DE102019119551A1 - Heat exchanger and corresponding manufacturing process - Google Patents

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Benjamin Oblinger
Grégory Gangnant
Julie Pouzoulet
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Faurecia Systemes dEchappement SAS
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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Wärmetauscher (1) für ein Abgasrückführungssystem, mit:
- einem Tauscherkörper (3), der ein Innenvolumen begrenzt;
- Längsrohren (7), die im Innenvolumen untergebracht sind und eine Rohrschicht bilden, die sich zwischen einer oberen und einer unteren Ebene (P1, P2) einfügt, wobei die Rohre durch Durchgänge (19) für die Zirkulation eines zweiten Fluids getrennt sind, wobei die obere Ebene einem oberen Teil (27) des Tauscherkörpers gegenüberliegt;
- einem Einlass (31) für das zweite Fluid, der im oberen Teil des Tauscherkörpers (3) angeordnet ist; und
- einem Element (35) zur Führung des zweiten Fluids im Innenvolumen, das ein Ablenkelement (39) aufweist, das den Zwischenraum (29) zwischen dem oberen Teil (27) und der oberen Ebene (P1) zumindest teilweise verschließt.

Figure DE102019119551A1_0000
The invention relates to a heat exchanger (1) for an exhaust gas recirculation system, comprising:
- An exchanger body (3) that limits an internal volume;
- Longitudinal tubes (7), which are housed in the inner volume and form a tube layer which is inserted between an upper and a lower level (P1, P2), the tubes being separated by passages (19) for the circulation of a second fluid, wherein the upper level faces an upper part (27) of the exchanger body;
- An inlet (31) for the second fluid, which is arranged in the upper part of the exchanger body (3); and
- An element (35) for guiding the second fluid in the inner volume, which has a deflection element (39) which at least partially closes the intermediate space (29) between the upper part (27) and the upper level (P1).
Figure DE102019119551A1_0000

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen Wärmetauscher, insbesondere für Kraftfahrzeugabgasleitungen.The present invention relates generally to heat exchangers, in particular for motor vehicle exhaust pipes.

Derartige Tauscher können einen Tauscherkörper aufweisen, der ein Innenvolumen begrenzt, sowie mehrere im Innenvolumen untergebrachte Längsrohre, die für die Zirkulation eines erstes Fluids, z. B. der Abgase vorgesehen sind. Ein zweites Fluid, z.B. ein Kühlmittel, zirkuliert im Tauscherkörper um die Rohre herum von einem Einlass zu einem Auslass.Such exchangers can have an exchanger body which delimits an internal volume, and a plurality of longitudinal tubes accommodated in the internal volume, which are used for the circulation of a first fluid, e.g. B. the exhaust gases are provided. A second fluid, e.g. a coolant circulates in the exchanger body around the tubes from an inlet to an outlet.

Ein permanentes Problem bei dieser Art Tauscher liegt darin zu verhindern, dass das zweite Fluid dem kürzesten Weg vom Einlass zum Auslass folgt. Folgt ein großer Teil des zweiten Fluids diesem Kurzschlussweg, können einige Bereiche der Rohre schlecht gekühlt werden.A permanent problem with this type of exchanger is to prevent the second fluid from following the shortest path from the inlet to the outlet. If a large part of the second fluid follows this short circuit path, some areas of the pipes can be cooled poorly.

Es ist bekannt, zwei Kämme um die Rohre herum einzusetzen, die in entgegengesetzte Richtungen ausgerichtet sind, so dass ein Leitblech gebildet ist, das das zweite Fluid dazu zwingt, einen S-förmigen Weg vom Einlass zum Auslass anzunehmen.It is known to insert two combs around the tubes which are oriented in opposite directions so that a baffle is formed which forces the second fluid to take an S-shaped path from the inlet to the outlet.

Eine derartige Anordnung ermöglicht es, einen Wärmeaustausch von guter Qualität zwischen den beiden Fluiden zu erhalten, ist jedoch mechanisch komplex.Such an arrangement enables good quality heat exchange to be obtained between the two fluids, but is mechanically complex.

In diesem Kontext zielt die Erfindung darauf ab, einen Wärmetauscher vorzuschlagen, der es ermöglicht, einen Wärmeaustausch von guter Qualität zwischen den beiden Fluiden zu erhalten, jedoch mechanisch weniger komplex ist.In this context, the invention aims to propose a heat exchanger which makes it possible to obtain a good quality heat exchange between the two fluids, but which is mechanically less complex.

Zu diesem Zweck betrifft gemäß einem ersten Aspekt die Erfindung einen Wärmetauscher für ein Abgasrückführungssystem, mit: einem Tauscherkörper, der ein Innenvolumen begrenzt; mehreren Längsrohren, die im Innenvolumen untergebracht und dazu vorgesehen sind, ein erstes Fluid in Umlauf zu bringen, wobei zumindest einige der Rohre in Querrichtung nebeneinander liegen und eine Rohrschicht bilden, die sich zwischen einer oberen und einer unteren Ebene einfügt, wobei die Rohre der Rohrschicht durch Durchgänge für die Zirkulation eines zweiten Fluids voneinander getrennt sind, wobei zumindest die obere Ebene die Längs- und Querrichtung enthält, wobei die obere Ebene einem oberen Teil des Tauscherkörpers direkt gegenüberliegt und durch einen Zwischenraum von diesem getrennt ist; einem zweiten Fluideinlas, der im Innenvolumen ausmündet und im oberen Teil des Tauscherkörpers angeordnet ist; und einem Führungslement zur Führung des zweiten Fluids im Innenvolumen, das ein Ablenkelement mit einem Querbereich aufweist, der den Zwischenraum zwischen dem oberen Teil und der oberen Ebene zumindest teilweise verschließt.For this purpose, according to a first aspect, the invention relates to a heat exchanger for an exhaust gas recirculation system, comprising: an exchanger body which delimits an internal volume; a plurality of longitudinal tubes, which are accommodated in the inner volume and are intended to circulate a first fluid, at least some of the tubes lying next to one another in the transverse direction and forming a tube layer which is inserted between an upper and a lower level, the tubes of the tube layer are separated from one another by passages for the circulation of a second fluid, at least the upper plane containing the longitudinal and transverse directions, the upper plane being directly opposite an upper part of the exchanger body and being separated from it by a space; a second fluid inlet, which opens out in the inner volume and is arranged in the upper part of the exchanger body; and a guide element for guiding the second fluid in the inner volume, which has a deflection element with a transverse region which at least partially closes the intermediate space between the upper part and the upper level.

Das Ablenkelement hindert das zweite Fluid daran, eine im Wesentlichen längsverlaufende Strömung an der Mündung des Einlasses für das zweite Fluid anzunehmen. Es lenkt das zweite Fluid in der Tiefe in den Durchgängen ab, was dazu beiträgt, eine zufriedenstellende Qualität des thermischen Austauschs zwischen den Fluiden zu erreichen.The baffle prevents the second fluid from accepting a substantially longitudinal flow at the mouth of the inlet for the second fluid. It deflects the second fluid deep in the passages, which helps to achieve a satisfactory quality of thermal exchange between the fluids.

Der Wärmetauscher kann auch eines oder mehrere der nachfolgenden Merkmale aufweisen, die einzeln oder in allen technisch möglichen Kombinationen betrachtet werden:

  • - das Führungselement weist ein Gitter zur Verteilung des zweiten Fluids auf, das im Zwischenraum zwischen dem oberen Teil und der oberen Ebene und gegenüber dem Einlass für das zweite Fluid angeordnet ist;
  • - das Ablenkelement des Führungselements weist Zähne auf, die in die Durchgänge greifen;
  • - das Verteilungsgitter, der Querbereich und die Zähne sind einstückig miteinander ausgebildet;
  • - das Verteilungsgitter, der Querbereich und die Zähne sind in ein und derselben Metallplatte ausgebildet;
  • - das Verteilungsgitter erstreckt sich im Wesentlichen über die gesamte Breite der Rohrschicht und weist gegenüber jedem Durchgang mindestens eine Öffnung auf, wobei der Einlass für das zweite Fluid gegenüber mindestens einem mittleren Durchgang aus den Durchgängen angeordnet ist, wobei die mindestens eine Öffnung einen Durchlassquerschnitt hat, der ausgehend von dem mindestens einen mittleren Durchgang in Querrichtung zunimmt;
  • - jeder Zahn erstreckt sich in Querrichtung über die gesamte Breite des entsprechenden Durchgangs;
  • - jeder Durchgang erstreckt sich über eine bestimmte Höhe entlang einer Höhenrichtung, die im Wesentlichen senkrecht zur Längs- und zur Querrichtung verläuft, wobei sich der entsprechende Zahn über eine Höhe erstreckt, die zwischen 5% und 50% der bestimmten Höhe beträgt;
  • - mindestens einer der beiden Rohre, die den Durchgang umgeben, weist eine in den Durchgang ragende Rippe auf, die den Zahn in Höhenrichtung verlängert, wobei die Rippe vorzugsweise Unterbrechungen aufweist;
The heat exchanger can also have one or more of the following features, which are considered individually or in all technically possible combinations:
  • - The guide element has a grid for distributing the second fluid, which is arranged in the space between the upper part and the upper level and opposite the inlet for the second fluid;
  • - The deflecting element of the guide element has teeth which engage in the passages;
  • - The distribution grid, the transverse region and the teeth are integrally formed with each other;
  • - The distribution grid, the transverse region and the teeth are formed in one and the same metal plate;
  • the distribution grid extends essentially over the entire width of the tube layer and has at least one opening opposite each passage, the inlet for the second fluid being arranged opposite at least one central passage from the passages, the at least one opening having a passage cross section, which increases from the at least one central passage in the transverse direction;
  • - Each tooth extends in the transverse direction over the entire width of the corresponding passage;
  • each passage extends over a certain height along a height direction which is essentially perpendicular to the longitudinal and transverse directions, the corresponding tooth extending over a height which is between 5% and 50% of the certain height;
  • - At least one of the two tubes that surround the passage has a rib protruding into the passage, which extends the tooth in the vertical direction, the rib preferably having interruptions;

Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschers mit den obigen Merkmalen, das folgende Schritte umfasst: Ausbilden des Führungselements zur Führung des zweiten Fluids durch Schneiden und Formen einer Metallplatte; Anordnen der Längsrohre und des Führungselements im Tauscherkörper; Befestigen der Längsrohre, des Führungselements und des Tauscherkörpers aneinander.According to a second aspect, the invention relates to a method for producing a heat exchanger with the above features, the following Steps include: forming the guide member to guide the second fluid by cutting and forming a metal plate; Arranging the longitudinal tubes and the guide element in the exchanger body; Attach the longitudinal tubes, the guide element and the exchanger body to each other.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der ausführlichen Beschreibung, die im Folgenden als Anhaltspunkt und ohne Einschränkung mit Bezug auf die beigefügten Figuren angegeben ist. Darin zeigen:

  • - 1 eine vereinfachte schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Wärmetauschers;
  • - 2 eine perspektivische Teilansicht des Wärmetauschers aus 1, wobei der Körper durchsichtig gezeigt ist, so dass die Rohre und das Führungselement zur Führung des zweiten Fluids sichtbar sind;
  • - 3 eine Schnittansicht des Wärmetauschers aus 2 in einer zur Längsrichtung senkrechten Ebene, die entlang des Einfalls der Pfeile III betrachtet wird;
  • - 4 eine perspektivische Teilansicht des Wärmetauschers aus 2, wobei der Körper durchsichtig gezeigt ist, so dass die Rohre und das Führungselement zur Führung des zweiten Fluids sichtbar sind;
  • - 5 eine perspektivische Ansicht des Führungselements zur Führung des zweiten Fluids aus 2;
  • - 6 die Platte, aus der das Führungselement zur Führung des zweiten Fluids hergestellt ist;
  • - 7 den Zustand der Platte aus 6 nach dem Schneidvorgang und vor dem Formvorgang; und
  • - 8 eine Draufsicht eines Bereichs eines einen der zweiten Fluiddurchgänge begrenzenden Rohrs, die die Rippe zeigt, die den in den Durchgang greifenden Zahn verlängert.
Further features and advantages of the invention result from the detailed description, which is given below as a reference and without limitation with reference to the attached figures. In it show:
  • - 1 a simplified schematic representation of a heat exchanger according to the invention;
  • - 2 a partial perspective view of the heat exchanger 1 , wherein the body is shown transparent so that the tubes and the guide element for guiding the second fluid are visible;
  • - 3 a sectional view of the heat exchanger 2 in a plane perpendicular to the longitudinal direction, along the incidence of the arrows III is looked at;
  • - 4 a partial perspective view of the heat exchanger 2 , wherein the body is shown transparent so that the tubes and the guide element for guiding the second fluid are visible;
  • - 5 a perspective view of the guide element for guiding the second fluid 2 ;
  • - 6 the plate from which the guide element for guiding the second fluid is made;
  • - 7 the condition of the plate 6 after the cutting process and before the molding process; and
  • - 8th a plan view of a portion of a tube defining one of the second fluid passageways, showing the rib extending the tooth engaging the passageway.

Der in 1 gezeigte Wärmetauscher 1 ist dazu vorgesehen, in eine Fahrzeugabgasleitung, insbesondere eines Kraftfahrzeugs wie etwa eines Autos oder Lastwagens eingesetzt zu werden.The in 1 shown heat exchanger 1 is intended to be used in a vehicle exhaust pipe, in particular a motor vehicle such as a car or truck.

Dieser Wärmetauscher ist z.B. an der EGR-Leitung (engl. Exhaust Gas Recycling - Abgasrückführung) eingesetzt, wodurch es möglich ist, einen Teil der Abgase vermischt mit Frischluft zum Einlass der Motorverbrennungskammer rückzuführen.This heat exchanger is e.g. used on the EGR line (Exhaust Gas Recycling - exhaust gas recirculation), which makes it possible to recirculate part of the exhaust gases mixed with fresh air to the inlet of the engine combustion chamber.

In einer Variante ist der Wärmetauscher in einer Abgaswärmerückgewinnungssystemvorrichtung (engl. EHRS - Exhaust Heat Recovery System) oder in einem anderen System der Abgasleitung integriert.In one variant, the heat exchanger is integrated in an exhaust gas heat recovery system device (EHRS - Exhaust Heat Recovery System) or in another system of the exhaust pipe.

Gemäß einer weiteren Variante ist der Wärmetauscher in einem weiteren Kreislauf des Fahrzeugs oder sogar in einem statischen System, das nicht im Fahrzeug eingebaut ist, integriert.According to a further variant, the heat exchanger is integrated in a further circuit of the vehicle or even in a static system that is not installed in the vehicle.

Der Wärmetauscher 1 ist dazu vorgesehen, ein erstes Fluid und ein zweites Fluid in thermischen Kontakt zu bringen.The heat exchanger 1 is intended to bring a first fluid and a second fluid into thermal contact.

Bei dem ersten Fluid handelt es sich z.B. um die Abgase des Fahrzeugs, wobei es sich bei dem zweiten Fluid um ein Wärmeübertragungsfluid handelt, das zum Kühlen der Abgase vorgesehen ist. Das zweite Fluid ist z.B. eine Flüssigkeit wie Wasser mit möglichen Zusatzstoffen.The first fluid is e.g. is the exhaust gases of the vehicle, the second fluid being a heat transfer fluid which is provided for cooling the exhaust gases. The second fluid is e.g. a liquid like water with possible additives.

In einer Variante handelt es sich bei beiden Fluiden um ein Fluid eines beliebigen anderen Typs.In a variant, both fluids are a fluid of any other type.

Der Wärmetauscher 1 weist einen Tauscherkörper 3 auf, der ein Innenvolumen 5 begrenzt, sowie mehrere Längsrohre 7, die im Innenvolumen 5 untergebracht sind (2 und 3).The heat exchanger 1 has an exchanger body 3 on which is an interior volume 5 limited, as well as several longitudinal tubes 7 that in the interior volume 5 are accommodated ( 2 and 3 ).

Die Rohre 7 sind dazu vorgesehen, das erste Fluid in Umlauf zu bringen.The pipes 7 are intended to circulate the first fluid.

Der Tauscherkörper 3 weist eine rohrförmige Wand 9 mit einer längsverlaufenden Mittelachse auf. Bei dem veranschaulichten Beispiel ist die rohrförmige Wand 9 ein Zylinder mit einem im Wesentlichen rechteckigen geraden Querschnitt.The exchanger body 3 has a tubular wall 9 with a longitudinal central axis. In the illustrated example, the tubular wall is 9 a cylinder with a substantially rectangular straight cross section.

Die Rohre 7 sind üblicherweise alle identisch. Sie sind geradlinig mit einem im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt. Sie verlaufen parallel zueinander.The pipes 7 are usually all identical. They are rectilinear with a substantially rectangular cross section. They run parallel to each other.

In einem Schnitt in einer zur Längsrichtung senkrechten Ebene betrachtet ist somit jedes Rohr 7 durch zwei gegenüberliegende Flächen 11, die einander gegenüberliegen, eine obere Fläche 13 und eine untere Fläche 15 begrenzt. Die obere und die untere Fläche 13, 15 verbinden die Seitenflächen 11 miteinander.Each tube is thus viewed in a section in a plane perpendicular to the longitudinal direction 7 through two opposite surfaces 11 that face each other, an upper surface 13 and a bottom surface 15 limited. The top and bottom surfaces 13 . 15 connect the side surfaces 11 together.

Die Seitenflächen 11 sind im Wesentlichen eben und senkrecht zu einer Querrichtung. Die Querrichtung verläuft senkrecht zur Längsrichtung.The side faces 11 are essentially flat and perpendicular to a transverse direction. The transverse direction is perpendicular to the longitudinal direction.

Bei zumindest einem Teil der Rohre 7 grenzen diese in Querrichtung aneinander an und bilden eine Rohrschicht, die sich zwischen der oberen und der unteren Ebene P1 und P2 einfügt (3). Die Rohre 7 der Schicht sind durch Zirkulationskanäle 19 für das zweite Fluid voneinander getrennt.With at least some of the pipes 7 they adjoin each other in the transverse direction and form a tube layer that is between the upper and the lower level P1 and P2 inserts ( 3 ). The pipes 7 the layer are through circulation channels 19 separated for the second fluid.

Bei dem veranschaulichten Beispiel sind alle Rohre 7 in einer einzigen Schicht nebeneinander angeordnet. In the illustrated example, all are pipes 7 arranged side by side in a single layer.

Die Rohre 7 sind so angeordnet, dass ihre Seitenflächen 11 einander gegenüber angeordnet sind. Jeder Durchgang 19 ist somit durch die Flächen 11 von zwei benachbarten Rohren in der Schicht begrenzt.The pipes 7 are arranged so that their side faces 11 are arranged opposite each other. Every run 19 is thus through the surfaces 11 delimited by two neighboring pipes in the layer.

Die Schicht umfasst üblicherweise eine große Anzahl an Rohren, z.B. mindestens 5 Rohre.The layer usually comprises a large number of tubes, e.g. at least 5 pipes.

Jedes Rohr 7 hat in einer Höhenrichtung betrachtet im Vergleich zu seiner in Querrichtung betrachteten Breite eine große Höhe. Die Höhenrichtung E verläuft im Wesentlichen senkrecht zur Längs- und zur Querrichtung L und T. Diese Richtungen sind in den 2 und 3 mit den Pfeilen gezeigt.Every pipe 7 viewed in a height direction has a large height compared to its width viewed in the transverse direction. The height direction e runs essentially perpendicular to the longitudinal and transverse directions L and T , These directions are in the 2 and 3 shown with the arrows.

Die Rohre 7 erstrecken sich im Wesentlichen über die gesamte längsverlaufende Länge der rohrförmigen Wand 9.The pipes 7 extend essentially over the entire longitudinal length of the tubular wall 9 ,

Der Tauscherkörper 3 weist zwei Endplatten 21 auf, die in die zwei entgegengesetzten Längsenden der rohrförmigen Wand 9 eingreifen (2 bis 4). Die rohrförmige Wand 9 weist an jedem ihrer Längsenden einen Rand mit geschlossener Kontur 23 auf, der abdichtend an der entsprechenden Endplatte 21 befestigt ist.The exchanger body 3 has two end plates 21 on that in the two opposite longitudinal ends of the tubular wall 9 intervene ( 2 to 4 ). The tubular wall 9 has an edge with a closed contour at each of its longitudinal ends 23 on, the sealing on the corresponding end plate 21 is attached.

Jede Endplatte 21 weist mehrere Langlöcher 25 auf, die in Querrichtung nebeneinanderliegen. Jedes Rohr 7 weist ein Längsende auf, das am Umfangsrand eines der Langlöcher der ersten der beiden Platten abdichtend befestigt ist, wobei sein entgegengesetztes Längsende am Umfangsrand eines der Langlöcher der jeweils anderen der beiden Platten abdichtend befestigt ist ( 4).Each end plate 21 has several slots 25 that lie side by side in the transverse direction. Every pipe 7 has a longitudinal end which is sealingly attached to the peripheral edge of one of the elongated holes of the first of the two plates, its opposite longitudinal end being sealingly attached to the peripheral edge of one of the elongated holes of the respective other of the two plates ( 4 ).

Das für die Zirkulation des zweiten Fluids vorgesehene Innenvolumen 5 ist somit durch die rohrförmige Wand 9 und die Endplatten 21 begrenzt.The internal volume provided for the circulation of the second fluid 5 is thus through the tubular wall 9 and the end plates 21 limited.

Die obere Ebene P1 entspricht üblicherweise einer Ebene, die die Längs- und die Querrichtung enthält und eine Tangente zu mindestens einem der Rohre 7 bildet, ohne die anderen Rohre zu kreuzen. Dies ist in 3 gezeigt. Sie bildet eine Tangente zur oberen Fläche 13 mindestens eines Rohrs 7. Bei dem veranschaulichten Beispiel fügen sich die oberen Flächen 13 der Rohre 7 in die obere Ebene P1 ein.The upper level P1 usually corresponds to a plane containing the longitudinal and transverse directions and a tangent to at least one of the tubes 7 forms without crossing the other tubes. This is in 3 shown. It forms a tangent to the upper surface 13 at least one pipe 7 , In the illustrated example, the top surfaces fit together 13 of the pipes 7 to the upper level P1 on.

Die untere Ebene P2 ist auch üblicherweise eine Ebene, die die Längs- und die Querrichtung enthält und eine Tangente zu mindestens einem der Rohre 7 bildet, ohne die anderen Rohre zu kreuzen. Dies ist in 3 gezeigt. Sie bildet eine Tangente zur unteren Fläche 15 mindestens eines Rohrs 7. Bei dem veranschaulichten Beispiel fügen sich die unteren Flächen 15 der Rohre 7 in die untere Ebene P2 ein.The lower level P2 is also usually a plane containing the longitudinal and transverse directions and a tangent to at least one of the tubes 7 forms without crossing the other tubes. This is in 3 shown. It forms a tangent to the lower surface 15 at least one pipe 7 , In the example illustrated, the lower surfaces fit together 15 of the pipes 7 to the lower level P2 on.

Die obere Ebene P1 liegt einem oberen Teil 27 des Tauscherkörpers 3 direkt gegenüber und ist durch einen Zwischenraum 29 von diesem getrennt.The upper level P1 is an upper part 27 of the exchanger body 3 directly opposite and is through a space 29 separated from this.

Der Zwischenraum 29 erstreckt sich üblicherweise über die gesamte querverlaufende Breite der Rohrschicht und über die gesamte längsverlaufende Länge der Rohrschicht. Er bildet einen bevorzugten Leckpfad für das zweite Fluid. The gap 29 usually extends over the entire transverse width of the tube layer and over the entire longitudinal length of the tube layer. It forms a preferred leak path for the second fluid.

Ein Einlass 31 für das zweite Fluid, der sich in das Innenvolumen 5 öffnet, ist im oberen Teil 27 des Tauscherkörpers 3 angeordnet (1).An inlet 31 for the second fluid, which is in the internal volume 5 opens, is in the upper part 27 of the exchanger body 3 arranged ( 1 ).

Ein Auslass 33 für das zweite Fluid, der sich in das Innenvolumen 5 öffnet, ist auch im Tauscherkörper 3 angeordnet.An outlet 33 for the second fluid, which is in the internal volume 5 opens, is also in the exchanger body 3 arranged.

Wie in 1 gezeigt, ist der Einlass 31 für das erste Fluid auf einer ersten Längshälfte des Tauscherkörpers 3 angeordnet, wobei der Auslass 33 für das zweite Fluid auf einer zweiten Längshälfte des Tauscherkörpers 3, die der ersten Hälfte gegenüberliegt, angeordnet ist.As in 1 shown is the inlet 31 for the first fluid on a first longitudinal half of the exchanger body 3 arranged, the outlet 33 for the second fluid on a second longitudinal half of the exchanger body 3 , which is opposite the first half, is arranged.

Der Wärmetauscher 1 weist ferner ein Führungselement 35 zur Führung des zweiten Fluids im Innenvolumen 5 auf, das Folgendes umfasst:

  • * ein Gitter 37 zur Verteilung des zweiten Fluids, das in dem Zwischenraum 29 zwischen dem oberen Teil 27 und der oberen Ebene P1 gegenüber dem Einlass 31 für das zweite Fluid angeordnet ist;
  • * ein Ablenkelement 39, das einen Querbereich 41 aufweist, der den Zwischenraum 29 zwischen dem oberen Teil 27 und der oberen Ebene P1 zumindest teilweise verschließt, sowie Zähne 43, die in die Durchgänge 19 greifen.
The heat exchanger 1 also has a guide element 35 to guide the second fluid in the internal volume 5 that includes:
  • * a grid 37 to distribute the second fluid that is in the space 29 between the upper part 27 and the upper level P1 opposite the entrance 31 is arranged for the second fluid;
  • * a deflector 39 which is a cross section 41 having the space 29 between the upper part 27 and the upper level P1 at least partially closed, as well as teeth 43 going into the passageways 19 to grab.

Dieses Führungselement ist insbesondere in 5 gezeigt.This guide element is particularly in 5 shown.

Es ist dazu vorgesehen, das im Innenvolumen 5 zirkulierende zweite Fluid von dem Einlass 31 für das zweite Fluid zu dem Auslass 33 für das zweite Fluid zu führen, um die Verteilung des zweiten Fluids in den Durchgängen 19 zu verbessern.It is intended to be used in the interior volume 5 circulating second fluid from the inlet 31 for the second fluid to the outlet 33 for the second fluid to guide the distribution of the second fluid in the passages 19 to improve.

Das Verteilungsgitter 37, der Querbereich 41 und die Zähne 43 sind einstückig miteinander ausgebildet.The distribution grid 37 , the cross area 41 and the teeth 43 are integrally formed with each other.

Wie in den 5 bis 7 gezeigt, sind das Verteilungsgitter 37, der Querbereich 41 und die Zähne 43 insbesondere in ein und derselben Metallplatte 49 ausgebildet.As in the 5 to 7 shown are the distribution grid 37 , the cross area 41 and the teeth 43 especially in one and the same metal plate 49 educated.

Das Verteilungsgitter 37 ist ein ebener Bereich der Metallplatte 49, der sich üblicherweise in einer Längs- und Querebene, z.B. in der oberen Ebene P1 erstreckt. Es erstreckt sich über die gesamte Breite der Rohrschicht. Es ist üblicherweise an den oberen Flächen 13 des Rohrs 7 angeordnet und starr an den Rohren 7 befestigt.The distribution grid 37 is a flat area of the metal plate 49 , which is usually in a longitudinal and transverse plane, for example in the upper level P1 extends. It extends across the entire width of the pipe layer. It is usually on the top surfaces 13 of the pipe 7 arranged and rigid on the pipes 7 attached.

Das Verteilungsgitter 37 weist gegenüber jedem Durchgang 19 mindestens eine Öffnung 51 auf (4). Es weist üblicherweise eine einzige Öffnung 51 gegenüber jedem Durchgang 19 auf. Die Öffnungen 51 sind somit in Querrichtung ausgerichtet.The distribution grid 37 points towards each pass 19 at least one opening 51 on ( 4 ). It usually has a single opening 51 opposite each pass 19 on. The openings 51 are thus aligned in the transverse direction.

Der Einlass 31 für das zweite Fluid ist gegenüber mindestens einem mittleren Durchgang aus den Durchgängen 19, hier mit dem Bezugszeichen 53 bezeichnet, angeordnet.The entrance 31 for the second fluid is opposite to at least one central passage from the passages 19 , here with the reference symbol 53 designated, arranged.

Wie in 3 gezeigt, sind bei dem veranschaulichten Beispiel zwei sogenannte mittlere Durchgänge 53 gegenüber dem Einlass 31 angeordnet.As in 3 shown are two so-called middle passages in the illustrated example 53 opposite the entrance 31 arranged.

Der Einlass 31 liegt in Querrichtung im Wesentlichen in der Mitte der Rohrschicht.The entrance 31 lies in the transverse direction essentially in the middle of the pipe layer.

Die mindestens eine Öffnung 51 hat einen Durchlassquerschnitt, der ausgehend von dem mindestens einen mittleren Durchgang 53 in Querrichtung zunimmt.The at least one opening 51 has a passage cross section starting from the at least one middle passage 53 increases in the transverse direction.

Der betrachtete Durchlassquerschnitt ist der Gesamtquerschnitt, der zusammen von der Öffnung bzw. von den Öffnungen 51, die dem Durchgang 19 für das zweite Fluid zugeordnet sind, für das zweite Fluid bereitgestellt wird.The passage cross-section under consideration is the total cross-section that together from the opening or from the openings 51 that the passage 19 are assigned for the second fluid, for which second fluid is provided.

Das bedeutet, dass der für das zweite Fluid bereitgestellte Durchlassquerschnitt für die Öffnung(en) 51, die den mittleren Durchgängen 53 zugeordnet ist bzw. sind, relativ betrachtet kleiner ist. Der für das zweite Fluid bereitgestellte Durchlassquerschnitt ist für die Öffnung(en) 51, die den beiden Durchgängen 19 für das zweite Fluid zugeordnet sind, die an die mittleren Durchgänge 53 angrenzen, geringfügig größer. Der Durchlassquerschnitt der Öffnungen nimmt bei der Verlagerung in Querrichtung weg von den mittleren Durchgängen allmählich zu.This means that the passage cross section provided for the second fluid for the opening (s) 51 that the middle passages 53 is or are assigned, is relatively smaller. The passage cross section provided for the second fluid is for the opening (s) 51 that the two passages 19 for the second fluid are assigned to the middle passages 53 adjoin, slightly larger. The passage cross section of the openings gradually increases as it is moved transversely away from the central passages.

Mit einer derartigen Anordnung ist es möglich, das zweite Fluid, das durch den Einlass 31 eintritt, gleichmäßig in den Durchgängen 19 zu verteilen.With such an arrangement, it is possible to pass the second fluid through the inlet 31 occurs evenly in the passageways 19 to distribute.

Der Querbereich 41 ist durch einen festen Teil der Platte 49 definiert. Er weist zwei Klappen 55, 57 ein und derselben Form auf, die gegeneinandergepresst sind. Die beiden Klappen 55, 57 sind wie in 5 gezeigt exakt übereinander angeordnet.The cross area 41 is through a solid part of the plate 49 Are defined. It has two flaps 55 . 57 one and the same shape, which are pressed against each other. The two flaps 55 . 57 are like in 5 shown exactly arranged one above the other.

Die Klappen 55 und 57 sind über eine obere Biegelinie 59 der Platte 49, die in Querrichtung ausgerichtet ist, miteinander verbunden. Die Klappe 55 ist über eine untere Biegelinie 61, die in Querrichtung ausgerichtet ist, mit einem Querrand des Gitters 37 verbunden (7).The flaps 55 and 57 are over an upper bend line 59 the plate 49 , which is aligned in the transverse direction, interconnected. The flap 55 is over a lower bend line 61 , which is oriented in the transverse direction, with a transverse edge of the grid 37 connected ( 7 ).

Die Zähne 43 sind gegenüber der oberen Biegelinie 59 an einem Querrand 63 der Klappe 57 befestigt.The teeth 43 are opposite the top bend line 59 on a transverse edge 63 the flap 57 attached.

Die Klappen 55 und 57 erstrecken sich in einer Ebene, die die Höhenrichtung und die Querrichtung enthält. Sie verlaufen im Wesentlichen senkrecht zum Verteilungsgitter 37.The flaps 55 and 57 extend in a plane that contains the height direction and the transverse direction. They run essentially perpendicular to the distribution grid 37 ,

Der Querbereich 41 verschließt mindestens 90% des Querschnitts des Zwischenraums 29, vorzugsweise mindestens 95% des Querschnitts, weiter vorzugsweise mindestens 98% des Querschnitts.The cross area 41 seals at least 90% of the cross-section of the gap 29 , preferably at least 95% of the cross section, more preferably at least 98% of the cross section.

Wie in 3 veranschaulicht, fügt sich der Querschnitt 41 in einer bestimmten Querebene ein. Der Zwischenraum 29 hat in der Querebene einen bestimmten Innenquerschnitt. Der Außenquerschnitt des Querbereichs 41 ist in der Ebene mit dem Innenquerschnitt des Zwischenraums 29 im Wesentlichen konjugiert.As in 3 illustrated, the cross section fits 41 in a certain transverse plane. The gap 29 has a certain internal cross-section in the transverse plane. The outside cross section of the cross section 41 is in the plane with the inner cross section of the space 29 essentially conjugated.

Der Einlass 31 für das zweite Fluid ist auf einem Vorsprung 65 angeordnet, der im Tauscherkörper 3 ausgebildet ist (2 und 3).The entrance 31 for the second fluid is on a ledge 65 arranged in the exchanger body 3 is trained ( 2 and 3 ).

Dieser Vorsprung 65 ist zum Außenbereich des Tauscherkörpers 3 hin konvex. Der Einlass 31 ist am Scheitelpunkt des Vorsprungs 65 ausgebildet.This lead 65 is to the outside of the exchanger body 3 towards convex. The entrance 31 is at the apex of the ledge 65 educated.

Der Querbereich 41 fügt sich üblicherweise in eine Querebene ein, die den Vorsprung 65 kreuzt. Er hat somit die Form einer kegelstumpfförmigen Pyramide, wie in 3 veranschaulicht ist.The cross area 41 usually fits into a transverse plane, which is the projection 65 crosses. It thus has the shape of a truncated cone-shaped pyramid, as in 3 is illustrated.

Die obere Biegelinie 59 stellt den oberen Rand des Querbereichs 41 dar und zeigt zum oberen Bereich 27 des Tauscherkörpers 3. Sie ist in Querrichtung kürzer als die untere Biegelinie 61 und der Querrand 63.The top bend line 59 represents the top of the cross section 41 and points to the upper area 27 of the exchanger body 3 , It is shorter in the transverse direction than the lower bending line 61 and the cross border 63 ,

Die obere Biegelinie 59 ist über schräge Ränder 67 der Klappe 55 mit der unteren Biegelinie 61 verbunden. Sie ist über schräge Ränder 69 der Klappe 57, die an den schrägen Rändern 67 exakt übereinanderliegen, mit dem Querrand 63 verbunden.The top bend line 59 is over sloping edges 67 the flap 55 with the lower bend line 61 connected. It is over sloping edges 69 the flap 57 that on the sloping edges 67 lie exactly one above the other, with the transverse edge 63 connected.

Der Querbereich 41 ist in Längsrichtung zwischen dem Einlass 31 für das zweite Fluid und dem Auslass 33 für das zweite Fluid eingefügt.The cross area 41 is in the longitudinal direction between the inlet 31 for the second fluid and the outlet 33 inserted for the second fluid.

Die Zähne 43 sind alle am Querbereich 41 befestigt. The teeth 43 are all on the cross 41 attached.

Sie gehen aus dem Querrand 63 der Klappe 57 hervor. Sie sind entlang des Querrands 63 regelmäßig voneinander beabstandet.You go out of the way 63 the flap 57 out. They are along the cross edge 63 spaced regularly.

Jeder Durchgang 19 für das zweite Fluid nimmt einen der Zähne 43 auf.Every run 19 for the second fluid takes one of the teeth 43 on.

Gemäß einer Ausführungsvariante, die nicht gezeigt ist, ist einer der Zähne 43 zwischen dem Tauscherkörper 3 und dem Rohr 7, das am ersten Querende der Schicht liegt, eingefügt. Ein anderer Zahn 43 ist zwischen dem Tauscherkörper 3 und dem Rohr 7, das am zweiten Querende der Schicht liegt, eingefügt.According to an embodiment variant, which is not shown, is one of the teeth 43 between the exchanger body 3 and the pipe 7 inserted at the first cross end of the layer. Another tooth 43 is between the exchanger body 3 and the pipe 7 inserted at the second cross end of the layer.

Jeder Zahn 43 erstreckt sich in Querrichtung über die gesamte Breite des entsprechenden Durchgangs 19.Every tooth 43 extends in the transverse direction over the entire width of the corresponding passage 19 ,

Die Zähne 43 sind z.B. L-förmig, mit einem freien Segment 71, das entlang der Höhenrichtung ausgerichtet ist, und mit einem Zwischensegment, das im Wesentlichen in Längsrichtung ausgerichtet ist und das freie Segment 73 mit dem Querbereich 41 verbindet.The teeth 43 are, for example, L-shaped, with a free segment 71 which is aligned along the height direction, and with an intermediate segment which is aligned essentially in the longitudinal direction and the free segment 73 with the cross area 41 combines.

Jeder Durchgang 19 erstreckt sich in Höhenrichtung über eine bestimmte Höhe. Der entsprechende Zahn 43 erstreckt sich über eine Höhe, die zwischen 5% und 50% der bestimmten Höhe, vorzugsweise zwischen 10% und 30% der bestimmten Höhe, weiter vorzugsweise zwischen 10% und 20% der bestimmten Höhe beträgt.Every run 19 extends in the height direction over a certain height. The corresponding tooth 43 extends over a height which is between 5% and 50% of the determined height, preferably between 10% and 30% of the determined height, further preferably between 10% and 20% of the determined height.

Mindestens einer der beiden Rohre 7, die den Durchgang 19 umgeben, weist vorzugsweise eine Rippe 75 auf, die in den Durchgang 19 ragt und den Zahn 43 in Höhenrichtung verlängert. Die Rippe 75 ist insbesondere in 8 zu sehen. Sie ist an der Seitenfläche 11 des Rohrs ausgebildet.At least one of the two pipes 7 that the passage 19 surrounded, preferably has a rib 75 on that in the passage 19 protrudes and the tooth 43 extended in the height direction. The rib 75 is particularly in 8th to see. It is on the side surface 11 of the tube.

Die beiden Rohre 7, die den Durchgang 19 umgeben, weisen üblicherweise jeweils eine Rippe 75 auf, die in den Durchgang 19 ragt. Diese Rippen sind im Wesentlichen identisch.The two pipes 7 that the passage 19 surrounded, usually have a rib 75 on that in the passage 19 protrudes. These ribs are essentially identical.

Jede Rippe 75 erstreckt sich ausgehend von der oberen Fläche 13 in Höhenrichtung E betrachtet üblicherweise zumindest über mindestens 50% der Höhe des Rohrs 7.Every rib 75 extends from the top surface 13 viewed in the height direction E, usually at least over at least 50% of the height of the tube 7 ,

Bei dem in 4 veranschaulichten Beispiel erstreckt sich die Rippe 75 erst ausgehend von der oberen Fläche 13 in Höhenrichtung, dann in einer geneigten Richtung, die in Längsrichtung zur Endplatte 21 ausgerichtet ist, und entlang der Höhenrichtung zur unteren Fläche 15 hin.At the in 4 illustrated example extends the rib 75 only starting from the top surface 13 in the vertical direction, then in an inclined direction that is longitudinal to the end plate 21 is aligned, and along the height direction to the lower surface 15 out.

Die beiden Rippen 75 sind in Querrichtung einander gegenüber angeordnet. Zusammen schließen sie den Durchgang 19 im Wesentlichen über seine gesamte querverlaufende Breite ab. Zu diesem Zweck ragt jede Rippe 75 in Bezug auf die Seitenfläche 11 des entsprechenden Rohrs 7 so über eine Höhe hervor, dass sie die gegenüberliegende Rippe 75 praktisch berührt.The two ribs 75 are arranged opposite each other in the transverse direction. Together they close the passage 19 essentially across its entire transverse width. For this purpose, each rib protrudes 75 in terms of the side surface 11 of the corresponding pipe 7 so over a height that it is the opposite rib 75 practically touched.

Die Rippe 75 weist vorzugsweise Unterbrechungen 77 auf, die üblicherweise regelmäßig beabstandet sind. Dadurch ist es möglich, einen Strom des zweiten Fluids im Durchgang unmittelbar hinter der Rippe 75 zu erzeugen, wodurch entlang des Rohrs ein gleichmäßigeres Temperaturfeld erhalten wird.The rib 75 preferably has interruptions 77 which are usually regularly spaced. This makes it possible to have a flow of the second fluid in the passage immediately behind the rib 75 to generate, whereby a more uniform temperature field is obtained along the tube.

8 zeigt, dass jedes Rohr 7 Erhöhungen 79 in Form von Plättchen aufweist, die durch Verformung der Seitenwand 11 des Rohrs gebildet sind. Diese Erhöhungen sind Abstandshalter, die es ermöglichen, die Trennung zwischen den Rohren 7 und somit die Breite des Durchgangs 19 sicherzustellen. 8th shows that every pipe 7 increases 79 in the form of platelets caused by deformation of the side wall 11 of the tube are formed. These ridges are spacers that allow the separation between the tubes 7 and thus the width of the passage 19 sure.

Es wird nun der Betrieb des Wärmetauschers beschrieben.The operation of the heat exchanger will now be described.

Das erste Fluid dringt über ein Längsende der Rohre 7 in den Wärmetauscher 7. Es zirkuliert entlang der Rohre 7 und verlässt den Wärmetauscher am anderen Längsende der Rohre 7.The first fluid penetrates a longitudinal end of the tubes 7 in the heat exchanger 7 , It circulates along the pipes 7 and leaves the heat exchanger at the other longitudinal end of the pipes 7 ,

Das zweite Fluid dringt durch den Einlass 31 für das zweite Fluid in den Wärmetauscher 31 ein. Es strömt im Innenvolumen 5.The second fluid penetrates through the inlet 31 for the second fluid in the heat exchanger 31 on. It flows in the interior volume 5 ,

Beim Verlassen des Einlasses 31 ist das zweite Fluid im Zwischenraum 9 zu finden. Aufgrund des Vorhandenseins des Querbereichs kann es nicht in Längsrichtung entlang des Zwischenraums 9 zum Auslass 33 strömen.When leaving the inlet 31 is the second fluid in the space 9 to find. Due to the presence of the transverse area, it cannot be longitudinal along the space 9 to the outlet 33 stream.

Es ist somit gezwungen, durch das Verteilungsgitter 37 zu strömen und in die Zirkulationsdurchgänge 19 zu dringen.It is thus forced through the distribution grid 37 to flow and into the circulation passages 19 to penetrate.

Die Öffnung(en) 51, die den mittleren Durchgang bzw. die mittleren Durchgänge 53 bedeckt bzw. bedecken und gegenüber dem Einlass 31 angeordnet ist bzw. sind, sind relativ gesehen kleiner und bieten dem Fluidstrom relativ gesehen einen größeren Widerstand. Die Öffnung(en) 51, die den Durchgang bzw. die Durchgänge 19 bedeckt bzw. bedecken und in Bezug auf den Einlass 31 versetzt ist bzw. sind, sind dagegen relativ gesehen größer und bieten relativ gesehen dem Fluidstrom einen kleineren Widerstand.The opening (s) 51 that are the middle passage or the middle passages 53 covered or covered and opposite the inlet 31 is or are arranged, are relatively smaller and offer a relatively greater resistance to the fluid flow. The opening (s) 51 that the passageway or passageways 19 covered or covered and in relation to the inlet 31 is or are offset, on the other hand, are relatively larger and offer relatively less resistance to the fluid flow.

Dadurch wird das zweite Fluid im Wesentlichen gleichmäßig in den verschiedenen Durchgängen 19 verteilt, wobei die verschiedenen Durchgänge 19 jeweilige Fluiddurchsätze, die nahe beieinanderliegen, erhalten.This makes the second fluid substantially uniform in the different passages 19 distributed, the different passes 19 receive respective fluid flow rates that are close to each other.

Die Zähne 43 hindern das zweite Fluid daran, in ein und demselben Durchgang 19 im Wesentlichen in Längsrichtung in dem unmittelbar unter dem Zwischenraum 9 liegenden Bereich zu zirkulieren.The teeth 43 prevent the second fluid from running in the same passageway 19 essentially in the longitudinal direction in the immediately below the space 9 circulate lying area.

Die Zähne 43 lenken das zweite Fluid zur unteren Fläche des Rohrs in der Tiefe im Durchgang 19 ab.The teeth 43 direct the second fluid to the lower surface of the tube at depth in the passageway 19 from.

Die Rippen 75 verlängern diese Bewegung und lenken das zweite Fluid weiter in der Tiefe in den Durchgängen 19 in eine zum Zwischenraum 9 entgegengesetzte Richtung ab. Ein geringerer Durchsatz des zweiten Fluids strömt durch die Unterbrechungen 77.Ribs 75 extend this movement and direct the second fluid further down the passages 19 in one to the space 9 opposite direction. A lower throughput of the second fluid flows through the interruptions 77 ,

Wenn das zweite Fluid das Ende der Rippen 75 erreicht, strömt es in Längsrichtung zum Auslass 33 für das zweite Fluid.When the second fluid reaches the end of the ribs 75 reached, it flows in the longitudinal direction to the outlet 33 for the second fluid.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschers 1 mit den obigen Merkmalen.The invention also relates to a method for producing a heat exchanger 1 with the above characteristics.

Das Herstellungsverfahren umfasst folgende Schritte:

  • * Ausbilden des Elements 39 zur Führung des zweiten Fluids durch Schneiden und Formen einer Metallplatte;
  • * Anordnen der Längsrohre 7 und des Führungselements 39 im Tauscherkörper 3;
  • * Befestigen der Längsrohre 7, des Führungselements 39 und des Tauscherkörpers 3 aneinander.
The manufacturing process includes the following steps:
  • * Form the element 39 to guide the second fluid by cutting and forming a metal plate;
  • * Arrange the longitudinal tubes 7 and the guide element 39 in the exchanger body 3 ;
  • * Attach the longitudinal tubes 7 , the guide element 39 and the exchanger body 3 together.

Die Metallplatte 49, aus der das Führungselement hergestellt ist, ist in 6 veranschaulicht.The metal plate 49 , from which the guide element is made, is in 6 illustrated.

Sie ist üblicherweise flach und hat eine Dicke, die zwischen 0,2 und 1 mm, vorteilhafterweise zwischen 0,3 und 0,8 mm und weiter vorteilhafterweise 0,4 mm beträgt. Sie besteht aus Stahl, vorzugsweise aus Austenitstahl.It is usually flat and has a thickness which is between 0.2 and 1 mm, advantageously between 0.3 and 0.8 mm and further advantageously 0.4 mm. It is made of steel, preferably austenitic steel.

Der Schneid- und Formschritt umfasst einen Vorgang zum Schneiden der Platte 49, so dass die Kontur des Verteilungsgitters begrenzt und die Öffnungen 51 geschaffen werden.The cutting and shaping step includes a process for cutting the plate 49 , so that the contour of the distribution grid is limited and the openings 51 be created.

Das Schneiden ermöglicht auch die Schaffung der schrägen Ränder 67, 69 und der Zähne 43.The cutting also enables the creation of the sloping edges 67 . 69 and the teeth 43 ,

Der Zustand der Platte 49 nach dem Schneidvorgang ist in 7 veranschaulicht.The condition of the plate 49 after cutting is in 7 illustrated.

Der Schneid- und Formschritt umfasst einen Formvorgang, bei dem die Platte 49 im Wesentlichen um 90° um die untere Biegelinie 61 und um 180° um die obere Biegelinie 59 gebogen wird.The cutting and molding step involves a molding process in which the plate 49 essentially 90 ° around the lower bending line 61 and by 180 ° around the upper bending line 59 is bent.

Der Formvorgang ermöglicht auch das Formen der Zähne 43.The molding process also enables the teeth to be shaped 43 ,

Der Formvorgang erfolgt nach oder gleichzeitig mit dem Schneidvorgang.The molding process takes place after or simultaneously with the cutting process.

Der Biege- und Formschritt ist z.B. ein Stanzschritt.The bending and shaping step is e.g. a punching step.

Die Befestigung der Längsrohre 7, des Führungselements 39 und des Tauscherkörpers 3 aneinander erfolgt üblicherweise durch Löten in einem Ofen.The attachment of the longitudinal tubes 7 , the guide element 39 and the exchanger body 3 to each other is usually done by soldering in an oven.

In der vorliegenden Beschreibung wird auf die obere und untere Fläche oder Richtung Bezug genommen. Die obere Fläche und die obere Richtung sind nicht zwangsläufig zum oberen Bereich gerichtet und können in einer beliebigen Richtung ausgerichtet sein. Diese Anmerkung gilt auch für die untere Fläche und die untere Richtung.In the present description, the upper and lower surfaces or directions are referred to. The upper surface and the upper direction are not necessarily directed towards the upper region and can be oriented in any direction. This note also applies to the lower surface and the lower direction.

Der Wärmetauscher kann zahlreiche Varianten haben.The heat exchanger can have numerous variants.

Gemäß einer Variante sind die Rohre in mehreren Schichten angeordnet, die in Höhenrichtung übereinanderliegen.According to a variant, the tubes are arranged in several layers, which lie one above the other in the vertical direction.

Die beiden Rippen, die in den Durchgang für die Zirkulation des zweiten Fluids ragen und einander gegenüber angeordnet sind, können durch eine einzige Rippe ersetzt werden, die von einem der beiden Rohre getragen ist.The two fins, which project into the passage for the circulation of the second fluid and are arranged opposite one another, can be replaced by a single fin which is carried by one of the two pipes.

Der Tauscherkörper und die Rohre können jegliche geeignete Form haben.The exchanger body and the tubes can have any suitable shape.

Der Einlass ist nicht zwangsläufig an einem Vorsprung ausgebildet. In einer Variante ist er in einem Bereich ausgebildet, der nicht am Tauscherkörper hervorragt.The inlet is not necessarily formed on a projection. In one variant, it is formed in an area that does not protrude from the exchanger body.

Die Erfindung hat zahlreiche Vorteile.The invention has numerous advantages.

Die Herstellung des Führungselements ist besonders einfach und kostengünstig, da das Verteilungsgitter, der Querbereich und die Zähne in ein und derselben Metallplatte ausgebildet sind.The production of the guide element is particularly simple and inexpensive, since the distribution grid, the transverse region and the teeth are formed in one and the same metal plate.

Die Tatsache, dass der Querbereich zumindest 90% eines Querschnitts des Zwischenraums verschließt, trägt dazu bei, aufgrund dessen, dass kein Kurzschlusspfad von dem Einlass zum Auslass vorhanden ist, eine gute Verteilung des zweiten Fluids im Innenvolumen des Tauscherkörpers zu erhalten.The fact that the transverse region closes off at least 90% of a cross section of the intermediate space helps to obtain a good distribution of the second fluid in the internal volume of the exchanger body due to the fact that there is no short circuit path from the inlet to the outlet.

Die Tatsache, dass der Querbereich in Längsrichtung zwischen dem Einlass für das zweite Fluid und dem Auslass für das zweite Fluid eingefügt ist, trägt auch zur guten Verteilung des zweiten Fluids bei.The fact that the transverse region is inserted in the longitudinal direction between the inlet for the second fluid and the outlet for the second fluid also contributes to the good distribution of the second fluid.

Wenn der Einlass für das zweite Fluid an einem im Tauscherkörper ausgebildeten Vorsprung angeordnet ist, wird die Verteilung des zweiten Fluids ausgehend von dem Einlass vereinfacht. Der Querbereich blockiert möglichst nah am Einlass die Zirkulation des Fluids in Längsrichtung im Zwischenraum.If the inlet for the second fluid is arranged on a protrusion formed in the exchanger body, the distribution of the second fluid starting from the inlet is simplified. The transverse region blocks the circulation of the fluid in the longitudinal direction in the space as close as possible to the inlet.

Die Zähne blockieren die Zirkulation des zweiten Fluids in Längsrichtung im oberen Teil der Durchgänge unmittelbar unterhalb des Zwischenraums. Es ist nicht möglich, an dieser Stelle Rippen an den Rohren auszubilden, da diese Rippen zu nah an dem Verbindungsrand zwischen der Seitenfläche und der oberen Fläche der Rohre liegen würde.The teeth block the longitudinal circulation of the second fluid in the upper part of the passages immediately below the space. It is not possible to form fins on the tubes at this point, as these fins would be too close to the connecting edge between the side surface and the top surface of the tubes.

Die Verwendung von vorstehenden Rippen, die in der Verlängerung der Zähne in den Rohren ausgebildet sind, ermöglicht eine geeignete Ablenkung des zweiten Fluids. Diese Rippen sind kostengünstig in der Herstellung und einfach zu implementieren.The use of protruding ribs formed in the extension of the teeth in the tubes enables the second fluid to be appropriately deflected. These ribs are inexpensive to manufacture and easy to implement.

Claims (10)

Wärmetauscher (1) für ein Abgasrückführungssystem, mit: - einem Tauscherkörper (3), der ein Innenvolumen (5) begrenzt; - mehreren Längsrohren (7), die im Innenvolumen (5) untergebracht und dazu vorgesehen sind, ein erstes Fluid in Umlauf zu bringen, wobei zumindest einige der Rohre (7) in Querrichtung nebeneinanderliegen und eine Rohrschicht bilden, die sich zwischen einer oberen und einer unteren Ebene (P1, P2) einfügt, wobei die Rohre der Rohrschicht durch Durchgänge (19) für die Zirkulation eines zweiten Fluids voneinander getrennt sind, wobei zumindest die obere Ebene (P1) die Längs- und die Querrichtung enthält, wobei die obere Ebene (P1) einem oberen Teil (27) des Tauscherkörpers (3) direkt gegenüberliegt und durch einen Zwischenraum (29) von diesem getrennt ist; - einem Einlass (31) für das zweite Fluid, der sich im Innenvolumen (5) öffnet und im oberen Teil (27) des Tauscherkörpers (3) angeordnet ist; und - einem Element (35) zur Führung des zweiten Fluids im Innenvolumen (5), das ein Ablenkelement (39) mit einem Querbereich (41) aufweist, das den Zwischenraum (29) zwischen dem oberen Teil (27) und der oberen Ebene (P1) zumindest teilweise verschließt.Heat exchanger (1) for an exhaust gas recirculation system, with: - An exchanger body (3) which delimits an internal volume (5); - A plurality of longitudinal tubes (7), which are accommodated in the inner volume (5) and are intended to circulate a first fluid, at least some of the tubes (7) lying next to one another in the transverse direction and forming a tube layer which is between an upper and an inserts lower level (P1, P2), the tubes of the tube layer being separated from one another by passages (19) for the circulation of a second fluid, at least the upper level (P1) containing the longitudinal and transverse directions, the upper level ( P1) directly opposite an upper part (27) of the exchanger body (3) and separated from it by an intermediate space (29); - An inlet (31) for the second fluid, which opens in the inner volume (5) and is arranged in the upper part (27) of the exchanger body (3); and - An element (35) for guiding the second fluid in the inner volume (5), which has a deflecting element (39) with a transverse region (41) that the gap (29) between the upper part (27) and the upper level (P1 ) at least partially closed. Wärmetauscher nach Anspruch 1, wobei das Führungselement (35) ein Gitter (37) zur Verteilung des zweiten Fluids aufweist, das in dem Zwischenraum (29) zwischen dem oberen Teil (27) und der oberen Ebene (P1) angeordnet ist und dem Einlass (31) für das zweite Fluid gegenüberliegt.Heat exchanger after Claim 1 , wherein the guide element (35) has a grid (37) for distributing the second fluid, which is arranged in the space (29) between the upper part (27) and the upper plane (P1) and the inlet (31) for the second fluid is opposite. Wärmetauscher nach Anspruch 2, wobei sich das Verteilungsgitter (37) im Wesentlichen über die gesamte Breite der Rohrschicht erstreckt und gegenüber jedem Durchgang (19) mindestens eine Öffnung (51) aufweist, wobei der Einlass (31) für das zweite Fluid gegenüber mindestens einem mittleren Durchgang (53) aus den Durchgängen (19) angeordnet ist, wobei die mindestens eine Öffnung (51) einen Durchlassquerschnitt hat, der ausgehend von dem mindestens einen mittleren Durchgang (53) in Querrichtung zunimmt.Heat exchanger after Claim 2 , wherein the distribution grid (37) extends substantially over the entire width of the tube layer and has at least one opening (51) opposite each passage (19), the inlet (31) for the second fluid facing at least one central passage (53) is arranged from the passages (19), the at least one opening (51) having a passage cross section which increases in the transverse direction starting from the at least one central passage (53). Wärmetauscher nach Anspruch 2 oder 3, wobei das Ablenkelement des Führungselements (35) Zähne (43) aufweist, die in die Durchgänge (19) greifen.Heat exchanger after Claim 2 or 3 , wherein the deflecting element of the guide element (35) has teeth (43) which engage in the passages (19). Wärmetauscher nach Anspruch 4, wobei das Verteilungsgitter (37), der Querbereich (41) und die Zähne (43) einstückig miteinander ausgebildet sind.Heat exchanger after Claim 4 , wherein the distribution grid (37), the transverse region (41) and the teeth (43) are integrally formed with each other. Wärmetauscher nach Anspruch 4, wobei das Verteilungsgitter (37), der Querbereich (41) und die Zähne (43) in ein und derselben Metallplatte (49) ausgebildet sind.Heat exchanger after Claim 4 , wherein the distribution grid (37), the transverse region (41) and the teeth (43) are formed in one and the same metal plate (49). Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei sich jeder Zahn (43) in Querrichtung über die gesamte Breite des entsprechenden Durchgangs (19) erstreckt.Heat exchanger according to one of the Claims 4 to 6 , wherein each tooth (43) extends in the transverse direction over the entire width of the corresponding passage (19). Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei sich jeder Durchgang (19) über eine bestimmte Höhe entlang einer Höhenrichtung erstreckt, die im Wesentlichen senkrecht zur Längs- und zur Querrichtung verläuft, wobei sich der entsprechende Zahn (43) über eine Höhe erstreckt, die zwischen 5% und 50% der bestimmten Höhe beträgt.Heat exchanger according to one of the Claims 4 to 7 , wherein each passage (19) extends for a certain height along a height direction which is substantially perpendicular to the longitudinal and transverse directions, the corresponding tooth (43) extending over a height which is between 5% and 50% of the certain amount. Wärmetauscher nach Anspruch 8, wobei mindestens einer der beiden Rohre (7), die den Durchgang (19) umgeben, eine in den Durchgang (19) ragende Rippe (75) aufweist, die den Zahn (43) in Höhenrichtung verlängert, wobei die Rippe (75) vorzugsweise Unterbrechungen (77) aufweist.Heat exchanger after Claim 8 , wherein at least one of the two tubes (7) which surround the passage (19) has a rib (75) projecting into the passage (19) which extends the tooth (43) in the vertical direction, the rib (75) preferably Has interruptions (77). Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschers nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Herstellungsverfahren folgende Schritte umfasst: - Ausbilden des Führungselements des zweiten Fluids (35) durch Schneiden und Formen einer Metallplatte (49); - Anordnen der Längsrohre (7) und des Führungselements (35) im Tauscherkörper (3); - Befestigen der Längsrohre (7), des Führungselements (35) und des Tauscherkörpers (3) aneinander.Method of manufacturing a heat exchanger according to one of the Claims 1 to 9 , wherein the manufacturing method comprises the following steps: - forming the guide element of the second fluid (35) by cutting and shaping a metal plate (49); - Arranging the longitudinal tubes (7) and the guide element (35) in the exchanger body (3); - Attach the longitudinal tubes (7), the guide element (35) and the exchanger body (3) to each other.
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