DE102016223703A1 - Wärmetauscher, insbesondere Abgaswärmetauscher, für ein Kraftfahrzeug - Google Patents
Wärmetauscher, insbesondere Abgaswärmetauscher, für ein Kraftfahrzeug Download PDFInfo
- Publication number
- DE102016223703A1 DE102016223703A1 DE102016223703.9A DE102016223703A DE102016223703A1 DE 102016223703 A1 DE102016223703 A1 DE 102016223703A1 DE 102016223703 A DE102016223703 A DE 102016223703A DE 102016223703 A1 DE102016223703 A1 DE 102016223703A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- tube
- heat exchanger
- outer tube
- coolant
- longitudinal direction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims abstract description 64
- IHQKEDIOMGYHEB-UHFFFAOYSA-M sodium dimethylarsinate Chemical class [Na+].C[As](C)([O-])=O IHQKEDIOMGYHEB-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 9
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 5
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims 2
- 210000002414 leg Anatomy 0.000 description 6
- 101100116570 Caenorhabditis elegans cup-2 gene Proteins 0.000 description 2
- 101100116572 Drosophila melanogaster Der-1 gene Proteins 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 230000005678 Seebeck effect Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 210000003414 extremity Anatomy 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 210000000689 upper leg Anatomy 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
- A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
- A47L9/00—Details or accessories of suction cleaners, e.g. mechanical means for controlling the suction or for effecting pulsating action; Storing devices specially adapted to suction cleaners or parts thereof; Carrying-vehicles specially adapted for suction cleaners
- A47L9/28—Installation of the electric equipment, e.g. adaptation or attachment to the suction cleaner; Controlling suction cleaners by electric means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D1/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
- F28D1/02—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
- F28D1/04—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
- F28D1/047—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being bent, e.g. in a serpentine or zig-zag
- F28D1/0475—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being bent, e.g. in a serpentine or zig-zag the conduits having a single U-bend
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02G5/00—Profiting from waste heat of combustion engines, not otherwise provided for
- F02G5/02—Profiting from waste heat of exhaust gases
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
- A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
- A47L5/00—Structural features of suction cleaners
- A47L5/12—Structural features of suction cleaners with power-driven air-pumps or air-compressors, e.g. driven by motor vehicle engine vacuum
- A47L5/22—Structural features of suction cleaners with power-driven air-pumps or air-compressors, e.g. driven by motor vehicle engine vacuum with rotary fans
- A47L5/28—Suction cleaners with handles and nozzles fixed on the casings, e.g. wheeled suction cleaners with steering handle
- A47L5/30—Suction cleaners with handles and nozzles fixed on the casings, e.g. wheeled suction cleaners with steering handle with driven dust-loosening tools, e.g. rotating brushes
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
- A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
- A47L5/00—Structural features of suction cleaners
- A47L5/12—Structural features of suction cleaners with power-driven air-pumps or air-compressors, e.g. driven by motor vehicle engine vacuum
- A47L5/22—Structural features of suction cleaners with power-driven air-pumps or air-compressors, e.g. driven by motor vehicle engine vacuum with rotary fans
- A47L5/28—Suction cleaners with handles and nozzles fixed on the casings, e.g. wheeled suction cleaners with steering handle
- A47L5/34—Suction cleaners with handles and nozzles fixed on the casings, e.g. wheeled suction cleaners with steering handle with height adjustment of nozzles or dust-loosening tools
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
- A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
- A47L9/00—Details or accessories of suction cleaners, e.g. mechanical means for controlling the suction or for effecting pulsating action; Storing devices specially adapted to suction cleaners or parts thereof; Carrying-vehicles specially adapted for suction cleaners
- A47L9/28—Installation of the electric equipment, e.g. adaptation or attachment to the suction cleaner; Controlling suction cleaners by electric means
- A47L9/2805—Parameters or conditions being sensed
- A47L9/2826—Parameters or conditions being sensed the condition of the floor
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
- A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
- A47L9/00—Details or accessories of suction cleaners, e.g. mechanical means for controlling the suction or for effecting pulsating action; Storing devices specially adapted to suction cleaners or parts thereof; Carrying-vehicles specially adapted for suction cleaners
- A47L9/28—Installation of the electric equipment, e.g. adaptation or attachment to the suction cleaner; Controlling suction cleaners by electric means
- A47L9/2836—Installation of the electric equipment, e.g. adaptation or attachment to the suction cleaner; Controlling suction cleaners by electric means characterised by the parts which are controlled
- A47L9/2852—Elements for displacement of the vacuum cleaner or the accessories therefor, e.g. wheels, casters or nozzles
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N1/00—Silencing apparatus characterised by method of silencing
- F01N1/16—Silencing apparatus characterised by method of silencing by using movable parts
- F01N1/165—Silencing apparatus characterised by method of silencing by using movable parts for adjusting flow area
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
- F01N3/0205—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust using heat exchangers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N5/00—Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting by exhaust energy
- F01N5/02—Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting by exhaust energy the devices using heat
- F01N5/025—Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting by exhaust energy the devices using heat the device being thermoelectric generators
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
- F28D21/0001—Recuperative heat exchangers
- F28D21/0003—Recuperative heat exchangers the heat being recuperated from exhaust gases
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D7/0008—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one medium being in heat conductive contact with the conduits for the other medium
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F27/00—Control arrangements or safety devices specially adapted for heat-exchange or heat-transfer apparatus
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N11/00—Generators or motors not provided for elsewhere; Alleged perpetua mobilia obtained by electric or magnetic means
- H02N11/002—Generators
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
- H10N10/10—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects operating with only the Peltier or Seebeck effects
- H10N10/13—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects operating with only the Peltier or Seebeck effects characterised by the heat-exchanging means at the junction
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N19/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one thermoelectric or thermomagnetic element covered by groups H10N10/00 - H10N15/00
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
- A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
- A47L2201/00—Robotic cleaning machines, i.e. with automatic control of the travelling movement or the cleaning operation
- A47L2201/06—Control of the cleaning action for autonomous devices; Automatic detection of the surface condition before, during or after cleaning
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
- B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
- B60H1/22—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant
- B60H2001/2268—Constructional features
- B60H2001/2275—Thermoelectric converters for generating electrical energy
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2240/00—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being
- F01N2240/02—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being a heat exchanger
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2240/00—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being
- F01N2240/36—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being an exhaust flap
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2240/00—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being
- F01N2240/40—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being a hydrolysis catalyst
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2470/00—Structure or shape of gas passages, pipes or tubes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2470/00—Structure or shape of gas passages, pipes or tubes
- F01N2470/08—Gas passages being formed between the walls of an outer shell and an inner chamber
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher (1),mit einem sich entlang einer Längsrichtung (L) erstreckenden Außenrohr (2) zum Durchströmen mit Heißgas (H), welches einen Außenrohr-Innenraum (3) begrenzt und in einem Querschnitt senkrecht zur Längsrichtung (L) zwei Außenrohr-Rohrwände (31a, 31b) aufweist,mit einem im Außenrohr-Innenraum (3) angeordneten, und sich entlang der Längsrichtung (L) erstreckenden Innenrohr (4), welches an einem (ersten) Längsende (26a) geschlossen ausgebildet ist und einen Innenrohr-Innenraum (5) begrenzt und in dem Querschnitt senkrecht zur Längsrichtung (L) zwei Innenrohr-Rohrwände (33a, 33b) aufweist,wobei in den Innenrohr-Rohrwänden (33a, 33b) eine Mehrzahl von Durchbrüchen (7) vorhanden ist, mittels welcher der Innenrohr-Innenraum (5) fluidisch mit dem Außenrohr-Innenraum (3) kommuniziert,mit einer Mehrzahl von auf einer Außenseite (8) der Außenrohr-Rohrwände (31a, 31b) angeordneten thermoelektrischen Modulen (10), die jeweils eine dem Außenrohr (2) zugewandte Heißseite (11) und eine vom Außenrohr (2) abgewandte Kaltseite (12) aufweisen,mit zumindest einem Kühlmittelrohr (13) zum Durchströmen mit einem Kühlmittel (K), welches an der Kaltseite (12) zumindest eines thermoelektrischen Moduls (10) angeordnet ist.
Description
- Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher, insbesondere einen Abgaswärmetauscher, für ein Kraftfahrzeug. Die Erfindung betrifft ferner ein Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine, umfassend eine Abgasanlage und einen solchen, mit der Abgasanlage zusammenwirkenden Wärmetauscher.
- Wärmetauscher kommen in Verbindung mit Abgasanlagen von Brennkraftmaschinen zum Einsatz, um die im Abgas enthaltene Wärme nutzbar zu machen. Hierfür können im Wärmetauscher thermoelektrische Module mit thermoelektrischen Elementen vorgesehen werden. Solche thermoelektrische Elemente bestehen aus thermoelektrischen Halbleitermaterialien, die eine Temperaturdifferenz in eine Potentialdifferenz, also in eine elektrische Spannung wandeln und umgekehrt. Auf diese Weise kann vom Wärmetauscher Wärmeenergie in elektrische Energie umgewandelt werden. Physikalisch beruhen die thermoelektrischen Module auf dem Seebeck-Effekt, wenn sie Wärme in elektrische Energie wandeln. Innerhalb eines thermoelektrischen Moduls sind p-dotierte und n-dotierte thermoelektrische Elemente miteinander verschaltet. Üblicherweise werden mehrere derartige thermoelektrische Module zu einem thermoelektrischen Generator zusammengeschaltet, der aus einer Temperaturdifferenz in Verbindung mit einem entsprechenden Wärmestrom elektrische Energie bzw. eine elektrische Spannung generieren kann. Im Wärmetauscher wird die zum Erzeugen von elektrischer Energie erforderliche Temperaturdifferenz zwischen den Heißseiten und den Kaltseiten der thermoelektrischen Module erzeugt, indem das Heißgas mit den Heißseiten und ein Kühlmittel mit gegenüber dem Heißgas geringerer Temperatur mit den Kaltseiten der thermoelektrische Module in thermische Wechselwirkung gebracht wird. Dies gelingt, in dem die Heiß- und Kaltseiten der thermoelektrischen Module in geeigneter Weise in dem vom Heißgas und vom Kühlmittel durchströmten Wärmetauscher angeordnet werden.
- Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für einen Wärmetauscher der vorstehend beschriebenen Art eine verbesserte oder zumindest eine andere Ausführungsform anzugeben, die sich durch eine verbesserte Effizienz auszeichnet.
- Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
- Grundgedanke der Erfindung ist demnach, thermoelektrische Module mit thermoelektrischen Elementen in einem Wärmetauscher derart anzuordnen, dass das durch den Wärmetauscher geführte Heißgas in Form eines Prallstrahls auf die Heißseiten der thermoelektrischen Module trifft. Dies hat zur Folge, dass dem Heißgas eine besonders hohe Menge an Wärme entzogen wird, die von den thermoelektrische Modulen, dem Wirkprinzip eines thermoelektrischen Generators folgend, in elektrische Energie umgewandelt werden kann. Damit geht eine verbesserte Effizienz des Wärmetauschers einher, was sich insbesondere als vorteilhaft erweist, wenn dieser als Abgaswärmetauscher betrieben wird, um die im Abgas einer Brennkraftmaschine enthaltene Energie nutzbar zu machen.
- Ein erfindungsgemäßer Wärmetauscher, der vorzugsweise als Abgaswärmetauscher eingesetzt werden kann, umfasst ein sich entlang einer Längsrichtung erstreckendes Außenrohr zum Durchströmen mit Heißgas, welches einen Außenrohr-Innenraum begrenzt und hierfür in einem Querschnitt senkrecht zur Längsrichtung zwei Außenrohr-Rohrwände umfasst. Im Außenrohr-Innenraum ist, vorzugsweise koaxial zum Außenrohr, ein sich entlang der Längsrichtung erstreckendes Innenrohr zum Durchströmen mit dem Heißgas angeordnet, welches einen Innenrohr-Innenraum begrenzt. Das Innenrohr ist an einem Längsende geschlossen ausgebildet und umfasst in dem Querschnitt senkrecht zur Längsrichtung zwei Innenrohr-Rohrwände. Als erfindungswesentlich ist eine Mehrzahl von Durchbrüchen anzusehen, die in den Innenrohr-Rohrwänden vorhanden sind. Mittels besagter Durchbrüche kommuniziert der Innenrohr-Innenraum fluidisch mit dem Außenrohr-Innenraum. Der erfindungsgemäße Wärmetauscher umfasst außerdem eine Mehrzahl von auf einer Außenseite der Außenrohr-Rohrwände angeordneten thermoelektrischen Modulen. Die thermoelektrischen Module weisen jeweils eine dem Außenrohr zugewandte Heißseite und eine vom Außenrohr abgewandte Kaltseite auf. Außerdem umfasst der Wärmetauscher zumindest ein Kühlmittelrohr zum Durchströmen mit einem Kühlmittel, welches an der Kaltseite zumindest eines thermoelektrischen Moduls angeordnet ist.
- Mittels der vorangehend beschriebenen, erfindungsgemäßen Ausbildung bzw. Anordnung von Außenrohr und Innenrohr sowie der Außenrohr- bzw. Innenrohr-Rohrwände im Querschnitt senkrecht zur Längsrichtung wird erreicht, dass das durch das Innenrohr strömende Heißgas nur in einer Richtung quer zur Längsrichtung durch die in den Innenrohr-Rohrwänden vorhandenen Durchbrüche in das Außenrohr gelangen kann und dort auf die Außenrohr-Rohrwände trifft. Dabei wird im Innenrohr im Heißgas ein vorteilhafter, hoher Staudruck erzeugt. In der Folge wird eine hohe Prallwirkung des Heißgases erzielt, wenn dieses nach dem Passieren der Durchbrüche auf die Außenrohr-Rohrwände des Außenrohrs trifft, auf welchen außenseitig die Heißseiten der thermoelektrische Module angeordnet sind. Auf diese Weise wird die gewünschte, verbesserte Wechselwirkung des Heißgases mit den thermoelektrischen Modulen erreicht, so dass dem Heißgas eine besonders große Wärmemenge entzogen wird. In der Folge wird von den als thermoelektrischen Generatoren wirkenden thermoelektrischen Modulen entsprechend mehr elektrische Energie erzeugt, was wiederum den Wirkungsgrad des Wärmetauschers erhöht.
- Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Außenrohr als Flachrohr ausgebildet. Im Querschnitt senkrecht zur Längsrichtung liegen sich die beiden Außenrohr-Rohrwände gegenüber und bilden die beiden Breitseiten des Flachrohrs aus. Bei dieser Variante sind wenigstens ein erstes thermoelektrisches Modul an der ersten Außenrohr-Rohrwand und wenigstens ein zweites thermoelektrisches Element an der zweiten Außenrohr-Rohrwand angeordnet.
- Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Innenrohr als Flachrohr ausgebildet. Bei dieser Ausführungsform liegen sich die beiden Innenrohr-Rohrwände im Querschnitt senkrecht zur Längsrichtung gegenüber und bilden die beiden Breitseiten des Flachrohrs aus. Die Durchbrüche sind dabei in der ersten Innenwand-Rohrwand und in der zweiten Innenwand-Rohrwand angeordnet. Auch diese Variante unterstützt die Realisierung des Wärmetauschers in Flachbauweise, insbesondere wenn auch das Außenrohr als Flachrohr realisiert ist.
- Zweckmäßig kann in dem Querschnitt senkrecht zur Längsrichtung die erste Außenrohr-Rohrwand der ersten Innenrohr-Rohrwand zugewandt sein und die zweite Außenrohr-Rohrwand der zweiten Innenrohr-Rohrwand zugewandt sein. Auf diese Weise kann die Bauhöhe des Wärmetauschers besonders gering gehalten werden.
- Bei einer vorteilhaften Weiterbildung sind zumindest ein erstes und ein zumindest zweites Kühlmittelrohr vorhanden. Bei dieser Weiterbildung ist das zumindest eine erste Kühlmittelrohr an der Kaltseite des zumindest einen ersten thermoelektrischen Moduls angeordnet. Das zumindest eine zweite Kühlmittelrohr ist an der Kaltseite des zumindest einen zweiten thermoelektrischen Moduls angeordnet.
- Dies erlaubt einen gleichmäßigen thermischen Kontakt des durch die Kühlrohre strömenden Kühlmittels mit den thermoelektrischen Modulen des Wärmetauschers.
- Besonders bevorzugt ist das Außenrohr entlang einer Stapelrichtung, die quer zur Längsrichtung des Außenrohrs, zwischen dem ersten und dem zweiten Kühlmittelrohr angeordnet. Auf diese Weise kann der in Stapelrichtung für den Wärmetauscher erforderliche Bauraum gering gehalten werden.
- Besonders bevorzugt ist das zumindest eine, insbesondere erste und/oder zweite, Kühlmittelrohr als Flachrohr ausgebildet, dessen Breitseiten im Querschnitt senkrecht zur Längsrichtung den (ersten oder zweiten) thermoelektrischen Modulen zugewandt ist. Diese Ausführungsform benötigt entlang einer Richtung des Außenrohrs quer zu dessen Längsrichtung besonders wenig Bauraum. Gleichzeitig lässt sich mittels solcher Flachrohre ein flächiger Kontakt der Kühlmittelrohre mit den Kaltseiten der thermoelektrische Module erzielen, wodurch wiederum eine hohe Effizienz des Wärmetauschers erreicht werden kann.
- Zweckmäßig kann das erste und/oder zweite Kühlmittelrohr jeweils eine U-förmige Geometrie mit einer Basis und einem ersten und einem zweiten Schenkel aufweisen. Dabei erstrecken sich die beiden Schenkel entlang der Längsrichtung des Außenrohrs. Auf diese Weise können Kühlmitteleinlass und Kühlmittelauslass am selben Längsende des Außenrohrs angeordnet werden, was bei bestimmten Bauraumsituationen von erheblichem Vorteil sein kann.
- Bei einer anderen vorteilhaften Weiterbildung ist an einem ersten Längsende des Außenrohrs ein Kühlmittelverteiler vorhanden. Dieser kommuniziert fluidisch mit einem am ersten Schenkel vorhandenen Kühlmitteleinlass des ersten und des zweiten Kühlmittelrohrs. Alternativ oder zusätzlich ist bei dieser Weiterbildung an dem ersten Längsende des Außenrohrs ein Kühlmittelsammler vorhanden. Dieser kommuniziert fluidisch mit einem am zweiten Schenkel vorhandenen Kühlmitteleinlass des ersten und des zweiten Kühlmittelrohrs. Auf diese Weise können Kühlmitteleinlass und Kühlmittelauslass an unterschiedlichen Längsenden des Außenrohrs angeordnet werden, was bei bestimmten Bauraumsituationen von Vorteil sein kann.
- Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Außenrohr an seinen beiden entlang der Längsrichtung gegenüberliegenden Längsenden geschlossen ausgebildet. Bei einer dazu alternativen, bevorzugten Ausführungsform ist das Außenrohr an einem der beiden Längsende offen und an dem anderen der beiden Längsende geschlossen ausgebildet. Beide Varianten erlauben eine vorteilhafte Ausleitung des Heißgases aus dem Wärmetauscher.
- Zweckmäßig kann an einem dem ersten Längsende gegenüberliegenden, zweiten Längsende des Innenrohrs an dieses ein Gaseinlass zum Einleiten des Heißgases in das Innenrohr anschließen.
- Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das das Außenrohr ausbildende Flachrohr im dem Querschnitt senkrecht zur Längsrichtung zwei Schmalseiten auf. Bei dieser Ausführungsform beträgt das Seitenverhältnis von einer Breitseite zu einer Schmalseite mehr als 1, vorzugsweise mindestens 2, höchst vorzugsweise mindestens 4.
- Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das das Innenrohr ausbildende Flachrohr im dem Querschnitt senkrecht zur Längsrichtung zwei Schmalseiten auf. Bei dieser Ausführungsform beträgt das Seitenverhältnis einer Breitseite zu einer Schmalseite mehr als 1, vorzugsweise mindestens 2, höchst vorzugsweise mindestens 6.
- Die Erfindung betrifft außerdem eine Wärmetauscher-Anordnung mit zumindest zwei aufeinander angeordneten Wärmetauschern, die vorzugsweise aufeinander gestapelt sein können. Die Wärmetauscher der Wärmetauscher-Anordnung kommunizieren über einen gemeinsamen Gasauslass fluidisch miteinander. Die vorangehend erläuterten Vorteile des Wärmetauschers übertragen sich daher auch auf die erfindungsgemäße Wärmetauscher-Anordnung.
- Die Erfindung betrifft ferner ein Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine mit einer Abgasanlage und einem vorangehend vorgestellten, erfindungsgemäßen Wärmetauscher. Die voranstehend erläuterten Vorteile des Wärmetauschers übertragen sich daher auch auf das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug.
- Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
- 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.
- 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 Komponenten beziehen.
- Es zeigen, jeweils schematisch:
-
1 ein Beispiel eines als Abgaswärmetauscher ausgestalteten Wärmetauschers in einem Längsschnitt, -
2 den Wärmetauscher der1 in einem Querschnitt senkrecht zur Längsrichtung des Wärmetauscher, -
3 einen Schnitt durch ein U-förmiges Kühlmittelrohr des Wärmetauschers, -
4 eine Variante des Wärmetauschers gemäß den1 und2 , bei welcher sich die Kühlmittelrohre nicht wie beim Beispiel der1 in Längsrichtung, sondern quer zu dieser erstecken. - Die
1 zeigt schematisch ein Beispiel eines als Abgaswärmetauscher ausgestalteten Wärmetauschers1 . Entsprechend1 besitzt der Wärmetauscher1 ein sich entlang einer Längsrichtung L erstreckendes Außenrohr2 zum Durchströmen mit einem Heißgas H, welches einen Außenrohr-Innenraum3 begrenzt. Im Außenrohr-Innenraum3 ist ein Innenrohr4 , ebenfalls zum Durchströmen mit dem Heißgas H, angeordnet, welches einen Innenrohr-Innenraum5 begrenzt. - Das Außenrohr
2 ist als Flachrohr30 mit einer ersten Außenrohr-Rohrwand31a und einer der ersten Außenrohr-Rohrwand31a gegenüberliegenden, zweiten Außenrohr-Rohrwand31b ausgebildet. Ein Teil der thermoelektrischen Module10 -im Folgenden als „erste thermoelektrische Elemente 10a“ bezeichnet - sind gemäß den1 und2 an der Außenseite8 der ersten Außenrohr-Rohrwand 31a angeordnet. Die verbleibenden thermoelektrischen Elemente10 - im Folgenden als „zweite thermoelektrische Elemente 10b“ bezeichnet - sind an der Außenseite8 der zweiten Außenrohr-Rohrwand31b angeordnet. Auch das Innenrohr4 ist als Flachrohr32 mit einer ersten Innenrohr-Rohrwand33a und einer der ersten Innenrohr-Rohrwand33a gegenüberliegenden, zweiten Innenrohr-Rohrwand33b ausgebildet. - Die
2 zeigt den Wärmetauscher1 der1 in einem Querschnitt senkrecht zur Längsrichtung L entlang der Schnittlinie II-II der1 . Man erkennt, dass die beiden Außenrohr-Rohrwände31a ,31b im Querschnitt senkrecht zur Längsrichtung L jeweils eine Breitseite34a ,34b des als Flachrohr30 realisierten Außenrohrs2 ausbilden. Weiterhin weist das das Außenrohr2 ausbildende Flachrohr30 im dem Querschnitt senkrecht zur Längsrichtung L zwei Schmalseiten34c ,34d auf. Das Seitenverhältnis von einer der beiden Breitseiten34a ,34b zu einer der beiden Schmalseiten34c ,34d beträgt mehr als 1, vorzugsweise mindestens 2, höchst vorzugsweise mindestens 4 - Die beiden Innenrohr-Rohrwände
33a ,33b bilden in dem Querschnitt senkrecht zur Längsrichtung L jeweils eine Breitseite35a ,35b des als Flachrohr32 realisierten Innenrohrs4 aus. Weiterhin weist das das Innenrohr4 ausbildende Flachrohr32 im dem Querschnitt senkrecht zur Längsrichtung L zwei Schmalseiten 35c, 35d auf. Das Seitenverhältnis einer der beiden Breitseite35a ,35b zu einer der beiden Schmalseiten35c ,35d beträgt mehr als 1, vorzugsweise mindestens 2, höchst vorzugsweise mindestens 6. - Entsprechend
2 ist in dem Querschnitt senkrecht zur Längsrichtung L die erste Außenrohr-Rohrwand31a der ersten Innenrohr-Rohrwand33a zugewandt. Die zweite Außenrohr-Rohrwand31b ist entsprechend der zweiten Innenrohr-Rohrwand33b zugewandt. - Im Beispiel der
1 und2 umfasst der Wärmetauscher1 außerdem ein erstes Kühlmittelrohrs13a und ein zweites Kühlmittelrohr13b zum Durchströmen mit einem Kühlmittel K, welches eine geringere Temperatur aufweist als das Heißgas H. Die Kühlmittelrohre13a ,13b sind also an den Kaltseiten12 der thermoelektrischen Module10 angeordnet, sodass das durch die Kühlmittelrohre13 strömende Kühlmittel K thermisch an die Kaltseiten12 der thermoelektrischen Module10 koppeln kann. - Das erste Kühlmittelrohr
13a ist an den Kaltseiten12 der ersten thermoelektrischen Module10a angeordnet. Das zweite Kühlmittelrohr13b ist an den Kaltseiten12 der zweiten thermoelektrischen Module10b angeordnet. Das Außenrohr2 ist dabei entlang einer Stapelrichtung S, die quer zur Längsrichtung L des Außenrohrs2 verläuft, zwischen dem ersten und dem zweiten Kühlmittelrohr13a ,13b angeordnet. Auf diese Weise kann der in Stapelrichtung S für den Wärmetauscher1 erforderliche Bauraum gering gehalten werden. Auch die Kühlmittelrohre 13a, 13b können jeweils als Flachrohr36 ausgebildet sein, dessen Breitseiten 37a im Querschnitt senkrecht zur Längsrichtung L den ersten bzw. zweiten thermoelektrischen Modulen10a ,10b zugewandt sind. - Das Innenrohr
4 ist an einem ersten Längsende26a geschlossen ausgebildet. Hierzu besitzt das Innenrohr eine Stirnwand16 . An einem dem ersten Längsende 26a gegenüberliegenden, zweiten Längsende26b des Innenrohrs4 schließt an das Innenrohr4 hingegen ein Gaseinlass27 zum Einleiten des Heißgases H in das Innenrohr4 an. Mit anderen Worten, das Innenrohr4 ist am zweiten Längsende26b offen ausgebildet. In der ersten Innenwand-Rohrwand33a und in der zweiten Innenwand-Rohrwand33b des Innenrohrs4 ist jeweils eine Mehrzahl von Durchbrüchen7 ausgebildet, mittels welcher der Innenrohr-Innenraum5 fluidisch mit dem Außenrohr-Innenraum3 kommuniziert. Auf diese Weise kann das durch das Außenrohr2 strömende Heißgas H thermisch an die Heißseiten11 der thermoelektrischen Module10 gekoppelt werden. - Die
3 zeigt eine Draufsicht auf das Kühlmittelrohr13a in einer in1 mittels eines Pfeils angedeuteten Blickrichtung B, die sich senkrecht zur Längsrichtung L erstreckt und entgegengesetzt zur Stapelrichtung S verläuft. Das erste Kühlmittelrohr13a weist im Beispiel der3 eine U-förmige Geometrie mit einer Basis38 und einem ersten und einem zweiten Schenkel39a ,39b auf. Die beiden Schenkel39a ,39b erstrecken sich entlang der Längsrichtung L des Außenrohrs2 . An einem ersten Längsende24a (vgl.1 ) des Außenrohrs2 ist ein Kühlmittelverteiler41 vorhanden, welcher fluidisch mit einem am ersten Schenkel39a vorhandenen Kühlmitteleinlass43 des ersten Kühlmittelrohrs13 kommuniziert. Ebenso ist an dem ersten Längsende24a des Außenrohrs2 ein Kühlmittelsammler42 vorhanden, welcher fluidisch mit einem am zweiten Schenkel39b vorhandenen Kühlmittelauslass44 des ersten Kühlmittelrohrs13a kommuniziert. Die beiden Kühlmittelrohre13a ,13b können als Gleichteile ausgebildet sein. In diesem Fall ist das zweite Kühlmittelrohr13b ebenfalls wie in3 gezeigt ausgebildet. - Anhand der
1 wird im Folgenden die Durchströmung des Wärmetauscher1 mit Heißgas H erläutert. Über den Gaseinlass27 wird das Heißgas H in den vom Innenrohr4 begrenzten Innenrohr-Innenraum5 eingeleitet und durchströmt diesen entlang der Längsrichtung L (vgl. Pfeile21a ). Da der Innenrohr-Innenraum5 in Längsrichtung L von der Stirnwand16 des Innenrohrs4 begrenzt ist, kann das Heißgas H den Innenrohr-Innenraum5 nur entlang der Stapelrichtung S, also quer zur Längsrichtung L durch die in der ersten bzw. zweiten Innenrohr-Rohrwand33a ,33b ausgebildeten Durchbrüche7 verlassen (vgl. Pfeile21b ). Aufgrund des sich im Innenrohr-Innenraum5 im Heißgas H ausbildenden Staudrucks wird das Heißgas H beim Durchströmen der Durchbrüche7 beschleunigt und prallt jeweils in Form eines Prallstrahls auf die erste bzw. zweite Außenrohr-Rohrwand31a ,13b des Außenrohrs2 (vgl. Pfeile21c ). Dabei wird thermische Energie an die thermoelektrischen Module10 abgegeben. Das an den Außenrohr-Rohrwänden 31a, 31b abprallende, also reflektierte Heißgas H kann durch zwei am Außenrohr2 vorhandene Gasauslasse23a ,23b (vgl.2 ), die sich entlang der Stapelrichtung S erstrecken, den Wärmetauscher1 verlassen (vgl. Pfeile21d ). Im Szenario der1 und2 ist das Außenrohr2 an einem der beiden entlang der Längsrichtung gegenüberliegenden Längsenden24a ,24b geschlossen ausgebildet. Das Außenrohr2 wird dabei durch eine Stirnwand25 verschlossen. Dies erlaubt eine vorteilhafte Abführung des Heißgases H im Außenrohr2 in zwei einander entgegengesetzte Richtungen (vgl. Pfeile21c ,21d in2 ), welche dem einschlägigen Fachmann als „Medium Crossflow“ bekannt ist. - Aus dem vorangehend erläuterten Wärmetauscher
1 kann eine Wärmetauscher-Anordnung mit zwei aufeinander angeordneten Wärmetauschern1 gebildet werden. Bevorzugt können die Wärmetauscher1 entlang der Stapelrichtung S (vgl.2 ) aufeinandergestapelt und mittels der beiden Gasauslässe23a ,23b fluidisch miteinander kommunizieren. Die2 zeigt also einen einzigen Wärmetauscher1 einer solchen Wärmetauscher-Anordnung. -
4 illustriert eine Variante des Beispiels der1 , bei welchem das Außenrohr2 am Längsende24a zum Ausleiten des Heißgases H offen ausgebildet ist. Dies erlaubt eine vorteilhafte Abführung des Heißgases H in nur eine Richtung (vgl. Pfeile21d in4 ) über einen Gasauslass23c , welcher am ersten Längsende24a an das Außenrohr2 anschließt. Dieses Szenario ist dem einschlägigen Fachmann als „Maximum Crossflow“ bekannt. - In einer in den Figuren nicht näher gezeigten Variante können die Alternativen „maximum Crossflow“ und „Medium Crossflow“ auch kombiniert sein.
- Der Wärmetauscher
1 gemäß4 besitzt drei erste Kühlmittelrohre13a und drei zweite Kühlmittelrohre13b . In Varianten kann die Anzahl an ersten und zweiten Kühlmittelrohren13a ,13b variieren. Die ersten und zweiten Kühlmittelrohre 13a, 13b sind entsprechend4 jeweils die entlang der Längsrichtung L im Abstand zueinander angeordnet sind und erstrecken sich jeweils entlang einer senkrecht sowohl zur Längsrichtung L als auch zur Stapelrichtung S verlaufenden Querrichtung Q.
Claims (16)
- Wärmetauscher (1), insbesondere Abgaswärmetauscher, für ein Kraftfahrzeug, - mit einem sich entlang einer Längsrichtung (L) erstreckenden Außenrohr (2) zum Durchströmen mit Heißgas (H), welches einen Außenrohr-Innenraum (3) begrenzt und in einem Querschnitt senkrecht zur Längsrichtung (L) zwei Außenrohr-Rohrwände (31a, 31b) aufweist, - mit einem im Außenrohr-Innenraum (3) angeordneten, und sich entlang der Längsrichtung (L) erstreckenden Innenrohr (4), welches an einem (ersten) Längsende (26a) geschlossen ausgebildet ist und einen Innenrohr-Innenraum (5) begrenzt und in dem Querschnitt senkrecht zur Längsrichtung (L) zwei Innenrohr-Rohrwände (33a, 33b) aufweist, - wobei in den Innenrohr-Rohrwänden (33a, 33b) eine Mehrzahl von Durchbrüchen (7) vorhanden ist, mittels welcher der Innenrohr-Innenraum (5) fluidisch mit dem Außenrohr-Innenraum (3) kommuniziert, - mit einer Mehrzahl von auf einer Außenseite (8) der Außenrohr-Rohrwände (31a, 31b) angeordneten thermoelektrischen Modulen (10), die jeweils eine dem Außenrohr (2) zugewandte Heißseite (11) und eine vom Außenrohr (2) abgewandte Kaltseite (12) aufweisen, - mit zumindest einem Kühlmittelrohr (13) zum Durchströmen mit einem Kühlmittel (K), welches an der Kaltseite (12) zumindest eines thermoelektrischen Moduls (10) angeordnet ist.
- Wärmetauscher nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Außenrohr (2) als Flachrohr (30) ausgebildet ist, wobei die beiden Außenrohr-Rohrwände (31a, 31b) sich im Querschnitt senkrecht zur Längsrichtung (L) gegenüberliegen und die beiden Breitseiten (34, 34b) des Flachrohrs (30) ausbilden. - Wärmetauscher nach
Anspruch 1 oder2 , dadurch gekennzeichnet, dass das Innenrohr (4) als Flachrohr (32) ausgebildet ist, wobei die beiden Innenrohr-Rohrwände (33a, 33b) sich im Querschnitt senkrecht zur Längsrichtung (L) gegenüberliegen und die beiden Breitseiten (35) des Flachrohrs (32) ausbilden, wobei die Durchbrüche (7) in der ersten Innenwand-Rohrwand (33a) und in der zweiten Innenwand-Rohrwand (33b) angeordnet sind. - Wärmetauscher nach
Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet, dass im Querschnitt senkrecht zur Längsrichtung (L) die erste Außenrohr-Rohrwand (31a) der ersten Innenrohr-Rohrwand (33a) zugewandt ist und die zweite Außenrohr-Rohrwand (33b) der zweiten Innenrohr-Rohrwand (33b) zugewandt ist. - Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein erstes und ein zumindest zweites Kühlmittelrohr (13a, 13b) vorhanden sind, wobei das zumindest eine erste Kühlmittelrohr (13a) an der Kaltseite (11) zumindest eines ersten thermoelektrischen Moduls (10a) angeordnet ist und das zumindest eine zweite Kühlmittelrohr (13b) an der Kaltseite (12) zumindest eines zweiten thermoelektrischen Moduls (10b) angeordnet ist.
- Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Außenrohr (2) entlang einer Stapelrichtung (S), die quer zur Längsrichtung (L) des Außenrohrs (2) verläuft, zwischen dem ersten und dem zweiten Kühlmittelrohr (13a, 13b) angeordnet ist.
- Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Kühlmittelrohr (13, 13a, 13b) als Flachrohr (36) ausgebildet ist, dessen Breitseite (37a) im Querschnitt senkrecht zur Längsrichtung (L) den (ersten oder zweiten) thermoelektrischen Modulen (10, 10a, 10b) zugewandt ist.
- Wärmetauscher nach
Anspruch 5 oder6 , dadurch gekennzeichnet, dass das erste und/oder zweite Kühlmittelrohr (13a, 13b) jeweils eine U-förmige Geometrie mit einer Basis (38) und einem ersten und einem zweiten Schenkel (39a, 39b) aufweist, wobei sich die beiden Schenkel (39a, 39b) entlang der Längsrichtung (L) des Außenrohrs (2) erstrecken. - Wärmetauscher nach
Anspruch 8 , dadurch gekennzeichnet, dass - an einem ersten Längsende (24a) des Außenrohrs (2) ein Kühlmittelverteiler (41) vorhanden ist, welcher fluidisch mit einem am ersten Schenkel (39a) vorhandenen Kühlmitteleinlass (43) des ersten und des zweiten Kühlmittelrohrs (13a, 13b) kommuniziert, und dass - an dem ersten Längsende (24a) des Außenrohrs (2) ein Kühlmittelsammler (42) vorhanden ist, welcher fluidisch mit einem am zweiten Schenkel (39b) vorhandenen Kühlmittelauslass (44) des ersten und des zweiten Kühlmittelrohrs (13a, 13b) kommuniziert. - Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Außenrohr (2) an seinen beiden entlang der Längsrichtung (L) gegenüberliegenden Längsenden (24a, 24b) geschlossen ausgebildet ist.
- Wärmetauscher nach einem der
Ansprüche 1 bis9 , dadurch gekennzeichnet, dass das Außenrohr (2) an einem Längsende (24b) geschlossen und an dem anderen Längsende (24a) zum Ausleiten des Heißgases (H) offen ausgebildet ist. - Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einem dem ersten Längsende (26a) gegenüberliegenden zweiten Längsende (26b) des Innenrohrs (4) an dieses ein Gaseinlass (27) zum Einleiten des Heißgases (H) in das Innenrohr (4) anschließt.
- Wärmetauscher nach einem der
Ansprüche 2 bis12 , dadurch gekennzeichnet, dass - das das Außenrohr (2) ausbildende Flachrohr (30) im dem Querschnitt senkrecht zur Längsrichtung (L) zwei Schmalseiten (34c, 34d) aufweist, - das Seitenverhältnis von einer Breitseite (34a, 34b) zu einer Schmalseite (34c, 34d) mehr als 1, vorzugsweise mindestens 2, höchst vorzugsweise mindestens 4, beträgt. - Wärmetauscher nach einem der
Ansprüche 3 bis13 , dadurch gekennzeichnet, dass - das das Innenrohr (4) ausbildende Flachrohr (32) im dem Querschnitt senkrecht zur Längsrichtung (L) zwei Schmalseiten (35c, 35d) aufweist, - das Seitenverhältnis einer Breitseite (35a, 35b) zu einer Schmalseite (35c, 35d) mehr als 1, vorzugsweise mindestens 2, höchst vorzugsweise mindestens 6 beträgt. - Wärmetauscher-Anordnung, - mit zumindest zwei, vorzugsweise mehreren, aufeinander angeordneten, insbesondere aufeinander gestapelten, Wärmetauschern (1), welche über zumindest einen gemeinsamen Gasauslass (23a, 23b) zum Ausleiten des Heißgases aus der Wärmetauscher-Anordnung fluidisch miteinander kommunizieren.
- Kraftfahrzeug, - mit einer Brennkraftmaschine, die eine Abgasanlage umfasst, - mit einem mit der Abgasanlage zusammenwirkenden Wärmetauscher (1) oder mit einer mit der Abgasanlage zusammenwirkenden Wärmetauscher-Anordnung nach
Anspruch 15 .
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102016223703.9A DE102016223703A1 (de) | 2016-11-29 | 2016-11-29 | Wärmetauscher, insbesondere Abgaswärmetauscher, für ein Kraftfahrzeug |
CN201711163980.7A CN108120317A (zh) | 2016-11-29 | 2017-11-21 | 热交换器,尤其是用于机动车辆的排气热交换器 |
US15/825,076 US20180149112A1 (en) | 2016-11-29 | 2017-11-28 | Heat exchanger for a motor vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102016223703.9A DE102016223703A1 (de) | 2016-11-29 | 2016-11-29 | Wärmetauscher, insbesondere Abgaswärmetauscher, für ein Kraftfahrzeug |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102016223703A1 true DE102016223703A1 (de) | 2018-05-30 |
Family
ID=62117397
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102016223703.9A Withdrawn DE102016223703A1 (de) | 2016-11-29 | 2016-11-29 | Wärmetauscher, insbesondere Abgaswärmetauscher, für ein Kraftfahrzeug |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20180149112A1 (de) |
CN (1) | CN108120317A (de) |
DE (1) | DE102016223703A1 (de) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3073628B1 (de) * | 2013-11-22 | 2019-01-16 | Daihatsu Motor Co., Ltd. | Stromerzeugungssystem |
CN108868969A (zh) * | 2018-06-19 | 2018-11-23 | 贵州大学 | 一种散热效果好的危险品运输车排气管 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000018095A (ja) * | 1998-06-30 | 2000-01-18 | Nissan Motor Co Ltd | 排熱発電装置 |
DE102012202390A1 (de) * | 2012-02-16 | 2013-08-22 | Eberspächer Exhaust Technology GmbH & Co. KG | Wärmetauscher-Einrichtung für eine Abgasanlage einer Brennkraftmaschine |
DE102013114815A1 (de) * | 2013-08-06 | 2015-02-12 | Hyundai Motor Company | Struktur zur Nutzung der Abgaswärme eines Fahrzeugs |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2196648A1 (de) * | 2007-10-10 | 2010-06-16 | Yanmar Co., Ltd. | Vorrichtung zur rückgewinnung von motorabgaswärme sowie stromversorgungsgerät damit |
WO2011107282A1 (de) * | 2010-03-03 | 2011-09-09 | Faurecia Emissions Control Technologies, Germany Gmbh | Vorrichtung zur abgaswärmenutzung |
DE102011016886A1 (de) * | 2011-04-13 | 2012-10-18 | Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh | Vorrichtung mit einem Wärmetauscher für einen thermoelektrischen Generator eines Kraftfahrzeugs |
JP2013150420A (ja) * | 2012-01-18 | 2013-08-01 | Toyota Motor Corp | 熱電発電装置 |
JP2013147974A (ja) * | 2012-01-18 | 2013-08-01 | Toyota Motor Corp | 熱電発電装置 |
JP2013150419A (ja) * | 2012-01-18 | 2013-08-01 | Toyota Motor Corp | 熱電発電装置 |
JP5708606B2 (ja) * | 2012-09-27 | 2015-04-30 | トヨタ自動車株式会社 | 熱電発電装置 |
-
2016
- 2016-11-29 DE DE102016223703.9A patent/DE102016223703A1/de not_active Withdrawn
-
2017
- 2017-11-21 CN CN201711163980.7A patent/CN108120317A/zh active Pending
- 2017-11-28 US US15/825,076 patent/US20180149112A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000018095A (ja) * | 1998-06-30 | 2000-01-18 | Nissan Motor Co Ltd | 排熱発電装置 |
DE102012202390A1 (de) * | 2012-02-16 | 2013-08-22 | Eberspächer Exhaust Technology GmbH & Co. KG | Wärmetauscher-Einrichtung für eine Abgasanlage einer Brennkraftmaschine |
DE102013114815A1 (de) * | 2013-08-06 | 2015-02-12 | Hyundai Motor Company | Struktur zur Nutzung der Abgaswärme eines Fahrzeugs |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20180149112A1 (en) | 2018-05-31 |
CN108120317A (zh) | 2018-06-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2697486B1 (de) | Vorrichtung mit einem wärmetauscher für einen thermoelektrischen generator eines kraftfahrzeugs | |
DE102017101126B4 (de) | Leistungselektroniksystem und Verfahren zu dessen Herstellung | |
EP2865023B1 (de) | Thermoelektrisches modul, wärmetauscher, abgasanlage und brennkraftmaschine | |
DE102009013535A1 (de) | Thermoelektrische Vorrichtung | |
EP2825832B1 (de) | Wärmeübertrager | |
DE102007063173A1 (de) | Thermoelektrischer Generator | |
DE102017210271A1 (de) | Wärmetauscher, insbesondere Abgaswärmetauscher, für ein Kraftfahrzeug | |
DE112014004189T5 (de) | Wärmetauscher zum Kühlen eines elektrischen Bauteils | |
EP0899531B1 (de) | Plattenwärmetauscher, insbesondere Ölkühler | |
DE102012214759B3 (de) | Wärmeübertrager | |
EP4120437A1 (de) | Vorrichtung zur kühlung von batteriezellen einer traktionsbatterie eines kraftfahrzeugs und traktionsbatterie | |
DE102016223703A1 (de) | Wärmetauscher, insbesondere Abgaswärmetauscher, für ein Kraftfahrzeug | |
DE102012206360A1 (de) | Kühlvorrichtung | |
DE102014219853A1 (de) | Thermoelektrischer Generator | |
DE202016008276U1 (de) | Wärmetauscher, insbesondere Abgaswärmetauscher, für ein Kraftfahrzeug | |
DE102018117059B4 (de) | Batteriemodul für eine Traktionsbatterie eines elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs | |
EP3239641A1 (de) | Flachrohr für einen wärmeübertrager | |
EP2936030A1 (de) | Wärmeübertrager | |
DE102020000274A1 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Rippen-Platten-Wärmetauschers | |
EP3066407A1 (de) | Wärmeübertrager | |
DE102017214949A1 (de) | Wärmeübertrager | |
WO2013120996A1 (de) | Verdampfer, insbesondere für eine abgaswärmenutzungseinrichtung | |
DE102017001562A1 (de) | Fuel-Prozessor-Komponente für einen Propylenglykol-Fuel-Prozessor und Propylenglykol-Fuel-Prozessor | |
DE102016217904A1 (de) | Thermoelektrischer Generator, insbesondere für ein Kraftfahrzeug | |
WO2013068291A1 (de) | Vorrichtung zur wandlung von wärmeenergie in elektrische energie |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R138 | Derivation of utility model |
Ref document number: 202016008276 Country of ref document: DE |
|
R163 | Identified publications notified | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |