DE10060102A1

DE10060102A1 - Heat exchanger for motor vehicle internal combustion engine exhaust gas cooling has core area for effecting heat exchange and with multiple small pipes forming internal passage through which first fluid flows

Info

Publication number: DE10060102A1
Application number: DE10060102A
Authority: DE
Inventors: Akihiro Maeda; Takaki Okochi; Katsunori Uchimura; Kazuhiro Shibagaki
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1999-12-20
Filing date: 2000-12-04
Publication date: 2001-06-21
Also published as: FR2802629A1; FR2802629B1; JP2001174169A

Abstract

The heat exchanger has a core area (130) for effecting heat exchange between first and second fluids and containing multiple small pipes (120) forming an internal through passage for the first fluid. The small pipes form several spaces (112) between them. Ribs (111) are arranged in a space between adjacent pipes, in order to facilitate heat exchange between the first and second fluids. A core housing (143) contains the core area and forms a second through passage, which contains the several spaces through which the second fluid flows. A flow guide component (113) in the second through passage prevents the second fluid by-passing the several spaces between adjacent small pipes. The first fluid is a coolant and the second fluid is the exhaust gas from an internal combustion engine.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Abgas-Wärmetauscher zum Durchführen eines Wärmeaustauschs zwischen Abgas, das von einem Verbrennungsmotor erzeugt wird, und einem Kühlfluid, beispielsweise Kühlwasser. Die vorliegende Erfindung findet in geeigneter Weise Anwendung bei einem EGR-Kühler zum Kühlen von Abgas in einem Abgas-Umwälzsystem (d. h. EGR-System [= exhaust gas recirculation system]).The present invention relates to an exhaust gas heat exchanger for performing heat exchange between exhaust gases from an internal combustion engine is generated, and a cooling fluid, for example cooling water. The present Invention is suitably applied to an EGR cooler for Cooling exhaust gas in an exhaust gas recirculation system (i.e. EGR system [= exhaust gas recirculation system]).

Bei einem EGR-Kühler zum Kühlen von Abgas, ist jedes flache Röhrchen 12, durch das hindurch Abgas strömt, durch Verbinden eines Paares von Kern platten 12a, 12b gebildet, und sind Freiräume 11, durch die hindurch das Abgas strömt, zwischen benachbarten flachen Röhrchen 12 gebildet. Zur Erleichterung des Wärmeaustauschs zwischen dem Kühlwasser und dem Abgas ist jede Rippe 11a in dem Freiraum 11 zwischen benachbarten flachen Röhrchen 12 vorgesehen. Jedoch wird, weil die Rippen 11a in den Freiräumen 11 vorgesehen sind, der Strömungswiderstand des Abgases in den Freiräumen 11 größer. Daher strömt das Abgas leicht in einen endseitigen Raum in der Breitenrichtung W, der in Fig. 9 mit A bezeichnet ist, wo die Rippe 11a nicht vorgesehen ist, wobei das Abgas die Freiräume 11 im Bypass umgeht. Entsprechend kann das Abgas nicht wirksam einen Wärmeaustausch mit dem Kühlwasser erfahren, das durch die flachen Röhrchen 12 strömt, und ist die Wirkung des Wärme austauschs des EGR-Kühlers 10 herabgesetzt.In an EGR cooler for cooling exhaust gas, each flat tube 12 through which exhaust gas flows is formed by connecting a pair of core plates 12 a, 12 b, and there are clearances 11 through which the exhaust gas flows, between adjacent ones flat tube 12 formed. To facilitate the heat exchange between the cooling water and the exhaust gas, each rib 11 a is provided in the space 11 between adjacent flat tubes 12 . However, because the ribs 11 a are provided in the free spaces 11 , the flow resistance of the exhaust gas in the free spaces 11 becomes larger. Therefore, the exhaust gas easily flows into an end-side space in the width direction W, which is denoted by A in Fig. 9, where the rib 11 a is not provided, the exhaust gas bypassing the free spaces 11 . Accordingly, the exhaust gas cannot effectively undergo heat exchange with the cooling water flowing through the flat tubes 12 , and the effect of the heat exchange of the EGR cooler 10 is reduced.

In Hinblick auf die vorstehend angegebenen Probleme ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Wärmetauscher zu schaffen, der die Wirkung des Wärmeaustauschs verbessert.In view of the above problems, it is a task of Present invention to provide a heat exchanger that has the effect of Heat exchange improved.

Gemäß der vorliegenden Erfindung besitzt bei einem Wärmetauscher ein Kernbereich zum Durchführen eines Wärmeaustauschs zwischen einem ersten Fluid und einem zweiten Fluid eine Vielzahl von Röhrchen, die in ihrem Inneren einen ersten Durchtritt bilden, durch den hindurch das erste Fluid strömt, und eine Vielzahl von Rippen, die je in jedem Raum zwischen benachbarten Röhrchen angeordnet sind, um den Wärmeaustausch zwischen dem ersten und dem zweiten Fluid zu erleichtern. In einem Kerngehäuse ist der Kernbereich aufgenommen, und das Kerngehäuse bildet einen zweiten Durchtritt, der mehrere Räume zwischen den Röhrchen aufweist, durch die hindurch das zweite Fluid strömt. Bei dem Wärmetauscher ist ein Strömungs-Führungs element in dem zweiten Durchtritt innerhalb des Kerngehäuse vorgesehen um zu verhindern, dass das zweite Fluid die mehreren Räume zwischen benachbarten Röhrchen im Bypass umgeht. Entsprechend tritt das zweite Fluid hauptsächlich durch die mehreren Räume zwischen benachbarten Röhrchen hindurch, und ist die Wirkung des Wärmeaustauschs des Wärmetauschers verbessert.According to the present invention has a heat exchanger Core area for performing heat exchange between a first Fluid and a second fluid have a variety of tubes inside them form a first passage through which the first fluid flows, and a variety of ribs, each in a space between adjacent ones Tubes are arranged to exchange heat between the first and to facilitate the second fluid. The core area is in a core housing added, and the core housing forms a second passage, the has several spaces between the tubes through which the second fluid flows. There is a flow guide for the heat exchanger element provided in the second passage within the core housing to prevent the second fluid from separating the multiple spaces between adjacent ones Bypass tube in the bypass. Accordingly, the second fluid mainly occurs through the multiple spaces between adjacent tubes, and is improves the heat exchange effect of the heat exchanger.

In bevorzugter Weise liegen die beiden Enden jeder Rippe in einer Richtung etwa rechtwinklig zu der Strömungsrichtung des zweiten Fluids in den Räumen zwischen benachbarten Rippen, und besteht das Strömungs-Führungselement aus Wandteilen, die durch Zuschneiden und Abbiegen eines Teils der Enden jede Rippe gebildet sind. Daher kann das Strömungs-Führungselement leicht gebildet werden.The two ends of each rib are preferably in one direction approximately at right angles to the direction of flow of the second fluid in the rooms between adjacent ribs, and there is the flow guide element from wall parts by cutting and bending part of the ends every rib are formed. Therefore, the flow guide member can be easily be formed.

In bevorzugter Weise ist der Kernbereich innerhalb des Kerngehäuses zur Bildung eines Freiraums zwischen einer Innenwandfläche des Kerngehäuses und mindestens einem Ende des Kernbereichs in einer Richtung etwa recht winklig zu der Strömungsrichtung des zweiten Fluids in den Räumen ange ordnet, und ist das Strömungs-Führungselement in dem Freiraum zur ein stückigen Verbindung mit der Innenwandfläche des Kerngehäuses angeordnet. Alternativ ist das Führungselement in dem Freiraum zur einstückigen Verbindung mit jeder Rippe angeordnetr. Entsprechend ist das Fluid-Führungselement in dem Freiraum zur einstückigen Verbindung mit jeder Rippe angeordnet.The core area is preferably within the core housing Formation of a free space between an inner wall surface of the core housing and approximately right at least one end of the core region in one direction angular to the direction of flow of the second fluid in the rooms arranges, and is the flow guide element in the free space lumpy connection arranged with the inner wall surface of the core housing. Alternatively, the guide element is in the free space for the one-piece connection arranged with each rib. Accordingly, the fluid guide element is in the space for one-piece connection with each rib arranged.

Weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich leichter und deutlicher aus der nachfolgenden Detailbeschreibung bevorzugter Aus führungsformen bei gemeinsamer Betrachtung mit dem beigefügten Zeich nungen, in denen zeigen:Other objects and advantages of the present invention will be more readily apparent and more clearly from the following detailed description of preferred management forms when viewed together with the attached drawing that show:

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines EGR-Systems gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; Fig. 1 is a schematic view of an EGR system according to a first preferred embodiment of the present invention;

Fig. 2 eine Draufsicht auf einen EGR-Kühler, der für das EGR-System gemäß der ersten Ausführungsform verwendet wird; Fig. 2 is a plan view of an EGR cooler which is used for the EGR system according to the first embodiment;

Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Linie III-III in Fig. 2; Fig. 3 is a sectional view taken along the line III-III in Fig. 2;

Fig. 4 eine Schnittansicht entlang der Linie IV-IV in Fig. 2; Fig. 4 is a sectional view taken along the line IV-IV in Fig. 2;

Fig. 5 eine Schnittansicht entlang der Linie V-V in Fig. 2; Fig. 5 is a sectional view taken along the line VV in Fig. 2;

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht mit der Darstellung einer Rippen struktur gemäß der ersten Ausführungsform; Fig. 6 is a perspective view showing a rib structure according to the first embodiment;

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht mit der Darstellung einer Rippen struktur gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; Fig. 7 is a perspective view showing a rib structure according to a second preferred embodiment of the present invention;

Fig. 8 eine Vorderansicht mit der Darstellung eines Führungswand- Bereichs (Strömungs-Führungselement) gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und Fig. 8 is a front view showing a guide wall region (flow guide member) according to a third preferred embodiment of the present invention; and

Fig. 9 eine schematische Schnittansicht eines Kernbereichs zur Erläu terung eines bei der vorliegenden Erfindung zu lösenden Problems. Fig. 9 is a schematic sectional view of a core region to a Erläu esterification in the present invention the problem being solved.

Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.Below are preferred embodiments of the present invention described with reference to the accompanying drawings.

Zunächst wird eine erste bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung unter Bezugnahme auf Fig. 1-6 beschrieben. Bei der ersten Aus führungsform findet die vorliegende Erfindung typischerweise Anwendung bei einem EGR-Kühler 100 eines Abgas-Umwälzsystems (EGR-Systems) für einen Dieselverbrennungsmotor 200.First, a first preferred embodiment of the present invention will be described with reference to Figs. 1-6. In the first embodiment, the present invention is typically applied to an EGR cooler 100 of an exhaust gas circulation system (EGR system) for a diesel engine 200 .

Das EGR-System besitzt eine Abgas-Umwälzleitung 210, durch die hindurch ein Teil des von dem Motor 200 abgegebenen Abgases zu der Einlassseite des Motors 200 zurückgeführt wird. Ein EGR-Ventil 220 zum Einstellen der Umwälz menge des Abgases gemäß dem Arbeitszustand des Motors 200 ist in der Abgas-Umwälzleitung 210 angeordnet. Der EGR-Kühler 100 ist zwischen der Abgasseite des Motors 200 und dem EGR-Ventil 220 angeordnet, sodass ein Wärmeaustausch zwischen dem von dem Dieselmotor 200 abgegebenen Abgas und Kühlwasser (d. h. Motorkühlwasser) durchgeführt wird.The EGR system has an exhaust gas recirculation line 210 through which part of the exhaust gas discharged from the engine 200 is returned to the intake side of the engine 200 . An EGR valve 220 for adjusting the circulation amount of the exhaust gas according to the working state of the engine 200 is arranged in the exhaust gas circulation line 210 . The EGR cooler 100 is disposed between the exhaust side of the engine 200 and the EGR valve 220 , so that heat exchange is performed between the exhaust gas discharged from the diesel engine 200 and cooling water (ie, engine cooling water).

Als Nächstes wird die Struktur des EGR-Kühlers 100 im Detail beschrieben. Wie in Fig. 2-5 dargestellt ist, besitzt der EGR-Kühler 100 einen Kernbereich 130, der innerhalb eines kastenartigen Kernbehälters 140 aufgenommen ist. Der Kernbereich 130 des EGR-Kühlers 100 besitzt mehrere flache Kühlwasser- Röhrchen 120, durch die hindurch Kühlwasser strömt. Rostfreie Rippen 111 zur Vergrößerung der Berührungsflächen mit dem Abgas sind in jedem Raum 112 zwischen benachbarten Kühlwasserröhrchen 120, neben einem Abgas-Durchtritt 110 innerhalb eines Kerngehäuses 143, angeordnet, sodass der Wärme austausch zwischen dem Abgas und dem Kühlwasser erleichtert wird. Die Rippen 111 sind versetzte Rippen, in denen plattenförmige Segmente etwa parallel zu der Laminierungsrichtung der Röhrchen 120 und der Rippen 111 in der Längsrichtung der Räume 112 versetzt angeordnet sind. Die versetzten Rippen sind beispielsweise in dem Wärmetauscher-Gestaltungshandbuch (veröffentlicht in Japan durch engineerimg science book, Inc.) definiert.Next, the structure of the EGR cooler 100 will be described in detail. As shown in FIGS. 2-5, the EGR cooler 100 has a core portion 130 that is housed within a box-like core container 140 . The core region 130 of the EGR cooler 100 has a plurality of flat cooling water tubes 120 through which cooling water flows. Stainless fins 111 for increasing the contact areas with the exhaust gas are arranged in each space 112 between adjacent cooling water tubes 120 , next to an exhaust gas passage 110 within a core housing 143 , so that the heat exchange between the exhaust gas and the cooling water is facilitated. The ribs 111 are offset ribs, in which plate-shaped segments are arranged offset approximately parallel to the lamination direction of the tubes 120 and the ribs 111 in the longitudinal direction of the spaces 112 . The offset fins are defined, for example, in the heat exchanger design guide (published in Japan by engineerimg science book, Inc.).

Jedes der Röhrchen 120 ist durch Verbinden eines Paars von dünnen Laminie rungsplatten 131, 132 mit vorbestimmten Pressgestalten gebildet. Nachdem mehrere Paare der Laminierungsplatten 131, 132 und die Rippen 111 in der Laminierungsrichtung (d. h. in der Richtung von oben nach unten bzw. von unten nach oben in Fig. 5) laminiert worden sind, werden die Laminierungsplatten 131, 132 mit dem Rippen 111 unter Verwendung eines vorbestimmten Lötmaterials verlötet, sodass der Kernbereich 130 gebildet ist.Each of the tubes 120 is formed by connecting a pair of thin lamination plates 131 , 132 with predetermined shapes. After multiple pairs of the lamination plates 131 , 132 and the ribs 111 are laminated in the lamination direction (ie, the top-down direction and the bottom-up direction in FIG. 5, respectively), the lamination plates 131 , 132 become with the rib 111 below Using a predetermined solder material is soldered so that the core region 130 is formed.

Der Kernbehälter 140 besitzt eine Öffnung 142 in seinem Inneren zur Aufnahme des Kernbereichs 130 (d. h. der Laminierungsplatten 131, 132). Die Öffnung 142 des Kernbereichs 140 wird durch eine Kernkappe 141 (Kernplatte) geschlossen, nachdem der Kernbereich 130 in der Öffnung 142 des Kernbehälters 140 untergebracht worden ist. Die Kernkappe 141 berührt eine Innenwandfläche des Kernbehälters 140, wobei sie luftdicht mit dem Kernbehälter 140 in Berührung steht. Nachfolgend wird eine Aufnahmeeinrichtung, die aus dem Kernbehälter 140 und der Kernkappe 141 besteht, als "Kerngehäuse 143" bezeichnet.The core container 140 has an opening 142 therein for receiving the core portion 130 (ie, the lamination plates 131 , 132 ). The opening 142 of the core region 140 is closed by a core cap 141 (core plate) after the core region 130 has been accommodated in the opening 142 of the core container 140 . The core cap 141 contacts an inner wall surface of the core case 140 , being airtightly in contact with the core case 140 . In the following, a receiving device, which consists of the core container 140 and the core cap 141, is referred to as "core housing 143 ".

Entsprechend ist innerhalb des Kerngehäuses 143 der Abgas-Durchtritt 110, der die Räume 112 zwischen den benachbarten Röhrchen 120 aufweist, gebildet. Bei der ersten Ausführungsform ist, wie in Fig. 5 dargestellt ist, jeder Endbereich 121 der Röhrchen 120 in der Breitenrichtung des Röhrchens (d. h. in der Rich tung von rechts nach links bzw. von links nach rechts in Fig. 5) rechtwinklig zu der Röhrchen-Längsrichtung (d. h. in der Richtung von der Vorderseite aus zur Rückseite der Zeichnung hin in Fig. 5) von der Innenwandfläche des Kern gehäuses 143 um einen vorbestimmten Freiraum 144 getrennt. Hierbei ist jeder überlappte Abbiegungsbereich 121a der Laminierungsplatten 131, 132 nicht in dem Endbereich 121 in der Röhrchen-Breitenrichtung enthalten. Bei der ersten Ausführungsform entsprechen die Endbereiche 121 etwa den Innenwand-Enden der Röhrchen 120 in der Breitenrichtung.Correspondingly, the exhaust gas passage 110 , which has the spaces 112 between the adjacent tubes 120 , is formed within the core housing 143 . In the first embodiment, as shown in FIG. 5, each end portion 121 of the tubes 120 is perpendicular to the tube in the width direction of the tube (ie, from right to left and left to right in FIG. 5) -Longitudinal direction (ie in the direction from the front to the back of the drawing in Fig. 5) from the inner wall surface of the core housing 143 separated by a predetermined clearance 144 . Here, each overlapped turn portion 121 a of the lamination plates 131 , 132 is not included in the end portion 121 in the tube width direction. In the first embodiment, the end portions 121 roughly correspond to the inner wall ends of the tubes 120 in the width direction.

Bei der ersten Ausführungsform sind Führungswand-Bereiche (Strömungs- Führungselement) 113 zum Führen des Abgases, das in das Kerngehäuse 143 (in die Abgas-Durchtritte 110) in die Räume 112 zwischen den flachen Röhrchen 110 einströmt, in dem Kern-Freiraum 144 vorgesehen. Daher kann verhindert werden, dass Abgas, das in das Kerngehäuse 143 einströmt, in den Kernraum 144 mit kleinem Strömungswiderstand einströmt, wobei es die Räume 112 mit großem Strömungswiderstand im Bypass umgeht.In the first embodiment, guide wall portions (flow guide member) 113 for guiding the exhaust gas that flows into the core housing 143 (into the exhaust gas passages 110 ) into the spaces 112 between the flat tubes 110 are provided in the core clearance 144 . Therefore, exhaust gas flowing into the core case 143 can be prevented from flowing into the core space 144 with a small flow resistance, bypassing the spaces 112 with a large flow resistance.

Wie in Fig. 6 dargestellt ist, sind die Führungswand-Bereiche 113 an den Enden jeder Rippe 111 in der Breitenrichtung vorgesehen. Ein Teil eines Ver längerungsbereichs 111a der Rippe 111, der sich von einer Position aus, die dem Endbereich 121 des Röhrchens 120 entspricht, in Richtung zu der Innen wandfläche des Kerngehäuses 143 in der Breitenrichtung hin erstreckt, ist zur Bildung der Führungswand-Bereiche 113 zugeschnitten und abgebogen, sodass die Strömung des Abgases, das durch den Kern-Freiraum 144 hindurch strömt, durch die Wandflächen der Führungswand-Bereiche 113 unterbrochen bzw. angehalten wird. Das heißt, das Abgas, das durch den Kern-Freiraum 144 hindurch strömt, trifft mit den Wandflächen der Führungswand-Bereiche 113 zusammen. Weiter sind in dem Verlängerungsbereich 111a Verbindungslöcher 111b vorgesehen, sodass der Kern-Freiraum 144 mit jedem anderen in der Laminierungsrichtung der Laminierungsplatten 131, 132 über die Verbindungslö cher 111b in Verbindung steht. Entsprechend strömt kondensiertes Wasser, das in dem Abgas erzeugt wird, durch die Verbindungslöcher 111b hindurch nach unten. Bei der ersten Ausführungsform ist beispielsweise ein antiseptisches Mittel an der Innenwandfläche des Kerngehäuses 143 aufgebracht.As shown in FIG. 6, the guide wall portions 113 are provided at the ends of each rib 111 in the width direction. A part of an extension portion 111 a of the rib 111 , which extends from a position corresponding to the end portion 121 of the tube 120 toward the inner wall surface of the core case 143 in the width direction, is for forming the guide wall portions 113 cut and bent so that the flow of the exhaust gas, which flows through the core free space 144 , is interrupted or stopped by the wall surfaces of the guide wall regions 113 . That is, the exhaust gas flowing through the core clearance 144 meets with the wall surfaces of the guide wall portions 113 . Furthermore, connection holes 111 b are provided in the extension area 111 a, so that the core clearance 144 communicates with each other in the lamination direction of the lamination plates 131 , 132 via the connection holes 111 b. Accordingly, condensed water generated in the exhaust gas flows down through the communication holes 111b. For example, in the first embodiment, an antiseptic is applied to the inner wall surface of the core case 143 .

Bei der ersten Ausführungsform sind die Laminierungsplatten 131, 132, der Kernbehälter 140 und die Kernkappe 141 aus rostfreiem Material mit einer ausreichenden Korrosionsbeständigkeit hergestellt. Die Laminierungsplatten 131, 132, der Kernbereich 140 und die Kernkappe 141 sind im Wege des Verlötens unter Verwendung eines Lötmaterials, beispielsweise von Kupfer oder einer Aluminiumlegierung, einstückig verbunden.In the first embodiment, the lamination plates 131 , 132 , the core case 140 and the core cap 141 are made of a stainless material having a sufficient corrosion resistance. The lamination plates 131 , 132 , the core region 140 and the core cap 141 are integrally connected by soldering using a soldering material, for example copper or an aluminum alloy.

Zum Einführen von Kühlwasser in die Röhrchen 120 des Kernbereichs 130 ist eine Wasser-Einlassleitung 151 vorgesehen, und zum Abführen des Kühl wassers, nachdem es einen Wärmeaustausch mit dem Abgas erfahren hat, ist eine Wasser-Auslassleitung 152 vorgesehen. Entsprechend wird das Kühl wasser in die flachen Röhrchen 120 durch die Wasser-Einlassleitung 151 hindurch eingeführt, und wird das Kühlwasser, nachdem es einen Wärme austausch mit dem Abgas erfahren hat, von den flachen Röhrchen 120 aus durch die Wasser-Auslassleitung 152 hindurch abgegeben. Zum Einführen des Abgases in den Abgas-Durchtritt 110 des Kernbehälters 140 ist ein Abgas- Einführungsanschluss 153 vorgesehen, und zum Abführen des Abgases, nachdem es einen Wärmeaustausch mit dem Kühlwasser erfahren hat, ist ein Abgas-Abgabeanschluss 154 ausgebildet, die beide mit der Abgas-Umwälz leitung 210 (einer äußeren Leitung) verbunden sind.A water inlet line 151 is provided for introducing cooling water into the tubes 120 of the core region 130 , and a water outlet line 152 is provided for discharging the cooling water after it has undergone heat exchange with the exhaust gas. Accordingly, the cooling water is introduced into the flat tubes 120 through the water inlet pipe 151 , and the cooling water, after undergoing heat exchange with the exhaust gas, is discharged from the flat tubes 120 through the water outlet pipe 152 . An exhaust gas introduction port 153 is provided for introducing the exhaust gas into the exhaust gas passage 110 of the core container 140 , and an exhaust gas discharge port 154 is formed for discharging the exhaust gas after it has undergone heat exchange with the cooling water, both of them with the exhaust gas Circulating line 210 (an outer line) are connected.

Als Nächstes wird ein Herstellungsverfahren für den EGR-Kühler 100 beschrie ben. Wie in Fig. 3-5 dargestellt ist, sind an der Kernkappe 141 die Laminie rungsplatten 131, 132 und die Rippen 111 in Richtung zu der oberen Seite hin in dieser Reihenfolge laminiert, sodass der Kernbereich 130 vorübergehend an der Kernkappe 141 angebracht ist. Danach wird der Kernbehälter 140 von der oberen Seite des vorübergehend zusammengefügten Kernbereichs 130 aus abgedeckt, um den Kernbereich 130 abzudecken, und wird der Kernbehälter 140 an der Kernkappe 141 unter Verwendung einer Spanneinrichtung angepresst, dies von der oberen Seite des Kernbehälters 140 aus, sodass die Kernkappe 141, der Kernbereich 130 und in der Kernbehälter 140 vorübergehend fixiert sind. Danach werden die Laminierungsplatten 131, 132, die Rippen 111, der Kernbehälter 140 und die Kernkappe 141 zur einstückigen Verlötung in einem Ofen erhitzt.Next, a manufacturing method for the EGR cooler 100 will be described. As shown in FIGS. 3-5, the Laminie are approximately plates 131, 132 on the core cap 141 and the ribs 111 laminated in the direction toward the upper side in this order so that the core region 130 is temporarily attached to the core cap 141. Thereafter, the core container is covered 140 of the upper side of the temporarily assembled core portion 130 around the core area 130 to cover and the core barrel 140 is pressed against the core cap 141 using a tensioning device, this from the upper side of the core barrel 140 of, so that the Core cap 141 , the core area 130 and in the core container 140 are temporarily fixed. Thereafter, the lamination plates 131 , 132 , the fins 111 , the core container 140 and the core cap 141 are heated in an oven for integral soldering.

Gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Führungswand-Bereiche 113 in den Rippen 111 vorgesehen um zu verhindern, dass das Abgas, das in den Abgas-Durchtritt 110 des Kerngehäuses 143 einströmt, die Räume 112 zwischen den benachbarten flachen Röhrchen 120 im Bypass umgeht, wo der Strömungswiderstand groß ist. Daher kann verhindert werden, dass das Abgas, das in das Kerngehäuse 143 einströmt, in großem Maße in die Kernräume 144 einströmt, wo keine Rippen 111 vorgesehen sind.According to the first embodiment of the present invention, the guide wall portions 113 are provided in the fins 111 to prevent the exhaust gas that flows into the exhaust passage 110 of the core housing 143 from bypassing the spaces 112 between the adjacent flat tubes 120 where the flow resistance is large. Therefore, the exhaust gas that flows into the core case 143 can be prevented from largely flowing into the core spaces 144 where no fins 111 are provided.

Entsprechend strömt das Abgas hauptsächlich in die Räume 112 zwischen den benachbarten flachen Röhrchen 120 neben dem Abgas-Durchtritt 110, und kann die Wirkung des Wärmeaustauschs (die Kühlkapazität) des EGR-Kühlers 100 verbessert werden. Als Folge kann das Abgas mittels des EGR-Kühlers 100 ausreichend gekühlt werden.Accordingly, the exhaust gas mainly flows into the spaces 112 between the adjacent flat tubes 120 next to the exhaust passage 110 , and the heat exchange effect (the cooling capacity) of the EGR cooler 100 can be improved. As a result, the exhaust gas can be sufficiently cooled by the EGR cooler 100 .

Nachfolgend wird eine zweite bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf Fig. 7 beschrieben. Bei der oben beschrie benen ersten Ausführungsform ist ein Teil des Verlängerungsbereichs 111a der Rippe 111, der sich in der Breitenrichtung erstreckt, zur Bildung der Führungs wand-Bereiche 113 abgebogen. Bei der zweiten Ausführungsform ist jedoch, wie in Fig. 7 dargestellt ist, ein Teil der Segmente 111c der Rippe 111 zur Bildung der Führungswand-Bereiche 113 abgebogen. Bei der zweiten Ausführungsform besitzen die Führungswand-Bereiche 113 die gleiche Wirkung wie bei der ersten Ausführungsform.A second preferred embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. 7. In the above-described first embodiment, a part of the extension portion 111 a of the rib 111 which extends in the width direction is bent to form the guide wall portions 113 . In the second embodiment, however, as shown in FIG. 7, part of the segments 111 c of the rib 111 is bent to form the guide wall regions 113 . In the second embodiment, the guide wall portions 113 have the same effect as in the first embodiment.

Nachfolgend wird eine dritte bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf Fig. 8 beschrieben. Bei der oben beschrie benen ersten und zweiten Ausführungsform sind die Führungswand-Bereiche 113 einstückig mit der Rippe 111 ausgebildet. Bei der dritten Ausführungsform sind jedoch die Führungswand-Bereiche 113 von der Rippe 111 separat und unabhängig ausgebildet und mit der Innenwandfläche des Kerngehäuses 143 verbunden. Alternativ können die getrennt ausgebildeten Führungswand-Berei che 113 einzelnen einstückig mit dem Endbereich der Rippe 111 in der Breiten richtung etwa rechtwinklig zu der Strömungsrichtung des Abgases verbunden sein. Bei der dritten Ausführungsform besitzen die Führungswand-Bereiche 113 die gleiche Wirkung wie bei der ersten Ausführungsform.A third preferred embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. 8. In the first and second embodiments described above, the guide wall regions 113 are formed in one piece with the rib 111 . In the third embodiment, however, the guide wall regions 113 are formed separately and independently of the rib 111 and are connected to the inner wall surface of the core housing 143 . Alternatively, the separately formed guide wall areas 113 may be integrally connected to the end portion of the rib 111 in the width direction approximately at right angles to the flow direction of the exhaust gas. In the third embodiment, the guide wall portions 113 have the same effect as in the first embodiment.

Obwohl die vorliegende Erfindung in Verbindung mit ihren bevorzugten Aus führungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen vollständig beschrieben worden ist, ist zu beachten, dass zahlreiche Änderungen Modi fikationen für den Fachmann ersichtlich sein werden.Although the present invention in connection with its preferred Aus complete with reference to the accompanying drawings It has been noted that numerous change modes fications will be apparent to those skilled in the art.

Beispielsweise findet bei den oben beschriebenen Ausführungsformen die vorliegende Erfindung bei dem EGR-Kühler 100 mit den versetzten Rippen Anwendung. Jedoch kann die vorliegende Erfindung auch bei einem Wärme tauscher mit stiftartigen Rippen oder anderweitig gestalteten Rippen Anwendung finden.For example, in the above-described embodiments, the present invention is applied to the EGR cooler 100 with the staggered fins. However, the present invention can also be applied to a heat exchanger with pin-like fins or other shaped fins.

Bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform sind die Röhrchen 120 durch Laminieren der mehreren Laminierungsplatten 131, 132 gebildet. Jedoch kann die vorliegende Erfindung auch bei einem Wärmetauscher Anwendung finden, bei dem jedes Röhrchen im Wege der Extrusion oder des Ziehens integral ausgebildet ist. Weiter kein jedes Röhrchen 120 zu einer runden Gestalt oder einer anderweitigen Gestalt im Querschnitt ausgebildet sein.In the first embodiment described above, the tubes 120 are formed by laminating the plural lamination plates 131 , 132 . However, the present invention can also be applied to a heat exchanger in which each tube is integrally formed by extrusion or drawing. Furthermore, each tube 120 cannot be formed into a round shape or any other shape in cross section.

Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen können die Führungswand- Bereiche 13 etwa vertikal bezogen auf die Strömungsrichtung des Abgases in den Räumen 112 vorgesehen oder um einen vorbestimmten Winkel bezogen auf die Strömungsrichtung des Abgases in den Räumen 112 geneigt sein. Das heißt, die Führungswand-Bereiche 113 sind dazu vorgesehen, die Strömung des Abgases von dem Kern-Freiraum 144 aus in die Räume 112 zu führen, in denen die Rippen 111 zwischen benachbarten Röhrchen 120 neben dem Abgas- Durchtritt 112 ausgebildet sind.In the embodiments described above, the guide wall regions 13 can be provided approximately vertically in relation to the flow direction of the exhaust gas in the spaces 112 or be inclined by a predetermined angle in relation to the flow direction of the exhaust gas in the spaces 112 . That is, the guide wall regions 113 are provided to guide the flow of the exhaust gas from the core free space 144 into the spaces 112 in which the ribs 111 are formed between adjacent tubes 120 next to the exhaust gas passage 112 .

Weiter kann die in den Ausführungsformen beschriebene vorliegende Erfindung Anwendung bei einem Wärmetauscher finden, der innerhalb eines Schall dämpfers angeordnet ist, um Wärmeenergie von dem Abgas aus zurück zugewinnen, und auch Anwendung bei einem Wärmetauscher für eine andere Verwendung Anwendung finden.Further, the present invention described in the embodiments can Find application in a heat exchanger within a sound damper is arranged to return thermal energy from the exhaust gas gain, and also use in one heat exchanger for another Find application.

Diese Änderungen und Modifikationen sind als unter den Umfang der vorlie genden Erfindung gemäß deren Definition durch die beigefügten Ansprüche fallend zu verstehen.These changes and modifications are deemed to be under the scope of ing invention as defined by the appended claims to understand falling.

Claims

1. Wärmetauscher, umfassend:
einen Kernbereich (130) zum Durchführen eines Wärmeaustauschs zwischen einem ersten und einem zweiten Fluid, wobei der Kernbereich (130) aufweist eine Vielzahl von Röhrchen (120), die im Innern einen ersten Durchtritt bilden, durch den hindurch das erste Fluid strömt, wobei die Röhrchen mehrere Räume (112) zwischen benachbarten Röhrchen (120) bilden, und
eine Vielzahl von Rippen (111), deren jede in jedem Raum (112) zwischen benachbarten Rippen (120) angeordnet ist, um den Wärmeaustausch zwischen dem ersten und dem zweiten Fluid zu erleichtern;
ein Kerngehäuse (143), in dem der Kernbereich (130) aufgenommen ist und das einen zweiten Durchtritt (110) bildet, der die mehreren Räume (112) aufweist, durch die das zweite Fluid strömt; und
eine Strömungs-Führungselement (113), das in dem zweiten Durchtritt (110) innerhalb des Kerngehäuses (143) angeordnet ist um zu verhindern, dass das zweite Fluid die mehreren Räume (112) zwischen benachbarten Röhrchen (120) im Bypass umgeht.1. heat exchanger comprising:
a core region ( 130 ) for performing heat exchange between a first and a second fluid, the core region ( 130 ) having a plurality of tubes ( 120 ) forming a first passage therein through which the first fluid flows, the Tubes form several spaces ( 112 ) between adjacent tubes ( 120 ), and
a plurality of fins ( 111 ), each located in each space ( 112 ) between adjacent fins ( 120 ) to facilitate heat exchange between the first and second fluids;
a core housing ( 143 ) in which the core region ( 130 ) is received and which forms a second passage ( 110 ) which has the plurality of spaces ( 112 ) through which the second fluid flows; and
a flow guide member ( 113 ) disposed in the second passage ( 110 ) within the core housing ( 143 ) to prevent the second fluid from bypassing the plurality of spaces ( 112 ) between adjacent tubes ( 120 ).

2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, wobei:
die Röhrchen (120) durch Laminierungsplatten-Elemente (131, 132) mit vor bestimmten Gestalten in einer Laminierungsrichtung gebildet sind;
die beiden Enden (121) jedes Röhrchens (120) in der Breitenrichtung recht winklig zu der Längsrichtung der Röhrchen (120) von der Innenwandfläche des Kerngehäuses (143) getrennt sind, um vorbestimmte Freiräume (144) mit der Innenwandfläche des Kerngehäuses (143) aufzuweisen;
die vorbestimmten Freiräume (144) dazu vorgesehen sind, miteinander über den gesamten Flächenbereich der Plattenelemente (131, 132) in der Laminie rungsrichtung in Verbindung zu stehen; und
das Strömungs-Führungselement (113) in den vorbestimmten Freiräumen (144) innerhalb des Kerngehäuses (143) angeordnet ist.2. The heat exchanger of claim 1, wherein:
the tubes ( 120 ) are formed by lamination plate members ( 131 , 132 ) having predetermined shapes in a lamination direction;
the two ends ( 121 ) of each tube ( 120 ) are separated from the inner wall surface of the core housing ( 143 ) in the width direction at right angles to the longitudinal direction of the tubes ( 120 ) to have predetermined clearances ( 144 ) with the inner wall surface of the core housing ( 143 ) ;
the predetermined clearances ( 144 ) are provided to communicate with each other over the entire surface area of the plate members ( 131 , 132 ) in the laminating direction; and
the flow guide element ( 113 ) is arranged in the predetermined free spaces ( 144 ) within the core housing ( 143 ).

3. Wärmetauscher nach Anspruch 1, wobei:
die Röhrchen (120) und die Rippen (111) in einer Laminierungsrichtung laminiert sind;
die Kernbereiche (130) so angeordnet sind, dass das zweite Fluid durch die Räume (112) zwischen benachbarten Röhrchen (120) entlang der Längsrichtung der Röhrchen (120) hindurch strömt;
die beiden Enden (121) jedes Röhrchens (120) in einer Breitenrichtung recht winklig sowohl zu der Laminierungsrichtung als auch zu der Längsrichtung innerhalb des Kerngehäuses (143) zur Bildung von Freiräumen (144) mit der Innenwandfläche des Kerngehäuses (143) angeordnet sind, wobei die Freiräume (143) in der Laminierungsrichtung miteinander in Verbindung stehen; und
das Strömungs-Führungselement (113) in den Freiräumen (144) angeordnet ist.3. The heat exchanger of claim 1, wherein:
the tubes ( 120 ) and the fins ( 111 ) are laminated in a lamination direction;
the core regions ( 130 ) are arranged so that the second fluid flows through the spaces ( 112 ) between adjacent tubes ( 120 ) along the longitudinal direction of the tubes ( 120 );
the two ends ( 121 ) of each tube ( 120 ) are arranged at a right angle in a width direction to both the lamination direction and the longitudinal direction within the core housing ( 143 ) to form clearances ( 144 ) with the inner wall surface of the core housing ( 143 ), wherein the spaces ( 143 ) communicate with each other in the lamination direction; and
the flow guide element ( 113 ) is arranged in the free spaces ( 144 ).

4. Wärmetauscher nach irgendeinem der Ansprüche 1-3, wobei:
jede Rippe (111) zwei Enden in der Richtung etwa rechtwinklig zu der Strömungsrichtung des zweiten Fluids in den Räumen (112) zwischen benach barten Röhrchen (120) aufweist; und
das Strömungs-Führungselement (113) in Wandteilen (113) besteht, die durch Zuschneiden und Abbiegen eines Teils der Enden jeder Rippe (111) gebildet sind.4. The heat exchanger according to any of claims 1-3, wherein:
each rib ( 111 ) has two ends in the direction approximately perpendicular to the direction of flow of the second fluid in the spaces ( 112 ) between adjacent tubes ( 120 ); and
the flow guide member ( 113 ) consists of wall parts ( 113 ) formed by cutting and bending part of the ends of each rib ( 111 ).

5. Wärmetauscher nach Anspruch 1, wobei:
der Kernbereich (130) innerhalb des Kerngehäuses (143) zur Bildung eines Freiraums (144) zwischen einer Innenwandfläche des Kerngehäuses (143) und mindestens einem Ende des Kernbereichs (130) in einer Richtung etwa recht winklig zu der Strömungsrichtung des zweiten Fluids in den Räumen (112) angeordnet ist; und
das Strömungs-Führungselement (113) in dem Freiraum (144) zur einstückigen Verbindung mit der Innenwandfläche des Kerngehäuses (143) angeordnet ist.5. The heat exchanger of claim 1, wherein:
the core region ( 130 ) within the core housing ( 143 ) to form a free space ( 144 ) between an inner wall surface of the core housing ( 143 ) and at least one end of the core region ( 130 ) in a direction approximately at right angles to the direction of flow of the second fluid in the spaces ( 112 ) is arranged; and
the flow guide element ( 113 ) is arranged in the free space ( 144 ) for integral connection with the inner wall surface of the core housing ( 143 ).

6. Wärmetauscher nach Anspruch 1, wobei:
der Kernbereich (130) innerhalb des Kerngehäuses (143) zur Bildung eines Freiraums (144) zwischen einer Innenwandfläche des Kerngehäuses (143) und mindestens einem Ende des Kernbereichs (130) in einer Richtung etwa recht winklig zu der Strömungsrichtung des zweiten Fluids in den Räumen (112) angeordnet ist; und
das Strömungs-Führungselement (113) in dem Freiraum (144) zur einstückigen Verbindung mit jeder Rippe (111) angeordnet ist.6. The heat exchanger of claim 1, wherein:
the core region ( 130 ) within the core housing ( 143 ) to form a free space ( 144 ) between an inner wall surface of the core housing ( 143 ) and at least one end of the core region ( 130 ) in a direction approximately at right angles to the direction of flow of the second fluid in the spaces ( 112 ) is arranged; and
the flow guide element ( 113 ) is arranged in the free space ( 144 ) for integral connection with each rib ( 111 ).

7. Wärmetauscher nach Anspruch 1, wobei:
die Röhrchen (120) und die Rippen (111) in einer Laminierungsrichtung laminiert sind;
jede Rippe (111) eine versetzte Rippe (111) mit mehreren plattenförmigen Segmenten (111c) ist, die etwa parallel zu der Laminierungsrichtung verlaufen; und
das Fluid-Führungselement (113) in einem Teil der Segmente (111c) vor gesehen ist.7. The heat exchanger of claim 1, wherein:
the tubes ( 120 ) and the fins ( 111 ) are laminated in a lamination direction;
each rib ( 111 ) is an offset rib ( 111 ) with a plurality of plate-shaped segments ( 111 c) which run approximately parallel to the direction of lamination; and
the fluid guide element ( 113 ) is seen in part of the segments ( 111 c).

8. Wärmetauscher nach irgendeinem der Ansprüche 1-7, wobei:
das zweite Fluid, das durch den zweiten Fluid-Durchtritt (110) hindurch innerhalb des Kerngehäuses (143) strömt, Abgas ist, das von einem Verbrennungsmotor (200) aus strömt; und
das erste Fluid, das durch die Röhrchen (120) hindurch strömt, ein Kühlfluid zum Kühlen des Abgases ist.8. The heat exchanger of any of claims 1-7, wherein:
the second fluid flowing through the second fluid passage ( 110 ) within the core housing ( 143 ) is exhaust gas flowing from an internal combustion engine ( 200 ); and
the first fluid flowing through the tubes ( 120 ) is a cooling fluid for cooling the exhaust gas.