DE8123503U1 - Heat exchanger - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung der im Oberbegriff des ersten Anspruchs angegebenen Art.The invention relates to a device of the type specified in the preamble of the first claim.
Derartige Wärmetauscher können dazu dienen, das Kühl- oder Schmiermittel einer Brennkraftmaschine nach einem Kaltstart aufzuheizen und/oder einen Wärmeträger, der die aufgenommene Wärme über einen, anderen Wärmetauscher dann wieder in einem Fahrgastraum oder einer Fahrerkabine eines Kraftfahrzeuges abgibt.Such heat exchangers can be used to heat up the coolant or lubricant of an internal combustion engine after a cold start and/or a heat transfer medium, which then releases the absorbed heat via another heat exchanger into a passenger compartment or driver's cab of a motor vehicle.
Aus der US-PS 1,895,503 ist ein Fahrzeug mit einer Brennkraftmaschine mit einem Abgaswärmetauscher bekannt, in dem das Schmieröl erwärmt wird und in einem weiteren Wärmetauscher, der in dem Fahrgastraum des Fahrzeuges angeordnet ist, wieder abgibt. Der Nachteil einer derartigen Anordnung besteht darin, daß die gesamte Schmierölmenge aufgewärmt wird, so daß die Heizwirkung nur allmählich einsetzt. Weiterhin läßt sich eine derartige Heizeinrichtung nur unvollkommen regulieren, da bei geringen den Wärmetauscher durchströmenden Schmierölmengen diese sehr stark durch das Abgas erwärmt werden, unter Umständen derart stark, daß es überhitzt wird.US Patent 1,895,503 discloses a vehicle with an internal combustion engine with an exhaust heat exchanger in which the lubricating oil is heated and then released into another heat exchanger located in the passenger compartment of the vehicle. The disadvantage of such an arrangement is that the entire amount of lubricating oil is heated up, so that the heating effect only sets in gradually. Furthermore, such a heating device can only be regulated imperfectly, since when small amounts of lubricating oil flow through the heat exchanger, they are heated very strongly by the exhaust gas, possibly so strongly that it overheats.
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-4 - 20. Juli 1981-4 - July 20, 1981
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Aus diesen Gründen ist man dazu übergegangen, einen separaten Heizkreislauf mit Wasser und Antirostmittel zu installieren. Nachteilig hierbei ist, daß bei Vollast der Brennkraftmaschine sehr hohe Abgastemperaturen auftreten, die von dem Wärmeträger auf Dauer nicht vertragen werden. Versuche, einen gegen diese hohen Temperaturen beständigen Wärmeträger zu finden, sind bisher fehlgeschlagen.For these reasons, a separate heating circuit with water and anti-rust agents has been installed. The disadvantage of this is that when the engine is at full load, very high exhaust gas temperatures occur, which the heat transfer medium cannot tolerate in the long term. Attempts to find a heat transfer medium that can withstand these high temperatures have so far failed.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, einen Wärmetauscher der eingangs genannten Art bereitzustellen, bei dem übliche Wärmeträger verwendet werden können, ohne daß sie durch zu hohe Abgastemperaturen unbrauchbar werden.The object of the present invention is therefore to provide a heat exchanger of the type mentioned at the outset, in which conventional heat transfer media can be used without them becoming unusable due to excessively high exhaust gas temperatures.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des ersten Anspruchs gelöst. Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, daß die Übertragung der hohen Abgastemperaturen im Volllastbetrieb der Brennkraftmaschine auf den Wärmeträger dadurch vermieden werden kann, daß der Wärmeträger mit dem Wärmetauscher in einem in Abhängigkeit der Abgastemperatur oder seiner Temperatur veränderbaren Abstand zum Abgasrohr gehalten wird. Der größtmögliche Abstand wird dabei so groß gewählt, daß die bei Vollast der Brennkraftmaschinen auftretenden Abgastemperaturen es nicht mehr möglich machen, den Wärmeträger derart aufzuheizen, daß seine Standzeit darunter leidet.The object is achieved according to the invention by the characterizing features of the first claim. The invention is based on the idea that the transfer of the high exhaust gas temperatures to the heat transfer medium when the internal combustion engine is running at full load can be avoided by keeping the heat transfer medium with the heat exchanger at a distance from the exhaust pipe that can be changed depending on the exhaust gas temperature or its temperature. The greatest possible distance is chosen to be so large that the exhaust gas temperatures that occur when the internal combustion engine is running at full load no longer make it possible to heat up the heat transfer medium to such an extent that its service life suffers.
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Klöckner-Humboldt-Deutz AGKlöckner-Humboldt-Deutz AG
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Die Weiterbildung der Erfindung nach den Ansprüchen 2 bis 4 beschreibt drei bevorzugte Ausführungsformen, mit denen auf einfache Art und Weise stufenlose Abstände zwischen dem Wärmetauscher und dem Abgasrohr eingestellt werden können. Hierbei wird bei der Ausführung nach Anspruch 2 ein zweiteiliger Wärmetauscher benötigt, bei der Ausführung nach Anspruch 3 xuxa 4 kann ein rohr- oder kastenförmiger, einteiliger Wärmetauscher zur Anwendung gelangen.The development of the invention according to claims 2 to 4 describes three preferred embodiments with which stepless distances between the heat exchanger and the exhaust pipe can be set in a simple manner. In the embodiment according to claim 2, a two-part heat exchanger is required, in the embodiment according to claims 3 xuxa 4, a tubular or box-shaped, one-part heat exchanger can be used.
Die Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 4 stellt eine besonders einfache und robuste Ausführungsform für die Anordnung des Wärmetauschers nach Anspruch 3 dar.The development of the invention according to claim 4 represents a particularly simple and robust embodiment for the arrangement of the heat exchanger according to claim 3.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es stellen dar:In the following, the invention is explained in more detail using a preferred embodiment.
They represent:
Fig. 1 eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Wärmetauscheranordnung;Fig. 1 is a plan view of the heat exchanger arrangement according to the invention;
Fig. 2 einen Schnitt durch den Thermostaten in Fig. 1i Fig. 2 a section through the thermostat in Fig. 1 i
Fig. 3 eine Anordnung bei Verwendung eines rohr- oder zy linderförmigen Wärmetauschers ;Fig. 3 an arrangement when using a tubular or cylindrical heat exchanger ;
Fig. 4 eine Anordnung des Wärmetauschers beiFig. 4 an arrangement of the heat exchanger at
Verwendung eines Wärmerohres.Use of a heat pipe.
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In Fig. 1 ist ein Teil eines Abgasrohres 1 einer Brennkraftmaschine dargestellt. Es wird in Richtung des Pfeiles 2 vom Abgas durchströmt.Fig. 1 shows part of an exhaust pipe 1 of an internal combustion engine. The exhaust gas flows through it in the direction of arrow 2.
Der Wärmetauscher 3 besteht aus den beiden HälftenThe heat exchanger 3 consists of the two halves
3.1 und 3.2. Das wärmeaufnehmende Medium tritt bei 4 in die Wärmetauscherhälfte 3.1 ein, durchströmt sie, wird über eine elastische Leitung 5 in die Wärmetauscherhälfte 3.2 geleitet, durchströmt auch diese und tritt bei 6 wieder aus. Die beiden Wärmetauscherhälften 3.1 und 3.2 werden über vier scherenförmige Gelenke 7 unter der Wirkung einer oder mehrerer Rückholfedern 8 gegen das beidseitig abgeflachte Abgasrohr 1 gepreßt. Die scherenförmigen Gelenke 7 weisen einen zentralen Gelenkpunkt 7.1 auf, der auf dem Umfang des Abgasrohres 1 ortsfest angeordnet ist.3.1 and 3.2. The heat-absorbing medium enters the heat exchanger half 3.1 at 4, flows through it, is guided via an elastic line 5 into the heat exchanger half 3.2, flows through this as well and exits again at 6. The two heat exchanger halves 3.1 and 3.2 are pressed against the exhaust pipe 1, which is flattened on both sides, via four scissor-shaped joints 7 under the action of one or more return springs 8. The scissor-shaped joints 7 have a central joint point 7.1, which is arranged in a fixed position on the circumference of the exhaust pipe 1.
Zum Verschwenken der Wärmetauscherhälften 3.1 undTo swivel the heat exchanger halves 3.1 and
3.2 um die ortsfesten Gelenkpunkte 7.1 ist ein Thermostat 9 vorgesehen, welches von dem wärmeaufnehmendem Medium durchströmt wird und in diesem Beispiel auf der Wärmetauscherhälfte 3.2 befestigt ist. Es weist eine in Abhängigkeit der Temperatur des wärmeaufnehmenden Mediums bewegbare Thermostatstange 10 auf, welche sich gegen eine . an der Wärmetauscherhälfte 3.1 befestigte Platte 11, die für die Stange 10 einen Anschlag 12 aufweist, abstützt.3.2 A thermostat 9 is provided around the fixed articulation points 7.1, through which the heat-absorbing medium flows and in this example is attached to the heat exchanger half 3.2. It has a thermostat rod 10 that can be moved depending on the temperature of the heat-absorbing medium and which is supported against a plate 11 that is attached to the heat exchanger half 3.1 and has a stop 12 for the rod 10.
In Fig. 2 ist ein Querschnitt durch den Thermostaten 9 dargestellt. Er besteht aus einem Gehäuse 13, welches einen Einlaß 13.1 zum Einströmen des wärmeauf-In Fig. 2 a cross section through the thermostat 9 is shown. It consists of a housing 13, which has an inlet 13.1 for the flow of the heat-absorbing
KlöcKner-Hiimboldt-Deuii AGKlöcKner-Hiimboldt-Deuii AG
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nehmenden Mediums aus der Wärmetauscherhälfte 3.2 aufweist ,und dem Auslaß 6. In dem Gehäuse 13 ist ein Kolben 14 angeordnet, in dessen Inneren die Thermostatstange 10 axial verschiebbar angeordnet ist. Der Kolben 14 weist einen Dehnstoffteil 15 auf, in dem eine unter Wärme sich ausdehnende Flüssigkeit oder ein Gas angeordnet ist. Die Wärmeäusdehnung wirkt auf die Thermostatstange 10, so daß diese bei zunehmender Erwärmung aus dem Thermostat 9 ausgefahren wird.receiving medium from the heat exchanger half 3.2, and the outlet 6. A piston 14 is arranged in the housing 13, inside which the thermostat rod 10 is arranged so that it can move axially. The piston 14 has an expansion part 15 in which a liquid or a gas that expands under heat is arranged. The thermal expansion acts on the thermostat rod 10, so that it is extended out of the thermostat 9 as it heats up.
Die erfindungsgemäße Anlage arbeitet folgendermaßen. Im Betrieb der hier nicht dargestellten Brennkraftmaschine wird das Abgasrohr 1 in Pfeilrichtung 2 von dem Abgas durchströmt. Solange das wärmeaufnehmende Medium in den beiden Wärmetauscherhälften 3.1 und 3.2 kalt ist, umschließen die beiden Wärmetauscherhälften den Umfang des Abgasrohres 1 (wie dargestellt). Mit. zunehmender Erwärmung des wärmeaufnehmenden Mediums wird auch der Thermostat 9 erwärmt. Dadurch wird die Thermostatstange 10 durch das sich ausdehnende Gas oder die Flüssigkeit in dem Dehnstoffteil 15 weiter herausgeschoben. Dadurch wird über den Anschlag 12 und die Platte 11 einerseits die Wärmetauscherhälfte 3.1 und über das Thermostatgehäuse 13 andererseits die Wärmetauscherhälfte 3.2 von dem Abgasrohr 1 weggedrückt und aufgrund der scherenförmigen Gelenke 7 um die ortsfesten Drehpunkte 7.1 geschwenkt, so daß die beiden Wärmetauscherhälften einen in AbhängigkeitThe system according to the invention works as follows. When the internal combustion engine (not shown here) is operating, the exhaust gas flows through the exhaust pipe 1 in the direction of the arrow 2. As long as the heat-absorbing medium in the two heat exchanger halves 3.1 and 3.2 is cold, the two heat exchanger halves enclose the circumference of the exhaust pipe 1 (as shown). As the heat-absorbing medium heats up, the thermostat 9 is also heated. As a result, the thermostat rod 10 is pushed out further by the expanding gas or liquid in the expansion part 15. As a result, the heat exchanger half 3.1 on the one hand and the heat exchanger half 3.2 on the other hand are pushed away from the exhaust pipe 1 via the stop 12 and the plate 11 and are pivoted about the fixed pivot points 7.1 due to the scissor-shaped joints 7, so that the two heat exchanger halves have a
Klöcknor-Humboldt-Deulz AGKlöcknor-Humboldt-Deulz AG
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der Temperatur des wärmeaufnehmenden Mediums entsprechenden Abstand zu der Oberfläche des Abgasr'ohres 1 einnehmen. Die mögliche Endstellung ist in Fig. 1 skizziert dargestellt. Fällt nun die Temperatur in der Umgebung des Thermostaten 9 ab, dann wird die Stange 10 durch die Rückholfeder 8 und Anschlag 12 in das Thermostatgehäuse hineingeschoben. Dadurch werden die Wärmetauscherhälften wieder an die Seiten des Abgasrohres gepreßt. the temperature of the heat-absorbing medium takes up a distance from the surface of the exhaust pipe 1. The possible end position is shown in Fig. 1. If the temperature in the area around the thermostat 9 now drops, the rod 10 is pushed into the thermostat housing by the return spring 8 and stop 12. This presses the heat exchanger halves back onto the sides of the exhaust pipe.
Von der Anordnung nach Fig. 1 unterscheidet sich die Anordnung gemäß Fig. 3 dadurch, daß in Fig. 1 zwei Wärmetauscherhälften 3.1 und 3.2 vorgesehen sind, die mit dem Abgasrohr ebene Kontaktflächen aufweisen. In Fig. 3 hingegen ist ein ringförmiger Wärmetauscher 16 vorgesehen, dessen Kontaktfläche 17 mit dem Abgasrohr 1 konisch ausgebildet ist. Im Unterschied zu Fig. 1, 2 stützt sich die Thermostatstange 10 nunmehr gegen einen Anschlag 18 an dem Abgasrohr 1 ab. In der oberen Bildhälfte ist in Fig. 3 der Wärmetauscher anliegend an das Abgasrohr 1 dargestellt, in der unteren Bildhälfte im max. möglichen Abstand hierzu. Der Wärmetauscher 16 wird durch eine federartige Rückholeinrichtung in die ersterwähnte Stellung gebracht.The arrangement according to Fig. 3 differs from the arrangement according to Fig. 1 in that in Fig. 1 two heat exchanger halves 3.1 and 3.2 are provided, which have flat contact surfaces with the exhaust pipe. In Fig. 3, however, an annular heat exchanger 16 is provided, the contact surface 17 of which with the exhaust pipe 1 is conical. In contrast to Fig. 1, 2, the thermostat rod 10 now rests against a stop 18 on the exhaust pipe 1. In the upper half of the picture in Fig. 3 the heat exchanger is shown resting against the exhaust pipe 1, in the lower half at the maximum possible distance from it. The heat exchanger 16 is brought into the first-mentioned position by a spring-like return device.
Aufgrund der konisch ausgebildeten Kontaktflächen 17 sind nun nicht mehr die scherenförmigen Gelenke 7 notwendig, sondern der Wärmetauscher 16Due to the conical contact surfaces 17, the scissor-shaped joints 7 are no longer necessary, but the heat exchanger 16
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Klückner-Humbolclt-Deutz AGKlückner-Humbolclt-Deutz AG
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wird in einer Führung 19 auf Teilen seines Umf angs , parallel zur Achse des Abgasrohres geführt. Der Thermostat 9 ist hierbei derart angeordnet, daß sich die Thermostatstange 10 an einen ortsfesten Anschlag abstützen kann und der Wärmetauscher 16 parallel zur Konusachse verschieben kann.is guided in a guide 19 on parts of its circumference, parallel to the axis of the exhaust pipe. The thermostat 9 is arranged in such a way that the thermostat rod 10 can be supported on a stationary stop and the heat exchanger 16 can move parallel to the cone axis.
Erwärmt sich das wärmeaufnehmende Medium in der Anordnung gemäß Fig. 3, so fährt ebenfalls die Thermostatstange 10 aus und verschiebt nun den Wärmetauscher 16 parallel zur Achse des Abgasrohres 1. Aufgrund der konischen Kontaktflächen entsteht durch diese Geradbevegung ein Luftspalt zwischen dem Wärmetauscher 16 und dem Umfang des Abgasrohres 1»If the heat-absorbing medium heats up in the arrangement according to Fig. 3, the thermostat rod 10 also extends and now moves the heat exchanger 16 parallel to the axis of the exhaust pipe 1. Due to the conical contact surfaces, this straight movement creates an air gap between the heat exchanger 16 and the circumference of the exhaust pipe 1»
Die Geradebewegung des Wärmetauschers 16 wird durch einen Anschlag 20 begrenzt.The straight movement of the heat exchanger 16 is limited by a stop 20.
Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 ist der topfförmige Wärmetauscher mit 21 bezeichnet. Er weist eine kegelige Kontaktfläche 22 auf, die mit einer entsprechenden Kontaktfläche eines Wärmetauschers 23 in Wirkverbindung steht. Das Wärmerohr 23 reicht in den Teil des Abgasrohres 1 hinein und ist in der Wand abgedichtet. Es hat die Aufgabe, die Wärme aus dem Abgas zur Kontaktfläche zu transportieren. Zur Unterbindung des Warmetransports bei höheren Motorlasten dient die durch den Thermostaten 9 gesteuerte Abhebevorrichtung. Die Thermostatstange 10 stützt sich hier an einem Anschlag 18a ab, der axial an dem Wärmerohr 23 angeordnet ist. Bei einer be-In the embodiment according to Fig. 4, the pot-shaped heat exchanger is designated 21. It has a conical contact surface 22, which is in operative connection with a corresponding contact surface of a heat exchanger 23. The heat pipe 23 extends into the part of the exhaust pipe 1 and is sealed in the wall. Its task is to transport the heat from the exhaust gas to the contact surface. The lifting device controlled by the thermostat 9 serves to prevent the heat transport at higher engine loads. The thermostat rod 10 is supported here on a stop 18a, which is arranged axially on the heat pipe 23. In a
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stimmten Temperatur des wärmeaufnehmerrden Mediums wird der Wärmetauscher 21 durch das Herausfahren der Thermostatstange 10 angehoben. Zu der Ruhebzw. Kaltstellung wird der Wärmetauscher durch die Rückholfeder 8a an die Kontaktflächen des Wärmerohres gepreßt. Diese Ausführung zeichnet sich gegenüber den Vorhergehenden durch eine ' besonders kompakte Bauweise aus.When the heat-absorbing medium has reached the right temperature, the heat exchanger 21 is raised by extending the thermostat rod 10. To reach the rest or cold position, the heat exchanger is pressed against the contact surfaces of the heat pipe by the return spring 8a. This design is distinguished from the previous ones by its particularly compact construction.
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F 360/1F360/1
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Zusamraenfassun.iSummary.i
WärmetauscherHeat exchanger
Abgaswärmetauscher, dessen Temperatur durch veränderbaren Abstand zu der Abgasrohrwandung bzw. zu der Kontaktfläche eines vom Abgas erwärmten Teils geregelt wird. Die Regelung erfolgt selbsttätig durch einen Thermostaten.Exhaust gas heat exchanger, the temperature of which is regulated by a variable distance to the exhaust pipe wall or to the contact surface of a part heated by the exhaust gas. The regulation is carried out automatically by a thermostat.
(Fig. 1 als Zeichnungs-Anlage)(Fig. 1 as drawing attachment)
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Claims (7)
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|---|---|---|---|
| DE19818123503 DE8123503U1 (en) | 1981-08-11 | 1981-08-11 | Heat exchanger |
Applications Claiming Priority (1)
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| DE19818123503 DE8123503U1 (en) | 1981-08-11 | 1981-08-11 | Heat exchanger |
Publications (1)
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|---|---|
| DE8123503U1 true DE8123503U1 (en) | 1987-01-22 |
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ID=6730274
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19818123503 Expired DE8123503U1 (en) | 1981-08-11 | 1981-08-11 | Heat exchanger |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE8123503U1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999047876A1 (en) * | 1998-03-16 | 1999-09-23 | Life Science Holdings, Inc. | Cryogenic fluid heat exchanger method and apparatus |
| DE102010009030A1 (en) * | 2010-02-24 | 2011-08-25 | Audi Ag, 85057 | Motor vehicle has internal-combustion engine, transmission oil containing gear box and device for heating up transmission oil by waste heat of internal-combustion engine |
-
1981
- 1981-08-11 DE DE19818123503 patent/DE8123503U1/en not_active Expired
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999047876A1 (en) * | 1998-03-16 | 1999-09-23 | Life Science Holdings, Inc. | Cryogenic fluid heat exchanger method and apparatus |
| DE102010009030A1 (en) * | 2010-02-24 | 2011-08-25 | Audi Ag, 85057 | Motor vehicle has internal-combustion engine, transmission oil containing gear box and device for heating up transmission oil by waste heat of internal-combustion engine |
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