DE3622631A1 - Abgaswaermetauscher - Google Patents
AbgaswaermetauscherInfo
- Publication number
- DE3622631A1 DE3622631A1 DE19863622631 DE3622631A DE3622631A1 DE 3622631 A1 DE3622631 A1 DE 3622631A1 DE 19863622631 DE19863622631 DE 19863622631 DE 3622631 A DE3622631 A DE 3622631A DE 3622631 A1 DE3622631 A1 DE 3622631A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- exhaust gas
- heat exchanger
- gas heat
- oil
- exchanger according
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
- F24H4/00—Fluid heaters characterised by the use of heat pumps
- F24H4/02—Water heaters
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N5/00—Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting from exhaust energy
- F01N5/02—Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting from exhaust energy the devices using heat
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02G5/00—Profiting from waste heat of combustion engines, not otherwise provided for
- F02G5/02—Profiting from waste heat of exhaust gases
- F02G5/04—Profiting from waste heat of exhaust gases in combination with other waste heat from combustion engines
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
- Y02B30/12—Hot water central heating systems using heat pumps
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
- Y02B30/52—Heat recovery pumps, i.e. heat pump based systems or units able to transfer the thermal energy from one area of the premises or part of the facilities to a different one, improving the overall efficiency
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Description
Die Erfindung betrifft einen Abgaswärmetauscher, welcher einer
seits mit einem Abgaskanal einer Brennkraftmaschine insbesondere
einer Wärmepumpe und andererseits mit einer Abgasaustrittsleitung
bzw. einem Schalldämpfer verbunden ist, gemäß dem Oberbegriff von
Anspruch 1.
Ein derartiger Abgaswärmetauscher ist aus der DE-OS 31 14 113 be
kannt, wobei die Mantelfläche durch eine im Wassermantel angeord
nete Rohrschlange gebildet ist. Insbesondere bei Verwendung eines
Dieselmotors als Antriebsmotor für eine Wärmepumpe muß dafür Sor
ge getragen werden, daß der im Abgas vorhandene Ruß ausgefiltert
wird, um nicht umweltbelastend ins Freie zu gelangen. Diese Aus
filterung bewirkt andererseits, daß keine Rußablagerungen in der
Rohrschlange den Wärmeübergang verschlechtern. Dementsprechend
weist der Abgaswärmetauscher als Abgasreinigungseinrichtung ein
Rußfilter auf. Außerdem ist eine vorzugsweise auf Druck anspre
chende Steuereinrichtung vorgesehen, welche zumindest bei teil
weise zugesetztem Rußfilter infolge Druckanstieg ein Signal zur
kurzzeitigen Erhöhung der Drehzahl der Brennkraftmaschine lie
fert, wodurch eine Erhöhung der Temperatur im Abgasrußfilter auf
tritt, die zu einem Verbrennen der Rußablagerungen und damit zur
selbsttätigen Reinigung des Rußfilters führt. Bei einem solchen
Wärmetauscher ist jedoch nicht sichergestellt, daß eine gewünsch
te Abgastemperatur beim Austritt aus dem Wärmetauscher eingehal
ten wird. Diese Austrittstemperatur wird weitgehend von der je
weiligen Motorleistung und der Wassertemperatur im Heizungsvor
lauf bestimmt und kann deshalb in weiten Grenzen schwanken. Um
eine Kondensatbildung zu vermeiden, ist ein derartiger Wärmetau
scher so auszulegen, daß diese Kondensatbildung auch in ungünsti
gen Betriebszuständen nicht erfolgt. Ein optimaler Wirkungsgrad
für die Wärmerückgewinnung aus dem heißen Abgas kann somit wäh
rend des Betriebes nicht gewährleistet werden.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Abgaswärme
tauscher insbesondere für eine von einer Brennkraftmaschine ange
triebene Wärmepumpe zu schaffen, der die Nachteile der bekannten
Konstruktionen vermeidet, einfach im Aufbau ist und eine optimale
Wärmerückgewinnung ohne Unterschreiten einer vorgegebenen Abgas
temperatur am Abgasaustritt des Wärmetauschers gewährleistet und
somit Kondensatbildung verhindert.
Diese Aufgabe wird durch die Erfindung dadurch gelöst, daß die
Mantelfläche durch eine vorzugsweise mehrgängige Wendel gebildet
ist, die radial nach innen weisende Rippen besitzt und auf deren
Rippenenden ein Zylinder unter Vorspannung aufliegt und die im
Gehäuse des Abgaswärmetauschers angeordnete Steuereinrichtung -
abhängig von der Austrittstemperatur der Abgase - mit einer einen
Durchlaßquerschnitt zum zentralen Kanal veränderbaren Abdeckplat
te in Wirkverbindung steht. Die Rippen der mehrgängigen Wendel
ergeben eine große Oberfläche für das heiße Abgas und somit einen
guten Wärmeübergang zum Kühlwasser. Dabei sind die von der mehr
gängigen Wendel gebildeten Kanäle auf einfache Weise durch den
Zylinder abgedeckt, wodurch die Gasströmung gezwungen ist, ent
lang der Wendel zu strömen. Zur Einhaltung der gewünschten Aus
trittstemperatur der Abgase aus dem Wärmetauscher dient die Steu
ereinrichtung, welche heiße Abgase aus dem zentralen Kanal tempe
raturabhängig durch den Durchlaßquerschnitt zum Austritt zu
mischt. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß während des Be
triebes die gewünschte Abgastemperatur am Austritt aus dem Wärme
tauscher eingehalten wird. Außerdem bewirkt diese Steuereinrich
tung für den Durchlaßquerschnitt, daß beim Anfahren der Brenn
kraftmaschine der Taupunkt sehr schnell durchschritten wird und
somit auch in dieser ungünstigen Anfahrphase eine Kondensatbil
dung auf ein Minimum reduziert wird. Dieser mit der Abgastempe
raturregelung versehene Wärmetauscher ist infolge der Anordnung
der Steuereinrichtung und des Durchlaßquerschnittes sehr einfach
im Aufbau und gewährleistet eine optimale Wärmerückgewinnung un
ter Beibehaltung einer vorgegebenen Abgastemperatur am Austritt.
Eine gute Schalldämmung bei einfacher Ausführung wird erfindungs
gemäß dadurch erhalten, daß das Gehäuse des Abgaswärmetauschers
und die die Wendel bildenden Rippen aus einem Gußteil bestehen.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weisen die die Wendel
bildenden Rippen eine über den Umfang unterschiedliche Steigung
auf, wobei in der Teilungsebene die Steigung am geringsten ist.
Dadurch wird gießtechnisch eine sehr einfache Herstellung des
Sandkernes für die Rippen des Wärmetauschers geschaffen, denn der
Sandkern ist durch ein Werkzeug herstellbar, welches nur eine
Teilungsebene aufweist, da in der Teilungsebene keine oder eine
sehr geringe Steigung vorgesehen ist. Dadurch wird auf gießtech
nisch sehr einfache Weise eine Wendel geschaffen, die eine gute
Gasführung mit intensivem Wärmeaustausch ohne sprunghafte Umlen
kungen ermöglicht.
Zur Bildung der durch die Wendel gebildeten Kanäle wird die Vor
spannung des Zylinders auf den Rippenenden auf einfache und ko
stensparende Weise dadurch erreicht, daß der Zylinder aus einem
vorgerollten und einen Längsschlitz bildenden Blechteil besteht.
Vorzugsweise besteht dieser geschlitzte Blechzylinder aus einem
nicht rostenden Federstahlblech.
Die zur Einhaltung einer vorgegebenen Abgastemperatur am Abgas
austritt des Wärmetauschers vorgesehene Steuereinrichtung wird
entsprechend einem weiteren Merkmal der Erfindung dadurch ge
schaffen, daß diese Steuereinrichtung im Bereich der Abgasaus
trittsleitung im Abgaswärmetauscher angeordnet ist und eine im
Abgasstrom befindliche Bimetallwendel aufweist, welche einerseits
mit einer Einstellschraube und andererseits mit einer auf die Ab
deckplatte wirkenden Kurvenscheibe verbunden ist. Dadurch wird
mit sehr geringem Bauaufwand eine betriebssichere Abgastempera
turregelung geschaffen, wobei erfindungsgemäß die Abdeckplatte
durch ein fest mit dem Zylinder verbundenes Federband gebildet
ist. Entsprechend einem weiteren Merkmal der Erfindung bildet der
über die Steuereinrichtung und die Abdeckplatte temperaturabhän
gig veränderbare Durchlaßquerschnitt einen Bypaßkanal zu dem von
der mehrgängigen Wendel gebildeten Kanal. Diese Ausgestaltung be
wirkt, daß auch im Anfahrzustand der Brennkraftmaschine das Abgas
sehr schnell den Taupunkt überfährt und dadurch in diesem ungün
stigen Betriebszustand die Kondensatbildung auf ein Minimum redu
ziert.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist im zentralen Kanal
ein als Rußfilter wirkender Monolit angeordnet, welcher mit dem
Zylinder einen weiteren ringförmigen Abgaskanal bildet. Ein der
artiger Rußfilter wird bei Verwendung eines Dieselmotors als An
triebsquelle für die Wärmepumpe vorgesehen, während für andere
Brennkraftmaschinenbauarten entsprechend geeignete Abgasreini
gungseinrichtungen wie beispielsweise ein Katalysator vorgesehen
sein können. Die Abgasreinigungseinrichtung und der Zylinder wer
den - wie die Erfindung zeigt - durch einfache Weise mittels eines
Gehäusedeckels und eines Drahtgestrickes im Gehäuse fixiert.
Durch diese Maßnahme wird eine leichte Zugänglichkeit und eine
problemlose Wartung der Abgasreinigungseinrichtung ermöglicht.
Zur weiteren Vereinfachung des Gesamtaufbaues ist entsprechend
der Erfindung das Gehäuse des Wärmetauschers einteilig mit einer
Aufnahme für einen dem Ölkreislauf der Brennkraftmaschine zuge
ordneten Ölwärmetauscher ausgebildet. Dieser Ölwärmetauscher ist
dabei ein in die Aufnahme einsetzbares rotationssymmetrisches
Bauteil, welches zur Leitung des Öles am äußeren Umfang mit Tur
bulatoren versehen ist, während zur Bildung des Wasserkühlmantels
im Innenraum ein rohrförmiger Verdrängungskörper angeordnet ist.
Weiterhin weist das Gehäuse des Abgaswärmetauschers erfindungsge
mäß einen Anschluß für einen Ölfilter auf, wodurch ein montage
freundliches Wechseln des Ölfilters gewährleistet ist.
Damit beim Start der kalten Brennkraftmaschine Spitzenöldrücke
vermieden werden, ist im Gehäuse des Abgaswärmetauschers eine By
paßleitung für den Ölfilter und den Ölwärmetauscher im Ölkreis
lauf angeordnet, wobei diese Bypaßleitung über ein federbeauf
schlagtes Ventil mit der zur Brennkraftmaschine führenden Öllei
tung verbindbar ist. Auf diese Weise werden Spitzenöldrücke, die
zu Schäden bzw. Undichtheiten im Ölkreislauf führen können, ver
mieden. Entsprechend der Erfindung ist das federbeaufschlagte
Ventil als dicht schließendes Rückschlagventil ausgebildet und im
Gehäuse des Abgaswärmetauschers angeordnet. Dadurch bleibt die
Ölvorlage innerhalb der Brennkraftmaschine, des Ölfilters und des
Ölwärmetauschers erhalten. Ebenfalls bleibt auch die Ölpumpe ge
füllt, so daß sich sofort beim Start der Brennkraftmaschine ein
Öl-Schmierfilm aufbauen kann.
Erfindungsgemäß ist für den Kühlwasserkreislauf des Abgaswärme
tauschers und des Ölwärmetauschers ein Thermostatventil angeord
net, welches den Kühlwasserkreislauf des Abgaswärmetauschers
temperaturabhängig mit einem Heizwasservorlauf verbindet. Die An
ordnung des Ölwärmetauschers und des Thermostatventiles ist dabei
so gewählt, daß bis zu einer vorgegebenen Wassertemperatur (ca.
80°C) ein innerer Kühlkreislauf gebildet ist, welcher den Abgas
wärmetauscher und die Kühlung der Brennkraftmaschine einschließt.
Erst bei höherer Temperatur öffnet das Thermostatventil zum Heiz
wasservorlauf, wodurch über den Ölwärmetauscher aus dem Heizwas
servorlauf Wasser gesogen wird und eine entsprechende Heißwasser
menge vom Wärmetauscher an den Heizwasservorlauf abgegeben wird.
Dadurch wird erreicht, daß während des Betriebes unabhängig von
der niedereren Heizwasservorlauftemperatur im Wärmetauscher eine
konstante Wassertemperatur beibehalten wird.
Eine sehr einfache und äußerst montagefreundliche Konstruktion
wird entsprechend der Erfindung dadurch erhalten, daß der Abgas
wärmetauscher eine Baueinheit mit dem Ölwärmetauscher, mit dem
Thermostatventil für den Kühlwasserkreislauf, mit der Steuerein
richtung für die Abgastemperatur am Austritt, mit der Bypaßlei
tung für den Ölfilter und den Ölwärmetauscher und deren federbe
aufschlagtem Rückschlagventil sowie mit der Wasserpumpe und der
Wasserleitungsführung bildet und mit den entsprechenden Leitungs
anschlüssen einschließlich des Anschlusses für den Ölfilter und
die Wasserpumpe versehen ist.
Nachfolgend wird die Erfindung an Hand der in der Zeichnung dar
gestellten Ausführungsformen näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung der Abgas- und Wasserführung
der erfindungsgemäßen Wärmetauscher-Baueinheit und deren
Einbindung bei einer Wärmepumpe;
Fig. 2 den Ölkreislauf in schematischer Darstellung;
Fig. 3 eine Ausführungsform einer Wärmetauscher-Baueinheit.
In den Zeichnungen wurden der guten Übersichtlichkeit wegen in
der Wirkung gleichartige Bauteile mit denselben Bezugszeichen
versehen.
In Fig. 1 ist der Abgaswärmetauscher 1 über einen Abgaskanal 2
mit einer Brennkraftmaschine 3 verbunden, wobei das aus dem Ab
gaswärmetauscher 1 austretende Abgas in eine Abgasaustrittslei
tung 4 oder einen Schalldämpfer mündet und ins Freie geführt
wird. Über eine Wasserzulaufleitung 5 wird dem Abgaswärmetau
scher 1 zur Aufnahme der im Abgas enthaltenen Wärme Wasser zuge
führt und anschließend mittels einer Wasserpumpe 9 ein Wasser
kreislauf geschaffen. Die Wasserpumpe 9 ist druckseitig mit einer
Wasserleitung 6 verbunden, die zur Kühlung der Brennkraftmaschi
ne 3 mit dieser verbunden ist und nach dem Durchströmen der Brenn
kraftmaschine 3 zu einem Thermostatventil 7 führt. Bei kaltem Mo
tor, d. h., beim Start des Motors, verbindet dieses Thermostat
ventil 7 die Wasserleitung 6 mit der Verbindungsleitung 8, welche
vor dem Abgaswärmetauscher 1 in die Wasserzulaufleitung 5 mündet.
Auf diese Weise wird ein Wasserkreislauf gebildet, der bis zum
Erreichen einer am Thermostatventil 7 eingestellten Temperatur -
beispielsweise 80°C - aufrechterhalten bleibt. Bei Überschreiten
dieser Temperatur öffnet das Thermostatventil 7, wodurch über ei
ne Wasserablaufleitung 10 das heiße Wasser einer Heizungsvorlauf
leitung 13 zugemischt wird. Eine entsprechende Wassermenge wird
dem Wasserkreislauf über die ebenfalls mit der Heizungsvorlauf
leitung 13 verbundenen Wasserzulaufleitung 5 über einen Ölwärme
tauscher 11 nachgesaugt. Dementsprechend findet eine Ölkühlung ei
nes Ölkreislaufes 14 erst dann statt, wenn die am Thermostatven
til 7 eingestellte Temperatur überschritten wird. In der Hei
zungsvorlaufleitung 13 ist eine Umwälzpumpe vorgesehen, welche
eine Zirkulation im Heizkreis aufrechthält. Über diesen Heizkreis
werden Wärmeverbraucher wie beispielsweise Heizkörper oder ein
Wärmetauscher zur Brauchwasserbereitung versorgt. Um eine optima
le Wärmerückgewinnung im Abgaswärmetauscher 1 zu erhalten, ohne
daß die Abgastemperatur einen vorbestimmten Temperaturwert unter
schreitet - also Kondensatbildung vermieden wird -, ist eine
Steuereinrichtung 12 vorgesehen. Die innerhalb der strichpunktier
ten Linie angeordneten Bauteile bilden eine Wärmetauscher-Bauein
heit 15, die an die Brennkraftmaschine 3 angeflanscht wird und
mit Anschlüssen zur Verbindung mit der Heizungsvorlaufleitung 13
versehen ist. Ein Teilstück der Heizungsvorlaufleitung 13 wird
dadurch von der Wärmetauscher-Baueinheit 15 gebildet.
In Fig. 2 wird der Heizungskreislauf 14 näher erläutert. Aus ei
nem Ölvorratsbehälter 16 wird über die Ölsaugleitung 17 und die
Ölpumpe 18 Öl in die Öldruckleitung 19 gefördert. Diese Öldruck
leitung 19 führt über einen Ölfilter 20, den Ölwärmetauscher 11
zu den Lagerstellen der Brennkraftmaschine 3. Parallel zum Ölfil
ter 20 und Wärmetauscher 11 ist eine Ölbypaßleitung 21 mittels
eines federbeaufschlagten Ventiles 22 ansteuerbar. Insbesondere
bei kalter Brennkraftmaschine, also während der Warmlaufphase, in
der das Öl noch recht dickflüssig ist, wird das auf einen relativ
niederen Druck - etwa 0,8 bar - eingestellte, federbeaufschlagte
Ventil geöffnet und das Öl strömt unter Umgehung des Ölfilters 20
und des Ölwärmetauschers 11 zur Brennkraftmaschine 3. Ein Über
druckventil 23, welches beispielsweise auf 3 bar Öldruck einge
stellt ist, läßt bei Überschreiten dieses Öldruckes über die Rück
strömleitung 24 Öl in die Saugleitung 17 abfließen. Bei wärmer
werdendem Motor wird das Öl dünnflüssiger, so daß das federbeauf
schlagte Ventil 22 schließt und das Öl über den Ölfilter 20 und
den Ölwärmetauscher 11 zum Motor 3 fließt. Die Kühlung des Ölwär
metauschers 11 erfolgt in der bereits in Fig. 1 aufgezeigten Wei
se mittels der einerseits mit der Heizungsvorlaufleitung 13 ver
bundenen und andererseits zum Abgaswärmetauscher 1 führenden Was
serzulaufleitung 5.
Die Fig. 3 zeigt eine als Gußteil ausgebildete Wärmetauscher-Bau
einheit. Diese ist an die Brennkraftmaschine 3 angeflanscht, wo
bei der Abgaskanal 2 in den zentralen Kanal 27 des Abgaswärmetau
schers 1 mündet. Im Gehäuse 25 werden Mantelflächen 28 durch eine
mehrgängige Wendel gebildet. Auf den Rippenenden liegt ein Zylin
der 31 mit Vorspannung auf, wobei dieser Zylinder 31 aus einem
vorgerollten und einen Längsschlitz bildenden Blechteil besteht.
Von den Rippen 29 und dem Zylinder 31 werden Kanäle 37 für die
Abgasführung gebildet. Im Zylinder 31 befindet sich ein vorzugs
weise durch eine Bohrung gebildeter Durchlaßquerschnitt 32. Mit
diesem Durchlaßquerschnitt 32 wirkt eine Abdeckplatte 36 zusammen,
die durch ein fest mit dem Zylinder 31 verbundenes Federband ge
bildet ist. Diese Abdeckplatte 36 steht mit der im Bereich der
Abgasaustrittsleitung 4 angeordneten Steuereinrichtung 12 über
eine Kurvenscheibe 35 in Wirkverbindung. Diese Steuereinrichtung
12 besteht im wesentlichen aus einer Bimetallwendel 34, die mit
dem einen Ende an einer Einstellschraube 33 und mit dem anderen
Ende an der Kurvenscheibe 35 befestigt ist. Mit Hilfe der Ein
stellschraube 33 kann die gewünschte Abgasmischtemperatur an der
Abgasaustrittsleitung 4 eingestellt werden. Im zentralen Kanal 27
ist eine Abgasreinigungseinrichtung angeordnet, welche bei Ver
wendung eines Dieselmotors durch einen als Rußfilter wirkenden
Monolith 38 gebildet ist. Dieser Monolith 38 bildet mit einem
Blechgehäuse ein Bauteil, wobei durch ein in einem Gehäusedeckel
26 angeordnetes Drahtgestrick 40 dieser Monolith 38 zusammen mit
dem Zylinder 31 im Gehäuse 25 fixiert wird. Im Blechgehäuse des
Monolith 38 sind am oberen Ende radiale Durchlaßöffnungen vorge
sehen, welche das Abgas in einen mit dem Zylinder 31 gebildeten,
ringförmigen Abgaskanal 39 führen. Am unteren Ende dieses Abgas
kanales 39 erfolgt die Umlenkung in die von der Wendel und dem
Zylinder 31 gebildeten Kanäle 37. Dabei erfolgt ein intensiver
Wärmeaustausch über die Mantelfläche 28 zu einem Wassermantel 30.
In der eingezeichneten Stellung der Abdeckplatte 36 und der Steu
ereinrichtung 12 ist der vom Durchlaßquerschnitt 32 gebildete By
paßkanal zwischen dem zentralen Kanal 27 und der Abgasaustritts
leitung 4 nahezu verschlossen, so daß nur eine geringe Abgasmenge
direkt aus dem zentralen Kanal 27 zur Abgasaustrittsleitung 4
strömt. Dies entspricht dem normalen Betriebszustand. Beim Anlauf
der Brennkraftmaschine wird durch entsprechende Stellung der Kur
venscheibe 35 und der Abdeckplatte 36 ein großer Querschnitt des
Durchlaßquerschnittes 32 freigegeben, so daß die Abgastemperatur
an der Abgasaustrittsleitung 4 auch beim Anlaufen der Brenn
kraftmaschine sehr schnell den eingestellten Temperaturwert auf
weist und dadurch eine Kondensatbildung auf ein Minimum begrenzt
wird. Mit zunehmender Temperatur wird über die Steuereinrichtung
12 der Durchlaßquerschnitt 32 durch die Abdeckplatte 36 mehr und
mehr verringert, so daß das Abgas vorwiegend durch die Kanäle 37
zur Abgasaustrittsleitung 4 strömt und dadurch ein intensiver
Wärmeaustausch zum Wassermantel 30 stattfindet. Dementsprechend
wird durch den von der Steuereinrichtung 12 gesteuerten Durchlaß
querschnitt 32 eine optimale Wärmerückgewinnung durch den Abgas
wärmetauscher 1 bei Einhaltung einer vorgegebenen Abgastemperatur
erzielt.
Im Gehäuse 25 ist außerdem eine Aufnahme 41 für den Ölwärmetau
scher 11 vorgesehen. Der Ölwärmetauscher 11 besteht aus einem in
die Aufnahme 41 einsetzbares, rotationssymmetrisches Bauteil 42,
welches zur Leitung des Öles am äußeren Umfang mit Turbulatoren
43 versehen ist, während zur Bildung eines Wasserkühlmantels 44
im Innenraum ein rohrförmiger Verdrängungskörper 45 angeordnet
ist, der über Radialkanäle das Wasser radial nach innen strömen
läßt. Dargestellt ist lediglich ein Anschlußflansch 46 für die
Heizungsvorlaufleitung, während der zweite Anschlußflansch in
dieser Ansicht nicht sichtbar ist. Die in den Fig. 1 und 2 ge
zeigten Leitungsführungen für Wasser und Öl sind ebenfalls in
diesem Gehäuse 25 eingearbeitet. Der ebenfalls in diesem Gehäu
se 25 eingebaute Thermostat 7 steuert den Wasserkreislauf ent
sprechend der in Fig. 1 aufgezeigten Weise.
Entsprechend vorstehendem bildet der in Fig. 3 gezeigte Abgaswär
metauscher 1 eine Baueinheit mit dem Ölwärmetauscher 11, dem dem
Kühlwasserkreislauf zugeordneten Thermostaten 7, der Steuerein
richtung 12 für die Abgastemperatur am Austritt 4, den Ölleitun
gen für den Ölfilter und den Ölwärmetauscher 11 sowie der Wasser
pumpe 9 und der Wasserleitungsführung. Dementsprechend wird durch
die Abgaswärmetauscher-Baueinheit eine wesentliche Montageerleich
terung geschaffen, wobei geringstmögliche Wärmeverluste entstehen
und somit eine optimale Wärmerückgewinnung ohne Unterschreiten
einer vorgegebenen Abgastemperatur erzielt wird.
Claims (17)
1. Abgaswärmetauscher, welcher einerseits mit einem Abgaskanal
einer Brennkraftmaschine insbesondere einer Wärmepumpe und an
dererseits mit einer Abgasaustrittsleitung bzw. einem Schall
dämpfer verbunden ist, wobei das Abgas den Abgaswärmetauscher
durch einen zentralen Kanal und ggf. eine darin angeordnete
Abgasreinigungseinrichtung durchströmt und anschließend ent
lang einer Mantelfläche, welche eine Trennwand zu einem Was
sermantel bildet, führbar ist, während eine Steuereinrichtung
zur Beeinflussung der Abgastemperatur vorgesehen ist, wodurch
ein Großteil der im Abgas der Brennkraftmaschine enthaltenen
Abwärme einem Heizkreislauf zugeführt wird, dadurch
gekennzeichnet, daß die Mantelfläche (28)
durch eine vorzugsweise mehrgängige Wendel gebildet ist, die
radial nach innen weisende Rippen (29) bildet und auf deren
Rippenenden ein Zylinder (31) aufliegt und
die im Gehäuse (25) des Abgaswärmetauschers (1) angeordnete
Steuereinrichtung (12) abhängig von der Austrittstemperatur
der Abgase mit einer einen Durchlaßquerschnitt (32) zum zen
tralen Kanal (27) veränderbaren Abdeckplatte (36) in Wirkver
bindung steht.
2. Abgaswärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Gehäuse (25) des Abgaswärmetauschers (1) und die die
Wendel bildenden Rippen (29) als Gußteil ausgebildet sind.
3. Abgaswärmetauscher nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß die die Wendel bildenden Rippen (29) eine über
den Umfang unterschiedliche Steigung aufweisen, wobei in der Werkzeug
teilungsebene für den Gußkern die Steigung am geringsten ist.
4. Abgaswärmetauscher nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Zylinder (31) aus einem vorgerollten und
einen Längsschlitz bildenden Blechteil besteht.
5. Abgaswärmetauscher nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (12) im Bereich der
Abgasaustrittsleitung (4) im Abgaswärmetauscher (1) angeordnet
ist und eine im Abgasstrom befindliche Bimetallwendel (34)
aufweist, welche einerseits mit einer Einstellschraube (33)
und andererseits mit einer auf die Abdeckplatte (36) wirkenden
Kurvenscheibe (35) verbunden ist.
6. Abgaswärmetauscher nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Abdeckplatte (36) durch ein fest mit dem
Zylinder (31) verbundenes Federband gebildet ist.
7. Abgaswärmetauscher nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch ge
kennzeichnet, daß der über die Steuereinrichtung (12) und die
Abdeckplatte (36) temperaturabhängig veränderbare Durchlaß
querschnitt (32) einen Bypaßkanal zu den von der mehrgängigen
Wendel gebildeten Kanälen (37) bildet.
8. Abgaswärmetauscher nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch ge
kennzeichnet, daß im zentralen Kanal (27) ein als Rußfilter
wirkender Monolith (38) angeordnet ist, welcher mit dem Zylin
der (31) einen weiteren ringförmigen Abgaskanal (39) bildet.
9. Abgaswärmetauscher nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch ge
kennzeichnet, daß ein Gehäusedeckel (26) die Abgasreinigungs
einrichtung (Monolith 38) und den Zylinder (31) mittels eines
Drahtgestrickes (40) im Gehäuse (25) fixiert.
10. Abgaswärmetauscher nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Gehäuse (25) einteilig mit einer Aufnah
me (41) für einen dem Ölkreislauf der Brennkraftmaschine (3)
zugeordneten Ölwärmetauscher (11) ausgebildet ist.
11. Abgaswärmetauscher nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Ölwärmetauscher (11) ein in die Aufnahme
(41) einsetzbares, rotationssymmetrisches Bauteil (42) ist,
welches zur Leitung des Öles am äußeren Umfang mit Turbulato
ren (43) versehen ist, während zur Bildung eines Wasserkühl
mantels (44) im Innenraum ein rohrförmiger Verdrängungskörper
(45) angeordnet ist.
12. Abgaswärmetauscher nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Gehäuse (25) des Abgaswärmetauschers (1)
einen Anschluß für einen Ölfilter (20) aufweist.
13. Abgaswärmetauscher nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch ge
kennzeichnet, daß im Gehäuse (25) des Abgaswärmetauschers (1)
eine Bypaßleitung (21) für den Ölfilter (20) und den Ölwärme
tauscher (11) im Ölkreislauf angeordnet ist, welche über ein
federbeaufschlagtes Ventil (22) mit der zur Brennkraftmaschine
(3) führenden Ölleitung verbindbar ist.
14. Abgaswärmetauscher nach den Ansprüchen 1 bis 13, dadurch ge
kennzeichnet, daß das federbeaufschlagte Ventil (22) als dicht
schließendes Rückschlagventil ausgebildet und im Gehäuse (25)
des Abgaswärmetauschers (1) angeordnet ist.
15. Abgaswärmetauscher nach den Ansprüchen 1 bis 14, dadurch ge
kennzeichnet, daß für den Kühlwasserkreislauf des Abgaswärme
tauschers (1) und des Ölwärmetauschers (11) ein Thermostatven
til (7) angeordnet ist, welches temperaturabhängig den Kühl
wasserkreislauf des Abgaswärmetauschers (1) mit einem Heizwas
servorlauf (13) verbindet.
16. Abgaswärmetauscher nach den Ansprüchen 1 bis 15, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Ölwärmetauscher (11) im Zulauf (5) des
Heizwasservorlaufes (13) zum Kühlwasserkreislauf des Abgaswär
metauschers (1) angeordnet ist.
17. Abgaswärmetauscher nach den Ansprüchen 1 bis 16, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Abgaswärmetauscher (1) eine Baueinheit
mit dem Ölwärmetauscher (11), dem Thermostatventil (7) für den
Kühlwasserkreislauf, der Steuereinrichtung (12) für die Abgas
temperatur am Austritt (4), der Bypaßleitung (21) für den Öl
filter (20) und den Ölwärmetauscher (11) und deren federbeauf
schlagtem Rückschlagventil (22) sowie mit der Wasserpumpe (9)
und der Wasserleitungsführung bildet und mit entsprechenden
Leitungsanschlüssen einschließlich des Anschlusses für den Öl
filter (20) und die Wasserpumpe (9) versehen ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3622631A DE3622631C2 (de) | 1986-07-05 | 1986-07-05 | Abgaswärmetauscher |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3622631A DE3622631C2 (de) | 1986-07-05 | 1986-07-05 | Abgaswärmetauscher |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3622631A1 true DE3622631A1 (de) | 1988-01-14 |
DE3622631C2 DE3622631C2 (de) | 1995-02-23 |
Family
ID=6304476
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE3622631A Expired - Fee Related DE3622631C2 (de) | 1986-07-05 | 1986-07-05 | Abgaswärmetauscher |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3622631C2 (de) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4038169A1 (de) * | 1990-11-30 | 1992-06-04 | Daimler Benz Ag | Brennkraftmaschine mit einem aus zylinderkopf und kurbelgehaeuse bestehenden motorgehaeuse |
DE4109847A1 (de) * | 1991-03-26 | 1992-10-01 | Daimler Benz Ag | Anordnung eines russfilters am dieselmotor von kraftfahrzeugen |
DE4402577A1 (de) * | 1993-02-26 | 1994-09-01 | Gillet Heinrich Gmbh | Rußfilter für Kraftfahrzeuge |
EP1094214A3 (de) * | 1999-10-22 | 2002-04-24 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Vorrichtung zur Abwärmerückgewinnung aus Brennkraftmaschinen |
EP1251261A2 (de) * | 2001-04-20 | 2002-10-23 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Abgaswärmerückwinngerät für eine Brennkraftmaschine |
EP2194245A2 (de) | 2008-12-04 | 2010-06-09 | Pierburg GmbH | Öl-Abgas-Kühlmodul für eine Verbrennungskraftmaschine |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AT4030U1 (de) * | 1999-12-02 | 2000-12-27 | Avl List Gmbh | Schaltbarer wärmetauscher |
CN104197526A (zh) * | 2014-09-16 | 2014-12-10 | 江苏双志新能源有限公司 | 一种家用水循环测试系统 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3210697A1 (de) * | 1981-03-26 | 1982-11-04 | Kubota Ltd., Osaka | Maschinen- bzw. brennkraftmaschinenauspufftopf der waermetauscherbauart |
DE3140113A1 (de) * | 1981-10-09 | 1983-04-28 | Volkswagenwerk Ag, 3180 Wolfsburg | "abgas-waermetauscher, insbesondere fuer eine verbrennungsmotorisch betriebene waermepumpe" |
-
1986
- 1986-07-05 DE DE3622631A patent/DE3622631C2/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3210697A1 (de) * | 1981-03-26 | 1982-11-04 | Kubota Ltd., Osaka | Maschinen- bzw. brennkraftmaschinenauspufftopf der waermetauscherbauart |
DE3140113A1 (de) * | 1981-10-09 | 1983-04-28 | Volkswagenwerk Ag, 3180 Wolfsburg | "abgas-waermetauscher, insbesondere fuer eine verbrennungsmotorisch betriebene waermepumpe" |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4038169A1 (de) * | 1990-11-30 | 1992-06-04 | Daimler Benz Ag | Brennkraftmaschine mit einem aus zylinderkopf und kurbelgehaeuse bestehenden motorgehaeuse |
DE4109847A1 (de) * | 1991-03-26 | 1992-10-01 | Daimler Benz Ag | Anordnung eines russfilters am dieselmotor von kraftfahrzeugen |
DE4402577A1 (de) * | 1993-02-26 | 1994-09-01 | Gillet Heinrich Gmbh | Rußfilter für Kraftfahrzeuge |
EP1094214A3 (de) * | 1999-10-22 | 2002-04-24 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Vorrichtung zur Abwärmerückgewinnung aus Brennkraftmaschinen |
EP1251261A2 (de) * | 2001-04-20 | 2002-10-23 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Abgaswärmerückwinngerät für eine Brennkraftmaschine |
JP2002317697A (ja) * | 2001-04-20 | 2002-10-31 | Honda Motor Co Ltd | エンジンの排熱回収装置 |
EP1251261A3 (de) * | 2001-04-20 | 2003-07-02 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Abgaswärmerückwinngerät für eine Brennkraftmaschine |
US6913068B2 (en) | 2001-04-20 | 2005-07-05 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Engine exhaust heat recovering apparatus |
JP4548694B2 (ja) * | 2001-04-20 | 2010-09-22 | 本田技研工業株式会社 | エンジンの排熱回収装置 |
EP2194245A2 (de) | 2008-12-04 | 2010-06-09 | Pierburg GmbH | Öl-Abgas-Kühlmodul für eine Verbrennungskraftmaschine |
DE102008060224A1 (de) | 2008-12-04 | 2010-06-17 | Pierburg Gmbh | Öl-Abgas-Kühlmodul für eine Verbrennungskraftmaschine |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3622631C2 (de) | 1995-02-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0915237B1 (de) | Kühlsystem für Kraftfahrzeuge | |
DE2817743C2 (de) | Einrichtung zur Regelung der Schmieröltemperatur einer Brennkraftmaschine mit einem Ölbehälter | |
DE69918963T3 (de) | Vorrichtung zur regelung des kühlflüssigkeitsdurchflusses | |
DE102005048286B4 (de) | Verfahren zum Betrieb eines Kühlsystems für eine Verbrennungskraftmaschine | |
DE3832966A1 (de) | Heizvorrichtung fuer den fahrgastraum eines eine fluessigkeitsgekuehlte brennkraftmaschine aufweisenden kraftfahrzeuges | |
DE102010050605B4 (de) | Vorrichtung zur Regelung eines Kühlmittelstroms sowie Kühlsystem | |
EP0394796B1 (de) | Heizsystem, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem Verbrennungsmotor und einem Heizgerät | |
DE4481079B4 (de) | Kühlsystem eines Verbrennungsmotors | |
DE3420277C2 (de) | Ventilator für Brennkraftmaschinen | |
DE69723060T2 (de) | Kühlmittelpumpe zur kraftfahrzeugverwendung | |
DE2811144C2 (de) | Fahrzeug-Brennkraftmaschine | |
DE3622631A1 (de) | Abgaswaermetauscher | |
EP0376150B1 (de) | Brennkraftmaschine mit zwei hydraulischen Flüssigkeitskreisläufen | |
DE102015211846A1 (de) | Ablassvorrichtung für Öl-Kreislauf von Motor | |
DE4123866C2 (de) | Dieselvorwärmer für Motoren, insbesondere Fahrzeugmotoren | |
DE102010050261B3 (de) | Regelbare Kühlmittelpumpe | |
EP1350551B1 (de) | Ventilanordnung, insbesondere für den Schmierölkreislauf einer Brennkraftmaschine, beinhaltend ein Rücklaufsperrventil sowie ein Umgehungsventil | |
EP0658708B1 (de) | Anordnung zum Steuern der Temperatur eines hydraulischen Betriebsmittels für ein selbsttätig schaltendes Getriebe und einen hydrodynamischen Drehmomentwandler | |
DE102005045098A1 (de) | Kühlvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine | |
DE10155337B4 (de) | Kühlkreislauf | |
DE3714230A1 (de) | Oelkuehler fuer eine brennkraftmaschine | |
WO2018188777A2 (de) | Lagerabschnitt für einen abgasturbolader und abgasturbolader | |
DE3408024A1 (de) | Thermostatregelung | |
DE3805692A1 (de) | Waermetauscher mit oel als waermeabgebendes medium | |
DE102009012534A1 (de) | Selbstregelndes Thermostatventil sowie Kühlsystem für ein Brennkraftmaschine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: SENERTEC KRAFT-WAERME-ENERGIESYSTEME GMBH, 97424 S |
|
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |