DE102016116431A1 - Cooling device for exhaust gas recirculation - Google Patents
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
- F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
- F02M26/35—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with means for cleaning or treating the recirculated gases, e.g. catalysts, condensate traps, particle filters or heaters
-
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- F02M26/22—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage
- F02M26/29—Constructional details of the coolers, e.g. pipes, plates, ribs, insulation or materials
Abstract
Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung (1) für eine Abgasrückführung, die mindestens eine erste Abgasleitung (2), eine zweite Abgasleitung (3), eine Kühlmittelleitung (4) sowie eine Sperrvorrichtung (5) für die zweite Abgasleitung (3) aufweist. Die erste Abgasleitung (2) steht in einem thermischen Kontakt zu der Kühlmittelleitung (4). Erfindungsgemäß weist die Kühlvorrichtung (1) mindestens eine Leitung (6) eines sorptiven Speichersystems auf, wobei in der Leitung (6) ein Sorbens des sorptiven Speichersystems angeordnet ist und die Leitung (6) von einem Sorbat des sorptiven Speichersystems durchströmbar ist. Die zweite Abgasleitung (3) steht in einem ersten Bereich (8) in einem thermischen Kontakt zu der Leitung (6).The invention relates to a cooling device (1) for exhaust gas recirculation, comprising at least a first exhaust pipe (2), a second exhaust pipe (3), a coolant pipe (4) and a locking device (5) for the second exhaust pipe (3). The first exhaust pipe (2) is in thermal contact with the coolant line (4). According to the invention, the cooling device (1) has at least one line (6) of a sorptive storage system, in which line (6) a sorbent of the sorptive storage system is arranged and the line (6) can be flowed through by a sorbate of the sorptive storage system. The second exhaust pipe (3) is in a first region (8) in thermal contact with the conduit (6).
Description
Technisches Gebiet Technical area
Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung für eine Abgasrückführung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. The invention relates to a cooling device for exhaust gas recirculation according to the preamble of claim 1.
Stand der Technik State of the art
Aus der
Die
In der
Die heißen und kalten Kreisläufe des Wärmeträgerfluids durch den Sorptionsreaktor sind entsprechend der Desorptions- oder Adsorptionsprozedur mittels der weiteren Ventile an- bzw. abzukoppeln. Die weiteren Ventile sind periodisch zu bestromen bzw. zu regeln. Weiterhin ergeben sich geringe Temperaturdifferenzen zwischen dem heißen und dem kalten Fluid, da beide einen flüssigen Phasenzustand aufweisen. Hierdurch sinkt die Effizienz des Sorptionsprozesses. Der Sorptionsreaktor, die Wärmequelle und die Wärmesenke sind räumlich getrennte Bauteile. The hot and cold cycles of the heat transfer fluid through the sorption reactor are according to the desorption or Adsorptionsprozedur by means of the other valves on or uncouple. The other valves must be periodically energized or regulated. Furthermore, there are small temperature differences between the hot and the cold fluid, since both have a liquid phase state. This reduces the efficiency of the sorption process. The sorption reactor, the heat source and the heat sink are spatially separate components.
Aufgabe der Erfindung Object of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kühlvorrichtung für eine Abgasrückführung bereitzustellen, welche einen kompakten Aufbau aufweist. The invention has for its object to provide a cooling device for exhaust gas recirculation, which has a compact structure.
Lösung der Aufgabe Solution of the task
Die Erfindung wird durch eine Kühlvorrichtung für eine Abgasrückführung gemäß Anspruch 1 gelöst. The invention is achieved by a cooling device for exhaust gas recirculation according to claim 1.
Vorteile der Erfindung Advantages of the invention
Mittels der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung für eine Abgasrückführung wird ein durch eine erste Abgasleitung strömender Abgasmassenstrom mittels eines thermischen Kontaktes zu einer Kühlmittelleitung gekühlt. Eine zweite Abgasleitung ist mittels einer Sperrvorrichtung absperrbar und steht in einem ersten Bereich mit einer Leitung eines sorptiven Speichersystems in thermischem Kontakt. In der Leitung ist ein Sorbens des sorptiven Speichersystems angeordnet. Der durch die zweite Abgasleitung strömende Abgasmassenstrom wird durch die Wärmeübertragung an die Leitung des sorptiven Speichersystems gekühlt. Zudem ermöglicht die Wärmeübertragung eine Desorption des sorptiven Speichersystems. Die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung umfasst neben der ersten und zweiten Abgasleitung und der Kühlmittelleitung auch die Leitung des sorptiven Speichersystems, so dass ein kompakter Aufbau möglich ist. By means of the inventive cooling device for exhaust gas recirculation, an exhaust gas mass flow flowing through a first exhaust gas line is cooled by means of a thermal contact to a coolant line. A second exhaust gas line can be shut off by means of a blocking device and is in thermal contact in a first region with a line of a sorptive storage system. A sorbent of the sorptive storage system is arranged in the line. The exhaust gas mass flow passing through the second exhaust passage is cooled by the heat transfer to the duct of the sorptive storage system. In addition, the heat transfer allows desorption of the sorptive storage system. The cooling device according to the invention comprises, in addition to the first and second exhaust pipe and the coolant line, also the line of the sorptive storage system, so that a compact construction is possible.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung steht die Kühlmittelleitung in einem zweiten Bereich in einem thermischen Kontakt zu einem Kondensator des sorptiven Speichersystems. Der Kondensator ist in Strömungsrichtung des Sorbats stromab der Leitung angeordnet. In an advantageous embodiment of the invention, the coolant line is in thermal contact with a capacitor of the sorptive storage system in a second area. The condenser is arranged downstream of the line in the flow direction of the sorbate.
Das während der Desorption aus dem Sorbens herausgelöste Sorbat strömt aufgrund des geringen Drucks im Kondensator im Vergleich zu dem Ort, an welchem das Sorbat ausgetrieben wird, in Richtung des Kondensators. Aufgrund des thermischen Kontakts mit der Kühlmittelleitung erfolgt in dem Kondensator eine Kondensation des Sorbats, welches einem Vorratsbehältniss des sorptiven Speichersystems zugeführt werden kann. The sorbate leached from the sorbent during desorption flows toward the condenser due to the low pressure in the condenser compared to the place where the sorbate is expelled. Due to the thermal contact with the coolant line, a condensation of the sorbate takes place in the condenser, which can be supplied to a storage container of the sorptive storage system.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Regelung der Sperrvorrichtung für die zweite Abgasleitung abhängig von einem Füllstand des Vorratsbehältnisses. Bei geöffneter Sperrvorrichtung erfolgt eine Desorption. Bei geschlossener Sperrvorrichtung erfolgt eine Adsorption. Ist die Sperrvorrichtung geschlossen, so strömt der Abgasmassenstrom ausschließlich durch die erste Abgasleitung. In a further advantageous embodiment of the invention, the control of the locking device for the second exhaust pipe is dependent on a level of the storage container. at opened locking device is a desorption. When the locking device is closed, adsorption takes place. If the blocking device is closed, the exhaust gas mass flow flows exclusively through the first exhaust gas line.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung steht die Kühlmittelleitung in einem dritten Bereich in einem thermischen Kontakt zu der Leitung. Der thermische Widerstand in dem dritten Bereich ist größer im Vergleich zu dem thermischen Widerstand in dem ersten Bereich. Je größer das Verhältnis zwischen dem thermischen Widerstand in dem dritten Bereich und dem thermischen Widerstand in dem ersten Bereich, desto höher ist die mittlere Temperatur des Sorbens. Das Verhältnis ist so abzustimmen, dass die erzielte Sorbenstemperatur der Arbeitstemperatur des Desorptionsprozesses entspricht. Gleichzeitig sind die beiden thermischen Widerstände möglichst klein zu wählen, damit ein großer Temperaturhub und dadurch eine hohe Effizienz zwischen der Ad- und der Desorption erzielbar sind. In a further advantageous embodiment of the invention, the coolant line is in thermal contact with the line in a third area. The thermal resistance in the third region is larger compared to the thermal resistance in the first region. The larger the ratio between the thermal resistance in the third region and the thermal resistance in the first region, the higher the average temperature of the sorbent. The ratio should be adjusted so that the achieved sorbent temperature corresponds to the working temperature of the desorption process. At the same time, the two thermal resistances are to be chosen as small as possible so that a large temperature swing and thus a high efficiency between the adsorption and the desorption can be achieved.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die zweite Abgasleitung innerhalb der Kühlmittelleitung angeordnet. Die Kühlmittelleitung ist wiederum innerhalb der ersten Abgasleitung angeordnet. Hierdurch ist eine kompakte Bauform gegeben. In a further advantageous embodiment of the invention, the second exhaust pipe is disposed within the coolant line. The coolant line is in turn disposed within the first exhaust pipe. This gives a compact design.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die erste Abgasleitung innerhalb der Kühlmittelleitung angeordnet. Die Kühlmittelleitung ist wiederum innerhalb der zweiten Abgasleitung angeordnet. Dies ermöglicht ebenfalls eine kompakte Bauform. In a further advantageous embodiment of the invention, the first exhaust pipe is disposed within the coolant line. The coolant line is in turn arranged within the second exhaust pipe. This also allows a compact design.
Zeichnungen drawings
Es zeigen: Show it:
Die
Die zweite Abgasleitung
Die erste Abgasleitung
In einem ersten Bereich
In einem zweiten Bereich
In einem dritten Bereich
Über das Öffnen und Schließen der Sperrvorrichtung
Ist die Sperrvorrichtung
Das in dem Sorbens, beispielsweise Zeolith, eingelagerte Sorbat, beispielsweise Wasser, wird durch die Abgaswärme aus dem Sorbens herausgelöst und strömt aufgrund eines geringeren Drucks im Kondensator
Ist die Sperrvorrichtung
Die Kühlvorrichtung
In den
Im Vergleich zu der in den
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1 1
- Kühlvorrichtung cooler
- 2 2
- erste Abgasleitung first exhaust pipe
- 3 3
- zweite Abgasleitung second exhaust pipe
- 4 4
- Kühlmittelleitung Coolant line
- 5 5
- Sperrvorrichtung locking device
- 6 6
- Leitung management
- 7 7
- Kondensator capacitor
- 8 8th
- 1. Bereich 1st area
- 9 9
- 2. Bereich 2nd area
- 10 10
- 3. Bereich 3rd area
- P1 P1
- Pfeil arrow
- P2 P2
- Pfeil arrow
- P3 P3
- Pfeil arrow
- P4 P4
- Pfeil arrow
- P5 P5
- Pfeil arrow
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 10350521 A1 [0002] DE 10350521 A1 [0002]
- DE 102010029984 A1 [0003] DE 102010029984 A1 [0003]
- DE 102014223079 A1 [0004] DE 102014223079 A1 [0004]
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DE102016116431.3A DE102016116431B4 (en) | 2016-09-02 | 2016-09-02 | Cooling device for exhaust gas recirculation |
Applications Claiming Priority (1)
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DE102006001965A1 (en) | 2005-02-15 | 2006-08-24 | Behr Gmbh & Co. Kg | Exhaust gas cleaning device for combustion engine, has adsorption filter through which gas flow passes within desorption operation of filter, where gas flow is reduced by desorption channel in air supply conduit |
-
2016
- 2016-09-02 DE DE102016116431.3A patent/DE102016116431B4/en active Active
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---|---|
DE102016116431B4 (en) | 2020-01-16 |
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