gebildet, das heißt, auf
der der Innenfläche 11b gegenüberliegenden Seite.
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Anders
ausgedrückt: die Nassflächen 68 sind
nicht nur auf der Außenseite des Nutenelements 60,
vielmehr auch auf der Innenseite des Nutenelements 60 ausgebildet,
wobei die äußere Seite gegen die Innenfläche 11b und
die innere Seite gegen die Innenfläche 11 weist.
Damit wird der nasse Oberflächenbereich weiter vergrößert.
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Das
Nutenelement 60 wird beispielsweise geformt, indem ein
Rollenelement oder Walzenelement vorbestimmter Länge unter
Verwendung einer Presseinrichtung oder dergleichen gepresst wird. Das
Nutenelement 60 wird am Rohr 11 befestigt, indem
die Flanschteile 64 mit dem Flansch 11a verlötet werden.
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Die
schalenförmigen Rohrplatten und die Nutenelemente 60 sind
aus einem Material, das stark korrosionsbeständig ist,
beispielsweise einem rostfreien Material, gemacht. Die Rohre 11 und
die Nutenelemente 60 werden in vorbestimmter Weise montiert
und dann gemeinsam verlötet, indem das Lötmaterial
geschmolzen wird, welches auf Kontaktteilen und Eingriffsteilen
zwischen ihnen angeordnet ist und wobei nach dem Schmelzen ein Kühlen
erfolgt.
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Als
Nächstes soll die Arbeitsweise der Vorrichtung 100 zur
Abgasabwärmerückgewinnung beschrieben werden.
Die Wasserpumpe wird betätigt, wenn der Motor gestartet
wird. Damit zirkuliert Kühlmittel durch den Kühler
oder Radiatorkreis, den Wärmerückgewinnungskreis
und den Heizerkreis. Das Abgas aus dem Motor wird in die Atmosphäre über das
Auspuffrohr und die Verdampfereinheit 10 der Vorrichtung 100 zur
Abgasabwärmerückgewinnung ausgetragen. Weiterhin
geht das durch den Abgasabwärmerückgewinnungskreis
strömende Kühlmittel durch die Kondensationseinheit 30 des
Wassertanks 40.
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Nachdem
der Motor gestartet wurde, nimmt die Temperatur des Motorkühlmittels
zu und der Innendruck der Wärmerohre 1 steigt
allmählich. Das Arbeitsfluid innerhalb der Wärmerohre 1 empfängt Wärme
vom Abgas, das durch die Verdampfereinheit 10 strömt
und beginnt mit dem Sieden und Verdampfen. Damit strömt
das verdampfte Arbeitsfluid nach oben in den Rohren 11 und
strömt in den oberen Tankteil 31 der Kondensationseinheit 30 und
durch die Verbindungsteile 17.
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In
der Kondensationseinheit 30 wird das verdampfte Arbeitsfluid
durch Kühlmittel gekühlt, das durch den Tank 40 fließt
und wird kondensiert. Das kondensierte Arbeitsfluid strömt
weiterhin zu den Verbindungsteilen 16 der Verdampfereinheit 10 durch
den Einlass 54 für kondensiertes Fluid, die Öffnung 56 und
den Auslass 57 für kondensiertes Fluid. Damit
zirkuliert das Arbeitsfluid in der Verdampfereinheit 10 und
der Kondensationseinheit 30.
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Die
Wärme des Abgases wird nämlich auf das Arbeitsfluid übertragen
und damit aus der Verdampfereinheit 10 in die Kondensationseinheit 30 eingebracht.
Die Wärme wird als latente Wärme der Kondensation
freigegeben, wenn das verdampfte Arbeitsfluid in der Kondensationseinheit 30 kondensiert ist.
Damit wird das durch den Abwärmerückgewinnungskreis
strömende Kühlmittel erwärmt. Somit wird
die Wärme des Abgases ausgenutzt, um das Aufwärmen
des Motors zu erleichtern. Hiermit wird der Reibungsverlust des
Motors reduziert, der zunehmende Verbrauch an Brennstoff zur Verbesserung des
Kaltstarts wird reduziert. Damit wird der Brennstoffwirkungsgrad
verbessert.
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Bei
der vorliegenden Ausführungsform sind die Rohre 11 der
Verdampfereinheit 10 mit den Nutenelementen 60 derart
ausgestattet, dass sich eine Konstruktion ergibt, die in der Lage
ist, mit dem Arbeitsfluid benetzt zu werden und damit wird der Oberflächenbereich
bzw. die Oberflächenerstreckung des Arbeitsfluids vergrößert.
Die Nutenelemente 60 sind entsprechend benachbart den Innenflächen 11b angeordnet,
die einander innerhalb der Rohre 11 gegenüberstehen.
Weiterhin verfügen die Nutenelemente 60 über
Rippen 61, 62, die sich gegen die Innenflächen 11b erstrecken.
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In
diesem Fall wird der Benetzungsbereich im Rohr gesteigert, indem
die gesonderten Elemente in den Rohren vorgesehen werden. Das heißt,
der Benetzungsbereich wird vergrößert, ohne dass
die Innenfläche der Rohre 11 geschnitten werden
muss. Daher wird die Wanddicke der schalenförmigen Rohrplatten
reduziert. Auch ist die schalenförmige Rohrplatte von einfacher
Konstruktion. Damit werden Produktivität und Ausbeuten
bzw. Wirkungsgrade der Rohre 11 verbessert.
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Auch
ist es nicht notwendig, die Nuten auf der Innenfläche durch
mechanische Bearbeitung wie Schneiden herzustellen. Das heißt,
genaue Schneidarbeit ist nicht notwendig, die Produktivität
wird verbessert und die Nassflächen werden sicher geformt.
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Die
Rippen 61, 62 werden geformt, indem sie aus dem
Plattenelement herausgearbeitet werden. Die benachbarten Rippen 61, 62 sind
wenigstens an ihren Enden nicht verbunden, die Enden befinden sich
benachbart den Innenflächen 11b der Rohre 11. Das
heißt, die Enden benachbart der Rippen 61, 62 sind
offen. In diesem Fall sind beide der Oberflächen der Rippen 61, 62 vom
Arbeitsfluid benetzt. Damit wird der Nassbereich weiter vergrößert.
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(Zweite Ausführungsform)
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Eine
zweite Ausführungsform der Erfindung soll nun mit Bezug
auf 5 beschrieben werden. Bei der zweiten Ausführungsform
verfügt das Rohr 11 über eine Nutenplatte 70 als
das den Benetzungsbereich vergrößernde Element
anstelle des Nu tenelements 60 der ersten Ausführungsform.
Komponenten ähnlich denen der ersten Ausführungsform
werden mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet und werden nicht
weiter beschrieben. Bei der vorliegenden Ausführungsform
sind Komponenten und Konstruktionen der Abgasabwärmerückgewinnungsvorrichtung 100 bis
auf das den Benetzungsbereich erhöhende Element ähnlich
denen der ersten Ausführungsform. Das heißt, ähnliche
Effekte wie bei der ersten Ausführungsform werden auch
bei der vorliegenden Ausführungsform erreicht.
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Wie 5 erkennen
lässt, ist die Nutenplatte 70 ein Plattenelement
und verfügt über Vorsprünge 71 und
Nuten 72. Die Vorsprünge 71 und die Nuten 72 sind
abwechselnd in Richtung der Breite W angeordnet. Die Vorsprünge 71 und
die Nuten 72 erstrecken sich in Längsrichtung
L und haben im Wesentlichen die gleiche Länge wie die Länge
der Innenfläche 11b. Seitenwandungen (Erstreckungsflächen) der
Vorsprünge 71 bilden Innenwandungen der Nut 72.
Die Seitenwandungen der Vorsprünge 71 erstrecken
sich gegen die Innenfläche 11b, das heißt,
in Richtungen, welche eine Ebene der Innenfläche 11b schneiden.
Auch können Schlitze in Längsrichtung der Nuten 72 beispielsweise
durch Stanzen hergestellt werden. Die Abmessung des Vorsprungs 71 vom
Basisende zum Kopfende beträgt beispielsweise etwa 0,2
mm bis 0,5 mm.
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Weiterhin
können die Schlitze geformt werden und sich dabei hauptsächlich
in Längsrichtung der Nuten 72 erstrecken, auch
können Brückenteile, welche die Vorsprünge 71 verbinden,
die in Richtung der Breite W angeordnet sind, an mehrfachen Stellen geformt
werden. In diesem Fall werden nur die Schlitze auf dem Plattenelement
durch Pressen, beispielsweise durch Stanzen, geformt. Beispielsweise
hat das Platten- bzw. Blechelement eine Dicke von etwa 0,2 mm bis
0,5 mm.
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Die
Nutenplatte bzw. das Nutenblech 70 wird geformt, indem
ein Walzmaterial von vorbestimmter Länge unter Verwendung
einer Presseinrichtung oder dergleichen gepresst wird. Das heißt,
die Vorsprünge 71, die Nuten 72, die
Schlitze und dergleichen werden auf der Nutenplatte 70 durch
Pressen geformt.
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Bei
dem in 5 gezeigten Beispiel werden die Vorsprünge 71 und
die Nuten 72 auf der Innenseite der Nutenplatte 70 geformt,
wobei die Innenseite in den Innenraum des Rohres 11 weist.
Die Vorsprünge 71 und die Nuten 72 können
auf der Außensei te der Platte ebenfalls geformt werden,
wobei die Außenseite der Innenfläche 11b gegenüberliegt.
Auch ist die Dicke der Nutenplatte 70 kleiner als die Hälfte
des Abstandes zwischen den sich gegenüberstehenden Innenflächen 11b beispielsweise.
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Jedes
der Rohre 11 ist beispielsweise aus einem Paar schalenförmiger
Rohrplatten ähnlich der ersten Ausführungsform
aufgebaut. Die Nutenplatten 70 sind entsprechend den Rohrplatten
aufgebaut. Das Rohr 11 wird geformt, indem die schalenförmigen
Rohrplatten an den Flanschen 11a vereinigt oder aneinander
angeschlossen werden.
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Das
an der Innenfläche 11b haftende Arbeitsfluid sammelt
sich nicht nur auf der Innenfläche 11b, erreicht
vielmehr auch das Kopfende der Vorsprünge 71,
während die Seitenwandungen der Vorsprünge 71 aufgrund
Kapillarwirkung benetzt werden. Somit formt das Arbeitsfluid konkave
Nassflächen 73 in den Nuten 72, wie in 5 gezeigt.
Da die Nassflächen 73 geformt werden, nimmt der
Oberflächenbereich zum Erwärmen und Sieden des
Arbeitsfluids zu. Somit wird der Wirkungsgrad des Wärmeaustausches
verbessert.
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Bei
der vorliegenden Ausführungsform sind die Nutenplatten 70 benachbart
den Innenflächen 11b der schalenförmigen
Rohrplatten angeordnet, die Rohrplatten sind miteinander an den
Flanschen 11a verbunden oder vereinigt. Somit ist es nicht
notwendig, den die Nassfläche vergrößernden
Teil durch Schneiden der Rohrplatten zu formen. Somit werden die
Rohre 11 mit den den Nassbereich vergrößernden
Elementen bei einfacher Konstruktion mit verbessertem Wirkungsgrad
und bei verbesserter Produktivität geformt bzw. gebildet.
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Weiterhin
können die Nutenplatten 70 an die Innenflächen 11b der
Rohre 11 angeschlossen werden. Auch bei dieser Konstruktion
nimmt der Aufheizbereich des Arbeitsfluids zu, Produktivität
und Ausbeute des Rohres 11 werden verbessert.
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(Dritte Ausführungsform)
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Eine
dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung soll
nun mit Bezug auf 6 beschrieben werden. Bei der
dritten Ausführungsform haben die Rohre 11 gewellte
Platten bzw. Bleche 80 als den Nassbereich vergrößernde
Elemente. Komponententeile und Konstruktionen der Abgasabwärmerückgewinnungsvorrichtung 100 außer dem
in den Elementen, die den Nassbereich vergrößern,
sind ähnlich denen der ersten Ausführungsform.
So werden ähnliche Effekte wie bei der ersten Ausführungsform auch
bei der dritten Ausführungsform erreicht.
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Die
Wellenplatte 80 hat eine gewellte Form und bildet abwechselnd
Vorsprünge 81 und Nuten 82 in Richtung
der Breite W. Die Vorsprünge 81 und die Nuten 82 erstrecken
sich in Längsrichtung L und haben im Wesentlichen die gleiche
Länge wie die Länge der Innenfläche 11b.
Weiterhin können Schlitze in der Längsrichtung
der Vorsprünge 81 durch Pressen, beispielsweise
Stanzen, geformt sein.
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Die
Wellenplatte 80 wird geformt, indem ein Roll- bzw. Walzmaterial
unter Verwendung einer Presseinrichtung oder dergleichen geformt
wird. Das heißt, die Vorsprünge 81 und
die Nuten 82, die Schlitze und dergleichen sind durch Pressen
des Rollmaterials gebildet.
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Auch
bei der vorliegenden Ausführungsform wird das Rohr 11 so
aufgebaut, dass das Paar von schalenförmigen Rohrplatten
vereinigt wird. Die Rohrplatten 80 sind längs
der schalenförmigen Rohrplatten angeordnet, und die schalenförmigen
Rohrplatten sind an dem Flansch 11a vereinigt.
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Das
an der Innenfläche 11b haftende Arbeitsfluid wird
nicht nur auf der Innenfläche 11b gesammelt, sondern
dient auch dazu, eine Rückseite der Wellenplatte 80 aufgrund
der Kapillarwirkung zu benetzen, wobei die rückseitige
Fläche gegen die Innenfläche 11b des
Rohres 11 weist. Insbesondere benetzt das Arbeitsfluid
Rückseiten der Vorsprünge 81, während
es von den rückseitigen Flächen der Nuten 82 gegen
die rückseitigen Flächen der Vorsprünge 81 fließt.
Im Ergebnis werden Nassflächen 84, die über
eine im Wesentlichen konvexe Gestalt, vorstehend von der Innenfläche 11b verfügen,
auf rückwärtigen Räumen der Vorsprünge 81 geformt,
wobei die rückwärtigen Räume zwischen
den rückseitigen Flächen der Vorsprünge 81 und
der Innenfläche 11b geformt sind. Da die Nassflächen 84 geformt
werden, nimmt der Oberflächenbereich zum Erwärmen
und Verdampfen des Arbeitsfluids zu. Der Wirkungsgrad des Wärmeaustausches
wird verbessert.
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Auf
der Rückseite der Wellenplatte 80, wobei die Rückseite
gegen die Innenfläche 11b weist, schaffen die
von den Nuten 82 gegen die Vorsprünge 81 sich
erstrecken den Wandungen Flächen (Erweiterungs- oder Erstreckungsflächen:
extension surfaces), die sich gegen die Innenfläche 11b erstrecken,
das heißt, sich in Richtungen erstrecken, welche die Ebene
der Innenfläche 11b schneiden. Jede der Flächen
formt einen spitzen Winkel mit der Innenfläche 11b,
so dass die Nassfläche 84 leicht geformt wird.
Man bevorzugt, dass der Winkel so gering wie möglich wird.
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Wenn
das Arbeitsfluid im unteren Teil des Rohres 11 gesammelt
wird, wird die Frontseite der Wellenplatte 80 durch das
angesammelte Arbeitsfluid benetzt, wobei die Frontseite der Rückseite
gegenüberliegt und gegen die Innenseite des Rohres 11 weist.
Beispielsweise steigt das Wasserniveau des angesammelten Arbeitsfluids
von der Innenseite des Rohres 11 gegen die Innenfläche 11b und
die Seitenwandungen der Vorsprünge 81 sowie die
Nuten 82. Das heißt, die Nassflächen,
die gegen die Innenfläche 11b und die Seitenwandungen
der Vorsprünge 81 sowie die Nuten 82 ansteigen,
werden geformt. Somit wird der Nassbereich auf sowohl der Rückseite wie
der Frontseite der Wellenplatte 80 vergrößert.
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Nach
der vorliegenden Ausführungsform werden die den Nassbereich
vergrößernden Elemente geschaffen durch die Wellenplatte 80,
die durch Pressen der Plattenelemente geformt werden. Die Wellenplatten 80 sind
entsprechend längs der Innenflächen 11b der
schalenförmigen Rohrplatten angeordnet, die Rohrplatten
sind an dem Flansch 11a vereinigt. Somit ist es nicht notwendig,
den Nassbereich vergrößernde Teile zu bilden,
indem man die Rohrplatten schneidet. Damit werden die Rohre 11 mit
den den Nassbereich vergrößernden Elementen bei
einfacher Konstruktion mit verbessertem Wirkungsgrad und verbesserter
Produktivität geformt.
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Weiterhin
können die Wellenplatten 80 mit den Innenflächen 11b des
Rohres 11 verbunden werden. Auch bei dieser Konstruktion
nimmt der Heizbereich des Arbeitsfluids zu, die Produktivität
und die Ausbeute des Rohres 11 verbessern sich.
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(Andere Ausführungsformen)
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Die
beispielsweisen Ausführungsformen der Erfindung wurden
oben beschrieben. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf
die oben beschriebenen Ausführungsformen begrenzt, kann
vielmehr in anderer Art und Weise ohne Abweichung vom Geist der
Erfindung implementiert werden.
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Beispielsweise
sind die den Nassbereich vergrößernden Elemente
nicht auf die Nutenplatten 60, 70 sowie die Wellenplatte 80 begrenzt.
Die den Nassbereich vergrößernden Elemente können
irgend welche anderen Elemente sein, die getrennt von den Rohrplatten
geformt und mit den Rohrplatten an Orten benachbart der Innenfläche
gekuppelt sind. Das heißt, die den Nassbereich vergrößernden
Elemente können durch gesonderte Elemente vorgesehen sein,
so dass es nicht notwendig wird, direkt die Rohrplatten zu verarbeiten,
derart, dass direkt Nuten auf den Rohrplatten gebildet werden.
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Bei
der dritten Ausführungsform ist die Gestalt der Wellenplatte 80 nicht
auf die kontinuierliche Wellenform und die glatte Wellenform beschränkt. Beispielsweise
kann die Wellenplatte 80 Zickzackgestalt, Wellengestalt
mit Ecken und dergleichen haben. Auch in diesen Fällen
werden ähnliche Effekte erhalten.
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Bei
den oben genannten Ausführungsformen sind die beiden den
Nassbereich vergrößernden Elemente 60, 70, 80 in
jedem Rohr 11 derart angeordnet, dass die den Nassbereich
vergrößernden Elemente entsprechend benachbart
den sich gegenüberstehenden Innenflächen 11b positioniert
werden. Es ist jedoch nicht immer notwendig, dass die den Nassbereich
vergrößernden Elemente benachbart beiden Innenflächen 11b des
Rohres 11 angeordnet werden. Beispielsweise kann das den
Nassbereich vergrößernde Element angeordnet werden
benachbart wenigstens einer der Innenflächen 11b des
Rohres 11.
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Nach
den zweiten und dritten Ausführungsformen können
die Nutenplatte 70 und die Wellenplatte 80 Führungen
und Flanschteile auf deren Umfängen, ähnlich zu
den Führungen 66 und den Flanschteilen 64,
haben. Die Nutenplatte 70 und die Wellenplatte 80 sind
so an der Rohrplatte angeordnet, indem die Flanschteile zwischen
die Flansche 11a der Rohrplatten eingeführt werden.
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Weiterhin
ist die Verwendung von einer Vorrichtung zur Abgaswärmerückgewinnung
nicht auf ein Fahrzeug begrenzt. Die Vorrichtung zur Abgaswärmerückgewinnung
gemäß den oben genannten Ausführungsformen
kann bei verschiedenen anderen Systemen Einsatz finden, um Abgaswärme
rückzugewinnen und die rückgewonnene Wärme
für andere Zwecke einzusetzen. Das heißt, die
Vorrichtung zur Abgaswärmerückgewinnung kann so
angeordnet werden, dass die Verdampfereinheit 10 an ei nem
ersten Fluidkanal angeordnet ist, um Wärme eines ersten
Fluids rückzugewinnen; die Kondensationseinheit 30 ist
an einem zweiten Fluidkanal angeordnet, um die rückgewonnene
Wärme auf ein zweites Fluid zu übertragen. Auch
können die den Nassbereich vergrößernden
Elemente 60, 70, 80 an Rohren irgend
welcher anderer Wärmeaustauscher eingesetzt werden.
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Zusätzliche
Vorteile und Modifikationen sind für Fachleute gegeben.
Die Erfindung in ihren breiteren Aspekten ist daher nicht auf die
spezifischen Details, auf die dargestellte Vorrichtung oder die
der Illustration dienenden gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen
begrenzt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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