DK178775B1 - Forbrændingsgaskøler til en forbrændingskraftmaskine - Google Patents

Forbrændingsgaskøler til en forbrændingskraftmaskine Download PDF

Info

Publication number
DK178775B1
DK178775B1 DKPA201000547A DKPA201000547A DK178775B1 DK 178775 B1 DK178775 B1 DK 178775B1 DK PA201000547 A DKPA201000547 A DK PA201000547A DK PA201000547 A DKPA201000547 A DK PA201000547A DK 178775 B1 DK178775 B1 DK 178775B1
Authority
DK
Denmark
Prior art keywords
heat exchanger
combustion gas
gas cooler
cooler according
refrigerant
Prior art date
Application number
DKPA201000547A
Other languages
English (en)
Inventor
Martin Lohbreyer
Dietmar Krauss
Dietmar Abendroth
Original Assignee
GEA MASCHINENKüHLTECHNIK GMBH
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GEA MASCHINENKüHLTECHNIK GMBH filed Critical GEA MASCHINENKüHLTECHNIK GMBH
Publication of DK201000547A publication Critical patent/DK201000547A/da
Application granted granted Critical
Publication of DK178775B1 publication Critical patent/DK178775B1/da

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/16Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation
    • F28D7/1615Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation the conduits being inside a casing and extending at an angle to the longitudinal axis of the casing; the conduits crossing the conduit for the other heat exchange medium
    • F28D7/1623Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation the conduits being inside a casing and extending at an angle to the longitudinal axis of the casing; the conduits crossing the conduit for the other heat exchange medium with particular pattern of flow of the heat exchange media, e.g. change of flow direction
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/16Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation
    • F28D7/163Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation with conduit assemblies having a particular shape, e.g. square or annular; with assemblies of conduits having different geometrical features; with multiple groups of conduits connected in series or parallel and arranged inside common casing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/12Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
    • F28F1/24Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending transversely
    • F28F1/32Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending transversely the means having portions engaging further tubular elements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/26Arrangements for connecting different sections of heat-exchange elements, e.g. of radiators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D21/0001Recuperative heat exchangers
    • F28D21/0003Recuperative heat exchangers the heat being recuperated from exhaust gases
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)

Abstract

Forbrændingsgaskøleren (1) omfatter en varmevekslerindsats (2) med flere varmevekslermoduler (11, 12, 13) inkorporeret mellem forbræn dingsgassens (AG) tilstrømningsomr (3) og afstrømningsområde (7). Disse varmevekslermoduler omfatter kølerør med køleribber. Varme vekslerindsatsen (2) omgives af et hus (16), hvis sidevægge (19) er an bragt med afstand til varmevekslerindsatsens (2) perforerede sidevægge (10). Mellem varmevekslerindsatsens (2) lukkede sidevægge (9) og husets (16) tilgrænsende sidevægge (20) er der tilvejebragt skråt forløbende føringskanaler (28) til overføring af kølemidlet (KM) fra et køle middeltilløb via de enkelte varmevekslermoduler (11, 12, 13) til et kølemiddel- afløb.

Description

Opfindelsen angår en forbrændingsgaskøler til en forbrændingskraftmaskine ifølge trækkene i krav 1.
Anvendelsen af forbrændingsgaskølere er kendt inden for motorkøretøjsområdet. Der er imidlertid med disse forbrændingsgaskølere forbundet et problem manglende effektivitet. Dette beror primært på det utilfredsstillende fladeforhold mellem kølevandssiden og forbrændingsgassiden i størrelsesordenen af omtrent 1:1. Dette problem med manglende effektivitet viser sig navnlig ved forbrændingsgaskølere til større forbrændingskraftmaskiner. Herunder forstås forbrændingskraftmaskiner, som fx anvendes inden for det maritime område på skibe eller ved meget tunge bygge kø retøjer. De her anvendte forbrændingsgaskølere afkræves fuldstændig andre ydelser end de forbrændingsgaskølere, som anvendes inden for motorkøretøjsområdet i sammenhæng med tydeligt mindre forbrændingskraftmaskiner. Hertil kommer, at der ved store forbrændingskraftmaskiner anvendes brændstoffer med noget anderledes sammensætning.
Et væsentligt aspekt ved forbrændingsgaskølingen til højtydende forbrændingskraftmaskiner er, at kølingen må ske af meget store forbrændingsgasmængder, hvorved varmetilførslen, som tilføres til forbrændingsgaskøleren gennem forbrændingsgassen, er betydelig: Naturligvis kan forbrændingsgassens temperatur mindskes gennem tilstrækkeligt stort dimensionerede forbrændingsgaskølere; imidlertid tilsigtes det at udforme forbrændingsgaskølerne så kompakte som muligt. Desuden skal det sikres, at forbrændingsgaskølerens hus ikke ophedes for meget.
Opfindelsen har til opgave at tilvejebringe en forbrændingsgaskøler til en navnlig meget højtydende forbrændingskraftmaskine, hvor forbrændingsgaskøleren skal være udformet med kompakt opbygning, og ved hvilken en overophedning af dens hus desuden skal forhindres.
Disse opgaver løses med en forbrændingsgaskøler med trækkene ifølge krav 1.
Yderligere videreudviklinger af opfindelsen er genstand for underkrav.
Forbrændingsgaskøleren ifølge opfindelsen omfatter et hus med kølemiddeltilslutninger, i hvilket hus der er anbragt en varmevekslerindsats med i det mindste ét varmevekslermodul. Varmevekslermodulet omfatter flere af kølemiddel gennemstrømmede kølerør med udvendige køleribber. Mellem varmvekslerindsatsen og huset er der udformet føringskanaler til gennemledning af kølemiddel fra og til kølerørene. Da varmevekslermodulet omfatter kølerør med udvendige ribber, er den varmevekslerflade, der vender mod forbrændingsgassiden tydeligt større end den varmevekslerflade, der vender mod kølemiddelsiden. Anvendelsen af køleribber i forbrændingsgaskølere er dog navnlig ved meget tynde og tæt ved hinanden liggende køleribber ikke uproblematisk, da forbrændingsgassen kan være ladet med partikler, som kan sætte sig fast på køleribberne og således hæmme strømningen og varmevekslingen. På den anden side er en kompakt opbygget forbrændingsgaskøler uden forøgelse af varmevekslerfladen på forbrændingsgassiden næppe realiserbar, navnlig når der skal køles meget store forbrændingsgasmængder. Af den grund anses det inden for opfindelsens rammer som værende særligt fordelagtigt, når forbrændingsgaskøleren er forsynet med en udskiftelig varmevekslerindsats for turnusmæssigt at udskifte eller rengøre varmevekslerindsatsen. Varmevekslerindsatsen omfatter to lukkede sidevægge og to perforerede sidevægge, hvor kølerørene er fastgjort i de perforerede sidevægge. Varmevekslerindsatsen danner på en måde det indvendige hus, som befinder sig inden i det udvendigt anbragte hus. Til begrænsning af føringskanalerne er der enten på huset udformet mellemstykker, som er orienteret indad, eller varmevekslerindsatsen omfatter mellemstykker, som er orienteret udad. Mellemstykkerne i de lukkede sidevægges område forløber skråt, således at der dannes skråt forløbende føringskanaler til overføring af kølemidlet til en kølemiddelindgangsside fra en kølemiddeludgangsside af et varmevekslermodul langs dets lukkede sidevægge.
Sidstnævnte træk adskiller opfindelsen fra GB GB734008.
Et yderligere væsentligt aspekt er, at der mellem varmevekslerindsatsen og huset er udformet føringskanaler til gennemledning af kølemiddel fra og til kølerørene. Det vil sige, at kølemidlet i føringskanalernes område umiddelbart er i kontakt med huset og således køler huset, som danner forbrændingsgaskølerens yderbeklædning. Dermed forhindres også ved meget store varmetilførsler en overophedning af huset.
Da huset principielt ikke udskiftes, kan i det mindste en del af huset også dannes af motorblokken eller en motorkomponent såsom fx et hus af en ladeluftkøler. En anden hushalvdel, som fx fastgøres på motorblokkens husafsnit, tjener på en måde som låg. En yderligere varmetilførsel til varmevekslermodulet via motorblokken eller via en anden motorkomponent, der tjener som husafsnit, finder kun minimalt sted, da føringskanalerne forløber mellem varmevekslermodulet og huset, gennem hvilke føringskanaler, der ledes kølemiddel.
Forbrændingsgaskøleren ifølge opfindelsen baserer sig følgelig på et meget kompakt opbygget, kvasidobbeltvægget huskoncept med fortrinsvis udskiftelig varmevekslerindsats af høj effektivitet.
Det indvendige hus eller varmevekslerindsatsen omsluttes i det mindste i varmevekslermodulernes område af det udvendige hus. Fortrinsvis har huset et rektangulært tværsnit. Varmevekslerindsatsen har ligeledes et rektangulært tværsnit, således at der opstår føringskanaler af i det væsentlige konstant tykkelse eller konstant tværsnitsflade, navnlig i området ved de lukkede sidevægge, men også i området ved de perforerede sidevægge.
For at lede kølemiddelstrømmen til et varmevekslermoduls kølemiddelindgangsside strækker der sig mellem huset og varmevekslerindsatsens sidevægge mellemstykker, som er udformet enten på huset eller på varmevekslerindsatsen. Gennem egnet strømningsføring er det muligt at koble flere varmevekslermoduler efter hinanden, hvor de enkelte varmevekslermoduler ikke er forbundet med hinanden gennem kølerør. Snarere strømmer kølemidlet ud af et første varmevekslermoduls kølemiddeludgangsside og via overføring ved hjælp af føringskanalerne ind i et yderligere varmevekslermoduls kølemiddelindgangsside. Kølemiddelindgangssiden og kølemiddeludgangssiden på varmevekslermoduler, som grænser op til hinanden, er derved navnlig beliggende på modstående sider af varmevekslerindsatsen, således at kølemidlet har en forholdsvis lang vej fra et første varmevekslermoduls kølemiddeludgangsside til et yderligere varmevekslermoduls kølemiddelindgangsside.
Det er villet, at huset dermed bliver tilstrækkeligt afkølet. Ved denne slags kølemiddelføring bliver alle varmevekslermodulernes kølerør gennemstrømmet i samme retning. Naturligvis er det inden for rammerne af opfindelsen heller ikke udelukket, at umiddelbart på hinanden følgende varmevekslermodulers kølerør gennemstrømmes i modsat retning. I dette tilfælde bliver kølemidlet ledt på en mæanderformet måde gennem varmevekslerindsatsen. I en fordelagtig udførelsesform for opfindelsen omfatter varmevekslerindsatsen ved en ende et tilstrømningsområde til varm forbrændingsgas og ved en anden ende et afstrømningsområde til afkølet forbrændingsgas. Varmevekslerindsatsens til- og afstrømningsområder er navnlig konisk udformede. Disse til- og afstrømningsområder danner sammen med varmevekslermodulerne varmevekslerindsatsen, der på en måde som kasse med muffeagtige, koniske til- og afstrømningsområder kan anvendes som præfabrikeret komponent i forbrændingsgaskølere. Som en kappe omslutter forbrændingsgaskølerens hus dens varmevekslerindsats med sine til- og afstrømningsområder. Føringskanalerne til kølemidlet strækker sig også i varmevekslerindsatsens konisk udformede til- og afstrømningsområder, således at der heller ikke i disse områder sker nogen overophedning af huset.
Det anses som værende fordelagtigt, når kølemiddeltilløbet er tilvejebragt i forbrændingsgassens afstrømningsområde og kølemiddelaf-løbet i forbrændingsgassens tilstrømningsområde.
Selv om ikke kun varmevekslingen mellem forbrændingsgassen og kølemidlet kan udformes tydeligt mere effektivt ved hjælp af udformningen af forbrændingsgaskøleren ifølge opfindelsen, og der tillige også sker en virksom køling af huset, er det inden for rammerne af opfindelsen vigtigt på forbrændingsgassiden at tilvejebringe en varmevekslerflade, som er omtrent en faktor 8 til 20, navnlig 8 til 14, større end på kølemiddelsiden, for at opnå den ønskede større effektivitet, hvad angår varmevekslingen mellem forbrændingsgassen og kølemidlet.
Da kølemiddeltilløbet er anbragt i forbrændingsgassens afstrømningsområde og kølemiddelafløbet i forbrændingsgassens tilstrømningsområde, sker varmevekslingen mellem forbrændingsgassen og kø lemidlet i krydsmodstrøm. Kølemiddeltilløbet og kølemiddelafløbet er navnlig udformet som studser anbragt beliggende over for hinanden ved de respektive ender af huset. Særligt vigtigt for effektiviteten af forbrændingsgaskøleren er forholdet mellem varmevekslerfladerne. Køleribbernes flade skal være så stor som mulig uden dog at blive smudset til for hurtigt. Principielt er det tilvejebragt, at kølerørenes køleribber er fremstillet af plader, som strækker sig over hele tværsnittet af et varmevekslermodul. Med andre ord strækker køleribberne sig fra kølerør til kølerør, eller kølerørene går igennem en række stablet anbragte plader, som danner varmevekslermodulets køleribber. Kølerørene går herved igennem huller i pladerne, hvorved området uden for hullerne betegnes som køleribbe. Omkring hullerne er der tilvejebragt turbulatorer, som er præget som fordybninger. Turbulato-rerne forøger varmevekslingen og følgelig effektiviteten af forbrændingsgaskøleren.
Alle turbulatorerne på en plade eller en køleribbe er fortrinsvis præget i én retning. Denne udformning sørger blandt andet for, at så få sodpartikler fra forbrændingsgassen som muligt bliver hæftet til turbulatorerne eller køleribberne. Derved kan inspektions- og serviceintervallerne forlænges.
Det er blevet konstateret, at virkningen af turbulatorerne yderligere forbedres, når disse er nyreformet udformede, hvor der er tilvejebragt fire af disse nyreformet udformede turbulatorer omkring et hul i en køleribbe. I fordelagtige videreudviklinger er turbulatorerne begrænset i deres længde og strækker sig hver over en vinkel fra omtrent 50° til 60° omkring et hul. Derved opstår et vinkelområde på fra 30° til 40° mellem to turbulatorer, i hvilket vinkelområde der ikke er anbragt nogen prægninger inden for pladen.
Hvad angår udformningen af turbulatorerne, er det vigtigt, at disse er lukkede langs randen og har bløde, afrundede overgange til pladen, således at færrest muligt sodpartikler kan sætte sig fast på eventuelle skarpe kanter. Turbulatorerne er anbragt således, at henholdsvis to tynde ender af turbulatorerne eller to tykke ender af turbulatorerne er anbragt så de støder op til hinanden. Derved opstår en punktsymmetrisk indretning i forhold til midterpunktet af de enkelte huller eller en spejl-symmetrisk indretning i forhold til et langsgående plan af hullerne.
Turbulatorerne er således orienteret, at de turbulatorer, som set i strømningsretningen er anbragt foran et hul, vender med deres slankere ende mod strømningsretningen. Tilsvarende er det turbulatorpar, som set i strømningsretningen er anbragt bag hullet således orienteret, at deres tynde ender peger i strømningsretningen.
Med henblik på aggressiviteten af forbrændingsgassen er det fordelagtigt, at varmevekslerindsatsen er fremstillet af ædelstål.
Opfindelsen bliver i det følgende nærmere forklaret ved hjælp af et eksempel på en udførelsesform, som er anskueliggjort i figurerne, hvor: fig. 1 viser en forbrændingsgaskøler i skematisk, perspektivisk afbildning, fig. 2 viser et lodret langsgående snit gennem forbrændingsgaskøleren i fig. 1, fig. 3 viser et lodret tværsnit gennem fig. 2 langs linjen III-III set i retning af pilen Illa, og fig. 4 viser set ovenfra en køleribbe til optagelse af kølerør. I figurerne 1 til 3 er en forbrændingsgaskøler til en i øvrigt ikke nærmere anskueliggjort, stor forbrændingskraftmaskine, der for eksempel kan komme til anvendelse på et skib, betegnet med 1. I forbrændingsgaskøleren 1 er en varm forbrændingsgas AG, som kommer ud af forbrændingskraftmaskinen, arrangeret i en indirekte varmeveksling med et kølemiddel KM i form af kølevand.
Forbrændingsgaskøleren 1 omfatter en i tværsnit rektangulær varmevekslerindsats 2 med et konisk tilstrømningsområde 3 til varm forbrændingsgas AG ved en ende 4. Tilstrømningsområdet 3 følger på en tilstrømningsstuds 5 til den varme forbrændingsgas AG. Ved den anden ende 6 af forbrændingsgaskøleren 1 befinder der sig et konisk afstrømningsområde 7 af varmevekslerindsatsen 2 til afkølet forbrændingsgas AG. Dette afstrømningsområde 7 går over i en cylindrisk afledningsstuds 8 til afkølet forbrændingsgas AG.
Varmevekslerindsatsen 2 omfatter to lukkede sidevægge 9, som er beliggende over for hinanden, og to perforerede sidevægge 10, som er forskudt med 90° i forhold til sidevæggene 9 (fig. 3). Varmevekslerindsatsen 2 omfatter tre varmevekslermoduler 11, 12, 13, som følger på hinanden i strømningsretningen af forbrændingsgassen AG. Disse moduler omfatter et antal kølerør 14, som strækker sig på tværs af forbrændingsgassen AG's strømningsretning, og køleribber 15 i form af ribbeplader (figurerne 2 til 4), hvilke køleribber er gennembrudt af kølerørene 14.
Varmevekslerindsatsen 2 omsluttes af et hus 16, som omfatter et konisk første endeområde 17, et konisk andet endeområde 18, og mellem endeområderne 17, 18 fire sidevægge 18, 19 som er placeret vinkelret i forhold til hinanden. På grund af de koniske tilstrømnings- og afstrømningsområder 3, 7 af varmevekslerindsatsen 2 og de koniske endeområder 17, 18 af huset 16 dannes der ved forbrændingsgaskøleren l's ender 4, 6 koniske, ringformede mellemrum 24, 25.
Mellem varmevekslerindsatsen 2's perforerede sidevægge 10 og huset 16's dermed parallelle sidevægge 19 dannes der til kølemiddel KM indgangskamre 21 på en kølemiddelindgangsside 34 og udgangskamre 22 på en kølemiddeludgangsside 35, hvor indgangskamrene 21 og udgangskamrene 22 af hvert varmevekslermodul 11, 12, 13 ved hjælp af mellemstykker 23 er vandtæt adskilt fra indgangskamrene 21 og udgangskamrene 22 af det tilgrænsende varmevekslermodul 11, 12, 13.
Varmevekslermodulet ll's indgangskammer 21 er forbundet med det ringformede mellemrum 25, og varmevekslermodulet 13's udgangskammer 22 er forbundet med det ringformede mellemrum 24. Det ringformede mellemrum 25 er tilsluttet til en studs 26 til tilløb af kølemidlet KM, og det ringformede mellemrum 24 er tilsluttet til en studs 27 til afløb af opvarmet kølemiddel KM.
Ved siden af varmevekslerindsatsen 2's lukkede sidevægge 9 og huset 16's tilgrænsende sidevægge 20 (se navnlig fig. 4) strækker der sig skråt forløbende føringskanaler 28 til overføring, som vil blive forkla ret nærmere i det efterfølgende, af kølemidlet KM fra kølemiddeltilslutningen 26 over varmevekslermodulerne 11, 12, 13 til kølemiddeltilslutningen 27. Kølemidlet KM kommer fra kølemiddeltilløbet 26 i afstrømningsområdet 7 for den afkølede forbrændingsgas AG til det koniske, ringformede mellemrum 25 mellem varmevekslerindsatsen 2 og huset 16 ved enden 6. Herfra kommer kølemidlet KM via de to føringskanaler 28 ved siderne til indgangskammeret 21 af varmevekslermodulet 11, som grænser op til afstrømningsområdet 7. Fra indgangskammeret 21 gennemstrømmer kølemidlet KM kølerørene 14 af varmevekslermodulet 11 og kommer ud i dettes udgangskammer 22. Herfra strømmer kølemidlet KM gennem de skrå føringskanaler 28 ved siderne til det tilgrænsende varmevekslermodul 12's indgangskammer 21, herfra gennem dette varmevekslermodul 12's kølerør 14 til dets udgangskammer 22 og ud af dette udgangskammer 22 over de ved siderne skråt forløbende føringskanaler 28 ind i indgangskammeret 21 af det varmevekslermodul 13, som grænser op til tilstrømningsområdet 3. Kølemidlet KM strømmer også her gennem kølerørene 14 til dette varmevekslermodul 13's udgangskammer 22 og kommer så fra udgangskammeret 22 via de ved siderne skråt forløbende føringskanaler 28 til det koniske, ringformede mellemrum 24 mellem varmevekslerindsatsen 2's koniske tilstrømningsområde 3 og det ligeledes koniske endeområde 17 af huset 16 og går så i opvarmet tilstand ud af dette koniske, ringformede mellemrum 24 via kølemiddelafløbet 27. Køleribberne 15 omkring kølerørene 14 omfatter som allerede antydet plader forsynet med huller 29 (fig. 4), hvilke plader strækker sig over hele tværsnittet af et varmevekslermodul 11, 12, 13. Omkring hullerne 29 til optagelse af kølerørene 14 er der ud af køleribberne 15's planer tilvejebragt turbulatorer 30, som er præget som fordybninger. Turbulatorerne 30 er præget i én retning ud af køleribberne 15.
Turbulatorerne 30 er nyreformet udformede, og deres krumning er tilpasset hullerne 29's kontur. Der er i hvert enkelt tilfælde tilvejebragt fire turbulatorer 30 omkring et hul 29 i en køleribbe 15.
De af turbulatorerne 30's ender 32, der befinder sig grænsende op til et langsgående plan LE, som er lagt gennem akserne 31 af huller 29, der er beliggende efter hinanden i forbrændingsgassen AG's strømningsretning, udviser en mindre radius end de andre ender 33. Vinklen α mellem et plan E, der skærer en ribbe 15's hul 29's akse 31 og den af en turbulator 30's ender 32, der er beliggende grænsende op til det langsgående plan LE, og det langsgående plan LE andrager omtrent 15°. Tur-bulatorerne 30 strækker sig over en vinkel β fra omtrent 50° til 60° omkring et hul 29.
Huset 16 er udformet delt i det vandrette, langsgående midterplan, således at varmevekslerindsatsen 2 er anbragt udskifteligt i huset 16. Varmevekslerindsatsen 2 såvel som varmevekslermodulerne 11, 12, 13 er fremstillet af ædelstål.
Liste over henvisninqstal: 1 Forbrændingsgaskøler 2 Varmevekslerindsats 3 Tilstrømningsområde 4 Ende 5 Tilstrømningsstuds 6 Ende 7 Afstrømningsområde 8 Afledningsstuds 9 Lukkede sidevægge 10 Perforerede sidevægge 11 Varmevekslermodul 12 Varmevekslermodul 13 Varmevekslermodul i 14 Kølerør 15 Køleribbe 16 Hus 17 Endeområde 18 Endeområde i 19 Sidevæg 20 Sidevæg 21 Indgangskammer 22 Udgangskammer 23 Mellemstykke ; 24 Ringformet mellemrum 25 Ringformet mellemrum 26 Kølemiddeltilløb 27 Kølemiddelafløb 28 Føringskanal i 29 Hul 30 Turbulator 31 Akse 32 Ende 33 Ende 34 Kølemiddelindgangsside 35 Kølemiddeludgangsside AG Forbrændingsgas E Plan LE Langsgående plan KM Kølemiddel α Vinkel β Vinkel

Claims (18)

1. Forbrændingsgaskøler (1) til en forbrændingskraftmaskine, hvor forbrændingsgaskøleren (1) omfatter: a) i et hus (16) med kølemiddeltilslutninger (26, 27) er der anbragt en varmevekslerindsats (2) med et varmevekslermodul (11, 12, 13), b) varmevekslermodulet (11, 12, 13) omfatter flere af kølemiddel (KM) gennemstrømmede kølerør (14) med udvendige køleribber (15), (c) mellem varmvekslerindsatsen (2) og huset (16) er der udformet føringskanaler (28) til gennemledning af kølemiddel (KM) fra og til kølerørene (14), hvor varmevekslerindsatsen (2) omfatter to lukkede sidevægge (9) og to perforerede sidevægge (10), hvor kølerørene (14) er fastgjort i de perforerede sidevægge (10), og hvor der til begrænsning af føringskanalerne (28) enten på huset (16) er udformet mellemstykker (23), som er orienteret indad, eller varmevekslerindsatsen (2) omfatter mellemstykker, som er orienteret udad, kendetegnet ved, at mellemstykkerne (23) i de lukkede sidevægges (9) område forløber skråt, således at der dannes skråt forløbende føringskanaler (28) til overføring af kølemidlet (KM) til en kølemiddelindgangsside (34) fra en kølemiddeludgangsside (35) af et varmevekslermodul (11, 12, 13) langs dets lukkede sidevægge (9).
2. Forbrændingsgaskøler ifølge krav 1, kendetegnet ved, at varmevekslerindsatsen (2) kan udskiftes uden at blive ødelagt i det huset (16) er udformet delt i et vandret, langsgående midterplan.
3. Forbrændingsgaskøler ifølge et af de foregående krav, kendetegnet ved, at føringskanalerne (28) er udformet som mellemrum mellem huset (16) og varmevekslerindsatsens (2) sidevægge (9, 10).
4. Forbrændingsgaskøler ifølge et af de foregående krav, kendetegnet ved, at varmevekslerindsatsen (2) omfatter flere varmevekslermoduler (11, 12, 13) koblet efter hinanden.
5. Forbrændingsgaskøler ifølge krav 4, kendetegnet ved, at kølemiddel (KM), som strømmer ud af et første varmevekslermodul (11, 12), via føringskanaler (28) går ind i et nedstrøms koblet varmevekslermodul (12, 13).
6. Forbrændingsgaskøler ifølge et af kravene 4 til 5, kendetegnet ved, at alle varmevekslermodulernes (11, 12, 13) kølerør (14) gennemstrømmes i samme retning.
7. Forbrændingsgaskøler ifølge krav 4 eller 5, kendetegnet ved, at umiddelbart på hinanden følgende varmevekslermodulers (11, 12, 13) kølerør (14) gennemstrømmes i modsat retning.
8. Forbrændingsgaskøler ifølge et af kravene 1 til 5, kendetegnet ved, at varmevekslerindsatsen (2) ved en ende (4) omfatter et tilstrømningsområde (3) til varm forbrændingsgas (AG) og ved en anden ende (6) et afstrømningsområde (7) til afkølet forbrændingsgas (AG).
9. Forbrændingsgaskøler ifølge krav 8, kendetegnet ved, at varmevekslerindsatsens (2) til- og afstrømningsområder (3, 7) er konisk udformede.
10. Forbrændingsgaskøler ifølge et af kravene 1 til 9, k ende-tegnet ved, at kølemiddeltilløbet (26) er tilvejebragt i forbrændingsgassens (AG) afstrømningsområde (7), og kølemiddelafløbet (27) er tilvejebragt i forbrændingsgassens (AG) tilstrømningsområde (3).
11. Forbrændingsgaskøler ifølge et af kravene 1 til 10, kendetegnet ved, at kølerørenes (14) køleribber (15) er fremstillet af plader, som strækker sig over hele et varmevekslermoduls (11, 12, 13) tværsnit.
12. Forbrændingsgaskøler ifølge krav 11, kendetegnet ved, at der omkring hullerne (29) til optagelse af kølerørene (14) er tilvejebragt turbulatorer (30), som er præget ud af køleribbernes (15) planer som fordybninger.
13. Forbrændingsgaskøler ifølge krav 12, kendetegnet ved, at turbulatorerne (30) er præget i én retning ud af køleribberne (15) .
14. Forbrændingsgaskøler ifølge krav 10 eller 11, kende- tegnet ved, at turbulatorerne (30) er nyreformet udformede, og der er i hvert enkelt tilfælde tilvejebragt fire turbulatorer (30) omkring et hul (29) i en køleribbe (15).
15. Forbrændingsgaskøler ifølge et af kravene 12 til 14, k e n -detegnet ved, at de af turbulatorernes (30) ender (32), der befinder sig grænsende op til et langsgående plan (LE), som er lagt gennem akserne (31) af huller (29), der er beliggende efter hinanden i forbrændingsgassens (AG) strømningsretning, udviser en mindre radius end de andre ender (33).
16. Forbrændingsgaskøler ifølge krav 15, kendetegnet ved, at vinklen (a) mellem et plan (E), der skærer et huls (29) akse (31) og den af en turbulators (30) ender (32), der er beliggende grænsende op til det langsgående plan (LE), og det langsgående plan (LE) andrager omtrent 15°.
17. Forbrændingsgaskøler ifølge et af kravene 14 til 16, kendetegnet ved, at turbulatorerne (30) strækker sig over en vinkel (β) fra omtrent 50° til 60° omkring et hul (29) i køleribberne (15).
18. Forbrændingsgaskøler ifølge et af kravene 1 til 7, k e n d e -tegnet ved, at varmevekslerindsatsen (2) er fremstillet af ædelstål.
DKPA201000547A 2007-12-12 2010-06-23 Forbrændingsgaskøler til en forbrændingskraftmaskine DK178775B1 (da)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102007060300 2007-12-12
DE102008011557A DE102008011557B4 (de) 2007-12-12 2008-02-28 Abgasrückkühler für eine Verbrennungskraftmaschine
PCT/DE2008/002062 WO2009074147A2 (de) 2007-12-12 2008-12-12 Abgasrückkühler für eine verbrennungskraftmaschine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DK201000547A DK201000547A (da) 2010-06-30
DK178775B1 true DK178775B1 (da) 2017-01-16

Family

ID=40680141

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DKPA201000547A DK178775B1 (da) 2007-12-12 2010-06-23 Forbrændingsgaskøler til en forbrændingskraftmaskine

Country Status (7)

Country Link
US (1) US8978629B2 (da)
JP (1) JP5193310B2 (da)
KR (1) KR101186075B1 (da)
CN (1) CN101896787B (da)
DE (2) DE102008011557B4 (da)
DK (1) DK178775B1 (da)
WO (2) WO2009074147A2 (da)

Families Citing this family (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009058676A1 (de) * 2009-12-16 2011-06-22 Behr GmbH & Co. KG, 70469 Wärmetauscher
JP5533715B2 (ja) * 2010-04-09 2014-06-25 株式会社デンソー 排気熱交換装置
JP5910663B2 (ja) * 2010-04-09 2016-04-27 株式会社デンソー 排気熱交換装置
DE102011004606A1 (de) 2011-02-23 2012-08-23 Mahle International Gmbh Abgaskühler
DE102011076800A1 (de) * 2011-05-31 2012-12-06 Behr Gmbh & Co. Kg Wärmeübertrager
JP5585558B2 (ja) * 2011-09-24 2014-09-10 株式会社デンソー 排気熱交換装置
JP5768795B2 (ja) * 2011-10-18 2015-08-26 カルソニックカンセイ株式会社 排気熱交換装置
GB201202339D0 (en) * 2012-02-10 2012-03-28 Caterpillar Motoren Gmbh & Co Exhaust gas cooler
US9938935B2 (en) 2012-07-12 2018-04-10 General Electric Company Exhaust gas recirculation system and method
US10508621B2 (en) 2012-07-12 2019-12-17 Ge Global Sourcing Llc Exhaust gas recirculation system and method
KR101367320B1 (ko) 2012-08-22 2014-03-12 현대자동차주식회사 배기열 회수용 배기파이프의 구조
US9328641B2 (en) 2012-09-21 2016-05-03 Kohler Co. Power management system that includes a wet exhaust system
SE536960C2 (sv) * 2012-12-20 2014-11-11 Scania Cv Ab Värmeväxlare med bypasskanaler
US10537089B2 (en) * 2013-02-06 2020-01-21 The Curators Of The University Of Missouri Waste heat recovery systems and methods for a livestock barn
AT518952B1 (de) * 2015-04-01 2019-03-15 Gen Electric Abgasrückführungssystem und -verfahren
CN104949555B (zh) * 2015-07-08 2016-12-28 湖南省中达换热装备有限公司 三合一气体冷却装置
CN106482540B (zh) * 2015-08-24 2018-07-03 山东美陵博德化工机械有限公司 径向列管式换热器
EP3163244B1 (en) 2015-10-28 2019-08-14 Borgwarner Emissions Systems Spain, S.L.U. Evaporator
CN105422328B (zh) * 2015-12-04 2018-01-12 浙江银轮机械股份有限公司 一种用于发动机尾气再循环egr的蒸发器
CN105758233A (zh) * 2015-12-11 2016-07-13 江苏海事职业技术学院 一种带壳体冷却的管翅式气-液换热器
CN105509514A (zh) * 2015-12-11 2016-04-20 江苏海事职业技术学院 一种管翅式气-液换热器
DE102016100305A1 (de) * 2016-01-11 2017-07-13 Hanon Systems Anordnung zur Ladeluftkühlung
CN105697104A (zh) * 2016-04-17 2016-06-22 曹阳 一种燃油燃气电栅机动车尾气净化器
US10352278B2 (en) * 2016-08-19 2019-07-16 Ge Global Sourcing Llc Method and systems for an exhaust gas recirculation cooler including two sections
EP3489603B1 (de) * 2017-11-28 2021-06-16 Promix Solutions AG Wärmetauscher
KR102012588B1 (ko) * 2018-03-19 2019-08-20 김찬한 다중의 열교환유로구가 구성된 다중열교환장치의 구조와 그를 이용한 다양한 다중열교환장치와 그 방법
DE102018117457A1 (de) * 2018-07-19 2020-01-23 Kelvion Machine Cooling Systems Gmbh Wärmetauscher
DE102019112575B4 (de) * 2019-05-14 2022-10-20 Kelvion Machine Cooling Systems Gmbh Abgasrückkühleranordnung , Gehäuse und Verfahren zur Montage einer Abgasrückkühleranordnung
US11486337B2 (en) * 2019-09-06 2022-11-01 Deere & Company Integrated exhaust system apparatus
ES2952263T3 (es) * 2019-11-14 2023-10-30 Promix Solutions Ag Intercambiador de calor
US11280559B2 (en) * 2020-05-12 2022-03-22 Hanon Systems Dumbbell shaped plate fin
CN114060850A (zh) * 2021-10-18 2022-02-18 北京航空航天大学 一种具有自主冷却夹层的超高温空气燃油换热器
CN114526630A (zh) * 2022-01-19 2022-05-24 常州市常蒸热交换器科技有限公司 小管径翅片式换热器

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1542613A (en) * 1921-10-31 1925-06-16 Edwin R Cox Heat exchanger
GB734008A (en) * 1952-02-05 1955-07-20 Bristol Aeroplane Co Ltd Improvements in or relating to heat exchangers
DE3737433A1 (de) * 1986-11-05 1988-05-11 Plastic Magen Baustein fuer einen kreuzstrom-roehrenwaermeaustauscher und daraus hergestellter waermeaustauscher
EP1225409A1 (de) * 2001-01-18 2002-07-24 Lamitref Industries N.V. Abgaskühler für staubbeladene gasförmige Medien
US6578627B1 (en) * 2001-12-28 2003-06-17 Industrial Technology Research Institute Pattern with ribbed vortex generator
JP2006057473A (ja) * 2004-08-17 2006-03-02 Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd Egrガス冷却装置

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1553093A (en) * 1920-05-10 1925-09-08 Arthur B Modine Radiator
US3223153A (en) * 1962-05-21 1965-12-14 Modine Mfg Co Fin and tube type heat exchanger
US3442324A (en) * 1967-03-06 1969-05-06 American Mach & Foundry Heat recovery device for turbine gases
US4291760A (en) * 1978-06-22 1981-09-29 Borg-Warner Corporation Two fluid heat exchanger
JPS58213192A (ja) * 1982-06-04 1983-12-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd フイン付熱交換器
DE3348099C2 (de) * 1983-10-03 1994-10-20 Wahlco Power Products Inc Vorrichtung zum Vorwärmen eines Verbrennungsluftstromes
JPS59210296A (ja) * 1984-04-20 1984-11-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd フイン付熱交換器
DE3423746A1 (de) * 1984-06-28 1986-01-09 Thermal-Werke Wärme-Kälte-Klimatechnik GmbH, 6832 Hockenheim Waermetauscherlamelle fuer rohre mit elliptischem oder ovalem querschnitt
AU585946B2 (en) * 1985-03-07 1989-06-29 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Heat exchanger
JPS62266391A (ja) * 1986-05-09 1987-11-19 Yanmar Diesel Engine Co Ltd 熱交換器
FR2613058B1 (fr) * 1987-03-25 1990-06-08 Valeo Echangeur de chaleur, notamment pour le refroidissement de l'air de suralimentation du moteur d'un vehicule automobile
US5303770A (en) * 1993-06-04 1994-04-19 Dierbeck Robert F Modular heat exchanger
JPH09133488A (ja) * 1995-11-09 1997-05-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd フィン付き熱交換器
JP2000009391A (ja) * 1998-06-19 2000-01-14 Kimura Kohki Co Ltd 空気調和機用熱交換コイル
KR100503407B1 (ko) * 1999-03-09 2005-07-25 학교법인 포항공과대학교 핀 튜브형 열교환기
JP2002028775A (ja) * 2000-05-10 2002-01-29 Denso Corp 耐腐食性熱交換器の製造方法
FR2816043B1 (fr) * 2000-10-26 2003-01-24 Barriquand Echangeurs Echangeur ou reacteur chimique notamment du type a calandre
US6349761B1 (en) * 2000-12-27 2002-02-26 Industrial Technology Research Institute Fin-tube heat exchanger with vortex generator
US6866093B2 (en) * 2001-02-13 2005-03-15 Honeywell International Inc. Isolation and flow direction/control plates for a heat exchanger
FR2841331B1 (fr) * 2002-06-21 2005-02-25 Mota Echangeurs multitubulaires et procede de fabrication de ces echangeurs
ATE487029T1 (de) * 2002-07-25 2010-11-15 Refaat A Kammel Abgasnachbehandlungssystem zur minderung der schadstoffe aus dieselmotorabgas und damit verbundenes verfahren
JP2004347242A (ja) * 2003-05-22 2004-12-09 Toyo Radiator Co Ltd 熱交換器
JP4602714B2 (ja) * 2004-08-19 2010-12-22 株式会社ティラド 熱交換器
WO2006055916A2 (en) * 2004-11-18 2006-05-26 Allan Stikeleather Heat exchanger tube and method of making
JP2007085331A (ja) * 2005-08-24 2007-04-05 Toyota Motor Corp 排気還流ガス冷却装置
US7628883B2 (en) * 2005-12-09 2009-12-08 Mahle International Gmbh Laser welded plastic intercooler

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1542613A (en) * 1921-10-31 1925-06-16 Edwin R Cox Heat exchanger
GB734008A (en) * 1952-02-05 1955-07-20 Bristol Aeroplane Co Ltd Improvements in or relating to heat exchangers
DE3737433A1 (de) * 1986-11-05 1988-05-11 Plastic Magen Baustein fuer einen kreuzstrom-roehrenwaermeaustauscher und daraus hergestellter waermeaustauscher
EP1225409A1 (de) * 2001-01-18 2002-07-24 Lamitref Industries N.V. Abgaskühler für staubbeladene gasförmige Medien
US6578627B1 (en) * 2001-12-28 2003-06-17 Industrial Technology Research Institute Pattern with ribbed vortex generator
JP2006057473A (ja) * 2004-08-17 2006-03-02 Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd Egrガス冷却装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20110185714A1 (en) 2011-08-04
DE102008011557A1 (de) 2009-06-18
WO2009074147A3 (de) 2009-08-27
KR20100092036A (ko) 2010-08-19
US8978629B2 (en) 2015-03-17
DE102008011558B4 (de) 2010-04-01
DE102008011557B4 (de) 2010-02-25
CN101896787B (zh) 2012-09-05
DK201000547A (da) 2010-06-30
KR101186075B1 (ko) 2012-09-25
WO2009074147A2 (de) 2009-06-18
DE102008011558A1 (de) 2009-06-18
JP2011506896A (ja) 2011-03-03
WO2009074148A3 (de) 2009-08-27
JP5193310B2 (ja) 2013-05-08
CN101896787A (zh) 2010-11-24
WO2009074148A2 (de) 2009-06-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DK178775B1 (da) Forbrændingsgaskøler til en forbrændingskraftmaskine
US9050554B2 (en) Device for compressing and drying gas
CN105917094B (zh) 中冷器
US10697406B2 (en) Heat exchanger utilizing flow path assemblies
US10739078B2 (en) Heat exchanger
US20180231324A1 (en) Stacked-plate heat exchanger
US10094619B2 (en) Heat exchanger having arcuately and linearly arranged heat exchange tubes
ES2409534A2 (es) Intercambiador de calor para gases, en especial de los gases de escape de un motor
US7721795B2 (en) Heat exchanger, especially charge-air/coolant cooler
JP2006200861A (ja) 多流体熱交換器
US20160003501A1 (en) Ted heat exchanger
JP2011196620A (ja) 沸騰冷却式熱交換器
JP6194921B2 (ja) エンジンの吸気冷却装置
RU2557146C1 (ru) Радиально-спиральный теплообменник
KR101194570B1 (ko) 난류 파이프 및 이를 포함하는 열교환기
KR101014535B1 (ko) 유체관로가 형성된 캡을 구비하는 열교환장치
RU2269080C2 (ru) Теплообменник
US20070119579A1 (en) Heat exchanger and plate used in a heat exchanger
RU2232940C2 (ru) Кожухотрубный теплообменник
ES2702324T3 (es) Intercambiador de calor
RU158070U1 (ru) Скоростной теплообменный аппарат
SE537026C2 (sv) Kylaranordning för kylning av ett medium i ett fordon
RU2324883C2 (ru) Блок теплообменников
JP2013122346A (ja) シエル・アンド・チューブ式熱交換器
EA033825B1 (ru) Комбинированный теплообменник