DE10231973B4 - Abgaswärmetauscher - Google Patents
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Abstract
Abgaswärmetauscher, aufweisend
mehrere Rohre (401), die derart übereinander angeordnet sind, dass sie parallel zueinander liegen, und durch die Abgase von einem Verbrennungsmotor strömen,
einen Tank (102), in dem die mehreren Rohre (401) enthalten sind, einen Kühlmitteldurchlass, der im Innern des Tanks (102) gebildet und dazu ausgelegt ist, Kühlmittel um die Rohre (401) strömen zu lassen,
Kappen (106, 107), die mit Enden des Tanks (102) verbunden sind, um Abgase zu den mehreren Rohren zu verteilen oder Abgase zu sammeln, die durch die mehreren Rohre geströmt sind, und
Kernplatten (103) mit Öffnungen (103a), durch die die Enden der mehreren Rohre (401) jeweils hindurch treten und die dazu ausgelegt sind, Trennwände zwischen den Kappen (106, 107) und dem Kühlmitteldurchlass zu bilden, wenn sie verlötet werden, wobei
die Rohre (401) jeweils erste und zweite Platten (111a, 111b; 411) aufweisen, die jeweils im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt besitzen und dazu ausgelegt sind, miteinander derart zusammenzupassen, dass sie aufeinander zu weisen, wobei die Rohre (401) jeweils einen abgeflachten, im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweisen, wobei eine innere Rippe (101b) in dem Rohr (401) angeordnet und dazu ausgelegt ist, einen Wärmetausch zwischen den Abgasen und Kühlmittel zu fördern,
die zweite Platte (111b; 411) derart angebracht oder eingepasst ist, dass die zweite Platte im Innern der ersten Platte (111a; 411) zu liegen kommt,
ein Höhenunterschied (411c) auf jedem von Abschnitten der zweiten Platte (111b; 411) gebildet ist, auf der die erste Platte (111a; 411) angebracht ist, wobei der Höhenunterschied (411c) im Wesentlichen gleich der Dicke der ersten Platte ist, einwärts vom Rohr vorsteht, und
in einem Abschnitt der kurzen Seite des im Wesentlichen rechteckigen Querschnitts ausgebildet ist.
mehrere Rohre (401), die derart übereinander angeordnet sind, dass sie parallel zueinander liegen, und durch die Abgase von einem Verbrennungsmotor strömen,
einen Tank (102), in dem die mehreren Rohre (401) enthalten sind, einen Kühlmitteldurchlass, der im Innern des Tanks (102) gebildet und dazu ausgelegt ist, Kühlmittel um die Rohre (401) strömen zu lassen,
Kappen (106, 107), die mit Enden des Tanks (102) verbunden sind, um Abgase zu den mehreren Rohren zu verteilen oder Abgase zu sammeln, die durch die mehreren Rohre geströmt sind, und
Kernplatten (103) mit Öffnungen (103a), durch die die Enden der mehreren Rohre (401) jeweils hindurch treten und die dazu ausgelegt sind, Trennwände zwischen den Kappen (106, 107) und dem Kühlmitteldurchlass zu bilden, wenn sie verlötet werden, wobei
die Rohre (401) jeweils erste und zweite Platten (111a, 111b; 411) aufweisen, die jeweils im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt besitzen und dazu ausgelegt sind, miteinander derart zusammenzupassen, dass sie aufeinander zu weisen, wobei die Rohre (401) jeweils einen abgeflachten, im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweisen, wobei eine innere Rippe (101b) in dem Rohr (401) angeordnet und dazu ausgelegt ist, einen Wärmetausch zwischen den Abgasen und Kühlmittel zu fördern,
die zweite Platte (111b; 411) derart angebracht oder eingepasst ist, dass die zweite Platte im Innern der ersten Platte (111a; 411) zu liegen kommt,
ein Höhenunterschied (411c) auf jedem von Abschnitten der zweiten Platte (111b; 411) gebildet ist, auf der die erste Platte (111a; 411) angebracht ist, wobei der Höhenunterschied (411c) im Wesentlichen gleich der Dicke der ersten Platte ist, einwärts vom Rohr vorsteht, und
in einem Abschnitt der kurzen Seite des im Wesentlichen rechteckigen Querschnitts ausgebildet ist.
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft einen Abgaswärmetauscher zum Durchführen eines Wärmetauschs zwischen Abgasen, die erzeugt werden, wenn Kraftstoff in einem Motor verbrannt wird, und einem Kühlfluid, wie etwa Wasser, und insbesondere betrifft die Erfindung einen Abgaswärmetauscher zum Kühlen von Abgasen für ein EGR- (Abgasrezirkulations-) System (nachfolgend als „EGR-Gaswärmetauscher“ bezeichnet).
- Als herkömmlicher EGR-Gaswärmetauscher ist beispielsweise in der
japanischen ungeprüften Patentschrift Nr. 2001-33187 - Als Mittel zum Verbessern der Wärmetauschfähigkeit eines Wärmetauschers ist es allgemein bekannt, innere Rippen in den Rohren des Wärmetauschers bereit zu stellen. Als Verfahren zum Herstellen eines derartigen Rohrs ist allgemein ein Verfahren bekannt, das beispielsweise die Schritte aufweist, eine innere Rippe in ein geschweißtes Rohr einzuführen, das Rohr in engen Kontakt mit der inneren Rippe zu bringen durch Ausüben einer äußeren Kraft auf das Rohr und Löten der inneren Rippe an das Rohr.
- Im Zusammenhang mit einem EGR-Gaswärmetauscher wird ein Ni-Systemlötmaterial verwendet, um jeweilige Elemente zu löten bzw. zu verlöten, um Korrosion zu unterbinden, die durch Kondensat hervorgerufen wird, das erzeugt wird, wenn Abgase gekühlt werden. Üblicherweise wird ein Lötmaterial in Pastenform als Ni-Systemlötmaterial verwendet und dünn auf miteinander zu verbindende Abschnitte aufgetragen.
- Im Fall, dass das vorstehend genannte Herstellungsverfahren zum Einsatz kommt, demnach die inneren Rippen in die Rohre eingeführt werden, wird das aufgetragene Lötmaterial abgestreift, wenn die inneren Rippen eingeführt sind, was zur Folge hat, dass nicht ausreichend Lötmaterial zwischen dem Rohr und der inneren Rippe bereit gestellt werden kann.
- Um dieses Problem zu überwinden, hat der Erfinder (der vorliegenden Anmeldung) zusammen mit Mitarbeitern einen Versuch durchgeführt und ein Rohr
1 untersucht, das in8 gezeigt ist und aus einem Paar von Platten2 ,3 besteht, die dazu ausgelegt sind, miteinander derart zusammenzupassen, dass eine innere Rippe4 zwischen die Platte2 und die Platte3 angeordnet wird als Rohr für einen EGR-Gaswärmetauscher, in dem eine innere Rippe bzw. Kühlrippe aufgenommen ist. - Da das in
8 gezeigte Rohr derart aufgebaut ist, dass die gepaarten von Platten2 ,3 derart aneinanderpassen, dass die innere Rippe4 zwischen die Platte2 und die Platte3 passt. Während das vorstehend genannte Abstreifen des Lötmaterials beim Montieren der inneren Rippe4 am Rohr1 so verhindert werden kann, wird eine Höhendifferenz entsprechend der Dicke der äußeren Platte2 auf der Außenwandfläche des Rohrs1 erzeugt. Es wurde erkannt, dass hierdurch, wenn das Rohr1 durch eine Kernplatte (nicht gezeigt) geführt wird, ein Spalt entsprechend der Höhendifferenz zwischen einem Rand einer Öffnung in der Kernplatte und dem Rohr1 erzeugt wird, wodurch das Löten fehlerhaft erfolgt. Wenn fehlerhaftes Löten zwischen der Kernplatte und dem Rohr1 stattfindet, besteht das Risiko, dass zwischen einem Abgasdurchlass und einem Kühlmitteldurchlass, die durch die Kernplatte getrennt sind, Leckage auftritt. - Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, gute Löteigenschaften für einen EGR-Gaswärmetauscher zu schaffen, in dem Rohre verwendet werden, die jeweils aus einem Paar von Platten bestehen, die miteinander zusammenpassen.
-
DE 198 33 338 A1 beschreibt einen Abgaswärmetauscher mit mehreren parallel zueinander angeordneten Rohren, die von Abgas durchströmt werden, und mit einem Tank, in dem die mehreren Rohre enthalten sind, und welcher dazu ausgelegt ist, Kühlmittel um die Rohre strömen zu lassen. Die Rohre sind durch zwei Wärmetauscherplatten gebildet, die an ihren Enden U-förmig abgekantet sind, so dass hier die Verbindung der Platten über die parallel zueinander liegenden kürzeren Schenkel der U-förmigen Querschnitte erfolgt. -
US 4 805 693 A betrifft einen Zwischenkühler für einen aufgeladenen Verbrennungsmotor, bei welchem die Rohre Ladeluft führen. Die Rohre sind hier ähnlich wie beiUS 5 441 105 A aufgebaut. -
JP 11 -114 692 A - Gelöst wird demnach die vorstehend genannte Aufgabe durch die folgenden technischen Maßnahmen.
- In Übereinstimmung mit einem ersten Aspekt der Erfindung weist das Rohr erste und zweite Platten auf, die jeweils im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt besitzen und dazu ausgelegt sind, miteinander derart zusammenzupassen, dass sie aufeinander zu weisen, wobei eine innere Rippe im Innern des Rohrs angeordnet ist, um Wärmetausch zwischen Abgasen und Kühlmittel zu fördern. Die zweite Platte passt derart in die ersten Platte, dass die erstgenannte in der Innenseite der letztgenannten zu liegen kommt und eine Höhendifferenz ist an jedem von Passabschnitten der zweiten Platte gebildet, über die die erste Platte passt, wobei die Höhendifferenz im Wesentlichen gleich der Dicke der ersten Platte ist und einwärts in das Rohr vorspringt.
- Da der Höhenunterschied auf jeder Seite der zweiten Platte in Übereinstimmung mit dem ersten Aspekt der Erfindung gebildet ist, die im Wesentlichen die gleiche Höhe wie die Dicke der ersten Platte besitzt und einwärts in das Rohr vorsteht, ist zwischen dem Passabschnitt, wo die zweite Platte in die erste Platte passt, und einer Außenwandfläche der zweiten Platte kein Höhenunterschied vorhanden und eine Außenwandfläche des Rohrs kommt im Wesentlichen bündig darüber zu liegen. Hierdurch kann der Spalt klein gemacht werden, der zwischen der Außenwandfläche des Rohrs und einem Rand einer Öffnung in der Kernplatte erzeugt ist, wodurch die Implementierung des Lötvorgangs sichergestellt werden kann.
- In Übereinstimmung mit einem zweiten Aspekt der Offenbarung weist das Rohr außerdem erste und zweite Platten auf, die jeweils im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt besitzen und die so ausgelegt sind, dass sie miteinander derart zusammenzupassen, dass sie aufeinander zu weisen, wobei eine innere Rippe im Innern des Rohrs angeordnet ist, um Wärmetausch zwischen Abgasen und Kühlmittel zu fördern. Die erste Platte passt auf die Außenseite der zweiten Platte und Seitenrandabschnitte der ersten Platte, die auf die zweite Platte passt, sind so konfiguriert, dass sie gebogenen Abschnitten der zweiten Platte folgen mit dem Ergebnis, dass entsprechende Abschnitte der zweite Platte gebogen verlaufen bzw. gebogen sind.
- Da in Übereinstimmung mit dem zweiten Aspekt der Offenbarung die Abschnitte der Platte, wo die erste Platte auf die zweite Platte passt, so konfiguriert sind, dass sie den gebogenen Abschnitten der zweiten Platte folgen, was aus dem Biegen der entsprechenden Abschnitte der zweiten Platte folgt, ist zwischen den Passabschnitten, wo die zweite Platte in die erste Platte und eine Außenwandfläche der zweiten Platte passt, keine Höhendifferenz gebildet und eine Außenwandfläche des Rohrs kommt im Wesentlichen bündig darüber zu liegen. Hierdurch kann der Spalt zwischen der Außenwandfläche des Rohrs und einem Rand einer Öffnung in der Kernplatte klein gemacht werden, wodurch die Implementierung des Lötvorgangs sichergestellt werden kann.
- In Übereinstimmung mit einem dritten Aspekt der Erfindung kann die Anzahl von Komponenten verringert werden, indem die ersten und zweiten Platten identisch miteinander bezüglich ihres Aufbaus gebildet werden.
- Da in Übereinstimmung mit einem vierten Aspekt der Erfindung Abschnitte der zweiten Platte, auf die die erste Platte passt, aufwärts gebogen sind, kann selbst dann, wenn Abgase abgekühlt werden, um ein Kondensat zu erzeugen, das in dem Rohr verbleibt, wenn das Kondensat derart verbleibt, dass es nicht in Kontakt mit den Passabschnitten gelangt, wo die ersten und zweiten Platten miteinander verlötet sind, die Erzeugung von Korrosion unterbunden wird, die aus der Erzeugung von Korrosion resultieren würde, wodurch die Beständigkeit gegenüber Korrosion verbessert ist.
- In einem Fall, in dem die Erfindung auf einen Abgaswärmetauscher in Übereinstimmung mit einem fünften Aspekt der Erfindung angewendet ist, in dem die innere Rippe und das Rohr miteinander verlötet werden unter Verwendung eines Lötmaterials aus einem Ni-System, das auf Verbindungsabschnitte zwischen der inneren Rippe und dem Rohr aufgetragen wird, wird das Abstreifen des Lötmaterials in einer Stufe anfänglicher Montage vor dem Lötvorgang unterbunden, indem das Rohr derart erstellt wird, dass die innere Rippe zwischen die ersten und die zweiten Platten lokalisiert wird, wodurch es möglich ist, das Risiko einer Störung beim Lötvorgang zu verringern.
- Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielhaft näher erläutert; in dieser zeigen:
-
1 eine Ansicht des Typs eines EGR-Gaskühlsystems unter Verwendung eines EGR-Gaswärmetauschers in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung, -
2A eine Teilquerschnittsansicht des EGR-Gaswärmetauschers in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, -
2B eine Teilquerschnittsansicht des EGR-Gaswärmetauschers in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entlang der Linie VB-VB in2A , -
3 eine Querschnittsansicht eines Rohrs in Übereinstimmung mit einer ersten Ausführungsform der Erfindung, -
4 eine Kernplatte aus einer Richtung A in2 gezeigt, -
5 eine Querschnittsansicht eines Rohrs in Übereinstimmung mit einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, -
6 eine Querschnittsansicht eines Rohrs in Übereinstimmung mit einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, -
7 eine Querschnittsansicht eines Rohrs in Übereinstimmung mit einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und -
8 eine Querschnittsansicht eines Rohrs in Übereinstimmung mit dem Stand der Technik. - Zunächst wird eine erste Ausführungsform der Erfindung erläutert. Daraufhin werden Ausführungsformen der Erfindung als Abgaswärmetauschvorrichtung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung und auf ein EGR-Gaskühlsystem für einen Dieselmotor (Verbrennungsmotor) angewendet erläutert.
-
1 zeigt eine Ansicht des Typs eines EGR- (Abgasrezirkulations-) Systems, das auf einem Abgaswärmetauscher (nachfolgend als „EGR-Gaswärmetauscher“ bezeichnet)100 in Übereinstimmung mit der Erfindung angewendet ist. In1 bezeichnet die Bezugsziffer200 einen Dieselmotor und die Bezugsziffer210 bezeichnet ein Abgasrezirkulationsrohr, durch das ein Teil von Abgasen, die aus dem Motor200 ausgetragen werden, zu einer Ansaugseite des Motors geleitet wird. - Die Bezugsziffer
220 bezeichnet ein bekanntes EGR-Ventil, das in einer Zwischenposition entlang der Länge des Abgasrezirkulationsrohrs210 zum Regeln des Volumens von EGR-Gasen in Übereinstimmung mit Betriebsbedingungen des Motors200 angeordnet ist. Der EGR-Gaswärmetauscher100 ist zwischen einer Abgasseite des Motors200 und dem EGR-Ventil220 zum Implementieren eines Wärmetauschs zwischen EGR-Gasen und Motorkühlmittel (im Nachfolgenden der Einfachheit halbe als „Kühlmittel“ bezeichnet) angeordnet, um EGR-Gase zu kühlen. - Als nächstes wird der Aufbau des EGR-Gaswärmetauschers
100 näher erläutert. -
2 zeigt eine Ansicht des EGR-Gaswärmetauschers100 in Übereinstimmung mit der Ausführungsform und4 zeigt eine Ansicht einer Kernplatte aus einer RichtungA in2 gesehen. Die Bezugsziffer101 bezeichnet ein Rohr, in dessen Innern Abgase strömen, und das einen abgeflachten, im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweist. Eine nach außen vorstehende Rippe108 ist auf der Oberfläche einer Wand des Rohrs101 gebildet. Auf Wänden der Rohre101 sind Rippen108 gebildet, die aufeinander zu weisen und aneinander anliegen, so dass nicht nur ein Spalt zwischen den jeweiligen Rohren101 als vorbestimmter Spalt aufrecht erhalten ist, sondern auch der Druckwiderstand des Kühlmitteldurchlasses erhöht ist. - Die Bezugsziffer
102 bezeichnet einen rohrförmigen Tank, der einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt besitzt. Die Rohre101 sind derart übereinander bzw. im Stapel angeordnet, dass sie parallel zueinander verlaufen und im Innern des Tanks102 derart aufgenommen sind, dass die Längsrichtung der Rohre101 und die Längsrichtung des Tanks102 miteinander übereinstimmen, wodurch ein Wärmetauschkern110 gebildet ist. - Der Tank
102 ist an seinen Enden durch Kernplatten103 verschlossen. Öffnungen103a sind in den Kernplatten103 gebildet und die Enden der jeweiligen Rohre101 , die im Innern des Tanks102 aufgenommen sind, sind durch die Öffnungen103a in den Kernplatten103 geführt. - Ein Kühlmitteleinlassrohr
104 ist mit dem Tank102 in einer Position im Bereich der Kernplatte103 verbunden, auf der die stromaufwärtigen Enden der Rohre101 getragen sind, und Kühlmittel strömt in das Innere des Tanks102 über dieses Kühlmitteleinlassrohr104 . Ein Kühlmittelauslassrohr105 ist mit dem Tank102 in einer Position im Bereich des anderen Endes des Tanks102 gebildet, durch das Kühlmittel zur Außenseite des Tanks strömen gelassen wird. Dadurch sind interne Kühlmitteldurchlässe gebildet. Der Hauptstrom des Kühlmittels strömt im Innern des Tanks102 im Wesentlichen in derselben Richtung, in der die Abgase strömen, während sie die Rohre101 durchsetzen. - Kappen bzw. Hauben
106 ,107 sind mit den Längsenden des Tanks102 verbunden, die sich in Gegenüberlage zu den Wärmetauschkern110 befinden, und die Kernplatten103 sind in Richtungen entgegengesetzt zum Wärmetauschkern110 derart gebogen, dass sie die Umfänge der Kappen105 ,107 abdecken und miteinander verbunden sind. Der Abgaseinlass106a ist in einem Ende der Kappe106 gebildet, angeordnet am Ende des Tanks102 , wo das Kühlmitteleinlassrohr104 angeschlossen ist, um Abgase in die Kappe106 einzuleiten, während ein Abgasauslass107a in einem Ende der Kappe107 gebildet ist, angeordnet an einem Ende des Tanks102 , wo das Kühlmittelauslassrohr105 angeschlossen ist, um Abgase zur Außenseite der Kappe107 zu leiten. Die Kappen106 ,107 weisen jeweils im Wesentlichen viereckige pyramidenartige Konfiguration auf, demnach die Fläche bzw. Querschnittsfläche des Strömungspfads allmählich zunimmt, wenn sie sich dem Wärmetauschkern110 nähert, wodurch Abgase zu den jeweiligen Rohren101 korrekt verteilt werden. - In dem EGR-Gaswärmetauscher
100 durchsetzen ausgehend vom Abgaseinlass106a zuströmende Abgase die Kappe106 und daraufhin das Innere der jeweiligen Rohre101 . Durch Kühlmittel gekühlte Abgase, die um die Rohre101 strömen und daraufhin die Kappe107 durchsetzen, werden aus dem Abgasauslass107a ausgetragen. Andererseits strömt Kühlmittel in das Innere des Tanks102 über das Kühlmitteleinlassrohr104 . Im Innern des Tanks102 kühlt das Kühlmittel die Abgase, die die Rohre durchsetzen, und es strömt daraufhin zur Außenseite des Tanks102 über das Kühlmittelauslassrohr105 . - Als nächstes wird der Aufbau der Rohre
101 erläutert, bei denen es sich um einen wesentlichen Teil der Erfindung handelt. -
3 zeigt eine Querschnittsansicht des Rohrs101 . Das Rohr101 besteht aus einer inneren Rippe101b , die aus Edelstahl hergestellt ist, und einem Paar von Platten, die aus Edelstahl hergestellt sind, einer ersten Platte111a und einer zweiten Platte111b , die dazu ausgelegt sind, in vertikaler Gegenüberlage miteinander zusammenzupassen, so dass die innere Rippe101b zwischen der Platte111a und der Platte111b zu liegen kommt. - Die innere Rippe
101b ist im Wesentlichen in Rechteckwellenform gebildet und die oberen Abschnitte der jeweiligen rechteckigen Wellen sind an die Innenwandfläche des Rohrs101 gelötet. - Die jeweiligen Platten
111a ,111b sind an ihren Seitenrandabschnitten gebogen bzw. umgebogen und jede weist im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt auf. Die Seitenrandabschnitte der Platten111a ,111b sind derart gebogen, dass sie einander überlappen, wenn die Platten111a ,111b aufeinander und ineinander passen und Passabschnitte101c bilden. Ein Ni-Lötmaterial in Pastenform wird dünn auf die Passabschnitte aufgetragen, die jeweils einen Verbindungsabschnitt durch das Lötmaterial bilden. Eine Höhendifferenz111c ist an jedem der Passabschnitte der zweiten Platte gebildet, und diese Höhendifferenz entspricht im Wesentlichen der Dicke der ersten Platte111a und die einwärts in das Rohr101 vorsteht. - Außerdem ist ein pastenartiges Lötmaterial aus einem Ni-System mit überlegener Korrosionsbeständigkeit dünn auf Stellen auf den Innenwandflächen der Platten lila,
111b aufgetragen, an die die innere Rippe101b gelötet wird, sowie auf Stellen auf der Außenwandfläche des Rohrs101 , die an die Kernplatten103 gelötet werden. - Ein Verfahren zum Herstellen des EGR-Gaswärmetauschers wird nunmehr erläutert.
- Die ersten und zweiten Platten
111a ,111b werden dazu veranlasst, derart miteinander zusammenzupassen, dass die innere Rippe101b zwischen der Platte lila und der Platte111b zu liegen kommt, um dadurch das Rohr101 herzustellen. Wenn dies stattfindet, wird die zweite Platte111b in die erste Platte111a derart eingepasst, dass die zweite Platte111b in der ersten Platte lila zu liegen kommt und diese Platten in vertikaler Richtung aufeinander zu weisen. Die Rohre101 werden derart übereinander bzw. im Stapel angeordnet, dass die Rippen108 in Anlage aneinander gebracht und im Innern des Tanks102 aufgenommen sind. Die Enden der Rohre101 werden durch die Kernplatten103 geführt und die Kernplatten103 werden mit dem Tank102 derart zusammengebaut, dass der Tank102 an seinen Enden verschlossen wird. Hierauf werden die Kappen106 ,107 an den Kernplatten103 montiert und daraufhin werden das Kühlmitteleinlassrohr104 und das Kühlmittelauslassrohr105 mit dem Tank102 zusammengebaut. Nachdem die jeweiligen Elemente zusammengebaut worden sind, wird der Lötvorgang an dem Wärmetauscher100 implementiert. - Wenn das Rohr
101 in Übereinstimmung mit dieser Ausführungsform durch die ersten und zweiten Platten111a und111b erstellt wird, die derart ineinander passen, dass die innere Rippe101b zwischen der ersten Platte111a und der zweiten Platte111b zu liegen kommt, wird das Risiko, dass Lötmaterial abgestreift wird, verringert, wenn die innere Rippe101b und die ersten und zweiten Platten111a ,111b zusammengebaut werden. - Da die einwärts vorspringende Höhendifferenz entlang jedem der Seitenrandabschnitte der zweiten Platte
111b gebildet ist, kommen die Passabschnitte101c im Wesentlichen auf derselben Höhe zu liegen wie die Außenwandfläche der zweiten Platte111b , wodurch die Außenwandfläche des Rohrs101 eine Oberfläche bilden kann, die im Wesentlichen bündig darüber liegt. Wenn deshalb das Rohr101 durch die Kernplatten103 geschoben wird, wird lediglich ein winziger Spalt zwischen einem Rand der Öffnung103a in der Kernplatte103 und der Außenwandfläche des Rohrs101 gebildet. Ein Verlöten der Rohre101 mit den Kernplatten103 kann dadurch sichergestellt werden und eine aus einer Störung beim Löten herrührende Leckage zwischen dem Kühlmitteldurchlass und den Abgasdurchlässen kann unterbunden werden. - Da das Rohr
101 dadurch erstellt wird, dass die ersten und zweiten Platten miteinander zusammengepasst werden, können die Rippen108 sowohl auf der ersten wie der zweiten Platte gebildet werden durch Pressformen und es ist kein spezieller Prozess erforderlich, die Rippen108 zu bilden. - Die ersten und zweiten Platten
111a ,111b weisen jeweils U-förmigen Querschnitt auf und können problemlos durch Pressformen oder dergleichen gebildet werden. - Als nächstes wird eine zweite Ausführungsform, die nicht den Ansprüchen entspricht, erläutert. Während in der vorstehend angeführten Ausführungsform das Rohr so erläutert wurde, dass die darüber angeordnete Platte dazu ausgelegt ist, in das Innere zu passen, wie in
5 gezeigt, kann eine Konstruktion zur Anwendung gelangen, demnach eine zweite Platte211b , die unter einem Paar von Platten211a ,211b zu liegen kommt, die ein Rohr201 bilden, in das Innere passen kann. Es wird bemerkt, dass bei der Erläuterung der zweiten Ausführungsform dieselben Bezugsziffern verwendet werden für ähnliche Bestandteile wie bei der ersten Ausführungsform. - Die Enden der ersten Platte
211a , die dazu ausgelegt ist, auf die Außenseite zu passen, sind abwärts gebogen, während die Enden der zweiten Platte211b , die dazu ausgelegt ist, ins Innere zu passen, aufwärts gebogen sind. Wenn dies der Fall ist, sind die Enden der jeweiligen Platte derart gebogen, dass ein Winkel, unter dem die Enden der ersten Platte gebogen sind, größer ist als ein Winkel, unter dem die Enden der zweiten Platte gebogen sind. Es wird bemerkt, dass die gebogenen Abschnitte der jeweiligen Platten211a ,211b Passabschnitte201c bilden, wenn die ersten und die zweiten Platten dazu veranlasst sind, miteinander zusammenzupassen. - Die gebogenen Abschnitte der zweiten Platte
211b stehen einwärts vom Rohr201 vor und eine Höhendifferenz211c ist an jedem der gebogenen Abschnitte gebildet und im Wesentlichen gleich der Dicke der ersten Platte211a . Die Enden der zweiten Platte211b weisen jeweils eine Länge auf, die gleich oder länger ist als etwa eine Hälfte der Höhe des Rohrs201 (eine Breite in vertikaler Richtung in der Ansicht von5 ) und damit weist jedes eine ausreichende Lötfläche auf. Andererseits sind die Enden der ersten Platte211a dazu ausgelegt, sich über den Höhenunterschieden zu erstrecken, wenn die erste Platte211a veranlasst wird, auf die zweite Platte211b zu passen. - Sowohl die erste wie die zweite Platte
211a ,211b sind dazu ausgelegt, miteinander derart zusammenzupassen, dass die erste Platte211a darüber und außerhalb zu liegen kommt, während die zweite Platte211b darunter sowie innerhalb mit einer inneren Rippe101b zu liegen kommt, die darin eingeschlossen ist und die erste Platte211a , die oben zu liegen kommt, ist so festgeklemmt, dass die teilweise die zweite Platte211b umhüllt bzw. umgreift. - Wenn die Höhenunterschiede
211c auf der zweiten Platte211b gebildet sind, die einwärts vorsteht, ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform, kann die Außenwandfläche des Rohrs201 im Wesentlichen darüber bündig liegen und gute Löteigenschaften können bereit gestellt werden, wenn das Rohr201 mit den Kernplatten103 verlötet wird. - Wenn Abgase das Rohr
201 durchsetzen, wenn die Abgase durch Kühlmittel gekühlt werden, wird Kondensat erzeugt und es kann der Fall auftreten, dass derart erzeugtes Kondensat im Innern des Rohrs201 zurückbleibt. In dem Fall, dass Kondensat in Kontakt mit Lötflächen der Passabschnitte211c gelangt, besteht die Möglichkeit, dass die Lötflächen korrodiert werden durch Korrodieren von Bestandteilen, die im Kondensat enthalten sind. In Übereinstimmung mit der Ausführungsform der Erfindung erstrecken sich jedoch die Endabschnitte der zweiten Platte211b , die im Innern zu liegen kommt, in Aufwärtsrichtung, und selbst dann, wenn das Kondensat im Innern des Rohrs201 zurückbleibt, kann das Kondensat nicht in Kontakt mit den Lötflächen der Passabschnitte211c gelangen. Folglich kann die Korrosion der Passabschnitte211c unterbunden werden und die Beständigkeit gegenüber Korrosion des EGR-Gaswärmetauschers kann verbessert werden. - Wenn das Rohr
201 in Übereinstimmung mit der zweiten Ausführungsform asymmetrische Konfiguration bei vertikaler Betrachtung aufweist, kann ein Montagefehler verhindert werden, der anderweitig auftreten würde, wenn das Rohr durch die Kernplatten103 geführt wird, wenn es an einem Tank montiert wird. - Als nächstes wird eine dritte Ausführungsform erläutert. Während in der vorstehend genannten Ausführungsform die Höhendifferenzen auf der Platte gebildet sind, die dazu ausgelegt ist, im Innern passend positioniert zu werden, und während die Verbindungsabschnitte der Platte, die dazu ausgelegt sind, außen passend positioniert zu werden, auf der Höhendifferenz angeordnet sind, können selbst dann Vorteile ähnlich denjenigen der ersten und zweiten Ausführungsformen erzielt werden, wenn die Enden der Verbindungsabschnitte der Platte, die auf der Außenseite passend angebracht ist, zusammengeklappt bzw. gefaltet werden, um geklemmt zu werden, um die Höhendifferenzen auf der Platte, die passend im Innern positioniert wird, auszugleichen, so dass die Enden der Verbindungsabschnitte derart konfiguriert sind, dass sie der Außenwandfläche des Rohrs folgen. Es wird bemerkt, dass dieselben Bezugsziffern verwendet werden, um ähnliche Bestandteile zu erläutern wie unter Bezug auf die erste Ausführungsform.
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6 zeigt eine Querschnittsansicht eines Rohrs301 in Übereinstimmung mit der dritten Ausführungsform der Erfindung. Die ersten und zweiten Platten311a ,311b sind im Wesentlichen ähnlich zu denjenigen der zweiten Ausführungsform aufgebaut. Auf der zweiten Platte311b , die in das Innere eingepasst ist, ist jedoch kein Höhenunterschied gebildet. Die erste Platte311a , die darüber angeordnet ist, reicht bis zu den gebogenen Abschnitten der zweiten Platte311b und distale Enden der ersten Platte311a sind so gebildet, dass sie verjüngt verlaufen, so dass ihre Enden derart gebildet sind, dass sie den gebogenen Abschnitten der zweiten Platte311b folgen. Hierdurch kann die Außenwandfläche des Rohrs301 im Wesentlichen bündig gebildet werden, wodurch gute Löteigenschaften bereit gestellt werden, wenn das Rohr301 mit den Kernplatten103 verlötet wird. - Als nächstes wird eine vierte Ausführungsform erläutert. Während in den vorstehend angeführten Ausführungsformen die Rohre gebildet werden, indem die ersten und zweiten Platten mit unterschiedlichen Konfigurationen miteinander zusammengepasst werden, kann selbst dann, wenn das Rohr erstellt wird, indem die Platten mit identischer Konfiguration zusammengebaut werden, ein Vorteil erzielt werden, der identisch ist zu demjenigen gemäß der ersten Ausführungsform. Es wird bemerkt, dass dieselben Bezugsziffern verwendet werden, um ähnliche Bestandteile zu beschreiben wie in der ersten Ausführungsform.
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7 zeigt eine Querschnittsansicht eines Rohrs401 in Übereinstimmung mit einer vierten Ausführungsform der Erfindung und das Rohr401 wird gebildet, indem zwei Platten411 identischer Konfiguration veranlasst zu werden, miteinander zusammenzupassen, wenn sie aufeinander zu weisen. Enden der Platte411 sind derart umgebogen, dass sie Passabschnitte bilden, wenn die Platten411 miteinander zusammengebaut bzw. zusammengepasst werden. Der gebogene Abschnitt411a der Platte411 ist länger gemacht als der andere gebogene Abschnitt411b der Platte und eine Höhendifferenz411c ist auf bzw. an dem Ende411a gebildet, dessen Höhe im Wesentlichen der Dicke der Platte411 entspricht, und das einwärts vom Rohr401 vorsteht. - Das Ende
411a der Platte411 ist in das andere Ende411b der anderen Platte eingepasst, um dadurch das Rohr401 zu bilden. Wenn dies der Fall ist, wird ein Zustand geschaffen, demnach das Ende411b an den Höhenunterschied411c eingepasst ist, wodurch die Außenwandfläche des Rohrs401 darüber im Wesentlichen bündig gebildet ist. Hierdurch können gute Löteigenschaften bereit gestellt werden, wenn das Rohr401 mit den Kernplatten103 verlötet wird. - Während die Ausführungsformen dahingehend erläutert wurden, dass die Rohre in einer einzigen Reihe übereinander angeordnet bzw. gestapelt sind, können die Rohre auch derart erstellt sein, dass sie in mehreren Reihen übereinander bzw. gestapelt sind und die Anzahl der übereinander anzuordnenden Rohre und der Reihen der übereinander angeordneten Rohre sind nicht auf spezielle Anzahlen beschränkt.
- Es erübrigt sich, darauf hinzuweisen, dass die Erfindung selbst dann umgesetzt werden kann, wenn andere Lötmaterialien als Ni-Systeme verwendet werden. Selbst dann, wenn das Lötmaterial aufgesprüht wird oder wenn ein Lötmaterial in Folienform anstelle des Auftragens von pastenartigem Lötmaterial verwendet wird, kann dieselbe Wirkung erzielt werden.
Claims (5)
- Abgaswärmetauscher, aufweisend mehrere Rohre (401), die derart übereinander angeordnet sind, dass sie parallel zueinander liegen, und durch die Abgase von einem Verbrennungsmotor strömen, einen Tank (102), in dem die mehreren Rohre (401) enthalten sind, einen Kühlmitteldurchlass, der im Innern des Tanks (102) gebildet und dazu ausgelegt ist, Kühlmittel um die Rohre (401) strömen zu lassen, Kappen (106, 107), die mit Enden des Tanks (102) verbunden sind, um Abgase zu den mehreren Rohren zu verteilen oder Abgase zu sammeln, die durch die mehreren Rohre geströmt sind, und Kernplatten (103) mit Öffnungen (103a), durch die die Enden der mehreren Rohre (401) jeweils hindurch treten und die dazu ausgelegt sind, Trennwände zwischen den Kappen (106, 107) und dem Kühlmitteldurchlass zu bilden, wenn sie verlötet werden, wobei die Rohre (401) jeweils erste und zweite Platten (111a, 111b; 411) aufweisen, die jeweils im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt besitzen und dazu ausgelegt sind, miteinander derart zusammenzupassen, dass sie aufeinander zu weisen, wobei die Rohre (401) jeweils einen abgeflachten, im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweisen, wobei eine innere Rippe (101b) in dem Rohr (401) angeordnet und dazu ausgelegt ist, einen Wärmetausch zwischen den Abgasen und Kühlmittel zu fördern, die zweite Platte (111b; 411) derart angebracht oder eingepasst ist, dass die zweite Platte im Innern der ersten Platte (111a; 411) zu liegen kommt, ein Höhenunterschied (411c) auf jedem von Abschnitten der zweiten Platte (111b; 411) gebildet ist, auf der die erste Platte (111a; 411) angebracht ist, wobei der Höhenunterschied (411c) im Wesentlichen gleich der Dicke der ersten Platte ist, einwärts vom Rohr vorsteht, und in einem Abschnitt der kurzen Seite des im Wesentlichen rechteckigen Querschnitts ausgebildet ist.
- Abgaswärmetauscher, aufweisend mehrere Rohre (301), die derart übereinander angeordnet oder gestapelt sind, dass sie parallel zueinander verlaufen, und durch die Abgase von einem Verbrennungsmotor strömen, einen Tank (102), in dem die mehreren Rohre (301) aufgenommen sind, einen Kühlmitteldurchlass, der im Innern des Tanks (102) gebildet und so erstellt ist, dass Kühlmittel um die Rohre (301) strömen kann, Kappen (106, 107), die mit Enden der mehreren Rohre (301)zum Verteilen von Abgasen zu den mehreren Rohren oder zum Sammeln von Abgasen verbunden sind, die durch die mehreren Rohre geströmt sind, und Kernplatten (103) mit Öffnungen (103a), durch die die Enden der mehreren Rohre (301) jeweils hindurch treten und die dazu ausgelegt sind, Trennwände zwischen den Kappen und dem Kühlmitteldurchlass zu bilden, und die verlötet sind, wobei die Rohre (301) jeweils erste und zweite Platten (311a, 311b) aufweisen, die jeweils im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt aufweisen und dazu ausgelegt sind, derart miteinander zusammenzupassen, dass sie aufeinander zu weisen, wobei eine innere Rippe in dem Rohr (301) angeordnet und dazu ausgelegt ist, einen Wärmetausch zwischen den Abgasen und Kühlmittel zu fördern, die erste Platte (311a) auf der Außenseite der zweiten Platte (311b) angebracht ist, und wobei Enden (312) von Abschnitten der ersten Platte (311a), die auf der zweiten Platte (311b) angeordnet sind, so konfiguriert sind, dass sie gebogenen Abschnitten der zweiten Platte folgen, die aus dem Biegen oder Umbiegen der zweiten Platte resultieren, und dass sie verjüngt verlaufen.
- Abgaswärmetauscher nach
Anspruch 1 , wobei die erste Platte (411) und die zweite Platte (411) dieselbe Konfiguration besitzen. - Abgaswärmetauscher nach
Anspruch 1 , wobei die erste Platte (111a; 411) und die zweite Platte (111b; 411) miteinander derart zusammengepasst sind, dass die ersten und zweiten Platten in vertikaler Richtung aufeinander zu weisen, und dass die zweite Platte in der ersten Platte angeordnet ist, und wobei die Abschnitte der zweiten Platte, die in die erste Platte eingesetzt sind, aufwärts- oder hochgebogen sind. - Abgaswärmetauscher nach
Anspruch 1 , wobei die innere Rippe (101b) und das Rohr (401) mit Lötmaterial eines Ni-Systems verlötet sind, das auf Verbindungsabschnitte zwischen der inneren Rippe und dem Rohr aufgetragen ist.
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