WO2012010349A1 - System zur nutzung von abwärme eines verbrennungsmotors - Google Patents

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WO2012010349A1
WO2012010349A1 PCT/EP2011/058470 EP2011058470W WO2012010349A1 WO 2012010349 A1 WO2012010349 A1 WO 2012010349A1 EP 2011058470 W EP2011058470 W EP 2011058470W WO 2012010349 A1 WO2012010349 A1 WO 2012010349A1
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Peter Geskes
Klaus Irmler
Eberhard Pantow
Michael Schmdt
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Behr Gmbh & Co. Kg
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Definitions

  • the invention relates to a system for utilizing waste heat of a Verbrennungsmqtors means of the Rankine cycle process according to the preamble of claim 1 and an internal combustion engine with a system for using waste heat of the internal combustion engine by means of the Rankine cycle process according to the preamble of claim 11.
  • Internal combustion engines are used in various technical applications for converting thermal energy into mechanical energy.
  • internal combustion engines are used to move the motor vehicle.
  • the efficiency of internal combustion engines can be increased by the use of systems for utilizing waste heat of the internal combustion engine by means of the Clausius-RinkineKreisvones.
  • the system converts waste heat from the internal combustion engine into mechanical energy.
  • the system comprises a circuit with lines with a working fluid, eg, water or an organic refrigerant such as R245fa, a pump for conveying the working fluid mediums, an evaporator heat exchanger for vaporizing the liquid working medium, an expansion machine, a condenser for liquefying the vaporous working medium and a collecting and compensating container for the liquid working medium.
  • the working fluid is vaporized by waste heat of the engine and then the evaporated working medium of the expansion machine is fed into softening the gaseous working medium expands and mechanical work done by means of the expansion machine, in the evaporator heat exchanger, for example, by a flow channel the working fluid and an exhaust gas flow channel exhaust gas passed the internal combustion engine.
  • the heat is transferred from the exhaust gas at a temperature in the range of, for example, between 400 ° and 600 ° C to the working fluid in the evaporator heat exchanger and thereby the working fluid is transferred from the liquid state to the vapor state.
  • the exhaust gas conducted through the evaporator can then be fed back through an exhaust gas recirculation line to a charge air line of the internal combustion engine, so that in the case of leaks within the evaporator heat exchanger, the working medium is admixed with the combustion air supplied to the internal combustion engine and thus supplied to the internal combustion engine.
  • the evaporator heat exchanger is designed as a charging air cooler and the working fluid is heated by the compressed charge air.
  • the working fluid When using an organic working medium, for. B. R245FA, or ethanol and a leak in the evaporator heat exchanger, the working fluid enters the burn tion air and occur during the combustion of the working medium in the combustion chamber of the internal combustion engine toxic gases, in particular hydrogen fluoride, on. These toxic gases, especially hydrogen fluoride, is then passed as exhaust gas into the environment of the motor vehicle and can cause environmental damage or even damage to persons in the vicinity of the motor vehicle.
  • toxic gases in particular hydrogen fluoride
  • WO 2009/089885 A1 shows a device for exchanging heat between a first and a second medium, with disk pairs stacked on one another in a stacking direction, wherein between the two disks of at least one disk pair a first flow space through which a first medium can flow and between two adjacent disk pairs a second flow space through which a second medium flows is formed, wherein the first flow space has a first flow path with a flow path sections for the first medium which can be flowed through in succession in opposite directions, which are separated from one another by a partition wall arranged between the at least two slices of the at least one pair of slices ,
  • the object of the present invention is therefore to provide a system for utilizing waste heat of an internal combustion engine by means of the ClausiusRankine cycle and an internal combustion engine with a system for utilizing waste heat of the internal combustion engine mitteis the ClausiusRankine cycle process available, in which an introduction of the working medium in the internal combustion engine supplied Verbrennungsiuft is essentially excluded due to a leak or leakage at the evaporator heat exchanger.
  • a system for utilizing waste heat of an internal combustion engine by means of the Clausius Rahkine cycle process to comprising a circuit with lines with a working medium, in particular water, a pump for conveying the working medium, an evaporator heat exchanger for vaporizing the liquid working medium with at least a first flow channel for passing the working medium and at least a second flow channel for passing a fluid, for. 13.
  • the at least first flow channel formed by at least a first limiting component is and the at least one second flow channel is formed by at least one second limiting component and of the at least one first limiting component and, preferably of the at least one second limiting component, a fluidleitersde connection in the environment or in a receiving space, so that in case of leakage at the at least one first limiting component, the working medium in the environment or in the receiving space is conductive and preferably in a leakage at the at least one second limiting component, the fluid in the environment or in the receiving space leit bar is
  • the at least one first and / or second limiting component represents, for example, a component, for. B. is a pipe wall or a disk wall and may also be formed by a cohesive connection, in particular a solder joint.
  • the flow channel is formed by the limiting component limits the flow space and / or forms. It consists of the at least one limiting component, in particular only a first limiting component, z. B; cohesive connection or solder joint, a fluid-conducting connection in the environment or in the receiving space or in the flow space. This is true zugs also analog for the second limiting component, in particular only a second limiting component.
  • the receiving space is formed as a closed receiving space and provided with a sensor, z, B. pressure sensor.
  • a sensor z, B. pressure sensor.
  • the working medium or the charging air or the exhaust gas enters the receiving unit, so that the pressure in the receiving space is increased and thus the increased pressure from the pressure sensor can be detected.
  • the system can detect a leak on the evaporator heat exchanger due to the pressure sensor and thus be switched off by a control unit, the system to an internal combustion engine to prevent the introduction of working fluid into the combustion air of the internal combustion engine.
  • the flow space in particular receiving space, with a sensor for detecting the working medium or provided by charge air or exhaust gas. If leakage occurs at the first limiting component and / or at the second limiting component in an analogous manner, the introduction of the working medium and / or charge air or exhaust gas into the flow space is detected by the sensor and the system is switched off by a control unit of the internal combustion engine.
  • the at least one first flow channel is separated from the at least one second flow channel with the at least one first and second limiting components, so that in the event of leakage at the at least one first limiting component, the working medium does not enter the at least one second flow channel and / or at least one second flow channel Leakage at the at least one second limiting component, the fluid does not enter the at least one first flow channel and / or the at least one first limiting component one or at least one cohesive connection, in particular solder joint comprises, and the cohesive connection has with the environment or the receiving space a fluid-conducting Connection on, so that in a leakage of cohesive connection, in particular completely, the working fluid from the first Strömungskanai in the environment or the receiving space is conductive and / or the at least one second Limiting component has a cohesive connection, in particular solder joint, and the cohesive connection has with the environment or the receiving space on a fluid-conducting connection, so that at a leakage of stoffschlüsstgen connection, in particular completely, the
  • the at least one first / second limiting component comprises a material-locking connection
  • this can also be a plurality of cohesive connections.
  • the at least one first limiting component comprises at least one pipe wall and / or a frame and / or at least one Doppelusionnwandung and / or a fluid-tight stoffschiüssigen compound, for. B. Löithetic, preferably between the double disc walls, and it forms in particular between the double disc walls or within the at least one tube wall of the first Strömurigskanal.
  • the at least one second boundary component comprises at least one tube wall and / or a frame and / or at least one double-walled wall and / or a fluid-tight material connection, for.
  • solder joint preferably between the double disc walls, and it forms, in particular between the double disc walls or within the at least one tube wall of the second Strömungskana! out.
  • a rib structure or a turbulence insert is arranged between the double-disc walls.
  • the rib structure for example, serves to provide a distance between an upper and a lower disk wall.
  • no rib structure is inserted between the ⁇ oppelinnwandungen and in a disc wall of the double disc wall is a channel or two channels are incorporated, for. B. by means of milling, so that thereby forms between the double disc walls, a first and / or a second flow channel.
  • the at least one first flow channel of the at least one second flow channel with two walls are separated from each other and preferably the two walls with a material connection, for. B. solder joint, connected together.
  • the at least one first flow channel is expediently formed with at least one first cohesive connection, in particular solder connection
  • the at least one second flow channel is formed with at least one second cohesive connection, in particular solder connection
  • between the first and second cohesive connection is a flow space, in particular a leakage channel , formed, and the flow space has a fluid-conducting connection to the environment of the evaporator heat exchanger or the flow space forms the receiving space.
  • the at least one first flow channel is formed on a Dpppelusionnwandung and two disc walls of the double disc wall are connected to each other with the first and second cohesive connection.
  • the disk walls can be connected to each other directly with the first and second cohesive connection or the two double-disc walls are indirectly connected to each other with the first and second stoffschiüssigen connection by means of a frame.
  • the evaporator heat exchanger comprises a housing and within the housing, the at least one double disc wall is arranged and the at least one disposed within the housing second flow channel is bounded by the housing and the at least one double disc wall.
  • the evaporator heat exchanger comprises at least one exhaust gas flow channel, preferably a plurality of exhaust gas flow subchannels as at least one second flow channel, for passing exhaust gas for the release of heat from the exhaust gas to the working medium and / or the evaporator heat exchanger is a plate heat exchanger, ⁇ in spiral heat exchangers, a tube bundle heat exchanger or a jacket tube heat exchanger.
  • the expansion machine is a turbine or a reciprocating piston engine.
  • the system comprises a recuperator, by means of which heat can be transferred from the working medium after flowing through the expansion machine to the working medium in front of the evaporator.
  • the evaporator heat transfer is at least partially, in particular completely, made of stainless steel, since the working fluid with a high pressure, for. B. in the range between 40 to 80 bar, and the exhaust gas at a high temperature, for. B. in the range about 600 e C, is passed through the evaporator heat exchanger.
  • Combustion engine in particular reciprocating internal combustion engine, with a system for utilizing waste heat of the internal combustion engine by means of the Rankine cycle, comprising a circuit with lines with a working fluid, in particular water, a pump for conveying the working medium, an evaporator which can be heated by the waste heat of the internal combustion engine for evaporating the liquid working medium, an expansion machine, a condenser for liquefying the vaporous working medium, preferably a collecting and compensating container for the liquid working medium, the system being designed as a system described in this patent application and / or the fluid conducted through the second flow channel
  • Charge air is, so that the evaporator heat exchanger is a charge air cooler or the fluid is exhaust gas, so that the evaporator heat exchanger is preferably an exhaust gas recirculation cooler.
  • di ⁇ waste heat of the main exhaust stream of the engine and / or the waste heat of the exhaust gas recirculation and / or waste heat of the compressed charge air and / or the heat of a coolant of the engine can be used.
  • the system thus converts the waste heat of the internal combustion engine into mechanical energy, thereby advantageously increasing the efficiency of the internal combustion engine.
  • the system comprises a generator.
  • the generator is drivable by the expansion machine, so that the system can thus provide electrical energy or electricity.
  • the sensor in the working space is expediently, for example, a pressure sensor from which the exhaust gas pressure in the range from 3 to 4 bar or the pressure of the working medium in the range between 20 and 40 bar can be detected.
  • the working medium of the system is water as pure substance, R245fa, ethanol (pure substance or mixture of ethanol with water), methanol (pure substance or mixture of methanol and water), longer-chain alcohols C5 to C10, longer-chain hydrocarbons C5 (pentane) to C8 (Octane), pyridine (pure substance or mixture of pyridine with water), methylpyridine (pure substance or mixture of methyl pyridine with water), trifluoroethanol (pure substance or mixture of trifluoroethanol with water), hexafluorobenzene, a water / ammonia solution and / or a water-ammonia mixture used.
  • Fig. 2 is a view of a Verdampfer Erasmusambitragers
  • Fig. 3 is a view of the evaporator heat exchanger
  • Fig. 4 is a section of the evaporator heat exchanger
  • FIG. 5 shows a perspective partial view of the evaporator heat exchanger according to FIG. 4, FIG.
  • Fig. 6 is a view of the evaporator heat exchanger
  • FIG. 7 shows a section of the evaporator heat exchanger according to FIG. 6
  • FIG. 8 shows a section of the evaporator heat exchanger according to FIG. 6
  • an internal combustion engine 8 as reciprocating internal combustion engine 9 serves to drive a motor vehicle, in particular a truck, and comprises a system 1 for utilizing waste heat of the internal combustion engine 8 by means of the Rankine cycle process
  • the combustion engine 8 has an exhaust gas turbocharger 17.
  • the exhaust gas turbocharger 17 compresses fresh air 16 into a charge air line 13, and a charge air cooler 14 installed in the charge air vent 13 cools the charge air before it is fed to the engine 8.
  • an exhaust pipe 10 a portion of the exhaust gas is derived from the engine 8 and then cooled in an evaporator heat exchanger 4 as exhaust gas recirculation cooler and admixed with an exhaust gas recirculation line 15 of the internal combustion engine 8 with the charge air line 13 supplied fresh air.
  • the system 1 has lines 2 with a working medium.
  • an expansion machine 5 In the circuit with the working medium, an expansion machine 5, a condenser 6, a collecting and expansion tank 7 and a pump 3 is integrated. From the pump 3, the liquid working fluid is raised to a higher pressure level in the circuit and then evaporates the liquid working fluid in the evaporator heat exchanger 4 and then performs in the expansion machine 5 mechanical work by expanding the gaseous working fluid and subsequently has a low pressure.
  • the condenser 6 the gaseous working fluid is liquefied and then fed back to the collecting and expansion tank 7. 2, a first embodiment of the Verdarnpfer Vietnamesetechniktfagers 4 is shown. Of the
  • Evaporator heat exchanger 4 has an inlet opening 32 for introducing the working medium and an outlet opening 33 for discharging the working medium from the evaporator heat exchanger 4.
  • a not shown in Fig. 2 first flow channel 19 is formed between a plurality of double-disc walls 29.
  • the Doppelusionnwandun gene 29 each have an upper disk wall 30 and a lower disk wall 31.
  • Distanzstüeke 39 are each arranged at the inlet and Ausiassö réelle 32, 33.
  • a meander-shaped channel (not shown) is incorporated into the lower disk wall 31 so that a meander-shaped first flow channel 19 is formed between the upper and lower disk walls 30, 31, through which the working medium is directed from the inlet opening 32 to the outlet opening 33.
  • the upper and lower disk walls 30, 31 are connected to each other by means of a material connection 23 as the first cohesive connection 24, namely a solder connection 26 (not shown).
  • the upper and lower disc walls 30, 31 further has a passage opening 44 respectively at the inlet and outlet openings 32, 33, so that thereby the working medium can also flow through the double disc walls 29 to underlying or overlying DoppelScheibenwanditch 29 at the spacers 39 (analog Fig.
  • the spacers 39 each have a passage opening 41 (analogous to FIG. 6).
  • the Doppelusionnwan Plantgen 29 four rectangular cross-section tubes are arranged, which are formed by a tube wall 28 as a wall 27.
  • the rectangular in cross-section tubes form a second flow channel 20 for passing exhaust gas or charge air, so that heat is transferred from the exhaust gas or the charge air to the working fluid and thereby evaporates the working fluid in the evaporator heat exchanger 4.
  • the pipe walls 28 thus represent a second limiting component 22, which form the second flow channel 20.
  • the tubes for passing the exhaust gas or the charge air have at both ends a slightly greater length than the double disc walls 29, so that the tubes, which are formed by the Rohiwandungeh 28 slightly projecting beyond a gas side edge of the double disc walls 29.
  • a bottom 37 has rectangular diffuser openings 46 in cross-section. The bottom 37 is materially bonded to the diffuser openings 46 with the tubes connected, that is soldered to this. In this case, the bottom 37 at a distance to the double disc walls 29, because the tubes are extended with respect to the gas side edge of the double disc walls 29 and the bottom 37 is soldered at the extreme end of the tubes to the tubes.
  • FIG. 2 which has an inlet opening 11 for introducing the exhaust gas or the charging air.
  • the floor 37 is not yet fastened to the tubes as an exploded view.
  • a second bottom 37 with the gas diffuser 38 is also arranged in an analogous manner (not shown).
  • the solder joint 26 as cohesive connection 23 and second cohesive connection 25 of the bottom 37 to the tubes is also a second limiting component 26 of the second flow channel 20, In a leak at this solder joint 26 between the bottom 37 and the pipes passes through the second flow channel 20 passed fluid, for.
  • the upper and lower disk walls 30, 31 are connected to one another by means of the integral connection 23 as the first cohesive connection 24 (see above), ie the solder connection 26 (not shown).
  • the solder joint 26 between the upper and lower disk walls 30, 31 and the upper and lower disk walls 30, 31 thus constitute a first limiting component 21, which form or limit the first flow channel 19.
  • a leakage at the solder joint 26 between the upper and lower Scheibenwandurtg 30, 31 occurs due to the distance of the bottom 37 of the Doppelusionnwandept 29, the working fluid not directly into the second flow channel 20, but in the flow space 35 as the environment of the evaporator heat exchanger 4,
  • Fig. 3 a second embodiment of the evaporative heat exchanger 4 is shown.
  • a sin-section through the solder connection 26 is shown.
  • a meander-shaped first flow channel 19 is incorporated.
  • the Arbeltsmedium through the meandering first flow channel passes through the inlet opening 32 in the evaporator heat exchanger 4 and veriässt the evaporator heat exchanger at the outlet opening 33.
  • the spacer 39 each ah two sides of the double disc walls 29 at the inlet and Outlet opening 32, 33 arranged so that the working medium in the plurality of superposed Doppelusionnwandeptept 29 with the first Strömungskanai 19 and can be discharged.
  • the double-disk walls 29 each have through-openings 44 through which the working medium can be passed, in an analogous manner the spacers 39 also have the passage openings 41.
  • no tube is arranged between the double-disc walls 29, but only a rib structure 34 (not shown).
  • the plurality of double-disc walls 29 with the rib structures 34 arranged therebetween are arranged inside a housing not illustrated in FIGS. 4 and 5.
  • the housing is fluid-tight and represents the second limiting component 22 for the exhaust gas or the charge air.
  • the housing has an inlet and outlet opening, through which the exhaust gas is introduced and discharged into the space enclosed by the housing.
  • the Lötverbihdung 26 between the upper and lower disc walls 30, 31 is divided into a first cohesive connection 24 and in a second cohesive connection 25 and between the first cohesive connection 24 and the second cohesive connection 25 thus forms between the upper and lower disc wall 30th , 31 a Ström ungs space 35 as a leakage channel 36 from.
  • the second cohesive connection 25 constitutes a second limiting component 22 for the second flow channel
  • the first cohesive connection 24 represents a first limiting component 21 for the first flow channel 19.
  • the working fluid enters the leakage channel 36 and is guided through leakage passage openings 40 in the spacer 39 to a leakage outlet 42 of the evaporator heat exchanger 4.
  • the leakage outlet opening 42 opens outside the housing of the evaporator heat exchanger 4, not shown in the environment of the evaporator heat exchanger 4,
  • the fluid flows at a leakage at the second cohesive connection 25, z. 8. charge air or exhaust gas into the leakage channel 36 and through the leakage passage openings 40 to the Leckageauslassöff opening 42, which is in fluid-conducting connection with the environment of the evaporator heat exchanger 4.
  • the leakage outlet opening 42 can also be closed, so that the flow space 35 constitutes a sealed, fluid-tight receiving space for the working medium or the fluid.
  • a pressure sensor 47 ⁇ see FIG. 9 or a sensor for detecting working fluid or exhaust gas or charge air is arranged.
  • the pressure sensor or the sensor can thus be a leak or a leak, for example, due to an increase of the pressure in the receiving space or an increase of certain gases, eg.
  • a control unit not shown, of the system or of the internal combustion engine 8
  • the system 1 can be switched off in order to prevent the flow of working fluid into the combustion air 8 supplied to the combustion air.
  • two spacers 39 are each arranged between the double-disc walls 29.
  • working fluid could enter the space enclosed by the housing, not shown.
  • a leakage ring 36a shown in FIG. 4a is formed in the spacer 39 on the upper side as well as on the underside, which completely encloses the passage opening 41 and opens into the leakage passage opening 40.
  • a first and second cohesive connection 24, 25 is also formed on the integral connection 23 between the spacer 39 and the upper and lower disc walls 30, 31, so that in an analogous manner in the event of leakage at the cohesive connection 23 between the spacer 39 and the lower and upper disk walls 30, 31, the working fluid or the fluid in the leakage passage opening 40 of the spacer 39 and thus also can be discharged from the leakage outlet 42 or the Strömuhgshoffm 35 represents the ⁇ uf shakingraum, the leakage ring 36a thus also provides a Leckagekanai 36 in Meaning of the invention.
  • FIGS. 6 to 8 a fourth embodiment of the evaporator heat exchanger 4 is shown. In a manner analogous to the secondCus.
  • a plurality of Doppelinwandeptept 29 with an upper and lower disk wall 30, 31 are interconnected and arranged one above the other.
  • the upper disk wall 30 is indirectly connected to a peripheral frame 43 with the lower disk wall 31 with the solder joint 26.
  • a first flow channel 19 is formed between the upper and lower disk walls 30, 31.
  • a spacer 39 is arranged with the passage opening 41, so that the working medium in the plurality of superposed Doppelusionnwandungen 29 can be in and discharged due to the passage openings 44 in the upper and lower disc walls 30, 31.
  • the rib structure 34 is arranged and by a frame 43 between this upper disk wall 30 and the lower disk wall 31 each form a second flow channel 20 for the fluid between two Doppelusionnwandgngen 29 from.
  • a disk wall 30, 31 thus represents both a first limiting component 21 for the first flow channel 19 and a second limiting component 22 for the second flow channel 20.
  • the frame 43 as a second limiting component 22 is arranged on the narrow sides of the upper and lower disk walls 30, 31 and thus two-part (Fig. 6).
  • a gas diffuser 38 is arranged in each case.
  • the gas diffuser 38 is soldered directly to the two ends of the stacked double-walled walls 29 in a flüid-tight manner. In this case, both for admitting the fluid as well as for discharging the fluid in the second flow channel 20 each between the double disc walls 29 two gas diffuser 38 are arranged, wherein in Flg. 7 and 8, only one gas diffuser 38 is shown partially on the left, and the gas diffuser 38 on the right in FIGS. 7 and 8 is not shown.
  • the frame 43 between the upper and lower disc walls 30, 31 is in the region of the gas-side end of the Doppeiusionnwandungen 29, ie at the area enclosed by the gas diffuser 38 area, as a part 45 executed. 7 and 8, a section through the evaporator heat exchanger 4 in the region of the part 45 is shown. In the variant shown in FIG.
  • the part 45 is in two parts, so that a flow space 35 forms on the part 45 as a leakage channel 36.
  • a first cohesive connection 24 and a second cohesive connection 25 are formed analogously to the third embodiment according to FIGS. 4 and 5.
  • the working medium can thus be introduced into the flow space 35 or leakage channel 36 or, in the case of a sealing of a leakage outlet opening 42, not shown, into the receiving space as flow space 35.
  • the working medium can be discharged into the environment and / or a leak at the first cohesive connection 24 can be detected by means of a sensor.
  • the variant of the part 45 of the frame 43 shown in FIG. 8 differs only in that the part 45 is in one piece and due to its geometry adjoins the part 45 upper and lower leakage channel 36 or a receiving space is formed as upper and lower receiving space between the upper and lower disc walls 30, 31st
  • the solder joints 26 on the working medium are the critical points or weak points. It consists in the evaporator heat exchanger 4 no unmit connectable from the first flow channel 19 to the second flow channel 20 or vice versa at the solder joints 26.

Abstract

Bei einem System zur Nutzung von Abwärme eines Verbrennungsmotors mittels des Clausius - Rankine - Kreisprozesses, soll ein Einleiten des Arbeitsmediums in die dem Verbrennungsmotor zuführte Verbrennungsluft aufgrund einer Undichtigkeit oder Leckage an dem Verdampferwärmeübertrager (4) im Wesentlichen ausgeschlossen sein. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der wenigstens erste Strömungskanal (19) von wenigstens einer ersten Begrenzungskomponente (21) gebildet ist und der wenigstens eine zweite Strömungskanal (20) von wenigstens einer zweiten Begrenzungskomponente (22) gebildet ist und von der wenigstens einen ersten Begrenzungskomponente (21) sowie, vorzugsweise von der wenigstens einen zweiten Begrenzungskomponente (22), eine fluidleitende Verbindung in die Umgebung oder in einen Aufnahmeraum besteht, so dass bei einer Leckage an der wenigstens einen ersten Begrenzungskomponente (21) das Arbeitsmedium in die Umgebung oder in den Aufnahmeraum leitbar ist und vorzugsweise bei einer Leckage an der wenigstens einen zweiten Begrenzungskomponente (22) das Fluid in die Umgebung oder in den Aufnahmeraum leitbar ist.

Description

System zur Nutzung von Abwärme eines
Verbrennungsmotors
Die Erfindung betrifft ein System zur Nutzung von Abwärme eines Verbrennungsmqtors mittels des Clausius-Rankine-Kreisprozesses gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 und einen Verbrennungsmotor mit einem System zur Nutzung von Abwärme des Verbrennungsmotors mittels des Clausius-Rankine-Kreisprozesses gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 11.
Verbrennungsmotoren werden in verschiedenen technischen Anwendungen zur Umwandlung von Wärmeenergie in mechanische Energie eingesetzt. In Kraftfahrzeugen, insbesondere in Lastkraftwagen, werden Verbrennungsmotoren eingesetzt, um das Kraftfahrzeug fortzubewegen. Der Wirkungsgrad von Verbrennungsmotoren kann durch den Einsatz von Systemen zur Nutzung von Abwärme des Verbrennungsmotors mittels des Clausius-RänkineKreisprozesses erhöht werden. Das System wandelt dabei Abwärme des Verbrennungsmotors in mechanische Energie um. Das System umfasst einen Kreislauf mit Leitungen mit einem Arbeitsmedium, z, B. Wasser oder ein organisches Kältemittel wie R245fa, eine Pumpe zum Fördern des Arbeits¬e mediums, einen Verdampferwärmeübertrager zum Verdampfen des flüssigen Arbeitsmedium, eine Expansionsmaschine, einen Kondensator zum Verflüssigen des dampfförmigen Arbeitsmediums und einen Auffang- und Ausgleichsbehälter für das flüssige Arbeitsmedium. Durch den Einsatz derartiger Systeme in einem Verbrennungsmotor kann bei einem Verbrennungsmotor mit einem derartigen System als Bestandteil des Verbrennungsmotors der Gesamtwirkungsgrad des Verbrennungsmotors erhöht werden.
In dem Verdampferwärmeübertrager wird das Arbeitsmedium durch Abwärme des Verbrennungsmotors verdampft und anschließend Wird das verdampfte Arbeitsmedium der Expansionsmaschine zugeleitet, in weicher das gasförmige Arbeitsmedium expandiert und mechanische Arbeitet leistet mittels der Expansionsmaschine, in dem Verdampferwärmeübertrager wird beispielweise durch einen Strömungskanal das Arbeitsmedium und durch einen Abgasströmungskanal Abgas des Verbrennungsmotors geleitet. Dadurch wird die Wärme von dem Abgas mit einer Temperatur im Bereich von beispielsweise zwischen 400° und 600° C auf das Arbeitsmedium in dem Verdampferwärmeübertrager Übertragen und dadurch wird das Arbeitsmedium von dem flüssigen Aggregatzustand in den dampfförmigen Aggregatzustand überführt. Das durch den Verdampfer geleitete Abgas kann dabei anschließend durch eine Abgasrückführleitung wieder einer Ladeluftieitung des Verbrennungsmotors zugeführt werden, so dass bei Undichtigkeiten innerhalb des Verdampferwärmeübertragers das Arbeitsmedium der dem Verbrennungsmotor zugeführten Verbrennungsluft beigemengt und damit dem Verbrennungsmotor zugeführt wird. Dies gilt analog, sofern der Verdampferwärmeübertrager als ein LadeJuftkÜhler ausgebildet ist und das Arbeitsmedium durch die komprimierte Ladeluft erwärmt wird.
Bei einer Verwendung von einem organischen Arbeitsmedium, z. B. R245FA, oder bei Ethanol und einer Undichtigkeit in dem Verdampferwärmeübertrager gelangt das Arbeitsmedium in die Verbren nungsluft und es treten bei der Verbrennung des Arbeitsmediums im Verbrennungsraum des Verbrennungsmotors toxische Gase, insbesondere Fluorwasserstoff, auf. Diese toxischen Gase, insbesondere Fluorwasserstoff, wird anschließend als Abgas in die Umgebung des Kraftfahrzeuges geleitet und kann hier Umweitschäden oder auch gesundheitliche Schäden an Personen in der Nähe des Kraftfahrzeuges verursachen.
Die WO 2009/089885 A1 zeigt eine Vorrichtung zum Austausch von Wärme zwischen einem ersten und einem zweiten Medium, mit in einer Stapelrichtung aufeinandergestapelten Scheibenpaaren, wobei zwischen den zwei Scheiben zumindest eines Scheibenpaares ein von einem ersten Medium durchströmbarer erster Strömungsraum und zwischen zwei zueinander benachbarten Scheibenpaaren ein von einem zweiten Medium durchström barer zweiter Strömungsraum ausgebildet ist, wobei der erste Strömungsraum einen ersten Strömungspfad mit einer nacheinander in entgegengesetzten Richtungen durchströmbaren Strömungspfadabschnitten für das erste Medium aufweist, welche durch eine zwischen den zumindest zwei Scheiben des zumindest einen Scheibenpaares angeordneter Trennwand voneinander getrennt sind.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, ein System zur Nutzung von Abwärme eines Verbrennungsmotors mittels des ClausiusRankine-Kreisprozesses und einen Verbrennungsmotor mit einem System zur Nutzung von Abwärme des Verbrennungsmotors mitteis des ClausiusRankine-Kreisprozesses zur Verfügung zu stellen, bei dem ein Einleiten des Arbeitsmediums in die dem Verbrennungsmotor zuführte Verbrennungsiuft aufgrund einer Undichtigkeit oder Leckage an dem Verdampferwärmeübertrager im Wesentlichen ausgeschlossen ist. Diese Aufgabe wird gelöst mit einem System zur Nutzung von Abwärme eines Verbrennungsmotors mittels des Clausius-Rahkine-Kreisprozesses, um fassend einen Kreislauf mit Leitungen mit einem Arbeitsmedium, insbesondere Wasser, eine Pumpe zum Fördern des Arbeitsmediums, einen Verdampferwärmeübertrager zum Verdampfen des flüssigen Arbeitsmediums mit wenigstens einem ersten Strömungskanal zum Durchleiten des Arbeitsmediums und wenigstens einem zweiten Strömungskanai zum Durchleiten eines Fluides, z. 13. Ladeluft oder Abgas, zur Übertragung von Wärme von dem Fluid auf das Arbeitsmedium, eine Expansionsmaschine, einen Kondensator zum Verflüssigen des dampfförmigen Arbeitsmediums, vorzugsweise einen Auffang- und Ausgleichsbehälter für das flüssige Arbeitsmedium, wobei der wenigstens erste Strömungskanal von wenigstens einer ersten Begrenzungskomponente gebildet ist und der wenigstens eine zweite Strömungskanal von wenigstens einer zweiten Begrenzungskomponente gebildet ist und von der wenigstens einen ersten Begrenzungskomponente sowie, vorzugsweise von der wenigstens einen zweiten Begrenzungskomponente, eine fluidleitersde Verbindung in die Umgebung oder in einen Aufnahmeraum besteht, so dass bei einer Leckage an der wenigstens einen ersten Begrenzungskomponente das Arbeitsmedium in die Umgebung oder in den Aufnahmeraum leitbar ist und vorzugsweise bei einer Leckage an der wenigstens einen zweiten Begrenzungskomponente das Fluid in die Umgebung oder in den Aufnahmeraum leitbar ist
Die wenigstens eine erste und/oder zweite Begrenzungskomponente stellt beispielsweise einem Bauteil, z. B. eine Rohrwandung oder eine Scheibenwandung dar und kann außerdem auch durch eine stoffschlüssige Verbindung, insbesondere eine Lötverbindung gebildet sein. Mittels der wenigstens einen Begröhzungskomponente ist der Strömungskanal gebildet, indem die Begrenzungskomponente den Strömungsraum begrenzt und/oder ausbildet. Dabei besteht von der wenigstens einen Begrenzungskomponente, insbesondere nur einer ersten Begrenzungskomponente, z. B; stoffschlüssige Verbindung oder Lötverbindung, eine fluidleitende Verbindung in die Umgebung oder in den Aufnahmeraum oder in den Strömungsraum. Dies gilt vor zugs weise auch analog für die zweite Begrenzungskomponente, insbesondere nur eine zweite Begrenzungskomponente. Dadurch besteht keine direkte fluidleitende Verbindung zwischen der wenigstens einen ersten Begrenzungskomponente, insbesondere nur einer ersten Begrenzungskomponente und der wenigstens einen zweiten Begrenzungskomponente, insbesondere nur einen zweiten Begrenzungskomponente, z. B. stoffschlüssige Verbindung oder Lötverbindung, aufgrund des dazwischen angeordneten Arbeitsraumes oder der fluidleitenden Verbindung in die Umgebung. Beispielsweise bei einer Leckage an eine ersten Begrenzungskomponente, z. B. einer Lötverbindung, tritt das Arbeitsmedium aus dem ersten Strömungsraum nicht in den zweiten Strömungsraurn sondern in den Strömungsraum ein, so dass dadurch das in dem ersten Strömungsraum befindliche Arbeitsmedium nicht in den zweiten Strömungsraum mit dem Abgas oder der Ladeluft eingeleitet wird. Dies gilt auch analog für eine Leckage an einer zweiten Begrenzungskomponente.
In eine zusätzlichen Ausgestaltung ist der Aufnahmeraum als ein geschlossener Aufnahmeraum ausgebildet und mit einem Sensor, z, B. Drucksensor, versehen. Bei einer Leckage an der wenigstens einen ersten Begrönzungskomponente und/oder an der wenigstens einen zweiten Begrenzungskomponente tritt das Arbeitsmedium oder die Ladeiuft bzw. das Abgas in den Aufnahmerein ein, so dass sich in dem Aufnahmeraum der Druck erhöht und dadurch von dem Drucksensor der erhöhte Druck erfasst werden kann. Damit kann von dem System aufgrund des Drucksensors eine Leckage an dem Verdampferwärmeübertrager erfasst werden und damit von einer Steuerungseinheit das System an einen Verbrennungsmotor abgeschaltet werden, um das Einleiten von Arbeitsmedium in die Verbrennungsluft des Verbrennungsmotors zu vermeiden. In einer zusätzlichen Ausgestaltung ist der Strömungsraum, insbesondere Aufnahmeraum, mit einem Sensor zur Erfassung des Arbeitsmediums oder von Ladeluft oder Abgas versehen. Tritt in analoger Weise eine Leckage an der ersten Begrenzungskpmponente und/oder an der zweiten Begrenzungskomponente auf, wird das Einleiten von des Arbeitsmediums und/oder von Ladeluft bzw. Abgas in den Strömungsraum von dem Sensor erfasst und von einer Steuerungseinheit des Verbrennungsmotors das System abgeschaltet.
Insbesondere sind der wenigstens eine erste Strömungskanal von dem wenigstens einen zweiten Strömungskanal mit der wenigstens einen ersten und zweiten Begrenzungskomponente voneinander getrennt, so dass bei einer Leckage an der wenigstens einen ersten Begrenzungskomponente das Arbeitsmedium nicht in den wenigstens einen zweiten Strömungskanal gelangt und/oder bei einer Leckage an der wenigstens einen zweiten Begrenzungskomponente das Fluid nicht in den wenigstens einen ersten Strömungskanal gelangt und/oder die wenigstens eine erste Begrenzungskomponente eine bzw. wenigstens eine stoffschlüssige Verbindung, insbesondere Lötverbindung, umfasst und die stoffschlüssige Verbindung weist mit der Umgebung oder dem Aufnahmeraum eine fluidleitende Verbindung auf, so dass bei einer Undichtigkeit der stoffschlüssigen Verbindung, insbesondere vollständig, das Arbeitsmedium aus dem ersten Strömungskanai in die Umgebung oder dem Aufnahmeraum leitbar ist und/oder die wenigstens eine zweite Begrenzungskomponente eine stoffschlüssige Verbindung, insbesondere Lötverbindung, umfasst und die stoffschlüssige Verbindung weist mit der Umgebung oder dem Aufnahmeraum eine fluidleitende Verbindung auf, so dass bei einer Undichtigkeit der stoffschlüsstgen Verbindung, insbesondere vollständig, das Fluid aus dem zweiten Strömungskanai in die Umgebung oder dem Aufnahmeraum leitbar ist. Umfasst die wenigstens eine erste/zweite Begrenzungskomponente eine stoffschlüssige Verbindung können dies auch mehrere stoffschlüssige Verbindungen sein. In eine weiteren Ausgestaltung umfasst die wenigstens eine erste Begrenzungskomponente wenigstens eine Rohrwandung und/oder einen Rahmen und/oder wenigstens eine Doppelscheibenwandung und/oder eine fluiddichten stoffschiüssigen Verbindung, z. B. Löiverbindung, vorzugsweise zwischen den Doppelscheibenwandungen, und es bildet sich insbesondere zwischen den Doppelscheibenwandungen oder innerhalb der wenigstens einen Rohrwandung der erste Strömurigskanal aus.
In einer ergänzenden Ausführungsform umfasst die wenigstens eine zweite Begrenzungskomponente wenigstens eine Rohrwandung und/oder einen Rahmen und/oder wenigstens eine Doppelscheibenwandung und/oder eine fluiddichten stoffschiüssigen Verbindung, z. B. Lötverbindung, vorzugsweise zwischen den Doppelscheibenwandungen, und es bildet, sich insbesondere zwischen den Doppelscheibenwandungen oder innerhalb der wenigstens einen Rohrwandung der zweite Strömungskana! aus. Vorzugsweise ist zwischen den Doppelscheibenwandungen eine Rippenstruktur oder eine Turbulenzeinlage angeordnet. Die Rippenstruktur dient beispielsweise dazu, einen Abstand zwischen einer oberen und einer unteren Scheibenwandung zur Verfügung zu stellen. In einer zusätzlichen Ausgestaltung ist zwischen den Öoppelscheibenwandungen keine Rippenstruktur eingefügt und in einer Scheibenwandung der Doppelscheibenwandung ist ein Kanal oder sind zwei Kanäle eingearbeitet, z. B. mittels Fräsen, so dass sich dadurch zwischen den Doppelscheibenwandungen ein erster und/oder ein zweiter Strömungskanal bildet.
In einer Variante sind der wenigstens eine erste Strömungskanal von dem wenigstens einen zweiten Strömungskanal mit zwei Wandungen voneinander getrennt und vorzugsweise sind die zwei Wandungen mit einer stoffschlüssigen Verbindung, z. B. Lötverbindung, miteinander verbunden. Zweckmäßig ist der wenigstens eine erste Strömungskanal mit wenigstens einer ersten stoffschlüssigen Verbindung, insbesondere Lötverbindung, ausgebildet und der wenigstens eine zweite Strömungskanal ist mit wenigstens einer zweiten stoffschlüssigen Verbindung, insbesondere Lötverbindung, ausgebildet und zwischen der ersten und zweiten stoffschlüssigen Verbindung ist ein Strömungsraum, insbesondere Leckagekanal, ausgebildet, und der Strömungsraum weist eine fluidleitende Verbindung zu der Umgebung des Verdampferwärmeübertragers auf oder der Strömungsraum bildet den Aufnahmeraum.
In eine weiteren Ausführungsform ist der wenigstens eine erste Strömungskanal an einer Dpppelscheibenwandung ausgebildet und zwei Scheibenwandungen der Doppelscheibenwandung sind mit der ersten und zweiten stoffschlüssigen Verbindung miteinander verbunden. Die Scheibenwandungen können dabei unmittelbar mit der ersten und zweiten stoffschlüssigen Verbindung miteinander verbunden sein oder die beiden Doppelscheibenwandungen sind mit der ersten und zweiten stoffschiüssigen Verbindung mittelbar mittels eines Rahmens miteinander verbunden. Insbesondere umfasst der Verdampferwärmeübertrager ein Gehäuse und innerhalb des Gehäuses ist die wenigstens eine Doppelscheibenwandung angeordnet und der wenigstens eine innerhalb des Gehäuses angeordnete zweite Strömungskanal ist von dem Gehäuse und der wenigstens einen Doppelscheibenwandung begrenzt.
Zweckmäßig umfasst der Verdampferwärmeübertrager wenigstens einen Abgasströmungskanal, vorzugsweise eine Vielzahl an Abgasströmungsteilkanälen als wenigstens einen zweiten Strömungskanal, zum Durchleiten von Abgas zur Abgabe von Wärme von dem Abgas an das Arbeitsmedium und/oder der Verdampferwärmeübertrager ist ein Plattenwärmeübertrager, ©in Spiralwärmeübertrager, ein Rohrbündelwärmeübertrager oder ein Mantelrohrwä rmeübertrager.
In einer weiteren Ausgestaltung ist die Expansionsmaschine eine Turbine oder eine Hubkolbenmaschine. in einer weiteren Ausgestaltung umfasst das System einen Rekuperator, mittels dem Wärme aus dem Arbeitsmedium nach dem Durchströmen der Expansionsmaschine an das Arbeitsmedium vor dem Verdampfer übertragbar ist. in einer zusätzlichen Variante besteht der Verdampferwärmeübertrage wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, aus Edelstahl, da das Arbeitsmedium mit einem hohen Druck, z. B. im Bereich zwischen 40 bis 80 bar, und das Abgas mit einer hohen Temperatur, z. B. im Bereich ca. 600eC, durch den Verdampferwärmeübertrager geleitet wird.
Erfindungsgemäße Verbrennungsmotor, insbesondere Hubkolbenverbrennungsmotor, mit einem System zur Nutzung von Abwärme des Verbrennungsmotors mittels des Clausius-Rankine-Kreisprozesses, umfassend einen Kreislauf mit Leitungen mit einem Arbeitsmedium, insbesondere Wasser, eine Pumpe zum Fördern des Arbeitsmediums, einen von der Abwärme des Verbrennungsmotors erwärmbaren Verdampfer zum Verdampfen des flüssigen Arbeitsmediums, eine Expansionsmaschine, einen Kondensator zum Verflüssigen des dampfförmigen Arbeitsmediums, vorzugsweise einen Auffang- und Ausgleichsbehälter für das flüssige Arbeitsmedium, wobei das System als ein in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebenes System ausgebildet ist und/oder das durch den zweiten Strömungskanal geleitete Fluid Ladeluft ist, so dass der Verdampferwärmeübertrager ein Ladeluftkühler ist oder das Fluid Abgas ist, so dass der Verdampferwärmeübertrager vorzugsweise ein Abgasrückführkühler ist. ln einer weiteren Ausgestaltung ist von dem System als Bestandteil des Verbrennungsmotors di© Abwärme des Abgashauptstromes des Verbrennungsmotors und/oder die Abwärme der Abgasrückführung und/oder die Abwärme der komprimierten Ladeluft und/oder die Wärme eines Kühlmittels des Verbrennungsmotors nutzbar. Von dem System wird somit die Abwärme des Verbrennungsmotors in mechanische Energie umgewandelt und dadurch der Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors in vorteilhafter Weise erhöht.
In einer weiteren Ausgestaltung umfasst das System einen Generator. Der Generator ist von der Expansionsmaschine antreibbar, so dass das System damit elektrische Energie oder elektrischen Strom zur Verfügung stellen kann.
Zweckmä&ig ist der Sensor in dem Arbeitsraum beispielsweise ein Drucksensor von dem der Abgasdruck im Bereich von 3 bis 4 bar oder der Druck des Arbeitsmediums im Bereich zwischen 20 und 40 bar erfassbar ist. In einer weiteren Ausgestaltung wird als Arbeitsmedium des Systems Wasser als Reinstoff, R245fa, Ethanol (Reinstoff oder Gemisch von Ethanol mit Wasser), Methanol (Reinstoff oder Gemisch von Methanol und Wasser) längerkettige Alkohole C5 bis C10, längerkettige Kohlenwasserstoffe C5 (Pentan) bis C8 (Oktan), Pyridin (Reinstoff oder Gemisch von Pyridin mit Wasser), Methylpyridin (Reinstoff Oder Gemisch von Methy!pyridin mit Wasser), TrifluorethanoJ (Reinstoff oder Gemisch von Trifluorethanol mit Was*ser), Hexafluorbenzol, eine Wasser/Ammoniakiösung und/oder ein WasserAmmoniak-Gemisch eingesetzt. Im Nachfolgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt: Fig. 1 eine stark vereinfachte Darstellung eines Verbrennungsmotors mit einem System zur Nutzung von Abwärme
des Verbrennungsmotors,
Fig. 2 einen Ansicht eines Verdampferwärmeübertragers
in einem ersten Ausführungsbeisprel,
Fig. 3 eine Ansicht des Verdampferwärmeübertragers
in einem zweiten Ausführungsbeispiel,
Fig. 4 einen Schnitt des Verdampferwärmeübertragers
einem dritten Ausführungsbeispiel,
Fig, 5 eine perspektivische Teilansicht des Verdampferwärmeübertragers gemäß Fig, 4,
Fig. 6 eine Ansicht des Verdampferwärmeübertragers
in einem vierten Ausführungsbeispiel,
Fig, 7 einen Schnitt des Verdampferwärmeübertragers gemäß Fig. 6
mit einem Rahmen In einer ersten Variante und
Fig. 8 einen Schnitt des Verdampferwärmeübertragers gemäß Fig. 6
mit dem Rahmen in einer zweiten Variante.
Fig. 9 eine schematische Ansicht eines Verdampferwärmeübertragers
gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels Ein Verbrennungsmotor 8 als Hubkolbenverbrennungsmotor 9 dient zum Antrieb eines Kraftfahrzeuges, insbesondere Lastkraftwagens, und umfasst ein System 1 zur Nutzung von Abwärme des Verbrennungsmotors 8 mittels des Clausius-Rankine-Kreisprozesses, Der Verbrennungsmotor 8 weist einen Abgasturbolader 17 auf. Der Abgasturbolader 17 verdichtet Frischluft 16 in eine Ladeluftleitung 13 und ein in die Ladeiuftlettung 13 eingebauter Ladeluftkühler 14 kühlt die Ladeluft vor der Zuführung zu dem Verbrennungsmotor 8 ab. Durch eine Abgasleitung 10 wird ein Teil des Abgases vom Verbrennungsmotor 8 abgeleitet und anschließend in einem Verdampferwärmeübertrager 4 als Abgasrückführkühler abgekühlt sowie mit einer Abgasrückführleitung 15 der dem Verbrennungsmotor 8 mit der Ladeluftleitung 13 zugeführten Frischluft beigemischt. Ein anderer Teil des Abgases wird in den Abgasturbolader 17 eingeleitet, um den Abgasturbolader 17 anzutreiben und anschließend als Abgas 18 an die Umgebung abgegeben. Das System 1 weist Leitungen 2 mit einem Arbeitsmedium auf. In dem Kreislauf mit dem Arbeitsmedium ist eine Expansionsmaschine 5, ein Kondensator 6, ein Auffang- und Ausgleichsbehälter 7 sowie eine Pumpe 3 integriert. Von der Pumpe 3 wird das flüssige Arbeitsmedium auf ein höheres Druckniveau in dem Kreislauf angehoben und anschließend verdampft das flüssige Arbeitsmedium in dem Verdampferwärmeübertrager 4 und leistet anschließend in der Expansionsmaschine 5 mechanische Arbeit, indem das gasförmige Arbeitsmedium expandiert und darauffolgend einen geringen Druck aufweist. In dem Kondensator 6 wird das gasförmige Arbeitsmedium verflüssigt und anschließend wieder dem Auffang- und Ausgleichsbehälter 7 zugeführt. In Fig. 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel des Verdarnpferwärmeübertfagers 4 dargestellt. Der
Verdampferwärmeübertrager 4 weist eine Einlassöffnung 32 zum Einleiten des Arbeitsmediums und eine Auslassöffnung 33 zum Ausleiten des Arbeitsmediums aus dem Verdampferwärmeübertrager 4 auf. Ein in Fig. 2 nicht dargestellter erster Strömungskanal 19 bildet sich zwischen einer Vielzahl von Doppelscheibenwandungen 29 aus. Die Doppelscheibenwandun gen 29 weisen jeweils eine obere Scheibenwandung 30 und eine untere Scheibenwandung 31 auf. Zwischen den Doppetscheibenwandungen 29 sind jeweils an der Ein- und Ausiassöffnung 32, 33 Distanzstüeke 39 angeordnet. Dabei ist in die untere Scheibenwandung 31 eine mäanderförmiger Kanal (nicht dargestellt) eingearbeitet, so dass sich zwischen der oberen und unteren Scheibenwandung 30, 31 ein mäanderförmiger erster Strömungskanal 19 ausbildet, durch welchen das Arbeitsmedium von der Einlassöffnung 32 zu der Auslassöffnung 33 geleitet wird. Die obere und untere Scheibenwandung 30, 31 ist dabei mittels einer stoffschlüssigen Verbindung 23 als erste stoffschlüssige Verbindung 24, nämlich einer Lötverbindung 26 (nicht dargestellt) miteinander verbunden. Die obere und untere Scheibenwandung 30, 31 weist ferner eine Durchlassöffnung 44 jeweils an der Ein- und Auslassöffnung 32, 33 auf, so dass dadurch das Arbeitsmedium auch durch die Doppelscheibenwandungen 29 zu darunter oder darüber liegenden DoppelScheibenwandungen 29 an den Distanzstücken 39 strömen kann (analog Fig. 6), Auch die Distanzstücke 39 weisen dabei jeweils eine Durchlassöffnung 41 (analog Fig. 6) auf. Zwischen den Doppelscheibenwandüngen 29 sind vier im Querschnitt rechteckförmige Rohre angeordnet, welche von einer Rohrwandung 28 als Wandung 27 gebildet sind. Die im Querschnitt rechteckförmigen Rohre bilden einen zweiten Strömungskanal 20 zum Durchleiten von Abgas oder Ladeluft, damit von dem Abgas oder der Ladeluft Wärme auf das Arbeitsmedium übertragen wird und dadurch das Arbeitsmedium in dem Verdampferwärme Übertrager 4 verdampft. Die Rohrwandungen 28 stellen damit eine zweite Begrenzungskomponente 22 dar, weiche den zweiten Strömungskanal 20 bilden. Die Rohre zum Durchleiten des Abgases oder der Ladeluft weisen an beiden Enden eine geringfügig größere Länge auf als die Doppelscheibenwandungen 29, so dass die Rohre, welche von den Rohiwandungeh 28 gebildet sind, geringfügig über einen gasseitigen Rand der Doppelscheibenwandungen 29 hervorstehen. Ein Boden 37 weist im Querschnitt rechteckförmige Diffusoröffnungen 46 auf. Der Boden 37 ist an den Diffusoröffnungen 46 mit den Rohren stoffschlüssig verbunden, d. h. ist an diese angelötet. Dabei weist der Boden 37 einen Abstand zu den Doppelscheibenwandungen 29 auf, weil die Rohre bezüglich des gasseitigen Randes der Doppelscheibenwandungen 29 verlängert sind und der Boden 37 am äußersten Ende der Rohre mit den Rohren verlötet ist. An dem Böden 37 ist ein in Fig. 2 nur strichliert dargestellter Gasdiffusor 38 angeordnet, welcher eine Einlassöffnung 11 zum Einleiten des Abgases oder der Ladeiuft aufweist In Fig. 2 ist der Boden 37 als Explostonsdarstellung noch nicht an den Rohren befestigt. An dem anderen Ende der Rohre, welcher in Fig. 2 weiter hinten dargestellt ist, ist ebenfalls in analoger Weise ein zweiter Boden 37 mit dem Gasdiffusor 38 angeordnet (nicht dargestellt). Die Lötverbindung 26 als stoffschlüssige Verbindung 23 bzw. zweite stoffschlüssige Verbindung 25 des Bodens 37 an den Rohren stellt dabei ebenfalls eine zweite Begrenzungskomponente 26 des zweiten Strömungskanales 20 dar, Bei einer Leckage an dieser Lötverbindung 26 zwischen dem Boden 37 und den Rohren gelangt das durch den zweiten Strömungskanal 20 geleitete Fluid, z. B. Ladeluft oder Abgas» direkt in Strömungsraum 35 als Umgebung und somit kann das aus dem zweiten Strömungskanai 20 bei einer Leckage an der Lötverbindung 26 austretende Fluid nicht in den ersten Strömungskanal 19 eintreten.
Die obere und untere Scheibenwandung 30, 31 sind mittels der stoffschlüssigen Verbindung 23 als erste stoffschlüssige Verbindung 24 (siehe oben), d. h. der Lötverbindung 26, (nicht dargestellt) miteinander verbunden. Die Lötverbindung 26 zwischen der oberen und unteren Scheibenwandung 30, 31 sowie die obere und untere Scheibenwandung 30, 31 stellen damit eine erste Begrenzungskomponente 21 dar, welche den ersten Strömungskanal 19 ausbilden oder begrenzen. Bei einer Leckage an der Lötverbindung 26 zwischen der oberen und unteren Scheibenwandurtg 30, 31 tritt aufgrund des Abstandes des Bodens 37 von dem Doppelscheibenwandungen 29 das Arbeitsmedium nicht direkt in den zweiten Strömungskanal 20, sondern in den Strömungsraum 35 als Umgebung des Verdampferwärmeübertragers 4, ln Fig. 3 ist ein zweites Ausführungsbeispiel des Verdampfewärmeübertragers 4 dargestellt. Im Nachfolgenden werden im Wesentlichen nur die Unterschiede zu dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 beschrieben. Zwischen den Doppelscheibenwandungen 29 ist anstelle von vier im Querschnitt rechteckförmigen Rohren nur eine im Querschnitt rechteckförmiges Rohr angeordnet und innerhalb des Rohres ist eine Rippenstruktur 34 angeordnet. Das je einzige Rohr zwischen den Doppetseheibenwandungen 29 weist in analoger Weise zu dem ersten Ausführungsbeispiel an beiden Enden eine größere Länge auf oder eine Verlängerung bezüglich der Enden oder der gasseittgen Randseiten der Doppeischeibenwandungen 29. An diesen Rohren wird In analoger Weise zu dem ersten Ausführungsbeispiel in Abstand zu den Doppelscheibenwandungen 29 jeweils ein nicht dargestellter Boden 37 mit Diffusoröffnungen 46 sowie ein Gasdiffusor 38 befestigt. Dies gilt für die beidseitigen Enden der Rohre gemäß dem Ausführungsbeispiel in Fig. 3, Dabei weist der Verdampferwärmeübertrager sowohl im ersten als auch im zweiten Ausführungsbeispiel eine Vielzahl von übereinander angeordneten Doppelscheibenwandungen 29 sowie von zwischen angeordneten Rohren auf. Dies ist irr Fig. 2 und 3 nur teilweise dargestellt. in Fig. 4 und 5 ist ein drittes Ausführungsbeispiel des Verdampferwärmeübertragers 4 dargestellt. Eine Vielzahl von Doppeisdieibenwandungen 29 sind in übereinander angeordnet und jede Doppelscheibenwandung 20 besteht aus einer oberen Scheibenwandung 30 und einer unteren Scheibenwandung 31. Dabei ist die obere Scheibenwandung 30 mittels einer stoffschlüssigen Verbindung 23, nämlich der Lötverbindung 26 mit der unteren Scheibenwandung 31 verlötet. In Fig. 4 ist sin Schnitt durch die Lötverbindung 26 dargestellt Dabei ist in die untere Scheibenwandung 31 ein mäanderförmiger erster Strömungskanal 19 eingearbeitet. Dadurch wird das Arbeltsmedium durch den mäanderförmigen ersten Strömungskanal durchgeleitet und tritt an der Einlassöffnung 32 in den Verdampferwärmeübertrager 4 ein und veriässt den Verdampferwärmeübertrager an der Auslassöffnung 33. Zwischen den Doppelscheibenwandungen 29 ist in analoger Weise zu dem ersten und zweiten Ausfuhrungsbeispiel das Distanzstück 39 jeweils ah zwei Seiten der Doppelscheibenwandungen 29 an der Ein- und Auslassöffnung 32, 33 angeordnet, so dass das Arbeitsmedium in die Vielzahl von übereinander angeordneten Doppelscheibenwandungen 29 mit dem ersten Strömungskanai 19 ein- und ausgeleitet werden kann. Dabei weisen die Doppelscheibenwandungen 29 jeweils Durchiassöffnungen 44 auf, durch welche das Arbeitsmedium durchgeleitet werden kann, in analoger Weise weisen auch die Distanzstücke 39 die Durchlassöffnungen 41 auf. Zwischen den Doppelscheibenwandungen 29 ist im Gegensatz zu dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel kein Rohr angeordnet, sondern lediglich eine nicht dargestellte Rippenstruktur 34. Die Vielzahl von Doppelscheibenwandungen 29 mit den dazwischen angeordneten Rippenstrukturen 34 sind innerhalb eines nicht in Fig. 4 und 5 dargestellten Gehäuses angeordnet. Dabei ist das Gehäuse fluiddicht und stellt die zweite Begrenzungskomponente 22 für das Abgas oder die Ladeluft dar. Das Gehäuse weist dabei eine Ein- und Auslassöffnung auf, durch welche das Abgas in den von dem Gehäuse eingeschlossenen Raum ein- und ausgeleitet wird. Dadurch kann auch um und zwischen die Doppelscheibenwandungen 29 aufgrund der Anordnung der Doppelscheibenwandungen 29 innerhalb eines von dem Gehäuse eingeschlossenen Raumes das Fluid, z. B. Ladeluft oder Abgas, Wärme auf das Arbeitsmedium aufgrund der Umströmung der Doppeischeibenwandungen 29 übertragen.
Die Lötverbihdung 26 zwischen der oberen und unteren Scheibenwandung 30, 31 ist in eine erste stoffschlüssige Verbindung 24 und in eine zweite stoffschlüssige Verbindung 25 unterteilt und zwischen der ersten stoffschlüssigen Verbindung 24 und der zweiten stoffschlüssigen Verbindung 25 bildet sich somit zwischen der oberen und unteren Scheibenwandung 30, 31 ein Ström ungs räum 35 als Leckagekanal 36 aus. Die zweite stoffschlüssige Verbindung 25 stellt dabei eine zweite Begrenzungskomponente 22 für den zweiten Strömungskanal 20 und die erste stoffschlüssige Verbindung 24 stellt eine erste Begrenzungskomponente 21 für den ersten Strömungskanal 19 dar. Bei einer Leckage an der ersten stoffschlüssigen Verbindung 24, welche den ersten Strömungskanal 19 begrenzt, tritt somit das Arbeitsmedium in den Leckagekanal 36 und wird durch Leckagedurchlassöffnungen 40 in dem Distanzstück 39 zu einer Leckageauslassöffnung 42 des Verdampferwärmeübertragers 4 geführt. Dabei mündet die Leckageauslassöffnung 42 außerhalb des nicht dargestellten Gehäuses des Verdampferwärmeübertragers 4 in die Umgebung des Verdampferwärmeübertragers 4, Dadurch tritt bei einer Leckage an der ersten stoffschlüssigen Verbindung 24 als Lötverbindung 26 kein Arbeitsmedium in den zweiten Strömungskanai 20 ein und dadurch kann auch kein Arbeitsmedium zu der Verbrennungsluft des Verbrennungsmotors 8 gelangen. In analoger Weise strömt bei einer Leckage an der zweiten stoffschlüssigen Verbindung 25 das Fluid, z. 8. Ladeluft oder Abgas in den Leckagekanal 36 ein und durch die Leckagedurchlassöffnungen 40 zu der Leckageauslassöff nung 42, welche in fluid leitender Verbindung mit der Umgebung des Verdampferwärmeübertragers 4 steht.
Abweichend hiervon kann die Leckageausiassöffnung 42 auch verschlossen sein, so dass der Strömungsraum 35 einen abgeschlossenen fiuiddichten Aufnahmeraum für das Arbeitsmedium oder das Fluid darstellt. Innerhalb des fluiddicht abgeschlossenen Aufnahmeraumes ist entweder ein Drucksensor 47 {siehe Fig. 9) oder ein Sensor zur Erfassung von Arbeitsmedium oder Abgas oder Ladeluft angeordnet. Dem Drucksensor oder dem Sensor kann somit eine Leckage oder eine Undichtigkeit, beispielsweise aufgrund eines Anstieges des Druckes in dem Aufnahmeraum oder einer Zunahme von bestimmten Gasen, z. B. Arbeitsmedium oder Abgas, erfasst werden und mittels einer nicht dargestellten Steuerungseinheit des Systems oder des Verbrennungsmotors 8 kann das System 1 abgeschaltet werden, um das Einströmen von Arbeitsmedium in die dem Verbrennungsmotor 8 zugeführten Verbrennungsluft zu verhindern. Wie bereits beschrieben sind zwischen den Doppelscheibenwandungen 29 jeweils zwei Distanzstücke 39 angeordnet. Bei einer Leckage an der Lötverbindung 26 zwischen dem Distanzstück 39 und der oberen und/oder unteren Scheibenwandung 30, 31 von unterschiedlichen Doppelscheibenwandungen 29, könnte Arbeitsmedium in das von dem nicht dargestellten Gehäuse eingeschlossenen Raum eintreten. Um dies zu verhindern, ist in dem Distanzstück 39 oberseitig als auch unterseitig ein in Fig. 4a dargestellter Leckagering 36a ausgebildet, der die Durchlassöffnung 41 vollständig umschließt und in die Leckagedurchlassöffnung 40 mündet. Dadurch bildet sich auch an der stoffschlüssigen Verbindung 23 zwischen dem Distanzstück 39 und der oberen und unteren Scheibenwandung 30, 31 eine erste und zweite stoffschlüssige Verbindung 24, 25 aus, so dass in analoger Weise bei einer Leckage an der stoffschlüssigen Verbindung 23 zwischen dem Distanzstück 39 und der unteren und oberen Scheibenwandung 30, 31 das Arbeitsmedium oder das Fluid in die Leckagedurchlassöffnung 40 des DistanzStückes 39 und damit ebenfalls aus der Leckageauslassöffnung 42 ausgeleitet werden kann oder der Strömuhgsräum 35 stellt den Äufnahmeraum dar, Der Leckagering 36a stellt somit ebenfalls einen Leckagekanai 36 im Sinne der Erfindung dar. In den Fig. 6 bis 8 ist ein viertes Ausführungsbeispiel des Verdampferwärmeübertragers 4 dargestellt. In analoger Weise zu dem zweiten Ausführungsführungsbetspiel gemäß Fig. 3 sind eine Vielzahl von Doppelscheibenwandungen 29 mit einer oberen und unteren Scheibenwandung 30, 31 miteinander verbunden und übereinander angeordnet. Dabei ist die obere Scheibenwandung 30 mittelbar mit einem umlaufenden Rahmen 43 mit der unteren Scheibenwandung 31 mit der Lötverbindung 26 verbunden. Dadurch bildet sich zwischen der oberen und unteren Scheibenwandung 30, 31 jeweils ein erster Strömungskanal 19 aus. Zwischen den Doppelscheibenwandungen 29 ist jeweils ein Distanzstück 39 mit der Durchlassöffnung 41 angeordnet, so dass das Arbeitsmedium in die Vielzahl von übereinander angeordneten Doppelscheibenwandungen 29 ein- und ausgeleitet werden kann aufgrund der Durchlassöffnungen 44 in der oberen und unteren Scheibenwandung 30, 31. Zwischen der unteren Scheibenwandung 31 und der oberen Scheibenwandung 30 von zwei unterschiedlichen Doppelscheibenwandungen 29 ist die Rippenstruktur 34 angeordnet und durch einen Rahmen 43 zwischen dieser oberen Scheibenwandung 30 und der unteren Scheibenwandung 31 bildet sich jeweils ein zweiter Strömungskanal 20 für das Fluid zwischen zwei Doppelscheibenwandgngen 29 aus. Eine Scheibenwandung 30, 31 stellt somit sowohl eine erste Begrenzungskomponente 21 für den ersten Strömungskanal 19 und eine zweite Begrenzungskomponente 22 für den zweiten Strömungskanal 20 dar. Der Rahmen 43 als zweite Begrenzungskomponente 22 ist an den Schmalseiten der oberen und unteren Scheibenwandung 30, 31 angeordnet und damit zweiteilig (Fig. 6). Am gasseitigen Rand der Doppelscheibenwandungen 2Θ ist jeweils ein Gasdiffusor 38 angeordnet Der Gasdiffusor 38 ist dabei flüiddicht an die beiden Enden der übereinander gestapelten Doppelscheibenwandungen 29 unmittelbar angelötet. Dabei sind sowohl zum Einlassen des Fluides als auch zum Auslassen des Fluides in den zweiten Strömungskanal 20 jeweils zwischen den Doppelscheibenwandungen 29 zwei Gasdiffusor 38 angeordnet, wobei in Flg. 7 und 8 nur ein Gasdiffusor 38 links teilweise dargestellt ist und der Gasdiffusor 38 rechts in Fig. 7 und 8 nicht dargestellt ist.
Die Komponenten des Verdampferwärmeübertragers 4, z. B. die Doppelscheibenwandungen 29, die Rippenstmktur 34, der Gasdiffusor 38 oder das Distanzstück. 39, z. B. aus Edelstahl oder Aluminium, sind mit der stoffschlüssigen Verbindung 23 insbesondere der Lötverbindung 26 oder einer Klebeverbindung miteinander verbunden, Dabei stellt die stoffschlüssige Verbindlung 23 den Schwachpunkt der ersten und zweiten Begrenzungskomponente 21, 22 dar. Der Rahmen 43 zwischen der oberen und unteren Scheibenwandung 30, 31 ist dabei im Bereich des gasseitigen Endes der Doppeischeibenwandungen 29, d. h. an dem von dem Gasdiffusor 38 eingeschlossenen Bereich, als ein Teil 45 ausgeführt. In Fig. 7 und 8 ist ein Schnitt durch den Verdampferwärmeübertrager 4 im Bereich des Teiles 45 dargestellt, In der in Fig. 7 dargestellten Variante ist das Teil 45 zweiteilig, so dass sich an dem Teil 45 ein Strömungsraum 35 als Leckagekanal 36 ausbildet. Damit bildet sich an dem Teil 45 in der Variante gemäß Fig. 7 oder 8 eine erste stoffschlüssige Verbindung 24 und eine zweite stoffschlüssige Verbindung 25 in analoger Weise zu dem dritten Ausführungsbeispiel gemäß Fig, 4 und 5 aus. Bei einer Undichtigkeit an der ersten stoffschiüssigen Verbindung 24 kann somit das Arbeitsmedium in den Strömungsraum 35 bzw. Leckagekanal 36 oder bei einer Abdichtung einer nicht dargestellten Leckageauslassöffnung 42 in den Aufnahmeraum als Strömungsraum 35 eingeleitet werden. Somit kann bei einer Leckage an der ersten stoffschlüssigen Verbindung 24 das Arbeitsmedium in die Umgebung abgeleitet und/oder mittels eines Sensors eine Undichtigkeit an der ersten stoffschiüssigen Verbindung 24 erfasst werden. Dies gilt in analoger Weise für eine Leckage an der zweiten stoffschlüssigen Verbindung 25. Die in Fig. 8 dargestellte Variante des Teiles 45 des Rahmens 43 unterscheidet sich lediglich dadurch, dass das Teil 45 einteilig ist und dabei aufgrund ihrer Geometrie sich an dem Teil 45 ein oberer und unterer Leckagekanai 36 oder ein Aufnahmeraum ausbildet als oberer und unterer Aufnahmeraum zwischen der oberen und unteren Scheibenwandung 30, 31.
Insgesamt betrachtet sind mit dem erfindungsgemäßen System 1 wesentliche Vorteile verbunden, Im Verdampferwärmeübertrager 4 zur Übertragung von Wärme von dem Fluid, z. B. Abgas oder Ladeluft, auf das Arbeitsmedium stellen die Lötverbindungen 26 die kritischen Punkte oder Schwachstellen dar. Es besteht dabei in dem Verdampferwärmeübertrager 4 keine unmit telbare Verbindung von dem ersten Strömungskanal 19 zu dem zweiten Strömungskanal 20 oder umgekehrt an den Lötverbindungen 26. Es sind hierbei zwei separate erste und zweite stoffschfüssige Verbindungen 24, 25 jeweils für den ersten und den zweiten Ström ungskana! 19, 20 ausgebildet und zwischen diesen beiden separaten stoffschlüssigen Verbindungen 23 kann austretendes Arbeitsmedium oder Fluid entweder in die Umgebung eingeleitet werden oder in einen geschlossenen Aufnahmeraum zur Erfassung einer Leckage mittels eines Sensors.
Bezugszeichenliste
1 System
2 Leitung
3 Pumpe
4 Verdampferwämeübertrager
5 Expansionsmaschine
6 Kondensator
7 Auffang- und Ausgleichsbehälter
8 Verbrennungsmotor
9 Hubkolbenverbrennungsmotor
10 Abgasleitung
11 Einlassöffnung
12 - 13 Ladeiuftieitung
14 Ladelüftkühler
15 Abgasrückführleituilg
16 Frischluft
17 Abgasturbolader
18 Abgas
19 Erster Strömungskanal
20 Zweiter Strömungskanal
21 Erste Begrenzungskomponente
22 Zweite Begrenzungskomponente
23 Stoffschlüssige Verbindung
24 Erste stoffschlüssige Verbindung
25 Zweite stoffschlüssige Verbindung
26 Lötverbindung 27 Wandung
28 Rohrwandung
29 Doppelscheibenwandung
30 Obere Scheibenwandung
31 Untere Scheibenwandung
32 Einlassöffnung
33 Auslassöffnung
34 Rippenstruktur
35 Stfömungsraum
36 Leckagekanal
36a Leckagering
37 Boden
38 Gasdiffusor
39 Distanzstück
40 Leckagedurchlassöffnung in Distanzstück 41 Durchlassöffnung in Distanzstück 42 Leckageauslassöffnung
43 Rahmen
44 Durchlassöffnung
45 Teil des Rahmens
46 Diffusoröffnung
47 Drucksensor

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1 . System (1) zur Nutzung von Abwärme eines Verbrennungsmotors (8) mittels des Clausius-Rankirte-Kretsprozesses, umfassend
- einen Kreislauf mit Leitungen (2) mit einem Arbeitsmedium, insbesondere Wasser,
- eine Pumpe (3) zum Fördern des Arbeitsmediums,
- einen Verdampferwärmeübertrager (4) zum Verdampfen des flüssigen Arbeitsmediums mit wenigstens einem ersten Strömungskanal (19) zum Durchleiten des Arbeitsmediums und wenigstens einem zweiten Strömungskanal (20) zum Durchleiten eines Fluides, z. B. Ladeluft oder Abgas, zur Übertragung von Wärme von dem Fluid auf das Arbeitsmedium,
- eine Expansionsmaschine (5),
- einen Kondensator (6) zum Verflüssigen des dampfförmigen Arbeitsmediums,
- vorzugsweise einen Auffäng- und Ausgleichsbehälter (7) für das flüssige Arbeitsmedium, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens erste Strömungskanai (19) von wenigstens einer ersten Begrenzungskomponente (21) gebildet ist und der wenigstens eine zweite Strömungskanal (20) von wenigstens einer zweiten Begrenzungskomponente (22) gebildet ist und von der wenigstens einen ersten Begrenzungskomponente (21) sowie, vorzugsweise von der wenigstens einen zweiten Begrenzungskomponente (22), eine fluidlei tencie Verbindung in die Umgebung oder in einen Aufnahmeraum besteht, so dass bei einer Leckage an der wenigstens einen ersten Begrenzungskomponente (21.) das Arbeitsmedium in die Umgebung oder in den Aufnahmeraum feitbar ist und vorzugsweise bei einer Leckage an der wenigstens einen zweiten Begrenzungskomponente (22) das Fluid in die Umgebung oder in den Aufnahmeraum leitbar ist.
2. System nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine erste Strömungskanal (19) von dem wenigstens einen zweiten Strömungskanal (20) mit der wenigstens einen ersten und zweiten Begrenzungskomponente (21 , 22) voneinander getrennt sind, so dass bei einer Leckage an der wenigstens einen ersten Begrenzungskomponente (21) das Arbeitemedium nicht in den wenigstens einen zweiten Strömungskanal (20) gelangt und/oder bei einer Leckage an der wenigstens einen zweiten Begrenzungskomponente (21) das Fluid nicht in den wenigstens einen ersten Strömungskanal (19) gelangt und/oder die wenigstens eine erste Begrenzungskomponente (21) eine stoffschlüssige Verbindung (23), insbesondere Lötverbindung (26), umfasst und die stoffschlüssige Verbindung (23) mit der Umgebung oder dem Aufnahmeraum eine fluidleitende Verbindung aufweist, so dass bei einer Undichtigkeit der stoffschlüssigen Verbindung(23), insbesondere vollständig, das Arbeitsmedium aus dem ersten Strömungskanai (19) in die Umgebung oder dem Aufnahmeraum leitbar ist und/oder die wenigstens eine zweite Begrenzungskomponente (22) eine stoffschlüssige Verbindung (23), insbesondere Lötverbindung (26), umfasst und die stoffschlüssige Verbindung (23) mit der Umgebung oder dem Aufnahmeraum eine fluidleitende Verbindung aufweist, so dass bei einer Undichtigkeit der stoffschlüssigen Verbindung (23), insbesondere vollständig, das Fluid aus dem zweiten Strömungskanal (20) in die Umgebung oder dem Aufnahmeraum leitbar ist.
3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine erste Begrenzungskomponente (21) wenigstens eine Rohrwandung (28) und/oder einen Rahmen {43) und/oder wenigstens eine Doppeischeibenwandung (29) und/oder eine fluiddichten stoffsehlüssigen Verbindung (23), z. B. Lötverbindung (26), umfasst und sich insbesondere zwischen den Doppelscheibenwandungen (29) oder innerhalb der wenigstens einen Rohrwandung (28) der erste Strömungskanal (19) ausbildet
4. System nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine zweite Begrenzungskomponente (22) wenigstens eine Rohrwandung (28) und/oder einen Rahmen (43) und/oder wenigstens eine Doppelscheibenwandung (29) und/oder eine fluiddichten stoffschiüssigen Verbindung (23), z. B. Lötverbindung (26), umfasst und sich insbesondere zwischen den Doppelscheibenwandungen (29) oder innerhalb der wenigstens einen Rohrwandung (28) der zweite Strömungskana! (20) ausbildet.
5. System nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Doppelscheibenwandungen (29) eine Rippenstruktur (34) oder eine Turbulenzeinlage angeordnet ist.
6. System nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine erste Strömungskanal (19) von dem wenigstens einen zweiten Strömungskanal (20) mit zwei Wandungen (27) voneinander getrennt sind und vorzugsweise die zwei Wandungen (27) mit einer stoffschlüssigen Verbindung (23), z. B. Lötverbindung (26), miteinander verbunden sind.
7. System nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine erste Strömungskanal (19) mit wenigstens einer ersten stoffschlüssigen Verbindung (24), insbesondere Lötverbindung (26), ausgebildet ist und der wenigstens eine zweite Strömungskanal (20) mit wenigstens einer zweiten stoffschiüssigen Verbindung (25), insbesondere Lötverbindung (26), ausgebildet ist und zwischen der ersten und zweiten stoffschlüssigen Verbindung (24, 25) ein Strömungsraum (35), insbesondere Leckagekanal (36), ausgebildet ist, und der Strömungsraum (35) eine fluidleitende Verbindung zu der Umgebung des Verdampferwärmeübertragers (4) aufweist oder der Strömungsraum (35) den Aufnahmeraum bildet.
8. System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine erste Strömungskanal (19) an einer Doppelscheibenwandung (29) ausgebildet ist und die zwei Scheibenwandungen (30, 31) der Doppelscheibenwandung (29) mit der ersten und zweiten stoffschlüssigen Verbindung (24, 25) miteinander verbunden sind.
9. System nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der
Verdampferwärmeübertrager (4) ein Gehäuse umfasst und innerhalb des Gehäuses die wenigstens eine Doppelscheibenwandung (29) angeordnet ist und der innerhalb des Gehäuses ausgebildete wenigstens eine zweite Strömungskänal (20) von dem Gehäuse und der wenigstens einen Doppelscheibenwand üng (29) begrenzt ist.
10. System nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Aufnahmeraum ein Sensor zur Erfassung von Arbeitsmedium oder Abgas oder Ladeluft zugeordnet ist und/oder ein Drucksensor (47).
11. Verbrennungsmotor (8), insbesondere Hubkolbenverbrennungsmotor (9), mit einem System (1) zur Nutzung von Abwärme des Verbrennungsmotors (8) mittels des Clausius-Rankine-Kreisprözesses, umfassend
- einen Kreislauf mit Leitungen (2) mit einem Arbeitsmedium, insbesondere Wasser,
- eine Pumpe (3) zum Fördern des Arbeitsmediums,
- einen, insbesondere von der Abwärme des Verbrennungsmotors (8) erwärmbaren, Verdampferwärmeübertrager (4) zum Verdampfen des flüssigen Arbeitsmediums,
- eine Expansionsmaschine (8),
- einen Kondensator (6) zum Verflüssigen des dampfförmigen Arbeitsmediums,
- vorzugsweise einen Auffang- und Ausgleichsbehälter (7) für das flüssige Arbeitsmedium, dadurch gekennzeichnet, dass das System (1) gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis tö ausgebildet ist und/oder das durch den zweiten Strömungskanal (20) geleitete Fluid Ladeluft ist, so dass der Verdampferwärmeübertrager (4) ein Ladeluftkühler (14) ist oder das Fluid Abgas ist, so dass der Verdampferwärmeübertrager (4) vorzugsweise ein Abgasrückführkühier ist.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN109690030A (zh) * 2016-07-18 2019-04-26 Avl里斯脱有限公司 用于探测热回收系统中未密封位置的方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112012006453T5 (de) 2012-05-31 2015-03-05 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Abgaswärme-Rückgewinnungsvorrichtung
DE102013204295A1 (de) 2013-03-12 2014-09-18 Behr Gmbh & Co. Kg Wärmeübertrager
DE102014225059B4 (de) * 2014-12-05 2022-01-27 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betrieb einer Abwärmenutzungsanordnung
DE102015107472B3 (de) 2015-05-12 2016-08-04 Benteler Automobiltechnik Gmbh Kraftfahrzeug-Wärmeübertragersystem
DE102015107468A1 (de) * 2015-05-12 2016-11-17 Benteler Automobiltechnik Gmbh Kraftfahrzeug-Wärmeübertragersystem
DE102015017121A1 (de) 2015-05-12 2016-11-17 Benteler Automobiltechnik Gmbh Kraftfahrzeug-Wärmeübertragersystem
DE102015107427A1 (de) * 2015-05-12 2016-11-17 Benteler Automobiltechnik Gmbh Kraftfahrzeug-Wärmeübertragersystem
DE102015107442A1 (de) * 2015-05-12 2016-11-17 Benteler Automobiltechnik Gmbh Kraftfahrzeug-Wärmeübertragersystem
DE102016103161B4 (de) 2016-02-23 2018-07-05 Benteler Automobiltechnik Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Verdampfermoduls, Verdampfereinheit, Verdampfer und Kraftfahrzeug-Wärmeübertragersystem
CN108780282A (zh) * 2016-03-16 2018-11-09 爱克发有限公司 加工平版印刷版的设备和相应方法
ES2703809A1 (es) * 2017-09-12 2019-03-12 Penalonga Teijeiro Luis Jose Motor exotérmico de aire caliente
EP3724588A4 (de) * 2017-12-14 2021-12-15 Solex Energy Science Inc. Plattenwärmetauscher zur erwärmung oder kühlung von schüttgut
US10214696B2 (en) 2018-03-30 2019-02-26 Aref ShahiMoghani System and method of refining used oil
US20200025641A1 (en) * 2018-07-18 2020-01-23 Ling Long Leak-detachable liquid-heat-transmission device
EP3987235A4 (de) * 2019-06-20 2022-11-16 Algesacooling Pty Ltd Wärmeübertragungsvorrichtung und diese enthaltende lagersysteme

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996041995A1 (en) * 1995-06-13 1996-12-27 Tetra Laval Holdings & Finance S.A. Plate heat exchanger
US20020162651A1 (en) * 1999-01-20 2002-11-07 Hino Motors, Ltd. EGR cooler
DE10312788A1 (de) * 2003-03-21 2004-09-30 Behr Gmbh & Co. Kg Abgaswärmetauscher und Dichteinrichtung für Abgaswärmetauscher
EP1586845A1 (de) * 2004-04-15 2005-10-19 Modine Manufacturing Company Abgaswärmetauscher
DE102008004903A1 (de) * 2008-01-17 2009-07-23 Daimler Ag Verbrennungskraftmaschine mit Wärmerückgewinnungsvorrichtung
DE102008057202A1 (de) * 2008-11-13 2010-05-20 Daimler Ag Clausius-Rankine-Kreis

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2449780A1 (fr) * 1979-02-22 1980-09-19 Semt Procede et dispositif de recuperation d'energie thermique dans un moteur a combustion interne suralimente
US4901531A (en) * 1988-01-29 1990-02-20 Cummins Engine Company, Inc. Rankine-diesel integrated system
FR2727505A1 (fr) * 1994-11-28 1996-05-31 Packinox Sa Faisceau de plaques pour un echangeur thermique
DE19719252C2 (de) * 1997-05-07 2002-10-31 Valeo Klimatech Gmbh & Co Kg Zweiflutiger und in Luftrichtung einreihiger hartverlöteter Flachrohrverdampfer für eine Kraftfahrzeugklimaanlage
CN100510606C (zh) * 2004-09-28 2009-07-08 株式会社T.Rad 换热器
US7721543B2 (en) * 2006-10-23 2010-05-25 Southwest Research Institute System and method for cooling a combustion gas charge
DE102007060523A1 (de) 2007-12-13 2009-06-18 Behr Gmbh & Co. Kg Abgasanlage mit einem Abgasverdampfer, Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges
US20100146974A1 (en) * 2008-12-16 2010-06-17 General Electric Company System for recovering waste heat
DE102009020615A1 (de) 2009-05-09 2010-11-11 Daimler Ag Abgaswärmenutzung in Kraftfahrzeugen
US9596785B2 (en) * 2010-03-22 2017-03-14 Pratt & Whitney Canada Corp. Heat exchanger
GB2487240B (en) * 2011-01-17 2016-03-16 Ford Global Tech Llc A Combined Cabin Heater and EGR Heat Exchanger

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996041995A1 (en) * 1995-06-13 1996-12-27 Tetra Laval Holdings & Finance S.A. Plate heat exchanger
US20020162651A1 (en) * 1999-01-20 2002-11-07 Hino Motors, Ltd. EGR cooler
DE10312788A1 (de) * 2003-03-21 2004-09-30 Behr Gmbh & Co. Kg Abgaswärmetauscher und Dichteinrichtung für Abgaswärmetauscher
EP1586845A1 (de) * 2004-04-15 2005-10-19 Modine Manufacturing Company Abgaswärmetauscher
DE102008004903A1 (de) * 2008-01-17 2009-07-23 Daimler Ag Verbrennungskraftmaschine mit Wärmerückgewinnungsvorrichtung
DE102008057202A1 (de) * 2008-11-13 2010-05-20 Daimler Ag Clausius-Rankine-Kreis

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016528465A (ja) * 2013-08-02 2016-09-15 マーレ ベーア ゲーエムベーハー ウント ツェーオー カーゲー 蒸発熱交換器
CN109690030A (zh) * 2016-07-18 2019-04-26 Avl里斯脱有限公司 用于探测热回收系统中未密封位置的方法

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