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Die Erfindung betrifft einen Abgaswärmeübertrager mit mehreren parallel durchströmten Wärmeübertragerkanälen für das Abgas, wobei der Abgaswärmeübertrager im Wesentlichen aus einem Außengehäuse mit darin angeordneten abgasdurchströmten Wärmeübertragerkanälen besteht. Zwischen dem Außengehäuse und den Wärmeübertragerkanälen wird der Abgaswärmeübertrager von Kühlmittel durchströmt und das Abgas dadurch gekühlt.
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Ein Hauptanwendungsgebiet der Erfindung besteht darin, dass der Abgaswärmeübertrager als Abgas-Rückführungs-Kühler eingesetzt wird. Abgas-Rückführungs-Kühler werden verwendet, um Abgas nach der Entnahme aus der Abgasstrecke eines Verbrennungsmotors zu kühlen, um es anschließend der erneuten Verbrennung zuzuführen. Durch diese Nachverbrennung werden gesetzliche Richtlinien der Abgasemissionsvorschriften hinsichtlich Stickoxiden NOx, Kohlenwasserstoffen, Partikeln sowie Kohlendioxid erfüllt.
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Im Stand der Technik sind als Abgaswärmeübertrager Rippenwärmeübertrager bekannt, welche mit Abgas und Kühlwasser durchströmt werden. Dabei werden aus Blech gestanzte beziehungsweise umgeformte Rippen verwendet, welche in Blechgehäuse eingelegt und verlötet werden. Das Abgas durchströmt die Innenseite der Gehäuse mit den Rippen und das Kühlmittel, in der Regel Kühlwasser, umströmt die Außenseite der Gehäuse. Ein oder mehrere Blechgehäuse mit den innenliegenden Rippenblechen werden zusammengefasst und bilden den Kühlerkern, der von einem äußeren Gehäuse umgeben ist.
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Bekannt sind nach der Art der Abgasströmungsführung innerhalb der Blechgehäuse die I-Durchströmung, die U-Durchströmung und die S-Durchströmung. Innerhalb des Wärmeübertragerkanals für das durchströmende Abgas wird die Umlenkung der Abgasströmung durch eine sogenannte Umlenkhutze realisiert. Der Abgasstrom wird dabei nach Durchströmung der Blechgehäuse mit den Rippenblechen in einem sich anschließenden Umlenkbereich ohne Rippeneinbauten, der als Umlenkhutze bezeichnet wird, um beispielsweise 180° umgelenkt.
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Eine derartige Bauweise von Abgaswärmeübertragern geht beispielsweise aus der
KR 100925816 B1 hervor.
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Weiterhin sind Abgasströmungsführungen bei der Abgaswärmeübertragung mit einer Umlenkhutze in der
US 7,461,641 B1 offenbart.
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Nachteilig in Bezug auf die Bauart der vorgenannten Wärmeübertrager ist die Verwendung einer Umlenkhutze, welche in Bezug auf die Kosten als zusätzliches Bauteil die Komponente verteuert. Ein weiterer Nachteil ergibt sich aus der relativ geringeren Kühlleistungsdichte in Bezug auf das Volumen, da im Bereich der Umlenkhutze, welche Bauraum einnimmt, keine Wärmeübertragung und somit keine Kühlung des Abgases stattfindet.
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Diese Nachteile werden teilweise durch einen Wärmeübertrager nach der
US 4,282,927 überwunden. Der Wärmeübertrager nach dem vorgenannten Dokument weist sogenannte Offset-Fins auf, welche als Rippenblech ausgeführt und in zwei Richtungen durchströmbar sind. Es ergibt sich eine bevorzugte Strömung entlang der Rippen und eine mögliche Querströmung dazu. Entlang der Rippen ist in einem bestimmten Bereich der Längsströmung eine Abtrennung vorgesehen, was eine Querströmung des Abgases bis zum Ende der Abtrennung verhindert. Danach kann das Abgas in die Querströmung übergehen und nachfolgend erneut umgelenkt werden. Im Ergebnis wird somit eine U-Durchströmung durch das Vorsehen einer Abtrennung erzeugt.
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Durch die Offset-Fins, die auch als Versatzlamellen bezeichnet werden, kann durch die Ermöglichung der Querströmung auf die sogenannte Umlenkhutze verzichtet werden. Dies ermöglicht wichtigen Bauraum einzusparen beziehungsweise für die Wärmeübertragung mittels Rippenblechen in Umlenkbereichen zu nutzen.
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Nachteilig an diesem Stand der Technik ist jedoch, dass die Bauweise derartiger Wärmeübertrager arbeits- und kostenaufwendig ist.
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Ein weiterer Nachteil von Abgaswärmeübertragern nach dem Stand der Technik ergibt sich aus der nicht beachteten Änderung der Gaseigenschaften bei der Abkühlung des Abgases über die Kühlerlauflänge. Insbesondere die Änderung der Dichte des Abgases hat einen signifikanten Einfluss auf die Wärmeübertragung. Nach dem Stand der Technik erfolgt die Auslegung des Kühlers hinsichtlich Strömungsgeschwindigkeit, Turbulenzgrad und Wärmeübertragung aus dem Gas in die Wärmeübertragerwand mit auf die Kühlerlänge gemittelter Zustandswerte des Abgases. Dies führt zu im Ergebnis nicht optimal dimensionierten Wärmeübertragern.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Abgaswärmeübertrager mit mehreren Wärmeübertragerkanälen zur Verfügung zu stellen, der hinsichtlich der Kühlleistungsdichte verbessert und hinsichtlich des Designkonzeptes vereinfacht ist. Es wird angestrebt, dass der Abgaswärmeübertrager kostengünstig zu fertigen und ohne größeren Aufwand an verschiedene Einsatzbedingungen anpassbar ist.
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Die Aufgabe wird durch einen Gegenstand gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Weiterbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
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Die Aufgabe der Erfindung wird insbesondere durch einen Abgaswärmeübertrager gelöst, der mehrere Wärmeübertragerkanäle für das Abgas aufweist. Die Wärmeübertragerkanäle sind in einem Außengehäuse angeordnet, wobei zwischen den Wärmeübertragerkanälen und dem Außengehäuse ein Kühlmittel für das Abgas strömt. Der Abgaswärmeübertrager ist dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeübertragerkanäle für das Abgas aus einem Rippengehäuse mit darin angeordnetem Rippenblech ausgebildet sind, wobei das Rippenblech mehrere Längsschlitze für die Strömung des Abgases in Längsrichtung und entlang der Längsschlitze mehrere Querdurchbrüche für die Strömung des Abgases in Querrichtung aufweist. Weiterhin ist in mindestens einem Längsschlitz mindestens ein Trennstreifen zur Unterbindung von Querströmung auf einem Teil der Länge des Längsschlitzes angeordnet, sodass sich ein Strömungspfad in der Ebene des Rippenbleches bildet.
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Bevorzugt sind mehrere Trennstreifen in verschiedenen Längsschlitzen des Rippenbleches zur Bildung von längs durchströmten und quer durchströmten Bereichen des Wärmeübertragerkanals vorgesehen.
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Vorteilhaft ist dabei der Strömungspfad des Abgases innerhalb des Wärmeübertragerkanals einerseits durch Trennstreifen im Rippenblech und andererseits durch das Rippengehäuse begrenzt.
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Das Rippengehäuse ist aus einer oberen Rippengehäusehälfte und einer unteren Rippengehäusehälfte aufgebaut und dadurch einfach und vorteilhaft zu fertigen.
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Weiterhin weist das Rippengehäuse Distanzhalter zur Bildung von Kanälen zwischen den Rippengehäusen und zwischen den Rippengehäusen und dem Außengehäuse für das Kühlmittel auf.
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Eine vorteilhafte Konstruktion besteht darin, dass das Außengehäuse mindestens auf einer Seite durch eine Anschlussplatte begrenzt ist, welche Ausnehmungen für die Aufnahme der Rippengehäuse aufweist.
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Vorteilhaft begrenzt die Abdeckplatte das Außengehäuse auf mindestens einer Querseite und weist weiterhin Anschlüsse für eine Einströmung und eine Abströmung des Abgases auf.
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Das Außengehäuse weist auch Anschlüsse für den Kühlmitteleingang und den Kühlmittelausgang auf.
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Fertigungstechnisch ist es von Vorteil, dass die Anschlussplatte und die Trennstreifen aus einem Stück ausgebildet sind. Dadurch lassen sich zusätzliche Arbeitsschritte bei der Montage einsparen und es kann eine Reduzierung der Einzelteile erreicht werden.
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Ganz besonders hervorzuheben ist eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung wonach der Querschnitt des Strömungspfades des Abgases im Wärmeübertragerkanal über die Länge des Strömungspfades derart abnimmt, dass der herrschende Abgaszustand in Bezug auf Druck, Temperatur und somit Dichte angepasst ist, um die optimale Strömungsgeschwindigkeit für einen optimalen Wärmeübergang und Strömungsdruckverlust zu erreichen.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Wärmeübertragers besteht in der Ausführung als U-durchströmter Wärmeübertrager.
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Bei dieser Ausführung ist es weiterhin günstig, wenn der U-durchströmte Wärmeübertrager auf der der Einströmung und der Abströmung gegenüberliegender Seite mit abgerundeter Kontur im Bereich der Querströmung ausgebildet ist. Dies verringert den Strömungswiderstand im Umlenkbereich der Strömung.
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Weitere alternative und vorteilhafte Ausgestaltungen bestehen in der Strömungsführung des Wärmeübertragers als S-durchströmter, als W-durchströmter, als L-durchströmter oder als mehrfach-durchströmter Wärmeübertrager.
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Das bevorzugte Einsatzgebiet des Abgaswärmeübertragers besteht in der Verwendung als Abgas-Rückführungs-Kühler in Kraftfahrzeugen mit Verbrennungsmotoren.
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Der erfindungsgemäße Abgaswärmeübertrager ist zur Anwendung in Verbindung mit einem Verbrennungsmotor zur Kühlung des zirkulierenden Abgases konzipiert. Dabei sind konzeptionsgemäß Rippenwärmeübertrager mit einer Rippenform vorgesehen, die Öffnungen in der Rippenwand aufweisen. Diese auch als Offset-Fins bezeichneten Versatzlamellen weisen Längsschlitze für eine Längsströmung und Querdurchbrüche in den Lamellen für die Ermöglichung einer Querströmung des Abgases auf. Dabei ergibt sich als bevorzugte Strömungsrichtung eine Strömung längs zur Rippe und eine zweite Strömungsrichtung quer zur Rippe. Die Wärmeübertrager können in verschiedenen Bauformen klassifiziert nach ihrer Durchströmung realisiert werden. Beispielhaft zu nennen sind N-durchströmte, U-durchströmte, S-durchströmte, W-durchströmte und mehrfach-durchströmte Wärmeübertrager.
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Die Wärmeübertragerkanäle für das Abgas sind als Rippengehäuse ausgeführt, in welchen Rippenbleche angeordnet sind. Mehrere dieser Rippengehäuse bilden dann den sogenannten Kühlerkern. Das Abgas durchströmt das Innere der Rippengehäuse mit den Rippenblechen, wohingegen das Kühlmittel die Außenseite der Rippengehäuse umströmt und das Außengehäuse dabei durchströmt.
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Bevorzugt füllt das Rippenblech das Rippengehäuse komplett aus, wobei das Rippenblech gemäß seiner bevorzugten Strömungsrichtung orientiert ist. Um den Druckverlust der Abgasströmung in der Umlenkung zu senken, kann das Rippenblech einen Abstand zur Rippengehäusewand aufweisen oder alternativ weist das Rippenblech Aussparungen auf.
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In den Abgaswärmeübertragern, in denen die Abgaseinlassseite nicht gleich der Abgasauslassseite ist, zum Beispiel in S-durchströmten Wärmeübertragern, kann die Anordnung des Rippenbleches dergestalt sein, dass die Abgaseinlass- bzw. -auslasseite quer zur bevorzugten Strömungsrichtung ausgerichtet ist.
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Die Trennung der Abgaspfade, auch als Strömungspfade bezeichnet, erfolgt in dem Rippenblech durch Separatoren, welche beispielsweise als Trennstreifen beziehungsweise als Blechstreifen ausgebildet sind, die in die Rippenbleche und die Rippengehäuse eingelötet werden.
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Die Position der Blechstreifen wird derart gewählt, dass die Gaspfade in einem bestimmten Verhältnis aufgeteilt werden. Der sich ergebende Strömungsquerschnitt wird durch die Positionierung der Trennstreifen in einem bestimmten Verhältnis aufgeteilt. Das Verhältnis wird dem, in dem Segment herrschenden Abgaszustand in Bezug auf Druck, Temperatur und somit Dichte angepasst, um jeweils die optimale Strömungsgeschwindigkeit für einen optimalen Wärmeübergang und Strömungsdruckverlust im Gaspfad zu erreichen.
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Als wesentlicher Vorteil der Erfindung ist in erster Linie festzustellen, dass die Effizienz der Kühlung durch optimale Wärmeübergangsbedingungen erhöht werden konnte. Im Ergebnis wurde die Kühlleistung und somit Kühlleistungsdichte – bezogen auf den Bauraum – und die Kosten verbessert. Weiterhin vorteilhaft ist, dass eine bessere Ausnutzung des Bauraumes durch Wegfall der Umlenkhutze und Nutzung dieses Volumens zur Wärmeübertragung erreicht werden konnte.
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Weiterhin ist vorteilhaft, dass keine zusätzlichen Bauteile für die Umlenkung des Strömungspfades mehr erforderlich sind. Die Anpassung des Strömungsquerschnitts an die lokalen Abgaszustände führt, wie bereits angegeben, zu einer Verbesserung der Kühlleistungsdichte des Wärmeübertragers und somit zur bestmöglichen Kühlleistung in Bezug auf Bauraum und Kosten.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile von Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen. Es zeigen:
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1a: Längsschnitt eines Abgaswärmeübertragers,
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1b: Rippengehäuse in perspektivischer Darstellung,
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1c: obere Rippengehäusehälfte,
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2: Draufsicht auf einen U-durchströmten Abgaswärmeübertrager,
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3a: Querschnitt eines Rippenbleches,
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3b: Draufsicht eines Rippenbleches,
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4a: perspektivische Ansicht eines Rippengehäuses mit Abdeckstreifen eines S-durchströmten Abgaswärmeübertragers,
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4b: Frontansicht eines Rippengehäuses mit Abdeckstreifen,
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4c: Längsschnitt eines S-durchströmten Abgaswärmeübertragers,
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5: Draufsicht eines S-durchströmten Abgaswärmeübertragers schematisch mit Strömungspfad des Abgases,
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6a: Querschnitt eines Rippenbleches,
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6b: Draufsicht eines Rippenbleches,
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7a: Außengehäuse eines S-durchströmten Wärmeübertragers,
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7b: Rippengehäuse eines S-durchströmten Wärmeübertragers,
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7c: Seitenansicht von zwei Rippengehäusen,
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7d: Anschlussplatte,
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7e: Schnittdarstellung/Draufsicht eines S-durchströmten Abgaswärmeübertragers,
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8a: Querschnitt eines Rippenbleches,
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8b: Draufsicht eines Rippenbleches,
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9: Draufsicht eines W-durchströmten Abgaswärmeübertragers schematisch mit Strömungspfad des Abgases,
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10a: perspektivische Ansicht eines Abgaswärmeübertragers,
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10b: perspektivische Ansicht eines Abgaswärmeübertragers ohne Abdeckplatte,
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10c: perspektivische Ansicht eines Abgaswärmeübertragers ohne Rippengehäuse,
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10d: Außengehäuse,
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10e: Rippenblech,
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11a: Multi-Flow-Abgaswärmeübertrager perspektivisch,
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11b: Querschnitt,
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11c: Rippenblech mit Trennstreifen,
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12a: perspektivische Ansicht eines U-durchströmten Abgaswärmeübertragers ohne Abdeckplatte,
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12b: perspektivische Ansicht des Abgaswärmeübertragers ohne Außengehäuse,
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12c: Rippenblech,
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12d: Rippengehäuse,
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12e: Längsschnitt des U-durchströmten Abgaswärmeübertragers,
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13a: Schnittdarstellung des U-durchströmten Abgaswärmeübertragers,
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13b: Anschlussplatte mit Trennstreifen und
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13c: Detail Rippenbleche in drei Wärmeübertragerkanälen.
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In den 1a, 1b und 1c sowie in 2 und in den 3a und 3b sind verschiedene Ansichten eines U-durchströmten Wärmeübertragers dargestellt. In 1a ist ein Längsschnitt eines Abgaswärmeübertragers dargestellt, welcher übereinanderliegend und zueinander durch Distanzhalter 3 beabstandet vier Rippengehäuse 1 aufweist. Die Rippengehäuse 1 sind von einem Außengehäuse 2 umschlossen, wobei die Rippengehäuse 1 auch zu dem Außengehäuse 2 hin durch Distanzhalter 3 beabstandet sind.
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Das Rippengehäuse 1 besteht gemäß 1b aus zwei Rippengehäusehälften, einer oberen Rippengehäusehälfte 1.1 und einer unteren Rippengehäusehälfte 1.2, welche in dieser Darstellung nicht in ihrer ganzen Länge gezeigt sind. Die Rippengehäusehälften 1.1, 1.2 weisen Distanzhalter 3 auf, durch welche die Rippengehäuse 1 gegeneinander als auch gegenüber dem Außengehäuse 2 gemäß 1a beabstandet sind. Das Abgas strömt innerhalb der Rippengehäuse 1 und wird gekühlt über die Rippengehäusewand durch ein Kühlmittel, welches zwischen den Rippengehäusen 1 und dem Außengehäuse 2 strömt. Die Rippengehäuse sind somit Wärmeübertragerkanäle für das rückzuführende Abgas. 1c zeigt eine obere Rippengehäusehälfte 1.1 perspektivisch in ganzer Länge mit vier Distanzhaltern 3.
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Die Rippengehäuse 1 werden gemäß 2 von Abgas über eine Einströmung 6, eine Querströmung 5 und eine Abströmung 7 durchströmt, wobei die Einströmung 6 und die Abströmung 7 durch einen Trennstreifen 8 voneinander separiert sind. Das Rippenblech 9 im Rippengehäuse 1 ist als Versatzlamellenstruktur, die offset-fins, ausgebildet, wodurch eine Querströmung innerhalb des Rippenbleches 9 ermöglicht ist. In 2 ist alternativ zur rechteckigen Gestaltung eine abgerundete Kontur des Rippengehäuses 1 im Querströmungsbereich 5 durch eine Strichlinie angedeutet.
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In 3a und 3b sind ein Querschnitt und eine Draufsicht eines Rippenbleches 9 dargestellt. Das Rippenblech 9 ist als offset-fin gestaltet und weist Rippen beziehungsweise Lamellen mit zwischenliegenden Längsschlitzen 10 auf. Innerhalb des Rippenbleches 9 sind Querdurchbrüche 11 in den Rippen ausgebildet, wodurch eine Strömung des Abgases, neben der bevorzugten Strömungsrichtung längs der Rippen auch eine Durchströmung des Rippenbleches 9 quer zu den Rippen ermöglicht wird. Ein Trennstreifen 8 erstreckt sich längs in einem Längsschlitz 10, jedoch nicht über die gesamte Länge dieses Schlitzes, so dass der nicht von dem Trennstreifen 8 ausgefüllte Längsschlitz in Querrichtung vom Abgas durchströmt werden kann. Dieser Bereich der Querströmung 5 bildet den Umlenkbereich, der im Gegensatz zur Ausführung nach dem Stand der Technik als Umlenkhutze eine Wärmeübertragungsfunktion hat.
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In den 4 bis 7 sind Darstellungen eines S-durchströmten Abgaswärmeübertragers in verschiedenen Details und Ansichten gezeigt.
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In 4a ist ein Rippengehäuse 1 mit Distanzhaltern 3 sowie einem Abdeckstreifen 12 in der Frontseite in perspektivischer Ansicht dargestellt.
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In 4b ist eine Vorderansicht mit Bezeichnung von oberer Rippengehäusehälfte 1.1 und unterer Rippengehäusehälfte 1.2 dargestellt.
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4c zeigt einen Längsschnitt eines Abgaswärmeübertragers mit vier übereinanderliegenden Wärmeübertragerkanälen als Rippengehäuse 1, die von einen Außengehäuse 2 aufgenommen werden.
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5 zeigt in der Draufsicht schematisch das Durchströmungsbild eines Abgaswärmeübertragers in S-Durchströmung, wobei der Strömungspfad mit Einströmung 6, Querströmung 5, nicht bezeichneter Rückströmung in Längsrichtung, erneuter Querströmung 5 und Abströmung 7 gekennzeichnet ist. Begrenzt wird der Strömungspfad des Abgases nach außen durch das Rippengehäuse 1 sowie im Rippengehäuse 1 durch Trennstreifen 8.
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Das Abgas strömt innerhalb des Rippenbleches 9 durch die in 6a und in 6b dargestellten Strukturen des Rippenbleches 9. Die Trennstreifen 8 sind sowohl in der Draufsicht als auch im Querschnitt gekennzeichnet, ebenso wie die Längsschlitze 10 und die Querdurchbrüche 11 des Rippenbleches 9 analog zu den Abgaswärmeübertragern anderer Durchströmungsform.
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7a zeigt wiederum das grundsätzliche Designkonzept des Abgaswärmeübertragers aus einem Außengehäuse 2, welches das Rippengehäuse 1 umgibt. Dabei ist das Außengehäuse 2 aus einer oberen Außengehäusehälfte 2.1 und der unteren Außengehäusehälfte 2.2. ausgebildet. 7b zeigt ein Rippengehäuse 1 als Wärmeübertragerkanal mit einer S-Durchströmung in perspektivischer Darstellung und in 7c werden zwei Rippengehäuse 1 jeweils in der Seitenansicht mit Distanzhaltern 3 gezeigt.
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In 7d ist eine Anschlussplatte 15 mit entsprechenden Durchtritten für das Abgas und dahinterliegenden Rippenblechen 9 gezeigt.
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In 7e ist die Draufsicht auf einen Schnitt durch einen Abgaswärmeübertrager gezeigt, wobei das Rippengehäuse 1 mit Distanzhaltern 3 und den jeweiligen Einbindungen für Einströmung 6 und Abströmung 7 sowie das Außengehäuse 2 dargestellt ist.
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In 8 und 9 werden Details eines W-durchströmten Abgaswärmeübertragers dargestellt.
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In 8a und 8b ist das Rippenblech 9 mit den Trennstreifen 8 sowie den Längsschlitzen 10 und Querdurchbrüchen 11 ähnlich zu den Darstellungen in 6 auch für diesen Wärmeübertragertyp des W-durchströmten Abgaswärmeübertragers dargestellt.
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9 zeigt eine Draufsicht mit dem prinzipiellen Strömungsbild innerhalb des Rippenbleches 9 ähnlich der Darstellung in 5 für den S-durchströmten Abgaswärmeübertrager mit Einströmung 6, Querströmung 5, Längsströmung, Querströmung 5, erneuter Längsströmung und schließlich Abströmung 7, wodurch sich die Strömungsform des W-durchströmten Abgaswärmeübertragers unter Verwendung von drei Trennstreifen 8 ergibt. Das Rippengehäuse 1 umschließt das Rippenblech 9 in dieser Strömungsform auf drei Seiten, da Einströmung 6 und Abströmung 7 auf der Frontseite liegen.
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10 zeigt perspektivische Darstellungen und Details eines S-durchströmten Wärmeübertragers.
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10a zeigt das Außengehäuse 2 mit dem Kühlmitteleingang 13 und dem Kühlmittelausgang 14 sowie die Abdeckplatte 16 mit der Einströmung 6 an der Vorderseite. Die Abströmung 7 ist im gegenüberliegenden nicht dargestellten Bereich mit einem Pfeil angedeutet.
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10b zeigt die Darstellung gemäß 10a, jedoch ohne die Abdeckplatte 16. Stattdessen sind hier die einzelnen Rippenbleche 9 mit den in den Längsschlitzen platzierten Trennstreifen 8 dargestellt. Die Rippenbleche 9 finden ihre Aufnahme in den hier nicht dargestellten Rippengehäusen, welche wiederum in der Anschlussplatte 15 fixiert sind.
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10c zeigt vier Rippengehäuse 1, endseitig jeweils verbunden mit Anschlussplatten 15 sowie die Rippenbleche 9 an der Frontseite.
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10d zeigt die obere Rippengehäusehälfte 1.1 und die untere Rippengehäusehälfte 1.2 vor der Aufnahme des Rippenbleches 9. Das Rippenblech 9 ist in 10e perspektivisch mit den Längsschlitzen 10 und den angedeuteten Querdurchbrüchen 11 dargestellt.
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11a, 11b und 11c zeigen Detailansichten eines Multi-Flow-Wärmeübertragers. Unter einem Multi-Flow-Abgaswärmeübertrager wird ein Wärmeübertrager verstanden, dessen Strömungspfad mäanderförmig gestaltet ist. In der dargestellten Ausführung ist die Hauptströmungsrichtung des Abgases die Querströmung innerhalb des Rippenbleches 9.
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In 11a ist eine perspektivische Darstellung mit Einströmung 6, Abströmung 7 für das Abgas sowie der Kühlmitteleingang 13 und der Kühlmittelausgang 14 für das Kühlmittel und das Außengehäuse 2 gezeigt.
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11b zeigt schematisch den Strömungspfad innerhalb des Rippenbleches 9. Der Strömungspfad wird begrenzt und gelenkt durch die Trennstreifen 8 sowie das Rippengehäuse 1. In dieser Ausgestaltung ist zeichnerisch gezeigt, dass sich der Querschnitt des Strömungspfades von der Einströmung 6 zur Abströmung 7 hin verringert und somit ein optimaler Wärmeübergang und Strömungsdruckverlust erreicht wird. Der sich verringernde Querschnitt trägt der sich erhöhenden Dichte des Abgasstromes Rechnung und kompensiert diese zur optimalen Ausnutzung des Bauraumes für eine maximale Wärmeübertragungsfunktion.
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11c zeigt das Rippenblech 9 mit den Längsschlitzen 10, den Querdurchbrüchen 11 sowie den Trennstreifen 8.
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12 zeigt perspektivische Ansichten eines U-durchströmten Abgaswärmeübertragers.
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In 12a ist das Außengehäuse 2 sowie die Anschlussplatte 15 gezeigt. Durch die Anschlussplatte 15 hindurch sind die Rippenbleche 9 und die Trennstreifen 8 angedeutet.
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In 12b fehlt dann das umgebende Außengehäuse und es sind die vier Rippengehäuse 1 mit Anschlussplatte 15 dargestellt.
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12c zeigt analog zu 11c das Rippenblech 9 und in 12d sind die obere Rippengehäusehälfte 1.1 und die untere Rippengehäusehälfte 1.2 mit dem Distanzhaltern 3 vor der Aufnahme des Rippenbleches 9 dargestellt.
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12e zeigt zusammenfassend einen Längsschnitt des Abgaswärmeübertragers mit Außengehäuse 2 und Rippengehäuse 1, beabstandet durch Distanzhalter 3 und an der Frontseite eine Abdeckplatte 16.
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13a zeigt eine Schnittdarstellung längs in der Ebene des Rippenbleches 9. Die Ausgestaltung betrifft einen U-durchströmten Abgaswärmeübertrager mit abgerundeter Kontur mit einer Einströmung 6 und einer Abströmung 7 an der Frontseite. Der Trennstreifen 8 trennt Einströmung 6 und Abströmung 7 stofflich voneinander. Gehaltert werden die Rippengehäuse 1 in der Anschlussplatte 15.
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13b zeigt die Anschlussplatte 15 dann im Detail, wobei als Besonderheit die Trennstreifen 8 zusammen mit der Anschlussplatte 15 ausgebildet sind, was fertigungstechnisch sehr vorteilhaft ist und außerdem Vorteile bei der Positionierung der Trennstreifen 8 in den jeweiligen Rippenblechen der Rippengehäuse mit sich bringt.
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13c zeigt eine Detailansicht von Rippenblech 9 und deren Einbindung in die Rippengehäuse 1 mit Anbindung an die Anschlussplatte 15. Der Trennstreifen 8 ragt entlang der Längsschlitze 10 des Rippenbleches 9 in diese hinein und unterbindet beidseitig eine Querströmung des Abgases entlang der Länge des Trennstreifens 8.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Rippengehäuse
- 1.1
- Obere Rippengehäusehälfte
- 1.2
- Untere Rippengehäusehälfte
- 2
- Außengehäuse
- 2.1
- Obere Außengehäusehälfte
- 2.2
- Untere Außengehäusehälfte
- 3
- Distanzhalter
- 4
- Alternativkontur
- 5
- Querströmung
- 6
- Einströmung
- 7
- Abströmung
- 8
- Trennstreifen
- 9
- Rippenblech
- 10
- Längsschlitz
- 11
- Querdurchbruch
- 12
- Abdeckstreifen
- 13
- Kühlmitteleingang
- 14
- Kühlmittelausgang
- 15
- Anschlussplatte
- 16
- Abdeckplatte
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- KR 100925816 B1 [0005]
- US 7461641 B1 [0006]
- US 4282927 [0008]
