JP2011511238A - 熱を交換するための装置、および自動車 - Google Patents

Abstract

【課題】 特に自動車での使用に関連して、熱を交換するための装置を特にコンパクトかつ効率的に構成する。
【解決手段】 積層方向に交互に積層されたプレート対を有する、第１の媒体と第２の媒体との間で熱を交換するための装置であって、少なくとも１つのプレート対の２つのプレートの間には、第１の媒体が貫流可能な第１の流れ空間が形成されており、互いに隣接する２つのプレート対の間には、第２の媒体が貫流可能な第２の流れ空間が形成されており、前記第１の流れ空間が、前記第１の媒体用の反対方向に連続的に貫流を行うことができる流れ通路部を有する第１の流れ通路を備え、前記流れ通路部が、前記少なくとも１つのプレート対の前記少なくとも２つのプレートの間に配置された隔壁によって互いに仕切られている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、一方では、熱を交換するための装置に関する。本発明は、他方では、このような装置を有する自動車に関する。

内燃機関の排ガスからの熱エネルギーの回収は、自動車業の分野でも重要性が常に増している。特に、この場合、熱エネルギーの回収が排ガス蒸発器によってなおさらに重点的に行われ、これにより、内燃機関の運転に関する効率の向上が実現される。排ガス蒸発器において、排ガスから熱が取り出され、この熱に冷却剤または冷媒が供給され、ここで、冷却剤または冷媒が通常蒸発される。排ガスから取り出された熱エネルギーは、例えば、後接続されたクラウジウス−ランキン工程のために、使用することができる。

例えば、蒸発器を使用して内燃機関の排ガスの熱エネルギーにより高温蒸気および高圧蒸気を発生することができる、内燃機関に関連するランキンサイクルシステムが記載されている特許文献１は、このことに関連している。

独国特許出願公表第６０１２３９８７Ｔ２号明細書

本発明の課題は、特に自動車での使用に関連して、熱を交換するための装置を特にコンパクトかつ効率的に構成することである。

本発明の課題は、請求項１の特徴を有する、熱を交換するための装置によって、および請求項１４の特徴を有する自動車によって解決される。本発明の主旨は、プレート熱伝達体において積層面の内部で、関連する媒体の１つを蛇行して導くことである。

排ガス面と冷却剤面とが交互に直接隣接して配置されている、いわゆるサンドイッチ構造で、本発明の排ガス蒸発器が構成されていることによって、排ガス面と冷却剤面とを大きな面で接触させることができ、その結果、排ガスから冷却剤への熱エネルギーの伝達を特に迅速かつ有効に行うことができる。

さらに、排ガス蒸発器の排ガス側と蒸発器側との間で、大きな接触面が利用されることにより、これらの接触面を非常にコンパクトに構成することができる。とりわけ、このことは、自動車業で特に有利であるが、その理由は、この場合、自動車の構成要素が、できるだけ小さな構造空間を占め、さらには、非常に容易に形成される必要があるからである。このようにして、サンドイッチ構造により、有利には、排ガス蒸発器の排ガス側と蒸発器側との協働に関連して、非常に高性能の構造が得られる。

本発明によれば、第１の流れ空間は、第１の媒体用の連続的に反対方向に貫流を行うことができる流れ通路部を有する第１の流れ通路を備える。好ましくは、流れ通路部は、少なくとも１つのプレート対の少なくとも２つのプレートの間に配置された隔壁によって互いに仕切られている。

好ましくは、一実施形態では、連続的に直接貫流を行うことができる２つの流れ通路部が、偏向部を介して互いに接続されている。有利な変形例によれば、偏向部は隔壁の切り欠き、特に有利には穿孔によって形成されている。他の有利な変形例によれば、偏向部は、隔壁と第１の流れ空間の側面境界部、特に有利にはプレート対との間に残る隙間によって形成されている。

好ましくは、一実施形態では、２つまたは３つ以上の隔壁が互いに一体的に形成されている。特に好ましくは、２つ以上の隔壁は、少なくとも１つのプレート対の少なくとも２つのプレートの間に配置された、特に波板として形成された追加のプレートによって形成されている。

好ましくは、一実施形態では、少なくとも１つの流れ通路部は、互いに平行に貫流を行うことができる２つまたは３つ以上の流れ通路を備える。特に好ましくは、少なくとも１つの流れ通路部の少なくとも２つの流れ通路は、偏向部を介して互いに接続されている。並列に接続された所定の複数の流れ通路によって、本発明による装置を動作させる際に、一方では、圧力損失を調整することができ、他方では、第１の流れ空間における第１の媒体の滞留時間を調整することができる。

好ましくは、一実施形態では、流れ通路の前面は、有利には第１の流れ空間の境界部によって、特に有利にはプレート対の一方または両方のプレートによって閉じられている。

好ましくは、一実施形態では、第１の流れ通路の第１の前面における第１の流れ通路の第１の隔壁には、第２の流れ通路への第１の偏向部が配置されており、第１の流れ通路の第１の前面の反対側の第２の前面における第１の流れ通路の第２の隔壁には、第２の流れ通路とは異なる第３の流れ通路への第２の偏向部が配置されている。

好ましくは、一実施形態では、流れ通路は偏向通路と共に、第１の流れ空間を介した曲がって蛇行する唯一の流れ通路を形成する。

好ましくは、一実施形態では、第１および第２の流れ空間は、異なる主流れ方向に貫流を行うことができる。

好ましくは、一実施形態では、第２の流れ空間は、第１の流れ空間の流れ通路の流れ通路部よりも大きな流れ断面、特に、第１の流れ空間よりも大きな流れ断面を有する。このような実施形態は、特に、液体状の、必要に応じて蒸発する第１の媒体と気体状の第２の媒体とによって動作されるように構成されている。

好ましくは、本発明による装置は、内燃機関と排ガスラインとを有する自動車で使用されており、有利には、内燃機関の特に冷却回路の冷却剤と排ガスとの間で、あるいは空調装置の冷却回路の冷媒と排ガスとの間で熱を交換するために使用されており、この場合、冷却剤または冷媒は特に装置で蒸発させて使用する。この場合、好ましくは、排ガスは第２の媒体である。この場合、好ましくは、第１の流れ通路は、ほぼ垂直に、特に好ましくは、自動車の載置面に対してほぼ垂直に配置されている。

「排ガス系」という用語は、本発明では、内燃機関の排ガスがその内燃機関から離れた後に導かれる任意の構成要素であると理解される。したがって、「排ガス系」という用語は排ガス循環部の構成要素であるとも理解される。特に、このような排ガス循環部には、本明細書に記載されている排ガス蒸発器を有利に一体化することができる。

「冷却剤」という用語は、十分な量の熱エネルギーを受け取って輸送することができる蒸発可能な各作動媒体を示している。特に、水蒸気としても存在する水が、このことに特に十分に適切であり得る。

「サンドイッチ構造」という用語は、本質的にそれ自体で明らかであり、この場合、特に、本明細書に記載されている排ガス蒸発器に関連して、排ガス面と冷却剤面とが排ガス蒸発器内にまたはその上に交互に配置されていることが明らかである。しばしば、「サンドイッチ構造」という用語のために、「プレート構造」という名称も用いられる。

したがって、排ガス側に２つ以上の排ガス面が設けられており、および／または冷却剤側に２つ以上の冷却剤面が設けられているとさらに有利であるが、その理由は、排ガスと冷却剤との間の、特に、複数の排ガス面または冷却剤面による熱伝達を非常に有効に実現することができるからである。特に、冷却剤面を並列に接続することができるので、互いに独立して、全ての冷却剤面に冷却剤を供給することができることが保証されている。さらに、１つまたは複数の冷却剤面を互いに直列に接続することも可能である。

この場合、排ガス面および冷却剤面は、有利には、それらのそれぞれの幅広側で互いに直接当接するか、または排ガス面と冷却剤面とが、適切に熱伝導する仕切装置によってのみ互いに仕切られて配置されている。好ましくは、冷却剤面の各々の両側は、それぞれ１つの排ガス面によって囲まれており、その結果、冷却剤面は、常に、２つの側面によって加温または加熱される。

有利には排ガス蒸発器を介して、一方では排ガスを排ガス面に導き、他方では冷却剤を冷却剤面に導くことができるようにするために、有利な別の実施形態では、排ガス蒸発器が、排ガス側に排ガス案内装置を備え、および／または蒸発器側に冷却剤案内装置を備え、排ガス案内装置と冷却剤案内装置とが互いに空間的に仕切られていることが意図される。

ここで、特に有利には、冷却剤面の各々に、流れ通路等の互いに平行に延びる複数の冷却剤通路が配置されている場合、冷却剤を冷却剤面に沿っておよびそれに導くことができる。この場合、有利には、冷却剤を急速に加熱することができる特に長くて狭い冷却剤通路を設けることができる。

既に、排ガス面および冷却剤面を直接隣接して配置することができる図示したサンドイッチ構造のみにより、小さくて済む構造空間において、排ガス蒸発器の高い性能を実現することができる。本発明では、さらに、排ガス通路または冷却剤通路を排ガス蒸発器の個々の面に設けることができることによって、非常にぎりぎりに予め設定された構造空間の境界条件でも、高い性能または性能の向上を実現することができる。

それに応じて、排ガスを排ガス面に導くために、互いに平行に延びる複数の排ガス通路が配置されていると有利である。例えば、これらの排ガス通路の前面は、排ガス蒸発器の入口側から排ガス蒸発器を介して排ガス蒸発器の出口側まで直線状に延びることができる。排ガス通路の前面はそれぞれ開かれているので、排ガスは開口部を介して排ガス通路の前面に流入し、再び、そこから流出することができる。この場合、好ましくは、多数の排ガス通路が排ガス面に隣接して配置されており、その結果、第１の側面領域と第２の側面領域との間には、複数の排ガス通路が配置されている。したがって、多数の排ガス通路の幅広面において、排ガス蒸発器を介して第１の主流れ方向に通過するように、排ガスを導くことができる。

ここで、冷却剤通路が蒸発器側に同様にまたはさらには同一に整列されて配置されており、排ガス通路が排ガス側に同様にまたはさらには同一に整列されて配置されている場合に、排ガス蒸発器を特に簡単に構成することができる。

さらに、冷却剤が排ガスからの熱エネルギーを特に有効に受け取ることができるようにするために、冷却剤が排ガス蒸発器内に十分に長く滞留することができると有利である。このことは、例えば一方では、冷却剤が、より遅い流れ速度で排ガス蒸発器を通過することによって実現することができる。他方では、排ガス蒸発器をより長く形成することができる。好ましい実施形態の変形例は、排ガス蒸発器内の冷却剤が、冷却剤面において排ガス蒸発器を介して、特に長い経路を進むことができることを意図する。冷却剤通路が空間的に相互に接続されている場合、構造的に特に簡単に、このように長い経路を冷却剤面で実現することができる。空間接続により、冷却剤は、冷却剤通路から別の冷却剤通路に流れ、したがって、時間的に特に長く排ガス蒸発器内に滞留することができる。

特にこれに関連して、冷却剤通路の前面が閉じられていると有利である。これにより、適切な敷設によって、前面の開口部、例えば、直接隣接するおよび／または互いに対応する２つの冷却剤通路を互いに接続することが不要になる。むしろ、共通の隔壁の２つの冷却剤通路の間に、適切な接続開口部を設けることができる。

したがって、好ましい実施形態の変形例は、第１の冷却剤通路の第１の前面における第１の冷却剤通路の第１の隔壁に、第２の冷却剤通路への第１の接続開口部が配置されており、第１の冷却剤通路の第２の前面における第１の冷却剤通路の第２の隔壁に、別の冷却剤通路への第２の接続開口部が配置されていることも意図する。これによって、冷却剤面の全ての冷却剤通路を、蛇行する冷却剤経路に一体化することができる。原則として、このような接続開口部を各隔壁に設けることができる。さらに、冷却通路を並列に接続することができ、これらの冷却通路において、接続開口部が隔壁におよび／または前面に適切に設けられる。

したがって、できるだけ長い冷却剤経路を冷却剤面の１つに設けることができるようにするために、冷却剤通路が共に、排ガス蒸発器を介した蛇行する唯一の冷却剤経路を形成すると有利である。

さらに、排ガス蒸発器が冷却剤経路と排ガス経路とを備え、ここで、冷却剤経路が、排ガス蒸発器内において、排ガス経路とは異なって配向されるように配置されていると有利である。これによって、排ガスおよび冷却剤は、例えば交差流になるように排ガス蒸発器を貫流することができる。排ガスおよび冷却剤が、対応して選択された通路において、向流になるように互いに流れることもできることが明らかである。

要するに、これに関連して、本発明の課題は、自動車の内燃機関を運転するための方法であって、内燃機関の排ガスが排ガス系によって周囲に導かれ、蒸発可能な冷却剤によって排ガスから熱エネルギーが予め取り出され、排ガスが排ガス蒸発器の内部で第１の主流れ方向に通過するように導かれ、冷却剤が、排ガス蒸発器を介して、第１の主流れ方向とは反対方向の主流れ方向に通過するように導かれ、冷却剤が、区間毎に、排ガス蒸発器を介して主流れ方向に直交して通過するように導かれる方法によっても解決される。有利には、この場合、排ガスおよび冷却剤は、排ガス蒸発器を介して、向流状態だけでなく、交差流状態でも互いに通過するように移動され、これによって、特に、冷却剤は、時間的に特に長く排ガス蒸発器内に残留し、この場合、特に適切に加温または加熱されることができる。

排ガス通路も冷却剤通路も、排ガス蒸発器内に異なって配置することができることが理解される。特に、冷却剤通路の１つにおいて、危険な液溜り、特に水溜りが発生し得るような危険性を減少させるために、冷却剤通路が、排ガス蒸発器の内部でほぼ垂直に整列され、特に、路面に対してほぼ垂直に配置されていると有利である。

さらに、理想的には非常に近接して前面壁に配置されている接続開口部によって、冷却剤面の下側に、例えば未だ蒸発していない水による水溜りが発生することを防止することができる。これによって、このような水溜りによる排ガス蒸発器の性能の低下の危険性を防止することができる。これに関連して特に有利な実施形態の変形例では、接続開口部に加えて、特に、冷却剤面の入口開口部も下側に配置されることを意図することができ、その結果、冷却剤面の冷却剤通路に、最初に冷却剤、特に水を供給できることを安全に保証することができる。すなわち、内燃機関を始動させる前に、排ガス蒸発器の全ての冷却剤通路において、冷却剤を理想的に使用することができるので、冷却剤面における冷却剤の均一な蒸発を保証することができる。

冷却剤通路または冷却剤面における危険な水溜りを防止することができる限り、冷却剤通路または冷却剤面が、排ガス蒸発器内でさらに垂直方向から偏向されるように意図することが可能である。例えば、周辺の冷却剤通路および／または周辺の冷却剤面に水が流入する危険性がなお防止されており、さらには、対向する周辺の冷却剤通路および／または対向する周辺の冷却剤面に水が流入されない、排ガス蒸発器の対応して調整すべき安全な傾斜角度、すなわち、なお可能かつ安全なこのような傾斜角度は、予め考慮して、５°以上、理想的には約１０°減少させることができ、その結果、例えば、自動車の内燃機関、排ガス系の傾斜した取り付けによる不利な傾斜状態、および／または自動車自体の不利な傾斜状態を防止することができる。

さらに、「周辺」という用語は、他の冷却剤通路または冷却剤面に対して排ガス蒸発器の外部に配置されている冷却剤通路および／または冷却剤面を指すことができる。

上記傾斜角度は、理想的には垂直面から測定することができる。

このようにして、特に、全ての冷却剤通路に液体冷却剤または水が最初に供給されることを保証することができる。これによって、例えば、最初に水が供給されなかった冷却剤通路が、蒸発する水を単独で必要とするような危険性が低減される。

排ガス蒸発器の通路を種々に形成および構成することができる。例えば、特に、冷却剤通路は、管束として、または仕切フレームを有するプレート構造において形成することができる。冷却剤面の冷却剤通路が、面で複数回折り曲げられた波板によって形成されている場合に、構造的に特に簡単に排ガス蒸発器を製造することができる。

このような波板は、例えば、存在する面に対して平行に配置された仕切板に関連して、有利には、本明細書に記載されている通路を形成することができ、この場合、排ガス通路も、このような仕切板に配置された仕切フレームによって特に簡単に実現することができる。

通路の内部の流動損失をできるだけ小さくするために、他の有利な実施形態の変形例では、平滑な通路壁を設けることができる。特に、冷却通路の寸法は、ほぼ任意に、通路側壁または通路底壁の異なって選択された寸法の影響を受けることがある。

例えば、通路の幅を変化させることにより、熱エネルギー伝達面の圧力損失および／または変化が必然的に生じることがある。さらに、通路の幅は、排ガス蒸発器の通路の数、および／または冷却剤面の冷却剤経路の全経路に影響を与えることがある。

その上、排ガス案内装置および冷却剤案内装置を構造的に種々に構成することができる。排ガス案内装置が排ガス面において平行流で形成されており、冷却剤案内装置が冷却剤面において蛇行流で形成されている場合に、熱エネルギーは、高温の排ガスから冷却剤に特に適切に移行することができる。排ガス案内装置が平行流で貫流を行うことによって、排ガスは、例えば高速でおよび安全な動圧で排ガス蒸発器を通過することができ、一方、冷却剤は、蛇行流によって排ガス蒸発器内に十分に長く滞留することができ、その結果、その冷却剤は熱エネルギーを特に有効に受け取ることができる。

使用例に応じて、本発明の排ガス蒸発器において、さらに別の有利な実施形態を実現することができることが理解される。特に、排ガス蒸発器の流れガイドが、特に適切な能力に関する決定的な基準であり得る。さらに、排ガス蒸発器の強度は、本質的に、対応して固定して形成された通路の影響を受けることがある。

この場合、能力部は２つの最適な方向に延びることができる。一方では、偏向が経路内部の内部構造になおできるだけ存在しないようにすることによって、最小の圧力損失を実現する必要がある。他方では、熱エネルギーを伝達するために、できるだけ大きな面を利用できるようにする必要がある。さらに、圧力損失について、集合体の状態が特に液体から気体に変化することにより、作動媒体の密度が非常に減少し、これによって、流れ速度が何倍にもなることがあることに注意する必要がある。したがって、圧力損失と熱出力との間で、固有の最善の状態を見出さなければならない。

特に排ガス蒸発器では、上記のような強度が別の重要なテーマであるが、その理由は、排ガス蒸発器に関連する十分に優れた効果を実現できるようにするために、周囲圧力を超える作動圧力で、作動媒体、特に冷却剤の大部分を作動させなければならないからである。したがって、使用される部材の選択された形状が、例えば、発生した作動圧力によって生じる押圧力を問題なく受けることができるようにする必要もある。例えば、両方の作動媒体の間の、すなわち、一方の排ガスと他方の冷却剤との間の温度差によって生じる熱応力も受けることができるようにする必要がある。さらに、特に、排ガス蒸発器の個々の板領域がタイロッドとして使用される場合に、波板の選択された板厚が強度に直接影響を与える。その上、板厚は熱伝導性に影響を与えることがある。

効果を向上させる別の方法は、乱流を発生する成形体が通路に設けられるようにすることであり得る。特に、面で複数回折り曲げられた波板に関連する本発明の排ガス蒸発器の上記構成によって、このことを問題なく保証することができる。

本明細書に記載されている排ガス蒸発器は、ほぼ全ての自動車に、さらに特に商用車に有利に使用することができる。

例えば排ガス蒸発器が示されている添付図面の以下の説明を参照して、本発明の別の利点、目的および特徴について説明する。

内燃機関と、排ガス蒸発器付きの排ガス系とを有する自動車の概略図である。 図１の排ガス蒸発器の概略斜視図である。 図１および図２の排ガス蒸発器の概略部分断面図である。 第１の冷却剤面を実現するための、図１〜図３の排ガス蒸発器の波板の概略斜視図である。 代替的波板の斜視図である。

図１に示した自動車１は、後接続された排ガス系３を有する内燃機関２を含み、この排ガス系では本実施例において、排ガスライン４に、排ガス蒸発器５、触媒６、中間マフラー７およびエンドマフラー８が配置されている。自動車１は、４つの車輪９（この場合、単に例示的に番号が付されている）によって、図１の描写によれば紙面にある路面１０に載置される。

排ガス蒸発器５は図２〜図４に概略的に詳細に示されており、この場合、特に図２において、排ガス蒸発器５のサンドイッチ構造１１が、多数の排ガス面１２（この場合、単に例示的に番号が付されている）を有し、多数の冷却剤面１３（この場合も、単に例示的に番号が付されている）を有することが明確に認識される。この場合、排ガス面１２の厚さ１４は、より狭い冷却剤面１３よりも僅かに大きく形成されているので、排ガスは排ガス面１２を迅速に通過することができる。有利には、本明細書で選択されたサンドイッチ構造１１において、両方の外面は排ガス面１２であり、その結果、全ての冷却剤面１３の両側が排ガス面１２によって囲まれることが保証されている。これにより、冷却剤を冷却剤面１３で特に急速に加熱することができる。

冷却剤面１３も、排ガス面１２も、排ガス蒸発器５に垂直方向１５に配置されており、この場合、排ガス蒸発器５の下面１６は路面１０に対向している。本発明の排ガス蒸発器５のサンドイッチ構造１１によれば、冷却剤面１３は排ガス面１２に続く。

本実施例において水であるか、または加熱状態では水蒸気１７である（図３参照）冷却剤は、主流れ方向２０に従って、入口開口部１８（図４参照）を介して冷却剤通路１９に達する。冷却剤は、排ガス蒸発器５を介して冷却剤面１３で蛇行し、この場合、主流れ方向２１に従って排ガス面１２をほぼ直線的に貫流する排ガスから、さらに、熱エネルギーを受け取る。

冷却剤は、冷却剤面１３を介して冷却剤経路２２に沿って蛇行して流れる間、個々の隔壁２４（この場合、単に例示的に番号が付されている）を介して、接続開口部２３（この場合、単に例示的に番号が付されている）を介して、冷却剤面１３の別の冷却剤通路２５（この場合、単に例示的に番号が付されている）にそれぞれ達し、このようにして、主流れ方向２０に沿って蛇行する。全ての冷却剤通路１９と２５は、互いにほぼ平行におよびほぼ垂直方向１５にそれぞれの冷却剤面１３に配置されている。この場合、冷却通路１９または２５は、第１の副流方向２６においてまたは第２の副流方向２７において貫流を行い、副流方向２６、２７は両方の主流れ方向２０と２１に直交して延びる。

排ガス蒸発器５の冷却剤面１３の１つに複数の冷却通路１９または２５を設けることができるような冷却剤案内装置２８は、この場合、平滑なリブ形状３０を有する波板２９からなる。波板２９によって、冷却剤案内装置２８は構造的に特に簡単に設けられている。平滑なリブ形状３０がリブの幅３１および／またはリブの高さ３２に関連して選択されることに応じて、冷却剤経路２２の全長および冷却剤通路１９、２５の数を変更することができることが理解される。この場合、特に、リブの高さ３２は冷却剤通路の高さを規定し、リブの幅３１は冷却剤通路の幅を規定するが（冷却剤通路の高さおよび冷却剤通路の幅の両方は明確に図示されていない）、その理由は、冷却剤通路の高さおよび冷却剤通路の幅が、本質的にリブの高さ３２またはリブの幅３１から得られるからである。

冷却剤通路１９、２５の前面３３、３３Ａは閉じられており（本図には示されず、例示的に番号が付されている）、その結果、冷却剤が冷却剤案内装置２８の出口開口部３４を介して冷却剤面１３から再び出るまで、冷却剤のみが冷却剤通路１９から接続開口部２３を介して別の冷却剤通路２５に流れることができる。このようにして、接続開口部２３により、冷却剤面１３の内部の冷却剤経路２２に沿った冷却剤の偏向が実現される。

したがって、図４による具体的な実施例では、第１の冷却剤通路１９Ａの第１の前面３３における第１の冷却剤通路１９Ａの第１の隔壁２４Ａに、第２の冷却剤通路１９Ｂへの第１の接続開口部２３Ａが配置されており、第１の冷却剤通路１９Ａの第２の前面３３Ａにおける第１の冷却剤通路１９Ａの第２の隔壁２４Ｂに、別の冷却剤通路１９Ｃへの第２の接続開口部２３Ｂが配置されている。

排ガス案内装置は本発明では図示されていないが、その理由は、その排ガス案内装置が、構造的に簡単であり、本質的に、直線状に形成された排ガス通路からなるからである。それらの排ガス通路の前面は閉じられていないので、これらの排ガス通路を介して、排ガスが、排ガス通路に流入し、再び、排ガス通路から流出することもできる。さらに、排ガス案内装置は波板から製造することもできるが、上記接続開口部２３がない。排ガス案内装置に複数の排ガス通路が並列に接続されていることによって、排ガス案内装置は、本実施例において複数の流れで構成されている。これに対して、冷却剤通路１９、２５は冷却剤案内装置２８に直列に接続されているが、その理由は、冷却剤が全ての冷却剤通路１９、２５を連続的に貫流するからである。したがって、冷却剤案内装置２８は、本実施例において１つの流れで構成されている。

排ガス案内装置と冷却剤案内装置２８との間には仕切底部（本図には図示せず）が配置されており、このようにして、それぞれの排ガス面１２と冷却剤面１３とが、特に、排ガス通路と冷却剤通路１９、２５とが互いに空間的に仕切られる。特に、本発明の波板２９と、仕切底部と、閉じられた前面３３、３３Ａとからなる本明細書で選択された組み合わせによって、排ガス蒸発器５が、特に有利には、サンドイッチ構造１１に関連して非常に高い強度を得る。

図示した排ガス蒸発器５は１つのみの第１の実施例を示しているが、本発明がそれに限定されないと解釈されることが理解される。

図５は、さらに図示していない熱を交換するための本発明による装置に挿入されている波板４１として形成された追加のプレートを示している。波板４１は、流れ通路４３、４４、４５、４６、４７、４８、４９、５０を互いに仕切る互いに一体的に形成された隔壁４２、４２ａを備える。この場合、流れ通路４３と４５は第１の流れ通路部を形成し、流れ通路４４と４６は第２の流れ通路部を形成し、流れ通路４７と４９は第３の流れ通路部を形成し、流れ通路４８と５０は第４の流れ通路部を形成する。

この場合、第１および第３の流れ通路部は、例えば観測者に向かって貫流を行い、これに対して、第２および第４の流れ通路部は、観測者から離れるように貫流を行う。この場合、第１の流れ通路部４３、４５は、切り欠き５１により形成された偏向部を介して、第２の流れ通路部４４、４６に接続されている。第２の流れ通路部４４、４６は、図示していない偏向部を介して第３の流れ通路部４７、４９に接続されている。さらに、第３の流れ通路部４７、４９は、切り欠き５２により形成された偏向部を介して第４の流れ通路部４８、５０に接続されている。切り欠き５１、５２によって、隔壁４２と、観測者に対向する流れ通路の前面を閉じる第１の流れ空間の図示していない側壁との間には、偏向部を形成する隙間が生じ、第１の流れ空間には波板５１が配置されている。

これに対して、隔壁４２ａは側壁に接続されているので、流れ通路部は上記順序で、そして反対の流れ方向に交互に貫流を行う。したがって、第１の媒体のために、流れ通路部を直列に接続することによって形成される第１の流れ空間を介した曲がって蛇行する唯一の流れ通路が得られる。

特に、本発明の課題は、自動車の内燃機関に後接続されている、排ガス蒸発器を有する排ガス系であって、排ガス蒸発器がサンドイッチ構造を備え、このサンドイッチ構造に、排ガス面および冷却剤面が交互に直接隣接して配置されており、好ましくは、排ガス蒸発器が、排ガス側に排ガス案内装置を備え、蒸発器側に冷却剤案内装置を備え、排ガス案内装置と冷却剤案内装置とが互いに空間的に仕切られており、好ましくは、冷却剤面の各々に、互いに平行に延びる複数の冷却剤通路が配置されており、これらの冷却剤通路が特に空間的に相互に接続されており、好ましくは、冷却剤通路の前面が閉じられている排ガス系によっても解決される。

好ましくは、第１の冷却剤通路の第１の前面における第１の冷却剤通路の第１の隔壁には、第２の冷却剤通路への第１の接続開口部が配置されており、第１の冷却剤通路の第２の前面における第１の冷却剤通路の第２の隔壁には、別の冷却剤通路への第２の接続開口部が配置されており、この場合、好ましくは、冷却剤通路は共に、排ガス蒸発器を介した蛇行する唯一の冷却剤経路を形成し、および／または排ガス蒸発器の内部でほぼ垂直に整列されており、特に、路面に対してほぼ垂直に配置されており、好ましくは、排ガス蒸発器は、冷却剤経路と排ガス経路とを備え、冷却剤経路は、排ガス蒸発器内で、排ガス経路とは異なって配向されるように配置されている。

好ましくは、冷却剤面の冷却剤通路は、冷却剤面で複数回折り曲げられた波板によって形成されており、および／または排ガス案内装置は複数の流れで形成されており、冷却剤案内装置は１つの流れで形成されている。

特に、本発明の課題は、自動車の内燃機関を運転するための方法であって、内燃機関の排ガスが排ガス系によって周囲に導かれ、蒸発可能な冷却剤によって排ガスから熱エネルギーが予め取り出され、排ガスが排ガス蒸発器の内部で第１の主流れ方向に通過するように導かれ、冷却剤が、排ガス蒸発器を介して、第１の主流れ方向とは反対方向の主流れ方向に通過するように導かれ、冷却剤が、区間毎に、排ガス蒸発器を介して主流れ方向に直交して通過するように導かれる方法によっても解決される。

１ 自動車
２ 内燃機関
３ 排ガス系
４ 排ガスライン
５ 排ガス蒸発器
６ 触媒
７ 中間マフラー
８ エンドマフラー
９ 車輪
１０ 路面
１１ サンドイッチ構造
１２ 排ガス面
１３ 冷却剤面
１４ 厚さ
１５ 垂直方向
１６ 下面
１７ 水蒸気
１８ 入口開口部
１９ 冷却剤通路
１９Ａ 第１の冷却剤通路
１９Ｂ 第２の冷却剤通路
１９Ｃ 別の冷却剤通路
２０ 冷却剤の主流れ方向
２１ 排ガスの主流れ方向
２２ 冷却剤経路
２３ 接続開口部
２３Ａ 第１の接続開口部
２３Ｂ 第２の接続開口部
２４ 隔壁
２４Ａ 第１の隔壁
２４Ｂ 第２の隔壁
２５ 冷却剤通路
２６ 第１の副流方向
２７ 第２の副流方向
２８ 冷却剤案内装置
２９ 波板
３０ 平滑なリブ形状
３１ リブの幅
３２ リブの高さ
３３ 第１の前面
３３ Ａ第２の前面
３４ 出口開口部

Claims (15)

1. 積層方向に交互に積層されたプレート対を有する、第１の媒体と第２の媒体との間で熱を交換するための装置であって、少なくとも１つのプレート対の２つのプレートの間には、第１の媒体が貫流可能な第１の流れ空間が形成されており、互いに隣接する２つのプレート対の間には、第２の媒体が貫流可能な第２の流れ空間が形成されており、前記第１の流れ空間が、前記第１の媒体用の反対方向に連続的に貫流を行うことができる流れ通路部を有する第１の流れ通路を備え、前記流れ通路部が、前記少なくとも１つのプレート対の前記少なくとも２つのプレートの間に配置された隔壁によって互いに仕切られている、装置。
2. 連続的に直接貫流を行うことができる２つの流れ通路部が、偏向部を介して互いに接続されている請求項１に記載の装置。
3. 前記偏向部が前記隔壁の切り欠き、特に穿孔によって形成されている請求項２に記載の装置。
4. 前記偏向部が、前記隔壁と、前記第１の流れ空間の側面境界部、特に、前記プレート対との間に残る隙間によって形成されている請求項２に記載の装置。
5. ２つまたは３つ以上の隔壁が互いに一体的に形成されている請求項１〜４のいずれか１項に記載の装置。
6. 前記２つ以上の隔壁が、前記少なくとも１つのプレート対の前記少なくとも２つのプレートの間に配置された、特に、波板として形成された追加のプレートによって形成されている請求項５に記載の装置。
7. 少なくとも１つの流れ通路部が、互いに平行に貫流を行うことができる２つまたは３つ以上の流れ通路を備える請求項１〜６のいずれか１項に記載の装置。
8. 前記少なくとも１つの流れ通路部の前記少なくとも２つの流れ通路が、前記偏向部を介して互いに接続されている請求項２および７に記載の装置。
9. 前記流れ通路の前面が、特に前記第１の流れ空間の境界部によって、特に前記プレート対の一方または両方のプレートによって閉じられている請求項１〜８のいずれか１項に記載の装置。
10. 第１の流れ通路の第１の前面における前記第１の流れ通路の第１の隔壁には、第２の流れ通路への第１の偏向部が配置されており、前記第１の流れ通路の前記第１の前面の反対側の第２の前面における前記第１の流れ通路の第２の隔壁には、前記第２の流れ通路とは異なる第３の流れ通路への第２の偏向部が配置されている請求項１〜９のいずれか１項に記載の装置。
11. 前記流れ通路が前記偏向通路と共に、前記第１の流れ空間を介した曲がって蛇行する唯一の流れ通路を形成する請求項１〜１０のいずれか１項に記載の装置。
12. 前記第１および第２の流れ空間が、異なる主流れ方向に貫流を行うことができる請求項１〜１１のいずれか１項に記載の装置。
13. 前記第２の流れ空間が、前記第１の流れ空間の前記流れ通路の流れ通路部よりも大きな流れ断面、特に、前記第１の流れ空間よりも大きな流れ断面を有する請求項１〜１２のいずれか１項に記載の装置。
14. 内燃機関と、排ガスラインと、前記内燃機関の特に冷却回路の冷却剤と排ガスとの間で、あるいは空調装置の冷却回路の冷媒と前記排ガスとの間で熱を交換するための、前記排ガスラインに配置された装置とを有する自動車であって、前記冷却剤または前記冷媒が特に前記装置で蒸発され、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の装置が設けられている自動車。
15. 前記第１の流れ通路が、ほぼ垂直に、特に、路面等の前記自動車の載置面に対してほぼ垂直に配置されている請求項１４に記載の自動車。

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