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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Wärmeübertragung, insbesondere zur Abgaskühlung in Kraftfahrzeugen. Die Wärme wird dabei bevorzugt zwischen dem Abgas und einem flüssigen Kühlmittel übertragen. Die Vorrichtung weist ein Gehäuse mit einem innerhalb eines vom Gehäuse vollständig umschlossenen Volumens angeordneten Wärmeübertrager auf.
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Die Erfindung betrifft zudem ein Verfahren zum Herstellen der Vorrichtung zur Wärmeübertragung.
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Aus dem Stand der Technik sind Systeme der Abgasrückführung in Kraftfahrzeugen bekannt. Mit diesen Systemen werden die Stickoxide in den Abgasen, insbesondere in den Abgasen von mit Diesel betriebenen Kraftfahrzeugen, reduziert und der Verbrauch von mit Benzin betriebenen Kraftfahrzeugen vermindert. Bei den gattungsgemäßen Systemen der Abgasrückführung wird der zum Motor angesaugten Frischluft gekühltes oder ungekühltes Abgas zugemischt.
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Bei der Verbrennung unter hohen Temperaturen entstehen vor allem bei der Verwendung von mageren Gemischen, das heißt im Teillastbereich, im Motor von Kraftfahrzeugen umweltschädliche Stickoxide. Zur Verringerung der Emission der Stickoxide sind ein Absenken der hohen Temperaturspitzen und eine Verminderung des Luftüberschusses bei der Verbrennung notwendig. Durch die geringere Sauerstoffkonzentration des Kraftstoff-Luft-Gemisches werden die Geschwindigkeit des Vorgangs der Verbrennung und damit die maximalen Verbrennungstemperaturen reduziert. Beide Effekte werden durch die Zumischung eines Teilstromes des Abgases zum vom Motor angesaugten Frischluftstrom erzielt.
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Bei mit Diesel betriebenen Kraftfahrzeugen bewirkt ein System der Abgasrückführung neben der Verminderung des Sauerstoffanteils und der Temperaturspitzen bei der Verbrennung auch die Verminderung der Geräuschemission. Bei mit Benzin betriebenen Kraftfahrzeugen mit einem System der Abgasrückführung werden zudem die Drosselverluste vermindert.
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Durch das Beimischen des rückgeführten Abgasstromes mit hohen Temperaturen werden jedoch der Kühleffekt und damit auch der Wirkungsgrad des Motors reduziert. Um diesen Reduktionen zu begegnen, wird das Abgas vor der Beimischung in einem Wärmeübertrager, dem sogenannten Abgas-Wärmeübertrager oder Abgasrückführungskühler, abgekühlt. Bei mit Benzin betriebenen Kraftfahrzeugen bewirkt die zusätzliche Kühlung des Abgases eine Erhöhung des Verdichtungsverhältnisses der dem Motor zugeführten Luft.
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Die Abgasrückführung, auch als AGR abgekürzt, wird bei dieselmotorisch angetriebenen Fahrzeugen als Hochdruck-AGR sowie bei ottomotorisch angetriebenen Fahrzeugen als Niederdruck-AGR betrieben. Beim Betrieb der Niederdruck-AGR wird zudem zwischen einer Entnahme des Abgases zum Rückführen vor einer Abgasnachbehandlung, beispielsweise mittels eines Katalysators oder ähnlichem, und nach einer Abgasnachbehandlung unterschieden. Des Weiteren ist die gemeinsame Verwendung einer Hochdruck-AGR und Niederdruck-AGR in Verbindung mit einem Motor mit Abgasturbolader bekannt.
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Systeme zur Abgasrückführung weisen neben dem Abgasrückführungskühler im Allgemeinen ein zumeist als Sitz/Tellerventil ausgebildetes AGR-Ventil sowie eine Bypass-Strecke mit einem zumeist als Klappenventil oder Tellerventil ausgebildeten Bypass-Ventil oder einer elektrischen Dose oder einer Druckdose auf.
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Aus dem Stand der Technik sind unterschiedliche Ausgestaltungen von Abgas-Wärmeübertragern bekannt. Zunehmend strengere Gesetzgebungen bezüglich der Abgasnormen und Verbrauchsanforderungen an Kraftfahrzeuge bedingen jedoch einen erhöhten Kühlbedarf bei immer geringer werdendem Platzbedarf der Komponenten im Kraftfahrzeug. Diese gegenläufigen Anforderungen werden von den bekannten Abgas-Wärmeübertragern selten erfüllt.
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Aus der
DE 10 2007 054 953 A1 geht ein Abgasrückführsystem einer Brennkraftmaschine mit einem luftgekühlten Abgasrückführkühler hervor. Der aus Aluminium ausgebildete Abgasrückführkühler weist doppelflutige Kühlrohre auf, welche in einflutige Anschlussstutzen einmünden. Durch die Aufteilung des Abgasstroms auf zwei Kühlrohre wird die Wärmeübertrageroberfläche vergrößert und damit die Kühlleistung erhöht. Die zudem über Kühlrippen miteinander verbundenen, doppelflutigen Kühlrohre sind dreifach U-förmig gewunden.
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In der
DE 10 2007 054 913 A1 wird ein Wärmeübertrager, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem oder mehreren von einem Fluid durchströmten Strömungskanälen beschrieben. Die in einem Strangpressprofil vorgesehenen Strömungskanäle weisen zumindest abschnittsweise einen gekrümmten Verlauf auf, um die Wärmeübertragerleistung zu erhöhen. Nach einer Ausgestaltung des Wärmeübertragers sind die Strangpressprofile U-förmig gekrümmt. Die Außenwände der Strangpressprofile werden von einem Kühlmittel umströmt, während an der Innenwand das Abgas entlangströmt.
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In der
DE 10 2008 024 569 A1 wird ein Abgaskühler, welcher ein Gehäuse mit einem Bypasskanal und einem Kühlbereich aufweist, offenbart. Im Kühlbereich ist ein Abgaskühlkanal angeordnet, welcher aus geraden Kühlrohren und Umlenkkammern ausgebildet ist. Das Gehäuse umfasst ein Stellelement zur Steuerung des Abgasstromes entweder durch den Bypasskanal oder durch den Kühlbereich. Der Abgasstrom wird beim Durchströmen des Kühlbereichs mehrfach umgelenkt, wobei der Abgaskühlkanal einen Eintrittskühlkanal, einen sich daran anschließenden Umlenkkanal und einen sich an den Umlenkkanal anschließenden Austrittskühlkanal aufweist. Der Abgasstrom strömt dabei im Umlenkkanal entgegengesetzt zur Strömungsrichtung des Eintritts- oder Austrittskühlkanals. Der zu kühlende Abgasstrom wird infolge der Umlenkungen mindestens viermal durch den Kühlbereich des Gehäuses geleitet. Die Kühlrohre werden vom Kühlmittel umströmt, während das Abgas durch die Kühlrohre strömt.
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Auch aus den
DE 10 2008 001 659 A1 ,
DE 10 2008 001 660 A1 und
DE 10 2008 002 430 A1 geht jeweils ein Wärmeübertrager für einen Abgasstrang eines Kraftfahrzeugs mit einem abgasführenden, in einem geschlossenen Gehäuse angeordneten Wärmeübertragerrohr beziehungsweise einem Bündel aus strömungstechnisch parallel zueinander geschalteten, in einem geschlossenen Gehäuse angeordneten Wärmeübertragerrohren hervor. Das Kühlmittel wird durch das Gehäuse geleitet und umströmt das Wärmeübertragerrohr beziehungsweise die Wärmeübertragerrohre außenseitig.
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In der
WO 2014/136 024 A1 wird ein Abgaswärmerückgewinnungssystem mit einem Gehäuse, einem Klappenelement und einem Wärmeübertrager beschrieben. Das Gehäuse weist einen Einlass und einen Auslass sowie einen ersten Strömungspfad und einen zweiten Strömungspfad für das Abgas als erstes Fluid auf. Das Klappenelement ist innerhalb des Gehäuses zwischen einer ersten und einer zweiten Stellung beweglich angeordnet, um das Abgas je nach Bedarf durch die Strömungspfade zu leiten. Der mit einem zweiten Fluid beaufschlagte Wärmeübertrager ist innerhalb des zweiten Strömungspfades des Abgases angeordnet. Der erste Strömungspfad ist als Bypass um den Wärmeübertrager ausgebildet.
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Aus der
EP 3 193 120 A1 geht eine Vorrichtung zur Wärmeübertragung, insbesondere zum Kühlen von rückgeführten Abgasen eines Abgasrückführsystems, hervor. Die Vorrichtung ist aus in einem Stapel angeordneten und aus gestanzten Blechen ausgebildeten Flachrohren konfiguriert, welche den Strömungsweg des zu kühlenden Abgases beschreiben.
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In der
DE 10 2013 221 151 A1 ist ein Wärmeübertrager mit einem ersten, von einem ersten Fluid durchströmbaren Strömungskanal und einem zweiten, von einem zweiten Fluid durchströmbaren Strömungskanal offenbart. Der erste Strömungskanal weist zwei Teilabschnitte und einen Umlenkbereich auf, wobei der erste Teilabschnitt mit dem zweiten Teilabschnitt über den Umlenkbereich in Fluidkommunikation steht sowie die Teilabschnitte und der Umlenkbereich vom zweiten Fluid umströmt werden. Der erste Teilabschnitt und/oder der zweite Teilabschnitt des ersten Strömungskanals ist jeweils durch eine Mehrzahl von Rohren ausgebildet.
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In der
EP 2 957 852 A1 ist ein Wärmeübertager eines Abgasrückführsystems mit einer Vorrichtung zum Umlenken eines Kühlmittelstroms gezeigt. Die Vorrichtung dient zum Verbessern der Wärmeabgabe des zu kühlenden Fluids beim Durchströmen eines Rohrbündels des Wärmeübertragers.
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Auch aus der
US 2015 / 0 027 673 A1 geht ein Wärmeübertrager für Gase, insbesondere für die Abgase eines Motors, mit einem innerhalb eines Gehäuses angeordneten Rohrbündel hervor. Die Rohre werden mit einem Kühlmittel umströmt.
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Die aus dem Stand der Technik bekannten Abgasrückführ-Systeme umfassen Gas-/Gas- und Gas-/Kühlmittel-Wärmeübertrager, wobei die Gas-/Kühlmittel-Wärmeübertrager insbesondere als Rohrbündel-Wärmeübertrager ausgebildet sind, welche wiederum entweder als reine I-durchströmte oder als U-durchströmte Abgas-Wärmeübertrager ausgestaltet sind. Die reinen I-durchströmten Wärmeübetrager weisen mit der Anordnung des Gas-Einlasses und des Gas-Auslasses auf einer Linie abgasseitig geringe Druckverlustwerte bei allerdings geringer Kühlleistung auf. Bei den U-durchströmten Abgas-Wärmeübertragern sind der Gas-Einlass und der Gas-Auslass auf einer Seite des Wärmeübertragers angeordnet.
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Herkömmlich als Plattenwärmeübertrager ausgebildete U-durchströmte Abgas-Wärmeübertrager der Abgasrückführ-Systeme weisen an einem zum ersten als Einlass und Auslass für das Abgas ausgebildeten Ende distal angeordneten zweiten Ende Umlenkelemente auf, welche als Zusatzelemente mit den Platten verlötet oder verschweißt sind. Aufgrund des Überströmens des Abgases aus den Rohren der Rohrbündel-Wärmeübertrager oder aus den Platten der Plattenwärmeübertrager in Umlenkkammern und dem anschließenden Strömen in die Rohre oder die Platten treten bei guter Kühlleistung abgasseitig sehr hohe Druckverluste auf.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung einer Vorrichtung zur effizienten Wärmeübertragung zwischen zwei Fluiden, insbesondere zur Abgaskühlung in Kraftfahrzeugen mittels eines flüssigen Kühlmittels, sowie eines Verfahrens zum Herstellen der Vorrichtung. Mit dem Wärmeübertrager soll bei einem hohen thermischen Wirkungsgrad eine maximale Wärmeleistung bei gleichzeitig geringem Druckverlust der Fluide, das heißt speziell des Abgases und des Kühlmittels, übertragbar sein. Der Wärmeübertrager soll durch eine kompakte Bauart zudem platzsparend sein und lediglich eine minimale Baugröße beziehungsweise einen minimalen Bauraumbedarf aufweisen. Der Wärmeübertrager soll des Weiteren minimale Herstellungskosten und Materialkosten verursachen.
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Die Aufgabe wird durch die Vorrichtung zur Wärmeübertragung mit den Merkmalen nach Patentanspruch 1 und durch das Verfahren zum Herstellen der Vorrichtung mit den Merkmalen nach Patentanspruch 12 gelöst. Weiterbildungen sind jeweils in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
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Die Aufgabe wird durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Wärmeübertragung, insbesondere zur Abgaskühlung in Kraftfahrzeugen, gelöst. Die Vorrichtung weist ein Gehäuse mit einem innerhalb eines vom Gehäuse vollständig umschlossenen Volumens angeordneten Wärmeübertrager auf. Das Gehäuse ist mit einem Aufnahmeelement und einem Abdeckelement zweiteilig ausgebildet. Der Wärmeübertrager ist innerhalb des Aufnahmeelements integriert angeordnet und ist aus parallel zueinander angeordneten Wärmeübertragerelementen ausgebildet, welche von einem zu kühlenden ersten Fluid, insbesondere dem Abgas, durchströmt und von einem flüssigen zweiten Fluid, insbesondere einem Kühlmittel, umströmt werden.
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Nach der Konzeption der Erfindung sind die Wärmeübertragerelemente jeweils aus einem ersten Mantelelement und einem zweiten Mantelelement sowie einem Rippenelement plattenförmig ausgebildet. Jedes Wärmeübertragerelement weist einen Durchströmbereich zum Einströmen und Ausströmen des ersten Fluids auf. Der Durchströmbereich ist jeweils an einer Stirnseite des Wärmeübertragerelements ausgebildet. Das Rippenelement weist in einer Längsrichtung eine geringere Abmessung als die Mantelelemente auf und ist derart zwischen den Mantelelementen angeordnet, dass im Bereich einer zur ersten Stirnseite distal angeordneten zweiten Stirnseite des Wärmeübertragerelements ein freier Bereich zum Umlenken der Strömungsrichtung des ersten Fluids ausgebildet ist, sodass das Wärmeübertragerelement vom ersten Fluid U-durchströmt ist.
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Das Gehäuse dichtet den Wärmeübertrager zur Umgebung hin hermetisch dicht ab, wobei zwischen dem Aufnahmeelement und dem Abdeckelement vorteilhaft ein Dichtelement angeordnet ist.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist das Abdeckelement des Gehäuses mit einer Einlassöffnung für das zweite Fluid sowie einer Einlassöffnung und einer Auslassöffnung für das erste Fluid ausgebildet. Das Aufnahmeelement des Gehäuses weist eine Auslassöffnung für das zweite Fluid auf.
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Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist im Durchströmbereich der Wärmeübertragerelemente eine in einer zur Längsrichtung orthogonal ausgerichteten Richtung einer Höhe eine streifenförmige Strömungsleiteinrichtung angeordnet. Die Strömungsleiteinrichtung unterteilt die Durchströmbereiche der Wärmeübertragerelemente jeweils in zwei, insbesondere gleich große, Strömungsquerschnitte für das erste Fluid.
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Innerhalb des Aufnahmeelements des Gehäuses ist erfindungsgemäß ein Strömungsleitelement für das zweite Fluid angeordnet, dessen Wandung den Wärmeübertrager zumindest an den von den Stirnseiten abweichenden Seitenflächen, insbesondere einer Oberseite und einer Unterseite sowie zwei Seitenflächen, umschließend ausgebildet ist.
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Das folglich zwischen der Wandung des Aufnahmeelements und dem Wärmeübertrager angeordnete Strömungsleitelement weist vorteilhaft die Form eines den Wärmeübertrager an den Längsseiten umschließendes Hüllelements mit einer offenen ersten Stirnseite und einer offenen zweiten Stirnseite auf. Die Stirnseiten sind das Strömungsleitelement in Längsrichtung begrenzend angeordnet.
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Die Form und die äußeren Abmessungen der Wandung des Strömungsleitelements entsprechen dabei bevorzugt der Form und den inneren Abmessungen der Wandung des Aufnahmeelements des Gehäuses abzüglich eines Betrages zum Ausbilden eines Spaltes zum Einführen des Strömungsleitelements in das Aufnahmeelement.
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Innere Abmessungen der Wandung des Strömungsleitelements sind vorteilhaft derart bemessen, dass zwischen einer Innenseite der Wandung des Strömungsleitelements und dem Wärmeübertrager ein Spalt zum Durchströmen des zweiten Fluids ausgebildet ist.
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Die Wandung des Strömungsleitelements ist konzeptionsgemäß an einer ersten Schmalseite mit Einlassöffnungen und/oder einem Strömungsspalt zum Einströmen des zweiten Fluids in ein vom Strömungsleitelement umschlossenes Volumen ausgebildet.
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Die Einlassöffnungen sind vorteilhaft in Richtung der Höhe und in der Längsrichtung eine Matrix bildend jeweils nebeneinander angeordnet.
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In Richtung der Höhe sind die Einlassöffnungen bevorzugt in drei Reihen übereinander angeordnet. Dabei ist jede in Längsrichtung ausgerichtete Reihe aus mindestens zwei, bevorzugt aus fünf Einlassöffnungen ausgebildet. Die in einer Reihe angeordneten Einlassöffnungen weisen vorteilhaft jeweils gleich große Strömungsquerschnitte auf.
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Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Wandung des Strömungsleitelements an einer zu einer Auslassöffnung des zweiten Fluids des Gehäuses zugewandt angeordneten Breitseite mit einer Aussparung versehen. Die Aussparung ist sich vorteilhaft von einer zu einer offenen Stirnseite des Aufnahmeelements hin ausgerichteten ersten Stirnseite des Strömungsleitelements in Längsrichtung erstreckend ausgebildet.
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Das Strömungsleitelement ist bevorzugt als eine einstückige Komponente hergestellt.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Strömungsleitelement aus einem Kunststoff oder aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere aus einem Aluminium oder einem Edelstahl, ausgebildet.
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Die Wärmeübertragerelemente sind bevorzugt aus einem metallischen Werkstoff, ebenfalls insbesondere aus einem Aluminium oder aus einem Edelstahl, hergestellt. Das Gehäuse ist vorteilhaft auch aus einem metallischen Werkstoff, wie einem Aluminium oder einem Edelstahl, oder aus einem Kunststoff ausgebildet.
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Die Aufgabe wird auch durch ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Herstellen der Vorrichtung zur Wärmeübertragung, insbesondere zur Abgaskühlung in Kraftfahrzeugen, mit einem Gehäuse und einem innerhalb eines vom Gehäuse vollständig umschlossenen Volumens angeordneten Wärmeübertrager gelöst. Das Verfahren weist folgende Schritte auf:
- - Zusammenstecken jeweils eines ersten Mantelelements und eines zweiten Mantelelements eines Wärmeübertragerelements sowie Anordnen eines Rippenelements zwischen den Mantelelementen, sodass ein offener Durchströmbereich ausgebildet ist und Seitenkanten der Mantelelemente aneinander anliegen,
- - Stapeln der Wärmeübertragerelemente mit Breitseiten zueinander und
- - Fixieren der Wärmeübertragerelemente an Längsseiten mittels Befestigungselementen sowie Anordnen eines Halteprofils an einer von den Durchströmbereichen gebildeten Seite,
- - Verbinden der Komponenten des Wärmeübertragers,
- - Anordnen eines Strömungsleitelements über die außen angeordneten Wärmeübertragerelemente des Wärmeübertragers,
- - Einschieben des Wärmeübertragers mit dem Strömungsleitelement in ein Aufnahmeelement des Gehäuses sowie
- - Verschließen des Gehäuses durch Auflegen eines Dichtelements und eines Abdeckelements auf das Aufnahmeelement.
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Das Aufnahmeelement und das Abdeckelement des Gehäuses werden fest miteinander verbunden, wobei das Aufnahmeelement und das Abdeckelement bevorzugt miteinander verschraubt sind. Dabei werden Schrauben als Befestigungselemente verwendet.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung werden die Wärmeübertragerelemente an Schmalseiten und Stirnseiten jeweils fluchtend zueinander angeordnet.
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Ein besonderer Vorteil besteht darin, dass die Komponenten des Wärmeübertragers durch Löten oder Schweißen miteinander verbunden werden.
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Die als hocheffizienter Abgasrückführungskühler, auch kurz als Abgaskühler bezeichnet, insbesondere zur Reduktion von schädlichen Emissionen bei mit Benzin betriebenen Motoren und Dieselmotoren sowie zur Effizienzsteigerung bei mit Benzin betriebenen Motoren, ausgebildete erfindungsgemäße Vorrichtung zur Wärmeübertragung ist mit einer hohen Kühlleistung bei gleichzeitig geringem Druckverlust betreibbar und weist weitere diverse Vorteile auf:
- - Übertragen einer maximalen Wärmeleistung bei einer minimalen Baugröße beziehungsweise bei minimalem Bauraumbedarf, das heißt bei optimalem Verhältnis von übertragbarer Wärmeleistung zu umbauten Volumen,
- - kleinere Dimensionierung von oder gar Verzicht auf alternative Stickoxid-Reduktionsmaßnahmen bei dieselkraftstoffbetriebenen Fahrzeugen beziehungsweise Verbrauchsminderungsmaßnahmen bei mit Benzin betriebenen Fahrzeugen, damit
- - Verringern der Fahrzeugmasse,
- - maximale Lebensdauer durch Vermeiden thermischer Spannungen im Material sowie
- - minimale Kosten bei der Herstellung und minimaler Materialaufwand durch eine einfache Konstruktion und eine geringe Anzahl von Komponenten,
außerdem - - Verringern des Kraftstoffverbrauchs und
- - Vergrößern der Reduktion der Stickoxide im Abgas.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile von Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels mit Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen. Es zeigen die Vorrichtung zur Wärmeübertragung:
- 1: in einem zusammengebauten Zustand mit einem geschlossenen Gehäuse und durch Pfeile angedeuteten Strömungsrichtungen der Fluide Abgas und Kühlmittel durch das Gehäuse in perspektivischer Ansicht sowie
- 2: in Einzelkomponenten mit dem Gehäuse, einem Wärmeübertrager und einem Strömungsleitelement für das Kühlmittel als Explosionsdarstellung.
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In 1 ist die als Abgaskühler ausgebildete Vorrichtung 1 zur Wärmeübertragung in einem zusammengebauten Zustand mit einem geschlossenen Gehäuse 2, 2a, 2b und durch Pfeile angedeuteten Strömungsrichtungen 5, 8 der Fluide Abgas und Kühlmittel durch das Gehäuse 2, 2a, 2b in einer perspektivischen Ansicht gezeigt.
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Das Gehäuse 2 ist aus einem Aufnahmeelement 2a und einem Abdeckelement 2b im Wesentlichen zweigeteilt ausgebildet. Das Abdeckelement 2b ist zum Verschließen des Gehäuses 2 an einer offenen Stirnseite des Aufnahmeelements 2a am Aufnahmeelement 2a angeordnet.
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Das Kühlmittel strömt in Strömungsrichtung 5 durch eine im Abdeckelement 2b ausgebildete Einlassöffnung 3 in einer Längsrichtung L das Gehäuse 2 ein und durch eine im Aufnahmeelement 2a ausgebildete Auslassöffnung 4 in einer Richtung der Höhe H aus dem Gehäuse 2 wieder aus. Dabei sind die Einlassöffnung 3 an der Stirnseite und die Auslassöffnung 4 an einer Oberseite des Gehäuses 2 angeordnet.
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Das Abdeckelement 2b weist neben der Einlassöffnung 3 für das Kühlmittel zudem eine Einlassöffnung 6 sowie eine Auslassöffnung 7 für das Abgas auf. Die Einlassöffnung 6 und die Auslassöffnung 7 des Abgases sind an der Stirnseite des Gehäuses 2 und damit an einem ersten Ende der Vorrichtung 1 in einer Richtung der Breite B nebeneinander angeordnet.
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Das Abgas strömt in einer Strömungsrichtung 8 durch den Einlass 6 in das Gehäuse 2 ein und durch den Auslass 7 aus dem Gehäuse 2 wieder aus, wobei das Kühlmittel und das Abgas nahezu parallel, in der Richtung der Höhe H versetzt zueinander durch das Abdeckelement 2b in das Gehäuse 2 einströmen. Das Abgas strömt zudem in einer im Wesentlichen parallel zur Einströmrichtung ausgerichteten Strömungsrichtung 8 aus dem Gehäuse 2 aus. Das Abgas wird beim Einströmen in das Gehäuse 2 durch ein Strömungsleitelement 9 geführt, welches in Strömungsrichtung 8 des Abgases vor dem Einlass 6 angeordnet ist.
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Das abzukühlende Abgas strömt innerhalb des Gehäuses 2 durch Wärmeübertragerelemente, während das die Wärme aus dem Abgas aufnehmende Kühlmittel im Zwischenraum um die Wärmeübertragerelemente sowie im Zwischenraum zwischen den Wärmeübertragerelementen und der Wandung des Gehäuses 2 beziehungsweise einem zusätzlichen Strömungsleitelement strömt.
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2 zeigt die Vorrichtung 1 zur Wärmeübertragung aus 1 als Einzelkomponenten mit dem Gehäuse 2, 2a, 2b, einem Wärmeübertrager 20 und einem Strömungsleitelement 33 für das Kühlmittel als Explosionsdarstellung.
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Das zweiteilig ausgebildete Gehäuse 2 weist neben dem Abdeckelement 2b das wannenförmig ausgebildete Aufnahmeelement 2a mit der offenen Stirnseite auf. Das Abdeckelement 2b ist derart ausgebildet, dass es in Kombination mit dem Aufnahmeelement 2a ein Volumen vollständig umschließt. Das Aufnahmeelement 2a und das Abdeckelement 2b korrespondieren im montierten Zustand der Vorrichtung 1 miteinander. Das Aufnahmeelement 2a und das Abdeckelement 2b lassen sich als Einzelelemente des Gehäuses 2 einfach zusammenstecken und montieren.
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Das im Wesentlichen einen rechteckigen Querschnitt aufweisende Aufnahmeelement 2a ist dabei an der offenen Seite mit Befestigungsaufnahmen von Verbindungselementen 10, beispielsweise von Schraubverbindungen, ausgebildet. Im montierten Zustand der Vorrichtung 1 korrespondieren die Befestigungsaufnahmen des Aufnahmeelements 2a mit Durchgangsöffnungen des Abdeckelements 2b derart miteinander, dass die Durchgangsöffnungen und die Befestigungsaufnahmen übereinanderliegen und Befestigungselemente, insbesondere Schrauben, mit dem Schaft durch die Durchgangsöffnungen in die Befestigungsaufnahmen einführbar sind und damit das Abdeckelement 2b und das Aufnahmeelement 2a miteinander fest verbindbar sind. Das Gehäuse 2 wird mittels der als Schraubverbindungen ausgebildeten Verbindungselemente 10 verschlossen.
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Das Gehäuse 2 ist bevorzugt aus einem Metall, beispielsweise aus Aluminium, ausgebildet. Das Aufnahmeelement 2a des Gehäuses 2 wird mittels der Verschraubung mit dem Abdeckelement 2b verbunden sowie durch ein als Dichtring ausgebildetes Dichtelement 11 zur Umgebung kühlmitteldicht und abgasdicht verschlossen. Zudem verhindert das vorteilhaft als Metalldichtung ausgebildete Dichtelement 11 ein Vermischen von Abgas und Kühlmittel im Inneren des Gehäuses 2. Das Dichtelement 11 wird während der Montage der Vorrichtung 1 zwischen dem Abdeckelement 2b und dem Aufnahmeelement 2a angeordnet.
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Alternativ könnte das Gehäuse 2 auch aus einem Kunststoff oder einem Edelstahl ausgebildet sein.
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Das Aufnahmeelement 2a ist im Bereich der offenen Stirnseite mit einem Einlassbereich 12 für das Kühlmittel ausgebildet. Damit weist der ansonsten im Wesentlichen rechteckige Querschnitt des Aufnahmeelements 2a im Bereich der offenen Stirnseite eine Ausformung auf, welche an der Stirnseite eine maximale Ausdehnung hat und sich in einer Längsrichtung L verjüngend ausgebildet ist.
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Innerhalb des Gehäuses 2, das heißt innerhalb des vom Gehäuse 2 umschlossenen Volumens, ist der Wärmeübertrager 20 angeordnet. Das Gehäuse 2 dichtet den Wärmeübertrager 20 zur Umgebung hin hermetisch dicht ab.
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Der Wärmeübertrager 20 ist bei der Ausführungsform nach 2 aus vier plattenförmigen Wärmeübertragerelementen 21 ausgebildet. Jedes Wärmeübertragerelement 21 weist dabei ein erstes, oberes Mantelelement 22 sowie ein zweites, unteres Mantelelement 23 auf, welche bevorzugt aus in einer durch die Richtungen der Breite B und der Länge L ausgerichteten Ebene angeordneten Blechen mit einer Innenseite 24 und einer Außenseite 25 ausgebildet sind.
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Die äußeren Kanten der Bleche sind umlaufend verformt, wobei das Blech im Bereich einer ersten Stirnseite jeweils in Richtung der Höhe H zur Außenseite 25 hin verformt ist und die Kante der ersten Stirnseite jeweils parallel zum Blech ausgerichtet ist.
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Die Kanten der gegenüberliegend angeordneten Längsseiten und einer zur ersten Stirnseite distal angeordneten zweiten Stirnseite sind in einem Winkel von 90° in einer gemeinsamen Richtung zur Innenseite 24 hin abgewinkelt. Die in Bezug auf das Blech zur Innenseite 24 hin abgewinkelten Kanten bilden jeweils eine zusammenhängende und geschlossene Seitenkante 26 des Mantelelements 22, 23 aus und sind im Bereich der ersten Stirnseite verbreitert, das heißt die Seitenkante 26 weist in diesem Bereich in der Richtung der Höhe H jeweils eine größere Ausdehnung auf als die am Blech umlaufende Seitenkante 26.
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Die Seitenkanten 26 der Mantelelemente 22, 23 sind derart ausgebildet, dass jeweils ein oberes Mantelelement 22 mit der Innenseite 24 und ein unteres Mantelelement 23 mit der Außenseite 25 zueinander ausgerichtet ineinander steckbar sind. Die Seitenkanten der ineinander gesteckten Mantelelemente 22, 23 eines Wärmeübertragerelements 21 liegen dabei sich gegenseitig überlappend, flächig aneinander an, sodass das Wärmeübertragerelement 21 an den Längsseiten und der zweiten Stirnseite umfänglich geschlossen ist. An der ersten Stirnseite ist aufgrund der in der Richtung der Höhe H verformten Ausbildung der Bleche ein ausgedehnter Durchströmbereich 27 für das Abgas in das Wärmeübertragerelement 21 und aus dem Wärmeübertragerelement 21 ausgebildet. Der Durchströmbereich 27 des Wärmeübertragerelements 21 weist einen im Vergleich zum vom Durchströmbereich 27 abweichenden Bereich größeren Strömungsquerschnitt für das Abgas auf.
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Zwischen dem ersten Mantelelement 22 und dem zweiten Mantelelement 23 jedes Wärmeübertragerelements 21 ist ein in der Längsrichtung L wellenförmig ausgebildetes Rippenelement 28 angeordnet, welches das vom Wärmeübertragerelement 21 umschlossene Volumen in der Richtung der Höhe H und in der Richtung der Breite B ausfüllt. Mit der wellenförmigen Ausbildung des Rippenelements 28 werden die Strömungskanäle des Abgases durch das Rippenelement 28 und damit durch das Wärmeübertragerelement 21 verlängert.
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Das Rippenelement 28 liegt an den Innenseiten 24 der Mantelelemente 22, 23 an. Im Bereich der Längsseiten verbleibt zwischen dem Rippenelement 28 und der Seitenkante 26 der Mantelelemente 22, 23 ein Spalt, welcher in der Größenordnung des Abstandes der Rippen des Rippenelements 28 ausgebildet ist.
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In der Längsrichtung L ist die Ausdehnung des Rippenelements 28 jedoch deutlich geringer als die Ausdehnung des Wärmeübertragerelements 21. Durch die Anordnung des Rippenelements 28 mit einer ersten Stirnfläche im Durchströmbereich 27 des Wärmeübertragerelements 21 sowie der geringeren Ausdehnung in der Längsrichtung L verbleibt zwischen einer zweiten Stirnfläche des Rippenelements 28 und der Seitenkante 26 des Wärmeübertragerelements 21 ein Freiraum zum Umlenken der Strömungsrichtung 8 des Abgases innerhalb des Wärmeübertragerelements 21. Mit der damit möglichen Umkehr der Strömungsrichtung 8 des Abgases kann das Abgas in zwei entgegengesetzten Strömungrichtungen durch das Wärmeübertragerelement 21 geleitet werden. Das Abgas strömt dabei durch den Einlass 6 in die Vorrichtung 1 und den jeweiligen Durchströmbereich 27 in ein Wärmeübertragerelement 21 ein und in Längsrichtung L durch einen ersten Bereich des Wärmeübertragerelements 21 hindurch. Anschließend wird die Strömungsrichtung des Abgases innerhalb des Wärmeübertragerelements 21 umgekehrt, sodass das Abgas in umgekehrter Richtung durch einen zweiten Bereich des Wärmeübertragerelements 21 hindurchströmt, bevor das Abgas durch den Auslass 7 aus der Vorrichtung 1 abgeleitet wird.
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Der Wärmeübertrager 20 ist als U-durchströmter Abgas-Wärmeübertrager mit einer deutlich längeren Kühlstrecke für das Abgas im Vergleich zu einem I-durchströmten Wärmeübertrager ausgebildet. Auf aufgelötete oder verschweißte Umlenkelemente wird verzichtet.
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Die Mantelelemente 22, 23 sind zudem mit in Richtung der Außenseite 25 hin ausgerichteten Ausformungen 29 versehen. Die Ausdehnung der Ausformungen 29 entspricht dabei der Ausdehnung der Verbreiterung im Bereich der ersten Stirnseite des Bleches in der Richtung der Höhe H und damit dem halben Abstand benachbart zueinander angeordneter Wärmeübertragerelemente 21. Die Ausformungen 29 benachbart zueinander angeordneter Mantelelemente 22, 23 benachbart zueinander angeordneter Wärmeübertragerelemente 21 liegen mit jeweiligen Oberseiten als Abstandshalter aneinander derart an, dass zwischen den Wärmeübertragerelementen 21 ein definierter Abstand als Strömungspfad für das die Wärmeübertragerelemente 21 umströmende Kühlmittel entsteht. Zudem können die aneinander anliegenden Ausformungen 29 als Strömungsleiteinrichtungen zu einer Verwirbelung der Strömung des Kühlmittels innerhalb des Wärmeübertragers 20 beitragen. Die mit den Breitseiten sowie parallel zueinander angeordneten Wärmeübertragerelemente 21 sind damit derart ausgerichtet, dass zwischen direkt benachbart angeordneten Wärmeübertragerelementen 21 jeweils ein Strömungspfad für das Kühlmittel ausgebildet ist.
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Bei der Montage der Vorrichtung 1, insbesondere des Wärmeübertragers 20 werden die Wärmeübertragerelemente 21 in Richtung der Höhe H derart übereinander gestapelt, dass die Seitenkanten 26 und die Durchströmbereiche 27 fluchtend angeordnet sind. Die Wärmeübertragerelemente 21 werden an den Längsseiten jeweils über mindestens ein Befestigungselement 30 zueinander fixiert. Die klammerförmig ausgebildeten Befestigungselemente 30 werden über die außenliegenden Wärmeübertragerelemente 21 gesteckt, sodass die Wärmeübertragerelemente 21 untereinander gehaltert den Wärmeübertrager 20 bilden.
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Im Durchströmbereich 27 der Wärmeübertragerelemente 21 sind die Wärmeübertragerelemente 21 zusätzlich über ein rahmenförmiges Halteprofil 31 miteinander verbunden. Das beispielsweise auch als Lötunterstützung dienende Halteprofil 31, auch als Lötrahmen bezeichnet, ist zweigeteilt ausgebildet und wird umlaufend um die einen gemeinsamen Einlass für das Abgas in den Wärmeübertrager 20 bildenden Durchströmbereiche 27 der Wärmeübertragerelemente 21 angeordnet.
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Zudem ist im Durchströmbereich 27 der Wärmeübertragerelemente 21 eine in der Richtung der Höhe H ausgerichtete, streifenförmige Strömungsleiteinrichtung 32 vorgesehen, welche zum einen die Wärmeübertragerelemente 21 untereinander fixiert und zum anderen die Durchströmbereiche 27 jeweils in zwei gleich große Strömungsquerschnitte für das Abgas unterteilt. Damit wird sichergestellt, dass das Abgas in den ersten Strömungsquerschnitt der Wärmeübertragerelemente 21 einströmt, in der Längsrichtung L durch die Wärmeübertragerelemente 21 hindurchströmt, nach dem Ausströmen aus dem jeweiligen Rippenelement 28 innerhalb der Wärmeübertragerelemente 21 umgelenkt wird und wiederum in der Längsrichtung L durch die Wärmeübertragerelemente 21 hindurchströmt sowie aus dem zweiten Strömungsquerschnitt der Wärmeübertragerelemente 21 ausströmt. Die Strömungsleiteinrichtung 32 dient folglich als eine Trennwand für das in den Wärmeübertrager 20 einströmende und das aus dem Wärmeübertrager 20 ausströmende Abgas.
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Bei der Montage der Vorrichtung 1 werden die Einzelkomponenten des Wärmeübertragers 20 zusammengesteckt, mittels des als Lötrahmens ausgebildeten Halteprofils 31 gehalten und anschließend miteinander verlötet.
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Die Vorrichtung 1 weist zudem ein bevorzugt aus Kunststoff ausgebildetes Strömungsleitelement 33 für das Kühlmittel auf. Alternativ könnte das Strömungsleitelement 33 auch aus einem Metall, beispielsweise Aluminium oder Edelstahl, ausgebildet sein.
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Das vorteilhaft als eine einstückige Komponente ausgebildete Strömungsleitelement 33 weist die Form eines den Wärmeübertrager 20 an den Längsseiten umschließenden Hüllelements mit in Längsrichtung L einer offenen ersten Stirnseite und einer offenen zweiten Stirnseite auf. Das einstückig ausgebildete Strömungsleitelement 33 wird nach der Montage der Wärmeübertragerelemente 21 zum Wärmeübertrager 20 über den Wärmeübertrager 20 geschoben. Nach einer alternativen Ausführungsform ist das Strömungsleitelement aus zwei Komponenten geteilt ausgebildet, welches nach der Montage der Wärmeübertragerelemente 21 zum Wärmeübertrager 20 um den Wärmeübertrager 20 herum angeordnet wird.
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Die Form und die äußeren Abmessungen des Strömungsleitelements 33 entsprechen dabei der Form und den inneren Abmessungen der Wandung des Aufnahmeelements 2a des Gehäuses 2 abzüglich eines Betrages zum Ausbilden eines Spiels und Spaltes zum Einführen des Strömungsleitelements 33 in das Aufnahmeelement 2a. Die inneren Abmessungen der Wandung des Strömungsleitelements 33 sind derart bemessen, dass das Strömungsleitelement 33 den Wärmeübertrager 20 umgibt, wobei zwischen der Innenseite der Wandung des Strömungsleitelements 33 und dem Wärmeübertrager 20 ein Spalt zum Durchströmen des Kühlmittels verbleibt. Im montierten Zustand der Vorrichtung 1 ist das Strömungsleitelement 33 folglich zwischen der Wandung des Aufnahmeelements 2a und dem Wärmeübertrager 20 angeordnet.
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Die Ausdehnung des Strömungsleitelements 33 in Längsrichtung L entspricht etwa der Ausdehnung des Wärmeübertragers 20 in Längsrichtung L, wobei das Strömungsleitelement 33 auch kürzer als der Wärmeübertrager 20 ausgebildet sein kann.
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Die Wandung des Strömungsleitelements 33 ist an einer dem Einlassbereich 12 des Kühlmittels in das Gehäuse 2, 2a zugewandt angeordneten ersten Schmalseite mit einer Ausformung 34, Einlassöffnungen 35 und einem Strömungsspalt 36 versehen.
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Die Ausformung 34 ist dabei derart mit der den Einlassbereich 12 des Gehäuses 2, 2a bildenden Wandung korrespondierend geformt, dass die Wandung des Strömungsleitelements 33 im Bereich der Ausformung 34 flächig an der Wandung des Einlassbereichs 12 des Gehäuses 2, 2a anliegt und das durch den Einlassbereich 12 einströmende Kühlmittel gezielt zu den Einlassöffnungen 35 und durch den Strömungsspalt 36 geleitet wird.
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Die im Wesentlichen einen rechteckigen Strömungsquerschnitt aufweisenden Einlassöffnungen 35 sind in Richtung der Höhe H in drei Reihen übereinander angeordnet. Dabei weist jede in Längsrichtung L ausgerichtete Reihe fünf Einlassöffnungen 35 auf. Die Einlassöffnungen 35 einer Reihe sind jeweils mit gleich großen Strömungsquerschnitten ausgebildet, wobei die Einlassöffnungen 35 einer ersten Reihe größere Strömungsquerschnitte aufweisen als die in Richtung der Höhe H über der ersten Reihe angeordneten Einlassöffnungen 35 einer zweiten beziehungsweise einer dritten Reihe. Die Einlassöffnungen 35 der ersten Reihe werden in Strömungsrichtung 5 des Kühlmittels auf dem kürzesten Weg angeströmt. Das Kühlmittel wird beim Einströmen in das Strömungsleitelement 33 in Teilmassenströme durch die Einlassöffnungen 35 sowie einen Teilmassenstrom durch den Strömungsspalt 36 aufgeteilt.
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Der Strömungsspalt 36 ist an einem Übergang von der mit den Einlassöffnungen 35 ausgebildeten ersten Schmalseite zu einer an der ersten Schmalseite angrenzend angeordneten ersten Breitseite des Strömungsleitelements 33 ausgebildet. Der Spalt erstreckt sich dabei in Längsrichtung L und weist mindestens ein Länge auf, welcher der Länge einer der Reihen der Einlassöffnungen 35 entspricht. Während die durch die Einlassöffnungen 35 in das Strömungsleitelement 33 geleiteten Teilmassenströme des Kühlmittels im Wesentlichen von der Seite und damit in einer in Richtung der Breite B verlaufenden Strömungsrichtung einströmen, strömt ein durch den Strömungspalt 36 geleiteter Teilmassenstrom des Kühlmittels im Wesentlichen in einer in Richtung der Höhe H verlaufenden Strömungsrichtung von unten in das Strömungsleitelement 33 ein. Die um die Wärmeübertragerelemente 21 geführten Teilmassenströme des Kühlmittels werden nach dem Einströmen in das Strömungsleitelement 33 vermischt.
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Die Wandung des Strömungsleitelements 33 ist zudem an einer der Auslassöffnung 4 des Kühlmittels des Gehäuses 2, 2a zugewandt angeordneten zweiten Breitseite mit einer Aussparung 37 versehen. Die Aussparung 37 erstreckt sich von der zur offenen Stirnseite des Aufnahmeelements 2a hin ausgerichteten ersten Stirnseite des Strömungsleitelements 33 in Längsrichtung L und weist eine bestimmte Breite auf. Die Breite und die Länge der Aussparung 37 betreffen jeweils maximal die Hälfte der jeweiligen Gesamtausdehnung des Strömungsleitelements 33 in der entsprechenden Richtung bezüglich der Breite B und der Länge L.
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Die zweite Schmalseite des Strömungsleitelements 33, welche der mit den Einlassöffnungen 35 ausgebildeten ersten Schmalseite gegenüberliegt, ist im Vergleich zur ersten Schmalseite in der Längsrichtung verkürzt ausgebildet und weist die Länge der zweiten Breitseite im Bereich der Aussparung 37 auf. Die Aussparung 37 ist folglich an einem Übergang von der zweiten Breitseite zur an der zweiten Breitseite angrenzend angeordneten zweiten Schmalseite des Strömungsleitelements 33 ausgebildet.
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Sowohl die Schmalseiten als auch die Längsseiten des Strömungsleitelements 33 sind an der zweiten Stirnseite des Strömungsleitelements 33 fluchtend zueinander angeordnet.
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Während des Betriebs der Vorrichtung 1 strömt das Abgas im Inneren des Wärmeübertragers 20, insbesondere im Inneren der Wärmeübertragerelemente 21. Die Wärmeübertragerelemente 21 werden zudem vom flüssigen Kühlmittel, beispielsweise Wasser oder einem Wasser-Glykol-Gemisch, umströmt. Das Kühlmittel strömt folglich in den Zwischenräumen auf der Außenseite der Wärmeübertragerelemente 21 sowie zwischen den Wärmeübertragerelementen 21 und einer Innenseite der Wandung des Gehäuses 2 beziehungsweise einer Innenseite des Strömungsleitelements 33 durch die Vorrichtung 1.
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Mit der Ausbildung des Strömungsleitelements 33 wird das Kühlmittel gezielt auf der Außenseite der Wärmeübertragerelemente 21 entlang geleitet. Das Strömungsleitelement 33 definiert die Durchströmung des Kühlmittels um den Wärmeübertrager 20 und führt dabei das Kühlmittel durch die zwischen den Wärmeübertragerelementen 21 sowie zwischen den Wärmeübertragerelementen 21 und der Wandung des Strömungsleitelements 33 ausgebildeten Zwischenräume und verhindert Leckagemassenströme durch ungewollte Bypässe.
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Mittels des Strömungsleitelements 33 wird der Massenstrom des Kühlmittels gezielt durch den Wärmeübertrager 20 geleitet und eine optimale Strömung des Kühlmittels zwischen den Wärmeübertragerelementen 21 und um die Wärmeübertragerelemente 21 herum gewährleistet, um die Wärmeübertragung vom Abgas an das Kühlmittel zu optimieren und einen unerwünschten Strömungsweg des Kühlmittels zu unterbinden. Dabei wird insbesondere die Wärmeübertragung im Einlassbereich des heißen Abgases und des Kühlmittels in die Vorrichtung 1 maximiert, um beispielsweise das Auftreten thermischer Spannungen im Material der Komponenten sowie ein Sieden des Kühlmittels zu vermeiden. Mit dem Strömungsleitelement 33 wird das Kühlmittel nach dem Einströmen in die Vorrichtung 1 zuerst in den Bereich des Abgaseinlasses geleitet, in welchem das Abgas die höchste Temperatur und Energie aufweist und eine maximale Kühlleistung bereitgestellt wird.
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Die optimale Strömungsverteilung des Kühlmittels bewirkt wiederum ein Potential zur Verringerung der jeweiligen Strömungsquerschnitte und damit des notwendigen Bauraums der Vorrichtung 1.
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Beim Herstellen der Vorrichtung 1 werden jeweils ein erstes Mantelelement 22 und ein zweites Mantelelement 23 mit einem dazwischen angeordneten Rippenelement 28 derart zusammengesteckt, sodass der offene Durchströmbereich 27 ausgebildet ist und die Seitenkanten 26 aneinander anliegen.
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Die derart zusammengesteckten Wärmeübertragerelemente 21 werden als Platten übereinander gestapelt und an den Längsseiten mittels der Befestigungselemente 30 sowie an den Durchströmbereichen 27 mittels des Halteprofils 31 fixiert. Anschließend werden die Komponenten des Wärmeübertragers 20 verlötet oder verschweißt.
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Durch das Montieren der Strömungsleiteinrichtung 32 für das Abgas im Bereich der Mitte der als offene Endabschnitte ausgebildeten Durchströmbereiche 27 der Wärmeübertragerelemente 21 wird der U-förmige Strömungskanal für das Abgas im Inneren der Wärmeübertragerelemente 21 gebildet. Dabei kann auf zusätzliche Komponenten und Mittel verzichtet werden.
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Die Anordnung des Halteprofils 31 dient auch der Befestigung des Wärmeübertragers 20 innerhalb des Gehäuses 2.
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Nach dem Verbinden der Komponenten des Wärmeübertragers 20 wird das Strömungsleitelement 33 über die außen angeordneten Wärmeübertragerelemente 33 des Wärmeübertragers 20 geschoben oder um den Wärmeübertrager 20 herumgelegt.
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Der Wärmeübertrager 20 wird gemeinsam mit dem Strömungsleitelement 33 in das Aufnahmeelement 2a des Gehäuses 2 eingeschoben. Das Gehäuse 2 wird durch Auflegen des Dichtelements 11 und des Abdeckelements 2b verschlossen und vorzugsweise verschraubt.
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Der Wärmeübertrager 20 ist folglich aus Platten oder flachen Rohren mit als gewellten Innenrippen ausgebildeten Rippenelementen 28 ausgebildet. Die den Durchströmbereich 27 definierenden offenen Enden der Wärmeübertragerelemente 21 liegen am Abdeckelement 2b des Gehäuses 2 an, während die Wärmeübertragerelemente 21 ansonsten nicht mit dem Gehäuse 2, insbesondere mit dem Aufnahmeelement 2a, verbunden sind.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung
- 2, 2a
- Gehäuse, Aufnahmeelement
- 2, 2b
- Gehäuse, Abdeckelement
- 3
- Einlass, Einlassöffnung Kühlmittel
- 4
- Auslass, Auslassöffnung Kühlmittel
- 5
- Strömungsrichtung Kühlmittel
- 6
- Einlass, Einlassöffnung Abgas
- 7
- Auslass, Auslassöffnung Abgas
- 8
- Strömungsrichtung Abgas
- 9
- Strömungsleitelement Abgas
- 10
- Verbindungselement
- 11
- Dichtelement Gehäuse 2, 2a, 2b
- 12
- Einlassbereich Kühlmittel Gehäuse 2, 2a
- 20
- Wärmeübertrager
- 21
- Wärmeübertragerelement
- 22
- erstes, oberes Mantelelement
- 23
- zweites, unteres Mantelelement
- 24
- Innenseite Mantelelement 22, 23
- 25
- Außenseite Mantelelement 22, 23
- 26
- Seitenkante Mantelelement 22, 23
- 27
- Durchströmbereich Abgas Wärmeübertragerelement 21
- 28
- Rippenelement Wärmeübertragerelement 21
- 29
- Ausformung Mantelelement 22, 23
- 30
- Befestigungselement
- 31
- Halteprofil
- 32
- Strömungsleiteinrichtung
- 33
- Strömungsleitelement Kühlmittel
- 34
- Ausformung Strömungsleitelement 33
- 35
- Einlassöffnungen Strömungsleitelement 33 Kühlmittel
- 36
- Strömungsspalt
- 37
- Aussparung Strömungsleitelement 33 Kühlmittel
- B
- Richtung Breite
- H
- Richtung Höhe
- L
- Längsrichtung
