WO2014140131A1 - Wärmeübertrager - Google Patents

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WO2014140131A1
WO2014140131A1 PCT/EP2014/054889 EP2014054889W WO2014140131A1 WO 2014140131 A1 WO2014140131 A1 WO 2014140131A1 EP 2014054889 W EP2014054889 W EP 2014054889W WO 2014140131 A1 WO2014140131 A1 WO 2014140131A1
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WO
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heat exchanger
channel
medium
exchanger according
flow channel
Prior art date
Application number
PCT/EP2014/054889
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English (en)
French (fr)
Inventor
Klaus Irmler
Frank von Lützau
Peter Geskes
Arthur Strehlau
Original Assignee
Behr Gmbh & Co. Kg
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Publication date
Application filed by Behr Gmbh & Co. Kg filed Critical Behr Gmbh & Co. Kg
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Priority to EP14709663.0A priority patent/EP2972011A1/de
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    • F28F2265/00—Safety or protection arrangements; Arrangements for preventing malfunction
    • F28F2265/16—Safety or protection arrangements; Arrangements for preventing malfunction for preventing leakage

Definitions

  • the invention relates to a heat exchanger, in particular
  • Exhaust gas heat exchanger and / or an exhaust gas evaporator.
  • Exhaust gas heat recovery is a topic of increasing interest in increasing the efficiency of internal combustion engines.
  • One possibility is the application of a so-called Rankine process.
  • Exhaust gas evaporators are used for this process. These vaporize a fluid by utilizing the high temperature of the flowing exhaust gas.
  • a first fluid such as a coolant, ethanol, etc.
  • a first fluid such as a coolant, ethanol, etc.
  • the resulting superheated steam is subsequently expanded in an expander, the resulting mechanical power is thereby returned to the drive motor, This fuel economy reductions of about 5 to 7% can be achieved.
  • an exhaust gas recirculation is also at least a portion of the exhaust gas returned to the drive motor again.
  • Waste Heat Recovery (WHR) applications different heat sources are used and coupled with each other. These include, for example, exhaust gas recirculation cooler, intercooler and / or main exhaust gas cooler in the exhaust system, etc.
  • WHR Waste Heat Recovery
  • components are particularly unfavorable, which would cause a feeding of the medium to be evaporated in the combustion chamber of the engine.
  • Such components are in particular the exhaust gas evaporator and the indirect intercooler.
  • the exhaust gas evaporator cools the hot exhaust gas, which is diverted in the fluid flow to the engine to supply this cooled exhaust gas back to the engine, thereby lowering nitrogen oxide emissions.
  • the indirect intercooler cools the compressed combustion air, which is then routed to the engine.
  • DE 10 12010 031 561 A1 discloses an exhaust gas evaporator in which adjacent channels for the exhaust gas and for the working medium are separated by a single partition wall and around the duct for the working fluid is guided around a leakage channel which leaks into the surroundings in places.
  • the only partition for example, in a leakage in this partition, so still passes Working medium in the exhaust tract.
  • One embodiment relates to a heat exchanger with at least one first flow channel for the passage of a first medium and with at least one second flow channel for passing a second medium, in particular for vaporizing a liquid working medium as the first medium and with a fluid, such as exhaust gas or charge air, as the second medium for transmitting heat from the second medium to the first medium, wherein the at least one first flow channel has a circumferential first boundary wall and the at least one second boundary wall Flow channel has a circumferential second boundary wall, wherein the first and the second flow channels are arranged adjacent to each other such that a double wall between the flow-guiding channels is formed by the first and the second boundary wall.
  • a flow channel is formed by two discs, each having at least one upstanding edge and touch at the edges and are sealed together and form a channel hiss form.
  • a simplified production can be carried out
  • a flow channel is formed by means of a frame and two covering disks arranged thereon and sealed. So also a simple design can be achieved.
  • a leakage channel is assigned as a fluid-conducting connection, which is open to the environment. As a result, in addition to the removal of leaks between the walls of the double-walled partition wall, a leakage flow to the environment can also be dissipated at the end regions or around the fluid channel.
  • the leakage channel is formed on an edge region and / or end region of the flow channel.
  • a leakage channel can be provided cheaply. This is advantageously provided where the flow channel is completed.
  • the escaping fluid can be removed.
  • the leakage channel is arranged on a collecting region of a plurality of flow channels.
  • a fluid can be removed from a leak before it enters the flow channel for the second fluid, such as exhaust gas or charge air.
  • the flow channel is limited by an insert or frame and the leakage channel is formed by a recess in the insert or the frame.
  • the leakage channel is simultaneously formed by the completion of the flow channel.
  • the recess is a groove, which occupies the height of the insert or of the frame or assumes a height "which is less than the height of the insert or of the frame. This can be incorporated in the manufacture of the frame or a closure element or an insert of the leakage channel with, such as by embossing or punching. It is also advantageous if the recess is formed by two adjacently arranged inserts or frame elements.
  • Fig. 3 is a view of a package of flow channels of a
  • FIG. 4 is a view of a package of flow channels of a
  • FIG. 1 shows a schematic representation of three flow channels 2, 3, 4 of a heat exchanger according to the invention 1.
  • Each flow channel is shown in section and has a circumferential wall 5, 6, 7, such as boundary wall, which defines the flow path for the fluid.
  • the channels are advantageously designed as a flat tube.
  • the flow channels 2, 3, 4 stacked on each other and the respective partition wall 8, 9 between two flow channels 2, 3 or 3, 4 is double-walled, because two adjacent walls 5, 6 and 6, 7 are arranged adjacent to each other.
  • the fluid channels 2, 4 are provided for exhaust gas or charge air and the fluid channel 3 for the working fluid, this fluid channel 3 further has a leakage channel 10, which is defined by a double wall provided 1 1, 12.
  • a double-walled design of the partition wall 8, 9 is achieved, so that the working fluid as the first fluid and the exhaust gas or charge air as the second fluid separately in a respective Strömungskana! 2, 3, 4 is performed.
  • the design of the fluid channel for the working medium the design is preferably realized by a double disc, between which the first fluid is passed in introduced channels. These channels can be embossed in the discs. The two discs are soldered together.
  • the flow channel can also be formed from two cover disks, a peripheral frame and optionally a turbulence insert.
  • an inlet opening and an outlet opening for the first fluid is provided as the working medium.
  • the second fluid such as exhaust gas or the charge air
  • the second fluid is preferably routed in tubes, which may also contain imprints as winglets or ribs.
  • a flow channel can also be formed here, which is formed from two cover disks, a frame and optionally a turbulence insert.
  • the flow channels for example as double discs and / or tubes and / or frames with cover plates are alternately stacked and soldered together.
  • the gas-carrying channels of the second flow channels are sealed at their end faces in each case via an insert or a frame, such as tube sheet, to which a diffuser can be conceived.
  • This channel is advantageously located on a side region of the stack of the heat exchanger, which lies outside the flow channels, such as the tubes formed.
  • these distribution and collection channels are arranged centrally of the longitudinal extension of the heat exchanger. In other embodiments, the distribution and collection channels can also be arranged at a different location of the heat exchanger.
  • the double wall as a partition is not completely soldered together or otherwise connected, so that a channel remains as a leakage channel between the two walls.
  • a leakage channel 10 is provided on the side of the first fluid.
  • the leakage channel can be connected via a spacer with other leakage channels.
  • a common discharge can be formed, as is advantageous centrally on the upper side of the heat exchanger.
  • the leakage channel can be formed by a double web 1 1, 12 or frame, so that between the webs 11, 12, the first or the second fluid can be removed.
  • a leakage from the working medium side to the charge air or exhaust side, ie from the first fluid to the second fluid, can be avoided. It is advantageous if a fluid channel 2, 3, 4 of separate cover plates 5, 6, 7 is constructed with interposed frame. These channels 2, 3, 4 of both adjacent cover plates 5, 6, 7 are not soldered surface to each other but soldered only at a few points for fixing and in the inlet and outlet areas of the charge air / exhaust gas. This ensures that in the event of failure of the cover disks 5, 6, 7 itself, the fluid is first discharged to the environment in each case and leakage can be detected before there is leakage into the respective other flow channel.
  • the thermal contact can be achieved by inserting a profiled sheet 20, see Figure 2.
  • This profiled sheet 20 may be formed similarly to a turbulence or corrugated fin having a very small height. For example, a height of 0.5 mm can be achieved with a material thickness of 0.1 mm.
  • the profiled sheet 20 may be on the top partially or selectively connected to a cover plate of the first fluid channel and / or the second flow channel, as soldered.
  • FIG. 3 shows schematically a stack 30 of flow channels, wherein an upper cover plate is not shown. It can be seen in the end region 32 of the first flow channel 33, a leakage channel 31, which extends over the width of the flow channels along. In the middle of a constriction 34 of the leakage channel 31 is provided, which divides the channel.
  • connection elements 42 between the flow channels 40 also have leakage channels 43 which lead into the environment.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager mit zumindest einem ersten Strömungskanal für das Durchleiten eines ersten Mediums und mit zumindest einem zweiten Strömungskanal zum. Durchleiten eines zweiten Mediums, insbesondere zum Verdampfen eines flüssigen Arbeitsmediums als erstes Medium und mit einem Fluid, wie Abgas oder Ladeluft, als zweites Medium, zur Übertragung von Wärme von dem zweiten Medium auf das erste Medium, wobei der zumindest eine erste Strömungskanal eine umlaufende erste Begrenzungs wandung aufweist und der zumindest eine zweite Strömungskanal eine umlaufende zweite Begrenzungswandung aufweist, wobei die ersten und die zweiten Strömungskanäle derart benachbart zueinander angeordnet sind, dass eine Doppelwandung zwischen den strömungsführenden Kanälen durch die erste und die zweite Begrenzungswandung gebildet ist.

Description

Wärmeübertrager beschreibung
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager, wie insbesondere
Abgaswärmeübertrager und/oder einen Abgasverdampfer.
Stand der Technik
Die Wärmerückgewinnung aus Abgas ist ein Thema, das bei der Effizienzsteigerung von Verbrennungsmotoren auf immer höheres Interesse stößt. Eine Möglichkeit ist die Anwendung eines so genannten Rankine-Prozesses. Für diesen Prozess werden Abgasverdampfer eingesetzt. Diese verdampfen ein Fluid unter Ausnutzung der hohen Temperatur des durchströmenden Abgases. Bei Abgaswärmeübertragern und auch bei Abgasverdampfern beispielsweise aus Rankin-Zyklus-Anwendungen wird ein erstes Fluid, wie beispielsweise ein Kühlmittel, Ethanol etc., durch Wärmeübertragung von dem heißen Abgas erwärmt und beispielsweise verdampft. Der entstehende überhitzte Dampf wird anschließend in einem Expander entspannt, Die dabei anfallende mechanische Leistung wird dabei dem Antriebsmotor wieder zurückgeführt, Damit können Kraftstoffverbrauchsreduktionen von ca, 5 bis 7% erreicht werden.
Bei einer Abgasrückführung wird weiterhin auch zumindest ein Teil des Abgases dem Antriebsmotor wieder zurückgeführt.
In Rankine-Zyklus-Anwendungen, auch Waste-Heat-Recovery (WHR)- Anwendungen werden unterschiedliche Wärmequellen genutzt und miteinander gekoppelt. Hierzu zählen beispielsweise Abgas-Rückführkühler, Ladeluftkühler und/oder Hauptabgaskühler in der Abgasanlage etc. Bei organischen Arbeitsmedien sind besonders Leckagen in den Komponenten ungünstig, die ein Zuführen des zu verdampfenden Mediums in den Brennraum des Motors verursachen würden. Solche Komponenten sind insbesondere der Abgasverdampfer und der indirekte Ladeluftkühler. Der Abgasverdampfer kühlt das heiße Abgas ab, das im Fluidstrom nach dem Motor abgezweigt wird, um dieses gekühlte Abgas wieder dem Motor zuzuführen, um damit Stickoxidemissionen abzusenken. Auch der indirekte Ladeluftkühler kühlt die verdichtete Verbrennungsluft ab, die dann zum Motor geleitet wird.
Wenn einer der beiden Komponenten undicht wird, tritt eine unerwünschte Menge des Arbeitsmediums aus dem Rankine-Zyklus aus und wird dem Verbrennungsmotor zugeführt. Dabei kann es beispielsweise bei Ethanol als Arbeitsmedium zu einer vorzeitigen Zündung vor dem Einlass kommen. Was für den Verbrennungsmotor ungünstig ist. Bei Kältemittel als Arbeitsmedium kann eine unerwünschte Reaktion mit unerwünschten Reaktionsprodukten erfolgen.
Die Entstehung einer Leckage kann aber aufgrund der hohen thermischen und mechanischen Belastung der Wärmeübertrager nie gänzlich ausgeschlossen werden. Bei Verdampfern ist die Festigkeit wesentlich, da das Arbeitsmedium meist bei Arbeitsdrücken über dem Umgebungsdruck betrieben werden und damit die Verdampfer mit ihrer Struktur die auftretenden Druckkräfte aufnehmen müssen. Auch thermische Spannungen aufgrund von Temperaturdifferenzen zwischen den beiden Arbeitsmedien müssen aufgenommen werden können.
Die DE 10 12010 031 561 A1 offenbart einen Abgasverdampfer, bei welchem benachbarte Kanäle für das Abgas und für das Arbeitsmedium durch eine einzige Trennwand getrennt sind und um den Kanal für das Arbeitsmedium ein Leckagekanal herum geführt ist, der stellenweise in die Umgebung austritt. Bei einer Leckage zu Rand hin wird das Arbeitsmedium in den Leckagekanal geführt und von dort in die Umgebung und es gelangt nicht in den Abgaskanal und somit nicht in den Verbrennungsmotor, Kollabiert allerdings die einzige Trennwand beispielsweise bei einer Leckage in dieser Trennwand, so gelangt dennoch das Arbeitsmedium in den Abgastrakt.
Darstellung der Erfindung, Aufgabe, Lösung, Vorteile
Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen Wärmeübertrager zu schaffen, welcher auch bei Leckage zumindest weitestgehend verhindert, dass das Arbeitsmedium in den Verbrennungsmotor gelangen kann.
Die Aufgabe wird mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Ein Ausführungsbeispiel betrifft einen Wärmeübertrager mit zumindest einem ersten Strömungskanal für das Durchleiten eines ersten Mediums und mit zumindest einem zweiten Strömungskanal zum Durchleiten eines zweiten Mediums, insbesondere zum Verdampfen eines flüssigen Arbeitsmediums als erstes Medium und mit einem Fluid, wie Abgas oder Ladeluft, als zweites Medium, zur Übertragung von Wärme von dem zweiten Medium auf das erste Medium, wobei der zumindest eine erste Strömungskanal eine umlaufende erste Begrenzungswandung aufweist und der zumindest eine zweite Strömungskanal eine umlaufende zweite Begrenzungswandung aufweist, wobei die ersten und die zweiten Strömungskanäle derart benachbart zueinander angeordnet sind, dass eine Doppelwandung zwischen den strömungsführenden Kanälen durch die erste und die zweite Begrenzungswandung gebildet ist. Durch die doppelwandige Ausbildung der Trennwand zwischen zwei Strömungskanälen bzw. zwischen den Strömungspfaden kann eine Abführung eines Fluids erfolgen, falls dies durch ein Leck einmal austreten sollte. Dabei ist es besonders zweckmäßig, wenn die zwei eine Doppelwandung bildenden Begrenzungswandungen flächig aneinander anliegen. Dadurch wird ein besserer Wärmeübertrag zwischen den beiden benachbarten Strömungskanälen erreicht. Auch ist es zweckmäßig, wenn die zwei eine Doppelwandung bildenden Begrenzungswandungen nur punktuell oder bereichsweise aber nicht vollflächig miteinander verbunden, wie bevorzugt verlötet, sind. Dadurch wird eine mechanisch feste Verbindung gebildet» wobei dennoch ein Kanal verbleibt, um ein austretendes Fluid ableiten zu können,
Auch ist e vorteilhaft, wenn zwischen den beiden eine Doppelwandung bildenden Begrenzungswandungen ein profiliertes Element, wie Blech, vorgesehen ist, welches mit den beiden Begrenzungswandungen in thermischen Kontakt steht. So kann ein guter thermischer Koniakt bei gleichzeitiger Ausbildung eines Leckagekanals erreicht werden.
Weiterhin ist. es zweckmäßig, wenn ein Strömungskanal durch zwei Scheiben gebildet ist, die jeweils zumindest einen hochstehenden Rand aufweisen und sich an den Rändern berühren und abgedichtet miteinander verbunden sind und einen Kanal zischen sich bilden. Dadurch kann eine vereinfachte Herstellung durchgeführt werden, Auch ist es zweckmäßig, wenn ein Strömungskanal mittels eines Rahmens und zwei darauf angeordneten und abgedichtet verbundenen Abdeckscheiben gebildet ist. So kann ebenso eine einfache Gestaltung erreicht werden. Dabei ist es auch vorteilhaft, wenn zumindest dem das Arbeitsmedium führenden Strömungskanal ein Leckagekanal als eine fluidleitende Verbindung zugeordnet ist, welcher zur Umgebung offen ist. Dadurch kann neben der Abführung von Leckagen zwischen den Wandungen der doppelwandigen Trennwand auch an den Endbereichen oder um den Fluidkanal herum ein Leckagestrom zur Umgebung abgeführt werden.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Leckagekanal an einem Randbereich und/oder Endbereich des Strömungskanals ausgebildet ist. So kann an einem Endbereich, an welchem der Strömungskanal abgeschlossen wird, ein Leckagekanal günstig vorgesehen werden. Dieser wird vorteilhafter Weise dort vorgesehen, wo der Strömungskanal abgeschlossen wird. So kann bei einer Leckage das austretende Fluid abgeführt werden.
Auch ist es zweckmäßig, wenn der Leckagekanal an einem Sammelbereich einer Mehrzahl von Strömungskanälen angeordnet ist. So kann bei einer Leckage im Bereich eines Sammlers oder eines Fluidzuführung oder einer Fluidabführung ein Fluid aus einer Leckage abgeführt werden, bevor es in den Strömungskanal für das zweite Fluid, wie Abgas oder Ladeluft, gelangt. Auch ist es zweckmäßig, wenn der Strömungskanal durch einen Einsatz oder Rahmen begrenzt ist und der Leckagekanal durch eine Aussparung in dem Einsatz oder dem Rahmen gebildet ist. Dadurch wird durch den Abschluss des Strömungskanals gleichzeitig auch der Leckagekanal gebildet. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Aussparung eine Nut ist, welche die Höhe des Einsatzes oder des Rahmens einnimmt oder eine Höhe einnimmt» die geringer ist als die Höhe des Einsatzes oder des Rahmens. Dadurch kann bei der Fertigung des Rahmens oder eines Abschlusselements oder eines Einsatzes der Leckagekanal mit eingearbeitet werden, wie beispielsweise durch Prägen oder Stanzen. Auch ist es vorteilhaft, wenn die Aussparung durch zwei benachbart angeordnete Einsätze oder Rahmenelemente gebildet wird.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind durch die nachfolgende Figurenbeschreibung und durch die Unteransprüche beschrieben.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Nachstehend wird die Erfindung auf der Grundlage zumindest eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung von Strömungskanälen»
Fig. 2 eine schematische Darstellung von Strömungskanälen,
Fig. 3 eine Ansicht eines Pakets von Strömungskanälen eines
Wärmeübertragers, und
Fig. 4 eine Ansicht eines Pakets von Strömungskanälen eines
Wärmeübertragers.
Bevorzugte Ausführung der Erfindung
Die Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung dreier Strömungskanäle 2, 3, 4 eines erfindungsgemäßen Wärmeübertragers 1. Jeder Strömungskanal ist im Schnitt dargestellt und weist eine umlaufende Wandung 5, 6, 7, wie Begrenzungswandung auf, die den Strömungspfad für das Fluid definiert. Dabei sind die Kanäle vorteilhaft als Flachrohr ausgebildet. Wie in Figur 1 zu erkennen ist, sind die Strömungskanäle 2, 3, 4 aufeinander gestapelt und die jeweilige Trennwand 8, 9 zwischen zwei Strömungskanälen 2, 3 bzw. 3, 4 ist doppelwandig ausgebildet, weil jeweils zwei benachbarte Wandungen 5, 6 bzw. 6, 7 benachbart zueinander angeordnet sind.
Dabei sind die Fluidkanäle 2, 4 für Abgas bzw. Ladeluft vorgesehen und der Fluidkanal 3 für das Arbeitsmedium, Dieser Fluidkanal 3 weist weiterhin einen Leckagekanal 10 auf, der durch einen doppelt vorgesehene Wand 1 1 , 12 definiert wird.
So wird eine doppelwandige Ausführung der Trennwand 8, 9 erreicht, so dass das Arbeitsmedium als erstes Fluid und das Abgas bzw. Ladeluft als zweites Fluid separat in je einem Strömungskana! 2, 3, 4 geführt wird. Bei der Gestaltung des Fluidkanals für das Arbeitsmedium ist die Gestaltung vorzugsweise durch eine Doppelscheibe realisiert, zwischen der das erste Fluid in eingebrachten Kanälen geleitet wird. Diese Kanäle können in die Scheiben geprägt sein. Die beiden Scheiben werden miteinander verlötet.
Alternativ kann der Strömungskanal auch aus zwei Abdeckscheiben, einem umlaufenden Rahmen und gegebenenfalls einer Turbulenzeinlage gebildet sein.
An dem Fluidkanal für das erste Fluid ist eine Eintrittsöffnung und eine Austrittsöffnung für das erste Fluid als Arbeitsmedium vorgesehen. Das zweite Fluid, wie beispielsweise Abgas oder die Ladeluft, wird vorzugsweise in Rohren geführt, die auch Prägungen als Winglets oder Rippen enthalten können. Alternativ kann auch hier ein Strömungskanal gebildet werden, der aus zwei Abdeckscheiben, einen Rahmen und gegebenenfalls einer Turbulenzeinlage gebildet wird. Die Strömungskanäle, beispielsweise als Doppelscheiben und/oder Rohre und/oder Rahmen mit Abdeckscheiben werden abwechselnd aufeinander gestapelt und miteinander verlötet. Die gasführenden Kanäle der zweiten Strömungskanäle werden an ihren Stirnseiten jeweils über einen Einsatz oder einen Rahmen, wie Rohrboden, abgedichtet, an welchem ein Diffusor eingebacht werden kann.
Die Zuführung und die Abführung des ersten Fluids, des Arbeitsmediums, erfolgt über einen Verteil- und Sammelkanal, der in Figur 1 jedoch nicht zu erkennen ist. Dieser Kanal liegt vorteilhaft an einem Seitenbereich des Stapels des Wärmeübertragers, der außerhalb der Strömungskanäle, wie der gebildeten Rohre liegt. Bei einem Ausführungsbeispiel sind diese Verteil- und Sammelkanäte mittig der Längserstreckung des Wärmeübertragers angeordnet. Bei anderen Ausführungsbeispielen können die Verteil- und Sammelkanäle auch an einer anderen Stelle des Wärmeübertragers angeordnet sein.
Die Doppelwand als Trennwand ist nicht vollflächig miteinander verlötet oder anderweitig verbunden, so dass zwischen den beiden Wandungen ein Kanal als Leckagekanal verbleibt.
Wird nun eine Verbindung zwischen den Doppelscheiben bzw. der Doppelwand oder eine Doppelscheibe undicht, tritt das Fluid nach außen aus und nicht zum Gas hin.
Bei einer Leckage im Ein- und Austrittsbereich 13, 14 des zweiten Fluids, wie des Abgases oder der Ladeluft, wird auf der Seite des ersten Fluids ein Leckagekanal 10 vorgesehen.
Zur Vermeidung der Vermischung eines austretenden ersten Fluids mit dem zweiten Fluid wird der Rahmen 1 1 . 12 an der Vorderkante, also am Eintrittsbereich 13 und auch an der Gasaustrittsseite 14 so ausgeführt, dass ein Leckagekanal 10 gebildet wird.
Dabei kann optional der Leckagekanal über ein Distanzstück mit anderen Leckagekanälen verbunden sein. Dadurch kann eine gemeinsame Abführung gebildet werden, wie vorteilhaft zentral an der Oberseite des Wärmeübertragers.
Der Leckagekanal kann durch einen doppelten Steg 1 1 ,12 bzw. Rahmen gebildet werden, so dass zwischen den Stegen 11 ,12 das erste oder das zweite Fluid abgeführt werden kann.
Alternativ kann bei einem Versagen der Grundwerkstoffe der Abdeckscheiben eine Leckage von Arbeitsmedienseite zur Ladeluft- bzw. Abgasseite, also vom ersten Fluid zum zweiten Fluid, vermieden werden. Dabei ist es vorteilhaft, wenn ein Fluidkanal 2, 3, 4 aus separaten Abdeckblechen 5, 6, 7 mit dazwischen angeordneten Rahmen aufgebaut ist. Diese Kanäle 2, 3, 4 beider benachbarter Abdeckscheiben 5, 6, 7 werden nicht flächig miteinander verlötet sondern nur an einigen wenigen Punkten zur Fixierung und im Eintritts- und Austrittsbereich der Ladeluft/Abgas verlötet. Damit wird gewährleistet, dass bei einem Versagen der Abdeckscheiben 5, 6, 7 selbst, das Fluid jeweils zuerst an die Umgebung abgeleitet wird und eine Leckage detektiert werden kann, bevor es zu einer Leckage in den jeweiligen anderen Strömungskanal kommt.
Damit wird weiterhin auch erreicht, dass benachbarte Scheibenpaare in gutem thermischem Kontakt stehen, um eine ausreichende Leistung bzw. Wärmeübertragung erzielen zu können.
Alternativ kann anstelle des rein thermischen Kontaktes aufgrund der Berührung der Wände ohne Verlötung der beiden benachbarten Abdeckscheiben des jeweiligen Fluides, der thermische Kontakt durch Einlage eines profilierten Bleches 20 erreicht werden, siehe Figur 2.
Dieses profilierte Blech 20 kann ähnlich wie eine Turbulenzeinlage oder Wellrippe mit einer sehr geringen Höhe ausgebildet werden. So kann beispielsweise eine Höhe von 0,5 mm bei einer Materialstärke von 0,1 mm erreicht werden.
Das profilierte Blech 20 kann auf der Oberseite partiell bzw. punktuell mit einem Abdeckblech des ersten Fluidkanales und/oder des zweiten Strömungskanals verbunden, wie verlötet sein.
Günstig ist die partielle oder punktuelle Verbindung des profilierten Blechs 20 sowohl mit der einen als auch mit der anderen Abdeckscheibe, zwischen welchen das profilierte Blech angeordnet ist.
So wird ein guter thermischer Kontakt sichergestellt, um eine ausreichende Leistung zu erzielen und gleichzeitig ergibt sich dadurch auch ein Leckagekanal hin zur Umgebung.
Die Figur 3 zeigt schematisch einen Stapel 30 von Strömungskanälen, wobei eine obere Abdeckscheibe nicht dargestellt ist. Man erkennt im Endbereich 32 des ersten Strömungskanals 33 einen Leckagekanal 31 , welcher sich über die Breite der Strömungskanäle entlang zieht. In der Mitte ist eine Einschnürung 34 des Leckagekanals 31 vorgesehen, welche den Kanal teilt.
Um sicherzustellen, dass es bei einer Leckage in den arbeitsmedienseitigen Sammel- oder Verteilkanälen 41 nicht zu einer Leckage in den Ladeluft bzw. Abgaskanal kommt, weisen die Verbindungsetemente 42 zwischen den Strörnungskanälen 40 ebenfalls Leckagekanäle 43 auf, die in die Umgebung führen.

Claims

Patentansprüche
1 . Wärmeübertrager mit zumindest einem ersten Strömungskanal für das Durchleiten eines ersten Mediums und mit zumindest einem zweiten Strömungskanal zum Durchleiten eines zweiten Mediums, insbesondere zum Verdampfen eines flüssigen Arbeitsmediums als erstes Medium und mit einem Fluid, wie Abgas oder Ladeluft, als zweites Medium, zur Übertragung von Wärme von dem zweiten Medium auf das erste Medium, wobei der zumindest eine erste Strömungskanal eine umlaufende erste Begrenzungswandung aufweist und der zumindest eine zweite Strömungskanal eine umlaufende zweite Begrenzungswandung aufweist, wobei die ersten und die zweiten
Strömungskanäle derart benachbart zueinander angeordnet sind, dass eine Doppelwandung zwischen den strömungsführenden Kanälen durch die erste und die zweite Begrenzungswandung gebildet ist.
2. Wärmeübertrager nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die zwei eine Doppelwandung bildenden Begrenzungswandungen flächig aneinander anliegen.
3. Wärmeübertrager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei eine Doppelwandung bildenden Begrenzungswandungen nur punktuell oder bereichsweise aber nicht vollflächig miteinander verbunden, wie bevorzugt veriötet, sind.
4 Wärmeübertrager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Strömungskanal durch zwei Scheiben gebildet ist, die jeweils zumindest einen hochstehenden Rand aufweisen und sich an den Rändern berühren und abgedichtet miteinander verbunden sind und einen Kanal zischen sich bilden,
5. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden eine Doppelwandung bildenden Begrenzungswandungen ein profiliertes Element, wie Blech, vorgesehen ist, welches mit den beiden Begrenzungswandungen in thermischen Kontakt steht,
6. Wärmeübertrager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Strömungskanal mittels eines Rahmens und zwei darauf angeordneten und abgedichtet verbundenen Abdeckscheiben gebildet ist,
7. Wärmeübertrager nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest dem das Arbeitsmedium führenden Fluid kanal ein Leckagekanal als eine fluidleitende Verbindung zugeordnet ist, welcher zur Umgebung offen ist.
8. Wärmeübertrager nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Leckagekanal an einem Randbereich und/oder Endbereich des Strömungskanals ausgebildet ist.
9, Wärmeübertrager nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Leckagekanal an einem Sammelbereich einer Mehrzahl von Strömungskanälen angeordnet ist.
10. Wärmeübertrager nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungskanal durch einen Einsatz oder Rahmen begrenzt ist und der Leckagekanal durch eine Aussparung in dem Einsatz oder dem Rahmen gebildet ist.
1 1 . Wärmeübertrager nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung eine Nut ist, welche die Höhe des Einsatzes oder des Rahmens einnimmt oder eine Höhe einnimmt, die geringer ist als die Höhe des Einsatzes oder des Rahmens,
12. Wärmeübertrager nach Anspruch 10 oder 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung durch zwei benachbart angeordnete Einsätze oder Rahmenelemente gebildet wird.
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