KR20180126397A - 열 교환기 - Google Patents

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KR20180126397A
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파버 크리스티앙
헌드 시몬
크뢰머 번드
엔지니어 디플롱 (에프에이치) 알브레히트 쉬겔
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말레 인터내셔널 게엠베하
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Abstract

본 발명은 튜브형 하우징(2), 플랜지 링(3), 2개의 베이스(11), 및 하우징(2)을 통해 연장되고 베이스(11) 내의 길이 방향 단부 측에서 각각 유지되는 열 교환기 튜브(4)를 구비한 열 교환기(1)에 관한 것으로서, 열 교환기 튜브(4)에는 제 1 유동 채널이 형성되고, 열 교환기 튜브(4)와 하우징(2) 사이에는 제 2 유동 채널이 형성된다.
본 발명에 있어서는 다음 사항이 필수적이다.
- 하우징(2)은 포트-형상을 각각 갖는 제 1 및 제 2 하우징 파트(5, 6)로 형성되고, 각각의 하우징 파트(5, 6)는 하우징 부분(7), 외측으로 연장된 플랜지 링 부분(10), 및 베이스(11)를 갖고, 2개의 하우징 파트(5, 6)는 2개의 플랜지 링 부분(10)을 통해 서로 연결되고, 2개의 플랜지 링 부분(10)은 환형 공간(13)을 한정하며,
- 제 1 하우징 파트(5) 상에는 냉각제(15)를 위한 입구 연결-피스(7) 및 출구 연결-피스(8)가 제공되며,
- 하우징(2)과 열 교환기 튜브(4) 사이에는 적어도 하나의 블레이드(14, 14’)가 제공된 적어도 하나의 분리기(12)가 배열되고, 적어도 부분적으로 환형 공간(13)에 연동하여 원주 방향 유동을 적어도 감소시킨다.

Description

열 교환기 {HEAT EXCHANGER}
본 발명은 청구항1의 도입부에 따른 튜브형 하우징, 플랜지 링, 2개의 베이스, 및 열 교환기 튜브를 구비한 열 교환기에 관한 것이다.
독일 DE 10 2012 211 311 A1에는 하우징을 구비하고 제 1 유체가 통과할 수 있는 제 1 유동 채널을 구비하는 배기 가스 열교환기로서 구성된 일반적인 열 교환기가 공지되어 있다. 여기서, 제 1 유동 채널은 열 교환기 튜브에 의해 형성되지만, 제 2 유동 채널이 열 교환기 튜브와 하우징 사이에서 연장된다. 그의 단부 영역들 중 적어도 하나에서, 열 교환기는 배기 가스 열 교환기와 일체로 구현되는 적어도 부분적으로 원주 형태의 제 1 플랜지를 구비한다.
WO 03/091 650 A1에는, 냉각제를 위한 하우징 케이싱과, 배기 가스에 의해 유동되고 냉각제에 의해 주위로 유동되는 튜브 번들(tube bundle)을 구비하여, 배기 가스를 리턴시키는 배기 가스 열 교환기가 공지되어 있다. 여기서, 이러한 튜브 번들, 튜브 플레이트 및 하우징 케이싱은 독립적인 힘의 유동을 형성한다. 하우징 케이싱 내에 또는 튜브 플레이트와 하우징 케이싱 사이에 배열된 슬라이딩 시트(sliding seat)가 힘의 유동에 통합된다.
독일 DE 10 2006 051 000 A1에는 적어도 제 1 매질 및 적어도 제 2 매질에 의해 관통 유동(through-flow)될 수 있는 하우징을 구비한 다른 열 교환기가 공지되어 있다. 이러한 하우징 내에는, 제 2 매질에 의해 주위로 유동될 수 있는 적어도 하나의 유동 수단이 제공되며, 이러한 유동 수단은 열 전달을 향상시키기 위한 것이다.
종래 기술로부터 공지된 열 교환기의 단점은 열 교환기 내에서의 일반적으로 소위 단락 유동(short-circuit flows)이며, 이는 열 교환기가 충분히 유동되지 않거나, 특히 균일하게 유동되지 않는 원인이 되며, 이에 의해, 한편으로는 감소된 냉각 효율만이 달성될 수 있고, 다른 한편으로는 열 교환기 내에서 보일링하는 경향의 위험이 항상 존재하며, 이는 예상되는 수명을 상당히 감소시킨다. 이러한 단락 유동은 둥근 하우징 내에서 직사각형 열 교환기 튜브를 사용하는 경우에 점점 더 많이 발생한다.
따라서, 본 발명은 일반적인 형태의 열교환기에서 나타내는 문제에 관련하여 한편으로 구조적으로 간단한 방식으로 설계되고 다른 한편으로는 종래 기술로부터 공지된 단점을 회피하는 개선되거나 적어도 대안적인 실시예에 관한 것이다.
이러한 문제는 독립 청구항1의 주제에 의해 본 발명에 따라 해결된다. 유리한 실시예는 종속항의 주제이다.
본 발명은, 각각의 플랜지 부분을 통해 서로 연결되는 2개의 하우징 파트로부터 구조적으로 비교적 간단한 방식으로 열 교환기를 형성하는 일반적인 사상에 기초하고, 또한, 2개의 플랜지 부분 또는 2개의 플랜지 부분에 의해 한정된 환형 공간의 영역에 일종의 유동 안내 요소를 제공하여, 이는 환형 공간을 통해 원주 방향으로 바람직하지 않은 단락 유동을 방지하고, 이에 의해, 열 교환기의 효율을 증가시키면서, 동시에 보일링 영역을 방지할 수 있는 열 교환기의 균일한 관통 유동을 보장한다. 본 발명에 따른 열 교환기는 본 명세서에 공지된 방식으로 튜브형 하우징, 플랜지 링, 2개의 베이스, 및 하우징을 통해 연장되고 베이스 내의 길이 방향 단부 측에 각각 유지되는 열 교환기 튜브를 구비한다. 열 교환기 튜브에는 제 1 유동 채널 또는 유동 경로가 형성되고, 열 교환기 튜브와 하우징 사이에는 제 2 유동 채널 또는 제 2 유동 경로가 형성된다. 본 발명에 따라, 하우징은 포트-형의 제 1 및 제 2 하우징 파트로부터 형성되고, 각각의 하우징 파트는 하우징 부분, 외측으로 연장된 플랜지 링 부분, 및 베이스를 가지며, 여기서, 2개의 하우징 파트는 그들 각각의 플랜지 링 부분을 통해 서로 연결되는데, 특히, 서로 납땜된다. 본 명세서에서, 2개의 플랜지 링 부분은 하우징의 외측으로 적어도 약간 반경 방향으로 배치된 환형 공간을 한정한다. 제 1 하우징 파트에는 냉각제를 위한 입구 연결-피스 및 출구-연결 피스가 제공되어, 본 발명에 따른 열 교환기를 엔진 실에 설치하는데 상당히 단순화한다. 하우징과 열 교환기 튜브 사이에는, 본 발명에 따라 적어도 하나의 블레이드가 제공되는 분리기가 배열되며, 적어도 부분적으로 환형 공간에 연동(engages)하여 바람직하지 않은 단락 유동을 나타내는 특정 환경 하에서 발생하는 원주 방향 유동을 감소시킨다. 적어도 하나의 분리기 상의 적어도 하나의 블레이드는 예를 들어 분리기의 재료로부터 단순히 스탬핑되고 바깥쪽으로 벤딩됨으로써 제조와 관련하여 비교적 간단하고 이에 따라 유리하게 가격이 책정되는 방식으로 제조될 수 있다. 본 발명에 따른 열교환기에 있어서의 본 발명에 따른 분리기에 의해, 기술적으로 간단하고 유리하게 가격이 책정되는 방식으로 높은 효율을 가질 뿐만 아니라 보일링의 위험이 적어도 최소화되는 균일하게 관통 유동되는 열 교환기를 제조할 수 있다. 적어도 하나의 블레이드의 배열 또는 각각의 기하학적 구성은 소위 CFD 계산의 함수로서 일어날 수 있으며, 이에 의해, 열 교환기 내의 유동 조건이 계산되고, 특히 바람직하지 않은 보일링 영역이 위치될 수 있다.
본 발명에 따른 해결의 유리한 추가적인 개발에 있어서, 적어도 하나의 블레이드는 분리기로부터 스탬핑되어 성형된다. 이는 적어도 하나의 블레이드의 비교적 단순하고 부가적으로 유리하게 가격이 책정된 제조 방법을 구성하는데, 그 이유는 분리기의 제조를 위해 지금까지 사용되었던 성형 공구가 기본적으로 계속해서 사용될 수 있기 때문이며, 여기서, 다이를 스탬핑 또는 각각 성형하는 것이 구현되어야한다. 물론, 분리기가 성형 공구, 예를 들어 딥-드로잉(deep-drawing) 공구에 의해 통상적으로 제조되고, 적어도 하나의 블레이드가 스탬핑되어 다음 작업 단계에서 성형되는 것을 또한 고려할 수 있다. 물론 이론적으로는, 그러한 블레이드의 후속 배치가 또한 고려될 수 있다. 적어도 하나의 블레이드를 스탬핑(stamping out) 및 성형(shaping) 중에 분리기에서 발생하는 홀은 단지 유동의 근소한 변경만을 가져오고, 또한, 홀을 통해 유동되는 냉각제를 특정 위치로 지향시키기 위해 목표된 방식으로 활용될 수 있다. 또한, 적어도 하나의 블레이드의 정렬 또는 각각의 스탬핑에 의해, 즉 유동 방향으로 보았을 때 홀의 전방 또는 그 이후에, 냉각제와 함께 열 교환기의 추가적인 관통 유동이 영향을 받을 수 있다.
본 발명에 따른 해결의 또 다른 바람직한 실시예에 있어서, 적어도 하나의 블레이드의 외부 기하학적 형상은 환형 공간의 내부 기하학적 형상에 대해 상보적인 방식으로 구성된다. 이 경우, 블레이드는 2개의 하우징 파트의 2개의 플랜지 부분에 의해 한정된 환형 공간을 폐쇄하고, 이에 의해, 원주 방향 유동을 바람직하게 완전히 방지하고, 이에 따라, 이 영역에서 바람직하지 않은 단락 유동을 또한 방지한다. 물론, 적어도 하나의 블레이드가 환형 공간보다 반경 방향으로 더 짧아지도록 구성되어, 예를 들어 원주 방향으로 볼 때, 다음 블레이드에 대한 정의된 원주 방향 유동이 여전히 가능하다는 것을 고려할 수 있다. 기본적으로, 본 명세서에서는 동일 또는 상이한 반경 높이를 갖는 2개 이상의 블레이드가 제공되어, 전체적으로 냉각제의 목표된 유동이 달성될 수 있음을 고려할 수 있다.
유리하게, 분리기는 적어도 하나의 분사기 개구 및/또는 적어도 하나의 NACA 개구를 갖는다. 이러한 분사기 개구는 예를 들어 개개의 열 교환기 튜브의 목표된 입사 유동을 일으킬 수 있으며, 소위 NACA 개구는 유동과 관련하여 선호되는 분리기 내의 유체 입구를 구성하여 목표된 냉각제 제트를 제조한다. 이러한 NACA 개구(국립 항공 자문위원회)는 경사 가장자리를 통해 느린 경계층 유동을 대체하는 공기 와류를 발생시키며, 이에 의해 유체 저항을 거의 초래하지 않는다.
유리하게, 하나의 하우징 파트의 플랜지 링 부분은 다른 하우징 파트의 플랜지 링 부분의 내경에 대해 상보적인 방식으로 구성된 외경을 갖고, 이에 의해, 후자의 하우징 파트에 삽입될 수 있다. 따라서, 열 교환기의 하우징의 조립은 각각의 플랜지 링 부분의 영역에서 2개의 하우징 파트의 단순한 연결 또는 각각의 결합, 특히 납땜, 용접에 의해 일어날 수 있다. 통상적으로, 2개의 하우징 파트의 납땜, 용접 또는 일반적으로 결합에 의해, 또한 동시에 2개의 베이스에 삽입되어 캐치되는 열 교환기 튜브는 또한 납땜, 용접 또는 각각 접합되어, 고품질의 신속하고 동시에 유리한 가격으로 책정된 제조가 가능하다.
본 발명에 따른 해결의 또 다른 유리한 실시예에 있어서, 열 교환기는 배기 가스 열 교환기로서 구성된다.
배기 가스 열 교환기는 예를 들어 냉각제를 가열하기 위해 사용될 수 있고, 이에 의해, 또한 내연 기관의 방출-집중적인 콜드 스타트 단계(emissions-intensive cold start phase)의 감소를 위해 사용될 수 있으며, 여기서, 리턴되는 배기 가스 리턴뿐만 아니라 배기 가스 열교환기에 의해 냉각될 수 있다. 이러한 배기 가스 리턴은 내연 기관의 방출을 부분적으로 낮춘다.
유리하게, 하우징 파트 중 적어도 하나는 성형된 시트 금속 스탬핑된 파트로서 구성되며, 특히 딥 드로잉에 의해 제조된다. 조인트 사이트를 피하는 것 외에도, 개별 하우징 파트는 물론 고품질과 유리한 비용으로 제조될 수도 있으며, 이는 성형된 시트 금속 스탬핑된 파트로서 제조된다는 점에서 특히 달성될 수 있다. 각각의 하우징 파트의 포트-형 구성은 본 명세서에서 특히 딥-드로잉에 의해 달성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 중요한 특징 및 장점은 종속항, 도면, 및 도면의 도움으로 관련된 도면 설명으로부터 분명해 질 것이다.
위에서 언급된 특징과 이하에 더 설명되는 특징은 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 각각 나타낸 조합뿐만 아니라 다른 조합 또는 분리하여 사용될 수 있음을 이해할 것이다.
도 1은 본 발명에 따라 열 교환기 튜브를 구비하고, 제 2 하우징 파트의 영역에 배열된 2개의 블레이드를 갖는 분리기를 구비한 열교환기를 도시한 도면이다.
도 2는 도 1과 같은 예시 도면이지만 제 1 하우징 파트의 영역에 배열된 2개의 블레이드를 갖는 분리기를 구비한 열 교환기를 도시한 도면이다.
도 3은 외측으로부터 내측으로 상승된 2개의 블레이드를 갖는 분리기를 도시한 도면이다.
도 4는 도 3과 같은 예시 도면이지만 하나의 단일 블레이드만을 갖는 분리기를 도시한 도면이다.
도 5는 도 4와 같은 예시 도면이지만, 높이가 다른 블레이드를 갖는 분리기를 도시한 도면이다.
도 6은 도 4와 같은 예시 도면이지만, 내측으로부터 외측으로 상승된 블레이드와, 분사기 개구를 갖는 분리기를 도시한다.
도 7은 도 4와 같은 예시 도면이지만, 외측으로부터 내측으로 상승된 블레이드와, 2개의 분사기 개구를 갖는 분리기를 도시한다.
도 8은 도 7과 같은 예시 도면이지만, 분사기 개구가 없고, 대신에 NACA 개구를 갖는 분리기를 도시한 도면이다.
본 발명의 바람직한 예시적인 실시예는 도면에 도시되어 있으며, 다음 설명에서 더 설명되며, 여기서, 동일한 참조 번호는 동일 또는 유사하거나 기능적으로 동일한 구성 요소를 나타낸다.
본 명세서에서, 도면들은 각각 개략적으로 도시되어 있다.
도 1 및 도 2에 따라, 본 발명에 따라 예를 들어 배기 가스 열 교환기로서 구성될 수 있는 열 교환기(1)는 튜브형 하우징(2), 플랜지 링(3), 2개의 베이스(11), 및 하우징(2)을 통해 연장되고 베이스(11) 내의 길이 방향 단부 측에서 각각 유지되는 열 교환기 튜브(4)를 구비한다. 열 교환기 튜브(4)에는 제 1 유동 채널이 형성되고, 열 교환기 튜브(4)와 하우징(2) 사이에는 제 2 유동 채널이 형성된다. 하우징(2)에서, 도 2에 따라, 특히 딥-드로잉에 의해 제조된 포트-형의 제 1 하우징 파트(5)만이 예시되고, 도 1에 따라, 마찬가지로 특히 딥-드로잉에 의해 제조된 포트-형의 제 2 하우징 파트(6)가 예시되어 있다. 도 2에 따른 제 1 하우징 파트(5) 상에는 입구 연결-피스(7) 및 출구 연결-피스(8)가 형성되며, 이를 통해, 냉각제는 하우징(2)으로 그리고 제 2 유동 채널로 도달할 수 있고, 다시 하우징(2)으로부터 나와 직행할 수 있다.
따라서, 하우징(2)은 제 1 하우징 파트(5) 및 제 2 하우징 파트(6)로부터 형성되며, 이들 하우징 파트(5, 6)의 각각은 하우징 부분(9), 외측으로 연장된 플랜지 링 부분(10), 및 베이스(11)를 갖는다. 2개의 하우징 파트(5, 6)는 그들 2개의 플랜지 링 부분(10)을 통해 서로 연결되며, 예를 들어, 서로 납땜, 접착 또는 용접된다. 이를 위해, 2개의 플랜지 링 부분(10)은 상보적인 방식으로 서로 구성되어, 예를 들어, 제 1 하우징 파트(5)의 플랜지 링 부분(10)은 제 2 하우징 파트(6)의 플랜지 링 부분(10)의 내경에 대해 상보적인 방식으로 구성된 외경을 갖고, 이를 통해 2개의 하우징 파트(5, 6)는 그들 플랜지 링 부분(10)을 통해 서로 삽입될 수 있다. 또한, 2개의 플랜지 링 부분(10)은 환형 공간(13)을 한정한다.
본 발명에 따라, 하우징(2)과 열 교환기 튜브(4) 사이에는 분리기(12)가 배열되며(도 3 내지 도 8을 참조), 그러한 분리기(12)는 유리하게 가격이 책정된 시트 금속 스탬핑된 파트로서 형성될 수 있다. 각각의 하우징 파트(6, 5) 내에 있는 도 1 및 도 2에 따른 적어도 하나의 분리기(12)에는 적어도 하나의 블레이드(14)가 제공된 2개의 분리기(12)가 배열되고, 이전에 설명된 환형 공간(13)에 적어도 부분적으로 연동하여, 가장 바람직하지 않은 경우의 단락 유동을 구성하는 냉각제의 원주 방향 유동을 방지, 적어도 감소, 바람직하게 심지어 배제시키며, 열 교환기(1)의 충분하고 균일한 관통-유동을 방지한다. 여기서, 도 1 내지 도 8에 따른 각각의 블레이드(14)를 관찰하면, 가장 간단한 경우에는 각각 관련된 분리기(12)에서 스탬핑 및 벤딩된다.
도 1 내지 도 5, 및 도 7 및 도 8에 따른 블레이드(14)는 외측으로부터 내측으로 벤딩되지만, 도 6에 따른 블레이드(14)는 내측으로부터 외측으로 벤딩된다. 예를 들어, 도 6에 따른 분리기(12)가 도 2에 따른 제 1 하우징 파트(50)에서 사용된다면, 냉각제 유동(15)의 흐름은 분리기(12)를 따라 제 2 하우징 파트(6)의 방향으로 제 1 하우징 파트(5)로부터 발생하고, 동시에, 블레이드(14)의 펀칭(punching out)에 의해 발생되었던 개구(16)를 통해 냉각제 유동(15)의 통과를 허용한다. 외측으로부터 내측으로 벤딩된 블레이드(14)의 경우에 있어서, 후자는 냉각제 유동(15)의 흐름 방향으로 개구(16)의 전방에 배열된다.
도 1을 참조하면, 적어도 하나의 블레이드(14)의 외부 기하학적 형상이 환형 공간(13)의 내부 기하학적 구조에 대해 상보적인 방식으로 구성되어, 환형 공간(13)이 원주 방향으로 사실상 밀봉된다는 것을 알 수 있다. 동일한 방식으로, 또한 도 2에 따른 분리기(12) 상의 블레이드(14)에 의해 또한 발생한다. 도 3에 따른 분리기(12)를 참조하면, 냉각제 유동(15)은 분리기(12)를 따라 지향된다. 도 4에 따른 분리기(12)에 의해, 단지 하나의 블레이드(14)만이 제공되기 때문에, 반대 측에서는 환형 공간(13)을 통해 원주 방향으로 냉각제 유동(15)에 의해 유동이 가능해 진다. 환형 공간(13)은 이를 한정하는 하우징 파트(5, 6)가 예시되지 않기 때문에 도 4에 따라 단지 파선으로 도시되어 예시되어 있다.
도 1 내지 도 3에 따른 분리기(12)에 대해서는, 각각의 블레이드(14)는 동일한 치수를 가지며, 특히, 동일한 반경 높이를 또한 갖지만, 도 5에 따른 분리기(12)의 블레이드(14’)는 블레이드(14)보다 작은 반경 범위를 가지며, 이에 의해 마찬가지로 환형 공간(13)에서 원주 방향으로 정확하게 한정된 냉각제 유동(15)을 허용한다.
도 7에 따른 분리기(12)를 참조하면, 냉각제 유동(15)이 개구(16)를 통과하는 것과 같이 분리기(12)를 통과할 수 있는 소위 분사기 개구(17)를 갖는 것을 알 수 있다. 도 8에 따른 분리기(12)는 목표된 방식으로 지향된 냉각제 유동(15’)이 성취될 수 있는 소위 NACA 개구(18)를 갖는다.
적어도 하나의 분리기(12)는 각각의 관련 하우징 파트(5, 6)에 견고하게 연결, 예를 들어 납땜, 접착 또는 용접될 수 있거나, 열 교환기 튜브(4)와 하우징(2) 사이에 클램핑될 수 있으며, 이 경우에 적어도 하나의 블레이드(14)는 하우징(2) 내에서 분리기(12)의 정렬 및 위치 설정을 위한 윤곽을 위치 설정하는 역할을 한다. 하우징 파트(5, 6) 자체는 특히 딥-드로잉에 의해 제조되는 유리하게 가격이 책정된 시트 금속 스탬핑된 파트로서 구성될 수 있다.
전체적으로, 본 발명에 따른 열 교환기(1) 및 본 발명에 따른 적어도 하나의 분리기(12)가 내부에 삽입되어, 냉각제 유동(15)의 바람직하지 않은 단락 유동이 배제될 수 있으며, 이에 의해 열 교환기(1)의 균일한 유동이 달성될 수 있고, 동시에, 보일링 영역의 위험이 적어도 감소될 수 있다.

Claims (9)

  1. 튜브형 하우징(2), 플랜지 링(3), 2개의 베이스(11), 및 하우징(2)을 통해 연장되고 베이스(11) 내의 길이 방향 단부 측에서 각각 유지되는 열 교환기 튜브(4)를 구비한 열 교환기(1)로서, 상기 열 교환기 튜브(4)에는 제 1 유동 채널이 형성되고, 상기 열 교환기 튜브(4)와 상기 하우징(2) 사이에는 제 2 유동 채널이 형성되는, 열 교환기(1)에 있어서,
    - 상기 하우징(2)은 포트-형상을 각각 갖는 제 1 및 제 2 하우징 파트(5, 6)로 형성되고, 각각의 하우징 파트(5, 6)는 하우징 부분(7), 외측으로 연장된 플랜지 링 부분(10), 및 베이스(11)를 갖고, 상기 2개의 하우징 파트(5, 6)는 그들 플랜지 링 부분(10)을 통해 서로 연결되고, 상기 2개의 플랜지 링 부분(10)은 환형 공간(13)을 한정하며,
    - 상기 제 1 하우징 파트(5) 상에는 냉각제(15)를 위한 입구 연결-피스(7) 및 출구 연결-피스(8)가 제공되며,
    - 상기 하우징(2)과 상기 열 교환기 튜브(4) 사이에는 적어도 하나의 블레이드(14, 14’)가 제공된 적어도 하나의 분리기(12)가 배열되고, 적어도 부분적으로 상기 환형 공간(13)에 연동하여 원주 방향 유동을 적어도 감소시키는 것을 특징으로 하는, 열 교환기
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 블레이드(14, 14’)는 상기 분리기(12)로부터 스탬핑되어 성형되는 것을 특징으로 하는, 열 교환기.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 블레이드(14)의 외부 기하학적 형상은 상기 환형 공간(13)의 내부 기하학적 구조에 대해 상보적인 방식으로 구성되는 것을 특징으로 하는, 열 교환기.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 상기 분리기(12)는 적어도 하나의 분사기 개구(17)를 가지며, 및/또는
    - 상기 분리기(12)는 적어도 하나의 NACA 개구(18)를 갖는 것을 특징으로 하는, 열 교환기.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    동일 또는 상이한 반경 높이를 갖는 적어도 2개의 블레이드(14)가 제공되는 것을 특징으로 하는, 열 교환기.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 상기 분리기(12)는 상기 하우징 파트(5, 6)에 견고하게 연결되고, 또는
    - 상기 적어도 하나의 블레이드(14)는 상기 하우징(2) 내에서 분리기(12)의 정렬 및 위치 설정을 위한 윤곽을 위치 설정하는 역할을 하는 것을 특징으로 하는, 열 교환기.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 2개의 하우징 파트(5, 6)는 상기 플랜지 링 부분(10) 상에서 서로 납땜, 용접 또는 접합되는 것을 특징으로 하는, 열 교환기.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열 교환기(1)는 배기 가스 열 교환기로서 구성되는 것을 특징으로 하는, 열 교환기.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하우징 파트(5, 6)의 적어도 하나는 일체형 시트-금속 스탬핑된 파트로서 구성되고, 특히 딥-드로잉에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는, 열 교환기.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018214944A1 (de) * 2018-09-03 2020-03-05 Mahle International Gmbh Wärmeübertrager
JP7414577B2 (ja) * 2020-02-21 2024-01-16 三菱重工コンプレッサ株式会社 冷却装置
EP3869025A1 (en) * 2020-02-21 2021-08-25 Mahle International GmbH Heat exchanger, in particular exhaust gas cooling device, for cooling exhaust gas from an internal combustion engine
DE102021208792A1 (de) 2021-08-11 2023-02-16 Mahle International Gmbh Wärmeübertrager, insbesondere einen Rohrbündel-Wärmeübertrager

Family Cites Families (49)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2200787A (en) * 1939-01-27 1940-05-14 Joseph A Coy Heat exchanger baffle seal
US2419233A (en) * 1944-03-11 1947-04-22 Scovill Manufacturing Co Cooling unit
GB664304A (en) * 1949-07-28 1952-01-02 Serck Radiators Ltd Improvements relating to heat exchange apparatus
US2574142A (en) * 1950-07-12 1951-11-06 Frank G Buongirno Radiator fin for pipes
US3016893A (en) * 1959-05-29 1962-01-16 Brown Fintube Co Heater
US3001767A (en) * 1959-11-16 1961-09-26 Kenmore Machine Products Inc Tubular structure
US3074480A (en) * 1960-09-14 1963-01-22 Brown Fintube Co Heat exchanger
US3400758A (en) * 1966-05-16 1968-09-10 United Aircraft Prod Helical baffle means in a tubular heat exchanger
US3532160A (en) * 1968-09-06 1970-10-06 American Precision Ind Heat exchanger of the tube and plate type
US4382467A (en) * 1978-08-17 1983-05-10 American Precision Industries Inc. Heat exchanger of the tube and plate type
US4305453A (en) * 1979-11-19 1981-12-15 Rockwell International Corporation Slide guide for tube-type heat exchanger
US4415024A (en) * 1980-11-05 1983-11-15 Joy Manufacturing Company Heat exchanger assembly
US4548260A (en) * 1983-03-11 1985-10-22 American Precision Industries, Inc. Heat exchanger
US4561498A (en) * 1984-03-21 1985-12-31 Union Carbide Corporation Intercooler with three-section baffle
IL80504A0 (en) * 1986-11-05 1987-02-27 Plastic Magen Heat exchanger base units and modules
IT1222740B (it) * 1987-09-25 1990-09-12 Bravo Spa Evaporatore perfezionato per fluidi refrigeranti
US5738168A (en) * 1995-12-08 1998-04-14 Ford Motor Company Fin tube heat exchanger
US6009936A (en) * 1997-04-17 2000-01-04 Sanyo Electric Co., Ltd. Heat exchanger
JP4565372B2 (ja) * 2001-04-10 2010-10-20 本田技研工業株式会社 インタークーラ
DE10204107B4 (de) * 2002-02-01 2018-12-13 Mahle International Gmbh Abgaswärmeübertrager
DE10218521A1 (de) 2002-04-25 2003-11-06 Behr Gmbh & Co Abgaswärmeübertrager, insbesondere für Kraftfahrzeuge
US6595275B1 (en) * 2002-07-02 2003-07-22 Waffer Technology Corp. Heat sink assembly
US7007504B2 (en) * 2003-01-29 2006-03-07 Kyeong-Hwa Kang Condenser
DE102004012796A1 (de) * 2003-03-19 2004-11-11 Denso Corp., Kariya Wärmetauscher und Wärmeübertragungselement mit symmetrischen Winkelabschnitten
DE10312788A1 (de) * 2003-03-21 2004-09-30 Behr Gmbh & Co. Kg Abgaswärmetauscher und Dichteinrichtung für Abgaswärmetauscher
DE102004001306A1 (de) * 2004-01-07 2005-08-04 Behr Gmbh & Co. Kg Wärmeübertrager
JP4614266B2 (ja) * 2004-07-23 2011-01-19 臼井国際産業株式会社 流体攪拌用フィン並びに該フィンを内装した伝熱管および熱交換器または熱交換型ガス冷却装置
US20070012430A1 (en) * 2005-07-18 2007-01-18 Duke Brian E Heat exchangers with corrugated heat exchange elements of improved strength
DE102006051000A1 (de) 2005-10-26 2007-07-12 Behr Gmbh & Co. Kg Wärmetauscher, Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschers
US8967235B2 (en) * 2005-10-26 2015-03-03 Behr Gmbh & Co. Kg Heat exchanger, method for the production of a heat exchanger
US7228890B2 (en) * 2005-11-15 2007-06-12 Honeywell International, Inc. Heat exchanger with integral shell and tube plates
US20070235173A1 (en) * 2006-04-10 2007-10-11 Aaf-Mcquary Inc. Shell and tube evaporator
FR2900723B1 (fr) * 2006-05-02 2008-08-22 Peugeot Citroen Automobiles Sa Ensemble evaporateur/absorbeur, dispositif de refroidissement par absorption et vehicule automobile associes.
JP4775287B2 (ja) * 2006-10-18 2011-09-21 株式会社デンソー 熱交換器
US8453721B2 (en) * 2007-01-31 2013-06-04 Tranter, Inc. Seals for a stacked-plate heat exchanger
DE102008002746A1 (de) * 2007-07-11 2009-02-12 Visteon Global Technologies Inc., Van Buren Wärmetauscher für den Abgasstrang eines Kraftfahrzeugs, Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschers sowie Montagewerkzeug hierzu
DE102007036308A1 (de) * 2007-07-31 2009-02-05 Behr Gmbh & Co. Kg Rippe für einen Wärmetauscher
EP2096397B1 (de) * 2007-10-08 2015-01-21 Behr GmbH & Co. KG Rippe für einen Wärmetauscher
US8151617B2 (en) * 2008-05-23 2012-04-10 Dana Canada Corporation Turbulizers and method for forming same
CN101846475B (zh) * 2009-03-25 2013-12-11 三花控股集团有限公司 用于热交换器的翅片以及采用该翅片的热交换器
DE102010025031A1 (de) * 2010-06-24 2011-12-29 Benteler Automobiltechnik Gmbh Wärmetauscher
DE102010038945A1 (de) * 2010-08-05 2012-02-09 Behr Gmbh & Co. Kg Plattenförmiger Wärmeübertrager für eine, mindestens ein Wärmeübertragerpaket aufweisende Kühleinrichtung
DE102011081031A1 (de) * 2011-08-16 2013-02-21 Behr Gmbh & Co. Kg Abgaswärmeübertrager
US20130186608A1 (en) * 2012-01-20 2013-07-25 C.C. Lathe Enterprise Co., Ltd Heat dissipating device
CN102619648B (zh) * 2012-03-21 2014-06-04 浙江银轮机械股份有限公司 一种具有隔热功能的板翅式egr冷却器
DE102012211311A1 (de) 2012-06-29 2014-01-02 Behr Gmbh & Co. Kg Abgaswärmeübertrager
JP6046558B2 (ja) * 2013-05-23 2016-12-14 カルソニックカンセイ株式会社 熱交換器
US20160102632A1 (en) * 2014-10-08 2016-04-14 Hyundai Motor Company Heat exchanger using exhaust gas recirculation gas
DE102014225159A1 (de) 2014-12-08 2016-06-09 Mahle International Gmbh Wärmeübertrager

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