JP2014517890A - 自動車両の熱電式発電機用の熱交換器を有する装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、軸方向３に沿って第１端部面５に配置される流体８のための入口４および第２端部面７に出口６を有するハウジング２、ならびに、互いに同心的に配置される少なくとも１つの外部ジャケットチューブ９および内部ジャケットチューブ１０を少なくとも備える熱交換器１を有する装置であって、ハウジング２は、入口４に接続される第１の環状のダクト１１および出口６の上流に配置される第２の環状のダクト１２をさらに備え、第１のダクト１１および第２のダクト１２は、内部ジャケットチューブ１０と外部ジャケットチューブ９との間の中間空間１４において軸方向３に延びる流体８のための複数の流路１３によって接続され、複数の流路１３の各々内には、少なくとも１つの熱交換チューブ１５が配置される、装置に関する。
【選択図】図３

Description

本発明は、特に自動車両に配置される、熱電式発電機用の熱交換器を有する装置に関する。

自動車両の内燃機関からの排ガスは、熱エネルギーを呈する。そして、例えば、バッテリーまたは他のエネルギー貯蔵部に充電するために、および／または電気消費部に必要なエネルギーを直接供給するために、熱エネルギーは、熱電式発電機によって電気エネルギーに変換される。このようにして、大量のエネルギーが、自動車両の作動にとって利用可能となる。熱電式発電機の使用を通して、内燃機関のエネルギー効率は、さらに上昇する。

このタイプの熱電式発電機は、少なくとも多数の、可能ならモジュラー式の、熱電変換素子を有する。熱電材料は、熱エネルギーを電気エネルギーに効果的に変換できる（ゼーベック効果）およびその逆も同様（ペルチェ効果）の材料である。ゼーベック効果は、熱エネルギーの電気エネルギーへの変換の現象に基づいており、熱電エネルギーの生成に利用される。ペルチェ効果は、ゼーベック効果の逆であり、熱の吸収をともなう現象であり、異なる材料を通って流れる電流に関して生成される。ペルチェ効果は、例えば熱電冷却用にすでに提案された。

この種の熱電変換素子は、いわゆる高温側といわゆる低温側との間に位置する多数の熱電素子を好ましくは有する。熱電素子は、例えば、少なくとも２つの半導体ブロック（ｐ型およびｎ型の）を備える。半導体ブロックの上側および下側（それぞれ高温側および低温側に向く）は、導電ブリッジに交互に接続される。セラミックプレートまたはセラミックコーティングまたは他のプラスチックおよび／または類似の材料は、金属ブリッジを絶縁する役に立ち、したがって、金属ブリッジ間に好ましくは配置される。温度勾配が半導体ブロックの両側に提供される場合、電位が形成される。この場合、熱は、１つの接触点（高温側）で吸収され、電子は、一方の側からつぎのブロックの高エネルギーバンドに移る。他方の側では、低エネルギーレベルに戻るために（低温側）、電子は、今度はエネルギーを放出することができる。電流の流れは、したがって、対応する温度勾配を与えられて、発生することができる。

熱電式発電機の設計において、そしてその自動車両への使用において、さまざまな課題は、解決されなければならない。とりわけ、存在する温度差が電気エネルギーへの変換のために効率的に変換することができるように、熱電変換素子内に良好な熱伝達が提供されなければならない。さらに、さまざまな負荷条件の下で作動する内燃機関の排気システムにおいては、熱電素子に適した温度レベルが提供されなければならない。この種の装置または排気システム内の熱電素子の配置は、これらの態様に関しても考慮されなければならない。

したがって、本発明の目的は、従来技術に関して強調される課題を少なくとも部分的に解決することである。特に、排ガスからの熱エネルギーの電気エネルギーへの変換において、高い効率を呈する装置を特定することが求められる。さらに、装置は、できるだけスペースをとらない構造を有しなければならず、特に自動車両の床下の領域における配置に適していなければならない。さらに、装置の自動車両への後からの設置は、統合のための扱いにくい手段を必要とすることなく可能でなければならない。

前記目的は、請求項１の特徴による装置によって達成される。本発明による装置の有利な実施形態は、従属請求項において特定される。請求項において個々に特定される特徴は、いかなる所望の技術的に好都合な仕方でも互いに組み合わされてよく、本発明のさらなる実施形態を形成してよい点に留意する必要がある。記述は、特に図に関連して、さらに本発明を説明し、本発明の補助的な実施形態を特定する。

特に自動車両の内燃機関の排気システムにおいて配置するために、装置は、熱交換器を有する。熱交換器は、軸方向に沿って第１端部側に配置される流体のための入口を有し、かつ第２（反対の）端部側に出口を有する少なくとも１つのハウジングを有する。さらに、熱交換器は、少なくとも１つの外部シェルチューブおよび、それに関して同心的に配置される内部シェルチューブを有し、そして、入口に（直接）隣接する環状の第１のダクトおよび出口の（直接）上流に配置される環状の第２のダクトを有する。第１のダクトおよび第２のダクトは、内部シェルチューブと外部シェルチューブとの間の（環状の）中間空間において軸方向に延びる流体のための多数の流路によって接続される。いずれの場合も、多数の流路内には、少なくとも１つの熱交換チューブが配置される。したがって、流体は、入口を経て環状の第１のダクト内に流入し、続いて多数の流路を介して環状の第２のダクトに導かれる。流体は、その後、出口を経てハウジングを出る。

ハウジングまたは内部および／または外部シェルチューブは、好ましくは丸く、特に円形または他の楕円／卵形状であるが、この種の形状に決して制限されない。流路を囲む中間空間は、外部シェルチューブおよび内部シェルチューブによって形成される。内部シェルチューブは、キャビティを囲む。入口および出口は、特に円筒状であり、内燃機関の排気ラインに接続される。排気ラインから、流体（例えば内燃機関の排ガス）は、環状の第１のダクト内に流入し、第１のダクトを通って、外部および内部シェルチューブ間の（環状の）中間空間に移される。特に、環状の第１のダクトは、入口を少なくとも部分的に囲む。しかしながら、第１のダクトは、円筒形状でもよく、入口に直接隣接してもよい。そうすると、流体は、第１のダクトを介して環状の中間空間に流れ込む。

装置の好適な改良において、少なくとも１つの流路は、熱交換チューブを有しない。前記流路は、したがって、例えば第１の環状のダクトにおよび／または入口に配置される制御エレメントによって流体を用いて満たされることのできるバイパスとして役立つ。全ての流体の流れが前記バイパスを介して熱交換チューブを過ぎて導かれることは、好ましくは可能である。熱交換チューブが十分に冷やされることができないように、排ガスの温度が高過ぎるときに、または、付加的な負担が冷却液供給源にかけられてはならないときに、これは特に必要である。さらに、熱交換チューブ上の流れの結果として１つの制御可能な熱損失だけが発生するという点で、下流に配置される排ガス処理コンポーネントでの熱の導入が制御されることも、したがって、可能である。熱エネルギーは、したがって、流体中に蓄えられたままであり、排気ラインに追加的に設けられる排ガス処理コンポーネントに対して熱交換器の下流において最初に消散される。バイパスを通る流れの制御および／または調整は、内燃機関の作動点を考慮に入れて、および／または流体の固有値（温度、圧力、流体組成）を考慮に入れて、好ましくは実行される。

装置の１つの有利な改良において、熱電素子は、熱交換チューブ内に設けられる。ここで、熱電素子は、特に熱交換チューブの軸方向において環状の形を順に積み重ねたものである。高温流体（排ガス）は、熱交換チューブの外側上を流れ、低温流体（水）は、内側ダクトにおいて熱交換チューブの中を流れる。このように熱交換チューブの外面と内側ダクトとの間に発生する温度勾配の結果、電気的に接続された熱電素子は、適切な電気的端子を介して熱交換器のハウジング上に摘まみ取る（ｐｉｃｋ ｏｆｆ）ことのできる電流を発生する。このように、熱電式発電機によって発生する電流が自動車両に利用可能となることができるように、自動車両の電気貯蔵部または電気消費部に特に接続している熱電式発電機として、熱交換器を有する装置は、したがって、作動される。

熱電素子のための熱電材料として、特に以下が考慮される。
ｎ型熱電材料：ケイ化物（例えばＭｇＳｉ−ＭｇＳｎ）
ｐ型熱電材料：ジントル相（例えばＺｎ_４Ｓｂ_４）

前記材料は、特に有利であり、そして高温流体（排ガス）の熱エネルギーを電気エネルギーに効率的に変換することを許容することが判明した。ケイ化物は、特にシリコンの二成分金属化合物である。そしてそれは、半導体として利用されることができる。ジントル相は、特に、高い陽電性を帯びたアルカリ金属または接地アルカリ金属と、周期表の第１３〜１６群からの適度に電気陰性の元素との間の金属間化合物である。いくらかのジントル相は、金属導体と対照的に、伝導率が温度の増加とともに上昇する反磁性半導体である。

装置のさらに有利な改良において、内部シェルチューブおよび／または外部シェルチューブは、軸方向に延びる、そして、中間空間において断面狭小部および断面拡幅部を円周方向に交互に形成する構造物を有する。断面拡幅部は、いずれの場合も１つの流路を形成する。構造物は、特に波打つ形のものであり、好ましくは正弦波の構造物である。特に、断面狭小部は、個々の流路を切り離さない。そうすると、流体の（限られた）交換は、円周方向に隣接する流路間で可能である。しかしながら、断面狭小部による流路の少なくとも部分的な分離は、本発明に同様に合致する。

特に、内部シェルチューブおよび外部シェルチューブは、構造物を備える。前記構造物は、断面狭小部および断面拡幅部が形成されるように、いずれの場合も２つのシェルチューブが円周方向に沿って一緒に接近し、または互いからさらに離れるように、互いに関して方向付けられる。特に、断面狭小部の最小幅に対する断面拡幅部の最大幅の比率（最大幅／最小幅）は、少なくとも２の、好ましくは少なくとも３の、特に好ましくは少なくとも５の値を有する。

特に、外部シェルチューブおよび／または内部シェルチューブは、熱交換チューブの外面に対して２〜７ｍｍ［ミリメートル］の（最小）間隔を伴って配置される。前記間隔は、熱交換チューブの利用できる外面上の流体の流れの有利な分布に結果としてなる。外部シェルチューブおよび／または内部シェルチューブの構造物は、特に、排ガスが熱交換チューブに近接してその熱交換チューブを過ぎて導かれるという点で、効果を有する。特に、熱交換チューブは、２５〜３５ｍｍ［ミリメートル］の、特に最大でも３０ｍｍの最大直径を有する。特に、熱交換チューブは、円周方向において４〜１４ｍｍ［ミリメートル］の外面間の距離を伴って互いに離間する。

特に、流体／排ガスの方向転換を遂行することのできるガイドエレメントは、少なくとも１つの熱交換チューブにおよび／または少なくとも１つの流路に配置される。ガイドエレメントは、特に、内部シェルチューブにおよび／または外部シェルチューブに少なくとも部分的に固定される。前記ガイドエレメントは、熱交換チューブの周りで流体を方向転換するために、および／または隣接する熱交換チューブ間で流体を混合するために、および／または隣接する熱交換チューブに対して流体を少なくとも部分的に方向転換するために、特に役立つ。

さらなる改良において、少なくとも１つの熱交換チューブおよび／または少なくとも１つのガイドエレメントおよび／または内部シェルチューブおよび／または外部シェルチューブは、流体の流れの乱流を発生させるための構造を備える。前記構造は、増加した粗さによっておよび／または微小構造によって形成されてよい。前記構造は、熱交換チューブの周りの流体の流れの中で乱流を発生させる。そうすると、流体の流れから熱交換チューブへの熱の移動は、改善される。このようにして、増加した量の熱エネルギーは、流体の流れから抽出されて、熱交換チューブを介して消散される。このようにして、熱交換器のまたは熱電式発電機のより効率的な使用は、ここで可能である。特に、熱交換チューブおよび／またはガイドエレメントの全ては、前記タイプの構造を有する。

構造は、熱交換チューブの周りの流体の流れの中で乱流を発生させる。そうすると、流体の流れから熱交換チューブへの熱の移動は、改善される。このようにして、増加した量の熱エネルギーは、流体の流れから抽出されて、熱交換チューブを介して消散される。このようにして、熱交換器のまたは熱電式発電機のより効率的な使用は、ここで可能である。

特に、構造は、熱交換チューブ上に、そしてガイドエレメント上に、そして内部および外部シェルチューブ上に配置されて、それらの位置決めおよび流れに対するそれらの効果に関して互いに調整される。

特に、微小構造は、丘疹（ｐｉｍｐｌｅ）および／またはギザギザ（ｉｎｄｅｎｔａｔｉｏｎ）の形に設計される。丘疹は、ガイドエレメント／熱交換チューブ／シェルチューブの表面から外向きに延出する。ギザギザは、内向きに延出する。

特に、構造は、増加した粗さによって形成される。ここで、熱電素子または低温流体に面する熱交換チューブのその表面上の粗さに対して、流体の流れに面する熱交換チューブのその表面の粗さは、増加する。ここで、熱交換チューブから向きがそれる内部および／または外部シェルチューブのその表面上の粗さに対して、熱交換チューブに面する内部および／または外部シェルチューブのその表面の粗さは、増加する。特に、熱交換チューブ上のおよび／または内部および／または外部シェルチューブ上の増加した粗さは、少なくとも５倍に、好ましくは少なくとも１０倍に、特に好ましくは少なくとも２０倍に増加する。粗さは、平均粗さＲａまたは平均の粗さ深さＲｚとして決定される。特性粗さ値を決定する方法は、国際標準から（例えばＤＩＮ ＥＮ ＩＳＯ ４２８７から）当業者に知られている。特に、バイパスは、乱流を増加させるための構造を有しない。特に、バイパスは、ガイドエレメントも有しない。

さらに有利な改良において、熱交換チューブは、第１のダクトを越えておよび／または第２のダクトを越えて軸方向に延びる。熱交換チューブは、少なくとも１つの（共通の）ポートを介して冷却液供給源に接続される。ポートは、特に、低温流体が熱交換チューブと冷却液装置との間を循環することができるように、供給ラインおよび戻りラインを備える。特に、熱交換チューブは、１つのポートから個々の熱交換チューブへの低温流体の分配を許容する少なくとも１つの共通の閉鎖プレート上に配置される。ここで、いずれの場合も、１つの閉鎖プレートが第１端部側上におよび第２端部側上に配置されることも、可能である。そうすると、低温流体は、１つの軸方向の熱交換チューブの全体を通って流れる。

熱交換器において、流体が放射状に通って流れることのできるハニカムボディが第１のダクトの中に配置されることは、特に可能である。前記ハニカムボディは、特に触媒的にコーティングされる。ハニカムボディは、入口に向かって開いているように形成される中央に配置された流入ダクトを有する。したがって、流体は、入口を経て流入ダクトに流れ込み、ハニカムボディの放射状に延びる流れダクトを通って中間空間へと前方へ導かれる。

内燃機関を有し、排ガス処理装置を有し、排気ラインに配置される本発明による装置をも有する自動車両において、本発明は、特に使用される。そして、流体は、内燃機関の排ガスである。特に、複数の装置が一本出しまたは他の複数本出しの排気ラインに設けられることは、明らかに可能である。

装置は、後から排気ラインに取り付けられてもよい。そして、単に冷却液供給源への接続を提供することが必要なだけである。適切な場合、設けられるバイパスの対応する作動を実現するために、制御装置への接続も必要である。

本発明および発明の技術分野は、図に基づいて以下にさらに詳細に説明される。図は、特に好適な例示的実施形態を示すが、本発明は、それに制限されない。

図１は、熱交換器を有する装置の縦断面を示す。 図２は、熱交換器を有する装置のさらなる設計変形の縦断面を示す。 図３は、図１の装置の横断面を示す。 図４は、自動車両における前記タイプの装置の典型的な配置を示す。

図１は、熱交換器１を有する装置の縦断面を示す。流体８（または排ガス）は、第１端部側５の入口４を通り、そして流れに関して入口４に接続された流入ダクト３６を通って、流れが放射状に通過することのできるハニカムボディ３７へと流れ込む。ハニカムボディ３７は、環状の第１の導管１１内に配置される。流体８は、流れが放射状に通過することのできるハニカムボディ３７を通って半径方向に流れる。そして、前記流体は、外部シェルチューブ９によっておよび内部シェルチューブ１０によって形成される中間空間１４に入る。中間空間１４において、流体８は、軸方向３へと方向転換され、そして中間空間１４を通って出口６の方向に流れる。前記図１において、中間空間１４は、軸方向３において円筒状の設計である。例えば、軸方向３に沿って広がる中間空間１４に対応して、円錐状の設計も可能である。

流体８は、熱交換チューブ１５の周りに形成される多数の流路１３に沿って軸方向３に第２のダクト１２へ流れる。第２のダクト１２において、流体８は、集められて、第２端部側７の出口６へと前方へ導かれる。熱交換チューブ１５は、全ての中間空間１４を通って軸方向３に延びる。流体８は、熱交換チューブ１５の外面３３上を流れる。「高温側」は、したがって、ここで形成される。熱交換チューブ１５は、それらが低温流体３１によって横断される内側ダクト３２を有する。（特に環状の形である）熱電素子２２は、内側ダクト３２（「低温側」）と外面３３（「高温側」）との間に配置される。熱電素子２２とともにこの装置は、熱電式発電機を形成する。高温流体８（排ガス）は、熱交換チューブ１５の外面３３の周りを流れる。そうすると、低温側と高温側との間に温度ポテンシャルが発生する。前記温度ポテンシャルは、熱電素子２２によって電気エネルギーへと変換される。

熱交換チューブ１５は、いずれの場合も内部シェルチューブ１０によっておよび外部シェルチューブ９によって形成される流路１３内に配置される。ここで、外部シェルチューブ９は、ハウジング２を少なくとも部分的に形成する。外部シェルチューブ９および内部シェルチューブ１０は、いずれの場合も熱交換チューブ１５の外面３３に対して間隔３４を保って配置される。

閉鎖プレート２６は、入口４のまたは第１端部側５の領域においてハウジング２上に設けられる。前記閉鎖プレート２６は、第１に、軸方向３の中間空間１４の範囲を定めるために、そして第２に、熱交換チューブ１５を受け入れるために、役立つ。そうすると、熱交換チューブ１５を通って流れる低温流体３１は、供給されて、ここに放出される。冷却液供給源への接続のためのポート２０は、閉鎖プレート２６内に配置される。熱交換チューブ１５は、閉鎖プレート２６から第２端部側７まで中間空間１４を通って延びる。そこでは、さらなる熱交換チューブ１５を通って低温流体３１を閉鎖プレート２６に戻させる迂回路が設けられる。同時に、熱交換チューブ１５の中の熱電素子２２の配置のせいで、熱交換チューブ１５の範囲内で高温流体８と冷たい低温流体３１との間の温度差の結果として発生する電流が、自動車両に出力されることができるように、閉鎖プレート２６内に電気的端子（図示せず）が設けられてよい。

図２は、熱交換器を有する装置のさらなる設計変形の縦断面を示す。図において、同じ参照符号が、同一の対象物のために用いられる。入口４の領域に、バイパスへと流体の流れを方向転換することのできる制御エレメント３０が示される。バイパスは、熱交換チューブ１５が配置されない（図示せず）流路１３によって形成される。

図３は、図１による熱交換器１を有する装置の図１に示される切断軸（ＩＩＩ）に沿った断面を示す。ここで、ハウジング２は、外部シェルチューブ９によって形成されて、中間空間１４および内部シェルチューブ１０を囲む。熱交換チューブ１５は、中間空間１４内に配置される。中間空間１４は、環状であり、内部シェルチューブ１０によって内側に対して区切られる。内部シェルチューブ１０は、キャビティ２７を囲む。中間空間１４には、流体８が中間空間１４を通って流れることのできる多数の流路１３が形成される。１つの熱交換チューブ１５上に、流体の流れに乱流を発生させるための役に立つ構造３９が示される。流体８と熱交換チューブ１５との間の熱伝達は、前記構造３９によって改良されることができる。

図３の下部には、１つの熱交換チューブ１５が横断面において詳細に示される。ここでは、熱交換チューブ１５の中の環状の熱電素子２２が示される。熱交換チューブ１５は、円周方向１７において互いに距離３５で配置される。

図３の左側の上半分には、外部シェルチューブ９のおよび内部シェルチューブ１０の構造物１６が示される（１点鎖線）。構造物１６の結果、中間空間１４内に、断面狭小部１８および断面拡幅部１９が円周方向１７に形成される。ここで示される断面狭小部１８を通って、隣接する断面拡幅部１９の流路１３間の流体８の交換は、円周方向１７に可能である。断面狭小部１８の最も狭い場所は、最小幅４２を有する。断面拡幅部１９の最も広い場所は、最大幅４３を有する。

流体８を少なくとも部分的に方向転換するガイドエレメント４０は、図３にも示される。流体８が軸方向３に流れるだけでなく円周方向１７および／または半径方向４１にも流れるように、ガイドエレメント４０によって、流体８は、個々の熱交換チューブ１５の周りに導かれる。

図４は、自動車両２３の中での熱交換器１を有する装置の配置を示す。自動車両２３は、排気ライン２５を有する内燃機関２４を有し、そしてさらに排ガス処理コンポーネント２８を有する。熱交換器１は、この場合、熱電式発電機２９の形である。熱電式発電機２９内に配置される熱交換チューブは、供給ラインおよび戻りラインを介して冷却液供給源２１に接続される。バイパスを介して流れる排ガスの量が制御され得るように、熱交換器１内でなかでも制御エレメントの作動として役に立つ調整ユニット３８もまた、設けられる。このようにして、排ガスは、熱交換チューブを過ぎて、そして、適切な場合、熱電式発電機２９において排ガスによって内燃機関２４の冷却液供給源２１に付加的な負担がかからないように、熱電素子を過ぎて案内されることができる。

本発明の他の構成または設計変形は、可能である。特に、熱交換チューブ１５が一端でだけでなく他端でも保持されるように、複数の閉鎖プレート２６がハウジング２内に配置されることが可能である。流れが１つの軸方向３にだけ熱交換チューブ１５を通過するように、ポート２０がいずれの場合も別々の閉鎖プレート２６に配置されることも、したがって可能である。ここに示される図では、低温流体３１は、入口４の近くの閉鎖プレート２６から第２端部側７へ、そして閉鎖プレート２６へと戻る軸方向３において、熱交換チューブ１５を通って流れる。特に、閉鎖プレート２６は、装置の第２端部側７に配置されてもよい。

同様に、流体８のためのバイパスがキャビティ２７によって形成されることは、本発明の範囲内にある。流体８がキャビティ２７を通って流れることができるように、前記バイパスは、次いで、入口４に向かって、そして出口６に向かって開いているように形成される。バイパスは、次いで、キャビティ２７の中に配置される制御エレメント３０として、フラップによって特に形成されてよい。フラップの開口の結果、流体８の少なくとも大部分は、キャビティ２７を通って案内される。なぜなら、ここは、（流路１３を通って案内される流体に関して）最も低い流動抵抗が優勢であるからである。この場合、制御エレメント３０が内部シェルチューブ１０でキャビティ２７を密封閉鎖することができるように、内部シェルチューブ１０は、少なくとも部分的に構造物１６なしで形成される。

１…熱交換器
２…ハウジング
３…軸方向
４…入口
５…第１端部側
６…出口
７…第２端部側
８…流体
９…外部シェルチューブ
１０…内部シェルチューブ
１１…第１のダクト
１２…第２のダクト
１３…流路
１４…中間空間
１５…熱交換チューブ
１６…構造物
１７…円周方向
１８…断面狭小部
１９…断面拡幅部
２０…ポート
２１…冷却液供給源
２２…熱電素子
２３…自動車両
２４…内燃機関
２５…排気ライン
２６…閉鎖プレート
２７…キャビティ
２８…排ガス処理コンポーネント
２９…熱電式発電機
３０…制御エレメント
３１…低温流体
３２…内側ダクト
３３…外面
３４…間隔
３５…距離
３６…流入ダクト
３７…ハニカムボディ
３８…調整ユニット
３９…構造
４０…ガイドエレメント
４１…半径方向
４２…最小幅
４３…最大幅

Claims (6)

1. 軸方向（３）に沿って第１端部側（５）に配置される流体（８）のための入口（４）を有し、かつ第２端部側（７）に出口（６）を有するハウジング（２）、ならびに、互いに同心的に配置される少なくとも１つの外部シェルチューブ（９）および内部シェルチューブ（１０）を少なくとも有する熱交換器（１）を有する装置であって、前記ハウジング（２）は、前記入口（４）に隣接する環状の第１のダクト（１１）および前記出口（６）の上流に配置される環状の第２のダクト（１２）も有し、前記第１のダクト（１１）および前記第２のダクト（１２）は、前記内部シェルチューブ（１０）と前記外部シェルチューブ（９）との間の中間空間（１４）において軸方向（３）に延びる流体（８）のための多数の流路（１３）によって接続され、前記多数の流路（１３）内には、いずれの場合も少なくとも１つの熱交換チューブ（１５）が配置され、前記流体（８）は、前記入口（４）を経て環状の前記第１のダクト（１１）に流れ込み、続いて前記多数の流路（１３）を経て環状の前記第２のダクト（１２）に導かれ、そして前記出口（６）を経て前記ハウジング（２）を出る、装置。
2. 前記内部シェルチューブ（１０）および／または前記外部シェルチューブ（９）は、前記軸方向（３）に延びる、そして、前記中間空間（１４）において断面狭小部（１８）および断面拡幅部（１９）を円周方向（１７）に交互に形成する構造物（１６）を有し、前記断面拡幅部（１９）は、いずれの場合も１つの流路（１３）を形成する、請求項１に記載の装置。
3. 前記熱交換チューブ（１５）は、前記第１のダクト（１１）を越えておよび／または前記第２のダクト（１２）を越えて軸方向（３）に延び、前記ハウジング（２）の外側で少なくとも１つのポート（２０）を介して冷却液供給源（２１）に接続される、請求項１または２に記載の装置。
4. 前記熱交換チューブ（１５）内に熱電素子（２２）が配置される，請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置。
5. 前記流体（８）を方向転換するためのガイドエレメント（４０）が前記流路（１３）内に設けられる、請求項１〜４のいずれか１項に記載の装置。
6. 内燃機関（２４）を有する、そして、排気ライン（２５）および前記排気ライン（２５）において配置される請求項１〜５のいずれか１項に記載の装置を有する自動車両（２３）であって、前記流体（８）は、前記内燃機関（２４）の排ガスである、自動車両（２３）。

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