WO2007009713A1 - Heat exchanger - Google Patents

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WO2007009713A1
WO2007009713A1 PCT/EP2006/006997 EP2006006997W WO2007009713A1 WO 2007009713 A1 WO2007009713 A1 WO 2007009713A1 EP 2006006997 W EP2006006997 W EP 2006006997W WO 2007009713 A1 WO2007009713 A1 WO 2007009713A1
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WO
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heat exchanger
exchanger according
housing
fluid
disc
Prior art date
Application number
PCT/EP2006/006997
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German (de)
French (fr)
Inventor
Peter Geskes Geskes
Ulrich Maucher
Jens Richter
Jens Ruckwied
Original Assignee
Behr Gmbh & Co. Kg
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Publication date
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Priority to US11/996,400 priority patent/US20080202735A1/en
Priority to AT06762635T priority patent/ATE524700T1/en
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    • F28F2250/10Particular pattern of flow of the heat exchange media
    • F28F2250/102Particular pattern of flow of the heat exchange media with change of flow direction

Definitions

  • the invention relates to a heat exchanger according to the preamble of claim 1 - known from DE 100 60 102 A1.
  • a heat exchanger which can be used as an exhaust gas cooler in an EGR system (exhaust gas recirculation system).
  • EGR system exhaust gas recirculation system
  • a housing which is flowed through by liquid coolant of the cooling circuit of an internal combustion engine
  • exhaust pipes are arranged, which are accommodated at the end in tube sheets, which in turn are connected to the housing.
  • the exhaust gas is supplied to the exhaust gas cooler via a diffuser, then flows through the exhaust pipes surrounded by the coolant and exits the cooler via an exhaust gas outlet. All parts of the exhaust gas cooler are soldered together.
  • DE 100 60 102 A1 has disclosed a heat exchanger which can also be used as an exhaust gas cooler in an EGR system.
  • recirculated exhaust gas is cooled by coolant, which is taken from the cooling circuit of the internal combustion engine of the motor vehicle.
  • the known exhaust gas cooler has a substantially two-part housing, in which a heat-flow on the primary side of the cooling body, consisting of a plurality of flat tubes, is arranged and secondary side of the exhaust gas flows through.
  • the exhaust gas is relatively straight, ie guided without significant deflections through the housing.
  • the coolant is fed in and out at right angles to the flat tubes, so that 90 degrees of deflections result.
  • turbulence plates are arranged between the flat tubes.
  • the entire exhaust gas cooler, consisting of housing, tubes and turbulence plates, is produced by "one-piece soldering".
  • the subject of the application DE 100 60 102 A1 proceeds from a prior art relating to a housing-free exhaust gas heat exchanger, wherein flat exhaust pipes are formed from disks, the fold of which has raised edge strips angled on the longitudinal sides, which have adjacent edge strips are soldered to a housing wall.
  • the disadvantage here is that there is a large number of solder joints, each of which carries the risk of leakage and thus exhaust leakage.
  • a disadvantage of the subject of the application of DE 100 60 102 A1 is that the housing walls are acted upon directly by the exhaust gas flow and thus heated to a temperature which the environment of the installed exhaust gas cooler, for. B. the engine compartment of a motor vehicle is not conducive.
  • the flow channels which are preferably designed as pairs of disks, are longitudinally connected to the walls of the housing cohesively connected, ie soldered, welded, glued, etc. are.
  • the pairs of discs are stacked in a package and fluidly interconnected by transverse channels.
  • transverse channels In the flow through these transverse channels, a comparatively high pressure loss, on the one hand by the deflection of the fluid from the transverse channel in the trapped by the disc pairs channels, but in particular by the fact that the transverse channels between the disc pairs usually have sharp edges, leading to a strong turbulence of the fluid and thus lead to high pressure losses.
  • the pairs of discs are therefore traversed by a first fluid, preferably a liquid coolant, for which the pressure losses in the cooler are less crucial.
  • the package of disk pairs is the front side of a second fluid, in particular a hot medium to be cooled, flows and flows through, so that a relatively straight flow through the disk pack, ie without substantial deflections is achieved. This results in a low pressure drop for the second, preferably gaseous, fluid.
  • turbulence generating devices are provided between the discs.
  • the heat exchanger according to the invention is preferably soldered, welded, glued, etc. in a single operation.
  • the pairs of disks can be prefolded and / or crimped in a joining process, in particular the soldering process, welding process, bonding process, etc., ie the disk pair consisting of two disks, including possibly provided turbulence inserts, can be prefabricated in such a way that the pair of disks passes through from the one disk formed and the edge of the other disc comprehensive tabs is fixed so that the two disc plates of the disc pair no longer slip against each other during the actual soldering process, no longer move against each other or can diverge, and so ensures the tight soldering of the disc pair is.
  • crimped disks can prevent, for example, relative - A -
  • the housing wall Due to the thermal coupling, the housing wall also contributes to the heat transfer, and the connection of the pairs of disks can considerably increase the heat-transferring area for the second fluid depending on the heat exchanger geometry and design of the turbulence generators: from approx. 2% to more than 10% if a turbulence sheet in the channel for the second fluid is provided and even up to> 25% when turbulators (for example, embossed in the disc Verwir- bungs stresses) are used in the channel of the second fluid.
  • turbulators for example, embossed in the disc Verwir- bungs emotions
  • the housing wall can be sufficiently cooled when using a hot medium to be cooled and kept at a relatively low temperature level.
  • the flow channels are materially connected over the longitudinal sides substantially over their entire length with the housing.
  • the cohesive connection by soldering, welding, gluing, etc., in principle, any other type of connection such as a positive connection o- a combination of a cohesive and a positive connection is possible.
  • the flow channels are designed as pairs of discs.
  • the pairs of discs form passageways for a second fluid.
  • the flow channels and / or the passageways are received substantially in their entirety by the housing, so that the heat transfer between the first and the second fluid substantially completely inside a housing which is closable with a lid occurs , wherein there is also a heat transfer between the second fluid and the housing and / or the lid, as well as between the first fluid and the housing and / or the housing cover.
  • a fluid in particular the first fluid, is formed between the cover of an adjacent disk, in particular a lower disk, at least one flow channel, in this way a top disk can be saved and the cover is simultaneously cooled as well. Since the lid to the housing by material bond, such as soldering, welding, gluing, etc., and / or by positive engagement, such as forming, a heat transfer between the lid and the housing and vice versa, so that the housing is also cooled.
  • at least one flow channel of the first fluid is formed between the bottom portion of the housing or the housing shell and an adjacent disc, in particular the upper disc, and between the bottom portion of the housing shell, in this way also a disc, in particular a lower disc , saved.
  • the first fluid in particular cools the housing and the housing shell.
  • the respective lower and upper disk forming a disk pair are connected to one another by a fold formed on the edge, thereby the disks are connected to one another in a form-fitting manner, in particular by bending.
  • at least one disc, in particular the lower disc surrounds the other disc, in particular the upper disc, whereby the discs are hooked into one another, wherein tolerance compensation is simultaneously possible in the stacking direction of the discs and the pairs of discs, so that during the joining process, such as soldering, welding, Gluing, etc., with which the cohesive connection is generated, any openings or gaps, can be compensated between the discs, so that the joining process reliable and successful feasible and so a complete cohesive connection between the discs, especially the upper and the lower disc, but also between adjacent disc pairs and between adjacent upper and lower discs, takes place.
  • an inflow channel and / or at least one outflow channel runs transversely through the pairs of discs, in which case the inflow and / or outflow channel can be at an angle of 0 ° to 360 ° or - 360 ° to the stacking direction of the discs and / or Longitudinal direction of the discs through the pairs of discs, in particular at an angle of - 50 ° to + 50 ° to the stacking direction, particularly advantageous is an angle of 0 ° to the stacking direction, ie outflow and or inflow channel extending substantially parallel to the stacking direction.
  • the angles of the outflow channel and the inflow channel to the stacking direction and / or to the longitudinal direction can be different and assume values between 0 ° and 360 ° or -360 °
  • the pairs of discs have at least one cup or at least one expression.
  • the cup or the stamping is introduced in at least one slice of a pair of discs, preferably by forming such as bending, punching, etc., or by prototyping etc.
  • the expression or the cup of a disk pair extends to an adjacent disk pair, with the disks and the disk pairs touching each other and, in particular, being bonded together by soldering, welding, gluing etc.
  • a positive connection and / or a combination of a cohesive and positive connection are possible lent, as well as other compounds.
  • the expression or cup is introduced into the upper disk, in particular by reshaping or prototyping, as well as an upper disk annular surface which contacts a lower disk ring surface of the lower disk of an adjacent disk pair introduced by primary or Umforms and in particular cohesively by soldering , Welding, gluing, etc. and / or by positive engagement, such as hooking, is connected to the lower disc ring surface.
  • another expression in particular by reshaping and or prototypes in the lower disc is introduced, as well as a lower disc ring surface which touches a Oberusionnring Structure the upper disc of an adjacent disc pair and in particular cohesively by soldering, welding, gluing, etc. and / or positively connected, as by hooking, with the Oberusionnringflä- surface.
  • the flow channels are stacked.
  • the passageways can be stacked.
  • the disks are stacked such that one disk is stacked on an adjacent other disk and that in particular a top disk is placed on a bottom disk and on the top disk another bottom disk is placed, on which in turn a further top disk is placed, so that adjacent pairs of discs are stacked on top of each other.
  • the stack of disks or the stack of disk pairs is in turn inserted into the housing shell, which is closed with a lid.
  • the cover is placed on the housing such that it is placed in the stacking direction on the housing and with this form-fitting, in particular by soldering, welding, gluing, etc. and / or material fit, in particular by reshaping, hooking, etc., so that During the joining process, in particular soldering, welding or kissing, a tolerance compensation in the stacking direction of the flow channels or the passageways can take place.
  • the disks of a disk pair have disk edge surfaces in such a way that the upper disk of a pair of disks has an upper disk edge surface and the adjacent lower disk has a lower disk rim surface, the upper disk rim surface corresponding to the lower disk rim surface and materially bonded, in particular by soldering, welding, gluing, etc . connected is.
  • the upper disk edge surface extends in the longitudinal direction of the disk substantially parallel to the signing edge surface, just as the upper disk edge surface extends in the direction of the disk width, which is in particular substantially perpendicular to the longitudinal direction of the disk and substantially perpendicular to the stacking direction of the disks and substantially parallel to the lower disk edge surface.
  • a collision of the lower and upper disc edge surface is formed such that the Shock of a disc edge surface in the longitudinal direction substantially as a quarter cylinder is formed and that touch the quarter cylinder of the lower and upper disc substantially as two telescoped concentric quarter cylinder and materially, in particular by soldering, welding, gluing, etc. are connected.
  • the longitudinal sides of two pairs of discs forming a flow channel surround each other at least regionally, in particular over the entire disc length, such that the longitudinal side contacting the housing encompasses the longitudinal side of an adjacent disc, in particular the other disc of the respective disc pair, and that the both disks are crimped together in this way.
  • the broad sides of two pairs of disks forming a flow channel surround each other at least regionally, in particular over the entire width of the disk.
  • the two disks, in particular the upper disk and the lower disk of a disk pair, are thus crimped together.
  • the disk pairs have turbulence-generating devices, in particular turbulence inserts or impressed structural elements.
  • the turbulence inserts can be designed such that they are punched sheets and / or braided wire mesh.
  • the characteristics are conical and designed as a truncated cone, which are preferably produced from a disc by forming such as punching or by forming.
  • the smaller diameter of the two diameter having side surface of the truncated cone is formed as an annular surface, which touches the adjacent disc, preferably the lower disc of the next pair of discs and in particular with this cohesively by soldering, welding, gluing, etc. is connected.
  • the characteristics are aerodynamic, in particular formed with an elongated or elliptical or round cross-section.
  • turbulence-generating devices are introduced between flow channels or in the passage channels.
  • the contents of unpublished DE102004037391.4, DE19718064B4 and DE19709601 C2 are hereby expressly disclosed in this context.
  • the rabbet joints are connected to the housing, in particular to the inner surface of the housing, wherein the connection takes place in particular by material bonding by soldering, welding, gluing, etc.
  • the inlet region of the housing in the flow direction of the second fluid is arranged in front of the disk pairs.
  • the outlet region of the housing is arranged in the flow direction of the second fluid behind the disk pairs.
  • the disk pairs of the second fluid can be flowed around substantially parallel to their longitudinal sides.
  • the longitudinal fold is formed by the same direction angled edges of the upper and lower discs.
  • the longitudinal fold also forms a contact surface for the housing.
  • the longitudinal fold is formed by oppositely angled edges of the upper and lower discs.
  • the longitudinal fold also forms a contact surface for the housing.
  • the pairs of disks have side channels in the region of the housing walls for the first fluid.
  • the side channels are formed as an extension of the flow cross section of the disk pairs.
  • the extension has a channel height, which substantially corresponds to the distance between the pairs of discs.
  • the disk pairs have a flow cross section with a channel width b and the housing walls at a distance w, where b ⁇ w and between the flow cross sections and the housing wall material bridges are arranged and which are formed in particular from lower and / or upper disk.
  • the housing is formed at least in two parts, wherein it has a housing shell and a lid.
  • the inlet region of the housing has an inlet connection, which is arranged in the housing shell or in the cover.
  • the outlet region of the housing has an outlet nozzle, which is arranged in the housing shell or in the lid.
  • the housing has an inlet and outlet connection for the first fluid, wherein the inlet and outlet connections for the first fluid are arranged in the cover or in the housing shell and have longitudinal axes which are inclined relative to the pairs of disks.
  • the heat exchanger has a bypass.
  • a bypass passage for the second fluid is arranged within the housing and parallel to the disc pairs.
  • the mass flow of the second fluid is branched off, in particular by a partition wall, into at least two partial mass flows, wherein at least a first partial mass flow of the second fluid flows through the passage channels and at least a second partial mass flow of the second fluid flows through the bypass.
  • the pairs of discs form a package which can be flowed through in two bends by the second fluid.
  • a partition wall is arranged in the inlet region for the second fluid and / or in the outlet region for the second fluid.
  • the dividing wall is in particular arranged such that it can rotate such that an angle between the flow direction of the second fluid of a longitudinal side of the dividing wall can be set between 0 ° and 360 °.
  • the heat exchanger includes at least one check valve, which is preferably integrated in the housing and located in the outlet area.
  • bypass channel is arranged in the heat exchanger above or below the pairs of discs.
  • the bypass channel is designed as a bypass tube, which can be inserted into the housing.
  • the bypass tube is thermally insulated from the flow channels (3) and / or the passageways, in particular such that the heat transfer between the second partial mass flow, which flows through the bypass channel and / or the bypass tube and the first partial mass flow, which is in particular cooled as possible is low.
  • the bypass pipe is arranged substantially at a distance from the flow channels and / or the passage channels.
  • the spacing is preferably carried out by means of embossing or punching introduced into the bypass tube and / or into the flow channels and / or the passage channels.
  • the bypass tube consists of at least one partial element, which is preferably designed as an open profile and particularly advantageously as a U-profile or half-tube.
  • the bypass tube comprises two tube halves, which are preferably interconnected by soldering, welding, gluing, etc. cohesively.
  • the bypass tube has at least one longitudinal dividing wall.
  • At least one bypass flap is integrated into the inlet or outlet region of the housing.
  • the bypass damper is adjustable and may assume an angle of 0 ° to 360 °, thereby dividing the mass flow of the second fluid into the first partial mass flow and the second partial mass flow.
  • the first partial mass flow flows through the passage channels and is thereby cooled in particular.
  • the second partial mass flow flows, in particular uncooled through the bypass.
  • the bypass valve By means of the bypass valve, the first partial mass flow of the second fluid through the passageways is adjustable and / or controlled and / or regulated.
  • the second partial mass flow of the second fluid through the bypass results as a function of the set first partial mass flow and is therefore likewise controllable and / or controllable.
  • the inlet region has two separate inlet stubs and a partition wall.
  • the pairs of discs form a package which can be flowed through in two bends by the second fluid.
  • An inlet chamber and an outlet chamber are arranged on the one hand of the disk package.
  • a deflection chamber for the second fluid is arranged on the other hand.
  • the bypass is integrated into the housing.
  • the bypass is made in one piece with the housing.
  • the bypass is integrated in the cover.
  • the bypass is made in one piece with the lid.
  • Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the flap is arranged in the inlet region or in the outlet region.
  • the heat exchanger has at least one bypass valve which controls and / or regulates the volume and / or mass flow, in particular of the second fluid, through the bypass.
  • the bypass valve is preferably integrated in the housing and in particular designed in one piece with this.
  • the bypass valve is arranged in the inlet area and / or in the outlet area.
  • the bypass valve is designed as a combination valve, which is referred to below as a heat exchanger valve device.
  • the heat exchanger valve device is characterized in that the valve disc is rotatable between a first open position, in which the bypass outlet is closed and the heat exchanger outlet is open, and a second open position, in which the bypass outlet is opened and the heat exchanger outlet is closed. Due to the rotatable valve disc, a sufficient tightness can be ensured even at high pressures.
  • a further preferred embodiment of the heat exchanger valve device is characterized in that the rotatable valve disc has a fluid passage opening which can be brought at least partially by twisting at least partially with one of two further fluid passage openings to cover, which are provided in a fixed relative to the valve housing valve disc.
  • the three fluid passage openings are preferably formed congruent to one another.
  • a further preferred exemplary embodiment of the heat exchanger valve device is characterized in that one of the fluid passage openings in the fixed valve disc is connected to the heat exchanger outlet and the other fluid passage opening is connected to the bypass outlet. Depending on the overlap of the fluid passage openings in the valve discs passes more or less or even no fluid to the bypass outlet or the heat exchanger outlet.
  • a further preferred exemplary embodiment of the heat exchanger valve device is characterized in that the fixed valve disk has a depression in which the rotatable valve disk is guided. This provides the advantage that it is possible to dispense with a valve disc guide on the valve housing.
  • a further preferred embodiment of the heat exchanger valve device is characterized in that the fixed valve disc has an external thread, with which the fixed valve disc is screwed into a complementary formed internal thread of the valve housing. This simplifies the installation of the fixed valve disc.
  • Another preferred embodiment of the heat exchanger valve device is characterized in that an actuator rod extends from the rotatable valve disk.
  • the actuator rod which is preferably guided out of the valve housing, the operation of the rotatable valve disc is simplified.
  • a further preferred embodiment of the heat exchanger valve device is characterized in that the valve disks are at least partially made of ceramic. Stainless steel can also be used instead of ceramic.
  • a preferred embodiment of the heat exchanger valve device is characterized in that the valve slide between a first extreme position in which the bypass outlet is closed and the heat exchanger outlet is open, and a second extreme position is movable back and forth, in which the bypass outlet is opened and the heat exchanger outlet is closed.
  • the valve slide is partially formed of ceramic. Stainless steel can also be used instead of ceramic.
  • valve housing is partially formed of ceramic.
  • tread for the valve spool is formed of ceramic.
  • a further preferred embodiment of the heat exchanger valve device is characterized in that the valve slide is equipped with a sealing element for the input.
  • the entrance is equipped with a sealing seat for the sealing element.
  • a further preferred embodiment of the heat exchanger valve device is characterized in that the sealing element has a sealing surface facing the inlet, which has the shape of a spherical segment.
  • a further preferred embodiment of the heat exchanger valve device is characterized in that the sealing element is guided to the valve slide back and forth movable. As a result, the closure of the inlet with the sealing element, which is also referred to as a closure element, is simplified.
  • a further preferred embodiment of the heat exchanger valve device is characterized in that the sealing element is biased by a spring device against the input. This allows a tight closure of the input.
  • Another preferred embodiment of the heat exchanger valve device is characterized in that the valve slide a Pressure equalization channel has. As a result, the displacement of the valve spool in the valve housing is facilitated.
  • the integrated bypass has a pivotable partition, by means of which the inlet connection and the outlet connection are short-circuited.
  • the first fluid is a liquid coolant, in particular the coolant from the cooling circuit of an internal combustion engine of a motor vehicle, and the second fluid is recirculated exhaust gas of the internal combustion engine.
  • the first fluid is air and the second fluid is recirculated exhaust gas of an internal combustion engine of a motor vehicle.
  • the disk package is preceded by an oxidation catalyst, as disclosed in unpublished DE 10 2005 014 295.8.
  • the entire contents of unpublished DE10 2005 014 295.8 are hereby expressly disclosed.
  • the first fluid is a liquid coolant, in particular the coolant of the cooling circuit of an internal combustion engine of a motor vehicle, and the second fluid of the internal combustion engine is deliverable charge air.
  • the first fluid is air and the second fluid of an internal combustion engine of a motor vehicle can be supplied with charge air.
  • the heat exchanger is used as an exhaust gas cooler in an exhaust gas recirculation system of an internal combustion engine of a motor vehicle or as a heater for heating the interior of a motor vehicle, the heat transferred from the second fluid to the first fluid is used to heat the passenger compartment of a motor vehicle To heat the vehicle.
  • the heat exchanger is used as an oil cooler for cooling engine oil of an internal combustion engine or transmission oil of a motor vehicle by a liquid coolant, preferably the coolant of the cooling circuit of the internal combustion engine.
  • the heat exchanger is used as a refrigerant condenser in the refrigerant circuit of an air conditioning system for motor vehicles.
  • the heat exchanger is used as a refrigerant exhaust gas cooler in the refrigerant circuit of an air conditioning system for motor vehicles.
  • the heat exchanger is used as a refrigerant evaporator in the refrigerant circuit of an air conditioning system for motor vehicles.
  • a particularly advantageous embodiment of the invention are concepts in which the edges of both discs of the pair of discs circumferentially and continuously are formed so that they have everywhere a planar contact with each other (Fig. 1, 2c, 3a, 3b, 3c).
  • This can also be described by the fact that the two disks are formed along their contact line on the circumferential outer edge so that they have an angle of 0 ° to each other in the plane perpendicular to this contact line, this angle is only greater than 10 ° in exceptional cases ,
  • the two disks may, for example, abut surface-to-surface on their contact line, so that, in a section perpendicular to the line of contact, the two disks extend largely parallel to one another over a certain distance.
  • One or both disks may, for example, also be formed spherically against each other in the region of the contact line, so that, in a section perpendicular to the contact line, the contact of a straight line with a circular segment or, if both are crowned, the punctiform contact tion of two circle segments results in only one touch point but no line of contact.
  • both slices may, for example, also be designed at their edges such that one is concave and the other convexly shaped and two circle segments are present in the plane normal to the contact line, which contacts each other only pointwise or over a certain circular arc section. All of these examples have at the circumferential contact line exactly at an angle of 0 ° to each other.
  • the housing is formed at least in two parts, ie, for example, from a first trough-shaped housing part, a housing shell, and a second lid-shaped part, a lid formed. Both parts can be put together and simply joined together, in particular soldered, welded, glued, etc.
  • an optimal joining process in particular soldering process, welding process, adhesive process, etc., the stacked pairs of discs is achieved when the housing parts are also inserted in the stacking direction of the disc pairs into each other or superimposed and by soldering, welding, gluing, etc. during the Joining process, in particular the soldering process, welding process, gluing process, etc., are joined to the housing.
  • the housing parts can move to the same extent with the disk pairs aufeinender, so that, for example, by the melting solder layers no gaps or soldering, welding and / or Klebetationstellen arise.
  • the housing shell as well as the lid can be produced as forming and / or molded parts such as deep-drawn parts, wherein the housing damage Ie can also form the inlet and outlet area for the second fluid.
  • inlet and outlet nozzles are formed for both the first and for the second fluid, for. B. as passages.
  • the position and shape of the nozzle can be chosen arbitrarily according to the requirements of the heat exchanger.
  • the inlet and outlet can take place in any direction, eg in the longitudinal direction of the radiator, upwards - out here the lid, down from the housing or laterally from the housing.
  • a bypass channel can be arranged in the housing parallel to the disk package, wherein the bypass may be formed, for example, as a tube which is inserted into the housing and soldered to the other parts.
  • a bypass is particularly advantageous when using the heat exchanger as the exhaust gas cooler in an exhaust gas recirculation system.
  • Such bypass arrangements in conjunction with corresponding bypass flaps for controlling the exhaust gas flow through the heat exchanger or through the bypass are known per se from the prior art.
  • the construction of the heat exchanger according to the invention allows an integration of a bypass channel and a bypass flap in the exhaust gas cooler with simple means. The bypassed fluid flow must also be conducted separately in the inlet region of the fluid flow, which flows through the heat exchanger channels.
  • a separating plate or separating element in the simplest embodiment a separating plate, can be provided in the inlet region for the second fluid, which separates the inlet region into two regions, one for the bypass fluid flow and the other for the heat exchanger fluid flow.
  • separating elements can be clamped, welded or soldered into a housing part or between housing parts.
  • the separate inlet regions can either each have their own inlet openings in the housing or can be supplied with the fluid streams by a common inlet opening divided into two parts by the separating element.
  • bypass valve In the case of the common entry opening, of course, a separation of the the fluid flows in the supply line of the second fluid required, or a bypass valve must be placed directly on the inlet opening in a way that it closes directly with the separator and no impermissible leakage from the bypass to the heat exchanger side and vice versa can occur.
  • This can be done for example by flanging or a flanged module flap, housing and actuator.
  • the bypass flap can also be integrated in the inlet region of the second fluid in such a way that, as required, the gas flow is directed directly into the bypass channel or into the heat exchanger channels. Even with such an integrated bypass flap, an additional separating element may be required between the start of the bypass and the flap for sealing.
  • All described solutions can be provided with the same functionality in the exit region for the second fluid, ie separating element and bypass valve in the described arrangements and combinations.
  • the statements regarding the required separation of the fluid flows in the supply line then apply accordingly to the discharge.
  • All solutions are also possible with a combination valve instead of a bypass flap, that is, in addition to the steering of the fluid in the heat exchanger channels or in the bypass and the complete blockage of the second fluid is possible.
  • the described bypass valves or valves can be actuated via an electric actuator or via a U-can (pressure actuator).
  • the heat exchanger according to the invention allows for very different designs of the bypass channel.
  • the bypass in the stacking direction of the disk pairs is inserted below the lowermost disk or above the uppermost disk. It adjoins directly to the housing.
  • the bypass is inserted laterally next to the stacked disc pairs in the housing.
  • the bypass channel is embodied in one piece with the housing by impressing one or more longitudinal corrugations in the housing in such a way that the bypass channel is formed which extends on one side from the housing wall and on the other side through the housing first disc of the disc bundle is limited.
  • a bypass is designed such that a substantially U-shaped shell placed on a side of the housing and in particular with this is joined and in particular with this soldered, welded, glued, etc is.
  • the bypass between the attached shell and the housing wall is included.
  • a heat exchanger according to the invention can also be combined with a completely external bypass, that is to say a closed flow channel for the second fluid, which can be connected to the heat exchanger, for example welded, soldered, or fixed in common holders with the heat exchanger.
  • An external bypass can also be completely separated from the heat exchanger.
  • any form of spacer between the disk stack and the housing wall can be used, such as a corrugated metal sheet or a ribbed sheet metal.
  • permeable structures such as wire mesh, porous materials or the like are conceivable.
  • Particularly advantageous may also be a longitudinally extending shell which has a U-profile and which opens to a housing wall. With the closed side she supports the disk stack.
  • the structures forming the channel protrude in the longitudinal direction over the heat exchanger channels formed by the stacked disks into the inlet and / or outlet region of the second fluid. In this way, a separating element between Bypassflu- idstrom and heat exchange fluid flow can be omitted.
  • the integrated bypass flap is designed such that no additional separating element for the bypass channel is required.
  • the bypass channel is to allow the passage of the second fluid past the heat exchanger channels without strong energy transfer from or to the first fluid and it should therefore be thermally decoupled from the first fluid as well as possible.
  • the decoupling can be done for example by a knob or bead support of the bypass channel against the housing wall and / or against the disk stack.
  • the nubs or beads can be made both from a structure forming the bypass channel, for example a tube and / or from the housing wall or the adjacent one first disk of the disk stack to be pronounced.
  • an insulating element an additional insulation between the bypass channel and adjacent structures can be inserted, which has a low thermal conductivity (good insulation).
  • the insulating effect is carried out by insulating materials and / or by the shaping, in particular by a rib structure.
  • the bypass channel is made double-walled, in particular with a thicker, supporting outer wall and a thinner, inner wall.
  • the two walls are designed such that the outer wall has lower thermal stresses than the inner wall.
  • the heat exchanger can be flowed through in two or more flows, d. H. the second fluid is divided into sub-streams, which are each passed through a part of the heat exchanger channels in parallel or in countercurrent.
  • the same arrangements of separating plates and inlet / outlet openings can be used, as already described for the integration of the bypass tube.
  • the partial exhaust gas streams are guided out of two cylinder banks each in a tide.
  • the respective pressure spikes that result in the two floods can be used to increase the exhaust gas recirculation rate and the fuel efficiency, if a backflow into the other flood is avoided.
  • the return flow is therefore prevented by check valves, which are integrated in the exhaust gas cooler in particular in the outlet region of the second fluid or arranged in combination with a separating plate in the outlet region at the outlet opening of the cooler housing, for example flanged.
  • multi-flow heat exchangers are formed with a deflection of the second fluid.
  • the second fluid is not divided into sub-streams but through a portion of the fluid channels led from the inlet end of the second fluid to the other end, where it deflected, in particular substantially deflected by 180 °, and is returned by another part of the fluid channels again.
  • the deflection can be done in several sub-stages. But it can also be provided several deflections, wherein the outlet of the second fluid takes place at an odd number of deflections at the inlet end of the heat exchanger and the outlet takes place at an even number of deflections at the other end of the heat exchanger.
  • the deflection takes place as a U-flow, wherein the inlet and the outlet for the second fluid are close to each other at a radiator end, whereby the heat exchanger can be integrated space-optimized.
  • the heat exchanger is designed as a charge air intermediate cooler between the compressor stages of a turbo engine, wherein in particular no separating elements or other deflecting elements are formed in the deflection region, since the deflection takes place by means of a housing closed at this end.
  • the heat exchanger with U-flow is designed with an internal bypass flap and / or a combination valve and / or with an external bypass flap and / or with a combination valve.
  • an external bypass flap in combination with a U-flow cooler the division of the inlet / outlet area by a separating element is to be provided and the bypass flap is then integrated in particular in a module which can directly short-circuit the path through the exhaust gas cooler.
  • the heat exchanger according to the invention can be used particularly advantageously as an exhaust gas cooler;
  • the cooling of the housing shell is advantageous because the coolant is partially in direct contact with the housing wall or indirectly via material bridges with the housing wall in connection.
  • the cooling of the exhaust gas cooler can be done depending on the application in a high or low pressure exhaust gas recirculation (exhaust extraction before or after the exhaust turbine) by the coolant of the cooling circuit of the engine or by air, with an adjustment of the flow cross sections and the heat transfer, z. B. is done by turbulence inserts.
  • An advantage of the use as an exhaust gas cooler is also the arrangement of an oxidation catalyst in the flow direction of the exhaust gas in front of the disk pairs, ie in the inlet region of the exhaust gas cooler. Particularly useful is the integration of an oxidation catalyst in front of the heat exchanger tubes and an optionally required bypass flap in the outlet region of the radiator, since then the flap / combi valve is protected from contamination.
  • the heat exchanger according to the invention can also be used advantageously as a charge air cooler, whether with direct cooling (air) or with indirect cooling (liquid coolant). Furthermore, the heat exchanger according to the invention can be used advantageously as a coolant-cooled oil cooler or as an air-cooled condenser of an automotive air conditioning system. For the different uses, only adaptation to the different media and heat transfer conditions is required.
  • direct current between the first and second fluid or countercurrent between the first and second fluid may also be provided more than one circuit for the first fluid.
  • the coolant flow can be conducted parallel to the exhaust gas, which effectively serves to prevent boiling, and in the outlet region of the exhaust gas, the coolant flow is conducted in countercurrent to the exhaust gas, whereby a particularly efficient heat transfer in the rear part of the heat exchanger is achieved, see DE10328746, whose is hereby expressly disclosed.
  • the discharge of the first fluid in the middle of the heat exchanger can be done by a common exit for both circuits or by separate outlets.
  • FIG. 1 shows a section through an exhaust gas cooler according to the invention with disc-shaped coolant channels
  • Fig. 4 is an exploded view of the exhaust gas cooler with housing shell, disc pairs and cover
  • Fig. 5a shows an exploded view of the disc pairs and the lid
  • FIG. 5b shows an exploded view of an unfused disk pair, which comprises at least one upper disk and at least one lower disk, and another lower disk of an adjacent disk pair
  • Fig. 5c is a section C-C by an exploded view of an unfastened disc pair, which comprises at least one upper disc and at least one lower disc
  • Fig. 5d is a perspective view of a joined pair of discs
  • Fig. 5e is a view of an assembled pair of discs in the flow direction of the second fluid
  • Fig. 6a, 6b, 6c forms of training for a two-part housing of the exhaust gas cooler
  • Fig. 7a, 7b longitudinal sections through the exhaust gas cooler with different
  • 8a, 8b are longitudinal sections through the exhaust gas cooler with integrated bypass pipe and dividing wall in the inlet or outlet region
  • FIG. 11 is a longitudinal section through an exhaust gas cooler with deflection of the exhaust gas flow (double-flow)
  • Fig. 12 shows a longitudinal section through an exhaust gas cooler with double-flow
  • 13 is a longitudinal section through an exhaust gas cooler with oxidation catalyst in the exhaust gas inlet region
  • Fig. 14 is a longitudinal section through an exhaust gas cooler with two floods and one check valve for each flood in the outlet region of the 2 fluid
  • Fig. 15 is a longitudinal section D-D by two crimped and joined
  • Fluid enters the exhaust gas cooler in one tide and exits the exhaust gas cooler through the other.
  • EGR system exhaust gas recirculation system
  • EGR systems are known from the prior art: in this case, the exhaust gas of the internal combustion engine is removed in front of or behind an exhaust gas turbine (high-pressure or low-pressure recirculation) and cooled in one or two stages to the intake tract of the internal combustion engine. The withdrawn amount of gas is controlled by an exhaust gas recirculation valve (EGR valve).
  • EGR valve exhaust gas recirculation valve
  • the illustrated exhaust gas cooler 1 is traversed by exhaust gas and cooled by a liquid coolant, which is preferably removed from the cooling circuit of the internal combustion engine.
  • the exhaust gas cooler 1 has a two-part housing 2, which consists of a trough-shaped housing shell 2a and a cover 2b - both parts are preferably formed as sheet metal parts and can be produced by deep drawing.
  • a package of disc pairs 3 is arranged, which are flowed through by the coolant.
  • the pairs of disks 3 extend over the full width of the housing shell 2 a, which has two housing walls 2 c, 2 d, which are shown perpendicularly in the drawing and run parallel to one another.
  • the pairs of disks 3 have longitudinal sides 3a, which rest against the housing walls 2c, 2d, and form flow channels, which are equipped with turbulence inserts 4 to increase the heat transfer.
  • the pairs of discs 3 are arranged in parallel at a distance from each other and form passageways 5 for the exhaust gas.
  • turbulence inserts 6 are arranged to increase the heat transfer. All parts of the exhaust gas cooler 1 are cohesively, ie connected to each other by soldering. The soldering is preferably carried out in one operation in a soldering furnace, not shown.
  • the disk pairs each have a top disk 80b and a bottom disk 80c.
  • Fig. 2a shows a further embodiment of the invention as a section of an exhaust gas cooler - for the same parts same reference numerals as in Fig. 1 are used.
  • two modified pairs of discs 7 are arranged, which are connected with their longitudinal sides 7a by soldering to the housing walls 2c, 2d.
  • the pairs of disks 7 each consist of an upper disk 7b and a lower disk 7c, which are connected to each other at the edge via a fold.
  • the flow cross-section through which the coolant flows reaches up to the housing walls 2c, 2d and thus effects cooling of the housing walls, which are heated by the exhaust gas stream.
  • FIG. 2b shows a further embodiment of the invention for the embodiment of a pair of discs 8, which consists of a top plate 8a, 80b and a lower plate 8b, 80c set together and laterally closed by a respective fold 8c.
  • the flow cross-section of the pair of discs 8 is laterally expanded to side channels 8d, 8e, which have approximately the height of the exhaust ducts 5 and arranged in the exhaust ducts 5 turbulence inserts 6.
  • the side channels 8d, 8e which are flowed through by the coolant, thus extend from a pair of disks 8 to the adjacent pair of disks and lie over the entire surface of the housing walls 2c, 2d. As a result, a very good cooling of the housing walls 2c, 2d is achieved, which are thus isolated from the exhaust gas flow.
  • Identical features are provided with the same reference numerals as in the preceding figures.
  • 2 c shows a further embodiment of disk pairs 9, which comprises a top disk 80 b and a bottom disk 80 c, between housing walls 2 c, 2 d, wherein side channels 9 a, 9 b are formed by an enlargement of the flow cross-section, which, however, do not have the full height of the exhaust channels, but only a part, z. B. 50% - the remaining channel height is bridged by a longitudinal fold 9c, 9d.
  • This embodiment also results in a very good cooling of the housing walls 2c, 2d, since they are surrounded by coolant.
  • Identical features are provided with the same reference numerals as in the preceding figures.
  • FIGS. 3 a, 3 b, 3 c show further exemplary embodiments of the invention for embodiments of disk pairs 10, 11, 12 which are each formed from an outer disk 80 b and a lower disk 80 c whose flow channels have a width b which is smaller than that clear width w of the housing is - between the flow channels of the disk pairs 10, 11, 12 are each longitudinally extending material bridges 10a, 10b, 11a, 11b, 12a, 12b arranged, which - each in different configurations - on the housing walls 2c, 2d abut and soldered with these.
  • FIG. 4 shows a 3D representation of the individual parts of an exhaust gas cooler, which corresponds to the exemplary embodiment according to FIG. Identical features are provided with the same reference numerals as in the preceding figures.
  • a trough-shaped housing shell 13 is shown, which end face, ie on its narrow side an exhaust gas inlet opening 13a and on the opposite narrow side (largely hidden) has an exhaust gas outlet opening 13b.
  • the approximately rectangular shaped pairs of discs 14 have on their longitudinal sides in each case angled edge strips 14a, which are formed as folds and can be soldered to the inside of the housing shell 13.
  • the disk pairs 14 are flowed through by coolant and therefore have cup-like characteristics 14b, 14c, which in the soldered state in each case form a feed and a discharge channel for the disk pairs, which can thus be flowed through parallel to one another.
  • the coolant connections (not shown here) are located in the lid 16 of the housing. It can also be seen from this illustration that the individual parts of the exhaust gas cooler can be easily joined and prepared for the soldering process.
  • FIG. 5a shows a further illustration of the pairs of disks 14 according to FIG. 4 in a front view, ie viewed in the flow direction of the exhaust gas.
  • the same reference numerals as in Fig. 4 are used.
  • the pairs of disks 14 are arranged parallel and at a distance from each other and form approximately rectangular flow channels (passage channels) 17 for the exhaust gas, in which case turbulence inserts, as shown in Figures 1 to 3, are omitted.
  • the pairs of discs 14 each consist of two discs, namely an upper disc 14d and a lower disc 14e, which are connected to each other at their longitudinal sides by the angled fold 14a.
  • the end faces 14f which form the leading edges for the exhaust gas, in contrast, are connected to each other by a shallow fold.
  • the pairs of discs 14 are peripherally sealed circumferentially.
  • the cup-like characteristics 14b are formed from the upper disk 14d and abut on the adjacent lower disk 14e - thus becomes a transverse to the exhaust gas flow direction inlet and outlet channel for the coolant created.
  • the characteristics are aerodynamically designed to achieve a low exhaust gas pressure drop, z. B. - as shown in Fig. 4 can be seen - with an oval or elliptical cross-section.
  • structural elements in the form of beads or so-called winglets can also be molded into the panes.
  • FIG. 5 b shows an exploded view of an unfused disk pair 3, 14, which comprises at least one upper disk 80 b and at least one lower disk 80 c, as well as a further lower disk 80 c of an adjacent disk pair. Identical features are provided with the same reference numerals as in the preceding figures.
  • the upper disc 80b and the lower disc 80c each have a disc opening 81 formed as a bore.
  • the upper disk 80b comprises at least one embodiment 14b, in particular two configurations 14b, which are formed as a truncated cone in the stacking direction.
  • the truncated cone comprises on the side of the smallest outer diameter a Oberusionnring design 82, 82 c, which is arranged parallel to the disc surface 92 of the upper disc 80 b and the lower disc 80 c and perpendicular to the stacking direction of the disc pairs 3, 14.
  • the lower disk 80c has a lower disk ring surface 83, 83c, which is formed in one piece with the disk surface 92 and is identical to the disk aperture in the region of the disk opening. In the joined, in particular soldered, welded, bonded, etc.
  • the upper disk 80b comprises at the disk edges an upper disk edge surface 85.
  • the lower disk 80c comprises at the disk edges a lower disk edge surface 86.
  • the outer disk surface 85 and lower disk edge surface 86 correspond to each other and are materially bonded, in particular by soldering, welding, gluing etc.
  • the upper disk edge surface 85 extends in the longitudinal direction of the disk substantially parallel to the signing edge surface 86, as well as the upper disk edge surface 85 in the direction of the disk width which, in particular substantially perpendicular to the longitudinal direction of the disk and substantially perpendicular to the Stapelrich- is aligned with the discs, substantially parallel to the lower edge of the disc.
  • a joint 93 of the bottom and top edge surface is formed so that the impact 93 of a pane edge surface is substantially longitudinal is designed as a quarter-cylinder and that touch the quarter-cylinder of the lower and upper disc substantially like two telescoped concentric quarter cylinder and are materially connected, in particular by soldering, welding, gluing, etc.
  • FIG. 5c shows a section C-C through the exploded illustration FIG. 5b of an unfused disk pair, which comprises at least one upper disk 80b and at least one lower disk 80c. Identical features are provided with the same reference numerals as in the preceding figures.
  • Fig. 5d shows a perspective view of a joined pair of discs 3, 14.
  • the same features are provided with the same reference numerals as in the preceding figures.
  • the Oberusionnring- surface 82, 82c of a disc pair 3, 14 and the lower disc ring surface 83, 83c of an adjacent disc pair 3, 14 touch and are connected to each other cohesively.
  • the upper disk 80b comprises at the disk edges an upper disk edge surface 85.
  • the lower disk 80c comprises at the disk edges a lower disk edge surface 86.
  • Oberusionnrand Chemistry 85 and lower disk edge surface 86 correspond to each other and are cohesively, in particular by soldering, welding, gluing, etc. interconnected.
  • the upper disk edge surface 85 extends in the longitudinal direction of the disk essentially parallel to the signing edge surface 86, as well as the upper disk edge surface 85 in the direction of the disk width which, in particular substantially perpendicular to the longitudinal direction of the disk and is oriented substantially perpendicular to the stacking direction of the disks, substantially parallel to the lower disk edge surface ,
  • a shock 93 of the bottom and top plate edge surface is formed such that the impact 93 of a disc edge surface in the longitudinal direction is substantially formed as a quarter cylinder and that the quarter-cylinder of the lower and upper disc substantially as two nested concentric quarter cylinder touch and cohesively, in particular by soldering, welding, gluing, etc. are connected.
  • FIG. 5e shows a view of a joined pair of disks in the flow direction of the second fluid. Identical features are provided with the same reference numerals as in the preceding figures.
  • Fig. 6a, 6b, 6c show different shapes for the formation of housings 17, 18, 19, each having box-shaped or trough-shaped housing shells 17a, 18a, 19a. Identical features are provided with the same reference numerals as in the preceding figures. Different are the lid forms 17b, 18b, 19b.
  • the cover 17b has a circumferential bead (channel) 17c, which can be placed on the peripheral upper edge of the housing shell 17a and thus soldered.
  • the lid 18b has an upstanding peripheral edge 18c, which rests against the inner wall of the housing shell 18a.
  • the cover 18b can thus "sag” during soldering (during melting of the solder layers of the disk package.)
  • the cover 19b has an angled edge 19c which surrounds the upper edge of the housing shell 19a on the outside and can thus be soldered all around Deep-drawn parts can be produced.
  • FIG. 7a shows an exhaust gas cooler 20 in longitudinal section with a housing 21 consisting of housing shell 21a, cover 21b, an inlet of the first fluid 90 and an outlet of the first fluid 91.
  • a packet 22 shown hatched
  • the respective coolant connections are arranged as sockets 23, 24 in the cover 21 b of the housing 21.
  • the exhaust gas passes through a livestock In the exhaust gas flow direction in front of the disk pack 22, an inlet region 27 is left, which acts as a diffuser, and downstream of the disk pack 22, an outlet region 28 is left in the housing 21, which in the outlet nozzle 26 passes.
  • the exhaust gas, represented by the arrows A thus flows essentially in the longitudinal direction (“axially") through the exhaust gas cooler 20 or the disk pack 22.
  • Fig. 7b shows a similar exhaust gas cooler 29 with the difference that the coolant connections 30, 31 are arranged in the bottom part of the radiator and the outlet side exhaust nozzle 32 in the cover part of the housing, whereby a 90 degree deflection of the exiting exhaust gas, represented by an arrow A, accessible is.
  • Identical features are provided with the same reference numerals as in the preceding figures. Such changes in the exhaust anddeffenzu- or removal are thus possible by simple measures on the housing.
  • exhaust gas and coolant flow are shown as direct current. However, it is also possible to carry both media in countercurrent to each other.
  • FIGS. 8a and 8b show further exemplary embodiments of the invention, namely an exhaust gas cooler 33 with a bypass channel 34 arranged at the bottom and an exhaust gas cooler 35 with a bypass channel 36 arranged on top.
  • Both bypass channels 34, 36 may be formed as a tube and are inserted into the housing, in each case parallel to the hatch packages 37a, 37b shown hatched.
  • the exhaust gas cooler 33 according to FIG. 8a has a separating or sealing element 38 in the exhaust gas inlet region, which serves to separate the exhaust gas stream into two partial streams for the disk package 37a on the one hand and the bypass pipe 34 on the other.
  • the exhaust gas cooler 35 according to FIG.
  • FIG. 9 shows, as a further exemplary embodiment of the invention, an exhaust gas cooler 40 with disk pack 41 and bypass duct 42 arranged therebelow, wherein a pivotable bypass flap 43 is arranged in the exhaust gas inlet region, represented by the exhaust gas arrow A.
  • Identical features are provided with the same reference numerals as in the preceding figures.
  • the exhaust stream can be directed either through the disk pack 41 or through the bypass channel 42, with intermediate positions are possible.
  • the design of a bypass flap is known from the prior art, also under the term exhaust manifold.
  • FIG. 10 shows, as a further exemplary embodiment of the invention, an exhaust gas cooler 44 with a disk pack 45 (heat exchanger part) and a bypass duct 46 arranged at the top, to which separate exhaust gas inlets 47, 48 in the housing of the exhaust gas cooler 44 are assigned. Identical features are provided with the same reference numerals as in the preceding figures. Between the two exhaust gas inlets 47, 48, a separating element or a partition wall 49 is arranged, which can be soldered to the housing.
  • Fig. 11 shows a further embodiment of the invention, a double-flow exhaust cooler 50 with a disk pack 51 (heat exchanger part), an exhaust gas inlet chamber 52, a partitioned by a partition exhaust outlet chamber 53 and a deflection chamber 54 for the exhaust stream, represented by a long-drawn, U-shaped trained arrow A.
  • a disk pack 51 heat exchanger part
  • an exhaust gas inlet chamber 52 a partitioned by a partition exhaust outlet chamber 53
  • a deflection chamber 54 for the exhaust stream represented by a long-drawn, U-shaped trained arrow A.
  • FIG. 12 shows a further exemplary embodiment of the invention, namely a double-flow exhaust gas cooler 55 which has an exhaust gas chamber 56 with an exhaust gas inlet connection 57 and an exhaust gas outlet connection 58.
  • a pivotable exhaust flap 59 (solid line) is arranged, which in a dashed position shown 59 'is pivotable.
  • inlet connection piece 57 and outlet connection pieces 58 are separated from one another, ie the discharge Gas stream flows through the heat exchanger part 60 in accordance with the arrow A shown in U-shape and exits through the exhaust pipe 58; the entire exhaust stream is thus cooled.
  • the exhaust flap 59 is moved to the position shown in dashed lines 59 ", so that the entering into the inlet port 57 exhaust gas flow is direct - in the short -in the outlet nozzle 58 and from the exhaust gas cooler 55th
  • the exhaust gas chamber 56 thus forms a bypass channel, represented by a dashed arrow B.
  • the disk package 60 can thus be bypassed in the bypass 16.
  • the exhaust gas cooler 55 thus has an integrated bypass with integrated bypass flap.
  • FIG. 13 shows, as a further embodiment of the invention, an exhaust gas cooler 61 with a heat exchanger part 62 (disk package) which can be flowed through by exhaust gas ("axially") corresponding to the exhaust gas pipes A.
  • the same features are denoted by the same reference numerals as in the preceding FIGS
  • the exhaust gas cooler 61 has an exhaust gas inlet region 63 in the form of a diffuser, in which an oxidation catalytic converter 64 is arranged which, as is known from the prior art, serves for exhaust gas purification in that a rectification of the exhaust gas flow and thus an improved loading of the downstream disk pack 62 can be achieved by the exhaust ducts, not shown, of the oxidation catalytic converter.
  • Fig. 14 shows a longitudinal section through an exhaust gas cooler with two floods and one check valve for each flood in the outlet region of the second fluid. Identical features are provided with the same reference numerals as in the preceding figures.
  • a first flow 87 of the second fluid which is designed in particular as a bypass, and a second flow 88 of the second fluid enter into the inlet region of the second fluid into the heat exchanger.
  • the first flood 87 and the second flood 88 are separated by a separating wall-shaped sealing member 89 from each other sealingly.
  • the sealing element 89 is aerodynamically designed for the second fluid in such a way that the floods which enter the heat exchanger in an oblique manner relative to the longitudinal direction of the disk are conveyed through the radiused sealing element.
  • a first check valve 94 for the first flood and a second check valve 95 for the second flood integrated and formed such that the first check valve 94 includes a first pivot 98 adjacent to the housing bottom, which pivotal movement of a first valve flap 96 to an axis of rotation, which is arranged parallel to the disc width and perpendicular to the disc longitudinal direction, allows.
  • the second check valve 95 comprises a second pivot 99, which is arranged adjacent to the housing cover and a pivoting movement of a second valve flap 97 about an axis of rotation, which is arranged parallel to the disc width and perpendicular to the disc longitudinal direction allows. A backflow of the second fluid from the exit region back into the disk package is thus prevented.
  • Fig. 15 shows a longitudinal section DD through two verkrimpte and joined pairs of discs. Identical features are provided with the same reference numerals as in the preceding figures.
  • the upper disks 80b and the lower disks 80c are arranged substantially parallel to one another, the distance between a upper disk 80b and a lower disk 80c of a disk pair 3, 14 being the height of the flow channel for the first fluid and the distance between a lower disk 83 and the upper disk 82 of an adjacent disk pair forms the height of the passageway for the second fluid.
  • the lower discs 81c are formed with an opening 81 about which a lower disc ring surface 83 is formed concentrically.
  • the upper disks 81b also have an opening 81.
  • conical shapes 14b are formed conically perpendicular to the disk surface and in the stack disk direction from the upper disks.
  • the expression buckles and runs parallel to the disk surface, whereby an upper disk ring surface 82 is formed, which touches the washer surface 83 of an adjacent disk pair and materially , in particular by soldering, welding, gluing, etc. is connected thereto.
  • the height of the flow channel decreases until the upper disk 80b and the lower disk 80c of a pair of disks touch and extend parallel to one another and are connected to one another in a material-locking manner, in particular by soldering, welding, gluing etc.
  • the lower plate 80c projects slightly beyond the length of the upper plate 80b in the longitudinal direction, resulting in an end width region 101 of the lower plate 80c, which is bent around the associated upper plate 80b of the plate pair 3, 14, at least in sections over the entire width of the plate, and thus engages around the upper plate , which is called crimping.
  • the crimping also reduces the flow losses when the second fluid flows onto the pairs of discs in comparison to the flow onto an edge.
  • the lower disks with the upper disks are at least partially crimped over the entire disk width on the exit side of the disk package, which however is not shown in FIG.
  • the crimping takes place at least in sections also over the two longitudinal sides of the discs, which is likewise not shown in FIG.
  • the upper disk can engage around the lower disk.
  • Fig. 16 shows a longitudinal section through an exhaust gas cooler with deflection of the exhaust gas flow (double-flow), wherein the fluid enters the exhaust gas cooler in a flood and exits through the other flood from the exhaust gas cooler.
  • the inlet and outlet for the second fluid are on the same side of the heat exchanger. They are separated by a sealing element 89, which is designed as a wall, sealingly from each other.
  • the second fluid flows through the inlet exit region into the heat exchanger, the deflection takes place as a U-flow, and the second fluid flows countercurrently to the outlet region and leaves the heat exchanger.
  • the inlet and the outlet for the second fluid are arranged close to each other at a radiator end, whereby the heat exchanger can be integrated space-optimized.
  • the turbulence-generating elements or the turbulence inserts are formed in a further embodiment, not shown, as rib ribs.
  • Turbulence inlays with ribbed ribs have a relatively low tendency to accumulate deposits, in comparison to other inlays, in comparison with other liners, with smaller passage cross sections. Basically, it was to be feared that turbulence inserts with rib ribs would increasingly lead to the blocking of individual passageways due to the delicate structure of the rib ribs. However, this is the case to a surprisingly small extent, in particular if the webs of the rib ribs are relatively short. A possible explanation for this could be that due to the turbulent flow of the exhaust gas present over large portions of the ribbed insert, particle deposits are reduced, whereas in the case of longer, uniform channels, ordered flows are formed near the wall due to the very low flow velocity Favor particles.
  • the webs of the rib ribs have a length which is not more than about 10 mm, preferably not more than about 5 mm and particularly preferably not more than about 3 mm.
  • a length which is not more than about 10 mm, preferably not more than about 5 mm and particularly preferably not more than about 3 mm.
  • a density of the rib ribs transverse to the exhaust gas flow direction is between about 20 rib ribs / dm and about 50 rib ribs / dm, preferably between about 25 rib ribs / dm and 45 rib ribs / dm.
  • a preferred height of the insert or Stegrippe is therefore between about 3.5mm and about 10mm, more preferably between about 4mm and about 8mm and more preferably between about 4.5mm and about 6mm.
  • an oxidation catalytic converter is arranged in front of the plurality of flow channels.
  • a catalyst can be generally reduce the particle sizes, particle densities and the proportions of hydrocarbons in the exhaust gas by oxidation.
  • the deposits themselves are provided with a coating for the catalytic oxidation of the exhaust gas.
  • the useful density of the rib ribs transverse to the direction of the exhaust gas flow can be more than about 50 ribs / dm, in particular about 75 ribs / dm.
  • the rib ribs are helically toothed.
  • Helical ribs are according to experimental findings particularly suitable to ensure a long-term stability of the exhaust gas heat exchanger against deposits.
  • the angle between the web walls and a main direction of the rib ribs between about 1 ° and about 45 °.
  • the angle between about 5 ° and about 25 °, where it may be in an alternative preferred embodiment, between about 25 ° and about 45 °.
  • the first-mentioned value range 5 ° to 25 ° is particularly well suited for typical applications which are sensitive to pressure loss, with the second range of values being used to achieve an optimized pressure loss Power density, especially for less pressure loss sensitive applications.
  • a correlation between the angle of the walls and a longitudinal division of the ribbed rib can be determined when optimizing an insert with obliquely toothed ribs.
  • optimal designs at small angles may have larger pitches I than optimized designs with large angles.
  • designs with moderate pressure loss can result.
  • designs with optimized power density can result.
  • the longitudinal pitch can be greater, with large angles of attack, the longitudinal pitch can be smaller in particular to obtain optimized versions.
  • the device is designed as a stacked plate heat exchanger. Both in terms of the width of a flow channel as well as in terms of cost-effective production and combinability of a heat exchanger housing with ribbed ribbed inserts, this embodiment is particularly suitable.
  • the device can also be designed as a tube bundle heat exchanger or as another known per se heat exchanger.
  • the insert is preferably made of a stainless steel, in particular an austenitic steel, in order to prevent corrosion caused by the aggressive exhaust gas.
  • aluminum materials can be used, in which case a suitable corrosion protection can be provided in a particularly advantageous manner, such as in particular an alloy and / or a coating.
  • the insert is formed of aluminum.
  • the insert made of aluminum has a particularly low weight.
  • the insert may be formed of aluminum by means of an alloy or coating for corrosion protection.
  • S denotes the mean passage width between two webs and is thus b / 2-t, where t denotes the sheet thickness.
  • the result is a required ratio l / s ⁇ 4, in particular l / s ⁇ 2.
  • critical exhaust gas composition l / s ⁇ 1, 5, in particular l / s ⁇ 1 to choose.
  • the stacked-plate heat exchanger comprises an outer housing with a cover, wherein an inlet and an outlet are provided for the exhaust gas and an inlet and an outlet for a liquid coolant.
  • a plurality of disc elements are provided, each of the disc elements being composed of an upper half and a lower half.
  • the disc elements are welded to one another and to the housing so that the coolant flows in each case between the two halves of a disc element from the inlet to the outlet.
  • a not shown inlay with rib ribs is arranged, wherein the intermediate space between two disc elements in each case forms a flow channel for the exhaust gas.
  • the deposits are not shown in the interest of clarity.
  • the inserts are made of stainless steel. To improve the thermal contact between the inserts and the disc elements or the housing, the inserts can be welded or soldered flat with said elements.
  • the turbulence insert consists of a thin sheet metal material into which parallel rib ribs are introduced by means of forming measures.
  • Each of the rib ribs comprises a series of webs successively arranged in the exhaust gas flow direction. In each case two webs, which follow each other in the exhaust gas flow direction, are arranged offset from one another by half a web width transversely to the exhaust gas flow direction, so that after each web a cutting edge adjoins a subsequent web.
  • the walls are aligned parallel to the flow direction of the exhaust gas and form with an axis B of the rib ribs and the main flow direction of the exhaust gas A at an angle of 0 °.
  • Such ribbed insert is referred to as a straight-toothed rib.
  • the length I of a ridge is about 4mm.
  • the width b of a single rib is defined as the width of the repeat unit of the periodic structure transverse to the main flow direction of the exhaust gas.
  • the Stegrippenêt 2 / b is in the present example about 40 Stegrippen / dm.
  • the width b of a Stegrippe is thus about 5mm
  • the height h of the rib ribs corresponds to the distance between two adjacent disc elements of the heat exchanger and is presently about 5 mm.
  • the lateral walls of the individual ribs are not aligned parallel to the main direction B of the rib ribs. Rather, each of the walls of the webs with the main direction B of the rib ribs includes an angle W of about 30 °.
  • the other dimensions of the helical ribbed insert correspond to the dimensions of the straight-serrated ribbed rib.
  • Suitable longitudinal pitch I for corresponding angles of the walls W provide suitable designs at 10 ° with longitudinal pitches I ⁇ approximately 10 mm, at 20 ° with I ⁇ approximately 6 mm, at 30 ° with l ⁇ ca. 4mm and at 45 ° with l ⁇ about 2mm.
  • the minimum longitudinal pitch I is approximately 1 mm at all angles.
  • the permissible channel extension l / s is approximately within the same limit as for a straight toothed rib, where s denotes the web spacing transverse to the main flow direction B.
  • longitudinal divisions I ⁇ 1 mm are difficult to produce for manufacturing reasons.
  • the at least one heat exchanger is at least one exhaust gas heat exchanger and / or a charge air cooler and / or an oil cooler and / or a coolant condenser and / or a refrigerant condenser for an air conditioner and / or a gas cooler for an air conditioner and / or a refrigerant evaporator for an air conditioner and / or a cooler for cooling electronic components.
  • the intercooler and / or exhaust gas cooler is a direct intercooler and / or direct exhaust gas cooler.
  • Direct is to be understood that at least one medium to be cooled, such as exhaust gas and / or charge air is cooled directly by a cooling medium such as air.
  • the intercooler and / or exhaust gas cooler is an indirect intercooler and / or indirect exhaust gas cooler.
  • a coolant such as a water-containing fluid and / or a liquid, such as cooling water, this water-containing fluid and / or the liquid as cooling water by a other cooling medium as ambient air is cooled.
  • the at least one charge air cooler is in another embodiment directly and the at least one exhaust gas cooler is cooled indirectly, or conversely, the at least one charge air cooler in another embodiment indirectly and the at least one exhaust gas cooler is cooled directly.
  • At least two circuits, in particular two, three, four or more than four circuits, for the first medium in succession, ie in particular in the direction A and / or in the stacking direction, in which the discs are stacked , which in particular an angle of 0 ° to 90 ° with the direction A forms, are arranged.
  • the two, three, four or more than four circuits are flowed through in counterflow or in cocurrent or at an angle of 0 ° to 90 ° to the second fluid, in particular to the flow direction of the second fluid.
  • the at least two circuits, in particular two, three, four or more than four circuits, for the first medium in succession, i. are arranged in particular in the direction A
  • at least initially a high-temperature circuit is arranged in the direction A flowing, which has a higher temperature than an at least second low-temperature circuit.
  • the Hochtempertaturniklauf has in particular in the operating condition temperatures between 70 ° C to 100 ° C, in particular between 80 ° C and 95 ° C.
  • the low temperature in particular in the operating state temperatures between 10 ° C and 7O 0 C 1, in particular between 20 0 C and 6O 0 C, in particular between 30 0 C and 65 ° C, in particular between 40 0 C and 50 0 C.
  • the recirculated exhaust gas and / or the charge air or at least one medium to be cooled is cooled in two, three, four or more stages.
  • the at least two circuits, in particular two, three, four or more than four circuits, for the first medium are designed as at least one U-flow circuit and / or as at least one I-flow circuit.
  • at least two I-flow circuits or at least two U-flow circuits are arranged in series, in particular one after the other.
  • at least one U-flow cycle follows at least one I-flow cycle or vice versa.
  • the coolant connections for the at least two circuits in one example are on one side of the radiator, for example arranged in the stacking direction of the discs above or below or to the stacking direction at an angle between 0 ° to 90 °.
  • the outflow takes place in the at least one high-temperature circuit and the backflow in the at least one Niderte- perturniklauf or vice versa.
  • a combination valve in the at least one heat exchanger for example in the exhaust gas heat exchanger and / or in the at least one charge air cooler and / or in the at least one oil cooler and / or in the at least one coolant radiator and / or in the at least one refrigerant condenser integrated for an air conditioner and / or in the at least one gas cooler for an air conditioner and / or in the at least one refrigerant evaporator for an air conditioner and / or in the at least one cooler for cooling electronic components, in particular integrated into the housing of the heat exchanger, and / or formed in one piece with this.
  • the combination valve combines the function of at least one exhaust gas recirculation valve for controlling and / or regulating the recirculated exhaust gas or exhaust air mixture and / or the function of at least one bypass valve, in particular a bypass valve, for bypassing recirculated exhaust gas to the at least one heat exchanger, in particular the exhaust gas heat exchanger and / or one of the other heat exchangers mentioned above, so that recirculated medium, in particular exhaust gas and / or air, is not cooled in the at least one heat exchanger, in particular exhaust gas heat exchanger and / or one of the other heat exchanges mentioned above.
  • Such a combination valve is described in unpublished DE 10 2005 034 136.5, unpublished DE 10 2005 041 149.5, unpublished DE 10 2005 041 150.9, unpublished DE 10 2005 034 135.7 and in published DE 103 21 636, published DE 10321637 and US Pat published DE 10 2005 041 146, the entire contents of which are hereby expressly disclosed.
  • the features of the various embodiments can be combined with each other.
  • the invention can also be used for other than the areas shown.

Landscapes

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Abstract

The invention relates to a heat exchanger (1) with flow channels (3), which can be flowed through from a common first inlet to a common first outlet by a first fluid, comprising a housing (2), which accommodates the flow channels (3) and which can be flowed through by a second fluid from a second inlet area to a second outlet area. The flow channels (3) have a flat cross-section as well as longitudinal sides (3a) and are flow-connected to one another. The invention provides that the longitudinal sides (3a) of the flow channels (3) are integrally connected to the housing (2), particularly by soldering.

Description

Wärmeübertrager Heat exchanger
Die Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 - bekannt durch die DE 100 60 102 A1.The invention relates to a heat exchanger according to the preamble of claim 1 - known from DE 100 60 102 A1.
Durch die US 2003/0010479 A1 wurde ein Wärmeübertrager bekannt, der als Abgaskühler in einem AGR-System (Abgasrückführ-System) einsetzbar ist. In einem Gehäuse, welches von flüssigem Kühlmittel des Kühlkreislaufes einer Brennkraftmaschine durchströmt wird, sind Abgasrohre angeordnet, welche endseitig in Rohrböden aufgenommen sind, die ihrerseits mit dem Gehäuse verbunden sind. Das Abgas wird dem Abgaskühler über einen Dif- fusor zugeführt, strömt dann durch die vom Kühlmittel umspülten Abgasrohre und tritt über einen Abgasstutzen aus dem Kühler aus. Alle Teile des Abgaskühlers werden miteinander verlötet. Nachteilig bei dieser Bauweise mit Rohrböden, in welchen die Rohrenden aufgenommen sind, ist , dass die Rohre während des Lötprozesses in den Rohrböden fixiert sind und sich somit beim Löten und beim Schmelzen der Lotschicht nicht aufeinander zubewegen können, was sich u. a. auch nachteilig auf die Verlötung der Turbulenzeinlagen mit den Rohrinnenwänden auswirkt. Dieser Nachteil wird durch Systeme ohne Rohrböden vermieden, wie das folgende Beispiel zeigt:By the US 2003/0010479 A1, a heat exchanger was known, which can be used as an exhaust gas cooler in an EGR system (exhaust gas recirculation system). In a housing, which is flowed through by liquid coolant of the cooling circuit of an internal combustion engine, exhaust pipes are arranged, which are accommodated at the end in tube sheets, which in turn are connected to the housing. The exhaust gas is supplied to the exhaust gas cooler via a diffuser, then flows through the exhaust pipes surrounded by the coolant and exits the cooler via an exhaust gas outlet. All parts of the exhaust gas cooler are soldered together. A disadvantage of this design with tube plates in which the pipe ends are added, is that the tubes are fixed during the soldering process in the tube sheets and thus can not move towards each other during soldering and melting of the solder layer, which u. a. also adversely affects the soldering of the turbulence inserts with the pipe inner walls. This disadvantage is avoided by systems without tube bottoms, as the following example shows:
Durch die die DE 100 60 102 A1 wurde ein Wärmeübertrager bekannt, welcher ebenfalls als Abgaskühler in einem AGR-System einsetzbar ist. Dabei wird rückgeführtes Abgas durch Kühlmittel, welches dem Kühlkreislauf der Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeuges entnommen wird, gekühlt. Der be- kannte Abgaskühler weist ein im Wesentlichen zweiteiliges Gehäuse auf, in welchem ein primärseitig vom Kühlmittel durchströmbarer Kühlkörper, bestehend aus einer Vielzahl von flachen Röhrchen, angeordnet ist und sekun- därseitig von Abgas durchströmt wird. Dabei wird das Abgas relativ geradli- nig, d. h. ohne wesentliche Umlenkungen durch das Gehäuse geführt. Das Kühlmittel wird senkrecht zu den flachen Röhrchen zu- und abgeführt, so dass sich jeweils 90 Grad Umlenkungen ergeben. Zur Verbesserung des Wärmeüberganges zwischen Abgas und Kühlmittel sind zwischen den flachen Röhrchen so genannte Turbulenzbleche angeordnet. Der gesamte Ab- gaskühler, bestehend aus Gehäuse, Röhrchen und Turbulenzblechen, wird durch „einstückige Verlötung" hergestellt.DE 100 60 102 A1 has disclosed a heat exchanger which can also be used as an exhaust gas cooler in an EGR system. In this case, recirculated exhaust gas is cooled by coolant, which is taken from the cooling circuit of the internal combustion engine of the motor vehicle. The known exhaust gas cooler has a substantially two-part housing, in which a heat-flow on the primary side of the cooling body, consisting of a plurality of flat tubes, is arranged and secondary side of the exhaust gas flows through. In this case, the exhaust gas is relatively straight, ie guided without significant deflections through the housing. The coolant is fed in and out at right angles to the flat tubes, so that 90 degrees of deflections result. To improve the heat transfer between exhaust gas and coolant so-called turbulence plates are arranged between the flat tubes. The entire exhaust gas cooler, consisting of housing, tubes and turbulence plates, is produced by "one-piece soldering".
Der Anmeldungsgegenstand der DE 100 60 102 A1 geht gemäß Fig. 9 von einem Stand der Technik aus, welcher einen gehäuselosen Abgaswärmeü- bertrager betrifft, wobei flache Abgasrohre aus Scheiben gebildet sind, deren Falz auf den Längsseiten abgewinkelte aufgestellte Randstreifen aufweist, welche mit benachbarten Randstreifen zu einer Gehäusewand verlötet sind. Nachteilig hierbei ist, dass eine Vielzahl von Lötstellen besteht, welche jede in sich das Risiko einer Undichtigkeit und damit einer Abgasleckage birgt. Nachteilig beim Anmeldungsgegenstand der DE 100 60 102 A1 ist, dass die Gehäusewände direkt vom Abgasstrom beaufschlagt und damit auf eine Temperatur erhitzt werden, welche der Umgebung des eingebauten Abgaskühlers, z. B. dem Motorraum eines Kraftfahrzeuges nicht zuträglich ist.According to FIG. 9, the subject of the application DE 100 60 102 A1 proceeds from a prior art relating to a housing-free exhaust gas heat exchanger, wherein flat exhaust pipes are formed from disks, the fold of which has raised edge strips angled on the longitudinal sides, which have adjacent edge strips are soldered to a housing wall. The disadvantage here is that there is a large number of solder joints, each of which carries the risk of leakage and thus exhaust leakage. A disadvantage of the subject of the application of DE 100 60 102 A1 is that the housing walls are acted upon directly by the exhaust gas flow and thus heated to a temperature which the environment of the installed exhaust gas cooler, for. B. the engine compartment of a motor vehicle is not conducive.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Wärmeübertrager der eingangs genannten Art einerseits fügegerecht, insbesondere lötgerecht, schweißgerecht, klebegerecht usw. zu gestalten und andererseits seine Außentemperatur bei Verwendung von heißen, zu kühlenden Medien niedrig zu halten.It is an object of the present invention to make a heat exchanger of the type mentioned on the one hand joint, in particular soldering, welding, adhesive, etc. and on the other hand to keep its outside temperature low when using hot, to be cooled media.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.This object is solved by the features of claim 1.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die vorzugsweise als Scheibenpaare ausgebildeten Strömungskanäle längsseitig mit den Wänden des Gehäuses stoffschlüssig verbunden, d. h. verlötet, verschweißt, verklebt usw. sind. Die Scheibenpaare sind zu einem Paket aufeinander geschichtet und durch Querkanäle strömungsmäßig miteinander verbunden. Bei der Durchströmung dieser Querkanäle entsteht ein vergleichsweise hoher Druckverlust, einerseits durch die Umlenkung des Fluids vom Querkanal in die von den Scheibenpaaren eingeschlossenen Kanäle, insbesondere aber dadurch, dass die Querkanäle zwischen den Scheibenpaaren üblicherweise scharfe Schnittkanten aufweisen, die zu einer starken Verwirbelung des Fluids und somit zu hohen Druckverlusten führen. Die Scheibenpaare werden daher von einem ersten Fluid, vorzugsweise einem flüssigen Kühlmittel, durchströmt, für das die Druckverluste im Kühler weniger entscheidend sind. Das Paket der Scheibenpaare wird stirnseitig von einem zweiten Fluid, insbesondere einem zu kühlenden heißen Medium, angeströmt und durchströmt, so dass eine relativ geradlinige Durchströmung des Scheibenpaketes, d.h. ohne wesentliche Umlenkungen erreicht wird. Dies ergibt einen niedrigen Druckverlust für das zweite vorzugsweise gasförmige Fluid. In Anpassung an die Wärmeübergangsverhältnisse sind zwischen den Scheiben turbulenzerzeugende Einrichtungen vorgesehen. Der erfindungsgemäße Wärmeübertrager wird vorzugsweise in einem Arbeitsgang gelötet, geschweißt, geklebt usw. Die zu verlötenden, zu verschweißenden oder zu verrklebenden Teile sind dabei flexibel, d. h. beweglich zueinander angeordnet und können sich damit insbesondere beim Schmelzen der Lotschichten während des Lötprozesses relativ zueinander bewegen, so dass minimale Lötspalte und eine einwandfreie Verlötung erzielt werden. Vorteilhafterweise können die Scheibenpaare in einem dem Fügeproress, insbesondere dem Lötprozess, Schweißprozess, Klebeprozess usw., vorgelagerten Verfahrensschritt vorgefalzt und/oder verkrimpt werden, d. h. das aus zwei Scheiben bestehende Scheibenpaar einschließlich eventuell vorzusehender Turbulenzeinlagen kann in einer Weise vorgefertigt werden, dass das Scheibenpaar durch aus der einen Scheibe ausgeformte und den Rand der anderen Scheibe umfassende Laschen fixiert wird, so dass die die beiden Scheibenbleche des Scheibenpaares während des eigentlichen Lötprozesses nicht mehr gegeneinander verrutschen, sich nicht mehr gegeneinander verschieben oder auseinanderklaffen können, und so die dichte Verlötung des Scheibenpaares sichergestellt ist. So können verkrimpte Scheiben verhindern, dass zum Beispiel Relativ- - A -According to the invention, it is provided that the flow channels, which are preferably designed as pairs of disks, are longitudinally connected to the walls of the housing cohesively connected, ie soldered, welded, glued, etc. are. The pairs of discs are stacked in a package and fluidly interconnected by transverse channels. In the flow through these transverse channels, a comparatively high pressure loss, on the one hand by the deflection of the fluid from the transverse channel in the trapped by the disc pairs channels, but in particular by the fact that the transverse channels between the disc pairs usually have sharp edges, leading to a strong turbulence of the fluid and thus lead to high pressure losses. The pairs of discs are therefore traversed by a first fluid, preferably a liquid coolant, for which the pressure losses in the cooler are less crucial. The package of disk pairs is the front side of a second fluid, in particular a hot medium to be cooled, flows and flows through, so that a relatively straight flow through the disk pack, ie without substantial deflections is achieved. This results in a low pressure drop for the second, preferably gaseous, fluid. In adaptation to the heat transfer conditions turbulence generating devices are provided between the discs. The heat exchanger according to the invention is preferably soldered, welded, glued, etc. in a single operation. The parts to be soldered, welded or adhesively bonded are flexible, ie movable relative to one another and can therefore move relative to one another during melting of the solder layers during the soldering process that minimal solder gaps and proper soldering are achieved. Advantageously, the pairs of disks can be prefolded and / or crimped in a joining process, in particular the soldering process, welding process, bonding process, etc., ie the disk pair consisting of two disks, including possibly provided turbulence inserts, can be prefabricated in such a way that the pair of disks passes through from the one disk formed and the edge of the other disc comprehensive tabs is fixed so that the two disc plates of the disc pair no longer slip against each other during the actual soldering process, no longer move against each other or can diverge, and so ensures the tight soldering of the disc pair is. For example, crimped disks can prevent, for example, relative - A -
bewegungen zwischen dem Gehäuse und dem längs anliegenden Scheibenpaar durch unterschiedlich schnelle Aufheizung der Bauteile sowie die abschmelzenden Lotschichten zu einer unzureichenden Verlötung des Scheibenpaares führen. Dies erleichtert auch die Toleranzabstimmung zwi- sehen der Längsseite des Scheibenpaares und dem Gehäuse, da im Wesentlichen nur noch die Anlage des verkrimpten Scheibenpaares am Gehäuse während des Lötprozesses sichergestellt werden muss, ohne mögliche Verschiebungen der beiden Scheiben gegeneinander in Betracht ziehen zu müssen. So wird sichergestellt, dass durch die stoffschlüssige Verbindung der Strömungskanäle bzw. Scheibenpaare eine Wärmeleitung zwischen dem ersten Fluid, dem Kühlmedium, und den Gehäusewänden erfolgt. Durch die thermische Koppelung trägt auch die Gehäusewand zum Wärmeübergang bei, und die Anbindung der Scheibenpaare kann die wärmeübertragende Fläche für das 2. Fluid je nach Wärmetauschergeometrie und Gestaltung der Turbulenzerzeuger erheblich steigern: von ca. 2% bis zu mehr als 10% wenn ein Turbulenzblech im Kanal für das 2. Fluid vorgesehen ist und sogar bis > 25% wenn Turbulatoren (beispielsweise in die Scheibe eingeprägte Verwir- belungskörper) im Kanal des zweiten Fluids eingesetzt werden. Somit wird eine Steigerung der Wärmeübertragerleistung erreicht, die erheblich sein kann. Weiterhin kann die Gehäusewand bei Verwendung eines heißen zu kühlenden Mediums ausreichend gekühlt und auf einem relativ niedrigen Temperaturniveau gehalten werden. Insbesondere bei Abgaskühlern aber auch bei Ladeluftkühlern in vielen anderen Wärmetauscheranwendungen ist eine ausreichende Kühlung des Gehäuses oft zwingend erforderlich, da an- demfalls sehr hohe Thermospannungen an den Verbindungsstellen zwischen Gehäuse und Scheibenpaaren entstehen, die durch die großen Temperaturunterschiede und entsprechend unterschiedlichen Wärmeausdehnungen des Abgas führenden Gehäuses und der gekühlten Scheibenpaare verursacht werden. Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Anbindung der Längsseiten der Scheibenpaare an das Gehäuse besteht in einer erheblichen Steigerung der Druckfestigkeit des Wärmetauschers bezüglich des 2. Fluids, da die Scheiben Zuganker zwischen den beiden Gehäuseseiten darstellen, die dem Innendruck entgegenwirken. Somit eignet sich das vorgestellte Wärmetauscherkonzept insbesondere für Medien, bei denen die Druckverlustanforderungen an das 2. Fluid sehr restriktiv sind, das 2. Fluid sehr heiß ist, oder hohe Drücke des 2. Fluids vorliegen, bzw. Kombinationen aus diesen Anforderungen.Movements between the housing and the longitudinally adjacent pair of discs by different rapid heating of the components and the melting solder layers lead to insufficient soldering of the disc pair. This also facilitates the tolerance vote between see the longitudinal side of the disc pair and the housing, since essentially only the system of the crimped pair of discs on the housing during the soldering process must be ensured without having to consider possible shifts of the two discs against each other. This ensures that heat conduction takes place between the first fluid, the cooling medium, and the housing walls as a result of the cohesive connection of the flow channels or disk pairs. Due to the thermal coupling, the housing wall also contributes to the heat transfer, and the connection of the pairs of disks can considerably increase the heat-transferring area for the second fluid depending on the heat exchanger geometry and design of the turbulence generators: from approx. 2% to more than 10% if a turbulence sheet in the channel for the second fluid is provided and even up to> 25% when turbulators (for example, embossed in the disc Verwir- bungskörper) are used in the channel of the second fluid. Thus, an increase in the heat exchanger performance is achieved, which can be significant. Furthermore, the housing wall can be sufficiently cooled when using a hot medium to be cooled and kept at a relatively low temperature level. In particular, in exhaust gas coolers but also in intercoolers in many other heat exchanger applications, a sufficient cooling of the housing is often mandatory because otherwise very high thermoelectric voltages at the junctions between the housing and disc pairs caused by the large temperature differences and correspondingly different thermal expansions of the exhaust gas leading housing and the cooled disc pairs are caused. Another significant advantage of the connection of the longitudinal sides of the disk pairs to the housing is a considerable increase in the compressive strength of the heat exchanger with respect to the second fluid, since the disks represent tie rods between the two sides of the housing, which counteract the internal pressure. Thus, the presented heat exchanger concept is particularly suitable for media in which the pressure loss requirements for the second fluid are very restrictive, the second fluid is very hot, or high pressures of the second fluid are present, or combinations of these requirements.
In einer Weiterbildung der Erfindung sind die Strömungskanäle über die Längsseiten im Wesentlichen über ihre gesamte Länge mit dem Gehäuse stoffschlüssig verbunden. Insbesondere erfolgt die stoffschlüssige Verbindung durch Löten, Schweißen, Kleben usw., grundsätzlich ist auch jede andere Verbindungsart wie beispielsweise eine formschlüssige Verbindung o- der eine Kombination aus einer stoffschlüssigen und einer formschlüssigen Verbindung möglich.In one development of the invention, the flow channels are materially connected over the longitudinal sides substantially over their entire length with the housing. In particular, the cohesive connection by soldering, welding, gluing, etc., in principle, any other type of connection such as a positive connection o- a combination of a cohesive and a positive connection is possible.
In einer Weiterbildung der Erfindung sind die Strömungskanäle als Scheibenpaare ausgeführt. Die Scheibenpaare bilden Durchtrittskanäle für ein zweites Fluid. Zwischen den Scheibenpaaren und dem Gehäuse besteht eine Verbindung, so dass das zweite Fluid einen Zugang zum Gehäuse und zur Gehäusewand hat und so die Gehäusewand und das Gehäuse beispielsweise kühlt oder erwärmt.In one embodiment of the invention, the flow channels are designed as pairs of discs. The pairs of discs form passageways for a second fluid. There is a connection between the disk pairs and the housing, so that the second fluid has access to the housing and to the housing wall and thus, for example, cools or heats the housing wall and the housing.
In einer Weiterbildung der Erfindung sind die Strömungskanäle und/oder die Durchtrittskanäle im Wesentlichen in ihrer Gesamtheit durch das Gehäuse aufgenommen, so dass die Wärmeübertragung zwischen dem ersten und dem zweiten Fluid im Wesentlichen vollständig im Inneren eines Gehäuses, welches mit einem Deckel verschließbar ist, erfolgt, wobei ebenfalls eine Wärmeübertragung zwischen dem zweiten Fluid und dem Gehäuse und/oder dem Deckel, sowie zwischen dem ersten Fluid und Gehäuse und/oder dem Gehäusedeckel erfolgt.In one development of the invention, the flow channels and / or the passageways are received substantially in their entirety by the housing, so that the heat transfer between the first and the second fluid substantially completely inside a housing which is closable with a lid occurs , wherein there is also a heat transfer between the second fluid and the housing and / or the lid, as well as between the first fluid and the housing and / or the housing cover.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist zwischen dem Deckel einer benachbarten Scheibe, insbesondere einer Unterscheibe, mindestens ein Strö- mungskanal ein Fluid, insbesondere das erste Fluid gebildet, auf diese Weise kann eine Oberscheibe eingespart werden und der Deckel wird gleichzeitig mitgekühlt. Da der Deckel mit dem Gehäuse durch Stoffschluss, wie Löten, Schweißen, Kleben usw., und/oder durch Formschluss, wie Umformen, verbunden ist, erfolgt ein Wärmeübergang zwischen Deckel und Gehäuse und umgekehrt, so dass auch das Gehäuse mit gekühlt wird. In einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist zwischen dem Bodenabschnitt des Gehäuses bzw. der Gehäuseschale und einer benachbarten Scheibe, insbesondere der Oberscheibe, und zwischen dem Bodenabschnitt der Gehäuseschale mindestens ein Strömungskanal des ersten Fluids ausgebildet, auf diese Weise wird ebenfalls eine Scheibe, insbesondere eine Unterscheibe, eingespart. Das erste Fluid kühlt dann insbesondere das Gehäuse und die Gehäuseschale. Darüber hinaus ist es aber auch möglich, die Oberscheibe mit einer Unterscheibe, insbesondere stoffschlüssig zu verbin- den, wodurch ein Scheibenpaar ausgebildet wird, welches über mindestens eine Scheibe, insbesondere mit der dem Bodenbereich benachbarten Unterscheibe mit der Gehäuseschale im Bodenbereich stoffschlüssig, insbesondere durch Löten, Schweißen, Kleben usw. verbunden ist.In one development of the invention, a fluid, in particular the first fluid, is formed between the cover of an adjacent disk, in particular a lower disk, at least one flow channel, in this way a top disk can be saved and the cover is simultaneously cooled as well. Since the lid to the housing by material bond, such as soldering, welding, gluing, etc., and / or by positive engagement, such as forming, a heat transfer between the lid and the housing and vice versa, so that the housing is also cooled. In another embodiment of the invention, at least one flow channel of the first fluid is formed between the bottom portion of the housing or the housing shell and an adjacent disc, in particular the upper disc, and between the bottom portion of the housing shell, in this way also a disc, in particular a lower disc , saved. The first fluid in particular cools the housing and the housing shell. In addition, however, it is also possible to connect the upper disk to a lower disk, in particular by material bonding, whereby a pair of disks is formed, which are materially bonded, in particular by soldering, via at least one disk, in particular with the lower disk adjacent to the bottom area with the housing shell in the bottom area , Welding, gluing, etc. is connected.
In einer Weiterbildung der Erfindung sind die jeweils ein Scheibenpaar bildenende Unter- und Oberscheibe durch einen randseitig ausgebildeten Falz miteinander verbunden, dadurch sind die Scheiben formschlüssig, insbesondere durch Biegen, miteinander verbunden. Dabei umgreift mindestens eine Scheibe, insbesondere die Unterscheibe, die andere Scheibe, insbesondere die Oberscheibe, wodurch die Scheiben ineinander verhakt sind, wobei in Stapelrichtung der Scheiben und der Scheibenpaare gleichzeitig ein Toleranzausgleich möglich ist, so dass beim Fügeprozess, wie beipielsweise Löten, Schweißen, Kleben usw., mit dem die stoffschlüssige Verbindung erzeugt wird, eventuelle Öffnungen oder Spalte, zwischen den Scheiben aus- geglichen werden können, so dass der Fügeprozess prozesssicher und erfolgreich durchführbar ist und so eine vollständige stoffschlüssige Verbindung zwischen den Scheiben, insbesondere der Ober- und der Unterscheibe, aber auch zwischen benachbarten Scheibenpaaren sowie zwischen benachbarten Ober- und Unterscheiben, erfolgt.In a further development of the invention, the respective lower and upper disk forming a disk pair are connected to one another by a fold formed on the edge, thereby the disks are connected to one another in a form-fitting manner, in particular by bending. In this case, at least one disc, in particular the lower disc, surrounds the other disc, in particular the upper disc, whereby the discs are hooked into one another, wherein tolerance compensation is simultaneously possible in the stacking direction of the discs and the pairs of discs, so that during the joining process, such as soldering, welding, Gluing, etc., with which the cohesive connection is generated, any openings or gaps, can be compensated between the discs, so that the joining process process reliable and successful feasible and so a complete cohesive connection between the discs, especially the upper and the lower disc, but also between adjacent disc pairs and between adjacent upper and lower discs, takes place.
In einer Weiterbildung der Erfindung läuft ein Zuströmkanal und/oder mindestens ein Abströmkanal quer durch die Scheibenpaare, dabei kann der Zuström- und/oder der Abströmkanal in einem Winkel von 0° bis 360° bzw - 360° zur Stapelrichtung der Scheiben und/oder zur Längsrichtung der Schei- ben durch die Scheibenpaare laufen, insbesondere unter einem Winkel von - 50° bis +50° zur Stapelrichtung, besonders vorteilhaft ist ein Winkel von 0° zur Stapelrichtung, d.h. Abström- und oder Zuströmkanal verlaufen im Wesentlichen parallel zur Stapelrichtung. Die Winkel des Abströmkanals und des Zuströmkanals zur Stapelrichtung und/oder zur Längsrichtung können dabei unterschiedlich sein und Werte zwischen 0° und 360° bzw -360° annehmenIn one development of the invention, an inflow channel and / or at least one outflow channel runs transversely through the pairs of discs, in which case the inflow and / or outflow channel can be at an angle of 0 ° to 360 ° or - 360 ° to the stacking direction of the discs and / or Longitudinal direction of the discs through the pairs of discs, in particular at an angle of - 50 ° to + 50 ° to the stacking direction, particularly advantageous is an angle of 0 ° to the stacking direction, ie outflow and or inflow channel extending substantially parallel to the stacking direction. The angles of the outflow channel and the inflow channel to the stacking direction and / or to the longitudinal direction can be different and assume values between 0 ° and 360 ° or -360 °
In einer Weiterbildung der Erfindung weisen die Scheibenpaare mindestens einen Napf oder mindestens eine Ausprägung auf. Der Napf bzw. die Aus- prägung ist dabei in mindestens jeweils einer Scheibe eines Scheibenpaares eingebracht, vorzugsweise durch Umformen wie Biegen, Stanzen usw. oder durch Urformen usw.In a development of the invention, the pairs of discs have at least one cup or at least one expression. The cup or the stamping is introduced in at least one slice of a pair of discs, preferably by forming such as bending, punching, etc., or by prototyping etc.
In einer Weiterbildung der Erfindung reicht die Ausprägung bzw. der Napf eines Scheibenpaares zu einem benachbarten Scheibenpaar, wobei sich die Scheiben und die Scheibenpaare berühren und insbesondere miteinander stoffschlüssig durch Löten, Schweißen, Kleben usw. verbunden sind. Darüber hinaus sind auch eine formschlüssige Verbindung und/oder eine Kombination aus einer stoffschlüssigen und formschlüssigen Verbindung mög- lieh, ebenso wie andere Verbindungen.In a further development of the invention, the expression or the cup of a disk pair extends to an adjacent disk pair, with the disks and the disk pairs touching each other and, in particular, being bonded together by soldering, welding, gluing etc. In addition, a positive connection and / or a combination of a cohesive and positive connection are possible lent, as well as other compounds.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist die Ausprägung bzw. der Napf in die Oberscheibe, insbesondere durch Umformen oder Urformen, eingebracht ebenso wie eine Oberscheibenringfläche, welche eine durch Ur- oder Um- formen eingebrachte Unterscheibenringfläche der Unterscheibe eines benachbarten Scheibenpaares berührt und insbesondere stoffschlüssig durch Löten, Schweißen, Kleben usw. und/oder durch Formschluss, wie Verhaken, mit der Unterscheibenringfläche verbunden ist.In a further development of the invention, the expression or cup is introduced into the upper disk, in particular by reshaping or prototyping, as well as an upper disk annular surface which contacts a lower disk ring surface of the lower disk of an adjacent disk pair introduced by primary or Umforms and in particular cohesively by soldering , Welding, gluing, etc. and / or by positive engagement, such as hooking, is connected to the lower disc ring surface.
In einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist eine andere Ausprägung, insbesondere durch Umformen und oder Urformen in die Unterscheibe eingebracht, ebenso wie eine Unterscheibenringfläche, welche eine Oberscheibenringfläche der Oberscheibe eines benachbarten Scheibenpaares berührt und insbesondere stoffschlüssig durch Löten, Schweißen, Kleben usw. und/oder formschlüssig, wie durch Verhaken, mit der Oberscheibenringflä- che verbunden ist.In another embodiment of the invention another expression, in particular by reshaping and or prototypes in the lower disc is introduced, as well as a lower disc ring surface which touches a Oberscheibenringfläche the upper disc of an adjacent disc pair and in particular cohesively by soldering, welding, gluing, etc. and / or positively connected, as by hooking, with the Oberscheibenringflä- surface.
In einer Weiterbildung der Erfindung sind die Strömungskanäle gestapelt. Ebenso können auch die Durchtrittskanäle gestapelt sein. In einer Weiterbildung sind die Scheiben derart gestapelt, dass eine Scheibe auf eine benachbarte andere Scheibe gestapelt ist und dass insbesondere eine Oberscheibe auf eine Unterscheibe aufgelegt ist und auf die Oberscheibe eine weitere Unterscheibe aufgelegt ist, auf welche wiederum eine weitere Ober- scheibe aufgelegt ist, so dass benachbarte Scheibenpaare aufeinander aufgestapelt sind. Der Stapel der Scheiben bzw. der Stapel an Scheibenpaaren ist seinerseits in die Gehäuseschale eingelegt, welche mit einem Deckel verschlossen ist. Der Deckel ist dabei derart auf das Gehäuse aufgelegt, dass er in Stapelrichtung auf das Gehäuse gesetzt und mit diesem formschlüssig, insbesondere durch Löten, Schweißen, Kleben usw. und/oder stoffschlüssig, insbesondere durch Umformen, Verhaken usw., verbunden ist, so dass während des Fügeprozesses, insbesondere des Lötens, Schweißens oder KIe- bens, ein Toleranzausgleich in Stapelrichtung der Strömungskanäle bzw. der Durchtrittskanäle erfolgen kann.In a further development of the invention, the flow channels are stacked. Likewise, the passageways can be stacked. In a further development, the disks are stacked such that one disk is stacked on an adjacent other disk and that in particular a top disk is placed on a bottom disk and on the top disk another bottom disk is placed, on which in turn a further top disk is placed, so that adjacent pairs of discs are stacked on top of each other. The stack of disks or the stack of disk pairs is in turn inserted into the housing shell, which is closed with a lid. The cover is placed on the housing such that it is placed in the stacking direction on the housing and with this form-fitting, in particular by soldering, welding, gluing, etc. and / or material fit, in particular by reshaping, hooking, etc., so that During the joining process, in particular soldering, welding or kissing, a tolerance compensation in the stacking direction of the flow channels or the passageways can take place.
In einer Weiterbildung der Erfindung weisen die Scheiben eines Scheibenpaares Scheibenrandflächen derart auf, dass die Oberscheibe eines Scheibenpaares eine Oberscheibenrandfläche aufweist und die benachbarte Unterscheibe eine Unterscheibenrandfläche aufweist, wobei die Oberscheiben- randfläche mit der Unterscheibenrandfläche korrespondiert und stoffschlüssig, insbesondere durch Löten, Schweißen, Kleben usw. verbunden ist. Die Oberscheibenrandfläche verläuft in Längsrichtung der Scheibe im Wesentlichen parallel zur Unterschreibenrandfläche, ebenso wie die Oberscheibenrandfläche in Richtung der Scheibenbreite verläuft, welche insbesondere im Wesentlichen senkrecht zur Längsrichtung der Scheibe und im Wesentlichen senkrecht zur Stapelrichtung der Scheiben sowie im Wesentlichen parallel zur Unterscheibenrandfläche ausgebildet ist. In den Abschnitten der Oberscheibenrandfläche und der Unterscheibenrandfläche, in denen die Längsseite der Scheibe in Stapelrichtung in die Scheibenbreite übergeht, ist ein Stoß der Unter- und Oberscheibenrandfläche derart ausgebildet, dass der Stoß einer Scheibenrandfläche in Längsrichtung im Wesentlichen als ein Viertelzylinder ausgebildet ist und dass sich die Viertelzylinder der Unter- und Oberscheibe im Wesentlichen wie zwei in einander geschobene konzentrische Viertelzylinder berühren und stoffschlüssig, insbesondere durch Lo- ten, Schweißen, Kleben usw. verbunden sind.In a development of the invention, the disks of a disk pair have disk edge surfaces in such a way that the upper disk of a pair of disks has an upper disk edge surface and the adjacent lower disk has a lower disk rim surface, the upper disk rim surface corresponding to the lower disk rim surface and materially bonded, in particular by soldering, welding, gluing, etc . connected is. The upper disk edge surface extends in the longitudinal direction of the disk substantially parallel to the signing edge surface, just as the upper disk edge surface extends in the direction of the disk width, which is in particular substantially perpendicular to the longitudinal direction of the disk and substantially perpendicular to the stacking direction of the disks and substantially parallel to the lower disk edge surface. In the portions of the upper disc edge surface and the lower disc edge surface, in which the longitudinal side of the disc merges in the stacking direction in the disc width, a collision of the lower and upper disc edge surface is formed such that the Shock of a disc edge surface in the longitudinal direction substantially as a quarter cylinder is formed and that touch the quarter cylinder of the lower and upper disc substantially as two telescoped concentric quarter cylinder and materially, in particular by soldering, welding, gluing, etc. are connected.
In einer Weiterbildung der Erfindung umgreifen sich die Längsseiten zweier einen Strömungskanal bildender Scheibenpaare zumindest bereichsweise, insbesondere auf der gesamten Scheibenlänge derart, dass die das Gehäu- se berührende Längsseite die Längsseite einer benachbarten Scheibe, insbesondere der anderen Scheibe des jeweiligen Scheibenpaares, umgreift und dass die beiden Scheiben auf diese Weise miteinander verkrimpt sind.In a further development of the invention, the longitudinal sides of two pairs of discs forming a flow channel surround each other at least regionally, in particular over the entire disc length, such that the longitudinal side contacting the housing encompasses the longitudinal side of an adjacent disc, in particular the other disc of the respective disc pair, and that the both disks are crimped together in this way.
In einer Weiterbildung der Erfindung umgreifen sich die Breitseiten zweier einen Strömungskanal bildender Scheibenpaare zumindestens bereichsweise, insbesondere auf der gesamten Scheibenbreite. Die beiden Scheiben, insbesondere die Oberscheibe und die Unterscheibe eines Scheibenpaares, sind auf diese Weise miteinander verkrimpt.In a further development of the invention, the broad sides of two pairs of disks forming a flow channel surround each other at least regionally, in particular over the entire width of the disk. The two disks, in particular the upper disk and the lower disk of a disk pair, are thus crimped together.
In einer Weiterbildung der Erfindung weisen die Scheibenpaare turbulenzerzeugende Einrichtungen, insbesondere Turbulenzeinlagen oder eingeprägte Strukturelemente, auf. Die Turbulenzeinlagen können derart ausgebildet sein, dass es sich um Bleche mit Ausstanzungen handelt und/oder um Geflechte aus Draht. Der Inhalt der unveröffentlichten DE102004037391.4, der DE19718064B4 sowie der DE19709601 C2 ist hiermit ausdrücklich offenbart.In a development of the invention, the disk pairs have turbulence-generating devices, in particular turbulence inserts or impressed structural elements. The turbulence inserts can be designed such that they are punched sheets and / or braided wire mesh. The content of unpublished DE102004037391.4, DE19718064B4 and DE19709601 C2 is hereby expressly disclosed.
In einer Weiterbildung der Erfindung sind die Ausprägungen konisch ausgebildet und als Kegelstumpfe ausgeführt, die aus einer Scheibe vorzugsweise durch Umformen wie Ausstanzen oder durch Urformen erzeugt sind. Die den kleineren der beiden Durchmesser aufweisende Seitenfläche des Kegelstumpfs ist als Ringfläche ausgebildet, welche die benachbarte Scheibe, vorzugsweise die Unterscheibe des nächsten Scheibenpaares berührt und insbesondere mit diesem stoffschlüssig durch Löten, Schweißen, Kleben usw. verbunden ist. In einer Weiterbildung der Erfindung sind die Ausprägungen strömungsgünstig, insbesondere mit einem länglichen oder elliptischen oder runden Querschnitt ausgebildet.In one embodiment of the invention, the characteristics are conical and designed as a truncated cone, which are preferably produced from a disc by forming such as punching or by forming. The smaller diameter of the two diameter having side surface of the truncated cone is formed as an annular surface, which touches the adjacent disc, preferably the lower disc of the next pair of discs and in particular with this cohesively by soldering, welding, gluing, etc. is connected. In one embodiment of the invention, the characteristics are aerodynamic, in particular formed with an elongated or elliptical or round cross-section.
In einer Weiterbildung der Erfindung sind zwischen Strömungskanälen bzw. in den Durchtrittskanälen turbulenzerzeugende Einrichtungen eingebracht. Die Inhalte der unveröffentlichten DE102004037391.4, der DE19718064B4 sowie der DE19709601 C2 sind in diesem Zusammenhang hiermit ausdrücklich offenbart.In one development of the invention, turbulence-generating devices are introduced between flow channels or in the passage channels. The contents of unpublished DE102004037391.4, DE19718064B4 and DE19709601 C2 are hereby expressly disclosed in this context.
In einer Weiterbildung der Erfindung sind die Falzverbindungen mit dem Gehäuse, insbesondere mit der Innenfläche des Gehäuses, verbunden, wobei die Verbindung insbesondere stoffschlüssig durch Löten, Schweißen, Kleben usw. erfolgt.In a further development of the invention, the rabbet joints are connected to the housing, in particular to the inner surface of the housing, wherein the connection takes place in particular by material bonding by soldering, welding, gluing, etc.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist der Eintrittsbereich des Gehäuses in Strömungsrichtung des zweiten Fluids vor den Scheibenpaaren angeordnet.In one development of the invention, the inlet region of the housing in the flow direction of the second fluid is arranged in front of the disk pairs.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist der Austrittsbereich des Gehäuses in Strömungsrichtung des zweiten Fluids hinter den Scheibenpaaren angeordnet.In a development of the invention, the outlet region of the housing is arranged in the flow direction of the second fluid behind the disk pairs.
In einer Weiterbildung der Erfindung sind die Scheibenpaare vom zweiten Fluid im Wesentlichen parallel zu ihren Längsseiten umströmbar.In a development of the invention, the disk pairs of the second fluid can be flowed around substantially parallel to their longitudinal sides.
In einer Weiterbildung der Erfindung wird der längsseitige Falz durch gleichsinnig abgewinkelte Ränder von Ober- und Unterscheibe gebildet. Der längsseitige Falz bildet darüber hinaus eine Anlagefläche für das Gehäuse.In one embodiment of the invention, the longitudinal fold is formed by the same direction angled edges of the upper and lower discs. The longitudinal fold also forms a contact surface for the housing.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist der längsseitige Falz durch gegensinnig abgewinkelte Ränder von Ober- und Unterscheibe gebildet. Der längsseitige Falz bildet darüber hinaus eine Anlagefläche für das Gehäuse.In one embodiment of the invention, the longitudinal fold is formed by oppositely angled edges of the upper and lower discs. The longitudinal fold also forms a contact surface for the housing.
In einer Weiterbildung der Erfindung weisen die Scheibenpaare längsseitig im Bereich der Gehäusewände Seitenkanäle für das erste Fluid auf. Die Seitenkanäle sind dabei als Erweiterung des Strömungsquerschnitts der Scheibenpaare ausgebildet. Die Erweiterung weist eine Kanalhöhe auf, welche im Wesentlichen dem Abstand der Scheibenpaare entspricht.In a development of the invention, the pairs of disks have side channels in the region of the housing walls for the first fluid. The side channels are formed as an extension of the flow cross section of the disk pairs. The extension has a channel height, which substantially corresponds to the distance between the pairs of discs.
In einer Weiterbildung der Erfindung weisen die Scheibenpaare einen Strömungsquerschnitt mit einer Kanalbreite b und die Gehäusewände einen Abstand w auf, wobei b < w ist und zwischen den Strömungsquerschnitten und der Gehäusewand Materialbrücken angeordnet sind und die insbesondere aus Unter- und/oder Oberscheibe gebildet sind.In a further development of the invention, the disk pairs have a flow cross section with a channel width b and the housing walls at a distance w, where b <w and between the flow cross sections and the housing wall material bridges are arranged and which are formed in particular from lower and / or upper disk.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist das Gehäuse zumindest zweiteilig ausgebildet, wobei es eine Gehäuseschale sowie einen Deckel aufweist.In one embodiment of the invention, the housing is formed at least in two parts, wherein it has a housing shell and a lid.
In einer Weiterbildung der Erfindung weist der Eintrittsbereich des Gehäuses einen Eintrittsstutzen auf, der in der Gehäuseschale oder im Deckel angeordnet ist. Darüber hinaus weist der Austrittsbereich des Gehäuses einen Austrittsstutzen auf, der in der Gehäuseschale oder im Deckel angeordnet ist.In one development of the invention, the inlet region of the housing has an inlet connection, which is arranged in the housing shell or in the cover. In addition, the outlet region of the housing has an outlet nozzle, which is arranged in the housing shell or in the lid.
In einer Weiterbildung der Erfindung weist das Gehäuse einen Ein- und Austrittsstutzen für das erste Fluid auf, wobei die Ein- und Austrittsstutzen für das erste Fluid im Deckel oder in der Gehäuseschale angeordnet sind und Längsachsen aufweisen, welche gegenüber den Scheibenpaaren geneigt sind.In a development of the invention, the housing has an inlet and outlet connection for the first fluid, wherein the inlet and outlet connections for the first fluid are arranged in the cover or in the housing shell and have longitudinal axes which are inclined relative to the pairs of disks.
In einer Weiterbildung der Erfindung weist der Wärmeübertrager einen Bypass auf. Innerhalb des Gehäuses und parallel zu den Scheibenpaaren ist ein Bypasskanal für das zweite Fluid angeordnet. Der Massestrom des zweiten Fluids wird dazu, insbesondere durch eine Trennwand, in mindestens zwei Teilmassenströme aufgezweigt, wobei mindestens ein erster Teilmassenstrom des zweiten Fluids durch die Durchtrittskanäle strömt und mindestens ein zweiter Teilmassenstrom des zweiten Fluids durch den Bypass strömt. In einer Weiterbildung der Erfindung bilden die Scheibenpaare ein Paket, welches zweiflutig vom zweiten Fluid durchströmbar ist. Im Eintrittsbereich für das zweite Fluid und/oder im Austrittsbereich für das zweite Fluid ist eine Trennwand angeordnet. Die Trennwand ist dabei insbesondere derart dreh- bar angeordnet, dass ein Winkel, zwischen Strömungsrichtung des zweiten Fluids einer Längsseite der Trennwand zwischen 0° und 360° einstellbar ist.In a development of the invention, the heat exchanger has a bypass. Within the housing and parallel to the disc pairs, a bypass passage for the second fluid is arranged. The mass flow of the second fluid is branched off, in particular by a partition wall, into at least two partial mass flows, wherein at least a first partial mass flow of the second fluid flows through the passage channels and at least a second partial mass flow of the second fluid flows through the bypass. In a further development of the invention, the pairs of discs form a package which can be flowed through in two bends by the second fluid. In the inlet region for the second fluid and / or in the outlet region for the second fluid, a partition wall is arranged. In this case, the dividing wall is in particular arranged such that it can rotate such that an angle between the flow direction of the second fluid of a longitudinal side of the dividing wall can be set between 0 ° and 360 °.
In einer Weiterbildung der Erfindung enthält der Wärmeübertrager mindestens ein Rückschlagventil, welches vorzugsweise im Gehäuse integriert ist und sich im Austrittsbereich befindet.In one development of the invention, the heat exchanger includes at least one check valve, which is preferably integrated in the housing and located in the outlet area.
In einer Weiterbildung der Erfindung der ist der Bypasskanal im Wärmeübertrager oberhalb oder unterhalb der Scheibenpaare angeordnet.In a further development of the invention, the bypass channel is arranged in the heat exchanger above or below the pairs of discs.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist der Bypasskanal als Bypassrohr ausgebildet, welches in das Gehäuse einlegbar ist. Das Bypassrohr ist dabei gegenüber den Strömungskanälen (3) und/oder den Durchtrittskanälen thermisch isoliert, insbesondere derart, dass der Wärmeübergang zwischen dem zweiten Teilmassenstrom, welcher durch den Bypasskanal und/oder das Bypassrohr strömt und dem ersten Teilmassenstrom, welcher insbesondere gekühlt wird, möglichst gering ist.In a development of the invention, the bypass channel is designed as a bypass tube, which can be inserted into the housing. The bypass tube is thermally insulated from the flow channels (3) and / or the passageways, in particular such that the heat transfer between the second partial mass flow, which flows through the bypass channel and / or the bypass tube and the first partial mass flow, which is in particular cooled as possible is low.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist das Bypassrohr von den Strömungskanälen und/oder den Durchtrittskanälen im Wesentlichen beabstandet an- geordnet. Die Beabstandung erfolgt vorzugsweise durch in das Bypassrohr und/oder in die Strömungskanäle und/oder die Durchtrittskanäle eingebrachte Ausprägungen oder Ausstanzungen.In a further development of the invention, the bypass pipe is arranged substantially at a distance from the flow channels and / or the passage channels. The spacing is preferably carried out by means of embossing or punching introduced into the bypass tube and / or into the flow channels and / or the passage channels.
In einer Weiterbildung der Erfindung besteht das Bypassrohr aus mindestens einem Teilelement, welches vorzugsweise als offenes Profil und besonders vorteilhaft als U-Profil oder Halbrohr ausgebildet ist. In einer Weiterbildung der Erfindung umfasst das Bypassrohr zwei Rohrhälften, die vorzugsweise stoffschlüssig durch Löten, Schweißen, Kleben usw. miteinander verbunden sind.In a development of the invention, the bypass tube consists of at least one partial element, which is preferably designed as an open profile and particularly advantageously as a U-profile or half-tube. In a further development of the invention, the bypass tube comprises two tube halves, which are preferably interconnected by soldering, welding, gluing, etc. cohesively.
In einer Weiterbildung der Erfindung weist das Bypassrohr mindestens eine Längstrennwand auf.In a development of the invention, the bypass tube has at least one longitudinal dividing wall.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist in den Eintritts- oder Austrittsbereich des Gehäuses mindestens eine Bypassklappe integriert. Die Bypassklappe ist einstellbar und kann einen Winkel von 0° bis 360° annehmen, wodurch der Massenstrom des zweiten Fluids in den ersten Teilmassenstrom und den zweiten Teilmassenstrom aufgeteilt wird. Der erste Teilmassenstrom strömt durch die Durchtrittskanäle und wird dabei insbesondere gekühlt. Der zweite Teilmassenstrom strömt, insbesondere ungekühlt durch den Bypass. Mittels des Bypassventils ist der erste Teilmassenstrom des zweiten Fluids durch die Durchtrittskanäle einstellbar und/oder steuerbar und/oder regelbar. Der zweite Teilmassenstrom des zweiten Fluids durch den Bypass ergibt sich in Abhängigkeit von dem eingestellten ersten Teilmassenstrom und ist somit ebenfalls steuerbar und/oder regelbar.In one development of the invention, at least one bypass flap is integrated into the inlet or outlet region of the housing. The bypass damper is adjustable and may assume an angle of 0 ° to 360 °, thereby dividing the mass flow of the second fluid into the first partial mass flow and the second partial mass flow. The first partial mass flow flows through the passage channels and is thereby cooled in particular. The second partial mass flow flows, in particular uncooled through the bypass. By means of the bypass valve, the first partial mass flow of the second fluid through the passageways is adjustable and / or controlled and / or regulated. The second partial mass flow of the second fluid through the bypass results as a function of the set first partial mass flow and is therefore likewise controllable and / or controllable.
In einer Weiterbildung des Wärmeübertragers weist der Eintrittsbereich zwei separate Eintrittsstutzen sowie eine Trennwand auf.In a further development of the heat exchanger, the inlet region has two separate inlet stubs and a partition wall.
In einer Weiterbildung der Erfindung bilden die Scheibenpaare ein Paket, welches zweiflutig vom zweiten Fluid durchströmbar ist. Eine Eintrittskammer sowie eine Austrittskammer sind einerseits des Scheibenpaketes angeordnet. Andererseits des Scheibenpaketes ist eine Umlenkkammer für das zweite Fluid angeordnet.In a further development of the invention, the pairs of discs form a package which can be flowed through in two bends by the second fluid. An inlet chamber and an outlet chamber are arranged on the one hand of the disk package. On the other hand, the disk package, a deflection chamber for the second fluid is arranged.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist der Bypass in das Gehäuse integriert. Insbesondere ist der Bypass einteilig mit dem Gehäuse ausgeführt.In a development of the invention, the bypass is integrated into the housing. In particular, the bypass is made in one piece with the housing.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist der Bypass in den Deckel integriert. Insbesondere ist der Bypass einteilig mit dem Deckel ausgeführt. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klappe im Eintrittsbereich oder im Austrittsbereich angeordnet ist.In a development of the invention, the bypass is integrated in the cover. In particular, the bypass is made in one piece with the lid. Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the flap is arranged in the inlet region or in the outlet region.
In einer Weiterbildung der Erfindung weist der Wärmeübertrager mindestens ein Bypassventil auf, welches den Volumen- und/oder Massestrom insbesondere des zweiten Fluids durch den Bypass steuert und/oder regelt. Das Bypassventil ist vorzugsweise in das Gehäuse integriert und insbesondere einstückig mit diesem ausgeführt. Das Bypassventil ist im Eintrittsbereich und/oder im Austrittsbereich angeordnet.In one development of the invention, the heat exchanger has at least one bypass valve which controls and / or regulates the volume and / or mass flow, in particular of the second fluid, through the bypass. The bypass valve is preferably integrated in the housing and in particular designed in one piece with this. The bypass valve is arranged in the inlet area and / or in the outlet area.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist das Bypassventil als Kombiventil ausgeführt, welches im Folgenden als Wärmeübertragerventileinrichtung bezeichnet ist. Die Wärmeübertragerventileinrichtung ist dadurch gekenn- zeichnet, dass die Ventilscheibe zwischen einer ersten Öffnungsstellung, in welcher der Bypassausgang geschlossen und der Wärmeübertragerausgang geöffnet ist, und einer zweiten Öffnungsstellung verdrehbar ist, in welcher der Bypassausgang geöffnet und der Wärmeübertragerausgang geschlossen ist. Durch die verdrehbare Ventilscheibe kann auch bei hohen Drücken eine ausreichende Dichtigkeit gewährleistet werden.In one embodiment of the invention, the bypass valve is designed as a combination valve, which is referred to below as a heat exchanger valve device. The heat exchanger valve device is characterized in that the valve disc is rotatable between a first open position, in which the bypass outlet is closed and the heat exchanger outlet is open, and a second open position, in which the bypass outlet is opened and the heat exchanger outlet is closed. Due to the rotatable valve disc, a sufficient tightness can be ensured even at high pressures.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Wärmeübertragerventileinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die verdrehbare Ventilscheibe eine Fluiddurchgangsöffnung aufweist, die durch Verdrehen zumindest teil- weise mit einer von zwei weiteren Fluiddurchgangsöffnungen zur Deckung bringbar ist, die in einer relativ zu dem Ventilgehäuse feststehenden Ventilscheibe vorgesehen sind. Die drei Fluiddurchgangsöffnungen sind vorzugsweise deckungsgleich zueinander ausgebildet.A further preferred embodiment of the heat exchanger valve device is characterized in that the rotatable valve disc has a fluid passage opening which can be brought at least partially by twisting at least partially with one of two further fluid passage openings to cover, which are provided in a fixed relative to the valve housing valve disc. The three fluid passage openings are preferably formed congruent to one another.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Wärmeübertragerventileinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine der Fluiddurchgangsöffnungen in der feststehenden Ventilscheibe mit dem Wärmeübertragerausgang und die andere Fluiddurchgangsöffnung mit dem Bypassausgang in Verbindung steht. In Abhängigkeit von der Überdeckung der Fluiddurch- gangsöffnungen in den Ventilscheiben gelangt mehr oder weniger oder gar kein Fluid zu dem Bypassausgang beziehungsweise dem Wärmeübertragerausgang.A further preferred exemplary embodiment of the heat exchanger valve device is characterized in that one of the fluid passage openings in the fixed valve disc is connected to the heat exchanger outlet and the other fluid passage opening is connected to the bypass outlet. Depending on the overlap of the fluid passage openings in the valve discs passes more or less or even no fluid to the bypass outlet or the heat exchanger outlet.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Wärmeübertragerventi- leinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die feststehende Ventilscheibe eine Vertiefung aufweist, in der die verdrehbare Ventilscheibe geführt ist. Das liefert den Vorteil, dass auf eine Ventilscheibenführung an dem Ventilgehäuse verzichtet werden kann.A further preferred exemplary embodiment of the heat exchanger valve device is characterized in that the fixed valve disk has a depression in which the rotatable valve disk is guided. This provides the advantage that it is possible to dispense with a valve disc guide on the valve housing.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Wärmeübertragerventileinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die feststehende Ventilscheibe ein Außengewinde aufweist, mit dem die feststehende Ventilscheibe in ein komplementär ausgebildetes Innengewinde des Ventilgehäuses eingeschraubt ist. Dadurch wird die Montage der feststehenden Ventilscheibe ver- einfacht.A further preferred embodiment of the heat exchanger valve device is characterized in that the fixed valve disc has an external thread, with which the fixed valve disc is screwed into a complementary formed internal thread of the valve housing. This simplifies the installation of the fixed valve disc.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Wärmeübertragerventileinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass von der verdrehbaren Ventilscheibe eine Aktorstange ausgeht. Durch die Aktorstange, die vorzugsweise aus dem Ventilgehäuse heraus geführt ist, wird die Betätigung der verdrehbaren Ventilscheibe vereinfacht.Another preferred embodiment of the heat exchanger valve device is characterized in that an actuator rod extends from the rotatable valve disk. By the actuator rod, which is preferably guided out of the valve housing, the operation of the rotatable valve disc is simplified.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Wärmeübertragerventileinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilscheiben zumindest teilweise aus Keramik gebildet sind. Anstelle von Keramik kann auch Edelstahl verwendet werden.A further preferred embodiment of the heat exchanger valve device is characterized in that the valve disks are at least partially made of ceramic. Stainless steel can also be used instead of ceramic.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Wärmeübertragerventileinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilschieber zwischen einer ersten Extremstellung, in welcher der Bypassausgang geschlossen und der Wärmeübertragerausgang geöffnet ist, und einer zweiten Extremstellung hin und her bewegbar ist, in welcher der Bypassausgang geöffnet und der Wärmeübertragerausgang geschlossen ist. Durch den Ventilschieber kann auch bei hohen Drücken eine ausreichende Dichtigkeit gewährleistet werden. Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Wärmeübertragerventileinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilschieber teilweise aus Keramik gebildet ist. Anstelle von Keramik kann auch Edelstahl verwendet werden.A preferred embodiment of the heat exchanger valve device is characterized in that the valve slide between a first extreme position in which the bypass outlet is closed and the heat exchanger outlet is open, and a second extreme position is movable back and forth, in which the bypass outlet is opened and the heat exchanger outlet is closed. By the valve spool, a sufficient tightness can be ensured even at high pressures. Another preferred embodiment of the heat exchanger valve device is characterized in that the valve slide is partially formed of ceramic. Stainless steel can also be used instead of ceramic.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Wärmeübertragerventileinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse teilweise aus Keramik gebildet ist. Vorzugsweise ist die Lauffläche für den Ventilschieber aus Keramik gebildet.Another preferred embodiment of the heat exchanger valve device is characterized in that the valve housing is partially formed of ceramic. Preferably, the tread for the valve spool is formed of ceramic.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Wärmeübertragerventileinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilschieber mit einem Dichtelement für den Eingang ausgestattet ist. Vorzugsweise ist der Eingang mit einem Dichtsitz für das Dichtelement ausgestattet.A further preferred embodiment of the heat exchanger valve device is characterized in that the valve slide is equipped with a sealing element for the input. Preferably, the entrance is equipped with a sealing seat for the sealing element.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Wärmeübertragerventileinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement eine dem Eingang zugewandte Dichtfläche aufweist, welche die Gestalt eines Kugelabschnitts hat. Durch Verwendung eines Kugelabschnitts mit einem großen Durchmesser wird das Verschieben des Ventilschiebers erleichtert.A further preferred embodiment of the heat exchanger valve device is characterized in that the sealing element has a sealing surface facing the inlet, which has the shape of a spherical segment. By using a large diameter ball section, it is easier to move the valve spool.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Wärmeübertragerventileinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement an dem Ventilschieber hin und her bewegbar geführt ist. Dadurch wird das Ver- schließen des Eingangs mit dem Dichtelement, das auch als Schließelement bezeichnet wird, vereinfacht.A further preferred embodiment of the heat exchanger valve device is characterized in that the sealing element is guided to the valve slide back and forth movable. As a result, the closure of the inlet with the sealing element, which is also referred to as a closure element, is simplified.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Wärmeübertragerventileinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement durch eine Federeinrichtung gegen den Eingang vorgespannt ist. Dadurch wird ein dichtes Verschließen des Eingangs ermöglicht.A further preferred embodiment of the heat exchanger valve device is characterized in that the sealing element is biased by a spring device against the input. This allows a tight closure of the input.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Wärmeübertragerventileinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilschieber einen Druckausgleichskanal aufweist. Dadurch wird das Verschieben des Ventilschiebers in dem Ventilgehäuse erleichtert.Another preferred embodiment of the heat exchanger valve device is characterized in that the valve slide a Pressure equalization channel has. As a result, the displacement of the valve spool in the valve housing is facilitated.
In einer Weiterbildung der Erfindung weist der integrierte Bypass eine schwenkbare Trennwand auf, mittels welcher der Eintrittsstutzen und der Austrittsstutzen kurzschließbar sind.In one development of the invention, the integrated bypass has a pivotable partition, by means of which the inlet connection and the outlet connection are short-circuited.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist das erste Fluid ein flüssiges Kühlmittel, insbesondere das Kühlmittel aus dem Kühlkreislauf einer Brennkraftma- schine eines Kraftfahrzeuges, und das zweite Fluid ist rückgeführtes Abgas der Brennkraftmaschine.In one development of the invention, the first fluid is a liquid coolant, in particular the coolant from the cooling circuit of an internal combustion engine of a motor vehicle, and the second fluid is recirculated exhaust gas of the internal combustion engine.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist das erste Fluid Luft und das zweite Fluid rückgeführtes Abgas einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges.In one development of the invention, the first fluid is air and the second fluid is recirculated exhaust gas of an internal combustion engine of a motor vehicle.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist dem Scheibenpaket ein Oxidations- katalysator vorgeschaltet ist, wie er in der unveröffentlichten DE 10 2005 014 295.8 offenbart ist. Der gesamte Inhalt der unveröffentlichten DE10 2005 014 295.8 wird hiermit ausdrücklich offenbart.In one development of the invention, the disk package is preceded by an oxidation catalyst, as disclosed in unpublished DE 10 2005 014 295.8. The entire contents of unpublished DE10 2005 014 295.8 are hereby expressly disclosed.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist das erste Fluid ein flüssiges Kühlmittel, insbesondere das Kühlmittel des Kühlkreislaufes eines Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges, und das zweite Fluid der Brennkraftmaschine ist zuführbare Ladeluft.In one development of the invention, the first fluid is a liquid coolant, in particular the coolant of the cooling circuit of an internal combustion engine of a motor vehicle, and the second fluid of the internal combustion engine is deliverable charge air.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist das erste Fluid Luft und das zweite Fluid einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges zuführbare Ladeluft.In one development of the invention, the first fluid is air and the second fluid of an internal combustion engine of a motor vehicle can be supplied with charge air.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist der Wärmeübertragers als Abgas- kühler in einem Abgasrückführsystem einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges oder als Zuheizer zur Innenraumerwärmung eines Kraftfahrzeuges verwendet, dabei wird die von dem zweiten Fluid auf das erste Fluid ü- bertragene Wärme dazu verwendet, um den Fahrgastinnenraum eines Fahrzeuges zu heizen. In einer Weiterbildung der Erfindung ist der Wärmeübertrager als Ölkühler zur Kühlung von Motoröl einer Brennkraftmaschine oder von Getriebeöl eines Kraftfahrzeuges durch ein flüssiges Kühlmittel, vorzugsweise das Kühlmittel des Kühlkreislaufes der Brennkraftmaschine verwendet.In one development of the invention, the heat exchanger is used as an exhaust gas cooler in an exhaust gas recirculation system of an internal combustion engine of a motor vehicle or as a heater for heating the interior of a motor vehicle, the heat transferred from the second fluid to the first fluid is used to heat the passenger compartment of a motor vehicle To heat the vehicle. In one development of the invention, the heat exchanger is used as an oil cooler for cooling engine oil of an internal combustion engine or transmission oil of a motor vehicle by a liquid coolant, preferably the coolant of the cooling circuit of the internal combustion engine.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist der Wärmeübertragers als Kältemittelkondensator im Kältemittelkreislauf einer Klimaanlage für Kraftfahrzeuge verwendet.In one embodiment of the invention, the heat exchanger is used as a refrigerant condenser in the refrigerant circuit of an air conditioning system for motor vehicles.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist der Wärmeübertragers als Kältemittelabgaskühler im Kältemittelkreislauf einer Klimaanlage für Kraftfahrzeuge verwendet.In a development of the invention, the heat exchanger is used as a refrigerant exhaust gas cooler in the refrigerant circuit of an air conditioning system for motor vehicles.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist der Wärmeübertragers als Kältemit- telverdampfer im Kältemittelkreislauf einer Klimaanlage für Kraftfahrzeuge verwendet.In a development of the invention, the heat exchanger is used as a refrigerant evaporator in the refrigerant circuit of an air conditioning system for motor vehicles.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further advantageous embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung stellen Konzepte dar, bei denen die Ränder beider Scheiben des Scheibenpaares umlaufend und ununterbrochen so ausgebildet sind, dass sie überall eine flächige Anlage zueinander haben (Fig. 1 , 2c, 3a, 3b, 3c). Dies lässt sich auch dadurch beschreiben, dass die beiden Scheiben überall entlang ihrer Berührungslinie am umlaufenden äußeren Rand so geformt sind, dass sie in der Ebene senkrecht zu dieser Berührungslinie einen Winkel von 0° zueinander aufweisen, dieser Winkel nur in Ausnahmen größer als 10° wird. Dabei können die beiden Scheiben an ihrer Berührungslinie beispielsweise flächig aneinender anliegen, so dass im Schnitt senkrecht zur Berührungslinie die beiden Scheiben über eine gewisse Strecke weitgehend parallel zueinander verlaufen. Eine oder beide Scheiben können im Bereich der Anlagelinie beispielsweise auch ballig gegeneinander ausgeformt sein, so dass sich im Schnitt senkrecht zur Berührungslinie die Berührung einer Gerade mit einem Kreis- segment bzw., wenn beide ballig ausgeführt sind, die punktförmige Beruh- rung zweier Kreissegmente ergibt mit lediglich einem Berührungspunkt aber keiner Berührungslinie. Weiterhin können beide Scheiben beispielsweise an ihren Rändern auch so ausgeführt sein, dass die eine konkav und die andere konvex geformt ist und sich in der Ebene normal zur Berührungslinie zwei Kreissegmente vorliegen, die sich entweder nur punktweise oder über einen gewissen Kreisbogenabschnitt berühren. Alle diese Beispiele weisen an der umlaufenden Berührungslinie exakt einen Winkel von 0° zueinander auf. Die gerade geschilderte Ausführung der Scheibenpaare kann erfindungsgemäß deshalb sehr flexibel gestaltet werden, weil durch das Gehäuse der Strö- mungskanal für das 2. Fluid an den Längsseiten überall abgedichtet ist und daher an den äußeren Rändern des Scheibenpaares keine Verlötung mit benachbarten Scheibenrändern erforderlich ist. Abbildung 2c stellt einen guten Kompromiss zwischen prozessoptimierter Gestaltung des Scheibenpaares, die eine umlaufende flächige Anlage mit kleinem Anlagewinkel zwischen den beiden Scheiben ermöglicht, und einer hervorragende thermischen Anbindung des Gehäuses an den Kanal des 1. Fluids dar.A particularly advantageous embodiment of the invention are concepts in which the edges of both discs of the pair of discs circumferentially and continuously are formed so that they have everywhere a planar contact with each other (Fig. 1, 2c, 3a, 3b, 3c). This can also be described by the fact that the two disks are formed along their contact line on the circumferential outer edge so that they have an angle of 0 ° to each other in the plane perpendicular to this contact line, this angle is only greater than 10 ° in exceptional cases , In this case, the two disks may, for example, abut surface-to-surface on their contact line, so that, in a section perpendicular to the line of contact, the two disks extend largely parallel to one another over a certain distance. One or both disks may, for example, also be formed spherically against each other in the region of the contact line, so that, in a section perpendicular to the contact line, the contact of a straight line with a circular segment or, if both are crowned, the punctiform contact tion of two circle segments results in only one touch point but no line of contact. Furthermore, both slices may, for example, also be designed at their edges such that one is concave and the other convexly shaped and two circle segments are present in the plane normal to the contact line, which contacts each other only pointwise or over a certain circular arc section. All of these examples have at the circumferential contact line exactly at an angle of 0 ° to each other. The just described embodiment of the pairs of discs can therefore be made very flexible according to the invention because the flow channel for the second fluid is sealed at all sides by the housing and therefore no soldering with adjacent disc edges is required at the outer edges of the pair of discs. Figure 2c represents a good compromise between process-optimized design of the pair of disks, which allows a circumferential flat system with a small contact angle between the two discs, and an excellent thermal connection of the housing to the channel of the first fluid.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Gehäuse mindestens zweiteilig ausgebildet, d. h. zum Beispiel aus einem ers- ten wannenförmigen Gehäuseteil, einer Gehäuseschale, und einem zweiten deckeiförmigen Teil, einem Deckel, ausgebildet. Beide Teile können ineinander gesetzt und einfach miteinander gefügt, insbesondere verlötet, verschweißt, verklebt usw. werden. Mit einem solchen Gehäusekonzept wird auch ein optimaler Fügeprozess, insbesondere Lötprozess, Schweißprozess, Klebeprozess usw., der gestapelten Scheibenpaare erreicht, wenn die Gehäuseteile ebenfalls in Stapelrichtung der Scheibenpaare ineinander eingesteckt bzw. übereinander gesteckt werden und durch Verlötung, Schweißen, Kleben usw. während des Fügeprozesses, insbesondere des Lötprozesses, Schweißprozess, Klebeprozesses usw., zum Gehäuse gefügt werden. Bei geeigneter Ausführung können sich dann auch die Gehäuseteile in gleichem Maß mit den Scheibenpaaren aufeinender zubewegen, so dass beispielsweise durch die schmelzenden Lotschichten keine Spalte oder Löt-, Schweiß- und/oder Klebefehlstellen entstehen. Vorteilhafterweise können die Gehäuseschale ebenso wie der Deckel als Umform- und/oder Urformteile wie beispielsweise Tiefziehteile hergestellt werden, wobei die Gehäusescha- Ie auch den Eintritts- und Austrittsbereich für das zweite Fluid bilden kann. Ferner können an dem Gehäuse, sei es die Gehäuseschale oder der Gehäusedeckel, Ein- und Austrittsstutzen sowohl für das erste als auch für das zweite Fluid angeformt werden, z. B. als Durchzüge. Die Lage und Form der Stutzen kann entsprechend den Anforderungen an den Wärmeübertrager beliebig gewählt werden. So können für das zweite Fluid der Ein- und Austrittsstutzen am gleichen Kühlerende oder an gegenüberliegenden Enden liegen (siehe Erläuterungen hierzu weiter unten) und der Eintritt und Austritt kann in jede beliebige Richtung erfolgen, also z.B. in Längsrichtung des Kühlers, nach oben - hier aus dem Deckel, nach unten aus dem Gehäuse oder seitlich aus dem Gehäuse.According to a further advantageous embodiment of the invention, the housing is formed at least in two parts, ie, for example, from a first trough-shaped housing part, a housing shell, and a second lid-shaped part, a lid formed. Both parts can be put together and simply joined together, in particular soldered, welded, glued, etc. With such a housing concept, an optimal joining process, in particular soldering process, welding process, adhesive process, etc., the stacked pairs of discs is achieved when the housing parts are also inserted in the stacking direction of the disc pairs into each other or superimposed and by soldering, welding, gluing, etc. during the Joining process, in particular the soldering process, welding process, gluing process, etc., are joined to the housing. In a suitable embodiment, then also the housing parts can move to the same extent with the disk pairs aufeinender, so that, for example, by the melting solder layers no gaps or soldering, welding and / or Klebefehlstellen arise. Advantageously, the housing shell as well as the lid can be produced as forming and / or molded parts such as deep-drawn parts, wherein the housing damage Ie can also form the inlet and outlet area for the second fluid. Further, on the housing, be it the housing shell or the housing cover, inlet and outlet nozzles are formed for both the first and for the second fluid, for. B. as passages. The position and shape of the nozzle can be chosen arbitrarily according to the requirements of the heat exchanger. Thus, for the second fluid of the inlet and outlet nozzles at the same end of the radiator or at opposite ends are (see explanations below) and the inlet and outlet can take place in any direction, eg in the longitudinal direction of the radiator, upwards - out here the lid, down from the housing or laterally from the housing.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann parallel zu dem Scheibenpaket ein Bypasskanal im Gehäuse angeordnet werden, wobei der Bypass beispielsweise als Rohr ausgebildet sein kann, welches in das Gehäuse eingelegt und mit den übrigen Teilen verlötet wird. Ein derartiger Bypass ist insbesondere bei Verwendung des Wärmeübertragers als Abgaskühler in einem Abgasrückführsystem von Vorteil. Derartige Bypass- anordnungen in Verbindung mit entsprechenden Bypassklappen zur Steue- rung des Abgasstromes durch den Wärmeübertrager oder durch den Bypass sind an sich aus dem Stand der Technik bekannt. Die erfindungsgemäße Bauweise des Wärmeübertragers lässt eine Integration eines Bypasskanals sowie einer Bypassklappe in den Abgaskühler mit einfachen Mitteln zu. Der im Bypass geführte Fluidstrom muss auch im Eintrittsbereich getrennt von dem Fluidstrom geführt werden, der die Wärmetauscherkanäle durchströmt. Hiefür kann im Eintrittsbereich für das zweite Fluid ein Trennblech oder Trennelement, in der einfachsten Ausführung ein Trennblech, vorgesehen werden, das den Eintrittsbereich in zwei Bereiche trennt, einen für den By- passfluidstrom und den anderen für den Wärmetauscherfluidstrom. Trenn- elemente können beispielsweise in ein Gehäuseteil oder zwischen Gehäuseteile geklemmt, eingeschweißt oder eingelötet sein. Die getrennten Eintrittsbereiche können entweder jeweils eine eigene Eintrittsöffnungen im Gehäuse aufweisen oder durch eine gemeinsame, durch das Trennelement jedoch zweigeteilte Eintrittsöffnung mit den Fluidströmen versorgt werden. Im Fall der gemeinsamen Eintrittsöffnung ist natürlich auch eine Trennung der bei- den Fluidströme in der Zuleitung des zweiten Fluids erforderlich, bzw. eine Bypassklappe muss direkt auf die Eintrittsöffnung aufgesetzt werden in einer Art, dass sie direkt mit dem Trennelement abschließt und keine unzulässigen Leckagen von der Bypass- auf die Wärmetauscherseite und umgekehrt auf- treten können. Dies kann beispielsweise durch das Anflanschen oder eines angeflanschten Moduls aus Klappe, Gehäuse und Aktuator geschehen. Weiterhin kann die Bypassklappe auch in den Eintrittsbereich des zweiten Fluids so integriert werden, dass der Gasstrom anforderungsgemäß direkt in den Bypasskanal oder in die Wärmetauscherkanäle gelenkt wird. Auch bei einer solchen integrierten Bypassklappe kann zwischen dem Beginn des Bypas- ses und der Klappe zur Abdichtung noch ein zusätzliches Trennelement erforderlich werden. Alle geschilderten Lösungen können mit gleicher Funktionalität ebenso im Austrittsbereich für das zweite Fluid vorgesehen werden, also Trennelement und Bypassklappe in den geschilderten Anordnungen und Kombinationen. Die Aussagen zur erforderlichen Trennung der Fluidströme in der Zuleitung gelten dann entsprechend für die Ableitung. Alle Lösungen sind auch mit einem Kombiventil statt einer Bypassklappe möglich, das heißt, neben der Lenkung des Fluids in die Wärmetauscherkanäle oder in den Bypass ist auch die vollständige Blockade des zweiten Fluids möglich. Beispielsweise können die beschriebenen Bypassklappen oder Ventile über einen elektrischen Steller oder über eine U-Dose (Druckstellglied) betätigt werden.According to a further advantageous embodiment of the invention, a bypass channel can be arranged in the housing parallel to the disk package, wherein the bypass may be formed, for example, as a tube which is inserted into the housing and soldered to the other parts. Such a bypass is particularly advantageous when using the heat exchanger as the exhaust gas cooler in an exhaust gas recirculation system. Such bypass arrangements in conjunction with corresponding bypass flaps for controlling the exhaust gas flow through the heat exchanger or through the bypass are known per se from the prior art. The construction of the heat exchanger according to the invention allows an integration of a bypass channel and a bypass flap in the exhaust gas cooler with simple means. The bypassed fluid flow must also be conducted separately in the inlet region of the fluid flow, which flows through the heat exchanger channels. For this purpose, a separating plate or separating element, in the simplest embodiment a separating plate, can be provided in the inlet region for the second fluid, which separates the inlet region into two regions, one for the bypass fluid flow and the other for the heat exchanger fluid flow. For example, separating elements can be clamped, welded or soldered into a housing part or between housing parts. The separate inlet regions can either each have their own inlet openings in the housing or can be supplied with the fluid streams by a common inlet opening divided into two parts by the separating element. In the case of the common entry opening, of course, a separation of the the fluid flows in the supply line of the second fluid required, or a bypass valve must be placed directly on the inlet opening in a way that it closes directly with the separator and no impermissible leakage from the bypass to the heat exchanger side and vice versa can occur. This can be done for example by flanging or a flanged module flap, housing and actuator. Furthermore, the bypass flap can also be integrated in the inlet region of the second fluid in such a way that, as required, the gas flow is directed directly into the bypass channel or into the heat exchanger channels. Even with such an integrated bypass flap, an additional separating element may be required between the start of the bypass and the flap for sealing. All described solutions can be provided with the same functionality in the exit region for the second fluid, ie separating element and bypass valve in the described arrangements and combinations. The statements regarding the required separation of the fluid flows in the supply line then apply accordingly to the discharge. All solutions are also possible with a combination valve instead of a bypass flap, that is, in addition to the steering of the fluid in the heat exchanger channels or in the bypass and the complete blockage of the second fluid is possible. For example, the described bypass valves or valves can be actuated via an electric actuator or via a U-can (pressure actuator).
Der erfindungsgemäße Wärmetauscher lässt sehr unterschiedliche Ausführungen des Bypasskanals zu. In einer Weiterbildung der Erfindung ist der Bypass in Stapelrichtung der Scheibenpaare unterhalb der untersten Scheibe oder oberhalb der obersten Scheibe eingelegt. Er grenzt direkt an das Gehäuse an. In einer Weiterbildung der Erfindung ist der Bypass seitlich neben den gestapelten Scheibenpaaren in das Gehäuse eingelegt . In einer Weiterbildung der Erfindung ist der Bypasskanal einstückig mit dem Gehäu- se ausgeführt, indem eine oder mehrere Längssicken so in das Gehäuse eingeprägt werden, dass dadurch der Bypasskanal ausgebildet ist, welcher auf der einen Seite von der Gehäusewand und auf der anderen Seite durch die erste Scheibe des Scheibenbündels begrenzt ist. In einer Weiterbildung der Erfindung ist ein Bypass derart ausgebildet, dass eine im wesentlichen U-förmige Schale auf eine Gehäuseseite aufgesetzt und insbesondere mit dieser gefügt ist und insbesondere mit dieser verlötet, verschweißt, verklebt, usw ist. In diesem Fall ist der Bypass zwischen aufgesetzter Schale und der Gehäusewand eingeschlossen. Weiterhin kann ein erfindungsgemäßer Wärmetauscher auch mit einem vollständig externen Bypass kombiniert sein, also einem geschlossenen Strömungskanal für das 2. Fluid, der mit dem Wärmetauscher verbunden sein kann, beispielsweise angeschweißt, angelötet, oder mit dem Wärmetauscher in gemeinsamen Haltern fixiert sein kann. Ein externer Bypass kann aber auch vollständig separat vom Wärmetauscher geführt werden.The heat exchanger according to the invention allows for very different designs of the bypass channel. In a further development of the invention, the bypass in the stacking direction of the disk pairs is inserted below the lowermost disk or above the uppermost disk. It adjoins directly to the housing. In one embodiment of the invention, the bypass is inserted laterally next to the stacked disc pairs in the housing. In one development of the invention, the bypass channel is embodied in one piece with the housing by impressing one or more longitudinal corrugations in the housing in such a way that the bypass channel is formed which extends on one side from the housing wall and on the other side through the housing first disc of the disc bundle is limited. In one embodiment of the invention, a bypass is designed such that a substantially U-shaped shell placed on a side of the housing and in particular with this is joined and in particular with this soldered, welded, glued, etc is. In this case, the bypass between the attached shell and the housing wall is included. Furthermore, a heat exchanger according to the invention can also be combined with a completely external bypass, that is to say a closed flow channel for the second fluid, which can be connected to the heat exchanger, for example welded, soldered, or fixed in common holders with the heat exchanger. An external bypass can also be completely separated from the heat exchanger.
In einer Weiterbildung der Erfindung kann jede Form von Abstandshalter zwischen dem Scheibenstapel und der Gehäusewand verwendet werden, wie beispielsweise eine Wellblech oder ein Rippenblech. Weiterhin sind durchlässige Strukturen wie beispielsweise Drahtgeflechte, poröse Materia- lien oder ähnliches denkbar. Besonders vorteilhaft kann auch eine sich in Längsrichtung erstreckende Schale sein, die ein U-Profil aufweist und die sich zu einer Gehäusewand hin öffnet. Mit der geschlossenen Seite stützt sie den Scheibenstapel ab.In a further development of the invention, any form of spacer between the disk stack and the housing wall can be used, such as a corrugated metal sheet or a ribbed sheet metal. Furthermore, permeable structures such as wire mesh, porous materials or the like are conceivable. Particularly advantageous may also be a longitudinally extending shell which has a U-profile and which opens to a housing wall. With the closed side she supports the disk stack.
In einer Weiterbildung der Erfindung ragen die den Kanal bildenden Strukturen in Längsrichtung über die durch die gestapelten Scheiben gebildeten Wärmetauscherkanäle in den Eintritts- und/oder Austrittsbereich des zweiten Fluids hinein. Auf diese Weise kann ein Trennelement zwischen Bypassflu- idstrom und Wärmetauscherfluidstrom entfallen. In einer Weiterbildung der Erfindung ist die integrierte Bypassklappe derart ausgebildet, dass das kein zusätzliches Trennelement für den Bypasskanal erforderlich ist.In a development of the invention, the structures forming the channel protrude in the longitudinal direction over the heat exchanger channels formed by the stacked disks into the inlet and / or outlet region of the second fluid. In this way, a separating element between Bypassflu- idstrom and heat exchange fluid flow can be omitted. In one embodiment of the invention, the integrated bypass flap is designed such that no additional separating element for the bypass channel is required.
Der Bypasskanal soll die Passage des zweiten Fluids vorbei an den Wärmetauscherkanälen ohne starken Energietransfer vom oder zum ersten Fluid ermöglichen und er sollte daher möglichst gut thermisch vom ersten Fluid entkoppelt sein. Die Entkoppelung kann beispielsweise durch eine Noppenoder Sickenabstützung des Bypasskanales gegen die Gehäusewand und/oder gegen den Scheibenstapel erfolgen. Die Noppen bzw. Sicken können dabei sowohl aus einer den Bypasskanal bildenden Struktur, beispiels- weise einem Rohr und/oder aus der Gehäusewand oder der angrenzenden ersten Scheibe des Scheibenstapels ausgeprägt sein. Als Isolierelement kann auch eine zusätzliche Isolierung zwischen Bypasskanal und benachbarten Strukturen eingelegt sein, welches eine geringe Wärmeleitfähigkeit (gute Isolierwirkung) aufweist. Die Isolierwirkung erfolgt durch isolierende Materialien und/oder durch die Formgebung, insbesondere durch eine Rippenstruktur.The bypass channel is to allow the passage of the second fluid past the heat exchanger channels without strong energy transfer from or to the first fluid and it should therefore be thermally decoupled from the first fluid as well as possible. The decoupling can be done for example by a knob or bead support of the bypass channel against the housing wall and / or against the disk stack. The nubs or beads can be made both from a structure forming the bypass channel, for example a tube and / or from the housing wall or the adjacent one first disk of the disk stack to be pronounced. As an insulating element, an additional insulation between the bypass channel and adjacent structures can be inserted, which has a low thermal conductivity (good insulation). The insulating effect is carried out by insulating materials and / or by the shaping, in particular by a rib structure.
In einer Weiterbildung der Erfindung erfolgt Ausführung des Bypasskanals doppelwandig, insbesondere mit einer dickeren, tragenden äußeren Wand und einer dünneren, inneren Wand. Die beiden Wände sind derart gestaltet., dass die äußere Wand geringere Thermospannungen aufweist, als die innere Wand.In a further development of the invention, the bypass channel is made double-walled, in particular with a thicker, supporting outer wall and a thinner, inner wall. The two walls are designed such that the outer wall has lower thermal stresses than the inner wall.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Wärmeübertrager zwei- oder mehrflutig durchströmbar ist, d. h. das zweite Fluid wird in Teilströme aufgeteilt, die jeweils durch einen Teil der Wärmetauscherkanäle parallel oder im Gegenstrom geführt werden. Zur Trennung der Teilströme können die gleichen Anordnungen von Trennblechen und Ein-/Auslassöffnungen herangezogen werden, wie schon bei der Integration des Bypassrohres beschrieben.In a further embodiment of the invention, it is provided that the heat exchanger can be flowed through in two or more flows, d. H. the second fluid is divided into sub-streams, which are each passed through a part of the heat exchanger channels in parallel or in countercurrent. For separating the partial flows, the same arrangements of separating plates and inlet / outlet openings can be used, as already described for the integration of the bypass tube.
In einer Weiterbildung der Erfindung sind die Abgasteilströme aus zwei Zylinderbänken jeweils in einer Flut geführt. Somit können die jeweiligen Druckspitzen, die sich in den zwei Fluten ergeben, zur Erhöhung der Abgas- rückführrate und der Kraftstoffeffizienz genutzt werden, wenn eine Rückströmung in die andere Flut vermieden wird. Die Rückströmung wird daher durch Rückschlagventile unterbunden, die insbesondere im Austrittsbereich des zweiten Fluids in den Abgaskühler integriert sind oder in Kombination mit einem Trennblech im Austrittsbereich an der Austrittsöffnung des Kühlergehäuses angeordnet, beispielsweise angeflanscht sind.In one embodiment of the invention, the partial exhaust gas streams are guided out of two cylinder banks each in a tide. Thus, the respective pressure spikes that result in the two floods can be used to increase the exhaust gas recirculation rate and the fuel efficiency, if a backflow into the other flood is avoided. The return flow is therefore prevented by check valves, which are integrated in the exhaust gas cooler in particular in the outlet region of the second fluid or arranged in combination with a separating plate in the outlet region at the outlet opening of the cooler housing, for example flanged.
In einer Weiterbildung der Erfindung sind mehrflutige Wärmetauscher mit min einer Umlenkung des zweiten Fluids ausgebildet. Dabei wird das zweite Fluid nicht in Teilströme aufgeteilt sondern durch einen Teil der Fluidkanäle vom Eintrittsende des zweiten Fluids an das andere Ende geführt, wo es umgelenkt, insbesondere im Wesentlichen um 180° umgelenkt, wird und durch einen anderen Teil der Fluidkanäle wieder zurückgeführt wird. Die Umlenkung kann dabei in mehreren Teilstufen erfolgen. Es können aber auch mehrere Umlenkungen vorgesehen sein, wobei der Austritt des zweiten Fluids bei einer ungeraden Anzahl von Umlenkungen am Eintrittsende des Wärmetauschers erfolgt und der Austritt bei einer geraden Zahl von Umlenkungen am anderen Ende des Wärmetauschers erfolgt.In a development of the invention, multi-flow heat exchangers are formed with a deflection of the second fluid. In this case, the second fluid is not divided into sub-streams but through a portion of the fluid channels led from the inlet end of the second fluid to the other end, where it deflected, in particular substantially deflected by 180 °, and is returned by another part of the fluid channels again. The deflection can be done in several sub-stages. But it can also be provided several deflections, wherein the outlet of the second fluid takes place at an odd number of deflections at the inlet end of the heat exchanger and the outlet takes place at an even number of deflections at the other end of the heat exchanger.
In einer Weiterbildung der Erfindung erfolgt die Umlenkung, als U-Flow, wobei der Eintritt und der Austritt für das zweite Fluid eng beieinander an einem Kühlerende liegen, wodurch der Wärmetauscher bauraumoptimiert integrierbar ist.In a further development of the invention, the deflection takes place as a U-flow, wherein the inlet and the outlet for the second fluid are close to each other at a radiator end, whereby the heat exchanger can be integrated space-optimized.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist der Wärmetauscher als Ladeluftzwi- schenkühler zwischen den Verdichterstufen eines Turbomotors ausgebildet, wobei im Umlenkbereich insbesondere keine Trennelemente oder andere Umlenkelemente ausgebildet sind, da die Umlenkung durch ein an diesem Ende geschlossenes Gehäuse erfolgt.In a further development of the invention, the heat exchanger is designed as a charge air intermediate cooler between the compressor stages of a turbo engine, wherein in particular no separating elements or other deflecting elements are formed in the deflection region, since the deflection takes place by means of a housing closed at this end.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist bei der U-Flow Ausbildung kein separates Bypassrohr erforderlich, da im Bypassbetrieb die Verbindung zwischen Ein- und Austrittsstutzen im kombinierten Ein-/Austrittsbereich des Kühlers kurzgeschlossen ist. Im Fall gekühlter Abgasrückführung wird der Weg zwischen Ein- und Austrittstutzen versperrt und das 2. Fluid, insbesondere das Abgas, wird durch die Wärmetauscherkanäle geführt.In a further development of the invention, no separate bypass pipe is required in the case of the U-flow design since the connection between the inlet and outlet nozzles in the combined inlet / outlet region of the cooler is short-circuited during bypass operation. In the case of cooled exhaust gas recirculation, the path between the inlet and outlet ports is blocked and the second fluid, in particular the exhaust gas, is guided through the heat exchanger channels.
In einer Weiterbildung der Erfindung des Wärmetauschers mit U-Flow ist mit einer internen Bypassklappe und/oder einem Kombiventil und/oder mit einer externen Bypassklappe und/oder mit einem Kombiventil ausgeführt. Bei einer externen Bypassklappe in Kombination mit einem U-Flow-Kühler ist die Teilung des Ein-/Austrittsbereich durch ein Trennelement vorzusehen und die Bypassklappe ist dann insbesondere in ein Modul integriert, welches direkt den Weg durch den Abgaskühler kurzschließen kann. Wie erwähnt, kann der erfindungsgemäße Wärmeübertrager besonders vorteilhaft als Abgaskühler eingesetzt werden; dabei ist insbesondere die Kühlung des Gehäusemantels von Vorteil, weil das Kühlmittel teilweise in direktem Kontakt mit der Gehäusewand oder indirekt über Materialbrücken mit der Gehäusewand in Verbindung steht. Die Kühlung des Abgaskühlers kann je nach Einsatz bei einer Hoch- oder Niederdruckabgasrückführung (Abgas- entnahme vor oder hinter der Abgasturbine) durch das Kühlmittel des Kühlkreislaufes der Brennkraftmaschine oder durch Luft erfolgen, wobei eine Anpassung der Strömungsquerschnitte und des Wärmeüberganges, z. B. durch Turbulenzeinlagen erfolgt. Vorteilhaft bei der Verwendung als Abgaskühler ist auch die Anordnung eines Oxidationskatalysators in Strömungsrichtung des Abgases vor den Scheibenpaaren, also im Eintrittsbereich des Abgaskühlers. Insbesondere sinnvoll ist die Integration eines Oxidationskatalysators vor den Wärmetauscherrohren und einer gegebenenfalls erforderlichen Bypassklappe im Austrittsbereich des Kühlers, da dann die Klappe/Kombiventil vor Verschmutzung geschützt ist.In a development of the invention, the heat exchanger with U-flow is designed with an internal bypass flap and / or a combination valve and / or with an external bypass flap and / or with a combination valve. In the case of an external bypass flap in combination with a U-flow cooler, the division of the inlet / outlet area by a separating element is to be provided and the bypass flap is then integrated in particular in a module which can directly short-circuit the path through the exhaust gas cooler. As mentioned, the heat exchanger according to the invention can be used particularly advantageously as an exhaust gas cooler; In particular, the cooling of the housing shell is advantageous because the coolant is partially in direct contact with the housing wall or indirectly via material bridges with the housing wall in connection. The cooling of the exhaust gas cooler can be done depending on the application in a high or low pressure exhaust gas recirculation (exhaust extraction before or after the exhaust turbine) by the coolant of the cooling circuit of the engine or by air, with an adjustment of the flow cross sections and the heat transfer, z. B. is done by turbulence inserts. An advantage of the use as an exhaust gas cooler is also the arrangement of an oxidation catalyst in the flow direction of the exhaust gas in front of the disk pairs, ie in the inlet region of the exhaust gas cooler. Particularly useful is the integration of an oxidation catalyst in front of the heat exchanger tubes and an optionally required bypass flap in the outlet region of the radiator, since then the flap / combi valve is protected from contamination.
Der erfindungsgemäße Wärmeübertrager kann vorteilhaft auch als Ladeluftkühler, sei es mit direkter Kühlung (Luft) oder mit indirekter Kühlung (flüssi- ges Kühlmittel), verwendet werden. Ferner kann der erfindungsgemäße Wärmeübertrager vorteilhaft als kühlmittelgekühlter Ölkühler oder als luftgekühlter Kondensator einer Kraftfahrzeugklimaanlage eingesetzt werden. Bei den unterschiedlichen Verwendungen ist lediglich eine Anpassung an die unterschiedlichen Medien und Wärmeübergangsverhältnisse erforderlich.The heat exchanger according to the invention can also be used advantageously as a charge air cooler, whether with direct cooling (air) or with indirect cooling (liquid coolant). Furthermore, the heat exchanger according to the invention can be used advantageously as a coolant-cooled oil cooler or as an air-cooled condenser of an automotive air conditioning system. For the different uses, only adaptation to the different media and heat transfer conditions is required.
Weiterhin können für das erste Medium neben den beiden einfachen Anschlussarten Gleichstrom zwischen erstem und zweitem Fluid oder Gegenstrom zwischen erstem und zweitem Fluid (wobei der U-Flow Kühler eine Kombination aus beidem darstellt) auch mehr als ein Kreislauf für das erste Fluid vorgesehen sein. So kann beispielsweise bei einer Abgaskühleranwendung im Eintrittsbereich des Abgases der Kühlmittelstrom parallel zum Abgas geführt werden, was einer effektiven Siedevermeidung dient, und im Austrittsbereich des Abgases der Kühlmittelstrom im Gegenstrom zum Abgas geführt werden, womit ein besonders effizienter Wärmeübergang im hin- teren Teil des Wärmetauschers erreicht wird, siehe DE10328746, deren In- halt hiermit ausdrücklich offenbart wird. Die Ableitung des ersten Fluids in der Mitte des Wärmetauschers kann durch einen gemeinsamen Austritt für beide Kreisläufe oder durch separate Austritte erfolgen. Zur Verbesserung des Wärmeüberganges können aber beispielsweise auch zwei Kreisläufe für das erste Medium hintereinander angeordnet und beide im Gegenstrom zum zweiten Fluid durchströmt sein. In diesem Fall haben beide Kreisläufe für das erste Medium einen eigenen Eintritt und Austritt.Furthermore, for the first medium, in addition to the two simple connection types, direct current between the first and second fluid or countercurrent between the first and second fluid (the U-flow cooler being a combination of both) may also be provided more than one circuit for the first fluid. Thus, for example, in an exhaust gas cooler application in the inlet region of the exhaust gas, the coolant flow can be conducted parallel to the exhaust gas, which effectively serves to prevent boiling, and in the outlet region of the exhaust gas, the coolant flow is conducted in countercurrent to the exhaust gas, whereby a particularly efficient heat transfer in the rear part of the heat exchanger is achieved, see DE10328746, whose is hereby expressly disclosed. The discharge of the first fluid in the middle of the heat exchanger can be done by a common exit for both circuits or by separate outlets. To improve the heat transfer, however, it is also possible, for example, for two circuits for the first medium to be arranged one behind the other and for both to flow in countercurrent to the second fluid. In this case, both circuits for the first medium have their own entrance and exit.
Konzepte mit zwei Kreisläufen des ersten Fluids im Gegenstrom zum zweiten Fluid sind besonders sinnvoll, wenn erstes und zweites Medium ähnliche Wärmekapazitäten haben oder das zweite Medium eine höhere Wärmekapazität als das erste aufweist, insbesondere auch wenn beide Medien gasförmig sind.Concepts with two circuits of the first fluid countercurrent to the second fluid are particularly useful when first and second medium have similar heat capacities or the second medium has a higher heat capacity than the first, especially if both media are gaseous.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert. Es zeigenEmbodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be explained in more detail below. Show it
Fig. 1 einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Abgaskühler mit scheibenförmigen Kühlmittelkanälen,1 shows a section through an exhaust gas cooler according to the invention with disc-shaped coolant channels,
Fig. 2a, 2b, 2c weitere Ausführungsbeispiele für die Ausbildung der Kühl- mittelkanäle mit direkter Kühlung der Gehäusewand,2a, 2b, 2c further embodiments for the formation of the coolant medium channels with direct cooling of the housing wall,
Fig. 3a, 3b, 3c weitere Ausführungsbeispiele für die Ausbildung der Kühlmittelkanäle mit mittelbarer Kühlung der Gehäusewände, Fig. 4 eine Explosivdarstellung des Abgaskühlers mit Gehäuseschale, Scheibenpaaren und Deckel, Fig. 5a eine Explosivdarstellung der Scheibenpaare und des Deckels,3a, 3b, 3c further embodiments for the formation of the coolant channels with indirect cooling of the housing walls, Fig. 4 is an exploded view of the exhaust gas cooler with housing shell, disc pairs and cover, Fig. 5a shows an exploded view of the disc pairs and the lid,
Fig. 5b eine Explosivdarstellung eines ungefügten Scheibenpaares, welches mindestens eine Oberscheibe und mindestens eine Unterscheibe umfasst, und einer weiteren Unterscheibe ei- nes benachbarten ScheibenpaaresFIG. 5b shows an exploded view of an unfused disk pair, which comprises at least one upper disk and at least one lower disk, and another lower disk of an adjacent disk pair
Fig. 5c ein Schnitt C-C durch eine Explosivdarstellung eines ungefügten Scheibenpaares, welches mindestens eine Oberscheibe und mindestens eine Unterscheibe umfasstFig. 5c is a section C-C by an exploded view of an unfastened disc pair, which comprises at least one upper disc and at least one lower disc
Fig. 5d eine perspektivische Darstellung eines gefügten Scheiben- paares Fig. 5e eine Ansicht eines gefügten Scheibenpaares in Strömungsrichtung des zweiten FluidsFig. 5d is a perspective view of a joined pair of discs Fig. 5e is a view of an assembled pair of discs in the flow direction of the second fluid
Fig. 6a, 6b, 6c Ausbildungsformen für ein zweiteiliges Gehäuse des Abgaskühlers, Fig. 7a, 7b Längsschnitte durch den Abgaskühler mit unterschiedlicherFig. 6a, 6b, 6c forms of training for a two-part housing of the exhaust gas cooler, Fig. 7a, 7b longitudinal sections through the exhaust gas cooler with different
Abgas- und Kühlmittelführung,Exhaust and coolant guidance,
Fig. 8a, 8b Längsschnitte durch den Abgaskühler mit integriertem By- passrohr und Trennwand im Eintritts- oder Austrittsbereich,8a, 8b are longitudinal sections through the exhaust gas cooler with integrated bypass pipe and dividing wall in the inlet or outlet region,
Fig. 9 einen Längsschnitt durch einen Abgaskühler mit Bypassrohr und integrierter Bypassklappe,9 shows a longitudinal section through an exhaust gas cooler with bypass pipe and integrated bypass flap,
Fig. 10 einen Längsschnitt durch einen Abgaskühler mit Bypassrohr und zwei separaten Eintrittsstutzen,10 is a longitudinal section through an exhaust gas cooler with bypass pipe and two separate inlet nozzle,
Fig. 11 einen Längsschnitt durch einen Abgaskühler mit Umlenkung des Abgasstromes (zweiflutige Durchströmung), Fig. 12 einen Längsschnitt durch einen Abgaskühler mit zweiflutiger11 is a longitudinal section through an exhaust gas cooler with deflection of the exhaust gas flow (double-flow), Fig. 12 shows a longitudinal section through an exhaust gas cooler with double-flow
Durchströmung und integriertem Bypass mit Bypassklappe,Flow and integrated bypass with bypass flap,
Fig. 13 einen Längsschnitt durch einen Abgaskühler mit Oxidations- katalysator im Abgaseintrittsbereich,13 is a longitudinal section through an exhaust gas cooler with oxidation catalyst in the exhaust gas inlet region,
Fig. 14 ein Längsschnitt durch einen Abgaskühler mit zwei Fluten und jeweils einem Rückschlagventil für jede Flut im Austrittsbereich des 2 FluidsFig. 14 is a longitudinal section through an exhaust gas cooler with two floods and one check valve for each flood in the outlet region of the 2 fluid
Fig. 15 ein Längsschnitt D-D durch zwei verkrimpte und gefügteFig. 15 is a longitudinal section D-D by two crimped and joined
Scheibenpaare undDisk pairs and
Fig. 16 einen Längsschnitt durch einen Abgaskühler mit Umlenkung des Abgasstromes (zweiflutige Durchströmung), wobei das16 is a longitudinal section through an exhaust gas cooler with deflection of the exhaust gas flow (double-flow), wherein the
Fluid in einer Flut in den Abgaskühler eintritt und durch die andere Flut aus dem Abgaskühler austritt.Fluid enters the exhaust gas cooler in one tide and exits the exhaust gas cooler through the other.
Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Wärmeübertrager 1 , welcher als Ab- gaskühler ausgebildet und in einem Abgasrückführsystem (AGR-System) einer Brennkraftmaschine für Kraftfahrzeuge einsetzbar ist. AGR-Systeme sind aus dem Stand der Technik bekannt: dabei wird das Abgas der Brennkraftmaschine vor oder hinter einer Abgasturbine (Hochdruck oder Niederdruck-Rückführung) entnommen und ein- oder zweistufig gekühlt dem An- saugtrakt der Brennkraftmaschine wieder zugeführt. Die entnommene Ab- gasmenge wird über ein Abgasrückführventil (AGR-Ventil) geregelt. Der dargestellte Abgaskühler 1 wird von Abgas durchströmt und durch ein flüssiges Kühlmittel, welches vorzugsweise dem Kühlkreislauf der Brennkraftmaschine entnommen wird, gekühlt. Der Abgaskühler 1 weist ein zweiteiliges Gehäuse 2 auf, welches aus einer wannenförmigen Gehäuseschale 2a und einem Deckel 2b besteht - beide Teile sind vorzugsweise als Blechteile ausgebildet und können durch Tiefziehen hergestellt werden. In der Gehäuseschale 2a ist ein Paket von Scheibenpaaren 3 angeordnet, welche vom Kühlmittel durchströmt werden. Die Scheibenpaare 3 erstrecken sich über die volle Breite der Gehäuseschale 2a, welche zwei in der Zeichnung senkrecht dargestellte und parallel zueinander verlaufende Gehäusewände 2c, 2d aufweist. Die Scheibenpaare 3 weisen Längsseiten 3a auf, welche an den Gehäusewänden 2c, 2d anliegen, und bilden Strömungskanäle, welche mit Turbulenzeinlagen 4 zur Erhöhung des Wärmeüberganges bestückt sind. Die Scheibenpaare 3 sind im parallel im Abstand zueinander angeordnet und bilden Durchtrittskanäle 5 für das Abgas. In den Durchtrittskanälen 5 sind zur Erhöhung des Wärmeüberganges Turbulenzeinlagen 6 angeordnet. Sämtliche Teile des Abgaskühlers 1 sind stoffschlüssig, d. h. durch Löten miteinander verbunden. Das Löten erfolgt vorzugsweise in einem Arbeitsgang in einem nicht dargestellten Lötofen. Die Scheibenpaare weisen jeweils eine Oberscheibe 80b und eine Unterscheibe 80c auf.1 shows a heat exchanger 1 according to the invention, which is designed as an exhaust gas cooler and can be used in an exhaust gas recirculation system (EGR system) of an internal combustion engine for motor vehicles. EGR systems are known from the prior art: in this case, the exhaust gas of the internal combustion engine is removed in front of or behind an exhaust gas turbine (high-pressure or low-pressure recirculation) and cooled in one or two stages to the intake tract of the internal combustion engine. The withdrawn amount of gas is controlled by an exhaust gas recirculation valve (EGR valve). The illustrated exhaust gas cooler 1 is traversed by exhaust gas and cooled by a liquid coolant, which is preferably removed from the cooling circuit of the internal combustion engine. The exhaust gas cooler 1 has a two-part housing 2, which consists of a trough-shaped housing shell 2a and a cover 2b - both parts are preferably formed as sheet metal parts and can be produced by deep drawing. In the housing shell 2a, a package of disc pairs 3 is arranged, which are flowed through by the coolant. The pairs of disks 3 extend over the full width of the housing shell 2 a, which has two housing walls 2 c, 2 d, which are shown perpendicularly in the drawing and run parallel to one another. The pairs of disks 3 have longitudinal sides 3a, which rest against the housing walls 2c, 2d, and form flow channels, which are equipped with turbulence inserts 4 to increase the heat transfer. The pairs of discs 3 are arranged in parallel at a distance from each other and form passageways 5 for the exhaust gas. In the passageways 5 turbulence inserts 6 are arranged to increase the heat transfer. All parts of the exhaust gas cooler 1 are cohesively, ie connected to each other by soldering. The soldering is preferably carried out in one operation in a soldering furnace, not shown. The disk pairs each have a top disk 80b and a bottom disk 80c.
Fig. 2a zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung als Ausschnitt aus einem Abgaskühler - für gleiche Teile werden gleiche Bezugszahlen wie bei Fig. 1 verwendet. Zwischen den beiden Gehäusewänden 2c, 2d sind zwei abgewandelte Scheibenpaare 7 angeordnet, welche mit ihren Längsseiten 7a durch Löten mit den Gehäusewänden 2c, 2d verbunden sind. Die Scheibenpaare 7 bestehen jeweils aus einer Oberscheibe 7b und einer Unterscheibe 7c, die randseitig über einen Falz miteinander verbunden sind. Der vom Kühlmittel durchströmte Strömungsquerschnitt reicht bis an die Gehäusewände 2c, 2d und bewirkt somit eine Kühlung der Gehäusewände, welche durch den Abgasstrom erwärmt werden.Fig. 2a shows a further embodiment of the invention as a section of an exhaust gas cooler - for the same parts same reference numerals as in Fig. 1 are used. Between the two housing walls 2c, 2d two modified pairs of discs 7 are arranged, which are connected with their longitudinal sides 7a by soldering to the housing walls 2c, 2d. The pairs of disks 7 each consist of an upper disk 7b and a lower disk 7c, which are connected to each other at the edge via a fold. The flow cross-section through which the coolant flows reaches up to the housing walls 2c, 2d and thus effects cooling of the housing walls, which are heated by the exhaust gas stream.
Fig. 2b zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung für die Ausbil- düng eines Scheibenpaares 8, welches aus einer Oberscheibe 8a, 80b und einer Unterscheibe 8b, 80c zusammen gesetzt und seitlich durch je einen Falz 8c geschlossen ist. Der Strömungsquerschnitt des Scheibenpaares 8 ist seitlich zu Seitenkanälen 8d, 8e erweitert, die etwa die Höhe der Abgaskanäle 5 bzw. der in den Abgaskanälen 5 angeordneten Turbulenzeinlagen 6 aufweisen. Die Seitenkanäle 8d, 8e, welche vom Kühlmittel durchströmt werden, erstrecken sich somit von einem Scheibenpaar 8 bis zum benachbarten Scheibenpaar und liegen vollflächig an den Gehäusewänden 2c, 2d an. Dadurch wird eine sehr gute Kühlung der Gehäusewände 2c, 2d erreicht, die somit vom Abgasstrom isoliert sind. Gleiche Merkmale sind mit den glei- chen Bezugszeichen wie in den vorhergehenden Figuren versehen.FIG. 2b shows a further embodiment of the invention for the embodiment of a pair of discs 8, which consists of a top plate 8a, 80b and a lower plate 8b, 80c set together and laterally closed by a respective fold 8c. The flow cross-section of the pair of discs 8 is laterally expanded to side channels 8d, 8e, which have approximately the height of the exhaust ducts 5 and arranged in the exhaust ducts 5 turbulence inserts 6. The side channels 8d, 8e, which are flowed through by the coolant, thus extend from a pair of disks 8 to the adjacent pair of disks and lie over the entire surface of the housing walls 2c, 2d. As a result, a very good cooling of the housing walls 2c, 2d is achieved, which are thus isolated from the exhaust gas flow. Identical features are provided with the same reference numerals as in the preceding figures.
Fig. 2c zeigt eine weitere Ausbildung von Scheibenpaaren 9, welches eine Oberscheibe 80b und eine Unterscheibe 80c umfasst, zwischen Gehäusewänden 2c, 2d, wobei durch eine Erweiterung des Strömungsquerschnittes Seitenkanäle 9a, 9b ausgebildet sind, welche allerdings nicht die volle Höhe der Abgaskanäle aufweisen, sondern nur einen Teil, z. B. 50 % - die restliche Kanalhöhe wird jeweils durch einen Längsfalz 9c, 9d überbrückt. Auch diese Ausführung ergibt eine sehr gute Kühlung der Gehäusewände 2c, 2d, da diese von Kühlmittel umspült werden. Gleiche Merkmale sind mit den gleichen Bezugszeichen wie in den vorhergehenden Figuren versehen.2 c shows a further embodiment of disk pairs 9, which comprises a top disk 80 b and a bottom disk 80 c, between housing walls 2 c, 2 d, wherein side channels 9 a, 9 b are formed by an enlargement of the flow cross-section, which, however, do not have the full height of the exhaust channels, but only a part, z. B. 50% - the remaining channel height is bridged by a longitudinal fold 9c, 9d. This embodiment also results in a very good cooling of the housing walls 2c, 2d, since they are surrounded by coolant. Identical features are provided with the same reference numerals as in the preceding figures.
Die Figuren 3a, 3b, 3c zeigen weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung für Ausbildungen von Scheibenpaaren 10, 11 , 12, die jeweils aus einer O- berscheibe 80b und einer Unterscheibe 80c gebildet werden, deren Strö- mungskanäle eine Breite b aufweisen, welche kleiner als die lichte Weite w des Gehäuses ist - zwischen den Strömungskanälen der Scheibenpaare 10, 11 , 12 sind jeweils in Längsrichtung verlaufende Materialbrücken 10a, 10b, 11a, 11 b, 12a, 12b angeordnet, welche - jeweils in verschiedenen Ausbildungen - an den Gehäusewänden 2c, 2d anliegen und mit diesen verlötet sind. Hierdurch wird ebenfalls eine gute Kühlwirkung, d. h. eine mittelbare Kühlung der Gehäusewände 2c, 2d erreicht, d. h. durch Wärmeleitung über die Materialbrücken 10a, 10b, 11a, 11 b, 12a, 12b. Gleiche Merkmale sind mit den gleichen Bezugszeichen wie in den vorhergehenden Figuren versehen. Fig. 4 zeigt eine 3D-Darstellung der Einzelteile eines Abgaskühlers, welcher dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 entspricht. Gleiche Merkmale sind mit den gleichen Bezugszeichen wie in den vorhergehenden Figuren versehen. In der Zeichnung unten ist eine wannenförmig ausgebildete Gehäuse- schale 13 dargestellt, welche stirnseitig, d. h. auf ihrer Schmalseite eine Abgaseintrittsöffnung 13a und auf der gegenüber liegenden Schmalseite (größtenteils verdeckt) eine Abgasaustrittsöffnung 13b aufweist. Oberhalb der Gehäuseschale 13 sind drei Scheibenpaare 14, eine Abdeckplatte 15 und der Gehäusedeckel 16 dargestellt. Die etwa rechteckförmig ausgebildeten Scheibenpaare 14 weisen an ihren Längsseiten jeweils abgewinkelte Randstreifen 14a auf, welche als Falze ausgebildet und mit der Innenseite der Gehäuseschale 13 verlötbar sind. Die Scheibenpaare 14 werden von Kühlmittel durchströmt und weisen daher napfartige Ausprägungen 14b, 14c auf, welche im verlöteten Zustand jeweils einen Zuführ- und einen Abführkanal für die Scheibenpaare bilden, die somit parallel zueinander durchströmbar sind. Die Kühlmittelanschlüsse (hier nicht dargestellt) befinden sich im Deckel 16 des Gehäuses. Man erkennt aus dieser Darstellung auch, dass die Einzelteile des Abgaskühlers auf einfache Weise gefügt und für den Lötpro- zess vorbereitet werden können.FIGS. 3 a, 3 b, 3 c show further exemplary embodiments of the invention for embodiments of disk pairs 10, 11, 12 which are each formed from an outer disk 80 b and a lower disk 80 c whose flow channels have a width b which is smaller than that clear width w of the housing is - between the flow channels of the disk pairs 10, 11, 12 are each longitudinally extending material bridges 10a, 10b, 11a, 11b, 12a, 12b arranged, which - each in different configurations - on the housing walls 2c, 2d abut and soldered with these. As a result, a good cooling effect, ie an indirect cooling of the housing walls 2c, 2d is also achieved, ie by heat conduction via the material bridges 10a, 10b, 11a, 11b, 12a, 12b. Identical features are provided with the same reference numerals as in the preceding figures. 4 shows a 3D representation of the individual parts of an exhaust gas cooler, which corresponds to the exemplary embodiment according to FIG. Identical features are provided with the same reference numerals as in the preceding figures. In the drawing below, a trough-shaped housing shell 13 is shown, which end face, ie on its narrow side an exhaust gas inlet opening 13a and on the opposite narrow side (largely hidden) has an exhaust gas outlet opening 13b. Above the housing shell 13, three pairs of disks 14, a cover plate 15 and the housing cover 16 are shown. The approximately rectangular shaped pairs of discs 14 have on their longitudinal sides in each case angled edge strips 14a, which are formed as folds and can be soldered to the inside of the housing shell 13. The disk pairs 14 are flowed through by coolant and therefore have cup-like characteristics 14b, 14c, which in the soldered state in each case form a feed and a discharge channel for the disk pairs, which can thus be flowed through parallel to one another. The coolant connections (not shown here) are located in the lid 16 of the housing. It can also be seen from this illustration that the individual parts of the exhaust gas cooler can be easily joined and prepared for the soldering process.
Fig. 5a zeigt eine weitere Darstellung der Scheibenpaare 14 gemäß Fig. 4 in einer Frontansicht, d. h. in Strömungsrichtung des Abgases gesehen. Es werden die gleiche Bezugszahlen wie in Fig. 4 verwendet. Die Scheibenpaare 14 sind parallel und im Abstand zueinander angeordnet und bilden etwa rechteckförmige Strömungskanäle (Durchtrittskanäle) 17 für das Abgas, wobei hier Turbulenzeinlagen, wie in den Figuren 1 bis 3 dargestellt, weggelassen sind. Die Scheibenpaare 14 bestehen jeweils aus zwei Scheiben, nämlich einer Oberscheibe 14d und einer Unterscheibe 14e, welche jeweils an ihren Längsseiten durch den abgewinkelten Falz 14a miteinander verbunden sind. Die Stirnseiten 14f, welche die Anströmkanten für das Abgas bilden, sind dagegen durch einen flachen Falz miteinander verbunden. Somit sind die Scheibenpaare 14 randseitig umlaufend abgedichtet. Die napfartigen Ausprägungen 14b sind aus der Oberscheibe 14d ausgeformt und liegen an der benachbarten Unterscheibe 14e an - somit wird ein quer zur Abgas- Strömungsrichtung verlaufender Zu- bzw. Abströmkanal für das Kühlmittel geschaffen. Die Ausprägungen sind zur Erzielen eines geringen abgasseiti- gen Druckabfalls strömungsgünstig ausgebildet, z. B. - wie aus Fig. 4 ersichtlich - mit einem ovalen oder elliptischen Querschnitt. Im Übrigen können - je nach Anwendungsfall - statt der Turbulenzeinlagen auch Strukturele- mente in Form von Sicken oder so genannten Winglets in die Scheiben eingeformt werden.FIG. 5a shows a further illustration of the pairs of disks 14 according to FIG. 4 in a front view, ie viewed in the flow direction of the exhaust gas. The same reference numerals as in Fig. 4 are used. The pairs of disks 14 are arranged parallel and at a distance from each other and form approximately rectangular flow channels (passage channels) 17 for the exhaust gas, in which case turbulence inserts, as shown in Figures 1 to 3, are omitted. The pairs of discs 14 each consist of two discs, namely an upper disc 14d and a lower disc 14e, which are connected to each other at their longitudinal sides by the angled fold 14a. The end faces 14f, which form the leading edges for the exhaust gas, in contrast, are connected to each other by a shallow fold. Thus, the pairs of discs 14 are peripherally sealed circumferentially. The cup-like characteristics 14b are formed from the upper disk 14d and abut on the adjacent lower disk 14e - thus becomes a transverse to the exhaust gas flow direction inlet and outlet channel for the coolant created. The characteristics are aerodynamically designed to achieve a low exhaust gas pressure drop, z. B. - as shown in Fig. 4 can be seen - with an oval or elliptical cross-section. Incidentally, depending on the application, instead of the turbulence inserts, structural elements in the form of beads or so-called winglets can also be molded into the panes.
Fig. 5b zeigt eine Explosivdarstellung eines ungefügten Scheibenpaares 3,14, welches mindestens eine Oberscheibe 80b und mindestens eine Un- terscheibe 80c umfasst, sowie eine weitere Unterscheibe 80c eines benachbarten Scheibenpaares. Gleiche Merkmale sind mit den gleichen Bezugszeichen wie in den vorhergehenden Figuren versehen. Die Oberscheibe 80b und die Unterscheibe 80c weisen jeweils eine Scheibenöffnung 81 auf, die als Bohrung ausgebildet ist. Die Oberscheibe 80b umfasst mindestens eine Ausprägung 14b, insbesondere zwei Ausprägungen 14b, die als Kegelstumpf in Stapelrichtung ausgebildet sind. Der Kegelstumpf umfasst auf der Seite des kleinsten Außendurchmessers eine Oberscheibenringfläche 82, 82c, welche parallel zur Scheibenfläche 92 der Oberscheibe 80b und der Unterscheibe 80c und senkrecht zur Stapelrichtung der Scheibenpaare 3, 14 angeordnet ist. Die Unterscheibe 80c weist eine Unterscheibenringfläche 83, 83c auf, welche einstϋckig mit der Scheibenfläche 92 ausgebildet ist und im Bereich der Scheibenöffnung identisch mit dieser ist. Im gefügten, insbesondere verlöteten, geschweißten, geklebten usw., Zustand berühren sich die Oberscheibenringfläche 82, 82c eines Scheibenpaares 3, 14 und die Unter- scheibenringfläche 83, 83c eines benachbarten Scheibenpaares 3, 14 und sind miteinander stoffschlüssig verbunden. Die Oberscheibe 80b umfasst an den Scheibenrändern eine Oberscheibenrandfläche 85. Die Unterscheibe 80c umfasst an den Scheibenrändern eine Unterscheibenrandfläche 86. O- berscheibenrandfläche 85 und Unterscheibenrandfläche 86 korrespondieren miteinander und sind stoffschlüssig, insbesondere durch Löten, Schweißen, Kleben usw. miteinander verbunden. Die Oberscheibenrandfläche 85 verläuft in Längsrichtung der Scheibe im Wesentlichen parallel zur Unterschreibenrandfläche 86, ebenso wie die Oberscheibenrandfläche 85 in Richtung der Scheibenbreite welche, insbesondere im Wesentlichen senkrecht zur Längsrichtung der Scheibe und im Wesentlichen senkrecht zur Stapelrich- tung der Scheiben ausgerichtet ist, im Wesentlichen parallel zur Unterschei- benrandfläche. In den Abschnitten der Oberscheibenrandfläche und der Un- terscheibenrandfläche, in denen die Längsseite der Scheibe in Stapelrichtung in die Scheibenbreite übergeht, ist ein Stoß 93 der Unter- und Ober- scheibenrandfläche derart ausgebildet, dass der Stoß 93 einer Scheiben- randfläche in Längsrichtung im Wesentlichen als ein Viertelzylinder ausgebildet ist und dass sich die Viertelzylinder der Unter- und Oberscheibe im Wesentlichen wie zwei ineinander geschobene konzentrische Viertelzylinder berühren und miteinander stoffschlüssig, insbesondere durch Löten, Schweißen, Kleben usw. verbunden sind.FIG. 5 b shows an exploded view of an unfused disk pair 3, 14, which comprises at least one upper disk 80 b and at least one lower disk 80 c, as well as a further lower disk 80 c of an adjacent disk pair. Identical features are provided with the same reference numerals as in the preceding figures. The upper disc 80b and the lower disc 80c each have a disc opening 81 formed as a bore. The upper disk 80b comprises at least one embodiment 14b, in particular two configurations 14b, which are formed as a truncated cone in the stacking direction. The truncated cone comprises on the side of the smallest outer diameter a Oberscheibenringfläche 82, 82 c, which is arranged parallel to the disc surface 92 of the upper disc 80 b and the lower disc 80 c and perpendicular to the stacking direction of the disc pairs 3, 14. The lower disk 80c has a lower disk ring surface 83, 83c, which is formed in one piece with the disk surface 92 and is identical to the disk aperture in the region of the disk opening. In the joined, in particular soldered, welded, bonded, etc. state, the upper disc ring surface 82, 82c of a disk pair 3, 14 and the lower disk ring surface 83, 83c of an adjacent disk pair 3, 14 touch each other and are connected to one another in a materially bonded manner. The upper disk 80b comprises at the disk edges an upper disk edge surface 85. The lower disk 80c comprises at the disk edges a lower disk edge surface 86. The outer disk surface 85 and lower disk edge surface 86 correspond to each other and are materially bonded, in particular by soldering, welding, gluing etc. The upper disk edge surface 85 extends in the longitudinal direction of the disk substantially parallel to the signing edge surface 86, as well as the upper disk edge surface 85 in the direction of the disk width which, in particular substantially perpendicular to the longitudinal direction of the disk and substantially perpendicular to the Stapelrich- is aligned with the discs, substantially parallel to the lower edge of the disc. In the sections of the top edge surface and the bottom edge surface in which the longitudinal side of the pane merges into the width of the pane in the stacking direction, a joint 93 of the bottom and top edge surface is formed so that the impact 93 of a pane edge surface is substantially longitudinal is designed as a quarter-cylinder and that touch the quarter-cylinder of the lower and upper disc substantially like two telescoped concentric quarter cylinder and are materially connected, in particular by soldering, welding, gluing, etc.
Fig. 5c zeigt einen Schnitt C-C durch die Explosivdarstellung Fig. 5b eines ungefügten Scheibenpaares, welches mindestens eine Oberscheibe 80b und mindestens eine Unterscheibe 80c umfasst. Gleiche Merkmale sind mit den gleichen Bezugszeichen wie in den vorhergehenden Figuren versehen.FIG. 5c shows a section C-C through the exploded illustration FIG. 5b of an unfused disk pair, which comprises at least one upper disk 80b and at least one lower disk 80c. Identical features are provided with the same reference numerals as in the preceding figures.
Fig. 5d zeigt eine perspektivische Darstellung eines gefügten Scheibenpaares 3, 14. Gleiche Merkmale sind mit den gleichen Bezugszeichen wie in den vorhergehenden Figuren versehen. Im gefügten, insbesondere verlöteten, geschweißten, geklebten usw., Zustand berühren sich die Oberscheibenring- fläche 82, 82c eines Scheibenpaares 3, 14 und die Unterscheibenringfläche 83, 83c eines benachbarten Scheibenpaares 3, 14 und sind miteinander stoffschlüssig verbunden. Die Oberscheibe 80b umfasst an den Scheibenrändern eine Oberscheibenrandfläche 85. Die Unterscheibe 80c umfasst an den Scheibenrändern eine Unterscheibenrandfläche 86. Oberscheibenrandfläche 85 und Unterscheibenrandfläche 86 korrespondieren miteinander und sind stoffschlüssig, insbesondere durch Löten, Schweißen, Kleben usw. miteinander verbunden. Die Oberscheibenrandfläche 85 verläuft in Längsrichtung der Scheibe im Wesentlichen parallel zur Unterschreibenrandfläche 86, ebenso wie die Oberscheibenrandfläche 85 in Richtung der Scheibenbreite welche, insbesondere im Wesentlichen senkrecht zur Längsrichtung der Scheibe und im Wesentlichen senkrecht zur Stapelrichtung der Scheiben ausgerichtet ist, im Wesentlichen parallel zur Unterscheibenrandfläche. In den Abschnitten der Oberscheibenrandfläche und der Unterscheibenrandflä- che, in denen die Längsseite der Scheibe in Stapelrichtung in die Scheiben- breite übergeht, ist ein Stoß 93 der Unter- und Oberscheibenrandfläche derart ausgebildet, dass der Stoß 93 einer Scheibenrandfläche in Längsrichtung im Wesentlichen als ein Viertelzylinder ausgebildet ist und dass sich die Vier- telzylinder der Unter- und Oberscheibe im Wesentlichen wie zwei ineinander geschobene konzentrische Viertelzylinder berühren und miteinander stoffschlüssig, insbesondere durch Löten, Schweißen, Kleben usw. verbunden sind.Fig. 5d shows a perspective view of a joined pair of discs 3, 14. The same features are provided with the same reference numerals as in the preceding figures. In the joined, in particular soldered, welded, glued, etc. state, the Oberscheibenring- surface 82, 82c of a disc pair 3, 14 and the lower disc ring surface 83, 83c of an adjacent disc pair 3, 14 touch and are connected to each other cohesively. The upper disk 80b comprises at the disk edges an upper disk edge surface 85. The lower disk 80c comprises at the disk edges a lower disk edge surface 86. Oberscheibenrandfläche 85 and lower disk edge surface 86 correspond to each other and are cohesively, in particular by soldering, welding, gluing, etc. interconnected. The upper disk edge surface 85 extends in the longitudinal direction of the disk essentially parallel to the signing edge surface 86, as well as the upper disk edge surface 85 in the direction of the disk width which, in particular substantially perpendicular to the longitudinal direction of the disk and is oriented substantially perpendicular to the stacking direction of the disks, substantially parallel to the lower disk edge surface , In the sections of the upper edge surface and the lower edge surface, in which the longitudinal side of the disc in the stacking direction in the disc Width transitions, a shock 93 of the bottom and top plate edge surface is formed such that the impact 93 of a disc edge surface in the longitudinal direction is substantially formed as a quarter cylinder and that the quarter-cylinder of the lower and upper disc substantially as two nested concentric quarter cylinder touch and cohesively, in particular by soldering, welding, gluing, etc. are connected.
Fig. 5e zeigt eine Ansicht eines gefügten Scheibenpaares in Strömungsrich- tung des zweiten Fluids. Gleiche Merkmale sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie in den vorhergehenden Figuren.FIG. 5e shows a view of a joined pair of disks in the flow direction of the second fluid. Identical features are provided with the same reference numerals as in the preceding figures.
Fig. 6a, 6b, 6c zeigen unterschiedliche Formen für die Ausbildung von Gehäusen 17, 18, 19, die jeweils kästen- oder wannenförmige Gehäuseschalen 17a, 18a, 19a aufweisen. Gleiche Merkmale sind mit den gleichen Bezugszeichen wie in den vorhergehenden Figuren versehen. Unterschiedlich sind die Deckelformen 17b, 18b, 19b. Der Deckel 17b weist eine umlaufende Si- cke (Rinne) 17c auf, welche auf die umlaufende Oberkante der Gehäuseschale 17a aufsetzbar und somit verlötbar ist. Der Deckel 18b weist einen nach oben stehenden umlaufenden Rand 18c auf, welcher an der Innenwand der Gehäuseschale 18a anliegt. Der Deckel 18b kann somit beim Löten (beim Schmelzen der Lotschichten des Scheibenpaketes) „sacken". Der Deckel 19b weist einen abgewinkelten Rand 19c auf, welcher die Oberkante der Gehäuseschale 19a außen umgreift und somit auch umlaufend verlötbar ist. Alle dargestellten Teile sind kostengünstig als Tiefziehteile herstellbar.Fig. 6a, 6b, 6c show different shapes for the formation of housings 17, 18, 19, each having box-shaped or trough-shaped housing shells 17a, 18a, 19a. Identical features are provided with the same reference numerals as in the preceding figures. Different are the lid forms 17b, 18b, 19b. The cover 17b has a circumferential bead (channel) 17c, which can be placed on the peripheral upper edge of the housing shell 17a and thus soldered. The lid 18b has an upstanding peripheral edge 18c, which rests against the inner wall of the housing shell 18a. The cover 18b can thus "sag" during soldering (during melting of the solder layers of the disk package.) The cover 19b has an angled edge 19c which surrounds the upper edge of the housing shell 19a on the outside and can thus be soldered all around Deep-drawn parts can be produced.
Fig. 7a zeigt einen Abgaskühler 20 im Längsschnitt mit einem Gehäuse 21 , bestehend aus Gehäuseschale 21a, Deckel 21 b, einem Eintritt des ersten Fluids 90 und einem Austritt des ersten Fluids 91. Im Gehäuse 21 ist ein Pa- ket 22 (schraffiert dargestellt), bestehend aus den zuvor erwähnten, hier nicht dargestellten Scheibenpaaren, welche vom Kühlmittel durchströmbar sind, angeordnet. Gleiche Merkmale sind mit den gleichen Bezugszeichen wie in den vorhergehenden Figuren versehen. Die betreffenden Kühlmittelanschlüsse sind als Stutzen 23, 24 im Deckel 21 b des Gehäuses 21 ange- ordnet. Das Abgas, dargestellt durch Pfeile A, tritt durch einen Einthttsstut- zen 25 in den Abgaskühler 20 ein und verlässt ihn über einen Austrittsstutzen 26. In Abgasströmungsrichtung vor dem Scheibenpaket 22 ist ein Eintrittsbereich 27 belassen, der als Diffusor wirkt, und stromabwärts des Scheibenpaketes 22 ist ein Austrittsbereich 28 im Gehäuse 21 belassen, welcher in den Austrittsstutzen 26 übergeht. Das Abgas, dargestellt durch die Pfeile A, strömt also im Wesentlichen in Längsrichtung („axial") durch den Abgaskühler 20 bzw. das Scheibenpaket 22.7a shows an exhaust gas cooler 20 in longitudinal section with a housing 21 consisting of housing shell 21a, cover 21b, an inlet of the first fluid 90 and an outlet of the first fluid 91. In the housing 21 is a packet 22 (shown hatched) , consisting of the previously mentioned, not shown here disc pairs, which are traversed by the coolant arranged. Identical features are provided with the same reference numerals as in the preceding figures. The respective coolant connections are arranged as sockets 23, 24 in the cover 21 b of the housing 21. The exhaust gas, represented by arrows A, passes through a livestock In the exhaust gas flow direction in front of the disk pack 22, an inlet region 27 is left, which acts as a diffuser, and downstream of the disk pack 22, an outlet region 28 is left in the housing 21, which in the outlet nozzle 26 passes. The exhaust gas, represented by the arrows A, thus flows essentially in the longitudinal direction ("axially") through the exhaust gas cooler 20 or the disk pack 22.
Fig. 7b zeigt einen ähnlichen Abgaskühler 29 mit dem Unterschied, dass die Kühlmittelanschlüsse 30, 31 im Bodenteil des Kühlers angeordnet sind und der austrittsseitige Abgasstutzen 32 im Deckelteil des Gehäuses, wodurch eine 90 Grad Umlenkung des austretenden Abgases, dargestellt durch einen Pfeil A, erreichbar ist. Gleiche Merkmale sind mit den gleichen Bezugszeichen wie in den vorhergehenden Figuren versehen. Derartige Änderungen in der Abgas- und Kühlmittelzu- bzw. -abführung sind somit durch einfache Maßnahmen am Gehäuse möglich. In den Figuren 7a, 7b sind Abgas- und Kühlmittelstrom als Gleichstrom dargestellt. Möglich ist jedoch auch, beide Medien im Gegenstrom zueinander zu führen.Fig. 7b shows a similar exhaust gas cooler 29 with the difference that the coolant connections 30, 31 are arranged in the bottom part of the radiator and the outlet side exhaust nozzle 32 in the cover part of the housing, whereby a 90 degree deflection of the exiting exhaust gas, represented by an arrow A, accessible is. Identical features are provided with the same reference numerals as in the preceding figures. Such changes in the exhaust and Kühlmittelzu- or removal are thus possible by simple measures on the housing. In FIGS. 7a, 7b exhaust gas and coolant flow are shown as direct current. However, it is also possible to carry both media in countercurrent to each other.
Figuren 8a und 8b zeigen weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung, und zwar einen Abgaskühler 33 mit unten angeordnetem Bypasskanal 34 und einen Abgaskühler 35 mit oben angeordneten Bypasskanal 36. Gleiche Merkmale sind mit den gleichen Bezugszeichen wie in den vorhergehenden Figuren versehen. Beide Bypasskanäle 34, 36 können als Rohr ausgebildet sein und in das Gehäuse eingelegt werden, jeweils parallel zu den schraffiert dargestellten Scheibenpaketen 37a, 37b. Der Abgaskühler 33 gemäß Fig. 8a weist im Abgaseintrittsbereich ein Trenn- bzw. Abdichtelement 38 auf, welches der Trennung des Abgasstromes in zwei Teilströme für das Scheibenpaket 37a einerseits und das Bypassrohr 34 andererseits dient. Der Abgas- kühler 35 gemäß Fig. 8b weist eine Abgaszuführung mit 90 Grad Umlenkung von der Deckelseite her auf - dem entsprechend ist ein abgewinkeltes Trennelement 39 im Abgaseintrittsbereich angeordnet, welches die Abgasteilströme gegeneinander abdichtet. In beiden Fällen ist somit ein nicht dargestelltes Bypassventil außerhalb des Abgaskühlers angeordnet. Fig. 9 zeigt als weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung einen Abgaskühler 40 mit Scheibenpaket 41 und darunter angeordnetem Bypasskanal 42, wobei im Abgaseintrittsbereich, dargestellt durch den Abgaspfeil A, eine schwenkbare Bypassklappe 43 angeordnet ist. Gleiche Merkmale sind mit den gleichen Bezugszeichen wie in den vorhergehenden Figuren versehen. Damit kann der Abgasstrom entweder durch das Scheibenpaket 41 oder durch den Bypasskanal 42 gelenkt werden, wobei auch Zwischenstellungen möglich sind. Die Ausbildung einer Bypassklappe ist aus dem Stand der Technik bekannt, auch unter dem Begriff Abgasweiche.FIGS. 8a and 8b show further exemplary embodiments of the invention, namely an exhaust gas cooler 33 with a bypass channel 34 arranged at the bottom and an exhaust gas cooler 35 with a bypass channel 36 arranged on top. Identical features are provided with the same reference symbols as in the preceding figures. Both bypass channels 34, 36 may be formed as a tube and are inserted into the housing, in each case parallel to the hatch packages 37a, 37b shown hatched. The exhaust gas cooler 33 according to FIG. 8a has a separating or sealing element 38 in the exhaust gas inlet region, which serves to separate the exhaust gas stream into two partial streams for the disk package 37a on the one hand and the bypass pipe 34 on the other. The exhaust gas cooler 35 according to FIG. 8b has an exhaust gas feed with a 90 degree deflection from the cover side - accordingly an angled separating element 39 is arranged in the exhaust gas inlet region, which seals the exhaust gas partial flows against one another. In both cases, an unillustrated bypass valve is thus arranged outside of the exhaust gas cooler. FIG. 9 shows, as a further exemplary embodiment of the invention, an exhaust gas cooler 40 with disk pack 41 and bypass duct 42 arranged therebelow, wherein a pivotable bypass flap 43 is arranged in the exhaust gas inlet region, represented by the exhaust gas arrow A. Identical features are provided with the same reference numerals as in the preceding figures. Thus, the exhaust stream can be directed either through the disk pack 41 or through the bypass channel 42, with intermediate positions are possible. The design of a bypass flap is known from the prior art, also under the term exhaust manifold.
Fig. 10 zeigt als weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung einen Abgaskühler 44 mit einem Scheibenpaket 45 (Wärmeübertragerteil) und einem oben angeordneten Bypasskanal 46, denen jeweils separate Abgaseintritte 47, 48 im Gehäuse des Abgaskühlers 44 zugeordnet sind. Gleiche Merkmale sind mit den gleichen Bezugszeichen wie in den vorhergehenden Figuren versehen. Zwischen den beiden Abgaseintritten 47, 48 ist ein Trennelement bzw. eine Trennwand 49 angeordnet, welche mit dem Gehäuse verlötet sein kann.FIG. 10 shows, as a further exemplary embodiment of the invention, an exhaust gas cooler 44 with a disk pack 45 (heat exchanger part) and a bypass duct 46 arranged at the top, to which separate exhaust gas inlets 47, 48 in the housing of the exhaust gas cooler 44 are assigned. Identical features are provided with the same reference numerals as in the preceding figures. Between the two exhaust gas inlets 47, 48, a separating element or a partition wall 49 is arranged, which can be soldered to the housing.
Fig. 11 zeigt als weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung einen zweiflutig durchströmten Abgaskühler 50 mit einem Scheibenpaket 51 (Wärmeübertragerteil), einer Abgaseintrittskammer 52, einer durch eine Trennwand abgeteilten Abgasaustrittskammer 53 sowie einer Umlenkkammer 54 für den Abgasstrom, dargestellt durch einen lang gezogenen, U-förmig ausgebildeten Pfeil A. Gleiche Merkmale sind mit den gleichen Bezugszeichen wie in den vorhergehenden Figuren versehen.Fig. 11 shows a further embodiment of the invention, a double-flow exhaust cooler 50 with a disk pack 51 (heat exchanger part), an exhaust gas inlet chamber 52, a partitioned by a partition exhaust outlet chamber 53 and a deflection chamber 54 for the exhaust stream, represented by a long-drawn, U-shaped trained arrow A. Same features are provided with the same reference numerals as in the preceding figures.
Fig. 12 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, nämlich einen zweiflutig durchströmten Abgaskühler 55, welcher eine Abgaskammer 56 mit einem Abgaseintrittsstutzen 57 und einem Abgasaustrittsstutzen 58 aufweist. Gleiche Merkmale sind mit den gleichen Bezugszeichen wie in den vorhergehenden Figuren versehen. In der Abgaskammer 56 ist eine schwenkbare Abgasklappe 59 (durchgezogene Linie) angeordnet, welche in eine gestrichelt dargestellte Position 59' schwenkbar ist. In der Position 59 sind Ein- trittsstutzen 57 und Austrittsstutzen 58 voneinander getrennt, d. h. der Ab- gasstrom durchströmt den Wärmeübertragerteil 60 entsprechend dem U- förmig dargestellten Pfeil A und tritt durch den Abgasstutzen 58 aus; der gesamte Abgasstrom wird somit gekühlt. Für den Fall, dass keine Abgasküh- lung benötigt wird, wird die Abgasklappe 59 in die gestrichelt dargestellte Position 59" verstellt, so dass der in den Eintrittsstutzen 57 eintretende Abgasstrom direkt - im Kurzschluss -in den Austrittsstutzen 58 gelenkt wird und aus dem Abgaskühler 55 austritt. Die Abgaskammer 56 bildet somit einen Bypasskanal, dargestellt durch einen gestrichelten Pfeil B. Das Scheibenpaket 60 ist somit im Bypass umgehbar. Der Abgaskühler 55 weist also einen integrierten Bypass mit integrierter Bypassklappe auf.FIG. 12 shows a further exemplary embodiment of the invention, namely a double-flow exhaust gas cooler 55 which has an exhaust gas chamber 56 with an exhaust gas inlet connection 57 and an exhaust gas outlet connection 58. Identical features are provided with the same reference numerals as in the preceding figures. In the exhaust chamber 56, a pivotable exhaust flap 59 (solid line) is arranged, which in a dashed position shown 59 'is pivotable. In position 59, inlet connection piece 57 and outlet connection pieces 58 are separated from one another, ie the discharge Gas stream flows through the heat exchanger part 60 in accordance with the arrow A shown in U-shape and exits through the exhaust pipe 58; the entire exhaust stream is thus cooled. In the event that no exhaust gas cooling is required, the exhaust flap 59 is moved to the position shown in dashed lines 59 ", so that the entering into the inlet port 57 exhaust gas flow is direct - in the short -in the outlet nozzle 58 and from the exhaust gas cooler 55th The exhaust gas chamber 56 thus forms a bypass channel, represented by a dashed arrow B. The disk package 60 can thus be bypassed in the bypass 16. The exhaust gas cooler 55 thus has an integrated bypass with integrated bypass flap.
Fig. 13 zeigt als weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung einen Abgaskühler 61 mit einem Wärmeübertragerteil 62 (Scheibenpaket), welches einflutig („axial") von Abgas durchströmbar ist, entsprechend den Abgaspfei- len A. Gleiche Merkmale sind mit den gleichen Bezugszeichen wie in den vorhergehenden Figuren versehen. Der Abgaskühler 61 weist einen als Dif- fusor ausgebildeten Abgaseintrittsbereich 63 auf, in welchem ein Oxidations- katalysator 64 angeordnet ist, welcher - wie aus dem Stand der Technik bekannt - der Abgasreinigung dient. Vorteilhaft bei dieser Anordnung ist außer der raumsparenden Bauweise, dass durch die nicht dargestellten Abgaskanäle des Oxidationskatalysators eine Gleichrichtung der Abgasströmung und damit eine verbesserte Beaufschlagung des nachgeschalteten Scheibenpaketes 62 erreicht werden kann.FIG. 13 shows, as a further embodiment of the invention, an exhaust gas cooler 61 with a heat exchanger part 62 (disk package) which can be flowed through by exhaust gas ("axially") corresponding to the exhaust gas pipes A. The same features are denoted by the same reference numerals as in the preceding FIGS The exhaust gas cooler 61 has an exhaust gas inlet region 63 in the form of a diffuser, in which an oxidation catalytic converter 64 is arranged which, as is known from the prior art, serves for exhaust gas purification in that a rectification of the exhaust gas flow and thus an improved loading of the downstream disk pack 62 can be achieved by the exhaust ducts, not shown, of the oxidation catalytic converter.
Fig. 14 zeigt einen Längsschnitt durch einen Abgaskühler mit zwei Fluten und jeweils einem Rückschlagventil für jede Flut im Austrittsbereich des zweiten Fluids. Gleiche Merkmale sind mit den gleichen Bezugszeichen wie in den vorhergehenden Figuren versehen. In den Eintrittsbereich des zweiten Fluids in den Wärmeübertrager treten eine erste Flut 87 des zweiten FIu- ids, welche insbesondere als Bypass ausgebildet ist, und eine zweite Flut 88 des zweiten Fluids ein. Die erste Flut 87 und die zweite Flut 88 sind durch ein trennwandförmiges Abdichtelement 89 voneinander dichtend abgetrennt. Das Abdichtelement 89 ist strömungsgünstig für das zweite Fluid derart ausgebildet, dass die schräg zur Scheibenlängsrichtung in den Wärmeübertra- ger eintretenden Fluten durch das mit einem Radius versehene Abdichtele- ment bis zum Eintritt in das Scheibenpaket in die Scheibenlängsrichtung ϋ- berführt werden. Insbesondere im Austrittsbereich des Wärmeübertragers sind ein erstes Rückschlagventil 94 für die erste Flut und ein zweites Rückschlagventil 95 für die zweite Flut integriert und derart ausgebildet, dass das erste Rückschlagventil 94 ein erstes Drehgelenk 98 benachbart zum Gehäuseboden umfasst, welches eine Schwenkbewegung einer ersten Ventilklappe 96 um eine Drehachse, welche parallel zur Scheibenbreite und senkrecht zur Scheibenlängsrichtung angeordnet ist, ermöglicht. Das zweite Rückschlagventil 95 umfasst ein zweites Drehgelenk 99, welches benachbart zum Gehäusedeckel angeordnet ist und eine Schwenkbewegung einer zweiten Ventilklappe 97 um eine Drehachse, welche parallel zur Scheibenbreite und senkrecht zur Scheibenlängsrichtung angeordnet ist, ermöglicht. Eine Rückströmung des zweiten Fluids von dem Austrittsbereich zurück in das Scheibenpaket wird damit unterbunden.Fig. 14 shows a longitudinal section through an exhaust gas cooler with two floods and one check valve for each flood in the outlet region of the second fluid. Identical features are provided with the same reference numerals as in the preceding figures. A first flow 87 of the second fluid, which is designed in particular as a bypass, and a second flow 88 of the second fluid enter into the inlet region of the second fluid into the heat exchanger. The first flood 87 and the second flood 88 are separated by a separating wall-shaped sealing member 89 from each other sealingly. The sealing element 89 is aerodynamically designed for the second fluid in such a way that the floods which enter the heat exchanger in an oblique manner relative to the longitudinal direction of the disk are conveyed through the radiused sealing element. ment to the entry in the disc package in the disc longitudinal direction ϋ- be transferred. In particular, in the outlet region of the heat exchanger, a first check valve 94 for the first flood and a second check valve 95 for the second flood integrated and formed such that the first check valve 94 includes a first pivot 98 adjacent to the housing bottom, which pivotal movement of a first valve flap 96 to an axis of rotation, which is arranged parallel to the disc width and perpendicular to the disc longitudinal direction, allows. The second check valve 95 comprises a second pivot 99, which is arranged adjacent to the housing cover and a pivoting movement of a second valve flap 97 about an axis of rotation, which is arranged parallel to the disc width and perpendicular to the disc longitudinal direction allows. A backflow of the second fluid from the exit region back into the disk package is thus prevented.
Fig. 15 zeigt einen Längsschnitt D-D durch zwei verkrimpte und gefügte Scheibenpaare. Gleiche Merkmale sind mit den gleichen Bezugszeichen wie in den vorhergehenden Figuren versehen. Die Oberscheiben 80b und die Unterscheiben 80c sind im Wesentlichen parallel beabstandet zueinander angeordnet, wobei der Abstand zwischen einer Oberscheibe 80b und einer Unterscheibe 80c eines Scheibenpaares 3, 14 die Höhe des Strömungskanals für das erste Fluid und der Abstand zwischen einer Unterscheibe 83 und der Oberscheibe 82 eines benachbarten Scheibenpaares die Höhe des Durchtrittskanals für das zweite Fluid bildet. Die Unterscheiben 81c sind mit einer Öffnung 81 ausgebildet, um die konzentrisch eine Unterscheibenring- fläche 83 ausgebildet ist. Die Oberscheiben 81 b verfügen ebenfalls um eine Öffnung 81. Im Bereich dieser Öffnungen sind konische Ausprägungen 14b senkrecht zur Scheibenfläche und in Stapelscheibenrichtung aus den Oberscheiben konisch ausgebildet. Im Abschnitt der Ausprägung 14b des kleine- ren der beiden Kegeldurchmesser, die sich an den beiden Kegelenden befinden, knickt die Ausprägung ab und verläuft parallel zur Scheibenfläche, wodurch eine Oberscheibenringfläche 82 gebildet wird, die die Unterschei- benringfläche 83 eines benachbarten Scheibenpaares berührt und stoffschlüssig, insbesondere durch Löten, Schweißen, Kleben usw. mit dieser verbunden ist. Die Oberscheibenknicken jenseits der Ausprägungen 14b in Richtung des Eintrittsbereichs für das zweite Fluid in Richtung des Gehäusebodens ab. Die Höhe des Strömungskanals verringert sich, bis sich die Oberscheibe 80b und die Unterscheibe 80c eines Scheibenpaares berühren und parallel zueinander verlaufen und stoffschlüssig, insbesondere durch Löten, Schweißen, Kleben usw. miteinander verbunden sind. Die Unterscheibe 80c steht in Längsrichtung etwas über die Länge der Oberscheibe 80b hinaus, wodurch eine Endbreitenbereich 101 der Unterscheibe 80c entsteht, welcher um die zugehörige Oberscheibe 80b des Scheibenpaares 3, 14, zumindest abschnittsweise über die gesamte Scheibenbreite, gebogen ist und die Oberscheibe somit umgreift, was als Verkrimpen bezeichnet wird. Das Verkrimpen verringert zudem die Strömungsverluste beim Anströmen des zweiten Fluids auf die Scheibenpaare im Vergleich zum Anströmen auf eine Kante. In gleicher Weise sind die Unterscheiben mit den Oberscheiben zumindest abschnittsweise über die gesamte Scheibenbreite auf der Aus- trittsseite des Scheibenpakets verkrimpt, was jedoch nicht in Figur 15 dargestellt ist. Die Verkrimpung erfolgt zumindest abschnittsweise auch über die beiden Längsseiten der Scheiben, was ebenfalls nicht in Figur 15 dargestellt ist. In einer weiteren nicht dargestellten Ausführungsform kann die Oberscheibe auch die Unterscheibe umgreifen.Fig. 15 shows a longitudinal section DD through two verkrimpte and joined pairs of discs. Identical features are provided with the same reference numerals as in the preceding figures. The upper disks 80b and the lower disks 80c are arranged substantially parallel to one another, the distance between a upper disk 80b and a lower disk 80c of a disk pair 3, 14 being the height of the flow channel for the first fluid and the distance between a lower disk 83 and the upper disk 82 of an adjacent disk pair forms the height of the passageway for the second fluid. The lower discs 81c are formed with an opening 81 about which a lower disc ring surface 83 is formed concentrically. The upper disks 81b also have an opening 81. In the region of these openings, conical shapes 14b are formed conically perpendicular to the disk surface and in the stack disk direction from the upper disks. In the section of the expression 14b of the smaller of the two cone diameters, which are located at the two cone ends, the expression buckles and runs parallel to the disk surface, whereby an upper disk ring surface 82 is formed, which touches the washer surface 83 of an adjacent disk pair and materially , in particular by soldering, welding, gluing, etc. is connected thereto. The Oberscheibenknicken beyond the forms 14b in Direction of the inlet region for the second fluid in the direction of the housing bottom from. The height of the flow channel decreases until the upper disk 80b and the lower disk 80c of a pair of disks touch and extend parallel to one another and are connected to one another in a material-locking manner, in particular by soldering, welding, gluing etc. The lower plate 80c projects slightly beyond the length of the upper plate 80b in the longitudinal direction, resulting in an end width region 101 of the lower plate 80c, which is bent around the associated upper plate 80b of the plate pair 3, 14, at least in sections over the entire width of the plate, and thus engages around the upper plate , which is called crimping. The crimping also reduces the flow losses when the second fluid flows onto the pairs of discs in comparison to the flow onto an edge. In the same way, the lower disks with the upper disks are at least partially crimped over the entire disk width on the exit side of the disk package, which however is not shown in FIG. The crimping takes place at least in sections also over the two longitudinal sides of the discs, which is likewise not shown in FIG. In a further embodiment, not shown, the upper disk can engage around the lower disk.
Fig. 16 zeigt einen Längsschnitt durch einen Abgaskühler mit Umlenkung des Abgasstromes (zweiflutige Durchströmung), wobei das Fluid in einer Flut in den Abgaskühler eintritt und durch die andere Flut aus dem Abgaskühler austritt. Gleiche Merkmale sind mit den gleichen Bezugszeichen wie in den vorhergehenden Figuren versehen. Der Eintritt und der Austritts für das zweite Fluid befinden sich auf einer der gleichen Seite des Wärmetauschers. Sie sind durch ein Abdichtelement 89, welches als Wand ausgebildet ist, voneinander dichtend abgetrennt. Das zweite Fluid strömt durch den Eintrittsaustrittsbereich in den Wärmeübertrager ein, die Umlenkung erfolgt als U-Flow, und das zweite Fluid strömt in Gegenstromrichtung zum Austrittsbereich und verlässt den Wärmetauscher. Der Eintritt und der Austritt für das zweite Fluid sind eng beieinander an einem Kühlerende angeordnet, wodurch der Wärmetauscher bauraumoptimiert integrierbar ist. Die turbulenzerzeugenden Elemente bzw. die Turbulenzeinlagen sind bei einer weiteren nicht dargestellten Ausführung als Stegrippen ausgebildet.Fig. 16 shows a longitudinal section through an exhaust gas cooler with deflection of the exhaust gas flow (double-flow), wherein the fluid enters the exhaust gas cooler in a flood and exits through the other flood from the exhaust gas cooler. Identical features are provided with the same reference numerals as in the preceding figures. The inlet and outlet for the second fluid are on the same side of the heat exchanger. They are separated by a sealing element 89, which is designed as a wall, sealingly from each other. The second fluid flows through the inlet exit region into the heat exchanger, the deflection takes place as a U-flow, and the second fluid flows countercurrently to the outlet region and leaves the heat exchanger. The inlet and the outlet for the second fluid are arranged close to each other at a radiator end, whereby the heat exchanger can be integrated space-optimized. The turbulence-generating elements or the turbulence inserts are formed in a further embodiment, not shown, as rib ribs.
Turbulenzeinlagen mit Stegrippen haben trotz ihrer grundsätzlich im Ver- gleich zu anderen Einlagen, geringeren Durchtrittsquerschnitte, eine vergleichsweise geringe Neigung zur Ansammlung von Ablagerungen. Grundsätzlich war zu befürchten, dass Turbulenzeinlagen mit Stegrippen verstärkt zur Verblockung einzelner Durchtrittskanäle aufgrund der feingliedrigen Struktur der Stegrippen führen würden. Dies ist jedoch in überraschend ge- ringem Maße der Fall, insbesondere wenn die Stege der Stegrippen relativ kurz sind. Ein möglicher Erklärungsansatz hierfür könnte sein, dass durch die über große Teile der Stegrippeneinlage vorhandene turbulente Strömung des Abgases eine Ablagerung von Partikeln verringert ist, wogegen bei längeren, einförmigen Kanälen geordnete Strömungen ausgebildet werden, die in Wandnähe aufgrund der dort sehr geringen Strömungsgeschwindigkeit die Ablagerung von Partikeln begünstigen.Turbulence inlays with ribbed ribs have a relatively low tendency to accumulate deposits, in comparison to other inlays, in comparison with other liners, with smaller passage cross sections. Basically, it was to be feared that turbulence inserts with rib ribs would increasingly lead to the blocking of individual passageways due to the delicate structure of the rib ribs. However, this is the case to a surprisingly small extent, in particular if the webs of the rib ribs are relatively short. A possible explanation for this could be that due to the turbulent flow of the exhaust gas present over large portions of the ribbed insert, particle deposits are reduced, whereas in the case of longer, uniform channels, ordered flows are formed near the wall due to the very low flow velocity Favor particles.
Zu den Figuren 1 bis 16To the figures 1 to 16
In einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Stege der Stegrippen eine Länge auf, die nicht mehr als etwa 10mm, bevorzugt nicht mehr als etwa 5mm und insbesondere bevorzugt nicht mehr als etwa 3mm beträgt. Je nach gegebenem Bauraum und Verbrennungsmotor können bestimmte Anforde- rungen an den Druckabfall am Abgas-Wärmetauscher bestehen. Je nach diesen Anforderungen kann einer der vorgenannten Längenbereiche bevorzugt sein.In a preferred embodiment, the webs of the rib ribs have a length which is not more than about 10 mm, preferably not more than about 5 mm and particularly preferably not more than about 3 mm. Depending on the space available and the internal combustion engine, there may be specific requirements for the pressure drop at the exhaust gas heat exchanger. Depending on these requirements, one of the aforementioned length ranges may be preferred.
Weiterhin bevorzugt beträgt eine Dichte der Stegrippen quer zu der Abgas- Stromrichtung zwischen etwa 20 Stegrippen/dm und etwa 50 Stegrippen/dm, bevorzugt zwischen etwa 25 Stegrippen/dm und 45 Stegrippen/dm. Diese Stegrippendichten haben sich in Versuchen als besonders geeignet herausgestellt. Insbesondere stellen die Stegrippen besonders vorteilhaft einen guten Kompromiss zwischen Verblockungsrisiko und Kühlleistung dar. Bezüglich einer Höhe der Stegrippen ist zu berücksichtigen, dass bei großen Höhen nur relativ kleine Primärflächen, also durch Kühlmittel gekühlte Oberflächen, zur Verfügung stehen, über die die gesamte Wärme ins Kühlmittel abgegeben werden muss. Bei relativ kleinen Primärflächen steigt dann das Siederisiko im Falle eines flüssigen Kühlmittels. Zudem nimmt der Wirkungsgrad der Einlagen bei zunehmender Höhe der Stegrippen ab. Eine bevorzugt Höhe der Einlage bzw. Stegrippe beträgt daher zwischen etwa 3,5mm und etwa 10mm, besonders bevorzugt zwischen etwa 4mm und etwa 8mm und insbesondere bevorzugt zwischen etwa 4,5mm und etwa 6mm.Further preferably, a density of the rib ribs transverse to the exhaust gas flow direction is between about 20 rib ribs / dm and about 50 rib ribs / dm, preferably between about 25 rib ribs / dm and 45 rib ribs / dm. These Stegripendichten have been found in experiments to be particularly suitable. In particular, the rib ribs particularly advantageously represent a good compromise between blocking risk and cooling performance. With regard to a height of the rib ribs, it should be taken into account that at relatively high altitudes only relatively small primary surfaces, ie surfaces cooled by coolant, are available, via which the entire heat must be released into the coolant. With relatively small primary surfaces, the boil risk increases in the case of a liquid coolant. In addition, the efficiency of the deposits decreases with increasing height of the rib ribs. A preferred height of the insert or Stegrippe is therefore between about 3.5mm and about 10mm, more preferably between about 4mm and about 8mm and more preferably between about 4.5mm and about 6mm.
In einer bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann es vorgesehen sein, dass vor der Mehrzahl von Strömungskanälen ein Oxidationskatalysator angeordnet ist. Durch einen solchen Katalysator lassen sich allgemein die Partikelgrößen, Partikeldichten und die Anteile an Kohlenwasserstoffen im Abgas durch Oxidation verringern. Es kann dabei ergänzend oder alternativ vorgesehen sein, dass die Einlagen selber mit einer Beschichtung zur katalytischen Oxidierung des Abgases versehen sind. Insbesondere in Verbindung mit oxid katalytischen Mitteln kann die sinnvoll einsetzbare Dichte der Stegrippen quer zu der Abgasstromrichtung mehr als etwa 50 Stegrippen/dm, insbesondere etwa 75 Stegrippen/dm betragen. Hierdurch würde eine besonders große Wärmetauscherleistung bei gegebenem Bauraum erzielt werden, ohne dass die langfristige Gefahr von Verblo- ckungen durch Ablagerungen besteht.In a preferred embodiment of the device according to the invention, it can be provided that an oxidation catalytic converter is arranged in front of the plurality of flow channels. By such a catalyst can be generally reduce the particle sizes, particle densities and the proportions of hydrocarbons in the exhaust gas by oxidation. It may be additionally or alternatively provided that the deposits themselves are provided with a coating for the catalytic oxidation of the exhaust gas. Particularly in connection with oxide catalytic agents, the useful density of the rib ribs transverse to the direction of the exhaust gas flow can be more than about 50 ribs / dm, in particular about 75 ribs / dm. As a result, a particularly large heat exchanger capacity would be achieved with a given installation space without the long-term danger of deposits being blocked.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die Stegrippen schrägverzahnt. Schrägverzahnte Rippen sind nach experimentellen Befunden besonders geeignet, eine große Langzeitstabilität des Abgas- Wärmetauschers gegen Ablagerungen zu gewährleisten. Dabei beträgt in bevorzugter Ausführung der Winkel zwischen den Stegwänden und einer Hauptrichtung der Stegrippen zwischen etwa 1 ° und etwa 45°. In besonders bevorzugter Ausführung beträgt der Winkel zwischen etwa 5° und etwa 25°, wobei er in alternativer bevorzugter Ausführung auch zwischen etwa 25° und etwa 45° betragen kann. Der erstgenannte Wertebereich 5° bis 25° eignet sich besonders gut bei üblichen stark druckverlustsensiblen Anwendungen, wobei sich der zweitgenannte Wertebereich zur Erzielung einer optimierten Leistungsdichte, insbesondere bei weniger druckverlustsensiblen Anwendungen eignet.In a particularly preferred embodiment, the rib ribs are helically toothed. Helical ribs are according to experimental findings particularly suitable to ensure a long-term stability of the exhaust gas heat exchanger against deposits. In this case, in a preferred embodiment, the angle between the web walls and a main direction of the rib ribs between about 1 ° and about 45 °. In a particularly preferred embodiment, the angle between about 5 ° and about 25 °, where it may be in an alternative preferred embodiment, between about 25 ° and about 45 °. The first-mentioned value range 5 ° to 25 ° is particularly well suited for typical applications which are sensitive to pressure loss, with the second range of values being used to achieve an optimized pressure loss Power density, especially for less pressure loss sensitive applications.
Allgemein lässt sich bei der Optimierung einer Einlage mit schräg verzahnten Stegrippen eine Korrelation zwischen dem Winkel der Wandungen und einer Längsteilung der Stegrippe feststellen. Dabei können insbesondere optimale Ausführungen bei kleinen Winkeln größere Teilungen I aufweisen als optimierte Ausführungen mit großen Winkeln. Insbesondere bei kleinen Anstellwinkeln können sich Ausführungen mit moderatem Druckverlust ergeben. Insbesondere bei großen Anstellwinkeln können sich Ausführungen mit optimierter Leistungsdichte ergeben. Insbesondere bei kleinen Anstellwinkeln kann die Längsteilung größer sein, bei großen Anstellwinkeln kann die Längsteilung insbesondere kleiner sein, um optimierte Ausführungen zu erhalten.In general, a correlation between the angle of the walls and a longitudinal division of the ribbed rib can be determined when optimizing an insert with obliquely toothed ribs. In particular, optimal designs at small angles may have larger pitches I than optimized designs with large angles. Particularly with small angles of attack, designs with moderate pressure loss can result. Particularly with large angles of attack, designs with optimized power density can result. In particular, with small angles of attack, the longitudinal pitch can be greater, with large angles of attack, the longitudinal pitch can be smaller in particular to obtain optimized versions.
In bevorzugter Ausführung ist die Vorrichtung als Stapelscheiben- Wärmetauscher ausgebildet. Sowohl hinsichtlich der Breite eines Strömungskanals als auch hinsichtlich der kostengünstigen Fertigung und Kom- binierbarkeit eines Wärmetauschersgehäuses mit Stegrippen-Einlagen bietet sich diese Ausführungsform in besonderem Maße an. Alternativ kann die Vorrichtung aber auch als Rohrbündel-Wärmetauscher ausgebildet sein oder als eine andere an sich bekannte Wärmetauscherform.In a preferred embodiment, the device is designed as a stacked plate heat exchanger. Both in terms of the width of a flow channel as well as in terms of cost-effective production and combinability of a heat exchanger housing with ribbed ribbed inserts, this embodiment is particularly suitable. Alternatively, the device can also be designed as a tube bundle heat exchanger or as another known per se heat exchanger.
Allgemein bevorzugt ist die Einlage zur Verhinderung von durch das aggres- sive Abgas bedingter Korrosion aus einem nichtrostenden Stahl, insbesondere einem austenitischen Stahl, gefertigt.In general, the insert is preferably made of a stainless steel, in particular an austenitic steel, in order to prevent corrosion caused by the aggressive exhaust gas.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung können Aluminiumwerkstoffe eingesetzt werden, wobei dann besonders vorteilhaft ein geeigneter Korrosi- onsschutz vorgesehen werden kann, wie insbesondere eine Legierung und/oder eine Beschichtung.In a further advantageous embodiment, aluminum materials can be used, in which case a suitable corrosion protection can be provided in a particularly advantageous manner, such as in particular an alloy and / or a coating.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Einlage aus Aluminium ausgebildet. Die Einlage aus Aluminium hat ein besonders geringes Gewicht. Beson- ders vorteilhaft kann die Einlage aus Aluminium mittels einer Legierung oder Beschichtung zum Korrosionsschutz ausgebildet sein.In an advantageous development, the insert is formed of aluminum. The insert made of aluminum has a particularly low weight. special Advantageously, the insert may be formed of aluminum by means of an alloy or coating for corrosion protection.
Abhängig von den Strömungsparametern, insbesondere der Reynoldszahl, beträgt die Länge des Einlaufbereichs der Strömungskanäle, insbesondere Rohre und/oder Stapelscheibenpaare, l/s ca. 2,5 bis 5 und die Länge der Stegrippen muss unterhalb dieses Grenzwertes gewählt werden. S bezeichnet die mittlere Durchtrittsbreite zwischen zwei Stegen und beträgt somit b/2-t, wobei t die Blechstärke bezeichnet. Es ergibt sich ein erforderliches Verhältnis l/s < 4, insbesondere l/s < 2. Bei hohem Verblockungsrisiko durch kritische Abgaszusammensetzung ist l/s<1 ,5, insbesondere l/s<1 zu wählen.Depending on the flow parameters, in particular the Reynolds number, the length of the inlet region of the flow channels, in particular tubes and / or stacking disk pairs, l / s about 2.5 to 5 and the length of the rib ribs must be selected below this limit. S denotes the mean passage width between two webs and is thus b / 2-t, where t denotes the sheet thickness. The result is a required ratio l / s <4, in particular l / s <2. For high blocking risk by critical exhaust gas composition l / s <1, 5, in particular l / s <1 to choose.
Durch eine Schrägstellung der Stege tritt auf der Drallseite eine höhere Strömungsgeschwindigkeit an der Wand auf, die der Russablagerung entge- genwirkt. Ein weiterer entscheidender Vorteil schrägverzahnter Stegrippen ist, dass in Fällen, bei denen eine geringe Dichte der Stegrippen in Strömungsquerrichtung zur Verblockungsvermeidung erforderlich ist, insbesondere bei ungünstiger Abgaszusammensetzung, trotz geringer Rippenoberfläche eine ausreichende Kühlerleistung gewährleistet werden kann.By an inclination of the webs occurs on the swirl side, a higher flow velocity on the wall, which counteracts the soot deposition. Another decisive advantage of helical rib ribs is that in cases where a low density of the rib ribs in the transverse direction of flow is required for Verlockungsvermeidung, especially in unfavorable exhaust gas composition, despite a small rib surface sufficient cooling performance can be guaranteed.
Der erfindungsgemäße Stapelscheiben-Wärmetauscher umfasst ein äußeres Gehäuse mit einem Deckel , wobei ein Eintritt und ein Austritt für das Abgas vorgesehen sind sowie ein Eintritt und ein Austritt für ein flüssiges Kühlmittel. Innerhalb des Gehäuses sind mehrere Scheibenelemente vorgese- hen, wobei jedes der Scheibenelemente aus einer oberen Hälfte und einer unteren Hälfte zusammengesetzt ist. Mittels aufgestülpter Kragen sind die Scheibenelemente untereinander und mit dem Gehäuse so verschweißt, dass das Kühlmittel jeweils zwischen den zwei Hälften eines Scheibenelements vom Einlass zum Auslass strömt. Zwischen zwei Scheibenelementen ist jeweils eine in nicht gezeigte Einlage mit Stegrippen angeordnet, wobei der Zwischenraum zwischen zwei Scheibenelementen jeweils einen Strömungskanal für das Abgas bildet. Die Einlagen sind in aus Gründen der LJ- bersichtlichkeit nicht dargestellt. Die Einlagen bestehen aus einem rostfreien Stahl. Zur Verbesserung des thermischen Kontakts zwischen den Einlagen und den Scheibenelementen bzw. dem Gehäuse können die Einlagen flächig mit den genannten Elementen verschweißt oder verlötet sein.The stacked-plate heat exchanger according to the invention comprises an outer housing with a cover, wherein an inlet and an outlet are provided for the exhaust gas and an inlet and an outlet for a liquid coolant. Within the housing, a plurality of disc elements are provided, each of the disc elements being composed of an upper half and a lower half. By means of turned-on collar, the disc elements are welded to one another and to the housing so that the coolant flows in each case between the two halves of a disc element from the inlet to the outlet. Between two disc elements in each case a not shown inlay with rib ribs is arranged, wherein the intermediate space between two disc elements in each case forms a flow channel for the exhaust gas. The deposits are not shown in the interest of clarity. The inserts are made of stainless steel. To improve the thermal contact between the inserts and the disc elements or the housing, the inserts can be welded or soldered flat with said elements.
Bei einer weiteren Ausführungsform besteht die Turbulenzeinlage aus einem dünnen Blechmaterial, in das mittels formender Maßnahmen parallele Stegrippen eingebracht sind. Jede der Stegrippen umfasst eine Reihe von in Abgasströmungsrichtung nacheinander angeordneten Stegen. Jeweils zwei in Abgasströmungsrichtung hintereinander folgende Stege sind um eine halbe Stegbreite quer zur Abgasströmungsrichtung gegeneinander versetzt ange- ordnet, so dass sich nach jedem Steg eine Schnittkante mit einem nachfolgenden Steg anschließt. Im vorliegenden Beispiel sind die Wandungen parallel zu der Strömungsrichtung des Abgases ausgerichtet und bilden mit einer Achse B der Stegrippen bzw. der Hauptströmungsrichtung des Abgases A einen Winkel von 0°. Eine solche Stegrippen-Einlage wird als gerade- verzahnte Stegrippe bezeichnet.In a further embodiment, the turbulence insert consists of a thin sheet metal material into which parallel rib ribs are introduced by means of forming measures. Each of the rib ribs comprises a series of webs successively arranged in the exhaust gas flow direction. In each case two webs, which follow each other in the exhaust gas flow direction, are arranged offset from one another by half a web width transversely to the exhaust gas flow direction, so that after each web a cutting edge adjoins a subsequent web. In the present example, the walls are aligned parallel to the flow direction of the exhaust gas and form with an axis B of the rib ribs and the main flow direction of the exhaust gas A at an angle of 0 °. Such ribbed insert is referred to as a straight-toothed rib.
Im ersten Ausführungsbeispiel beträgt die Länge I eines Steges etwa 4mm. Die Breite b einer einzelnen Stegrippe ist als Breite der Wiederholeinheit der periodischen Struktur quer zur Hauptströmungsrichtung des Abgases defi- niert. Die Stegrippendichte 2/b beträgt im vorliegenden Beispiel etwa 40 Stegrippen/dm. Die Breite b einer Stegrippe beträgt somit etwa 5mmIn the first embodiment, the length I of a ridge is about 4mm. The width b of a single rib is defined as the width of the repeat unit of the periodic structure transverse to the main flow direction of the exhaust gas. The Stegrippendichte 2 / b is in the present example about 40 Stegrippen / dm. The width b of a Stegrippe is thus about 5mm
Die Höhe h der Stegrippen entspricht dem Abstand zweier benachbarter Scheibenelemente des Wärmetauschers und beträgt vorliegend etwa 5mm.The height h of the rib ribs corresponds to the distance between two adjacent disc elements of the heat exchanger and is presently about 5 mm.
Bei einer weitere Ausgestaltung der Stegrippen-Einlage sind hierbei die seitlichen Wandungen der einzelnen Stege nicht parallel zu der Hauptrichtung B der Stegrippen ausgerichtet. Vielmehr schließt jede der Wandungen der Stege mit der Hauptrichtung B der Stegrippen einen Winkel W von etwa 30° ein. Die weiteren Maße der schrägverzahnten Stegrippen-Einlage entsprechen den Maßen der geradeverzahnten Stegrippe.In a further embodiment of the ribbed ribbed insert, the lateral walls of the individual ribs are not aligned parallel to the main direction B of the rib ribs. Rather, each of the walls of the webs with the main direction B of the rib ribs includes an angle W of about 30 °. The other dimensions of the helical ribbed insert correspond to the dimensions of the straight-serrated ribbed rib.
Geeignete Längsteilung I für entsprechende Winkel der Wandungen W ergeben geeignete Ausführungen bei 10° mit Längsteilungen I < ca.10mm, bei 20° mit I < ca. 6mm, bei 30° mit l<ca. 4mm und bei 45° mit l< ca. 2mm. Die minimale Längsteilung I liegt bei allen Winkeln bei ca. 1 mm. Die zulässige Kanalstreckung l/s liegt in etwa innerhalb der gleichen Grenze wie für eine gerade verzahnte Stegrippe, wobei s den Stegabstand quer zur Hauptströmungsrichtung B bezeichnet. In der Regel sind Längsteilungen I < 1 mm aus fertigungstechnischen Gründen schlecht herzustellen.Suitable longitudinal pitch I for corresponding angles of the walls W provide suitable designs at 10 ° with longitudinal pitches I <approximately 10 mm, at 20 ° with I <approximately 6 mm, at 30 ° with l <ca. 4mm and at 45 ° with l <about 2mm. The minimum longitudinal pitch I is approximately 1 mm at all angles. The permissible channel extension l / s is approximately within the same limit as for a straight toothed rib, where s denotes the web spacing transverse to the main flow direction B. As a rule, longitudinal divisions I <1 mm are difficult to produce for manufacturing reasons.
Der zumindest eine Wärmetauscher ist zumindest ein Abgaswärmetauscher und/oder ein Ladeluftkühler und/oder ein Ölkühler und/oder ein Kühlmittelkühler und/oder ein Kältemittelkondensator für eine Klimaanlage und/oder ein Gaskühler für eine Klimaanlage und/oder ein Kältemittelverdampfer für eine Klimaanlage und/oder ein Kühler zur Kühlung von Elektronikbauteilen.The at least one heat exchanger is at least one exhaust gas heat exchanger and / or a charge air cooler and / or an oil cooler and / or a coolant condenser and / or a refrigerant condenser for an air conditioner and / or a gas cooler for an air conditioner and / or a refrigerant evaporator for an air conditioner and / or a cooler for cooling electronic components.
Bei einer ersten Ausführungsform ist der Ladeluftkühler und/oder Abgaskühler ein direkter Ladeluftkühler und/oder direkter Abgaskühler. Direkt ist dabei so zu verstehen, dass zumindest ein zu kühlendes Medium wie Abgas und/oder Ladeluft direkt durch ein Kühlmedium wie Luft gekühlt wird.In a first embodiment, the intercooler and / or exhaust gas cooler is a direct intercooler and / or direct exhaust gas cooler. Direct is to be understood that at least one medium to be cooled, such as exhaust gas and / or charge air is cooled directly by a cooling medium such as air.
Bei einer zweiten Ausführungsform ist der Ladeluftkühler und/oder Abgaskühler ein indirekter Ladeluftkühler und/oder indirekter Abgaskühler. Indirekt ist dabei so zu verstehen, dass zumindest ein zu kühlendes Medium wie Abgas und/oder Ladeluft durch ein Kühlmittel wie beispielsweise ein wasserhaltiges Fluid und/oder eine Flüssigkeit wie Kühlwasser gekühlt wird, wobei dieses wasserhaltige Fluid und/oder die Flüssigkeit wie Kühlwasser durch ein anderes Kühlmedium wie Umgebungsluft gekühlt wird.In a second embodiment, the intercooler and / or exhaust gas cooler is an indirect intercooler and / or indirect exhaust gas cooler. Indirectly, it is to be understood that at least one medium to be cooled, such as exhaust gas and / or charge air is cooled by a coolant, such as a water-containing fluid and / or a liquid, such as cooling water, this water-containing fluid and / or the liquid as cooling water by a other cooling medium as ambient air is cooled.
Der zumindest eine Ladeluftkühler wird in einer anderen Ausführungsform direkt und der zumindest eine Abgaskühler wird indirekt gekühlt, oder umgekehrt wird der zumindest eine Ladeluftkühler in einer anderen Ausführungsform indirekt und der zumindest eine Abgaskühler wird direkt gekühlt.The at least one charge air cooler is in another embodiment directly and the at least one exhaust gas cooler is cooled indirectly, or conversely, the at least one charge air cooler in another embodiment indirectly and the at least one exhaust gas cooler is cooled directly.
Zur Verbesserung des Wärmeüberganges sind in einer weiteren Aus- fürhungsform zumindest zwei Kreisläufe, insbesondere zwei, drei, vier oder mehr als vier Kreisläufe, für das erste Medium hintereinander, d.h. insbesondere in Richtung A und/oder in Stapelrichtung, in der die Scheiben gestapelt werden, welche insbesondere einen Winkel von 0° bis 90° mit der Richtung A bildet, angeordnet sind. Beispielsweise werden die zwei, drei, vier oder mehr als vier Kreisläufe im Gegenstrom oder im Gleichstrom oder in einem Winkel von 0° bis 90° zum zweiten Fluid, insbesondere zur Strömungsrichtung des zweiten Fluids durchströmt.To improve the heat transfer, in a further embodiment at least two circuits, in particular two, three, four or more than four circuits, for the first medium in succession, ie in particular in the direction A and / or in the stacking direction, in which the discs are stacked , which in particular an angle of 0 ° to 90 ° with the direction A forms, are arranged. For example, the two, three, four or more than four circuits are flowed through in counterflow or in cocurrent or at an angle of 0 ° to 90 ° to the second fluid, in particular to the flow direction of the second fluid.
Wenn die zumindest zwei Kreisläufe, insbesondere zwei, drei, vier oder mehr als vier Kreisläufe, für das erste Medium hintereinander, d.h. insbesondere in Richtung A angeordnet sind, ist in Richtung A strömend zunächst zumindest ein Hochtemperaturkreislauf angeordnet, der eine höhere Temperatur als ein zumindest zweiter Niedertemperaturkreislauf aufweist. Insbesondere beträgt die Temperaturdifferenz zwischen Hochtemperatur- und Niedertemperaturkreislauf 10K bis 100K, insbesondere 3OK bis 8OK, insbesondere 3OK bis 6OK.If the at least two circuits, in particular two, three, four or more than four circuits, for the first medium in succession, i. are arranged in particular in the direction A, at least initially a high-temperature circuit is arranged in the direction A flowing, which has a higher temperature than an at least second low-temperature circuit. In particular, the temperature difference between high-temperature and low-temperature circuit 10K to 100K, in particular 3OK to 8OK, in particular 3OK to 6OK.
Der Hochtempertaturkreislauf weist insbesondere im Betriebszustand Temperaturen zwischen 70°C bis 100°C, insbesondere zwischen 80°C und 95°C auf. Der Niedertemperatur weist insbesondere im Betriebszustand Temperaturen zwischen 10°C und 7O0C1 insbesondere zwischen 200C und 6O0C, insbesondere zwischen 300C und 65°C, insbesondere zwischen 400C und 500C auf.The Hochtempertaturkreislauf has in particular in the operating condition temperatures between 70 ° C to 100 ° C, in particular between 80 ° C and 95 ° C. The low temperature, in particular in the operating state temperatures between 10 ° C and 7O 0 C 1, in particular between 20 0 C and 6O 0 C, in particular between 30 0 C and 65 ° C, in particular between 40 0 C and 50 0 C.
Auf diese Weise wird das rückgeführte Abgas und/oder die Ladeluft oder zumindest ein zu kühlendes Medium zwei-, drei-, vier- oder mehr-stufig gekühlt.In this way, the recirculated exhaust gas and / or the charge air or at least one medium to be cooled is cooled in two, three, four or more stages.
Die zumindest zwei Kreisläufe, insbesondere zwei, drei, vier oder mehr als vier Kreisläufe, für das erste Medium sind als zumindest ein U-Flow-Kreislauf und/oder als zumindest ein I-Flow-Kreislauf ausgebildet. So sind beispielsweise zumindest zwei I-Flow-Kreisläufe oder zumindest zwei U-Flow- Kreisläufe in Reihe, insbesondere nacheinander, angeordnet. In einem anderen Beispiel folgt zumindest ein U-Flow-Kreislauf zumindest einem I-Flow- Kreislauf oder umgekehrt. Insbesondere ist sind bei der Anordnung von zumindest zwei U-Flow-Kreisläufen die Kühlmittelanschlüsse für die zumindest zwei Kreisläufe in einem Beispiel auf einer Seite vom Kühler beispielsweise in Stapelrichtung der Scheiben oben oder unten oder zur Stapelrichtung in einem Winkel zwischen 0° bis 90° angeordnet.The at least two circuits, in particular two, three, four or more than four circuits, for the first medium are designed as at least one U-flow circuit and / or as at least one I-flow circuit. For example, at least two I-flow circuits or at least two U-flow circuits are arranged in series, in particular one after the other. In another example, at least one U-flow cycle follows at least one I-flow cycle or vice versa. In particular, in the arrangement of at least two U-flow circuits, the coolant connections for the at least two circuits in one example are on one side of the radiator, for example arranged in the stacking direction of the discs above or below or to the stacking direction at an angle between 0 ° to 90 °.
Die Hinströmung erfolgt in einem anderen Beispiel im zumindest einen Hoch- temperaturkreislauf und die Rückströmung in dem zumindest einen Niderte- perturkreislauf oder umgekehrt.In another example, the outflow takes place in the at least one high-temperature circuit and the backflow in the at least one Niderte- perturkreislauf or vice versa.
Ferner ist in einer anderen Ausführungsform ein Kombiventil in den zumindest einen Wärmetauscher, beispielsweise in den Abgaswärmetauscher und/oder in den zumindest einen Ladeluftkühler und/oder in den zumindest einen Ölkühler und/oder in den zumindest einen Kühlmittelkühler und/oder in den zumindest einen Kältemittelkondensator für eine Klimaanlage und/oder in den zumindest einen Gaskühler für eine Klimaanlage und/oder in den zumindest einen Kältemittelverdampfer für eine Klimaanlage und/oder in den zumindest einen Kühler zur Kühlung von Elektronikbauteilen integriert, insbesondere in das Gehäuse des Wärmetauschers integriert, und/oder einteilig mit diesem ausgebildet. Das Kombiventil vereint die Funktion zumindest eines Abgasrückführventils zur Steuerung und/oder Regelung des rückgeführten Abgases oder Abgas-Luftgemisches und/oder die Funktion zumindest eines Bypassventils, insbesondere einer Bypassklappe, zum Bypassen von rückgeführtem Abgas um den zumindest einen Wärmetauscher, insbesondere den Abgaswärmetauscher und/oder einen der anderen weiter oben genannten Wärmetauscher, so dass rückgeführtes Medium, insbesondere Abgas und/oder Luft, nicht in dem zumindest einen Wärmetauscher, inbeson- dere Abgaswärmetauscher und/oder einen der anderen weiter oben genannten Wärmetauschen, gekühlt wird. Ein derartiges Kombiventil ist in der unveröffentlichten DE 10 2005 034 136.5, der unveröffentlichten DE 10 2005 041 149.5, der unveröffentlichten DE 10 2005 041 150.9, der unveröffentlichten DE 10 2005 034 135.7 sowie in der veröffentlichten DE 103 21 636, der veröffentlichten DE 10321637 sowie der veröffentlichten DE 10 2005 041 146 offenbart, deren gesamter Inhalt hiermit ausdrücklich als offenbart gilt. Die Merkmale der verschiedenen Ausführungsbeispiele sind beliebig miteinander kombinierbar. Die Erfindung ist auch für andere als die gezeigten Gebiete einsetzbar. Furthermore, in another embodiment, a combination valve in the at least one heat exchanger, for example in the exhaust gas heat exchanger and / or in the at least one charge air cooler and / or in the at least one oil cooler and / or in the at least one coolant radiator and / or in the at least one refrigerant condenser integrated for an air conditioner and / or in the at least one gas cooler for an air conditioner and / or in the at least one refrigerant evaporator for an air conditioner and / or in the at least one cooler for cooling electronic components, in particular integrated into the housing of the heat exchanger, and / or formed in one piece with this. The combination valve combines the function of at least one exhaust gas recirculation valve for controlling and / or regulating the recirculated exhaust gas or exhaust air mixture and / or the function of at least one bypass valve, in particular a bypass valve, for bypassing recirculated exhaust gas to the at least one heat exchanger, in particular the exhaust gas heat exchanger and / or one of the other heat exchangers mentioned above, so that recirculated medium, in particular exhaust gas and / or air, is not cooled in the at least one heat exchanger, in particular exhaust gas heat exchanger and / or one of the other heat exchanges mentioned above. Such a combination valve is described in unpublished DE 10 2005 034 136.5, unpublished DE 10 2005 041 149.5, unpublished DE 10 2005 041 150.9, unpublished DE 10 2005 034 135.7 and in published DE 103 21 636, published DE 10321637 and US Pat published DE 10 2005 041 146, the entire contents of which are hereby expressly disclosed. The features of the various embodiments can be combined with each other. The invention can also be used for other than the areas shown.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Patent claims
1. Wärmeübertrager mit Strömungskanälen, welche von einem gemeinsamen ersten Eintritt bis zu einem gemeinsamen ersten Austritt von einem ersten Fluid durchströmbar sind, mit einem Gehäuse, welches die Strömungskanäle in sich aufnimmt und von einem zweiten Fluid, welches sich von dem ersten Fluid unterscheidet, (alternativ: und von ei- nem von dem ersten Fluid unterschiedlichen zweiten Fluid )von einem zweiten Eintrittsbereich bis zu einem zweiten Austrittsbereich durchströmbar ist, wobei die Strömungskanäle einen flachen Querschnitt sowie Längsseiten aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsseiten (3a) der Strömungskanäle (3) stoffschlüssig, insbesondere durch Löten, Schweißen, Kleben usw. mit dem Gehäuse (2) verbunden sind.1. Heat exchanger with flow channels, which can be traversed by a common first inlet to a common first outlet of a first fluid, with a housing which receives the flow channels in and of a second fluid, which differs from the first fluid, ( alternatively, and from a second fluid different from the first fluid) from a second inlet region to a second outlet region, wherein the flow channels have a flat cross section and longitudinal sides, characterized in that the longitudinal sides (3a) of the flow channels (3 ) are materially connected, in particular by soldering, welding, gluing, etc. with the housing (2).
2. Wärmeübertrager nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungskanäle (3) über die Längsseiten (3a) im Wesentlichen über ihre gesamte Länge mit dem Gehäuse stoffschlüssig, insbesondere durch Löten, Schweißen, Kleben usw. verbunden sind.2. Heat exchanger according to claim 1, characterized in that the flow channels (3) over the longitudinal sides (3a) substantially cohesively over its entire length with the housing, in particular by soldering, welding, gluing, etc. are connected.
3. Wärmeübertrager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungskanäle als Scheibenpaare (3, 7, 8, 9, 10, 11 , 12, 14) ausgebildet sind und in Verbindung mit dem Gehäuse (2) Durchtrittskanäle (5) für das zweite Fluid bilden.3. Heat exchanger according to claim 1 or 2, characterized in that the flow channels as a pair of discs (3, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 14) are formed and in connection with the housing (2) passageways (5) for form the second fluid.
4. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungskanäle (3) und die Durchtrittska- näle (5) im Wesentlichen in ihrer Gesamtheit durch das Gehäuse (2) aufgenommen werden.4. Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the flow channels (3) and the Durchtrittska- Ducts (5) are received substantially in their entirety by the housing (2).
5. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, dass zwischen einem Deckel (2b, 16, 17b,5. Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that between a cover (2b, 16, 17b,
18b, 19b) und einer dem Deckel benachbarten Unterscheibe (7c, 80c) mindestens ein Strömungskanal (3) für das erste Fluid gebildet ist.18b, 19b) and a lid adjacent the lid (7c, 80c) at least one flow channel (3) for the first fluid is formed.
6. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, dass zwischen einer zu einem Bodenabschnitt einer Gehäuseschale (2a, 13) benachbarten Oberscheibe (80b, 7b) und zwischen dem Bodenabschnitt der Gehäuseschale (2a, 13) mindestens ein Strömungskanal (3) für das erste Fluid gebildet ist.6. Heat exchanger according to one of the preceding claims, character- ized in that between a to a bottom portion of a housing shell (2a, 13) adjacent upper disc (80b, 7b) and between the bottom portion of the housing shell (2a, 13) at least one flow channel (3 ) is formed for the first fluid.
7. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibenpaare (3, 7, 8, 9, 10, 11 , 12, 14) eine Unter- und eine Oberscheibe (7b, 7c, 14d, 14e, 80b, 80c) aufweisen, welche randseitig durch einen Falz (3a, 7a, 8c, 14a) miteinander verbunden sind.7. Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the pairs of discs (3, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 14) has a lower and an upper disc (7b, 7c, 14d, 14e, 80b, 80c ), which are peripherally connected by a fold (3a, 7a, 8c, 14a) with each other.
8. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Zuströmkanal und/oder mindestens ein Abströmkanal quer durch die Scheibenpaare (14) verläuft.8. Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that at least one inflow channel and / or at least one outflow channel extends transversely through the pairs of discs (14).
9. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibenpaare (14) mindestens einen Napf oder mindestens eine Ausprägung (14b) aufweisen.9. Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the disc pairs (14) have at least one cup or at least one expression (14b).
10. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausprägung (14b) eines Scheibenpaares (14) bis zu einem benachbarten Scheibenpaar reicht, dieses berührt und insbesondere mit dem benachbarten Scheibenpaar stoffschlüssig durch Löten, Schweißen, Kleben usw. verbunden ist. 10. Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the expression (14b) of a disc pair (14) extends to an adjacent pair of discs, this touches and in particular with the adjacent disc pair is materially connected by soldering, welding, gluing, etc.
11. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausprägung (14b) in der Oberscheibe (80b) eingebracht ist und die Ausprägung (14b) eine Oberscheiben- ringfläche (82) aufweist, welche eine Unterscheibenringfläche (83) der Unterscheibe (80c) eines benachbarten Scheibenpaares berührt und insbesondere stoffschlüssig durch Löten, Schweißen, Kleben usw. mit der Unterscheibenringfläche verbunden ist.11. Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the expression (14b) in the upper disc (80b) is introduced and the expression (14b) has a Oberscheiben- ring surface (82) which a lower disc ring surface (83) of the lower disc ( 80c) touches an adjacent pair of discs and in particular is materially connected by soldering, welding, gluing, etc. with the lower disc ring surface.
12. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, dass eine Ausprägung in der Unterscheibe12. Heat exchanger according to one of the preceding claims, character- ized in that an expression in the lower pane
(80c) eingebracht ist und die Ausprägung eine Unterscheibenringfläche (83c) aufweist, welche eine Oberscheibenringfläche (82c) der Oberscheibe (80b) eines benachbarten Scheibenpaares berührt und insbesondere stoffschlüssig durch Löten, Schweißen, Kleben usw. mit der Oberscheibenringfläche (82c) verbunden ist.(80c) is introduced and the expression has a lower disc ring surface (83c), which touches a Oberscheibenringfläche (82c) of the upper disc (80b) of an adjacent disc pair and in particular materially by soldering, welding, gluing, etc. with the Oberscheibenringfläche (82c) is connected.
13. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungskanäle (3) gestapelt sind.13. Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the flow channels (3) are stacked.
14. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (2b, 16, 17b, 18b, 19b) in Stapelrichtung auf das Gehäuse (2) bzw. die Gehäuseschalen (2a, 13, 17a, 18a, 19a) aufgesetzt ist.14. Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the cover (2b, 16, 17b, 18b, 19b) in the stacking direction on the housing (2) or the housing shells (2a, 13, 17a, 18a, 19a) placed is.
15. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberscheibe (80b) eines Scheibenpaares (14) eine Oberscheibenrandfläche (85) aufweist und die dazugehörige Unterscheibe (80c) eine Unterscheibenrandfläche (86) aufweist, wobei die Oberscheibenrandfläche (85) mit der Unterscheiben- randfläche (86) korrespondiert und stoffschlüssig, insbesondere durch15. Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the upper disc (80b) of a disc pair (14) has a top disc edge surface (85) and the associated lower disc (80c) has a lower disc edge surface (86), wherein the upper disc edge surface (85) the bottom edge surface (86) corresponds and cohesively, in particular by
Löten, Schweißen, Kleben usw. verbunden ist.Soldering, welding, gluing, etc. is connected.
16. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich Längsseiten (3a) zweier einen Strömungskanal (3) bildender Scheibenpaare (14) zumindest be- reichsweise, insbesondere auf der gesamten Scheibenlänge, umgreifen und dass insbesondere die das Gehäuse berührende Längsseite (3a) die Längsseite (3a) einer benachbarten Scheibe, insbesondere der anderen Scheibe des jeweiligen Scheibenpaars, umgreift.16. Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that longitudinal sides (3a) of two flow channels (3) forming pairs of discs (14) at least be rich, in particular on the entire disc length, engage around and in particular that the housing contacting the longitudinal side (3a) the longitudinal side (3a) of an adjacent disc, in particular the other disc of the respective disc pair engages around.
17. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich Breitseiten zweier einen Strömungskanal (3) bildender Scheibenpaare (14) zumindest bereichsweise, insbesondere auf der gesamten Scheibenbreite, umgreifen.17. Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that engage broad sides of two flow channels (3) forming pairs of discs (14) at least partially, in particular on the entire disc width.
18. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibenpaare (14) turbulenzerzeugende Einrichtungen (4), insbesondere Turbulenzeinlagen oder eingeprägte Strukturelemente aufweisen, welche in den Strömungskanälen (3) angeordnet sind.18. Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the pairs of discs (14) turbulence generating means (4), in particular turbulence inserts or embossed structural elements which are arranged in the flow channels (3).
19. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausprägungen (14b, 84) konisch ausgebildet sind.19. Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the characteristics (14 b, 84) are conical.
20. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausprägungen (14b, 84) in Richtung der Längsseiten (14a) strömungsgünstig, insbesondere mit einem länglichen oder elliptischen Querschnitt ausgebildet sind.20. Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the characteristics (14b, 84) in the direction of the longitudinal sides (14a) are streamlined, in particular formed with an elongated or elliptical cross-section.
21. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Strömungskanälen bzw. in den Durchtrittskanälen (5) turbulenzerzeugende Einrichtungen (6), insbesondere Turbulenzeinlagen oder aus den Scheibenpaaren (3, 7, 8, 9, 10, 11 , 12) ausgeformte Strukturelemente angeordnet sind.21. Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that between flow channels or in the passage channels (5) turbulence generating means (6), in particular turbulence inserts or from the disc pairs (3, 7, 8, 9, 10, 11, 12) formed structural elements are arranged.
22. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibenpaare (3, 7, 14) über ihre längsseitigen Falzverbindungen (3a, 7a, 14a) mit dem Gehäuse (2, 2c, 2d) verbunden sind. 22. Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the pairs of discs (3, 7, 14) via their longitudinal fold connections (3a, 7a, 14a) to the housing (2, 2c, 2d) are connected.
23. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Eintrittsbereich (27) des Gehäuses (21 ) in Strömungsrichtung des zweiten Fluids (A) vor den Scheibenpaa- ren (22) angeordnet ist.23. Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the inlet region (27) of the housing (21) in the flow direction of the second fluid (A) in front of the Scheibenpaa- ren (22) is arranged.
24. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Austrittsbereich (28) des Gehäuses (21) in Strömungsrichtung des zweiten Fluid (A) hinter den Scheiben- paaren (22) angeordnet ist.24. Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the outlet region (28) of the housing (21) in the flow direction of the second fluid (A) behind the disc pairs (22) is arranged.
25. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibenpaare (3, 7, 8, 9, 10, 11 , 12, 14) vom zweiten Fluid im Wesentlichen parallel zu ihren Längsseiten (3a, 7a, 14a) umströmbar sind.25. Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the pairs of disks (3, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 14) of the second fluid substantially parallel to their longitudinal sides (3a, 7a, 14a) are flowed around ,
26. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der längsseitige Falz (3a, 14a) durch gleichsinnig abgewinkelte Ränder von Ober- und Unterscheibe (14d, 14e) gebildet wird und eine Anlagefläche für das Gehäuse (2, 2c, 2d) bildet.26. Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the longitudinal fold (3a, 14a) by the same direction angled edges of upper and lower plate (14d, 14e) is formed and a contact surface for the housing (2, 2c, 2d) forms.
27. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der längsseitige Falz (7a) durch gegen- sinnig abgewinkelte Ränder von Ober- und Unterscheibe (7b, 7c) gebildet wird und eine Anlagefläche für das Gehäuse (2c, 2d) bildet.27. Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the longitudinal fold (7a) by oppositely angled edges of the upper and lower plate (7b, 7c) is formed and forms a contact surface for the housing (2c, 2d).
28. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibenpaare (8, 9) längsseitig im Bereich der Gehäusewände (2c, 2d) Seitenkanäle (8d, 8e, 9a, 9b) für das erste Fluid aufweisen.28. Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the disk pairs (8, 9) on the longitudinal side in the region of the housing walls (2c, 2d) side channels (8d, 8e, 9a, 9b) for the first fluid.
29. Wärmeübertrager nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenkanäle (8d, 8e, 9a, 9b) als Erweiterung des Strömungsquer- Schnittes der Scheibenpaare (8, 9) ausgebildet sind. 29. Heat exchanger according to claim 28, characterized in that the side channels (8d, 8e, 9a, 9b) are formed as an extension of the flow cross-section of the disk pairs (8, 9).
30. Wärmeübertrager nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Erweiterung (8d, 8e) eine Kanalhöhe aufweist, welche im Wesentlichen dem Abstand der Scheibenpaare (8) entspricht.30. Heat exchanger according to claim 29, characterized in that the extension (8d, 8e) has a channel height which substantially corresponds to the distance between the pairs of discs (8).
31. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibenpaare (10, 11 , 12) einen Strömungsquerschnitt mit einer Kanalbreite b und die Gehäusewände (2c, 2d) einen Abstand w aufweisen, wobei b < w ist und zwischen den Strömungsquerschnitten und der Gehäusewand (2c, 2d) Materialbrücken (10a, 1Ob)1 insbesondere gebildet aus Unter- und/oder Oberscheibe, angeordnet sind.31. Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the disk pairs (10, 11, 12) have a flow cross-section with a channel width b and the housing walls (2c, 2d) at a distance w, where b <w and between the flow cross sections and the housing wall (2c, 2d) material bridges (10a, 1Ob) 1 in particular formed of lower and / or upper disc, are arranged.
32. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (17, 18, 19) mindestens zweiteilig ausgebildet ist und eine Gehäuseschale (17a, 18a, 19a) sowie einen Deckel (17b, 18b, 19b) aufweist.32. Heat exchanger according to one of the preceding claims, character- ized in that the housing (17, 18, 19) is formed at least in two parts and a housing shell (17a, 18a, 19a) and a cover (17b, 18b, 19b).
33. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Eintrittsbereich (27) des Gehäuses33. Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the inlet region (27) of the housing
(21 ) einen Eintrittsstutzen (25) aufweist, der in der Gehäuseschale (21a) oder im Deckel angeordnet ist.(21) has an inlet nozzle (25) which is arranged in the housing shell (21 a) or in the lid.
34. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, dass der Austrittsbereich (28) des Gehäuses34. Heat exchanger according to one of the preceding claims, character- ized in that the outlet region (28) of the housing
(21 ) einen Austrittsstutzen (26) aufweist, der in der Gehäuseschale (21a) oder im Deckel angeordnet ist.(21) has an outlet nozzle (26) which is arranged in the housing shell (21 a) or in the lid.
35. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (21 ) Ein- und Austrittsstutzen (23, 24) für das erste Fluid aufweist.35. Heat exchanger according to one of the preceding claims, character- ized in that the housing (21) inlet and outlet nozzles (23, 24) for the first fluid.
36. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ein- und Austrittsstutzen (23, 24, 30, 31 ) für das erste Fluid im Deckel (21 b) oder in der Gehäuseschale angeordnet sind.36. Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the inlet and outlet nozzles (23, 24, 30, 31) are arranged for the first fluid in the lid (21 b) or in the housing shell.
37. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, dass die Ein- und /oder die Austrittsstutzen37. Heat exchanger according to one of the preceding claims, character- ized in that the inlet and / or outlet nozzle
(25, 26) Längsachsen (A) aufweisen, welche gegenüber den Scheibenpaaren (22) geneigt sind.(25, 26) longitudinal axes (A), which are inclined relative to the disc pairs (22).
38. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, dass der Wärmeübertrager einen Bypass (56,38. Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the heat exchanger has a bypass (56,
57, 58, 59) aufweist57, 58, 59)
39. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Gehäuses und parallel zu den Scheibenpaaren (36, 37, 41 , 45) ein Bypasskanal (34, 36, 42, 46) für das zweite Fluid angeordnet ist.39. Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that within the housing and parallel to the disc pairs (36, 37, 41, 45) a bypass channel (34, 36, 42, 46) is arranged for the second fluid.
40. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Eintrittsbereich für das zweite Fluid eine Trennwand (38, 39) angeordnet ist.40. Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that in the inlet region for the second fluid, a partition wall (38, 39) is arranged.
41. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Austrittsbereich für das zweite Fluid eine Trennwand angeordnet ist.41. Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that a partition wall is arranged in the outlet region for the second fluid.
42. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeübertrager mindestens ein Rückschlagventil enthält, welches vorzugsweise im Gehäuse integriert ist und sich im Austrittsbereich (26, 32, 53, 58) befindet.42. Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the heat exchanger includes at least one check valve, which is preferably integrated in the housing and in the outlet region (26, 32, 53, 58).
43. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bypasskanal oberhalb (36, 46) oder unterhalb (34, 42) der Scheibenpaare (37, 45, 36, 41) angeordnet ist. 43. Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the bypass channel above (36, 46) or below (34, 42) of the disk pairs (37, 45, 36, 41) is arranged.
44. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bypasskanal als Bypassrohr (34, 36, 42, 46) ausgebildet ist, welches in das Gehäuse einlegbar ist.44. Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the bypass channel as a bypass tube (34, 36, 42, 46) is formed, which is insertable into the housing.
45. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bypasskanal gegenüber den Strömungskanälen (3) und/oder den Durchtrittskanälen thermisch isoliert ist.45. Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the bypass channel with respect to the flow channels (3) and / or the passageways is thermally insulated.
46. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bypasskanal von den Strömungskanälen (3) und/oder den Durchtrittskanälen im Wesentlichen beabstandet angeordnet ist.46. Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the bypass channel of the flow channels (3) and / or the passageways is arranged substantially at a distance.
47. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bypasskanal und/oder ein dem Bypasskanal benachbarter Strömungskanal (3) und/oder Durchtrittskanal (5) Vorsprünge aufweist, wodurch vorzugsweise die Strömungskanäle (3) oder die Durchtrittskanäle (5) vom Bypassrohr im Wesentlichen beabstandet sind.47. Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the bypass channel and / or a bypass channel adjacent flow channel (3) and / or passage channel (5) has projections, whereby preferably the flow channels (3) or the passageways (5) from Bypass tube are substantially spaced.
48. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bypasskanal (34, 36, 42, 46) aus mindestens einem Teilelement besteht, welches vorzugsweise als offe- nes Profil und besonders vorteilhaft als U-Profil oder Halbrohr ausgebildet ist.48. Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the bypass channel (34, 36, 42, 46) consists of at least one sub-element, which is preferably designed as an open profile and particularly advantageously as a U-profile or half-pipe.
49. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bypasskanal (34, 36, 42, 46) aus zwei Rohrhälften besteht.49. Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the bypass channel (34, 36, 42, 46) consists of two tube halves.
50. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bypasskanal (34, 36, 42, 46) mindestens eine Längstrennwand aufweist. 50. Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the bypass channel (34, 36, 42, 46) has at least one longitudinal dividing wall.
51. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Eintritts- oder Austrittsbereich des Gehäuses eine Bypassklappe (43) integrierbar ist.51. Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that in the inlet or outlet region of the housing, a bypass flap (43) is integrated.
52. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Eintrittsbereich zwei separate Eintrittsstutzen (47, 48) sowie eine Trennwand (49) aufweist.52. Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the inlet region has two separate inlet stubs (47, 48) and a partition wall (49).
53. Wärmeübertrager nach einem der einem der vorhergehenden Ansprü- che, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibenpaare ein Paket (51 ,53. Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the pairs of discs form a package (51, 51).
60) bilden, welches zweiflutig vom zweiten Fluid durchströmbar ist.60), which can be flowed through by the second fluid in two columns.
54. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass einerseits des Scheibenpaketes (51 ) ei- ne Eintrittskammer (52) sowie eine Austrittskammer (53) und andererseits des Scheibenpaketes (51 ) eine Umlenkkammer (54) für das zweite Fluid angeordnet sind.54. Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that on the one hand of the disk package (51) an inlet chamber (52) and an outlet chamber (53) and on the other hand of the disk package (51) a deflection chamber (54) are arranged for the second fluid ,
55. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, dass der Bypass in das Gehäuse integriert ist.55. Heat exchanger according to one of the preceding claims, character- ized in that the bypass is integrated into the housing.
56. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bypass in den Deckel integriert ist.56. Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the bypass is integrated in the lid.
57. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er mindestens eine Klappe aufweist..57. Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises at least one flap ..
58. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klappe im Eintrittsbereich oder im Austrittsbereich angeordnet ist.58. Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the flap is arranged in the inlet region or in the outlet region.
59. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er mindestens ein Bypassventil aufweist. 59. Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises at least one bypass valve.
60. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bypassventil in das Gehäuse integriert ist.60. Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the bypass valve is integrated in the housing.
61. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bypassventil im Eintrittsbereich und/oder im Austrittsbereich angeordnet ist.61. Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the bypass valve is arranged in the inlet region and / or in the outlet region.
62. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, dass das Bypassventil als Kombiventil ausgeführt ist.62. Heat exchanger according to one of the preceding claims, character- ized in that the bypass valve is designed as a combination valve.
63. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der integrierte Bypass eine schwenkbare Trennwand (59) aufweist, mittels welcher der Eintrittsstutzen (57) und der Austrittsstutzen (58) kurzschließbar sind.63. Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the integrated bypass has a pivotable partition wall (59) by means of which the inlet nozzle (57) and the outlet nozzle (58) are short-circuited.
64. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Fluid ein flüssiges Kühlmittel, insbesondere das Kühlmittel aus dem Kühlkreislauf einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges und das zweite Fluid rückgeführtes Abgas der Brennkraftmaschine ist.64. Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the first fluid is a liquid coolant, in particular the coolant from the cooling circuit of an internal combustion engine of a motor vehicle and the second fluid recirculated exhaust gas of the internal combustion engine.
65. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, dass das erste Fluid Luft und das zweite Fluid rückgeführtes Abgas einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges ist.65. Heat exchanger according to one of the preceding claims, character- ized in that the first fluid is air and the second fluid recirculated exhaust gas of an internal combustion engine of a motor vehicle.
66. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, dass der Wärmeübertrager einen Oxidations- katalysator (64) aufweist.66. Heat exchanger according to one of the preceding claims, character- ized in that the heat exchanger has an oxidation catalyst (64).
67. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Scheibenpaket (62) der Oxidations- katalysator (64) vorgeschaltet ist. 67. Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the disk package (62) of the oxidation catalyst (64) is connected upstream.
68. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Fluid ein flüssiges Kühlmittel, insbesondere das Kühlmittel des Kühlkreislaufes eines Brennkraftma- schine eines Kraftfahrzeuges und das zweite Fluid der Brennkraftmaschine zuführbare Ladeluft ist.68. Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the first fluid is a liquid coolant, in particular the coolant of the cooling circuit of an internal combustion engine of a motor vehicle and the second fluid of the internal combustion engine can be supplied charge air.
69. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Fluid Luft und das zweite Fluid einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges zuführbare Ladeluft ist.69. Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the first fluid is air and the second fluid of an internal combustion engine of a motor vehicle feedable charge air.
70. Verwendung des Wärmeübertragers nach einem der vorhergehenden Ansprüche als Abgaskühler in einem Abgasrückführsystem einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges oder als Zuheizer zur In- nenraumerwärmung eines Kraftfahrzeuges.70. Use of the heat exchanger according to one of the preceding claims as an exhaust gas cooler in an exhaust gas recirculation system of an internal combustion engine of a motor vehicle or as a heater for interior heating of a motor vehicle.
71. Verwendung des Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche vorhergehenden Ansprüche als Ladeluftkühler zur direkten oder indirekten Kühlung von Ladeluft für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges.71. Use of the heat exchanger according to one of the claims preceding claims as a charge air cooler for the direct or indirect cooling of charge air for an internal combustion engine of a motor vehicle.
72. Verwendung des Wärmeübertragers nach einem der Ansprüche vorhergehenden Ansprüche als Ölkühler zur Kühlung von Motoröl einer Brennkraftmaschine oder von Getriebeöl eines Kraftfahrzeuges durch ein flüssiges Kühlmittel, vorzugsweise das Kühlmittel des Kühlkreislaufes der Brennkraftmaschine.72. Use of the heat exchanger according to one of the claims preceding claims as an oil cooler for cooling engine oil of an internal combustion engine or transmission oil of a motor vehicle by a liquid coolant, preferably the coolant of the cooling circuit of the internal combustion engine.
73. Verwendung des Wärmeübertragers insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche als Kältemittelkondensator im Kältemittelkreislauf einer Klimaanlage für Kraftfahrzeuge.73. Use of the heat exchanger in particular according to one of the preceding claims as a refrigerant condenser in the refrigerant circuit of an air conditioning system for motor vehicles.
74. Verwendung des Wärmeübertragers insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche als Kältemittelabgaskühler im Kältemittel- kreislauf einer Klimaanlage für Kraftfahrzeuge. Verwendung des Wärmeübertragers insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche als Kältemittelverdampfer im Kältemittelkreislauf einer Klimaanlage für Kraftfahrzeuge. 74. Use of the heat exchanger in particular according to one of the preceding claims as a refrigerant exhaust gas cooler in the refrigerant circuit of an air conditioning system for motor vehicles. Use of the heat exchanger in particular according to one of the preceding claims as a refrigerant evaporator in the refrigerant circuit of an air conditioning system for motor vehicles.
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