DE102007043231A1 - U-förmiger Kühler - Google Patents

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Abstract

Eine Abgasrückführkühlervorrichtung umfasst mindestens eine Kühlplatte, wobei die Kühlplatte eine obere Plattenwand und eine untere Plattenwand umfasst; wobei die obere und untere Plattenwand mehrere Gasdurchgänge definieren, die einen Gaseinlass an einem ersten Ende der Kühlplatte und einen Gasauslass an dem ersten Ende der Kühlplatte aufweisen; wobei jeder Gasdurchgang einen Gasstrom zwischen dem Einlass und dem Auslass entlang einer Länge der Platte leitet und wobei die Platte abgedichtet ist, um entlang einer Länge der Platte und an einem zweiten Ende der Platte gasdicht zu sein.

Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft Gas-Wärmetauscher und insbesondere, obwohl nicht ausschließlich, Abgasrückführkühler zur Benutzung in Fahrzeuganwendungen.
  • ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
  • Es gibt viele Anwendungen, in denen es wünschenswert ist, Gas-Wärmetauscher zu benutzen. Diese umfassen Anwendungen, bei welchen es wünschenswert ist, ein Gas abzukühlen, zum Beispiel in Abgasrückführ-(EGR)-Kühlern. Ferner sind Anwendungen bekannt, in denen ein Einlass für Heißgas und ein Auslass für gekühltes Gas aufgrund von räumlichen Einschränkungen nahe beieinander liegen müssen.
  • Unter bestimmten Bedingungen kann ein Wärmeaustausch erforderlich sein, aber unter anderen Bedingungen kann er unerwünscht sein. Zum Beispiel kann es bei kaltem Motor wünschenswert sein, das Gas nicht zu kühlen, um eine schnellere Erwärmung des Motors zu erzielen, aber bei heißem Motor kann es wünschenswert sein, das Gas zu kühlen. Eine solche Anwendung umfasst einen Abgasrückführkreislauf.
  • Abgasrückführung ist ein Verfahren zum Reduzieren von gesundheitsschädlichen Emissionen von Verbrennungsmotoren. Insbesondere reduziert das Vorhandensein von Abgas in dem Verbrennungsgemisch den Prozentsatz von Sauerstoff, und reduziert daher die Neigung NOX-Verbindungen zu bilden.
  • Im Allgemeinen ist es vorteilhaft, das rückgeführte Abgas zu kühlen, da dessen reduzierte Temperatur hilft, die Verbrennungstemperatur innerhalb der Motorzylinder zu senken. Ferner kann, da Gas dichter wird, wenn es abgekühlt wird, für einen bestimmten Druckabfall über das ganze Abgasrückführsystem hinweg, mehr Gas das System durchlaufen, das gekühltes Gas benutzt, im Vergleich zu heißem Gas.
  • Allerdings ist das Kühlen von Abgas nicht unter allen Bedingungen wünschenswert. Wenn die Motortemperatur niedrig ist oder der Motor unter geringer Belastung ist, ist es oftmals vorzuziehen, das Abgas ohne Kühlung rückzuführen. Bei fortschrittlicheren Motoren kann es vorteilhaft sein, die rückgeführte Abgastemperatur zu steuern. In diesem Falle wird ein Teil des Gases gekühlt und ein Teil bleibt ungekühlt, derart, dass das Gemisch der Beiden eine gewünschte Gesamt-Gastemperatur ergeben kann.
  • Demzufolge erfordern viele Anwendungen, die einen Wärmeaustausch erfordern, ebenfalls eine Gas-Überbrückung, derart, dass das Durchführen des Gases durch den Wärmetauscher zum Kühlen wählbar ist. Wenn das Kühlen des Gases erforderlich ist, wird ein Überbrückungs-Ventil geschlossen und das Gas läuft durch den Wärmetauscher. Wenn das Kühlen des Gases unerwünscht ist, wird die Überbrückung derart geöffnet, dass das Gas den Wärmetauscher umgeht.
  • Wenn es erforderlich ist, die Temperatur des Gasauslasses zu steuern, kann das Überbrückungs-Ventil benutzt werden, um teilweise einen Gasstrom durch den Wärmetauscher zu leiten, derart, dass ein ungekühlter Überbrückungs-Strom, der den Wärmetauscher umgeht, mit einem gekühlten Gasstrom, der durch den Wärmetauscher läuft, vermischt wird und einen gemischten Gasstrom von teilweise ungekühltem und teilweise gekühltem Gas ergibt.
  • Demzufolge kann ein Überbrückungs-Ventil, wenn eine Steuerung der Gasauslasstemperatur erforderlich ist, in einem teilweise geöffneten Zustand betrieben werden.
  • In einem herkömmlichen Wärmetauscher befinden sich im Allgemeinen eine Kühlmittelleitung und eine Gasleitung in nächster Nähe und sind normalerweise durch eine dünne Wand getrennt, die als Wärmeenergieüberträger zwischen dem Kühlmittel und dem Gas wirkt. Wenn Gaskühlung erforderlich ist, dann wird das Gas umgeleitet, um durch die Gaskühlleitung geführt zu werden. Unter Umständen, wo Gaskühlung nicht erforderlich ist, wird das Gas dann durch die Überbrückungs-Leitung umgeleitet.
  • Ein Überbrückungs-Ventil steuert, ob das Gas in der Gaskühlleitung oder in der Überbrückungs-Leitung geführt wird. Für derzeitige EGR-Anwendungen wird das Überbrückungs-Ventil von dem EGR-Ventil getrennt, das das Volumen von rückgeführtem Abgas steuert.
  • Wenn Gas durch die Überbrückungs-Leitung befördert wird, ist es unerwünscht, dass das Gas gekühlt wird. Um dies zu erreichen, sollte so wenig wie möglich Berührung zwischen der Überbrückungs-Leitung und der Kühlmittelleitung bestehen, da das Kühlmittelfluid in der Kühlleitung das Gas kühlen würde, das durch die Überbrückungs-Leitung unter Überbrückungs-Bedingungen befördert wird.
  • Mit Bezug auf 1 sind Lösungen des Stands der Technik, um Wärmeenergieübertragung von dem Überbrückungs-Gas zu dem Kühlmittel zu minimieren, bereits bekannt. Eine derartige Lösung wurde in der US-Patentschrift 6,718,956 bereitgestellt, in der die Überbrückungs-Leitung im Hauptgehäuse des Wärmetauschers angeordnet ist. Ein Gehäuse umfasst eine Kühlmittelleitung, in der eine Reihe von Gaskühlleitungen und eine Überbrückungs-Leitung angeordnet sind. Die Überbrückungs-Leitung ist deshalb in enger Berührung mit der Kühlmittelleitung, was unerwünscht ist. Schwierige Abänderungen wären erforderlich, um das Maß an Kühlung zwischen dem Kühlmittelfluid und der Überbrückungs-Leitung in diesem System des Stands der Technik zu minimieren. Diese Abänderungen umfassen das Vorhandensein einer doppelwandigen Überbrückungs-Leitung mit einem gasgefüllten Hohlraum zwischen den zwei Wänden, um den Wärmeaustausch zwischen dem in der Kühlmittelleitung enthaltenem Kühlmittelfluid und dem in der Überbrückungs-Leitung geführten Gas zu reduzieren.
  • Eine andere bekannte Lösung ist, einen äußeren Überbrückungs-Kanal zu benutzen. Beispiele von derartigen Lösungen sind in US 2003 150434 und WO 03085252 offenbart.
  • Mit Bezug auf 2 nimmt ein äußerer Überbrückungs-Kanal zusätzlichen Raum ein, was ein Nachteil für Anwendungen ist, wo die Unterbringung eines Kühlers in einem Motorraum eingeschränkt ist. Allerdings wird die Lösung mit dem äußeren Überbrückungs-Kanal immer noch benutzt, da die Überbrückungs-Leitung außerhalb der Kühlmittelleitung und der Gaskühlleitung liegt und deshalb die Überbrückungs-Leitung nicht durch die Kühlmittelleitung gekühlt wird. Die äußere Überbrückungs-Leitung besteht normalerweise aus einem dünnwandigen Abgasrückführungsrohr und dem Überbrückungs-Ventil, das einen Kreislauf bildet, der mit dem Einlass und dem Auslass der Gaskühlleitung verbunden ist. Allerdings verursacht der Überbrückungs-Kreislauf etwas Kühlung, da er sowohl als Kühlkörper als auch als Heizkörper wirkt.
  • Mit Bezug auf 3 ist es eine Abänderung der bekannten Lösung des externen Überbrückungs-Kanals, einen externen Überbrückungs-Kreislauf bereitzustellen, der nur aus einem Überbrückungs-Ventil besteht. Damit dieses System funktioniert, ist erforderlich, dass die Einlässe und Auslässe der Gaskühlleitung durch nicht mehr als die Länge des Überbrückungs-Ventils von einander getrennt sind. Diese Art von Wärmetauscher wird häufig als ein „U-Kühler" bezeichnet.
  • Eine fortwährende Aufgabe einer Bauweise eines Wärmetauschers der „U-förmigen" Wärmetauscher-Art ist es, die Wärmeübertragungsrate zu erhöhen, während gleichzeitig der Gasdruckabfall reduziert wird, sowie dies mit minimalen Abmessungen und minimalem Volumen und Gewicht des Geräts zu erreichen.
  • Mit Bezug auf 4 und 5 ist ein Verfahren, das von herkömmlichen Herstellern von Mantel- und Rohrkühlern angewandt wird, einen Mantel und ein Rohr, die in Längsrichtung halbiert sind, zu verwenden, bekannt. Dies kann durch einfaches Ändern der Endverschraubungen zu einem Rohr erfolgen. Ein Ende wird eine Einlass/Auslass-Schnittstelle und das andere Ende wird ein Rückführabschnitt.
  • Allerdings weist eine derartige Bauweise eine Anzahl von Problemen auf, wie folgt.
  • Der Abschlussrückführabschnitt an einem Ende des Kühlers erhält kein Kühlmittel und deshalb wird Gas, das durch diesen Abschnitt läuft, nicht gekühlt. Dies verschwendet wertvolle Wärmeaustauschfläche und Raum.
  • Da der Endrücklauf nicht gekühlt wird, wird die Oberfläche des äußeren Rückführabschnitts heiß, was bedeutet, dass wenn der Wärmetauscher in einen Motorraum eingesetzt wird, mehr Abstand zwischen dem heißen Rückführungsende und benachbarten Motorraumbauteilen erforderlich ist.
  • Der Abschlussrückführabschnitt leitet den Gasstrom nicht, und deshalb kann es eine bevorzugte Tendenz des Stroms eher in Richtung zu den äußeren Rohren als zu den inneren Rohren geben, besonders im Rückführpfad. Dies kann eine niedrige Gasgeschwindigkeit in den inneren Rohren verursachen und zur Verschmutzung dieser inneren Rohre aufgrund der niedrigeren Gasgeschwindigkeit führen. Verschmutzen kann durch niedrigere Gasgeschwindigkeiten erhöht werden, und einheitliche Gasgeschwindigkeiten durch die gesamte Vorrichtung hindurch sind bevorzugt, um ungleichmäßiges Verschmutzen der Gasrohre zu vermeiden.
  • Der Abschlussrückführabschnitt leitet den Gasstrom nicht, wodurch der der ungeleitete Gasstrom zu einem größeren Druckabfall über die gesamte Vorrichtung hinweg führt.
  • Um eine Vorrichtung mit einem reduzierten Raumumfang bereitzustellen, müssen die inneren Rohre dichtgedrängt in Rohrböden eingesetzt werden. Die Dicke der Materialien, die die Rohre trennen, wo sie mit den Rohrböden verbunden sind, ist relativ gering. Das Reduzieren der Wanddicke des Rohrbodens kann beim Einsetzen der Rohre in die Rohrböden zu Problemen führen.
  • Beim Befestigen der Rohre zwischen zwei Rohrböden wird jede ungleiche Ausdehnung eines Gasrohrs relativ zu dem äußeren Mantel oder zwischen einem Gasrohr und einem Anderen Spannungen an den Rohrböden verursachen. Zum Beispiel, da die inneren Gasstromrohre heißer sind als die äußeren Gasstromrohre, da es einen Temperaturunterschied zwischen diesen Rohren gibt, kann dies Spannungen an dem Rohrboden zwischen den inneren und äußeren Rohren verursachen. Fehlermöglichkeiten von Rohrböden und Rohren aufgrund von Wärmespannungen sind in der Technik wohlbekannt. Eine Verbesserung dieser Bauweise wird in den 6 und 7 dargestellt, wo der Rücklaufabschnitt gekühlt wird.
  • Mit Bezug auf die 8 und 9 ist ein weiteres Verfahren, gebogene Rohre einzusetzen. Dies beseitigt den Übergang von einwärts strömenden Rohren zu auswärts strömenden Rohren am Abschlussrücklaufabschnitt und seinen anschließenden Rohrboden. Diese Lösung beseitigt einige der obigen Probleme im Zusammenhang mit dem Rohrboden.
  • Allerdings bringt die Benutzung von gebogenen Rohren weitere Probleme mit sich, wie folgt.
  • Erstens, um eine enge Anordnung der Rohre zu erreichen und dadurch den Raumbedarf der Vorrichtung auf ein Minimum zu reduzieren, müssen die inneren Rohre einen sehr engen Biegeradius an ihrem Rücklauf aufweisen. Derartige Biegungen können nicht durch einfache Biegetechniken erzeugt werden, sondern erfordern eine aufwendige Herstellung.
  • Zweitens, da es eine Anzahl von unterschiedlichen Röhren innerhalb einer Vorrichtung gibt, mit unterschiedlichen Biegeradien, erhöht dies den Lagerbestand von Teilen, die hergestellt und gelagert werden müssen.
  • Drittens, die Toleranzen der Endstücke der gebogenen Rohre müssen hoch sein, um leicht in den Rohrboden zu passen, wodurch die Herstellungstoleranzen verkleinert werden und die Herstellungsschwierigkeit erhöht wird.
  • Mit Bezug auf die 10 und 11 ist eine weitere bekannte Lösung, eine Reihe von Platten zu benutzen, die übereinander gestapelt werden, was einige der oben erwähnten Probleme beseitigt. Mehrere "U"-förmige Platten werden ineinander mit dazwischen liegenden Durchgängen für den Gasstrom verschachtelt.
  • Allerdings bringt dies weitere Probleme in der Bauweise und Benutzung mit sich.
  • Jede Schicht von Platten ist ein getrenntes Untersystem, und das Kühlmittel muss deshalb ein Mittel des Übertretens zwischen jede der Kühlmittelschichten aufweisen.
  • Die Kühlmittelleitung und die Gasleitung sind genau passend an allen vier Rändern der Platten befestigt. Eine Platte kann sich nicht relativ zu einer anderen bewegen. Daher werden Wärmespannungen durch Wärmeausdehnung nicht abgebaut.
  • Jede Platte muss vollständig mit der nächsten Platte verbunden sein. Dies bedingt eine große Anzahl von Trennfugen und eine große Trennfugenlänge, die während des Zusammenbaus des Kühlers abgedichtet werden muss.
  • Obwohl diese Art von Plattenbauweise eine verbesserte Reduzierung der Gesamtgröße bietet, sowie einen Anstieg des Wärmeaustausches ohne den entsprechenden Anstieg des Druckabfalls des gekühlten Gases, unterliegt sie Wärmespannungen und Herstellungsschwierigkeiten.
  • KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Bestimmte Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung zielen darauf ab, einen U-förmigen Wärmetauscher bereitzustellen, der eine Reduzierung der Gesamtgröße und des Gewichtes verwirklicht, während gleichzeitig eine Wärmeaustauschrate, ohne einen entsprechenden Anstieg eines Druckabfalls des gekühlten Gases, im Vergleich zu U-förmigen Wärmetauschern des Stands der Technik erhöht wird.
  • Gemäß einem ersten Gesichtspunkt umfasst eine Abgasrückführkühlervorrichtung: mindestens eine Kühlplatte, wobei die Kühlplatte umfasst:
    eine obere Plattenwand und eine untere Plattenwand
    wobei die obere und untere Plattenwand mehrere Gasdurchgänge definieren, die einen Gaseinlass an einem ersten Ende der Kühlplatte und einen Gasauslass an dem ersten Ende der Kühlplatte aufweisen;
    wobei jeder der Durchgänge einen Gasstrom zwischen dem Einlass und dem Auslass und entlang einer Länge der Platte leitet;
    wobei die Platte abgedichtet ist, um so entlang einer Länge der Platte und an einem zweiten Ende der Platte gasdicht zu sein.
  • Vorzugsweise sind mehrere Gasdurchgänge konzentrisch ineinander in einer Hauptebene der Kühlplatte verschachtelt.
  • Die mehreren Gasdurchgänge können von einander getrennt sein. Alternativ können die mehreren Gasdurchgänge teilweise von einander getrennt sein, wobei ein Hauptstrom von Gas entlang einer Hauptlänge von jedem der Gasdurchgänge durchläuft, aber ein eingeschränkter Durchgang von Gas zwischen benachbarten Gasdurchgängen innerhalb derselben Kühlplatte ebenfalls vorgesehen ist.
  • Vorzugsweise umfasst die Kühlplatte mehrere Einbuchtungen, die entlang der mehreren Gasleitungen angeordnet sind, wobei sich die mehreren Einbuchtungen in die Gasdurchgänge erstrecken, um einen durch die Durchgänge laufenden Gasstrom zu verteilen und dadurch ein Vermischen des Gasstroms innerhalb eines oder mehrerer der Gasdurchgänge zu erzeugen.
  • Vorzugsweise sind die Gasdurchgänge derart angeordnet, dass das Gas in einem sich abwechselnd windenden Pfad entlang einer Länge von jedem der Gasdurchgänge strömt.
  • Vorzugsweise umfasst jeder Gasdurchgang einen im Wesentlichen „U"-förmigen rohrförmigen Durchgang.
  • Sofern die Kühlervorrichtung mehrere der Kühlplatten umfasst, die nebeneinander gestapelt sind, sind die mehreren Kühlplatten vorzugsweise an ihren entsprechenden ersten Enden derart verbunden, dass mehrere Einlässe zu den Kühlplatten benachbart zueinander liegen und mehrere Auslässe der Kühlplatten benachbart zueinander liegen.
  • Sofern mehrere der Kühlplatten nebeneinander angeordnet sind, sind sie vorzugsweise derart voneinander beabstandet, dass ein Kühlmittelfluid zwischen den Kühlplatten durchfließen kann.
  • Vorzugsweise umfasst die Kühlervorrichtung einen äußeren Behälter, der eine oder mehrere Kühlplatten umgibt, wobei die Anordnung derart ist, dass Kühlmittelfluid über eine Einlassöffnung in den Behälter, um die eine oder die mehreren Kühlplatten herum, und aus einer Auslassöffnung des Behälters strömt.
  • Vorzugsweise weist jede der Kühlplatten im Wesentlichen eine „U"-Form auf und mehrere der Kühlplatten können in einem äußeren Behälter, der mehrere der Kühlplatten enthält, nebeneinander gestapelt sein.
  • Die Kühlervorrichtung kann ferner einen rohrförmigen Durchgang umfassen, der einen oder mehrere Gasdurchgangseinlässe und einen oder mehrere Gasdurchgangsauslässe umschließt, wobei der Durchgang ein Überbrückungs-Ventil zum Leiten eines Gasstroms in die mehreren Einlässe oder alternativ zum Vorbeileiten des Gasstroms an den mehreren Einlässen und Auslässen, enthält.
  • Die Kühlervorrichtung kann mehrere Kühlplatten umfassen, die nebeneinander in einem Behälter angeordnet sind, wobei die Platten derart angeordnet sind, dass ein Kühlmittelstrom innerhalb des Behälters entlang einer Hauptlänge einer jeden Kühlplatte zwischen einem ersten Ende und einem zweiten Ende jeder Kühlplatte und um ein zweites Ende einer jeden Kühlplatte herum durchläuft.
  • Eine mittig angeordnete Kühlplatte kann dazu dienen, einen Kühlmittelstrom in einen in Richtung des zweiten Endes des Behälters ausgehenden Strom und einen von dem zweiten Ende zu dem ersten Ende des Behälters rückkehrenden Kühlmittelstrom zu teilen.
  • Sofern mehrere Kühlplatten vorhanden sind, sind sie vorzugsweise an ihren ersten Enden verbunden, um so innerhalb eines Haupthohlraums des Behälters derart aufgehängt zu sein, dass Kühlmittel zwischen einem oberen und/oder unteren Außenbereich von mindestens einer der Kühlplatten und einer äußeren Wand des Behälters und zwischen Kammern, die zwischen Einzelnen der Kühlplatten definiert sind, durchströmen kann.
  • Gemäß einem zweiten Gesichtspunkt wird eine Kühlplatte für eine Kühlvorrichtung bereitgestellt, wobei die Kühlplatte umfasst:
    eine erste Seitenwand und eine zweite Seitenwand, wobei die erste und die zweite Seitenwand von einander beabstandet sind;
    wobei die erste und zweite Seitenwand an einem oberen und einem unteren Abschnitt verbunden sind;
    wobei die Kühlplatte ein erstes Ende aufweist, das eine oder mehrere Öffnungen zum Eintritt von Gas und ein zweites Ende, das verschlossen ist, umfasst;
    mehrere Gasleitungen, die nebeneinander angeordnet sind, wobei sich jede Gasleitung von einem Einlassabschnitt am ersten Ende der Platte zu einem Auslassabschnitt an dem ersten Ende der Platte erstreckt.
  • Jede der Gasleitungen kann von jeder der anderen Leitungen körperlich durch eine gasdichte Abdichtung isoliert sein.
  • Jeder der Gasdurchgänge kann von jedem der anderen Gasdurchgänge derart getrennt sein, dass das in einem Durchgang strömende Gas nicht in einen anderen Durchgang überwechseln kann.
  • Alternativ kann es etwas Austausch zwischen benachbarten parallelen Gasleitungen geben, derart, dass jede Gasleitung teilweise getrennt von einer anderen benachbarten Gasleitung ist, wobei ein Ausströmen von Gas von einer Gasleitung zu einer anderen innerhalb derselben Kühlplatte zugelassen wird.
  • Die Kühlplatte umfasst vorzugsweise mehrere Einbuchtungen, die entlang der mehreren Gasleitungen angeordnet sind, wobei sich die mehreren Einbuchtungen in einen Durchgang einer jeden Gasleitung hinein erstrecken, um einen durch die Leitung durchlaufenden Gasstrom zu verteilen und dadurch eine Vermischung innerhalb einer oder mehrerer der Gasleitungen zu erzeugen.
  • Die Kühlplatte kann mehrere Einbuchtungen umfassen, die in innere Gasdurchgänge der mehreren Leitungen derart hineinragen, dass das durch die Gasleitung strömende Gas einem serpentinenartigen Pfad durch die Leitung folgt.
  • Die erste und die zweite Seitenwand können aus einem Rohr gebildet werden, das zusammengepresst oder zusammengeprägt ist, und das an dem zweiten Ende verschlossen ist.
  • Die erste und die zweite Seitenwand können zueinander gegenüberliegend angeordnet sein, wobei die mehreren Gasleitungen dazwischen liegend ausgeformt sind, wobei jede der ersten und zweiten Seitenwand eine im Wesentlichen rechteckige Form mit einem halbrunden Abschnitt an dem zweiten Ende aufweist, wobei der rechteckige Abschnitt und der halbrunde Abschnitt im Wesentlichen in derselben Ebene liegen.
  • Gemäß einem dritten Gesichtspunkt wird ein Verfahren zum Herstellen einer Kühlplatte für eine Kühlvorrichtung bereitgestellt, das Verfahren umfassend:
    Ausbilden von ersten und zweiten gegenüberliegenden Seiten, die von einander beabstandet sind, wobei die ersten und zweiten Seiten mehrere Gasdurchgänge definieren, die nebeneinander zwischen den ersten und zweiten Seiten angeordnet sind, wobei sich jeder der Gasdurchgänge von einem Einlassabschnitt an einem ersten Ende der Kühlplatte zu einem Auslassabschnitt an dem zweiten Ende der Kühlplatte erstreckt; und
    Abdichten der ersten und zweiten Seiten an einem zweiten Ende, gegenüber dem ersten Ende, um eine gasdichte Abdichtung zwischen den ersten und zweiten Seiten zu bilden.
  • Das Verfahren kann das Abdichten der ersten und zweiten Seiten umfassen, derart, dass das Gas in die Kühlplatte nur an dem ersten Ende eintreten oder austreten kann.
  • Das Verfahren kann das Pressen eines einzelnen Metallrohrteils, um die erste und zweite Seite zu formen, und das Abdichten des zweiten Endes des Rohrs umfassen.
  • Das Verfahren kann das Innenhochdruckumformen der ersten und zweiten Seiten umfassen. Alternativ können die Seiten gepresst werden.
  • Gemäß einem dritten Gesichtspunkt wird ein Verfahren zum Herstellen einer Kühlvorrichtung bereitgestellt, die Kühlvorrichtung umfassend:
    mindestens eine Kühlplatte, die Kühlplatte umfassend:
    eine obere Plattenwand und eine untere Plattenwand;
    wobei die obere und die untere Plattenwand mehrere Gasdurchgänge definieren, die einen Gaseinlass an einem ersten Ende der Kühlplatte und einen Gasauslass an dem ersten Ende der Kühlplatte aufweisen;
    wobei jeder Durchgang einen Gasstrom zwischen dem Einlass und dem Auslass und entlang einer Länge der Platte leitet;
    wobei die Platte abgedichtet ist, um so entlang einer Länge der Platte und an einem zweiten Ende der Platte gasdicht zu sein; und
    einen äußeren Behälter zum Aufnehmen der mindestens einen Kühlplatte und zum Aufnehmen eines Kühlmittelfluidstroms um die mindestens eine Kühlplatte herum,
    wobei das Verfahren umfasst:
    Einfügen der Kühlplatte derart in den Behälter, dass eine oder mehrere der Einlassöffnungen und eine oder mehrere der Auslassöffnungen, die an einem ersten Ende der Kühlplatte angeordnet sind, an einem ersten Ende des Behälters angeordnet sind; und
    Verbinden des ersten Endes der Kühlplatte mit dem ersten Ende des Behälters, derart, dass die Gasdurchgänge innerhalb des Behälters aufgenommen werden und die mehreren Gaseinlässe und Gasauslässe an dem ersten Ende des Behälters zugänglich sind.
  • Ein erstes Ende der Kühlplatte kann an einem ersten Ende des Behälters durch Schweißen, Hartlöten oder Weichlöten verbunden sein.
  • Das Verfahren kann das Einfügen mehrerer Kühlplatten nebeneinander in den Behälter umfassen, derart, dass die Kühlplatten von einander über eine Länge des Behälters hinweg beabstandet sind und miteinander an einem ersten Ende der Kühlplatte an einem ersten Ende des Behälters verbunden sind.
  • Die ersten Enden der mehreren Kühlplatten können miteinander und an einem ersten Ende des Behälters durch einzelne Hartlot-, Weichlöt- oder Schweißoperation verbunden sein.
  • Andere Gesichtspunkte ergeben sich aus den aufgeführten Ansprüchen.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Für ein besseres Verständnis der Erfindung, und um aufzuzeigen, wie dieselbe durchgeführt werden kann, werden nun lediglich beispielhaft bestimmte Ausführungsformen, Verfahren und Abläufe gemäß der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, wobei:
  • 1 stellt schematisch eine innere Strömungsanordnung eines bekannten zylindrischen Wärmetauschers dar, der eine Kühlmittel-Überbrückung aufweist, der in einem HauptWärmetauscher untergebracht ist;
  • 2 stellt schematisch einen bekannten zylindrischen Abgaskühler dar, der einen äußeren Gas-Überbrückungs-Kanal der Art aufweist, wie in US 2003 150434 und WO 03085252 offenbart;
  • 3 stellt schematisch einen bekannten „U-Kühler" mit einem äußeren Gas-Überbrückungs-Kreislauf dar;
  • 4 stellt schematisch, von einem Ende aus betrachtet, eine längsgeteilte Mantel- und Rohranordnung eines bekannten Abgaskühlers dar, der als „U-Kühler" gestaltet ist;
  • 5 stellt schematisch in einer Schnittansicht von einer Seite den bekannten Mantel- und Rohrabgaskühler von 4 dar;
  • 6 stellt schematisch eine zylindrische Mantel- und Rohrkühleranordnung dar, die einen Abschlussrückführabschnitt innerhalb eines äußeren Gehäuses aufweist, wie aus dem Stand der Technik bekannt, von einem Ende aus betrachtet;
  • 7 stellt schematisch den bekannten abgeänderten, zylindrischen Mantel- und Rohrkühler von 6 in einer Schnittansicht von einer Seite dar;
  • 8 stellt schematisch einen bekannten zylindrischen Mantel- und Rohrkühler dar, der gebogene Rohre einsetzt, was den Abschlussrückführabschnitt und dessen angekoppelten Rohrboden überflüssig macht;
  • 9 stellt schematisch den bekannten Mantel- und Rohrkühler mit gebogenen Rohren von 8 dar, in einer Schnittansicht von einer Seite;
  • 10 stellt schematisch eine bekannte Bauweise eines Plattenkühlers gemäß einer bestimmten, hier offenbarten Ausführungsform dar, der mehrere parallel gestapelte Platten in einem rechteckigen, „U"-förmigen Gehäuse aufweist, von einem Ende aus betrachtet;
  • 11 zeigt den „U"-förmigen Plattenkühler von 10 in einer Schnittansicht von einer Seite;
  • 12 stellt schematisch einen „U"-förmigen Kühler gemäß einer ersten bestimmten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer perspektivischen Ansicht von einem Ende und einer Seite dar;
  • 13 stellt hier schematisch mehrere gestapelte Kühlplatten des U-förmigen Kühlers von 12 dar;
  • 14 stellt schematisch eine einzelne Kühlplatte des U-förmigen Kühlers der 12 und 13 dar;
  • 15 stellt hier schematisch in einer Teilschnittansicht von oben den U-förmigen Kühler der 12 bis 14 dar;
  • 16 stellt eine bestimmte Betriebsart im Seitenprofil dar, die einen Gaspfad innerhalb der ersten Ausführungsform der Kühlplatte des U-förmigen Kühlers zeigt;
  • 17 stellt schematisch einen zweiten und alternativen Gaspfad innerhalb einer zweiten Ausführungsform einer Platte des U-förmigen Kühlers der 12 bis 15 dar;
  • 18 stellt schematisch 3 Dimensionen des Gasstroms überall in einer Kühlerplatte des U-förmigen Kühlers der 12 bis 15 dar;
  • 19 stellt ferner schematisch in drei Dimensionen die Bewegung des Gasstroms innerhalb einer Platte des hier beschrieben U-förmigen Kühlers dar;
  • 20 stellt schematisch die erste Ausführungsform des U-förmigen Kühlers der 12 bis 15 in einer Schnittansicht dar, wobei ein Strömungspfad von Kühlmittel um mehrere parallel gestapelte Kühlplatten innerhalb des U-förmigen Kühlers der 12 bis 19 gezeigt wird;
  • 21 stellt schematisch eine Länge eines hohlen zylindrischen Rohrs dar, das in einem bestimmten Verfahren der Herstellung einer Kühlplatte benutzt wird;
  • 22 stellt schematisch mehrere Kühlplatten in einem teilweise geformten Zustand dar; und
  • 23 stellt schematisch in einer Draufsicht ein Paar von Kühlplatten dar, das aus einer einzelnen Länge eines Metallrohrs während eines Arbeitsgangs der Herstellung geformt wird.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Es wird nun beispielhaft eine von den Erfindern vorgesehene bestimmte Betriebsart beschrieben. In der nachfolgenden Beschreibung werden zahlreiche bestimmte Einzelheiten dargelegt, um ein gründliches Verständnis bereitzustellen. Es wird allerdings dem Fachmann deutlich werden, dass die vorliegende Erfindung ohne Einschränkung auf diese bestimmten Einzelheiten ausgeführt werden kann. In anderen Fällen wurden wohlbekannte Verfahren und Strukturen nicht ausführlich beschrieben, um die Beschreibung nicht unnötig unübersichtlich zu machen.
  • Bestimmte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zielen darauf ab, die positiven Merkmale eines U-förmigen Plattenkühlers zu nutzen, während gleichzeitig die Probleme der Bauweise und der Herstellung des bekannten U-förmigen Plattenkühlers behandelt werden.
  • Mit Bezug auf 12 wird schematisch ein „U"-förmiger Kühler gemäß einer ersten bestimmten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Der Kühler umfasst einen "U"-förmigen Behälter 1200, der eine Einlassöffnung 1201 für den Einlass von Kühlmittelfluid und eine Auslassöffnung 1202 für den Auslass des Kühlmittelfluids aufweist, derart, dass das Kühlmittelfluid durch den ganzen Behälter 1200 und im Innern des Behälters strömen kann; und eine oder mehrere Kühlplatten, wobei jede Kühlplatte mehrere Kühlkanäle umfasst, durch die ein Gas durchlaufen kann. Der Behälter kann aus einem Bauteil oder aus mehreren Bauteilen aufgebaut sein. Die eine oder die mehreren Kühlplatten sind an dem Behälter direkt oder über eine Verbindungsplatte an oder nahe dem Bereich der Einlass- und Auslassöffnungen befestigt, durch welche Gase in den U-förmigen Kühler strömen und aus dem U-förmigen Kühler ausgestoßen werden. Der Kühler kann mit einem Gasstromrohr 1203 verbunden sein, das ein Gas-Überbrückungs-Ventil enthält, welches durch eine hervorstehende äußere Weile 1204 betätigbar ist. Ein elektrischer oder durch Unterdruck betriebener Betätigungsmechanismus kann an der Welle 1204 befestigt sein, um elektrisch das Überbrückungs-Ventil innerhalb des Kühlrohrs zu betätigen, um entweder eingehendes Gas durch den U-förmigen Kühler zu leiten, oder um das Gas gänzlich von dem U-förmigen Kühler umzuleiten.
  • Der Kühler und das Gasstromrohr können zusammengeschweißt oder zusammengelötet sein, um eine kompakte Einheit zu bilden. Das Gasströmungsrohr ist mit mehreren Flanschen 1205, 1206, einer an jedem Ende des Rohrs, bereitgestellt, um das Rohr in einen Gasstrompfad eines Verbrennungsmotors oder ein anderes Gasstromsystem einzusetzen, wo Kühlen des Gases wahlweise erforderlich sein kann.
  • Die Kühlmitteleinlässe und -auslässe 1201, 1202 werden in 12 als auf derselben Seite des U-förmigen Kühlers befindlich dargestellt. Allerdings kann in anderen Ausführungsformen der Einlass 1201 auf einer dem Auslass 1202 gegenüberliegenden Seite des Behälters angeordnet sein. Alternativ können der Einlass 1201 und der Auslass 1202 an jeder Stelle rund um den Behälter angeordnet sein, jedoch unter Beibehaltung desselben Abstands vom ersten Ende der Gasleitungen.
  • Während der Benutzung kann Gas, das durch das Gasstromrohr 1203 in einer Richtung A–B strömt, wie durch die Pfeile gezeigt, durch das Überbrückungs-Ventil 1204 durch den U-förmigen Kühler geleitet werden, wobei es am Unterteil des Kühlers eintritt und in den gekrümmten Außenbereich des U-förmigen Behälters fließt und zurückkehrt, um am Oberteil des Kühlers und dann aus dem Gasstromrohr auszutreten. Alternativ, sofern das Überbrückungs-Ventil betätigt ist, um den Kühler zu umgehen, strömt der Gasstrom A–B gerade durch das Gasstromrohr, ohne in den Kühler einzutreten. Natürlich, wenn der Kühler umgedreht wird, würde der Gasstrom dann am Oberteil des Kühlers eintreten und aus dem Unterteil des Kühlers austreten. Ferner, wenn der Gasstrom entgegengesetzt wäre, dann kann das Gas am Oberteil des Kühlers eintreten und durch das Unterteil des Kühlers austreten, derart, dass die Ausrichtung des U-förmigen Kühlers zu dem Gasstrom umgedreht werden kann, ohne jeden wesentlichen Unterschied im Kühlungsbetrieb.
  • Sofern das Gas-Überbrückungs-Ventil an einer zwischenliegenden Stellung angeordnet ist, derart, dass es einen Teil des Gases durch den Kühler und einen Teil des Gases direkt von dem Gasstromrohreinlass zu dem Gasstromrohrauslass leitet, dann kann dies zu einem teilweisen Kühlen des Gasstroms führen.
  • Mit Bezug auf 13 wird der U-förmige Kühler in einer Schnittansicht dargestellt. Der Kühler wird aus einem Stapel von dichtgepackten Kühlleitungen 1300 gebildet. Jede Gaskühlleitung für sich bildet einen komplex abgedichteten Gaspfad von einem Einlass der Gaskühlvorrichtung zu einem Auslass der Gaskühlvorrichtung und ordnet mehrere der Gaseinlässe 1301 benachbart zueinander und mehrere Gasauslässe 1302 benachbart zueinander an.
  • Jede Leitung ist in einer plattenartigen Struktur geformt, deren äußere Fläche dem Kühlmittelfluid innerhalb des Kühlmittelbehälters 1200 ausgesetzt ist, welches um und zwischen den Platten strömt, und deren Inneres dem Gasstrom ausgesetzt ist. Die mehreren Platten sind miteinander an einem Ende des Kühlers verbunden, indem sie entweder mit einander und dem Behälter verschweißt oder verlötet sind oder mit einer Verbindungsplatte 1303. Ein Paar von Abstandshaltern 1304, beziehungsweise 1305, kann an den geraden Rändern der einzelnen oder der am nächsten in der Mitte liegenden Kühlplatte befestigt werden. Die Abstandshalter 1304, 1305 dienen als eine Führung zum Positionieren und Ausrichten des äußeren Behälters 1200, derart, dass die mehreren Kühlplatten innerhalb des Behälters liegen, beabstandet von den Rändern des Behälters, derart, dass jede der Kühlplatten nicht in direkten Kontakt mit dem Behälter kommt, womit dort genug Raum für den Durchgang von Kühlmittelfluid zwischen den Kühlplatten und der Behälterwand vorhanden ist. Dies hat den Vorteil, dass wenn der Kühler sich erwärmt und abkühlt und der Behälter und die Kühlplatten thermisches Ausdehnen oder Zusammenziehen erfahren, da die Kühlplatten nicht körperlich an den Behälterwänden anstoßen, weniger physikalische Spannungen aufgrund von Ausdehnung oder Abkühlung zwischen den Kühlplatten und der Behälterwand auftreten. Die Abstandshalter können ebenfalls als Kühlmittelsperren wirken, um den Strom von dem Kühlmitteleinlassstutzen zu dem Rückführende des Kühlers und zurück zu dem Kühlmittelauslassstutzen zu leiten.
  • Alternativ kann der Behälter eine Form aufweisen, derart, dass sie den Kühlmittelspalt zwischen dem Behälter und der einzelnen, am nächsten in der Mitte liegenden, Gasleitung schließt.
  • Es kann allerdings Wärmespannungen zwischen den Enden der Kühlplatten 1300 und dem Behälter an der Gaseinlass/auslass-Fläche und, wenn angebaut, der Verbindungsplatte 1303 geben, an der die Kühlplatten angelötet oder angeschweißt sind, während sich die Vorrichtung bei Benutzung erwärmt und abkühlt.
  • Das offene Ende der Kühlplatte oder der Kühlplatten oder der Verbindungsplatte 1303 bildet einen Einlass/Auslass-Verteiler für den Eintritt von Gas in die mehreren Kühlplatten und für den Austritt von Gas aus den mehreren Kühlplatten. Eine Einlassöffnung 1301 wird durch eine oder mehrere Einlässe zu einer oder mehreren entsprechenden zugehörigen Kühlmittelplatten gebildet, wie in 13 gezeigt. Eine Auslassöffnung wird durch eine oder mehrere von benachbarten Kühlplattenauslässen gebildet, und wenn eingebaut, mit der Verbindungsplatte 1303 zusammengefügt, wie in 13 gezeigt. Wenn eingebaut, kann die Verbindungsplatte 1303 eine Seite eines Gasstromrohrs bilden, wie hier in 12 gezeigt. Das Gasstromrohr kann auf beiden Seiten der Verbindungsplatte 1303 angeschweißt oder angelötet sein.
  • Wenn eingebaut, umfasst die Verbindungsplatte 1303 in der gezeigten Ausführungsform eine rechteckige Platte, die ein Paar von rechteckigen Ausschnitten aufweist, einen für den Gasauslass und einen für den Gaseinlass. Ein Brückenabschnitt 1306, der Teil der Verbindungsplatte sein kann, oder, wenn die Verbindungsplatte nicht eingebaut ist, ein separates Bauteil zwischen den Gasauslass- und einlassabschnitten, stellt eine Anschlussfläche zum Aufnehmen eines Gas-Überbrückungs-Ventils innerhalb des Gasstromrohrs bereit. Das Gas-Überbrückungs-Ventil, in seiner einfachsten Form, kann eine Art Drosselklappe sein, bestehend aus einer Platte mit einer zentralen Drehachse, die von außerhalb des Gasstromrohrs betätigt werden kann.
  • Mit Bezug auf 19 wird schematisch eine einzelne Kühlplatte in einer Teilschnittansicht, wie von einer Seite aus betrachtet, dargestellt. Mit Bezug auf 20 werden mehrere Gaskühlleitungen 20002004 durch ein äußeres Gehäuse umschlossen, welches zusammen mit einer äußeren Fläche der Gaskühlleitung eine Kühlmittelleitung bildet. Die ganze Baugruppe umfasst einen modular kanalisierten, U-förmigen Kühler.
  • Jede einzelne Gasleitung folgt im Wesentlichen einem „U"-förmigen Pfad, der erste und zweite parallele Abschnitte aufweist, die durch einen halbrunden Rückführabschnitt verbunden werden. Die geraden Abschnitte einer äußeren Gasleitung 1900 sind von einander in einem Abstand beabstandet, der beinahe einer vollen Höhe der Gaskühlplatte entspricht. Eine unmittelbar benachbarte, erste innere Gasleitung 1901 ist in der äußeren Gaskühlleitung 1900 verschachtelt, indem sie parallel dazu und in einer Hauptebene der Kühlplatte liegt. Auf ähnliche Weise liegt eine nachfolgende, zweite innere Gaskühlleitung 1902 innerhalb der ersten Leitung 1901, und auf ähnliche Weise ist eine dritte Leitung 1903 in der zweiten inneren Leitung verschachtelt, und eine vierte innere Leitung 1904 ist in der dritten Leitung verschachtelt und liegt parallel dazu.
  • Jede Leitung ist mit einem im Wesentlichen halbrunden Abschnitt (dem Rückführabschnitt) verbunden, welcher die zwei im Wesentlichen parallelen Arme der Leitung derart verbindet, dass am Rückführende des Kühlers mehrere im Wesentlichen halbrunde Leitungen koaxial ineinander innerhalb einer Hauptebene der Kühlplatte verschachtelt sind.
  • Mit Bezug auf 20 wird schematisch in einer Schnittansicht von oben der U-förmige Kühler der 12 bis 14 dargestellt, wobei fünf parallele Kühlplatten 20002004, nebeneinander und parallel angeordnet, gezeigt werden, die von Kühlmittelfluid 1506 umgeben sind. Ebenfalls wird ein Adapter 2005 gezeigt, der einen Teil des Behälters bildet, der erste und zweite Öffnungen 2006, 2997 für Einlass und Auslass von Kühlmittelfluid aufweist.
  • Kühlmittel tritt in den Behälter/Adapter 2005 über eine Einlassöffnung 2006 ein und tritt aus dem Behälter über eine Auslassöffnung 2007 in dem Adapter aus.
  • Im Innern kann die mittlere Kühlplatte 2002, entlang des geraden Abschnitts des Behälters und vor dem halbrunden Endabschnitt etwas weiter und enger in das Innere des Behälters eingepasst sein als die anderen Kühlplatten 2000, 2001, 2003, 2004, derart, dass die mittlere Kühlplatte eine Trennwand zwischen der einen und der anderen Hälfte des inneren Hohlraums bereitstellt. Alternativ können die Abstandshalter 1304, beziehungsweise 1305, diese Funktion erfüllen. Alternativ können Behälter 2008 und Adapter 2005 eine Form aufweisen, die diese Funktion erfüllt. Das Kühlmittel strömt in die durch Pfeile angezeigte Richtung innerhalb des Behälters, entlang an einer Seite des Behälters, um die mittlere Platte 2002 am Ende des Behälters in einen halbrunden Abschnitt herum und wieder zurück, einem Rückführpfad entlang der anderen Seite des Behälters auf der anderen Seite der mittleren Kühlplatte 2002 folgend. Innerhalb jeder der beiden Hälften des Behälters kann Kühlmittelfluid über das Oberteil einer jeden Kühlplatte, zwischen der Kühlplatte und dem Behälter, oder unterhalb der Kühlplatte, entlang der Länge des Behälters, strömen. Die mittlere Kühlplatte 2002 wird hergestellt, um derartige Abmessungen aufzuweisen, dass ein geringer Spalt zwischen den Rändern der Kühlplatte und dem Behälter auftritt, um Wärmespannungen zwischen dem Behälter und der Kühlplatte während des Erwärmens und Abkühlens der Vorrichtung zu vermeiden, jedoch ist dieser Spalt nicht ausreichend, um den Durchgang von Fluid durch diesen Spalt wesentlich zu beeinflussen, und somit läuft der Hauptfluidstrom entlang der Länge des Behälters, zu dem halbrunden Ende und folgt einem Rückführpfad auf der gegenüberliegenden Seite der mittleren Kühlplatte 2002. Dies fördert den Strom von Kühlmittelfluid um jede Seite einer jeden Kühlplatte herum und vermeidet Abkürzungen für das Fluid zwischen dem Kühlmitteleinlass und dem Kühlmittelauslass.
  • Mit Bezug hier auf 15 wird schematisch in einer Schnittansicht ein Abschnitt einer einzelnen Leitung innerhalb einer einzelnen Kühlplatte dargestellt. Ein Gasstrom wird durch Pfeile angezeigt. Jeder Leitungskanal ist im Wesentlichen rohrförmig und zwischen einer oberen Plattenwand 1500 und einer unteren Plattenwand 1501 ausgebildet. Ein normalerweise zylindrisches oder annähernd zylindrisches Rohr ist abgeändert, um durch die Ausbildung von Einbuchtungen 1502, 1503, 1504, 1505 einen serpentinenartig gewundenen Strompfad bereitzustellen, und eine untere Plattenwand 1501 kann separat gebildet und durch Hartlöten, Weichlöten oder Schweißen zusammengefügt werden. Mehrere Einbuchtungen 1502, 1504 in einer oberen Wand der Kühlmittelplatte wechseln sich ab mit mehreren Einbuchtungen 1503, 1505 in der unteren Wand der Kühlmittelplatte, derart, dass das Gas durch die Leitung abwechselnd zwischen einer ersten Wand der Kühlplatte und einer zweiten Wand der Kühlplatte innerhalb der Leitung strömt. Jede Einbuchtung bildet eine muschelartige Form mit einem länglichen, eiförmig konkaven Eindruck in Form eines länglichen Kraters oder Löffels. Das Vorsehen von Einbuchtungen wird den Strom des Gases durch die Leitung geringfügig behindern, da sie den laminaren Strom von Gas unterbrechen und Turbulenzverhalten und Vermischen des Gases verursacht und daher wirbeln ebenfalls heißere Anteile des Gasstrom umher, um die kühleren Seitenwände der Kühlplatten zu berühren.
  • Mit Bezug auf 16 wird eine weitere bestimmte Betriebsart der Bauweise dargestellt.
  • Mit Bezug hier auf 17 wird eine zweite und alternative Form einer Leitung innerhalb einer Kühlplatte dargestellt, wobei die Wände der Gasleitung einen sanften Serpentinenpfad formen. Die Wände der Leitung können geformt sein, um eine im Wesentlichen sanfte Rohrform bereitzustellen, die einen im Wesentlichen runden Querschnitt in einer zur Hauptmittelinie der Leitung senkrechten Richtung aufweist, und die einem im Wesentlichen sinusförmigen Pfad folgt. Eine Gasleitung mit dieser Form kann weniger Unterbrechung und Turbulenzen und deshalb weniger Widerstand für den Strom aufweisen als eine Form, wie hier in den 15 und 16 gezeigt, jedoch mit dem Nachteil, dass vielleicht ein geringerer Anteil der Vermischung des mittleren Gasstroms in der Leitung mit dem Randgasstrom, der die oberen und unteren Wände der Leitung berührt, erreicht wird.
  • Es wird von dem Fachmann verstanden werden, dass unterschiedliche Abweichungen der inneren Leitungsform möglich sind, und unterschiedliche Formen werden das Vermischen des Gasstroms und die Erzeugung von Turbulenzen, die den Gasstrom verlangsamen, durch ausreichende Berührung mit den Seitenwänden der Kühlplatten ausgleichen, um das Kühlen des Gasstroms zu fördern.
  • Mit Bezug hier auf die 18 wird schematisch dargestellt, dass die Serpentinenform, ob rau oder sanft, entweder im Wesentlichen in der Hauptebene der Wand (X, Y) oder alternativ im Wesentlichen in der Nebenebene der Wand (X, Y) gebildet werden kann.
  • Mit Bezug hier auf 19 werden schematisch in perspektivischer Ansicht von einem Ende und einer Seite Richtungen des Gasstroms innerhalb einer einzelnen Kühlplatte dargestellt. Gas kann in drei Dimensionen strömen, entlang einer Länge der Kühlplatte, entlang der Leitungen, über eine innere Breite der Kühlplatte, und über die Platte, von Leitung zu Leitung, da die Leitungen nicht notwendigerweise vollkommen gegenseitig gasdicht abgedichtet sind und ein Austausch des Gasstroms zwischen den Leitungen zu einem begrenzten Ausmaß auftreten kann. in allen Fällen wird der Gasstrom innerhalb der Leitung gehalten und Gas kann nur an einem Ende 1900 eintreten oder austreten.
  • Mit Bezug auf 18 kann Gas in drei orthogonale Richtungen strömen, wobei ein vorherrschender Gasstrom in eine Richtung entlang der Leitung verläuft und wobei untergeordnete Gasstromrichtungen in orthogonalen Richtungen zu einem Hauptgasstrom (in einer Y-Richtung) verlaufen. Innerhalb einer einzelnen Leitung kann Gas einem Serpentinenpfad, einem komplexen, turbulenten Strompfad folgen, und einzelne Gasmoleküle können sich in drei Dimensionen innerhalb der Leitung bewegen, wobei sie mehreren wirbelnden, sich verwindenden, linearen oder anderen einzelnen Pfaden folgen, welche die Gasmoleküle in Berührung mit den Seitenwänden 1900, 1901, der Kühlplatte bringt.
  • Mit Bezug hier auf 20 wird schematisch eine Ausführungsform einer Kühlvorrichtung dargestellt, die fünf einzelne, parallele Kühlplatten umfasst, hier in einer Ansicht eines teilweisen Zusammenbaus, ohne den äußeren Behälter, gezeigt, und es werden Ströme von Kühlmittel um die Kühlplatten herum gezeigt.
  • Kühlmittel tritt in die Baugruppe an der Einlassöffnung 2006 ein und tritt aus der Baugruppe an der Kühlmittelauslassöffnung 2007 aus. Auf der Außenseite einer äußeren Kühlplatte 2000 werden deutlich mehrere muschelförmige Einbuchtungen 2009 gezeigt. Ebenfalls wird für eine mittlere Kühlplatte eine Ausnehmung 2010 in Adapter 2005 gezeigt, die auf dem Behälter 2008 weiterläuft bis zum Ende des parallelen Abschnitts der Kühlplatte, die in Verbindung mit der am nächsten in der Mitte liegenden Gaskühlplatte den Durchgang von Kühlmittel von einer zur anderen Seite des Behälters verhindert und einen beträchtlichen Strom von Kühlmittelfluid um die Enden der Kühlplatten herum erzwingt, wie in 20 gezeigt.
  • Obwohl in 20 die halbrunden Abschnitte der Leitungen ohne Einbuchtungen und als sanfte Halbringkanäle gezeigt werden, können in einer weiteren Ausführungsform die Einbuchtungen in die Leitungswände ganz um die halbrunden Abschnitte herum eingepresst werden, um die Oberfläche der Kühlmittelwand, auf welche das Gas beim Durchlaufen durch die Leitung auftrifft, zu vergrößern und um die Vermischung des Gasstroms innerhalb der Leitungen zu erhöhen.
  • Mit Bezug auf 19 umfasst, für jede Kühlplatte, die Platte eine abgedichtete Umhüllung, die gasdicht ist, wobei der Umfangsrand 205 einer jeden Kühlplatte durch Schweißen oder Hartlöten am äußersten Ende 1905 abgedichtet ist und im Falle der Kühlplatte aus zwei getrennten Wänden 1600 und 1601 zusammengebaut ist, die ebenfalls durch Schweißen oder Hartlöten auf jeder Seite abgedichtet sind.
  • Mit Bezug hier auf die 21 bis 23 wird schematisch ein Verfahren zur Herstellung von einer oder mehreren einzelnen Kühlplatten, wie hier vorangehend beschrieben, dargestellt.
  • Mit Bezug auf 21 wird eine Länge eines runden, zylindrischen Metallrohrs als Basis zum Formen von einer oder mehreren Kühlplatten benutzt. Dies kann den Vorteil haben, dass mehr als eine Kühlplatte in einem einzelnen Arbeitsgang geformt werden können und zwei der Ränder von jeder Kühlplatte kein Hartlöten oder Schweißen erfordern, um sie gasdicht zu machen.
  • Mit Bezug hier auf 23 wird das Rohr gepresst, indem ein Presswerkzeug benutzt wird, das geformt ist, um die Seiten des Metallrohrs in mehrere Leitungen, die muschelförmige Einbuchtungen aufweisen, in einem einzelnen Arbeitsgang zu pressen. Das Presswerkzeug wird nicht gezeigt, um die Deutlichkeit der Figur zu unterstützen. Um zu verhindern, dass das Rohr in sich selbst zusammenfällt, kann das Rohr während des Pressvorgangs mit Hydraulikfluid unter Druck gesetzt werden.
  • Alternativ kann der Ablauf ein zweistufiger Ablauf sein. Ein erster Teil des Ablaufs wäre, das runde Rohr in ein abgeflachtes Rohr zusammenzupressen. Ein zweiter Teil des Ablaufs ist, das Rohr im Innenhochdruckverfahren (Hydroformen) in einem Formwerkzeug zu formen, das die geforderte fertige Form erzeugt.
  • Mit Bezug auf 22 wird der erste Teil des Ablaufs dargestellt, in dem das runde Rohr abgeflacht wird.
  • Mit Bezug auf 23 wird schematisch in einer Ansicht von oben das fertig gepresste Rohr dargestellt, das in diesem Falle ein Paar von einzelnen Kühlplatten bildet. Es wird von dem Fachmann verstanden werden, dass eine größere Länge des Rohrs benutzt werden kann, um drei, vier oder jede andere Anzahl von erforderlichen Kühlplatten ausgepresst werden können, abhängig von der Länge des Rohrs und der Länge des Presswerkzeugs.
  • Wenn einmal geformt, werden mehrere Kühlplatten in einem einzelnen Rohr bereitgestellt. Die Kühlplatten werden von einander abgeschnitten und jegliches überflüssige Material wird abgeschnitten, indem ein geeignetes Schneideerfahren benutzt wird.
  • In Abänderungen des Herstellungsverfahrens kann das Press/Formwerkzeug ebenfalls dazu dienen, das Rohr in einem einzelnen oder im Wesentlichen einzelnen Formvorgang zu pressen und zu schneiden.
  • Wenn die Kühlplatten einmal von einander getrennt sind, sind die ersten und zweiten Ränder 2300, beziehungsweise 2310, bereits abgedichtet, da sie von den Seiten des Rohrs gebildet werden. Allerdings bleiben die Enden der Kühlplatte 2302 und 2303 offen, entsprechend der Schnittenden des Rohrs. Während das offene Ende 2302 offen bleibt, da dieses den Gaseinlass und den Gasauslass bildet, muss das andere Ende des Rohrs abgedichtet werden. Da sich die erste und zweite Seite der Kühlplatte an ihrem halbrunden Ende 2303 treffen, kann es notwendig sein, dass sie verschweißt oder hartverlötet werden müssen, um eine gasdichte Abdichtung zu erzeugen.
  • In anderen Abänderungen des Herstellungsvorgangs kann das Ende der Kühlplatte zusammengepresst werden, um eine gasdichte Abdichtung in einem einzelnen Arbeitsgang, oder in einem im Wesentlichen einzelnen Arbeitsgang, unter dem Druck des Werkzeugs zu formen.
  • In einem anderen Bauverfahren kann jede einzelne Gasleitung an einem Träger befestigt werden, um eine hermetische Abdichtung zwischen einer gekühlten Gasleitung und einem Träger zu bilden. Vorzugsweise wird ein Stapel von Trägern innerhalb eines Adapters aufgenommen und die Träger sind miteinander und mit dem Adapter hartverlötet, um eine hermetische Abdichtung zu bilden. Alternativ können die Träger miteinander und mit dem Adapter verschweißt werden, um eine hermetische Abdichtung zu bilden.
  • Die komplexe Form auf gekühlten Gasträgern besteht aus einer Anzahl von Hauptgasstrompfaden. Vorzugsweise ist jeder Hauptgasstrompfad so nahe an seinem benachbarten Hauptgasstrompfad geformt, wie das Verarbeitungswerkzeug es zulässt. Allerdings kann der Abstand zwischen benachbarten Hauptgasströmen erhöht werden, um die Werkzeugrobustheit zu erhöhen.
  • In jedem Hauptgasstrompfad sind Merkmale geformt, welche die Bildung einer Gasgrenzschicht verhindern und die eine Mengenvermischung des Gases fördern, während es durch den Kühler strömt. Vorzugsweise können derartige Merkmale eine Reihe von muschelförmigen Ausbildungen umfassen, die auf beiden Seiten der gekühlten Gasleitung angeordnet sind, derart, dass ein serpentinenartiger Pfad in jeder Leitung gebildet ist.
  • Alternativ kann das Merkmal geformt sein um eine sanfte Serpentinenform zu erzeugen.
  • Vorzugsweise wird die Serpentinenform entlang einer Nebenachse der Gasleitung verlaufen. In anderen Ausführungsformen kann die Serpentinenform entlang einer Hauptachse der Leitung verlaufen. In verschiedenen Ausführungsformen kann die Serpentinenform in dem Rückführabschnitt des Kühlers verlaufen und in anderen Ausführungsformen kann der Rückführabschnitt des Kühlers einen sanften, nicht-serpentinenartigen Gasstrompfad aufweisen.
  • Alternativ kann anstatt einer rauen oder sanften Serpentinenform zum Fördern der Gasvermischung ein Nutenmerkmal benutzt werden.
  • Vorzugsweise bildet ein Profil für die gekühlte Gasleitung auf deren Außenhaut einen wellenförmigen Strompfad für das Kühlmittel. Daher können die gekühlten Gasleitungen in nächster Nähe zueinander gestapelt werden.
  • Ein Abschnitt zwischen Hauptgaspfaden, die in dieselbe Richtung strömen, schließt nicht notwendigerweise vollkommen. Eine kleine Menge des Stroms zwischen den Gaspfaden wird unterstützt, um den Gasstrom über jeden Abschnitt der gekühlten Gasleitungswand zu fördern.
  • Alternativ kann der Abschnitt Sollberührung aufweisen.
  • Vorzugsweise sollte der Abschnitt zwischen Hauptgaspfaden, die in entgegengesetzte Richtungen strömen, den Ausschluss eines Gasstroms zwischen diesen Pfaden begünstigen. Dieser Ausschluss kann durch eine ausgelegte Sollberührung zwischen benachbarten Platten begünstigt werden.
  • In einer alternativen Abänderung kann der Abschnitt vorzugsweise durch Schweißen oder Hartlöten zusammengefügt werden. Diese Bauweise erfordert eine größere Trennung der Hauptgaspfade.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform kann jede gekühlte Gasleitung eine Wanddicke zwischen 0,1 mm und 1,0 mm aufweisen
  • Die Baugruppe kann eine Kombination von Materialien umfassen. Vorzugsweise können die folgenden Materialien benutzt werden:
    • – Austenitischer rostfreier Stahl
    • – ferritischer rostfreier Stahl
    • – Kupfer
    • – Kupferlegierung
    • – Nickel
    • – Nickellegierung
    • – ein Kunststoffmaterial (für Bauteile, die nicht im direkten Kontakt mit dem Gas sind)
  • Vorzugsweise kann ein modularer kanalisierter U-förmiger Kühler in einem einzelnen Arbeitsgang während der Herstellung hartverlötet werden. Alternativ kann die Vorrichtung, mit Ausnahme der Abdichtung der einzelnen gekühlten Gasleitungen, als eine Einzelstation verschweißt werden. Da alle Trennfugen, mit Ausnahme der Abdichtungen der einzelnen gekühlten Gasleitungen, außen an der Baugruppe liegen, kann dies den Vorteil aufweisen, dass das Hartlöten in einem einzelnen Arbeitsgang oder das Schweißen in einem einzelnen Arbeitsgang ermöglicht wird.
  • Eine Kühlvorrichtung, wie hier offenbart, kann die folgenden Vorteile aufweisen.
  • Wärmeaustausch wird durch den folgenden Mechanismus maximiert.
  • Die Bildung der Gasgrenzschicht wird fortlaufend verhindert, wodurch der Wärmeübergangskoeffizient erhöht wird.
  • Das Eliminieren von Kernstrompfaden in der Gaskühlleitung durch Mengenvermischung von gekühltem Gas mit ungekühltem Gas, unterstützt ein heißeres Gas in die Nähe der Austauschfläche zu bringen.
  • Das Maximieren der Wärmeaustauschfläche innerhalb eines bestimmten Volumens unterstützt einen wirkungsvollen Wärmeübergang von der Plattenkühlfläche zum Gas.
  • Reduktion der Gesamtgröße wird durch die folgenden Merkmale erreicht.
  • Die Nutzung von eng gepackten Kühlleitungen erhöht den relativen Wärmeübergang pro Volumeneinheit.
  • Das Volumen wird reduziert durch das Eliminieren der Notwendigkeit, ein Verfahren aufzuweisen, das Kühlmittel von einer Kühlmittelleitung zu einer anderen überträgt, indem nur eine Kühlmittelleitung aufgewiesen wird.
  • Gasdruckabfall wird durch die folgenden Merkmale minimiert.
  • Die Nutzung von eng gepackten Gaskühlleitungen, die dadurch zulässt, dass mehr Kühlmittelleitungen in demselben Raum vorgesehen werden können, minimiert den Druckabfall über die ganze Vorrichtung hinweg.
  • Da die Gaskühlleitungen einen gesteuerten Pfad für den Rückführteil des Kühlers bereitstellt, hilft dies ebenfalls, den Gasdruckabfall über die ganze Vorrichtung hinweg zu minimieren.
  • Die Robustheit der Vorrichtung wird durch die folgenden Merkmale gesteigert.
  • Die Gaskühlleitungen sind mit anderen Bauteilen nur an einem Rand fest angeschlossen. Deshalb geht jede Wärmeausdehnung in unbegrenzten freien Raum und reduziert dadurch Wärmespannungen.
  • Dadurch, dass die Gaskühlleitung nur an einem Rand angeschlossen ist, unterstützt dies den Strom von Kühlmittel um den gesamten Umfang der Kühlplatten herum. Dadurch kann sichergestellt werden, dass ein angemessener Kühlmittelstrom über die gesamten Wärmeaustauschflächen erzeugt wird. Ferner sind keine komplizierten und möglicherweise teuren Kanäle erforderlich, um einzelne Kühlmittelleitungen zu verbinden.
  • Die Anzahl und Länge von Trennfugen ist beträchtlich reduziert im Vergleich zu Plattenkühlern des Stands der Technik, was die Bauweise formstabiler macht.
  • Einfachheit der Herstellung und Wettbewerbsfähigkeit der Kosten wird durch die folgenden Merkmale unterstützt.
  • Eine vergleichsweise reduzierte Menge an Material kann im Vergleich zu Kühlern des Stands der Technik mit vergleichbarer Spezifikation benutzt werden, da die reduzierten Wärmespannungen erlauben, dünneres Wandmaterial zu benutzen.
  • Eine reduzierte Menge an Material kann benutzt werden, da die reduzierte Länge und Anzahl von Trennfugen erlauben, weniger Lötpaste zu benutzen.
  • Die Vorrichtung weist alle ihre gelöteten Trennfugen außenliegend auf. Daher ist nur ein Durchlauf durch einen Lötofen oder einen Ofen erforderlich, wodurch die Einfachheit der Herstellung und die Zuverlässigkeit gesteigert werden.
  • Die Gasleitungen werden alle als abgedichtete Einheiten bereitgestellt. Daher kann jede Gasleitung vor dem Einbau in eine vollständig zusammengebaute Kühlvorrichtung auf Dichtigkeit getestet werden.
  • Da jede Gaskühlleitung modular in der Bauweise ist, können Wärmetauscher mit unterschiedlichen Kapazitäten aus derselben modularen Leitung hergestellt werden, indem entweder Kühlleitungen pro Vorrichtung zugefügt oder entnommen werden. Daher werden die Herstellwerkzeugkosten über einen Bereich von Produkten von Gaskühlvorrichtungen reduziert.
  • Der modular kanalisierte U-förmige Kühler schließt an einen Gaskreislauf, normalerweise über ein Abgasrückführ-Überbrückungsventil, in einer einzelnen Anschlussebene an.
  • Vorzugsweise wird die einzelne gekühlte Gasleitung aus einem abgeflachten Rohr hergestellt, auf welchem ein komplexes Profil geformt ist. Das Rohr wird dann an einem Rückführende abgedichtet, um einen dicht abgeschlossenen Gaspfad zu bilden.
  • Alternativ kann die gekühlte Gasleitung aus zwei getrennten Platten hergestellt werden, auf welche ein komplexes Profil geformt wird, zum Beispiel durch Stanzen. Die Platten werden dann zusammen an einem oberen und unteren Ende und einem Rückführende abgedichtet, um einen dicht abgeschlossenen Gaspfad zu bilden.
  • In der besten Ausführungsform hier ist das bevorzugte Abdichtverfahren, für sowohl das Rohr als auch die Platten, das Schweißen. Alternativ kann Hartlöten eingesetzt werden.
  • Vorzugsweise wird das komplexe Profil auf das abgeflachte Rohr oder die Platten durch ein Innenhochdruckumformverfahren geformt. Alternativ kann ein Pressverfahren eingesetzt werden.
  • Vorzugsweise wird der Stapel von Gasleitungen innerhalb eines Adapters aufgenommen und die Gasleitungen werden miteinander und mit dem Adapter verlötet, um eine abgeschlossenen Abdichtung zu bilden. Alternativ können die Gasleitungen miteinander und mit dem Adapter verschweißt werden, um eine abgeschlossene Abdichtung zu bilden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Claims (34)

  1. Abgasrückführkühlervorrichtung, umfassend: mindestens eine Kühlplatte, die Kühlplatte umfassend: eine obere Plattenwand und eine untere Plattenwand, wobei die obere und die untere Plattenwand mehrere Gasdurchgänge definieren, die einen Gaseinlass an einem ersten Ende der Kühlplatte und einen Gasauslass an dem ersten Ende der Kühlplatte aufweisen; wobei jeder Durchgang einen Gasstrom zwischen dem Einlass und dem Auslass und um eine Länge der Platte herum leitet; wobei die Platte abgedichtet ist, um so entlang einer Länge der Platte und an einem zweiten Ende der Platte gasdicht zu sein.
  2. Kühlervorrichtung nach Anspruch 1, wobei mehrere der Gasdurchgänge konzentrisch ineinander in einer Hauptebene der Kühlplatte verschachtelt sind.
  3. Kühlervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die mehreren Gasdurchgänge von einander getrennt sind.
  4. Kühlervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die mehreren Gasdurchgänge teilweise von einander getrennt sind, wobei ein Hauptstrom von Gas entlang einer Hauptlänge eines jeden Gasdurchgangs läuft, jedoch ein begrenzter Durchgang von Gas zwischen benachbarten Durchgängen innerhalb derselben Kühlplatte ebenfalls vorgesehen ist.
  5. Kühlervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mehrere entlang der mehreren Gasleitungen angeordnete Einbuchtungen umfassend, wobei sich die mehreren Einbuchtungen in die Gaspassagen hinein erstrecken, um einen Strom von durch die Durchgänge laufendem Gas zu verteilen und dadurch ein Vermischen des Gasstroms innerhalb einer oder von mehrerer der Gasdurchgänge zu erzeugen.
  6. Kühlervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Gasdurchgänge derart angeordnet sind, dass Gas in einem abwechselnden Serpentinenpfad entlang einer Länge jedes Gasdurchgangs strömt.
  7. Kühlervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jeder Gasdurchgang einen im Wesentlichen „U"-förmigen rohrförmigen Durchgang umfasst.
  8. Kühlervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend mehrere der Kühlplatten, die nebeneinander gestapelt sind, wobei die mehreren Kühlplatten an deren entsprechenden ersten Enden derart verbunden sind, dass mehrere Einlässe zu den mehreren Kühlplatten benachbart zu einander liegen und mehrere der Auslässe der Kühlplatten benachbart zueinander liegen.
  9. Kühlervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mehrere der Kühlplatten nebeneinander angeordnet sind, derart von einander beabstandet, dass ein Kühlmittelfluid zwischen den mehreren Kühlplatten durchlaufen kann.
  10. Kühlervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend mehrere der Kühlplatten, nebeneinander und parallel zueinander angeordnet, und ferner einen äußeren Behälter umfassend, der die mehreren Kühlplatten umgibt, wobei die Anordnung derart ist, dass Kühlmittelfluid über eine Kühlmitteleinlassöffnung in den Behälter, um die mehreren Kühlplatten herum und aus einer Kühlmittelauslassöffnung des Behälters strömt.
  11. Kühlervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jede der Kühlplatten im Wesentlichen eine U-Form aufweist und mehrere der Kühlplatten nebeneinander innerhalb eines äußeren Behälters gestapelt sind.
  12. Kühlervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner einen rohrförmigen Durchgang umfassend, der einen oder mehrere Gasdurchgangseinlässe und einen oder mehrere Gasdurchgangsauslässe umschließt, wobei der Durchgang ein Überbrückungs-Ventil zum Leiten eines Gasstroms in die mehreren Einlässe oder alternativ zum Vorbeileiten des Gasstroms an den Einlässen und Auslässen enthält.
  13. Kühlervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mehrere nebeneinander in dem Behälter angeordnete Kühlplatten umfassend, wobei die Platten derart angeordnet sind, dass ein Kühlmittelstrom innerhalb des Behälters entlang einer Hauptfänge der Kühlplatte zwischen einem ersten und einem zweiten Ende der Platte und um ein zweites Ende jeder Kühlplatte herumläuft.
  14. Kühlervorrichtung nach Anspruch 13, wobei eine mittig angeordnete Kühlplatte dazu dient, einen Kühlmittelstrom in einen in Richtung des zweiten Endes des Behälters abgehenden Strom und einen Rückführkühlmittelstrom von dem zweiten Ende zurück zu dem ersten Ende des Behälters zu teilen.
  15. Kühlervorrichtung nach Anspruch 14, wobei die mehreren Kühlplatten an ihren ersten Enden verbunden sind, um so innerhalb eines Hohlraums des Behälters derart aufgehängt zu sein, dass Kühlmittel zwischen einem oberen und/oder unteren Randbereich von mindestens einer der Kühlplatten und einer äußeren Wand des Behälters, und zwischen Kammern, die zwischen Einzelnen der Kühlplatten definiert sind, strömen kann.
  16. Kühlervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Wärmeausdehnung der Kühlplatten in einer zu einer Hauptebene parallelen Ebene aufgenommen wird.
  17. Kühlplatte für eine Kühlvorrichtung, wobei die Kühlplatte umfasst: eine erste Seitenwand und eine zweite Seitenwand, wobei die erste und die zweite Seitenwand von einander beabstandet sind; wobei die erste und die zweite Seitenwand an einem oberen und einem unteren Abschnitt verbunden sind; wobei die Kühlplatte ein erstes Ende, das eine oder mehrere Öffnungen zum Eintritt von Gas umfasst, und ein zweites Ende, das verschlossen ist, aufweist; mehrere nebeneinander angeordnete Gasleitungen, wobei sich jede Gasleitung von einem Einlassabschnitt am ersten Ende der Platte zu einem Auslassabschnitt an dem ersten Ende der Platte erstreckt.
  18. Kühlplatte nach Anspruch 17, wobei jede Gasleitung von jeder anderen Gasleitung durch eine gasdichte Abdichtung körperlich getrennt ist.
  19. Kühlplatte nach Anspruch 17 oder 18, wobei jede Gasleitung teilweise von einer benachbarten anderen Gasleitung derart getrennt ist, dass ein Ausströmen von Gas von einer Gasleitung zu einer anderen auftreten kann.
  20. Kühlplatte nach Anspruch 17 oder 18, wobei jeder Gasdurchgang von jedem anderen Gasdurchgang derart getrennt ist, dass Gas, das in einen Durchgang strömt, nicht in einen anderen Durchgang übergehen kann.
  21. Kühlplatte nach einem der Ansprüche 17 bis 20, umfassend mehrere entlang der mehreren Gasleitungen angeordnete Einbuchtungen, wobei sich die mehreren Einbuchtungen in einen Durchgang einer jeden Gasleitung erstrecken, um einen Strom von durch die Leitung laufendem Gas zu verteilen und dadurch ein Vermischen des Gasstroms innerhalb einer oder mehrerer der Gasleitungen zu erzeugen.
  22. Kühlplatte nach einem der Ansprüche 17 bis 21, umfassend mehrere Einbuchtungen, die in innere Gasdurchgänge der mehreren Leitungen derart hineinragen, dass durch die Leitung strömendes Gas einem serpentinenartigen Pfad durch die Leitung folgt.
  23. Kühlplatte nach einem der Ansprüche 17 bis 22, wobei die erste und zweite Seitenwand aus einem Rohr geformt sind, das zusammengepresst oder geprägt ist, und welches an dem zweiten Ende verschlossen ist.
  24. Kühlplatte nach einem der Ansprüche 17 bis 23, wobei die erste und zweite Seitenwand einander gegenüberliegend angeordnet sind und die mehreren Gasleitungen dazwischen ausgebildet sind, wobei jede von der ersten und der zweiten Seitenwand eine im Wesentlichen rechteckige Form mit einem halbrunden Abschnitt an dem zweiten Ende aufweisen, wobei der rechteckige Abschnitt und der halbrunde Abschnitt im Wesentlichen in derselben Ebene liegen.
  25. Kühlplatte nach einem der Ansprüche 17 bis 24, wobei eine Wärmeausdehnung innerhalb einer Hauptebene des Gasdurchgangs aufgenommen wird.
  26. Verfahren zur Herstellung einer Kühlplatte für eine Gaskühlvorrichtung, das Verfahren umfassend: Ausbilden erster und zweiter gegenüberliegender Seiten beabstandet von einander, wobei die ersten und zweiten Seiten mehrere Gasleitungen definieren, die nebeneinander zwischen den ersten und zweiten Seiten angeordnet sind, wobei sich jede Gasleitung von einem Einlassabschnitt an einem ersten Ende der Kühlplatte zu einem Auslassabschnitt an dem zweiten Ende der Kühlplatte erstreckt; und Abdichten der ersten und zweiten Seiten an einem zweiten Ende, gegenüber dem ersten Ende, um eine gasdichte Abdichtung zwischen den ersten und zweiten Seiten zu bilden.
  27. Verfahren nach Anspruch 26, umfassend das Abdichten der ersten und zweiten Seite, derart, dass Gas nur an dem ersten Ende der Platte eintreten oder austreten kann.
  28. Verfahren nach Anspruch 26 oder 27, umfassend das Pressen eines einzelnen Metallrohrteils, um die erste und zweite Seite zu bilden, und das zweite Ende des Rohrs abzudichten.
  29. Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 28, das Innenhochdruckumformen der ersten und zweiten Seite umfassend.
  30. Verfahren der Herstellung einer Kühlvorrichtung, die Kühlvorrichtung umfassend: mindestens eine Kühlplatte, die Kühlplatte umfassend: eine obere Plattenwand und eine untere Plattenwand wobei die obere und untere Plattenwand mehrere Gasdurchgänge definieren, die einen Gaseinlass an einem ersten Ende der Kühlplatte und einen Gasauslass an dem ersten Ende der Kühlplatte definieren; wobei jeder Durchgang einen Gasstrom zwischen dem Einlass und dem Auslass und um eine Länge der Platte herum leitet; wobei die Platte abgedichtet ist, um gasdicht entlang einer Länge der Platte und einem zweiten Ende der Platte zu sein; und einen äußeren Behälter zum Aufnehmen der mindestens einen Kühlplatte und zum Aufnehmen eines Stroms von Kühlmittelfluid um die mindestens eine Kühlplatte herum, wobei das Verfahren umfasst: Einfügen der Kühlplatte in den Behälter, derart, dass eine oder mehrere Gaseinlassöffnungen und eine oder mehrere Gasauslassöffnungen, die an einem ersten Ende der Kühlplatte angeordnet sind, an einem ersten Ende des Behälters angeordnet sind; und Verbinden des ersten Endes der Kühlplatte mit dem ersten Ende des Behälters, derart, dass die Gasdurchgänge innerhalb des Behälters aufgenommen sind und die mehreren Gaseinlässe und Gasauslässe an dem ersten Ende des Behälters zugänglich sind.
  31. Verfahren nach Anspruch 30, wobei ein erstes Ende der Kühlplatte mit einem ersten Ende des Behälters durch Schweißen, Hartlöten oder Weichlöten verbunden ist.
  32. Verfahren nach Anspruch 30 oder 31, umfassend das Einfügen mehrerer Kühlplatten nebeneinander in den Behälter, derart, dass die Kühlplatten über eine Länge des Behälters hinweg beabstandet zueinander liegen und miteinander an einem ersten Ende einer jeden Kühlplatte an einem ersten Ende des Behälters verbunden sind.
  33. Verfahren nach Anspruch 32, wobei erste Enden der mehreren Kühlplatten miteinander und mit einem ersten Ende des Behälters in einem einzelnen Hartlöt- Weichlöt- oder Schweißarbeitsgang verbunden werden.
  34. Abgasrückführkühlervorrichtung, umfassend: mindestens eine Kühlplatte, die Kühlplatte umfassend: erste und zweite Wände; wobei die erste und zweite Wand mehrere Gasdurchgänge definieren, welche einen Gaseinlass an einem ersten Ende der Kühlplatte und einen Gasauslass an dem ersten Ende der Kühlplatte aufweisen; wobei jeder Durchgang einen Gasstrom zwischen dem Einlass und dem Auslass und entlang einer Länge der Platte leitet; wobei die Platte abgedichtet ist, um gasdicht entlang einer Länge der Platte und an einem zweiten Ende der Platte zu sein, wobei eine Wärmeausdehnung der Kühlplatte vorrangig in einer Ebene der Gasdurchgänge aufgenommen wird.
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