DE112015005686T5 - heat exchangers - Google Patents

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Hiromi Ishikawa
Naohiro Takemoto
Hirohisa Okami
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Futaba Industrial Co Ltd
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Abstract

Es ist vorgesehen, dass der Wärmetauscher einen verbesserten Wärmetauschwirkungsgrad von einem Hochtemperaturfluid zu einem Niedertemperaturfluid aufweist. Der Wärmetauscher (30) umfasst eine Vielzahl von Platten (32) und eine Lamelle (50). Die Lamelle umfasst mindestens einen ersten Abschnitt (52) und mindestens einen zweiten Abschnitt (54). Der mindestens eine erste Abschnitt ist eine Wandfläche, die die mindestens eine erste Öffnung (56) umfasst. Der mindestens eine zweite Abschnitt, der mit dem ersten Abschnitt gepaart ist, ist eine Wandfläche, die sich von dem ersten Abschnitt unterscheidet. Der zweite Abschnitt umfasst eine zweite Öffnung (60), die mit einer entsprechenden der mindestens einen ersten Öffnung gepaart ist. Die Lamelle umfasst überdies mindestens ein Öffnungspaar, das ein Paar von der ersten Öffnung und der zweiten Öffnung ist. Das mindestens eine Öffnungspaar weist ein nicht-überlappendes Positionsverhältnis auf, in dem die gepaarte erste Öffnung und zweite Öffnung zumindest teilweise nicht-überlappend entlang einer Strömungsrichtung eines zweiten Fluids sind.It is envisaged that the heat exchanger will have improved heat exchange efficiency from a high temperature fluid to a low temperature fluid. The heat exchanger (30) comprises a plurality of plates (32) and a lamella (50). The blade comprises at least a first portion (52) and at least a second portion (54). The at least one first portion is a wall surface that includes the at least one first opening (56). The at least one second portion paired with the first portion is a wall surface different from the first portion. The second portion includes a second opening (60) mated with a corresponding one of the at least one first opening. The blade further includes at least one pair of openings that is a pair of the first opening and the second opening. The at least one aperture pair has a non-overlapping positional relationship in which the paired first aperture and second aperture are at least partially non-overlapping along a flow direction of a second fluid.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGCROSS-REFERENCE TO RELATED APPLICATION

Diese internationale Anmeldung beansprucht den Vorteil der japanischen Patentanmeldung Nummer 2014-255334 , eingereicht am Mittwoch, 17. Dezember 2014, beim japanischen Patentamt, und die gesamte Offenbarung der Patentanmeldung Nummer 2014-255334 , auf die in diesem Dokument verwiesen wird.This international application claims the advantage of Japanese Patent Application Number 2014-255334 , filed on Wednesday, December 17, 2014, at Japanese Patent Office, and the entire disclosure of patent application number 2014-255334 to which reference is made in this document.

GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION

Die vorliegende Offenbarung betrifft einen Wärmetauscher.The present disclosure relates to a heat exchanger.

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIKGENERAL PRIOR ART

Bekannt ist eine Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung, die mit einem Wärmetauscher versehen ist, um Wärme zwischen Abgas aus einem Verbrennungsmotor als Hochtemperaturfluid und einem Niedertemperaturfluid auszutauschen, und die Abwärme zurückgewinnt (siehe nachfolgendes Patentdokument 1). Der in Patentdokument 1 beschriebene Wärmetauscher ist ein Wärmetauscher mit gestapelten Platten, der eine Vielzahl von gestapelten Platten umfasst, die einen Strömungsraum aufweisen, durch den das Niedertemperaturfluid strömt. Die Platte des in Patentdokument 1 beschriebenen Wärmetauschers umfasst einen konvexen Abschnitt, der von einer Außenfläche der Platte hervorsteht.Known is an exhaust heat recovery device which is provided with a heat exchanger to exchange heat between exhaust gas from an internal combustion engine as a high-temperature fluid and a low-temperature fluid, and the waste heat recovered (see Patent Document 1 below). The heat exchanger described in Patent Document 1 is a stacked plate heat exchanger comprising a plurality of stacked plates having a flow space through which the low-temperature fluid flows. The plate of the heat exchanger described in Patent Document 1 includes a convex portion that protrudes from an outer surface of the plate.

DOKUMENTE DES STANDS DER TECHNIKDOCUMENTS OF THE STATE OF THE ART

PATENTDOKUMENTEPATENT DOCUMENTS

  • Patentdokument 1: Internationale Veröffentlichung WO2014/014080 .Patent Document 1: International Publication WO2014 / 014080 ,

KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNGBRIEF SUMMARY OF THE INVENTION

VON DER ERFINDUNG ZU LÖSENDE AUFGABENTASKS TO BE SOLVED BY THE INVENTION

Bei dem Wärmetauscher, der in Patentdokument 1 beschrieben ist, wird durch Bereitstellen eines konvexen Abschnitts an die Außenfläche der Platte ein Flächenbereich der Außenfläche der Platte vergrößert, um dadurch eine Wärmetauschrate zwischen dem Niedertemperaturfluid und dem Hochtemperaturfluid zu verbessern.In the heat exchanger described in Patent Document 1, by providing a convex portion to the outer surface of the plate, a surface area of the outer surface of the plate is increased to thereby improve a heat exchange rate between the low-temperature fluid and the high-temperature fluid.

Im Allgemeinen müssen Wärmetauscher eine Verbesserung der Wärmetauschrate von einem Hochtemperaturfluid zu einem Niedertemperaturfluid erreichen, und es kann ein Wärmetauscher gewünscht werden, der eine höhere Wärmetauschrate erreicht als die des Wärmetauschers, der in Patentdokument 1 beschrieben wird.In general, heat exchangers must achieve an improvement in heat exchange rate from a high-temperature fluid to a low-temperature fluid, and a heat exchanger that achieves a higher heat exchange rate than that of the heat exchanger described in Patent Document 1 may be desired.

Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Offenbarung wird entsprechend bevorzugt, einen Wärmetauscher bereitzustellen, der eine verbesserte Wärmetauschrate von einem Hochtemperaturfluid zu einem Niedertemperaturfluid ermöglicht.Accordingly, according to one aspect of the present disclosure, it is preferred to provide a heat exchanger that allows for an improved heat exchange rate from a high temperature fluid to a low temperature fluid.

MITTEL ZUM LÖSEN DER AUFGABENMEANS TO SOLVE THE TASKS

Ein Gesichtspunkt der vorliegenden Offenbarung ist ein Wärmetauscher, der Wärme zwischen einem ersten Fluid und einem zweiten Fluid austauscht. Der Wärmetauscher umfasst eine Vielzahl von Platten und eine Lamelle. Die Vielzahl von Platten umfasst einen Strömungspfad, durch den das erste Fluid strömt. Die Lamelle koppelt gegenseitig benachbarte Platten der Vielzahl von Platten. Überdies umfasst die Lamelle mindestens einen ersten Abschnitt und mindestens einen zweiten Abschnitt.One aspect of the present disclosure is a heat exchanger that exchanges heat between a first fluid and a second fluid. The heat exchanger comprises a plurality of plates and a lamella. The plurality of plates includes a flow path through which the first fluid flows. The fin couples mutually adjacent plates of the plurality of plates. Moreover, the blade comprises at least a first portion and at least a second portion.

Von diesen Abschnitten ist der erste Abschnitt eine Wandfläche, die mindestens eine erste Öffnung umfasst. Der zweite Abschnitt ist eine Wandfläche, die mit dem ersten Abschnitt gepaart wird, und unterscheidet sich von dem ersten Abschnitt. Der zweite Abschnitt umfasst eine zweite Öffnung, die mit einer entsprechenden der mindestens einen ersten Öffnung gepaart wird.Of these sections, the first section is a wall surface that includes at least a first opening. The second portion is a wall surface paired with the first portion and different from the first portion. The second portion includes a second opening that mates with a corresponding one of the at least one first opening.

In der Lamelle des einen Gesichtspunkts der vorliegenden Offenbarung stellen der gepaarte erste Abschnitt und zweite Abschnitt einen wellenförmigen Teil bereit. Überdies ist die Lamelle derart, dass der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt jeweils in einer Richtung angeordnet sind, die orthogonal ist zu einer Strömungsrichtung des zweiten Fluids. Die Lamelle umfasst überdies mindestens ein Öffnungspaar, das ein Paar von der ersten Öffnung und der zweiten Öffnung ist. Das mindestens eine Öffnungspaar weist ein nicht-überlappendes Positionsverhältnis auf, bei dem die gepaarte erste Öffnung und zweite Öffnung zumindest teilweise nicht-überlappend entlang der Strömungsrichtung des zweiten Fluids sind.In the fin of the one aspect of the present disclosure, the paired first portion and second portion provide a wave-shaped part. Moreover, the fin is such that the first portion and the second portion are each arranged in a direction orthogonal to a flow direction of the second fluid. The blade further includes at least one pair of openings that is a pair of the first opening and the second opening. The at least one aperture pair has a non-overlapping positional relationship in which the paired first aperture and second aperture are at least partially non-overlapping along the flow direction of the second fluid.

Das heißt, dass sich die Lamelle eines Gesichtspunkts der vorliegenden Offenbarung derart ausdehnt, dass die Wandflächen orthogonal zu der Strömungsrichtung des zweiten Fluids sind. Somit berührt das zweite Fluid die gesamten Wandflächen der Lamelle, und es kann ein großer Kontaktbereich erhalten werden.That is, the fin of one aspect of the present disclosure expands such that the wall surfaces are orthogonal to the flow direction of the second fluid. Thus, the second fluid contacts the entire wall surfaces of the fin, and a large contact area can be obtained.

Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Offenbarung trifft das zweite Fluid, das durch die erste Öffnung der Lamelle gelangt ist, überdies auf eine Fläche des zweiten Abschnitts, der der ersten Öffnung gegenüberliegt. Im Bereich des zweiten Abschnitts, auf den das Fluid trifft, wird ein Strom des zweiten Fluids gestört; somit ist es möglich, das Bilden einer Grenzschicht in dem Bereich des zweiten Abschnitts, auf den das Fluid trifft, zu unterbinden. Entsprechend ermöglicht der Wärmetauscher gemäß einem Gesichtspunkt vorliegenden Offenbarung, das Bilden der Grenzschicht zwischen dem zweiten Fluid und der Lamelle zu unterbinden und ermöglicht eine wirksame Wärmeübertragung vom zweiten Fluid zum ersten Fluid.Moreover, according to one aspect of the present disclosure, the second fluid that has passed through the first opening of the fin encounters a surface of the second portion that is the first Opposite opening. In the region of the second section, which is hit by the fluid, a flow of the second fluid is disturbed; thus, it is possible to inhibit the formation of a boundary layer in the region of the second portion to which the fluid impinges. Accordingly, according to one aspect of the present invention, the heat exchanger allows for inhibiting the formation of the boundary layer between the second fluid and the fin, and enables efficient heat transfer from the second fluid to the first fluid.

Mit anderen Worten ermöglicht der Wärmetauscher gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Offenbarung eine weitere Verbesserung der Wärmetauschrate von einem Hochtemperaturfluid zu einem Niedertemperaturfluid. Gemäß einem Gesichtspunkt vorliegenden Offenbarung kann der Wärmetauscher als ein Wärmetauscher ausgestaltet sein, bei dem zylindrische Platten in einer axialen Richtung gestapelt sind. In diesem Fall kann die Lamelle gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Offenbarung entlang einer Umfangsrichtung der Platten angeordnet sein.In other words, according to one aspect of the present disclosure, the heat exchanger enables further improvement of the heat exchange rate from a high-temperature fluid to a low-temperature fluid. According to one aspect of the present disclosure, the heat exchanger may be configured as a heat exchanger in which cylindrical plates are stacked in an axial direction. In this case, according to one aspect of the present disclosure, the sipe may be arranged along a circumferential direction of the plates.

Bei dem zuvor erwähnten Wärmetauscher kann die Strömungsrichtung des zweiten Fluids in einer Richtung entlang einer radialen Richtung erfolgen. Bei dem Wärmetauscher gemäß einem Gesichtspunkt vorliegenden Offenbarung strömt das erste Fluid überdies entlang der Umfangsrichtung der Platten. Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Offenbarung kann gemäß dem Wärmetauscher die Strömungsrichtung des zweiten Fluids somit in einer Richtung erfolgen, die orthogonal zu der Strömungsrichtung des ersten Fluids ist. Gemäß dem Wärmetauscher gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Offenbarung wird überdies erreicht, dass die Strömungsrichtung des zweiten Fluids in einer Richtung erfolgt, die orthogonal zu der Strömungsrichtung des ersten Fluids über allen radialen Richtungen der Platten ist, das heißt, über einen kompletten Strömungsbereich des zweiten Fluids.In the aforementioned heat exchanger, the flow direction of the second fluid may be in a direction along a radial direction. Moreover, in the heat exchanger according to one aspect of the present disclosure, the first fluid flows along the circumferential direction of the plates. Thus, according to one aspect of the present disclosure, according to the heat exchanger, the flow direction of the second fluid may be in a direction orthogonal to the flow direction of the first fluid. Moreover, according to the heat exchanger according to one aspect of the present disclosure, it is achieved that the flow direction of the second fluid is in a direction orthogonal to the flow direction of the first fluid over all radial directions of the plates, that is, over a complete flow area of the second fluid ,

Bei dem mindestens einen Öffnungspaar des Wärmetauschers gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Offenbarung können die gepaarte erste Öffnung und zweite Öffnung entlang der Strömungsrichtung des zweiten Fluids komplett nicht-überlappend sein. Gemäß dem zuvor erwähnten Wärmetauscher kann ein großer Bereich des zweiten Abschnitts von dem zweiten Fluid, das durch die erste Öffnung gelangt ist, getroffen werden. Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Offenbarung ermöglicht der Wärmetauscher somit, das Bilden der Grenzschicht um einen Bereich des zweiten Abschnitts herum, der der ersten Öffnung gegenüberliegt, über eine große Fläche zu unterbinden.In the at least one opening pair of the heat exchanger according to one aspect of the present disclosure, the paired first opening and second opening along the flow direction of the second fluid may be completely non-overlapping. According to the aforementioned heat exchanger, a large area of the second portion may be struck by the second fluid having passed through the first opening. Thus, according to one aspect of the present disclosure, the heat exchanger enables the formation of the boundary layer around a portion of the second portion opposite to the first opening over a large area.

Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Offenbarung kann die Lamelle in dem Wärmetauscher derart sein, dass alle Öffnungspaare jeweils ein nicht-überlappendes Positionsverhältnis aufweisen. Gemäß dem zuvor erwähnten Wärmetauscher kann ein viel größerer Bereich des zweiten Abschnitts von dem zweiten Fluid, das durch die erste Öffnung gelangt ist, getroffen werden. Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Offenbarung ermöglicht der Wärmetauscher somit, das Bilden der Grenzschicht um einen Bereich des zweiten Abschnitts herum, der der ersten Öffnung gegenüberliegt, auf einer viel größeren Fläche zu unterbinden.According to one aspect of the present disclosure, the fin in the heat exchanger may be such that all aperture pairs each have a non-overlapping positional relationship. According to the aforementioned heat exchanger, a much larger area of the second portion may be struck by the second fluid having passed through the first opening. Thus, according to one aspect of the present disclosure, the heat exchanger allows the formation of the boundary layer around a portion of the second portion opposite to the first opening on a much larger area.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

1 ist eine perspektivische Ansicht, die ein schematisches äußeres Erscheinungsbild einer Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung in einer Ausführungsform zeigt. 1 FIG. 15 is a perspective view showing a schematic external appearance of an exhaust heat recovery device in an embodiment. FIG.

2 ist eine Querschnittsansicht der Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung mit geschlossenem Ventil entlang einer Linie II-II in 1. 2 FIG. 12 is a cross-sectional view of the exhaust valve closed loop heat recovery device taken along a line II-II in FIG 1 ,

3 ist eine Seitenansicht eines Wärmetauschers. 3 is a side view of a heat exchanger.

4 ist eine perspektivische Ansicht, die eine äußere Erscheinungsform einer Platte und einer Lamelle zeigt. 4 Fig. 15 is a perspective view showing an outer appearance of a plate and a fin.

5 ist eine perspektivische Ansicht, die eine äußere Erscheinungsform einer Lamelle zeigt. 5 FIG. 12 is a perspective view showing an external appearance of a fin. FIG.

6 ist eine Draufsicht der Lamelle. 6 is a plan view of the slat.

ERKLÄRUNG DER BEZUGSZEICHENDECLARATION OF THE REFERENCE SIGNS

  • 1...Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung, 2...Abgasabschnitt, 4...Ummantelungselement, 6...Wärmetauschabschnitt, 8...Einströmabschnitt, 10...Ventil, 12, 14...Abgasleitung, 16...stromaufwärtiges Ende, 18...stromabwärtiges Abgasende, 20...äußeres Ummantelungselement, 22...Deckelelement, 24...Halteelement, 28...Wärmetauschkammer, 30...Wärmetauscher, 32...Platte, 34...erster Plattenabschnitt, 36...zweiter Plattenabschnitt, 38...erster Kommunikationsabschnitt, 39...zweiter Kommunikationsabschnitt, 40...erster zylindrischer Abschnitt, 42...zweiter zylindrischer Abschnitt, 44...Einströmleitung, 46...Ausströmleitung, 50...Lamelle, 52...erster Abschnitt, 54...zweiter Abschnitt, 56...erste Öffnung, 58...erster Öffnungsabschnitt, 60...zweite Öffnung, 62...zweiter Öffnungsabschnitt, 64, 66...Spalt, 80...Einleitungselement, 102...Ventilkörper, 104...Ventilsitz, 108...Siebelement, 110...Verbrennungsmotor, 112...Abgas (zweites Fluid), 114...Kühlmittel (erstes Fluid) 1 ... exhaust heat recovery unit, 2 ... exhaust section, 4 ... casing member, 6 ... heat exchange section, 8th ... inflow, 10 ...Valve, 12 . 14 ... exhaust pipe, 16 ... upstream end, 18 ... downstream exhaust end, 20 ... outer jacket element, 22 ... cover element, 24 ... holding element, 28 ... heat exchange chamber 30 ... Heat exchanger, 32 ...Plate, 34 ... first plate section, 36 ... second plate section, 38 ... first communication section, 39 ... second communication section, 40 ... first cylindrical section, 42 ... second cylindrical section, 44 ... inflow, 46 ... outflow, 50 ... lamella 52 ...first section, 54 ...second part, 56 ... first opening, 58 ... first opening section, 60 ... second opening, 62 ... second opening section, 64 . 66 ...Gap, 80 ... introduction element, 102 ... valve body, 104 ... valve seat 108 ... sieve, 110 ... internal combustion engine, 112 ... exhaust (second fluid), 114 ... coolant (first fluid)

AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG EMBODIMENT OF THE INVENTION

Nachfolgend wird eine Ausführungsform als ein Beispiel der vorliegenden Offenbarung mit Bezug auf die Zeichnungen erklärt.Hereinafter, an embodiment as an example of the present disclosure will be explained with reference to the drawings.

<Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung><Exhaust heat recovery unit>

Eine in 1 gezeigte Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung ist in einem bewegten Körper installiert, der einen Verbrennungsmotor 110 umfasst. Die Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung 1 tauscht Wärme zwischen Abgas 112 von dem Verbrennungsmotor 110 als ein Hochtemperaturfluid und einem Kühlmittel 114 des Verbrennungsmotors 110 als ein Niedertemperaturfluid, um dadurch Wärme von dem Abgas 112 zurückzugewinnen. Das Abgas 112 in der vorliegenden Ausführungsform ist ein Beispiel „eines zweiten Fluids“ der vorliegenden Offenbarung, und das Kühlmittel 114 ist ein Beispiel „eines ersten Fluids“ der vorliegenden Offenbarung. Das Kühlmittel 114 der vorliegenden Ausführungsform kann Kühlwasser oder Öl sein.An in 1 shown exhaust heat recovery device is installed in a moving body, which is an internal combustion engine 110 includes. The exhaust heat recovery device 1 exchanges heat between exhaust gas 112 from the internal combustion engine 110 as a high-temperature fluid and a coolant 114 of the internal combustion engine 110 as a low-temperature fluid to thereby heat from the exhaust gas 112 recover. The exhaust 112 In the present embodiment, an example of "a second fluid" of the present disclosure, and the coolant 114 is an example of "a first fluid" of the present disclosure. The coolant 114 The present embodiment may be cooling water or oil.

Die Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform umfasst einen Abgasabschnitt 2, ein Ummantelungselement 4, einen Wärmetauschabschnitt 6 (siehe 2), einen Einströmabschnitt 8 (siehe 2) und ein Ventil 10. Der Abgasabschnitt 2 umfasst einen Pfad, der Abgase 112 von dem Verbrennungsmotor 110 stromabwärtig führt. Das Ummantelungselement 4 ist ein Element, das eine Außenseite des Abgasabschnitts 2 abdeckt.The exhaust heat recovery device 1 The present embodiment includes an exhaust section 2 , a sheath element 4 a heat exchange section 6 (please refer 2 ), an inflow section 8th (please refer 2 ) and a valve 10 , The exhaust section 2 includes a path that exhaust 112 from the internal combustion engine 110 downstream leads. The sheath element 4 is an element that has an outside of the exhaust section 2 covers.

Der Wärmetauschabschnitt 6 umfasst einen Wärmetauscher 30 (siehe 2), der zwischen dem Abgasabschnitt 2 und dem Ummantelungselement 4 angeordnet ist, und er führt Wärmetausch durch zwischen dem Abgas 112 als Hochtemperaturfluid und dem Niedertemperaturfluid, das im Inneren von Platten 32 des Wärmetauschers 30 strömt.The heat exchange section 6 includes a heat exchanger 30 (please refer 2 ), which is between the exhaust section 2 and the sheath element 4 is arranged, and it performs heat exchange between the exhaust gas 112 as a high temperature fluid and the low temperature fluid inside plates 32 of the heat exchanger 30 flows.

Der Einströmabschnitt 8 ist ein Abschnitt, in dem das Abgas 112 von dem Abgasabschnitt 2 in den Wärmetauschabschnitt 6 strömt. Das Ventil 10, das ein bekanntes Ventil ist, das einen Pfad öffnet und schließt, ist stromabwärtig von dem Einströmabschnitt 8 entlang eines Strömungspfads des Abgases 112 im Abgasabschnitt 2 angeordnet.The inflow section 8th is a section where the exhaust gas 112 from the exhaust section 2 in the heat exchange section 6 flows. The valve 10 , which is a known valve that opens and closes a path, is downstream of the inflow section 8th along a flow path of the exhaust gas 112 in the exhaust section 2 arranged.

<Ausgestaltung der Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung><Design of the exhaust heat recovery device>

Nachfolgend wird eine Beschreibung einer Ausgestaltung der Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung 1 gegeben.Hereinafter, a description will be given of an embodiment of the exhaust heat recovery device 1 given.

Wie in 2 gezeigt, umfasst der Abgasabschnitt 2 eine Abgasleitung 12. Die Abgasleitung 12 ist ein zylindrisches Element. Das Abgas 112 aus dem Verbrennungsmotor 110 strömt in die Abgasleitung 12.As in 2 shown, includes the exhaust section 2 an exhaust pipe 12 , The exhaust pipe 12 is a cylindrical element. The exhaust 112 from the internal combustion engine 110 flows into the exhaust pipe 12 ,

Das Ummantelungselement 4 umfasst eine Abgasleitung 14, ein äußeres Ummantelungselement 20, ein Deckelelement 22 und ein Halteelement 24. Die Abgasleitung 14 ist ein allgemein zylindrisches Element, das ein stromaufwärtiges Ende 16 als ein Ende umfasst, das eine Öffnung mit einem Innendurchmesser aufweist, der größer ist als ein Außendurchmesser der Abgasleitung 12. In einem Innenraum der Abgasleitung 14 an dem stromaufwärtigen Ende 16 ist ein stromabwärtiges Abgasende 18 der Abgasleitung 12, das ein gegenüberliegendes Ende eines stromaufwärtigen Endes ist, in einem berührungslosen Zustand mit dem Ummantelungselement 4 angeordnet.The sheath element 4 includes an exhaust pipe 14 , an outer sheath element 20 , a lid element 22 and a holding element 24 , The exhaust pipe 14 is a generally cylindrical member having an upstream end 16 as an end having an opening with an inner diameter that is larger than an outer diameter of the exhaust pipe 12 , In an interior of the exhaust pipe 14 at the upstream end 16 is a downstream exhaust end 18 the exhaust pipe 12 which is an opposite end of an upstream end in a non-contact state with the sheath member 4 arranged.

Das äußere Ummantelungselement 20 ist ein zylindrisches Element mit einem Innendurchmesser, der größer ist als ein Durchmesser der Abgasleitung 12. Ein stromabwärtiges Ende des äußeren Ummantelungselements 20 ist an das stromaufwärtige Ende 16 der Abgasleitung 14 gekoppelt. Das Deckelelement 22 schließt eine stromaufwärtige Öffnung des äußeren Ummantelungselements 20 entlang des Strömungspfads des Abgases 112 in der Abgasleitung 12.The outer sheath element 20 is a cylindrical member having an inner diameter larger than a diameter of the exhaust pipe 12 , A downstream end of the outer jacket member 20 is at the upstream end 16 the exhaust pipe 14 coupled. The cover element 22 closes an upstream opening of the outer sheath element 20 along the flow path of the exhaust gas 112 in the exhaust pipe 12 ,

Mit anderen Worten stellen das äußere Ummantelungselement 20, das Deckelelement 22 und die Abgasleitung 12 eine Wärmetauschkammer 28 bereit, die ein ringförmiger Raum ist, der von dem äußeren Ummantelungselement 20, dem Deckelelement 22 und der Abgasleitung 12 umgeben ist. Der Wärmetauscher 30, der in der Wärmetauschkammer 28 angeordnet ist, ist ein Wärmetauscher, in dem das Kühlmittel 114 strömt, und der so angeordnet ist, dass er einen Außenumfang der Abgasleitung 12 abdeckt.In other words, make the outer sheath element 20 , the lid element 22 and the exhaust pipe 12 a heat exchange chamber 28 ready, which is an annular space formed by the outer shell element 20 , the cover element 22 and the exhaust pipe 12 is surrounded. The heat exchanger 30 who is in the heat exchange chamber 28 is arranged, is a heat exchanger, in which the coolant 114 flows, and which is arranged so that it has an outer periphery of the exhaust pipe 12 covers.

<Ausgestaltung des Wärmetauschers><Configuration of the heat exchanger>

Wie in 3 gezeigt, umfasst der Wärmetauscher 30 der vorliegenden Ausführungsform eine Vielzahl von Platten 32-1 bis 32-N, eine Einströmleitung 44, eine Ausströmleitung 46 und eine Vielzahl von Lamellen 50-1 bis 50-M. Das heißt, der Wärmetauscher ist ein so genannter Wärmetauscher mit gestapelten Platten.As in 3 shown includes the heat exchanger 30 In the present embodiment, a plurality of plates 32-1 to 32-N , an inflow line 44 , an outflow line 46 and a variety of slats 50-1 to 50-M , That is, the heat exchanger is a so-called stacked plate heat exchanger.

Ein Symbol „N“, der ein Identifikator ist, der die Anzahl der Platten 32 angibt, ist hier eine positive ganze Zahl mit dem Wert 2 oder größer. Überdies ist ein Symbol M in der vorliegenden Ausführungsform ein Identifikator, der die Anzahl der Lamellen 50 angibt. Das Symbol M ist beispielsweise eine positive ganze Zahl, die um „1“ kleiner ist als N.A symbol "N", which is an identifier representing the number of plates 32 indicates here is a positive integer of 2 or greater. Moreover, in the present embodiment, a symbol M is an identifier that the number of slats 50 indicates. For example, the symbol M is a positive integer smaller by "1" than N.

Jede der Platten 32 umfasst einen Strömungspfad, durch den das Kühlmittel 114 strömt. Die Lamelle 50 koppelt gegenseitig benachbarte Platten 32 von der Vielzahl von Platten. Die Einströmleitung 44 ist eine Leitung, die verursacht, dass das Kühlmittel 114 von außerhalb des Wärmetauschers 30 in eine Platte 32 strömt. Die Ausströmleitung 46 ist eine Leitung, die verursacht, dass das Kühlmittel 114 von einer Platte 32 aus dem Wärmetauscher 30 strömt. Each of the plates 32 includes a flow path through which the coolant 114 flows. The slat 50 couples mutually adjacent plates 32 from the variety of plates. The inflow line 44 is a conduit that causes the coolant 114 from outside the heat exchanger 30 in a plate 32 flows. The discharge line 46 is a conduit that causes the coolant 114 from a plate 32 from the heat exchanger 30 flows.

Wie in 4 gezeigt, umfasst jede der Platten 32 einen ersten Plattenabschnitt 34 und einen zweiten Plattenabschnitt 36. Der erste Plattenabschnitt 34 ist ein ringförmiges Element. Der erste Plattenabschnitt 34 umfasst einen Wandabschnitt, der von einer Peripherie des ersten Plattenabschnitts 34 in eine gleiche Richtung hervorsteht. Der zweite Plattenabschnitt 36 ist ein ringförmiges Element. Der zweite Plattenabschnitt 36 umfasst einen Wandabschnitt, der von einer Peripherie des zweiten Plattenabschnitts 36 in eine gleiche Richtung hervorsteht.As in 4 shown includes each of the plates 32 a first plate section 34 and a second plate portion 36 , The first plate section 34 is an annular element. The first plate section 34 includes a wall portion extending from a periphery of the first plate portion 34 protruding in a same direction. The second plate section 36 is an annular element. The second plate section 36 includes a wall portion extending from a periphery of the second plate portion 36 protruding in a same direction.

Jede der Platten 32 wird durch Eingreifen des Wandabschnitts des ersten Plattenabschnitts 34 in den Wandabschnitt des zweiten Plattenabschnitts 36 ausgebildet. Jede der Platten 32 umfasst einen Spalt zwischen einer Innenfläche des ersten Plattenabschnitts 34 und einer Innenfläche des zweiten Plattenabschnitts 36. Der Spalt dient als Strömungsraum, in dem das Niedertemperaturfluid strömt, das heißt, ein Strömungspfad für das Kühlmittel 114.Each of the plates 32 is achieved by engaging the wall portion of the first plate portion 34 in the wall portion of the second plate portion 36 educated. Each of the plates 32 includes a gap between an inner surface of the first plate portion 34 and an inner surface of the second plate portion 36 , The gap serves as a flow space in which the low-temperature fluid flows, that is, a flow path for the coolant 114 ,

Jede der Platten 32 umfasst einen ersten Kommunikationsabschnitt 38 und einen zweiten Kommunikationsabschnitt 39. Von diesen Kommunikationsabschnitten umfasst der erste Kommunikationsabschnitt 38 einen Strömungspfad, durch den das Kühlmittel 114 aus der Einströmleitung 44 von stromaufwärtig nach stromabwärtig entlang des Strömungspfads des Abgases 112 in dem Abgasabschnitt 2 in eine benachbarte Platte 32 strömt. Der zweite Kommunikationsabschnitt 39 umfasst einen Strömungspfad, durch den das Kühlmittel 114 von stromabseits der Ausströmleitung 46 entlang des Strömungspfads des Abgases 112 in dem Abgasabschnitt 2 in eine benachbarte Platte 32 strömt.Each of the plates 32 includes a first communication section 38 and a second communication section 39 , Of these communication sections, the first communication section comprises 38 a flow path through which the coolant 114 from the inflow line 44 from upstream to downstream along the flow path of the exhaust gas 112 in the exhaust section 2 in an adjacent plate 32 flows. The second communication section 39 includes a flow path through which the coolant 114 from downstream of the discharge line 46 along the flow path of the exhaust gas 112 in the exhaust section 2 in an adjacent plate 32 flows.

Sowohl der erste Kommunikationsabschnitt 38 als auch der zweite Kommunikationsabschnitt 39 der vorliegenden Ausführungsform umfassen einen ersten zylindrischen Abschnitt 40 und einen zweiten zylindrischen Abschnitt 42. Der erste zylindrische Abschnitt 40 ist ein zylindrischer Abschnitt, der von einer Öffnung aus aufgerichtet ist, die dem ersten Plattenabschnitt 34 bereitgestellt ist in einer dem Wandabschnitt gegenüberliegenden Richtung. Der zweite zylindrische Abschnitt 42 ist ein zylindrischer Abschnitt, der von einer Peripherie einer Öffnung aus aufgerichtet ist, die dem zweiten Plattenabschnitt 36 bereitgestellt ist, in einer dem Wandabschnitt gegenüberliegenden Richtung.Both the first communication section 38 as well as the second communication section 39 The present embodiment includes a first cylindrical portion 40 and a second cylindrical portion 42 , The first cylindrical section 40 is a cylindrical portion erected from an opening corresponding to the first plate portion 34 is provided in a direction opposite to the wall portion. The second cylindrical section 42 is a cylindrical portion that is erected from a periphery of an opening, which is the second plate portion 36 is provided in a direction opposite to the wall portion.

Wenn sie zusammengefügt werden, fungieren die ersten zylindrischen Abschnitte 40, die dem ersten Plattenabschnitt 34 bereitgestellt sind, und die zweiten zylindrischen Abschnitte 42, die dem zweiten Plattenabschnitt 36 bereitgestellt sind, als erster Kommunikationsabschnitt 38 und zweiter Kommunikationsabschnitt 39. Der zweite zylindrische Abschnitt 42, der dem zweiten Plattenabschnitt 36 bereitgestellt ist, meint hier den zweiten zylindrischen Abschnitt 42, der dem zweiten Plattenabschnitt 36 bereitgestellt ist, der benachbart ist zu einer Außenfläche des ersten Plattenabschnitts 35 durch die Lamelle 50.When assembled, the first cylindrical sections function 40 that the first plate section 34 are provided, and the second cylindrical portions 42 that the second plate section 36 are provided as the first communication section 38 and second communication section 39 , The second cylindrical section 42 , the second plate section 36 is provided here means the second cylindrical portion 42 , the second plate section 36 is provided, which is adjacent to an outer surface of the first plate portion 35 through the slat 50 ,

Ein Ausgestaltungsverfahren des ersten Kommunikationsabschnitts 38 und des zweiten Kommunikationsabschnitts 39 ist nicht hierauf beschränkt, und es kann jede Ausgestaltung verwendet werden, in der diese Abschnitte ausgestaltet sind, als Strömungspfad für das Kühlmittel 114 durch die Platten 32 zu fungieren.An embodiment method of the first communication section 38 and the second communication section 39 is not limited to this, and any configuration in which these portions are configured may be used as the flow path for the coolant 114 through the plates 32 to act.

Jede der Platten 32 ist überdies so angeordnet, dass die den Außenumfang der Abgasleitung 12 abdeckt. Jede der Platten 32 ist so angeordnet, dass sie einen Spalt 64 zwischen einer mittleren Seitenperipherie der Platte 32 in einer radialen Richtung davon und einer Außenfläche der Abgasleitung 12 aufweist, wobei der Spalt 64 entlang einer radialen Richtung der Abgasleitung 12 positioniert ist. Jede der Platten 32 ist überdies so angeordnet, dass sie einen Spalt 66 zwischen einer äußeren Seitenperipherie der Platte 32 in der radialen Richtung davon und einer Innenfläche des äußeren Ummantelungselements 20 aufweist, wobei der Spalt 66 entlang einer radialen Richtung der Abgasleitung 12 positioniert ist.Each of the plates 32 is also arranged so that the the outer circumference of the exhaust pipe 12 covers. Each of the plates 32 is arranged so that it has a gap 64 between a middle side periphery of the plate 32 in a radial direction thereof and an outer surface of the exhaust pipe 12 having, wherein the gap 64 along a radial direction of the exhaust pipe 12 is positioned. Each of the plates 32 Moreover, it is arranged so that it has a gap 66 between an outer side periphery of the plate 32 in the radial direction thereof and an inner surface of the outer jacket member 20 having, wherein the gap 66 along a radial direction of the exhaust pipe 12 is positioned.

Bei dieser Ausgestaltung strömt das Abgas 112 in der vorliegenden Ausführungsform in eine Richtung von der Außenfläche der Abgasleitung 12 zu der Innenfläche des äußeren Ummantelungselements 20 entlang einer radialen Richtung der Platte 32. Die Lamelle 50 ist ein abgestumpftes Bogenelement, das an zwei miteinander benachbarte Platten 32 gekoppelt ist. Wie in 5 und 6 gezeigt, umfasst die Lamelle 50 erste Abschnitte 52-1 bis 52-L und zweite Abschnitte 54-1 bis 54-L. Bei der Lamelle 50 sind die ersten Abschnitte 52 und die zweiten Abschnitte 54 gekoppelt, um dadurch einen dreieckigen wellenförmigen Teil der Lamelle 50 in seiner Gesamtheit bereitzustellen. Ein Symbol „L“ ist hier eine ganze Zahl von 1 oder mehr.In this embodiment, the exhaust gas flows 112 in the present embodiment in a direction from the outer surface of the exhaust pipe 12 to the inner surface of the outer sheath member 20 along a radial direction of the plate 32 , The slat 50 is a truncated arch element attached to two adjacent plates 32 is coupled. As in 5 and 6 shown, includes the lamella 50 first sections 52-1 to 52-L and second sections 54-1 to 54-L , At the slat 50 are the first sections 52 and the second sections 54 coupled to thereby form a triangular wave-shaped part of the lamella 50 to provide in its entirety. A symbol "L" here is an integer of 1 or more.

Die ersten Abschnitte 52 sind jeweils ein rechteckiger Plattenabschnitt, der als Wandfläche der Lamelle 50 fungiert. Die ersten Abschnitte 52 umfassen jeweils mindestens einen ersten Öffnungsabschnitt 58, der eine erste Öffnung 56 aufweist. In der vorliegenden Ausführungsform können bei den ersten Abschnitten 52 jeweils die ersten Öffnungen 56 in gleichen Intervallen angeordnet sein, oder die ersten Öffnungen 56 können in ungleichen Intervallen angeordnet sein.The first sections 52 are each a rectangular plate section, as a wall surface of the lamella 50 acts. The first sections 52 each comprise at least a first opening section 58 who has a first opening 56 having. In the present embodiment, in the first sections 52 each the first openings 56 be arranged at equal intervals, or the first openings 56 may be arranged at unequal intervals.

Die zweiten Abschnitte 54 sind jeweils ein rechteckiger Plattenabschnitt, der mit dem ersten Abschnitt 52 gepaart ist und als eine Wandfläche fungiert, die sich von dem ersten Abschnitt 52 unterscheidet. Überdies umfassen die zweiten Abschnitte 54 jeweils mindestens einen zweiten Öffnungsabschnitt 62, der eine zweite Öffnung 60 aufweist, die mit der ersten Öffnung 56 gepaart ist. In der vorliegenden Ausführungsform können bei den zweiten Abschnitten jeweils die zweiten Öffnungen 60 in gleichen Intervallen angeordnet sein, oder die zweiten Öffnungen 60 können in ungleichen Intervallen angeordnet sein.The second sections 54 are each a rectangular plate section, with the first section 52 is paired and acts as a wall surface extending from the first section 52 different. Moreover, the second sections include 54 in each case at least one second opening section 62 that has a second opening 60 which has the first opening 56 is paired. In the present embodiment, the second portions may each have the second openings 60 be arranged at equal intervals, or the second openings 60 may be arranged at unequal intervals.

Bereiche der einzelnen ersten Öffnungen 56, Bereiche der einzelnen zweiten Öffnungen 60, ein Gesamtbereich der ersten Öffnungen 56 und ein Gesamtbereich der zweiten Öffnungen 60 können unter Berücksichtigung eines Drucks des Abgases 112 angemessen bestimmt werden. Eine Seite in einer Längsrichtung eines der ersten Abschnitte 52 ist an eine Seite in einer Längsrichtung eines der zweiten Abschnitte 54 gekoppelt. Die andere Seite in der Längsrichtung eines der ersten Abschnitte 52 ist an eine Seite in einer Längsrichtung eines anderen der zweiten Abschnitte 54 gekoppelt. Bei der zuvor erwähnten Ausgestaltung wird der dreieckige wellenförmige Teil der Lamelle 50 in seiner Gesamtheit bereitgestellt.Areas of the individual first openings 56 , Areas of each second openings 60 , a total area of the first openings 56 and a total area of the second openings 60 can take into account a pressure of the exhaust gas 112 be determined appropriately. A side in a longitudinal direction of one of the first sections 52 is at a side in a longitudinal direction of one of the second portions 54 coupled. The other side in the longitudinal direction of one of the first sections 52 is on one side in a longitudinal direction of another of the second portions 54 coupled. In the aforementioned embodiment, the triangular wave-shaped part of the sipe becomes 50 provided in its entirety.

Die Lamelle 50 ist überdies derart an die Platte 32 gekoppelt, dass ein Bogen der Lamelle 50 entlang einer Umfangsrichtung der Platte 32 angeordnet ist. Bei der Lamelle 50 sind insbesondere Spitzen auf einer Seite der dreieckigen Wellenform an eine Außenfläche einer der Platten 32 gekoppelt. Verbleibende Spitzen der dreieckigen Wellenform sind an eine Außenfläche einer der anderen Platten 32 gekoppelt, die mit einer der Platten 32 benachbart ist. Bei dieser Ausgestaltung sind in der vorliegenden Ausführungsform die ersten Abschnitte 52 und die zweiten Abschnitte 54 jeweils in einer Richtung angeordnet, die orthogonal ist zu der Strömungsrichtung des Abgases 112.The slat 50 is moreover so to the plate 32 coupled to a bow of the lamella 50 along a circumferential direction of the plate 32 is arranged. At the slat 50 For example, tips on one side of the triangular waveform are attached to an outer surface of one of the plates 32 coupled. Remaining tips of the triangular waveform are on an outer surface of one of the other plates 32 coupled with one of the plates 32 is adjacent. In this embodiment, in the present embodiment, the first portions 52 and the second sections 54 each arranged in a direction which is orthogonal to the flow direction of the exhaust gas 112 ,

Die einzelnen ersten Abschnitte 52 können die gleiche Anzahl der ersten Öffnungen 56 aufweisen, ungeachtet der Positionen der einzelnen ersten Abschnitte 52 in einer radialen Richtung, oder sie können eine größere Anzahl der ersten Öffnungen 56 aufweisen, da der erste Abschnitt 52 näher an einer Außenperipherie angeordnet ist. Es ist überdies bevorzugt, dass die Anzahl der zweiten Öffnungen 60, die an einem der zweiten Abschnitte 54 vorgesehen ist, gleich ist mit der Anzahl der ersten Öffnungen 56, die am ersten Abschnitt 52 vorgesehen ist, der dem einen der zweiten Abschnitte 54 entspricht.The individual first sections 52 can have the same number of first openings 56 regardless of the positions of the individual first sections 52 in a radial direction, or they may have a larger number of the first openings 56 have since the first section 52 is arranged closer to an outer periphery. It is also preferred that the number of second openings 60 at one of the second sections 54 is provided, is equal to the number of first openings 56 that on the first section 52 is provided, the one of the second sections 54 equivalent.

Von Öffnungspaaren 70 in der Lamelle 50, bei denen jedes ein Paar von der ersten Öffnung 56 und der zweiten Öffnung 60 ist, wobei die erste Öffnung 56 und die zweite Öffnung 60 mindestens eines der Öffnungspaare 70 bilden, sind zumindest teilweise nicht-überlappend, das heißt, in einem nicht-überlappenden Positionsverhältnis entlang der Strömungsrichtung des Abgases 112.Of opening pairs 70 in the lamella 50 in which each one is a pair from the first opening 56 and the second opening 60 is, being the first opening 56 and the second opening 60 at least one of the pairs of openings 70 are at least partially non-overlapping, that is, in a non-overlapping positional relationship along the flow direction of the exhaust gas 112 ,

Das Öffnungspaar 70 meint hierin ein Paar von der ersten Öffnung 56 und der zweiten Öffnung 60, wobei die zweite Öffnung 60 eine festgelegte Bedingung erfüllt, von den ersten Öffnungen 56 und den zweiten Öffnungen 60, die einem einzelnen Paar von dem ersten Abschnitt 52 und dem zweiten Abschnitt 54 bereitgestellt sind. Die hierin festgelegte Bedingung kann sein, dass die zweite Öffnung 60 am nächsten bei der ersten Öffnung 56 positioniert ist, oder es kann eine andere Bedingung sein.The opening pair 70 herein means a pair of the first opening 56 and the second opening 60 where the second opening 60 meets a specified condition, from the first openings 56 and the second openings 60 representing a single couple from the first section 52 and the second section 54 are provided. The condition stipulated herein may be that the second opening 60 closest to the first opening 56 is positioned, or it may be another condition.

Das nicht-überlappende Positionsverhältnis in der vorliegenden Ausführungsform bedeutet insbesondere, dass die zweite Öffnung 60 vollständig nicht-überlappend ist mit der gepaarten ersten Öffnung 56 im Öffnungspaar 70 in einer normalen Richtung des ersten Abschnitts 52. Das nicht-überlappende Positionsverhältnis umfasst beispielsweise ein Verhältnis, in dem die zweiten Öffnungen 60 und die ersten Öffnungen 56 im Zickzack angeordnet sind. In der vorliegenden Ausführungsform ist ein Positionsverhältnis zwischen der ersten Öffnung 56 und der zweiten Öffnung 60, die jedes der Öffnungspaare 70 bilden, das nicht-überlappende Positionsverhältnis.The non-overlapping positional relationship in the present embodiment means, in particular, that the second opening 60 completely non-overlapping with the paired first opening 56 in the opening pair 70 in a normal direction of the first section 52 , The non-overlapping positional relationship includes, for example, a ratio in which the second openings 60 and the first openings 56 arranged in zigzag. In the present embodiment, a positional relationship between the first opening 56 and the second opening 60 that are each of the opening pairs 70 form, the non-overlapping positional relationship.

In der vorliegenden Ausführungsform fungieren der Spalt 64, die ersten Öffnungen 56, die zweiten Öffnungen 60 und der Spalt 66 als Strömungspfad für die Abgase 112. Wärmetausch wird durchgeführt zwischen dem Hochtemperaturfluid (einem zweiten Fluid), welches das Abgas 112 ist, das durch den Spalt 64, die ersten Öffnungen 56, die zweiten Öffnungen 60 und den Spalt 66 strömt, und dem Niedertemperaturfluid (einem ersten Fluid), welches das Kühlmittel 114 ist, das durch jede der Platten 32 strömt. Das heißt, in der vorliegenden Ausführungsform fungiert die Wärmetauschkammer 28, in der der Wärmetauscher 30 angeordnet ist, als Wärmetauschabschnitt 6.In the present embodiment, the gap functions 64 , the first openings 56 , the second openings 60 and the gap 66 as a flow path for the exhaust gases 112 , Heat exchange is performed between the high temperature fluid (a second fluid), which is the exhaust gas 112 is that through the gap 64 , the first openings 56 , the second openings 60 and the gap 66 flows, and the low-temperature fluid (a first fluid) containing the coolant 114 is that through each of the plates 32 flows. That is, in the present embodiment, the heat exchange chamber functions 28 in which the heat exchanger 30 is arranged as a heat exchange section 6 ,

Das Halteelement 24, das in 2 gezeigt wird, ist ein Element, um den Wärmetauscher 30 zu halten, der in der Wärmetauschkammer 28 angeordnet ist. Ein Einleitungselement 80 ist ein zylindrisches Element, das einen Durchmesser aufweist, der größer ist als jener der Abgasleitung 12, und dessen eines Ende an das Halteelement 24 gekoppelt ist. Das andere Ende des Einleitungselements 80 gegenüber dem einen Ende, das an das Halteelement 24 gekoppelt ist, weist eine Diffusorartige Form mit einem graduell ansteigenden Durchmesser auf.The holding element 24 , this in 2 is shown is an element to the heat exchanger 30 to keep that in the heat exchange chamber 28 is arranged. An introductory element 80 is a cylindrical member having a diameter larger than that of the exhaust pipe 12 , and its one end to the retaining element 24 is coupled. The other end of the introductory element 80 opposite the one end, to the holding element 24 is coupled, has a diffuser-like shape with a gradually increasing diameter.

Das Einleitungselement 80 ist angeordnet, eine Öffnung zwischen dem Einleitungselement 80 und der Abgasleitung 12 bereitzustellen. Die Öffnung fungiert als ein Einström-Port für das Abgas 112 in den Wärmetauschabschnitt 6. Das Ventil 10, das mindestens einen Ventilkörper 102 und einen Ventilsitz 104 umfasst, schließt den Abgasabschnitt 2 (das Einleitungselement 80) durch Kontakt des Ventilkörpers 102 mit dem Ventilsitz 104. In der vorliegenden Ausführungsform fungiert das Diffusor-förmige Ende des Einleitungselements 80 als Ventilsitz 104. Der Ventilsitz 104 der vorliegenden Offenbarung ist jedoch nicht auf diese Ausgestaltung beschränkt, sondern es kann alternativ ein zweckbestimmtes Element bereitgestellt werden.The introductory element 80 is arranged, an opening between the introduction element 80 and the exhaust pipe 12 provide. The opening acts as an inlet port for the exhaust gas 112 in the heat exchange section 6 , The valve 10 that has at least one valve body 102 and a valve seat 104 includes, closes the exhaust section 2 (the introductory element 80 ) by contact of the valve body 102 with the valve seat 104 , In the present embodiment, the diffuser-shaped end of the introduction element functions 80 as a valve seat 104 , The valve seat 104 However, the present disclosure is not limited to this configuration, but alternatively, a dedicated element may be provided.

Ein Siebelement 108, das eine siebartige Ausgestaltung aufweist, ist an einer inneren Umfangsfläche des Ventilsitzes 104 befestigt. Das Ventil 10 der vorliegenden Ausführungsform öffnet den Abgasabschnitt 2, wenn eine Kühltemperatur des Kühlmittels 114 im Verbrennungsmotor 110 höher ist als eine vorgegebene Temperatur, die zuvor bestimmt wird. Andererseits schließt das Ventil 10 den Abgasabschnitt 2, wenn die Kühltemperatur des Kühlmittels 114 im Verbrennungsmotor 110 niedriger ist als die vorgegebene Temperatur.A sieve element 108 having a screen-like configuration is on an inner peripheral surface of the valve seat 104 attached. The valve 10 The present embodiment opens the exhaust section 2 when a cooling temperature of the coolant 114 in the internal combustion engine 110 is higher than a predetermined temperature, which is determined beforehand. On the other hand, the valve closes 10 the exhaust section 2 when the cooling temperature of the coolant 114 in the internal combustion engine 110 lower than the specified temperature.

<Betrieb und Effekte der Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung><Operation and effects of the exhaust heat recovery device>

Wenn das Ventil 10 geschlossen ist, um dadurch den Abgasabschnitt 2 in der Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung 1 zu schließen, strömt das Abgas 112 aus dem Verbrennungsmotor 110 durch den Einströmabschnitt 8 in den Wärmetauschabschnitt 6, und im Wärmetauschabschnitt 6 wird Wärmetausch mit dem Kühlmittel 114 durchgeführt.When the valve 10 is closed, thereby the exhaust section 2 in the exhaust heat recovery device 1 to close, the exhaust gas flows 112 from the internal combustion engine 110 through the inflow section 8th in the heat exchange section 6 , and in the heat exchange section 6 will heat exchange with the coolant 114 carried out.

Die Lamellen 50, die dem Wärmetauscher 30 bereitgestellt sind, erstrecken sich derart, dass die Wandflächen orthogonal sind zu der Strömungsrichtung des Abgases 112. Somit berührt das Abgas 112 die gesamten Wandflächen der Lamellen 50. Folglich kann eine große Kontaktfläche zwischen den Lamellen 50 und dem Abgas 112 gewährleistet werden, und eine wirksamere Wärmeübertragung von dem Abgas 112 zu dem Kühlmittel 114 kann erreicht werden.The slats 50 that the heat exchanger 30 are provided, extend such that the wall surfaces are orthogonal to the flow direction of the exhaust gas 112 , Thus, the exhaust gas touches 112 the entire wall surfaces of the slats 50 , Consequently, a large contact area between the slats 50 and the exhaust 112 be guaranteed, and a more effective heat transfer from the exhaust 112 to the coolant 114 can be reached.

Überdies trifft das Abgas 112, das durch die erste Öffnung 56 der Lamelle 50 gelangt ist, auf einen Bereich, der der ersten Öffnung 56 des zweiten Abschnitts 54 gegenüberliegt. Im Bereich des zweiten Abschnitts 54, auf den das Abgas 112 trifft, wird der Strom des Abgases 112 gestört; somit ist es möglich, das Bilden einer Grenzschicht in dem Bereich des zweiten Abschnitts 54, auf den das Abgas 112 trifft, zu unterbinden. Entsprechend ermöglicht der Wärmetauscher 30 eine wirksamere Wärmeübertragung zwischen dem Abgas 112, das zwischen den Platten 32 strömt, und dem Kühlmittel 114, das durch die Platten 32 strömt.Moreover, the exhaust gas hits 112 passing through the first opening 56 the slat 50 has reached an area of the first opening 56 of the second section 54 opposite. In the area of the second section 54 to which the exhaust 112 meets, the flow of exhaust gas 112 disturbed; thus, it is possible to form a boundary layer in the region of the second portion 54 to which the exhaust 112 meets, stop. Accordingly, the heat exchanger allows 30 a more effective heat transfer between the exhaust gas 112 that between the plates 32 flows, and the coolant 114 that through the plates 32 flows.

In der vorliegenden Ausführungsform sind insbesondere die erste Öffnung 56 und die zweite Öffnung 60, die zu dem mindestens einen Öffnungspaar 70 gepaart sind, vollständig nichtüberlappend entlang der Strömungsrichtung des Abgases 112, und auch alle der Öffnungspaare 70 befinden sich in dem nichtüberlappenden Positionsverhältnis.In the present embodiment, in particular, the first opening 56 and the second opening 60 leading to the at least one opening pair 70 are paired, completely non-overlapping along the flow direction of the exhaust gas 112 , and also all the pairs of openings 70 are in the non-overlapping positional relationship.

Somit ermöglicht der Wärmetauscher 30 das Vergrößern des Bereichs des zweiten Abschnitts 54, auf den das Abgas 112 trifft, das durch die ersten Öffnungen 56 gelangt ist. Gemäß dem Wärmetauscher 30 kann folglich das Bilden einer Grenzschicht in einem größeren Bereich unterbunden werden.Thus, the heat exchanger allows 30 enlarging the area of the second section 54 to which the exhaust 112 that hits through the first openings 56 has arrived. According to the heat exchanger 30 Consequently, formation of a boundary layer in a larger area can be suppressed.

Wie vorhergehend beschrieben, ermöglicht der Wärmetauscher 30 eine weitere Verbesserung der Wärmetauschrate von dem Hochtemperaturfluid zu dem Niedertemperaturfluid. Überdies sind die zylindrischen Platten 32 in dem Wärmetauscher 30 in einer axialen Richtung gestapelt. Die Lamellen 50 sind so angeordnet, dass ihre Bögen entlang der Umfangsrichtung der Platten 32 positioniert sind.As previously described, the heat exchanger allows 30 a further improvement of the heat exchange rate from the high temperature fluid to the low temperature fluid. Moreover, the cylindrical plates 32 in the heat exchanger 30 stacked in an axial direction. The slats 50 are arranged so that their arches along the circumferential direction of the plates 32 are positioned.

Folglich ermöglicht der Wärmetauscher 30, die Strömungsrichtung des Abgases 112 in eine Richtung entlang der radialen Richtung der Platten 32 auszurichten. Bei dem Wärmetauscher 30 mit dieser Ausgestaltung strömt das Kühlmittel 114 überdies entlang der Umfangsrichtung der Platten 32. Folglich ermöglicht der Wärmetauscher 30, die Strömungsrichtung des Abgases 112 in eine Richtung auszurichten, die orthogonal ist zu der Strömungsrichtung des Kühlmittels 114. Der Wärmetauscher 30 ermöglicht überdies, die Strömungsrichtung des Abgases 112 in eine Richtung auszurichten, die orthogonal ist zu der Strömungsrichtung des Kühlmittels 114 in alle radialen Richtungen der Platten 32.Consequently, the heat exchanger allows 30 , the flow direction of the exhaust gas 112 in a direction along the radial direction of the plates 32 align. In the heat exchanger 30 With this configuration, the coolant flows 114 Moreover, along the circumferential direction of the plates 32 , Consequently, the heat exchanger allows 30 , the flow direction of the exhaust gas 112 in a direction orthogonal to the flow direction of the coolant 114 , The heat exchanger 30 allows, moreover, the flow direction of the exhaust gas 112 in a direction orthogonal to the flow direction of the coolant 114 in all radial directions of the plates 32 ,

[Andere Ausführungsformen]Other Embodiments

Obgleich die Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung vorhergehend beschrieben worden ist, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die zuvor erwähnte Ausführungsform beschränkt, sondern kann in verschiedenen Formen innerhalb des Schutzbereichs ausgeführt werden, die nicht von dem Geist der vorliegenden Erfindung abweichen.Although the embodiment of the present disclosure has been described above, the present disclosure is not limited to the aforementioned embodiment, but may be embodied in various forms within the scope, which do not depart from the spirit of the present invention.

Obgleich die Querschnittsform der Lamelle 50 in ihrer Gesamtheit in der zuvor erwähnten Ausführungsform beispielsweise eine dreieckige Wellenform ist, ist die Querschnittsform der Lamelle 50 nicht auf diese Form beschränkt, sondern kann eine sinusartige Wellenform, eine rechteckige Wellenform oder eine sägezahnartige Wellenform sein. Das heißt, die Lamelle 50 kann jede Querschnittsform aufweisen, wenn die Querschnittsform der Lamelle 50 in ihrer Gesamtheit eine Wellenform ist.Although the cross-sectional shape of the lamella 50 in its entirety in the aforementioned embodiment, for example, is a triangular waveform, the cross-sectional shape of the fin 50 not limited to this shape, but may be a sinusoidal waveform, a rectangular waveform, or a sawtooth waveform. That is, the lamella 50 can have any cross-sectional shape, if the cross-sectional shape of the lamella 50 in its entirety is a waveform.

In der zuvor erwähnten Ausführungsform ist überdies das nicht-überlappende Positionsverhältnis so bestimmt, dass die erste Öffnung 56 und die zweite Öffnung 60, die das mindestens eine Öffnungspaar 70 bilden, vollständig nicht-überlappend entlang der Strömungsrichtung des Abgases 112 sind; das nicht-überlappende Positionsverhältnis ist jedoch nicht auf dieses Verhältnis beschränkt, sondern kann ein Verhältnis sein, bei dem die erste Öffnung 56 und die zweite Öffnung 60, die das mindestens eine Öffnungspaar 70 bilden, zumindest teilweise nicht-überlappend sind.Moreover, in the aforementioned embodiment, the non-overlapping positional relationship is determined such that the first opening 56 and the second opening 60 that the at least one opening pair 70 form, completely non-overlapping along the flow direction of the exhaust gas 112 are; however, the non-overlapping positional relationship is not limited to this ratio, but may be a ratio at which the first opening 56 and the second opening 60 that the at least one opening pair 70 form, are at least partially non-overlapping.

In der zuvor erwähnten Ausführungsform sind überdies alle Öffnungspaare 70 jeweils das Öffnungspaar 70, das das nichtüberlappende Positionsverhältnis aufweist; mindestens eines von den Öffnungspaaren 70 kann jedoch das Öffnungspaar 70 sein, das das nicht-überlappende Positionsverhältnis gemäß der vorliegenden Offenbarung aufweist.Moreover, in the aforementioned embodiment, all the aperture pairs are 70 in each case the opening pair 70 having the non-overlapping positional relationship; at least one of the pairs of openings 70 However, the opening pair can 70 which has the non-overlapping positional relationship according to the present disclosure.

In der zuvor erwähnten Ausführungsform fungiert die Öffnung zwischen dem stromabwärtigen Abgasende 18 und dem Einleitungselement 88 als Einström-Port für Abgas 142 aus der Abgasleitung 12 in den Wärmetauschabschnitt 6; der Einström-Port für Abgase 142 aus der Abgasleitung 12 in den Wärmetauschabschnitt 6 können Löcher sein, die in die Abgasleitung 12 selbst gebohrt sind.In the aforementioned embodiment, the opening acts between the downstream exhaust end 18 and the introduction element 88 as inflow port for exhaust gas 142 from the exhaust pipe 12 in the heat exchange section 6 ; the inlet port for exhaust gases 142 from the exhaust pipe 12 in the heat exchange section 6 can be holes in the exhaust pipe 12 are bored themselves.

Die Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung 1 gemäß der zuvor erwähnten Ausführungsform ist überdies an einem bewegten Objekt installiert, das den Verbrennungsmotor 110 umfasst; es ist jedoch nicht erforderlich, dass die Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung der vorliegenden Offenbarung an einem bewegten Objekt installiert ist. Das heißt, die Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung der vorliegenden Offenbarung, die ausgestaltet ist, Wärme aus dem Abgas 112 durch Wärmetausch unter Verwendung des Abgases 112 aus dem Verbrennungsmotor 110 als Hochtemperaturfluid zurückzugewinnen, kann verwendet werden, ohne an einem bewegten Körper installiert zu sein. Das Niedertemperaturfluid in der Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung ist überdies nicht beschränkt auf das Kühlmittel 114, sondern kann ein beliebiges anderes Fluid sein, das als Niedertemperaturfluid fungiert.The exhaust heat recovery device 1 moreover, according to the aforementioned embodiment, it is installed on a moving object which is the internal combustion engine 110 includes; however, it is not necessary that the exhaust heat recovery device of the present disclosure is installed on a moving object. That is, the exhaust heat recovery device of the present disclosure, which is configured, heat from the exhaust gas 112 by heat exchange using the exhaust gas 112 from the internal combustion engine 110 recover as high-temperature fluid can be used without being installed on a moving body. Moreover, the low-temperature fluid in the exhaust heat recovery device is not limited to the coolant 114 but may be any other fluid that acts as a low temperature fluid.

Obgleich der Wärmetauscher 30 in der zuvor erwähnten Ausführungsform auf die Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung 1 angewandt wird, kann der Wärmetauscher 30 auf andere Einrichtungen als die Abgaswärmerückgewinnungseinrichtung 1 angewandt werden. Überdies ist die Form des Wärmetauschers 30 nicht auf eine zylindrische Form beschränkt. In dem Wärmetauscher der vorliegenden Offenbarung können insbesondere die Platten 32 und die Lamellen jeweils eine rechteckige Form oder eine andere Form aufweisen, sofern die Lamellen 50, die die benachbarten Platten 32 koppeln, so bereitgestellt sind, dass sie orthogonal zu der Strömungsrichtung des zweiten Fluids sind.Although the heat exchanger 30 in the aforementioned embodiment, the exhaust heat recovery device 1 is applied, the heat exchanger 30 to facilities other than the exhaust heat recovery device 1 be applied. Moreover, the shape of the heat exchanger 30 not limited to a cylindrical shape. In the heat exchanger of the present disclosure, in particular, the plates 32 and the slats each having a rectangular shape or another shape, provided the slats 50 that the neighboring plates 32 are coupled so as to be orthogonal to the flow direction of the second fluid.

Jede Form, in der ein Teil einer Ausgestaltung in der zuvor erwähnten Ausführungsform ausgelassen wird, kann eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung sein. Überdies kann jede Form, in der die zuvor erwähnte Ausführungsform und ein modifiziertes Beispiel ordnungsgemäß kombiniert werden, eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung sein. Überdies kann jede Form, die innerhalb des Schutzbereichs denkbar ist, ohne von dem Wesen der vorliegenden Offenbarung abzuweichen, das durch die in den Ansprüchen aufgeführten Formulierungen bestimmt wird, eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung sein.Any form in which a part of a configuration is omitted in the aforementioned embodiment may be an embodiment of the present disclosure. Moreover, any form in which the aforementioned embodiment and a modified example are properly combined may be one embodiment of the present disclosure. Moreover, any form conceivable within the scope, without departing from the spirit of the present disclosure, which is defined by the formulations recited in the claims, may be an embodiment of the present disclosure.

Claims (4)

Wärmetauscher, um Wärme zwischen einem ersten und einem zweiten Fluid zu tauschen, wobei der Wärmetauscher umfasst: eine Vielzahl von Platten, umfassend einen Strömungspfad, durch den das erste Fluid strömt; und eine Lamelle, die ausgestaltet ist, gegenseitig benachbarte Platten von der Vielzahl von Platten zu koppeln, wobei die Lamelle umfasst: mindestens einen ersten Abschnitt, der eine Wandfläche ist und mindestens eine erste Öffnung umfasst; mindestens einen zweiten Abschnitt, der eine Wandfläche ist, die mit dem ersten Abschnitt gepaart ist, und der sich von dem ersten Abschnitt unterscheidet, wobei der mindestens eine zweite Abschnitt eine zweite Öffnung umfasst, die mit einer entsprechenden der mindestens einen ersten Öffnungen gepaart ist, wobei der gepaarte erste Abschnitt und zweite Abschnitt einen wellenförmigen Teil aufweisen, und der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt jeweils in einer Richtung angeordnet sind, die orthogonal ist zu einer Strömungsrichtung des zweiten Fluids; und mindestens ein Öffnungspaar, das ein Paar von der ersten Öffnung und der zweiten Öffnung ist, wobei das mindestens eine Öffnungspaar ein nicht-überlappendes Positionsverhältnis aufweist, in dem die gepaarte erste Öffnung und zweite Öffnung zumindest teilweise nicht-überlappend entlang der Strömungsrichtung des zweiten Fluids sind.A heat exchanger for exchanging heat between a first and a second fluid, wherein the heat exchanger comprises: a plurality of plates including a flow path through which the first fluid flows; and a blade configured to couple mutually adjacent plates of the plurality of plates, wherein the lamella comprises: at least a first portion that is a wall surface and includes at least a first opening; at least one second portion being a wall surface mated to the first portion and different from the first portion, the at least one second portion including a second opening mated to a corresponding one of the at least one first openings, wherein the paired first portion and second portion have a wave-shaped portion, and the first portion and the second portion are each arranged in a direction orthogonal to a flow direction of the second fluid; and at least one pair of openings that is a pair of the first opening and the second opening, wherein the at least one aperture pair has a non-overlapping positional relationship in which the paired first aperture and second aperture are at least partially non-overlapping along the flow direction of the second fluid. Wärmetauscher nach Anspruch 1, wobei jede der Vielzahl von Platten eine zylindrische Form aufweist, wobei die Vielzahl von Platten entlang einer axialen Richtung angeordnet ist, und wobei die Lamelle entlang einer Umfangsrichtung der Platten angeordnet ist. The heat exchanger according to claim 1, wherein each of the plurality of plates has a cylindrical shape, wherein the plurality of plates are arranged along an axial direction, and wherein the fin is disposed along a circumferential direction of the plates. Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, wobei das mindestens eine Öffnungspaar derart ist, dass die gepaarte erste Öffnung und zweite Öffnung vollständig nicht-überlappend entlang der Strömungsrichtung des zweiten Fluids sind.Heat exchanger according to claim 1 or 2, wherein the at least one pair of openings is such that the paired first opening and second opening are completely non-overlapping along the flow direction of the second fluid. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Lamelle derart ist, dass jedes der Öffnungspaare das nichtüberlappende Verhältnis aufweist.A heat exchanger according to any one of claims 1 to 3, wherein the fin is such that each of the pairs of apertures has the non-overlapping ratio.
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