DE102017111330B4 - Device for extracting condensate from an exhaust gas mass flow - Google Patents

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Abstract

Vorrichtung (1) zur Gewinnung von Kondensat, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) eine erste Abgasmassenstromleitung (2), eine zweite Abgasmassenstromleitung (3), ein Sorbens (5), einen Kondensator (6), einen thermischen Leiter (7) und eine Kühlmittelleitung (8) aufweist, wobei das Sorbens (5) in thermischen Kontakt zu der zweiten Abgasmassenstromleitung (3), und mittels des thermischen Leiters (7) zu der ersten Abgasmassenstromleitung (2), zu dem Kondensator (6) und zu der Kühlmittelleitung (8) steht, und wobei die Kühlmittelleitung (8) von einem Kühlmittel durchströmbar ist, und wobei ein Abgasmassenstrom die zweite Abgasmassenstromleitung (3) durchströmen und das in dem Abgasmassenstrom enthaltene Wasser von dem Sorbens (5) adsorbiert werden kann, und wobei das adsorbierte Wasser durch Wärmezufuhr vom die erste Abgasmassenstromleitung (2) durchströmenden Abgasmassenstrom an den Kondensator (6) desorbiert werden kann, und wobei in dem Kondensator (6) das desorbierte Wasser durch Kältezufuhr vom Kühlmittel der Kühlmittelleitung (8) kondensiert werden kann, und wobei das gewonnene Kondensat aus dem Kondensator (6) abgeführt werden kann.Device (1) for obtaining condensate, characterized in that the device (1) a first exhaust gas mass flow line (2), a second exhaust gas mass flow line (3), a sorbent (5), a condenser (6), a thermal conductor (7) and having a coolant line (8), the sorbent (5) being in thermal contact with the second exhaust gas mass flow line (3), and by means of the thermal conductor (7) with the first exhaust gas mass flow line (2), the condenser (6) and the Coolant line (8) stands, and wherein the coolant line (8) can be flowed through by a coolant, and wherein an exhaust gas mass flow flows through the second exhaust gas mass flow line (3) and the water contained in the exhaust gas mass flow can be adsorbed by the sorbent (5), and wherein adsorbed water can be desorbed by supplying heat from the exhaust gas mass flow flowing through the first exhaust gas mass flow line (2) to the condenser (6), and in the condenser (6) the desorbed water r can be condensed by supplying coolant from the coolant to the coolant line (8), and the condensate obtained can be removed from the condenser (6).

Description

Technisches GebietTechnical field

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Gewinnung von Kondensat gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a device for extracting condensate according to the preamble of claim 1.

Stand der TechnikState of the art

Aus der DE 20 2015 100 452 U1 ist eine Vorrichtung zum Vermindern der Klopfneigung eines fremdgezündeten, aufgeladenen Verbrennungsmotors mit einer Niederdruck-Abgasrückführungseinrichtung, wobei die Niederdruck-Abgasrückführungseinrichtung zumindest einen Kondensator zum Kondensieren zumindest eines Teils von im Abgas, welches die Niederdruck-Abgasrückführungseinrichtung durchströmt, enthaltenem gasförmigen Wasser aufweist und einen Zwischenspeicher zur Aufnahme des entstandenen Kondensates, welcher fluidisch mit dem Kondensator verbunden ist, bekannt.
Die Vorrichtung besitzt eine Kondensatzuführungseinrichtung zum Zuführen des Kondensats in einen Brennraum des Verbrennungsmotors.
From the DE 20 2015 100 452 U1 is a device for reducing the tendency to knock of a spark-ignited, supercharged internal combustion engine with a low-pressure exhaust gas recirculation device, the low-pressure exhaust gas recirculation device having at least one condenser for condensing at least a portion of gaseous water contained in the exhaust gas which flows through the low-pressure exhaust gas recirculation device and an intermediate store for Recording the resulting condensate, which is fluidly connected to the condenser, is known.
The device has a condensate feed device for feeding the condensate into a combustion chamber of the internal combustion engine.

Die DE 10 2010 029 984 A1 beschreibt einen Abgaswärmeübertrager für ein Kraftfahrzeug mit von Abgas durchströmbaren und von einem Fluid kühlbaren Kanälen, wobei der Wärmeübertrager einen ersten Teilwärmeübertrager und zumindest einen zweiten Teilwärmeübertrager aufweist.
Der zweite Teilwärmeübertrager weist Mittel auf, die ausgebildet sind, um das Abgas zu entfeuchten.
The DE 10 2010 029 984 A1 describes an exhaust gas heat exchanger for a motor vehicle with channels through which exhaust gas can flow and can be cooled by a fluid, the heat exchanger having a first partial heat exchanger and at least one second partial heat exchanger.
The second partial heat exchanger has means that are designed to dehumidify the exhaust gas.

Aus der US 2004/0258597 A1 ist eine Vorrichtung zur Trinkwassergewinnung aus einem Abgasmassenstrom mittels Umkehrosmose bekannt.From the US 2004/0258597 A1 a device for obtaining drinking water from an exhaust gas mass flow by means of reverse osmosis is known.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Gewinnung von Kondensat bereitzustellen, welche eine ein geringe Restfeuchte im Abgasmassenstrom aufweist.The invention has for its object to provide a device for the production of condensate, which has a low residual moisture in the exhaust gas mass flow.

Lösung der AufgabeSolution of the task

Die Erfindung wird durch eine Vorrichtung zur Gewinnung von Kondensat gemäß Anspruch 1 gelöst.The invention is achieved by a device for extracting condensate according to claim 1.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Gewinnung von Kondensat wird das im vorab heruntergekühlten Abgasmassenstrom enthaltene Wasser bei der Durchströmung der zweiten Abgasmassenstromleitung zu dem kühlen und trockenen Sorbens geleitet und von dem Sorbens adsorbiert.
Die durch die Adsorption entstehende Wärme wird über den thermischen Leiter an das die Kühlmittelleitung durchströmende Kühlmittel abgeführt.
By means of the device for obtaining condensate according to the invention, the water contained in the previously cooled exhaust gas mass flow is passed to the cool and dry sorbent as it flows through the second exhaust gas mass flow line and is adsorbed by the sorbent.
The heat generated by the adsorption is dissipated via the thermal conductor to the coolant flowing through the coolant line.

Anschließend durchströmt ungekühlter/heißer Abgasmassenstrom die erste Abgasmassenstromleitung.
Es erfolgt eine Wärmeübertragung von dem Abgasmassenstrom auf das Sorbens.
Das in dem Sorbens eingelagerte Wasser wird durch die Abgaswärme aus dem Sorbens herausgelöst und strömt aufgrund von Druckunterschieden zu dem Kondensator, welcher das das herausgelöste Wasser aufnimmt.
Subsequently, uncooled / hot exhaust gas mass flow flows through the first exhaust gas mass flow line.
Heat is transferred from the exhaust gas mass flow to the sorbent.
The water stored in the sorbent is released from the sorbent by the exhaust gas heat and flows due to pressure differences to the condenser, which absorbs the water released.

In dem Kondensator kühlt das herausgelöste Wasser aufgrund des thermischen Kontaktes mit dem Kühlmittel, welches die Kühlmittelleitung durchströmt, ab und das dabei gewonnene Kondensat kann aus dem Kondensator herausströmen.The dissolved water cools in the condenser due to the thermal contact with the coolant which flows through the coolant line, and the condensate obtained in the process can flow out of the condenser.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Durchströmung der ersten und zweiten Abgasmassenstromleitung regelbar.In an advantageous embodiment of the invention, the flow through the first and second exhaust gas mass flow lines can be regulated.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist die Vorrichtung eine dritte Abgasmassenstromleitung auf, die einen thermischen Kontakt zu der Kühlmittelleitung aufweist.
Hiermit ist eine Kühlung des Abgasmassenstromes unabhängig von der Ad- und Desorption möglich.
In a further advantageous embodiment of the invention, the device has a third exhaust gas mass flow line which has thermal contact with the coolant line.
This allows the exhaust gas mass flow to be cooled independently of the adsorption and desorption.

FigurenlisteFigure list

Es zeigen:

  • 1: einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Gewinnung von Kondensat;
  • 2: einen Querschnitt A-A durch die Vorrichtung gemäß 1.
Show it:
  • 1 : a longitudinal section through an inventive device for the production of condensate;
  • 2nd : a cross section AA through the device according to 1 .

Die 1 und 2 zeigen eine erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zur Gewinnung von Kondensat.The 1 and 2nd show a device according to the invention 1 for the extraction of condensate.

Die Vorrichtung 1 umfasst eine erste Abgasmassenstromleitung 2, eine zweite Abgasmassenstromleitung 3, eine dritte Abgasmassenstromleitung 4, ein Sorbens 5, einen Kondensator 6, einen thermischen Leiter 7 und eine Kühlmittelleitung 8.The device 1 comprises a first exhaust gas mass flow line 2nd , a second exhaust gas mass flow line 3rd , a third exhaust gas mass flow line 4th , a sorbent 5 , a capacitor 6 , a thermal conductor 7 and a coolant line 8th .

Die erste Abgasmassenstromleitung 2 umfasst eine erste Öffnung 9, über die ein erster Abgasmassenstrom, beispielsweise ein rückgeführter Abgasmassenstrom (AGR), welcher stromaufwärts eines nicht dargestellten AGR-Kühlers abgezweigt wird, in die erste Abgasmassenstromleitung 2 in Richtung des Pfeils P1 hineinströmen kann, und eine zweite Öffnung 10, über die der erste Abgasmassenstrom aus der ersten Abgasmassenstromleitung 2 in die dritte Abgasmassenstromleitung 4 strömen kann.
Die erste Abgasmassenstromleitung ist als Hohlzylinder ausgebildet.
The first exhaust gas mass flow line 2nd includes a first opening 9 , via which a first exhaust gas mass flow, for example a recirculated exhaust gas mass flow (EGR), which is branched upstream of an EGR cooler, not shown, into the first exhaust gas mass flow line 2nd in the direction of the arrow P1 can flow in, and a second opening 10 about which the first Exhaust gas mass flow from the first exhaust gas mass flow line 2nd into the third exhaust gas mass flow line 4th can flow.
The first exhaust gas mass flow line is designed as a hollow cylinder.

Die zweite Abgasmassenstromleitung 3 umfasst eine dritte Öffnung 11, über die ein zweiter Abgasmassenstrom, beispielsweise ein rückgeführter Abgasmassenstrom (AGR), welcher zuvor den AGR-Kühler durchströmt hat, in die zweite Abgasmassenstromleitung 3 in Richtung des Pfeils P2 hineinströmen kann, und eine vierte Öffnung 12, über die der zweite Abgasmassenstrom aus der zweiten Abgasmassenstromleitung 3 in die dritte Abgasmassenstromleitung 4 strömen kann.
Die zweite Abgasmassenstromleitung 3 ist als Hohlzylinder ausgebildet.
The second exhaust gas mass flow line 3rd includes a third opening 11 , via which a second exhaust gas mass flow, for example a recirculated exhaust gas mass flow (EGR), which has previously flowed through the EGR cooler, into the second exhaust gas mass flow line 3rd in the direction of the arrow P2 can flow in, and a fourth opening 12th , via which the second exhaust gas mass flow from the second exhaust gas mass flow line 3rd into the third exhaust gas mass flow line 4th can flow.
The second exhaust gas mass flow line 3rd is designed as a hollow cylinder.

Die dritte Abgasmassenstromleitung 4 umfasst eine fünfte Öffnung 13, über die der erste Abgasmassenstrom und der zweite Abgasmassenstrom aus der Vorrichtung 1 herausströmen können.
Die dritte Abgasmassenstromleitung 4 ist als Hohlzylinder ausgebildet und konzentrisch um die Kühlmittelleitung 8 angeordnet.
Durch den thermischen Kontakt zwischen der dritten Abgasmassenstromleitung 4 und der Kühlmittelleitung 8 ist eine Kühlung des Abgasmassenstromes unabhängig von der Ad- und Desorption möglich.
The third exhaust gas mass flow line 4th includes a fifth opening 13 , via which the first exhaust gas mass flow and the second exhaust gas mass flow from the device 1 can flow out.
The third exhaust gas mass flow line 4th is designed as a hollow cylinder and concentric around the coolant line 8th arranged.
Due to the thermal contact between the third exhaust gas mass flow line 4th and the coolant line 8th cooling of the exhaust gas mass flow is possible regardless of the adsorption and desorption.

Die Kühlmittelleitung 8 umfasst eine sechste Öffnung 14, über die ein Kühlmittel in die Kühlmittelleitung 8 in Richtung des Pfeils P3 hineinströmen kann, und eine siebte Öffnung 15, über die das Kühlmittel aus der Kühlmittelleitung 8 herausströmen kann.
Die Kühlmittelleitung 8 ist zylindrisch ausgebildet.
The coolant line 8th includes a sixth opening 14 through which a coolant enters the coolant line 8th in the direction of the arrow P3 can flow in, and a seventh opening 15 through which the coolant from the coolant line 8th can flow out.
The coolant line 8th is cylindrical.

Der Kondensator 6 umfasst eine achte Öffnung 16, über die Kondensat in Richtung des Pfeils P4 aus dem Kondensator 6 herausströmen kann.The condenser 6 includes an eighth opening 16 , over the condensate in the direction of the arrow P4 from the capacitor 6 can flow out.

Der Kondensator 6 ist als Hohlzylinder ausgebildet und konzentrisch um die Kühlmittelleitung 8 angeordnet.The condenser 6 is designed as a hollow cylinder and concentric around the coolant line 8th arranged.

Der thermische Leiter 7 ist innerhalb der Kühlmittelleitung 8, zwischen dem Kondensator 6 und dem Sorbens 5, sowie zwischen der ersten Abgasmassenstromleitung 2 und der zweiten Abgasmassenstromleitung 3 angeordnet.
Der thermische Leiter 7 kann einen thermischen Kontakt zwischen dem die Kühlmittelleitung 8 durchströmenden Kühlmittel und dem Kondensator 6, dem Sorbens 5, der zweiten Abgasmassenstromleitung 3 und der ersten Abgasmassenstromleitung 2 herstellen.
The thermal conductor 7 is inside the coolant line 8th , between the capacitor 6 and the sorbent 5 , as well as between the first exhaust gas mass flow line 2nd and the second exhaust gas mass flow line 3rd arranged.
The thermal conductor 7 there may be thermal contact between the the coolant line 8th flowing coolant and the condenser 6 , the sorbent 5 , the second exhaust gas mass flow line 3rd and the first exhaust gas mass flow line 2nd produce.

Das Sorbens 5, beispielsweise Zeolith, ist als Hohlzylinder ausgebildet und zwischen dem Kondensator 6 und der zweiten Abgasmassenstromleitung 3 angeordnet.The sorbent 5 , for example zeolite, is designed as a hollow cylinder and between the capacitor 6 and the second exhaust gas mass flow line 3rd arranged.

Über ein Öffnen und Schließen einer nicht dargestellten Sperrvorrichtung für den Abgasmassenstrom erfolgt eine De- und Adsorption des sorptiven Speichersystems.
Die Sperrvorrichtung ist beispielsweise in einer Umgehungsleitung für einen AGR-Kühler angeordnet.
Die Regelung hierzu erfolgt abhängig vom Sättigungszustand des Sorbens 5.
The sorptive storage system is de-adsorbed by opening and closing a blocking device (not shown) for the exhaust gas mass flow.
The blocking device is arranged, for example, in a bypass line for an EGR cooler.
The regulation for this takes place depending on the saturation state of the sorbent 5 .

Das Sorbens 5 ist durch den thermischen Kontakt mit dem die Kühlmittelleitung 8 durchströmenden Kühlmittel abgekühlt und trocken, wobei der thermische Kontakt über den thermischen Leiter 7 erfolgt.
Ist die Sperrvorrichtung geschlossen, d.h. wenn das Sorbens 5 seinen maximalen Trocknungszustand erreicht hat und der Adsorptionsprozess eingeleitet wird, strömt der rückgeführte Abgasmassenstrom zuerst durch den stromaufwärts der Vorrichtung 1 angeordneten AGR-Kühler und anschließend mit einer Temperatur von beispielsweise 100-150°C durch die dritte Öffnung 11 in die zweite Abgasmassenstromleitung 3 hinein.
Das im Abgasmassenstrom enthaltene Wasser dringt in Richtung des Pfeils P5 in das Sorbens 5.
Das Sorbens 5 nimmt das Wasser auf und gibt die dabei entstehende Wärme über den thermischen Leiter 7 an das die Kühlmittelleitung 8 durchströmende Kühlmittel ab.
Beim Durchströmen der dritten Abgasmassenstromleitung 4 wird der Abgasmassenstrom durch den thermischen Kontakt mit der Kühlmittelleitung 8 weiter abgekühlt.
The sorbent 5 is due to the thermal contact with the coolant line 8th flowing coolant cooled and dry, the thermal contact via the thermal conductor 7 he follows.
Is the locking device closed, ie when the sorbent 5 has reached its maximum drying state and the adsorption process is initiated, the recirculated exhaust gas mass flow first flows through the upstream of the device 1 arranged EGR cooler and then at a temperature of, for example, 100-150 ° C through the third opening 11 into the second exhaust gas mass flow line 3rd inside.
The water contained in the exhaust gas mass flow penetrates in the direction of the arrow P5 into the sorbent 5 .
The sorbent 5 absorbs the water and gives off the heat generated via the thermal conductor 7 to which the coolant line 8th coolant flowing through.
When flowing through the third exhaust gas mass flow line 4th is the exhaust gas mass flow through the thermal contact with the coolant line 8th cooled further.

Ist die Sperrvorrichtung offen, d.h. wenn das Sorbens 5 seinen maximalen Sättigungszustand durch maximale Wasseraufnahme erreicht hat und der Desorptionsprozess eingeleitet wird, strömt der rückgeführte Abgasmassenstrom zuerst durch die Umgehungsleitung des AGR-Kühlers und anschließend mit einer Temperatur von beispielsweise 300-400°C durch die erste Öffnung 9 in die erste Abgasmassenstromleitung 2 hinein.
Über den thermischen Kontakt zwischen dem die erste Abgasmassenstromleitung 2 durchströmenden Abgasmassenstrom und dem Sorbens 5 erfolgt eine Wärmeübertragung von dem Abgasmassenstrom auf das Sorbens 5.
Is the locking device open, ie when the sorbent 5 has reached its maximum saturation state through maximum water absorption and the desorption process is initiated, the recirculated exhaust gas mass flow first flows through the bypass line of the EGR cooler and then at a temperature of, for example, 300-400 ° C. through the first opening 9 into the first exhaust gas mass flow line 2nd inside.
Via the thermal contact between the first exhaust gas mass flow line 2nd flowing exhaust gas mass flow and the sorbent 5 there is a heat transfer from the exhaust gas mass flow to the sorbent 5 .

Das in dem Sorbens 5 eingelagerte Wasser wird durch die Abgaswärme aus dem Sorbens 5 herausgelöst und strömt (aufgrund wovon? Thermischer Kontakt?) in Richtung des Pfeils P6 durch neunte Öffnungen 17 in dem thermischen Leiter 7 zu dem Kondensator 6.That in the sorbent 5 The stored water is removed by the exhaust gas heat from the sorbent 5 detached and flows (due to what? thermal contact?) in the direction of the arrow P6 through ninth openings 17th in the thermal conductor 7 to the capacitor 6 .

In dem Kondensator 6 kühlt das herausgelöste Wasser aufgrund des thermischen Kontaktes mit dem Kühlmittel, welches die Kühlmittelleitung 8 durchströmt, ab und das dabei gewonnene Kondensat kann über die achte Öffnung 16 in Richtung des Pfeils P4 aus dem Kondensator 6 herausströmen.In the condenser 6 cools the dissolved water due to the thermal contact with the coolant, which is the coolant line 8th flows through, and the condensate obtained can pass through the eighth opening 16 in the direction of the arrow P4 from the capacitor 6 flow out.

Das Gehäuse 2 und seine einzelnen Komponenten weisen jeweils einen kreisförmigen Querschnitt auf.
Weiterhin sind auch weitere Querschnittsformen möglich.
The housing 2nd and its individual components each have a circular cross section.
Further cross-sectional shapes are also possible.

BezugszeichenlisteReference list

11
Vorrichtungcontraption
22nd
erste Abgasmassenstromleitungfirst exhaust gas mass flow line
33rd
zweite Abgasmassenstromleitungsecond exhaust gas mass flow line
44th
dritte Abgasmassenstromleitungthird exhaust gas mass flow line
55
Sorbens Sorbent
66
Kondensatorcapacitor
77
thermischer Leiterthermal conductor
88th
KühlmittelleitungCoolant line
99
erste Öffnungfirst opening
1010th
zweite Öffnung second opening
1111
dritte Öffnungthird opening
1212th
vierte Öffnungfourth opening
1313
fünfte Öffnungfifth opening
1414
sechste Öffnungsixth opening
1515
siebte Öffnung seventh opening
1616
achte Öffnungeighth opening
1717th
neunte Öffnung ninth opening
P1P1
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P2P2
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P3P3
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P4P4
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P5P5
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Claims (3)

Vorrichtung (1) zur Gewinnung von Kondensat, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) eine erste Abgasmassenstromleitung (2), eine zweite Abgasmassenstromleitung (3), ein Sorbens (5), einen Kondensator (6), einen thermischen Leiter (7) und eine Kühlmittelleitung (8) aufweist, wobei das Sorbens (5) in thermischen Kontakt zu der zweiten Abgasmassenstromleitung (3), und mittels des thermischen Leiters (7) zu der ersten Abgasmassenstromleitung (2), zu dem Kondensator (6) und zu der Kühlmittelleitung (8) steht, und wobei die Kühlmittelleitung (8) von einem Kühlmittel durchströmbar ist, und wobei ein Abgasmassenstrom die zweite Abgasmassenstromleitung (3) durchströmen und das in dem Abgasmassenstrom enthaltene Wasser von dem Sorbens (5) adsorbiert werden kann, und wobei das adsorbierte Wasser durch Wärmezufuhr vom die erste Abgasmassenstromleitung (2) durchströmenden Abgasmassenstrom an den Kondensator (6) desorbiert werden kann, und wobei in dem Kondensator (6) das desorbierte Wasser durch Kältezufuhr vom Kühlmittel der Kühlmittelleitung (8) kondensiert werden kann, und wobei das gewonnene Kondensat aus dem Kondensator (6) abgeführt werden kann.Device (1) for obtaining condensate, characterized in that the device (1) a first exhaust gas mass flow line (2), a second exhaust gas mass flow line (3), a sorbent (5), a condenser (6), a thermal conductor (7) and having a coolant line (8), the sorbent (5) being in thermal contact with the second exhaust gas mass flow line (3), and by means of the thermal conductor (7) with the first exhaust gas mass flow line (2), the condenser (6) and the Coolant line (8) stands, and wherein the coolant line (8) can be flowed through by a coolant, and wherein an exhaust gas mass flow flows through the second exhaust gas mass flow line (3) and the water contained in the exhaust gas mass flow can be adsorbed by the sorbent (5), and wherein adsorbed water can be desorbed by supplying heat from the exhaust gas mass flow flowing through the first exhaust gas mass flow line (2) to the condenser (6), and in the condenser (6) the desorbed water it can be condensed by supplying cold from the coolant of the coolant line (8), and the condensate obtained can be removed from the condenser (6). Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchströmung der Abgasmassenstromleitung (16) regelbar ist.Device (1) after Claim 1 , characterized in that the flow through the exhaust gas mass flow line (16) is adjustable. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) eine dritte Abgasmassenstromleitung (4) aufweist.Device after Claim 1 or 2nd , characterized in that the device (1) has a third exhaust gas mass flow line (4).
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20040258597A1 (en) 2003-06-20 2004-12-23 Honeywell International Inc. Water recovery and purification
DE102010029984A1 (en) 2010-06-11 2011-12-15 Behr Gmbh & Co. Kg Heat exchanger, in particular exhaust gas heat exchanger
DE202015100452U1 (en) 2015-01-19 2015-02-10 Ford Global Technologies, Llc Device for reducing the tendency to knock of an externally ignited supercharged internal combustion engine

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040258597A1 (en) 2003-06-20 2004-12-23 Honeywell International Inc. Water recovery and purification
DE102010029984A1 (en) 2010-06-11 2011-12-15 Behr Gmbh & Co. Kg Heat exchanger, in particular exhaust gas heat exchanger
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