DE809863C - Heat exchanger combined with exhaust silencer - Google Patents

Description

Wärmeaustauscher kombiniert mit Abgas-Schalldämpfer Bei den bis jetzt bekannten Wärmeaustauschern, die zwecks Ausnutzung der Abgaswärme von Verbrennungskraftmaschinen mit Abgasschalldämpfern kombiniert sind und die aus der Abgasführung durch entsprechende Vorrichtung Wärme entziehen, die wieder zur Beheizung von Fahrzeuginnenräumen verwendet wird, sind noch nicht alle wärmetechnischen, strömungstechnischen und akustischen Möglichkeiten ausgenutzt, die zur Erzielung eines mit physikalischem Optimum arbeitenden kombinierten Schalldämpfer-Wärme-Austauschers möglich sind. Vielfach wird der Außenmantel des Schalldämpfers zur Wärmeabgabe an einen Warmluftraum benutzt, der um den Schalldämpfermantel herumgelegt ist und durch einen zweiten Blechmantel, der den Schalldämpfermantel in bestimmtem. Abstand umgibt, abgegrenzt wird. Diese Anordnung hat den Nachteil, daß der Schalldämpferaußenmantel für eine intensive Wärmeabgabe ungeeignet ist, da die Abgase an diesem, relativ betrachtet, die geringste Geschwindigkeit haben und da weiterhin die Wärmeentnahme am Umfange eines Gasstromes erfolgt, also an dem Teil der geringsten Temperatur, während der heiße Abgaskern im Innern des Schalldämpfers nicht oder nicht in genügender Weise zur Wärmeübertragung ausgenutzt wird.Heat exchanger combined with exhaust silencer For the up to now known heat exchangers, which are used for the purpose of utilizing the exhaust gas heat from internal combustion engines are combined with exhaust silencers and the exhaust system through appropriate Device extract heat, which is used again for heating vehicle interiors are not yet all thermal, fluidic and acoustic Exploited opportunities that work to achieve a physical optimum combined silencer-heat exchanger are possible. The outer jacket is often used of the muffler is used to give off heat to a warm air room around the muffler jacket is laid around and through a second sheet metal jacket, which is the muffler jacket in certain. Distance surrounds, is delimited. This arrangement has the disadvantage that the muffler outer jacket is unsuitable for intensive heat dissipation, since the exhaust gases at this point have the lowest speed, viewed in relative terms and since the heat is still withdrawn at the circumference of a gas flow, that is to say at the part of the lowest temperature, while the hot exhaust core is inside the muffler is not or not sufficiently used for heat transfer.

Eine andere bekannte Bauart ist dadurch gekennzeichnet, daß durch das Innere des Schalldämpfers Einzelrohre geführt werden, durch die die zu erhitzende Luft, die sowohl Raum- als auch Frischluft sein kann, zum Zwecke des Aufheizens geführt wird. Es ist auch die physikalische Umkehrung dieser .Bauart bekanntgeworden, d. h. der Wärmeau3tauscher ist in der Weise ausgebildet, daß die heißen Abgase durch mehrere Innenrohre fließen und die Warmluft in einem diese Rohre umgebenden Außenmantel geführt wird.Another known type is characterized in that the inside of the silencer individual pipes are passed through which the to be heated Air, which can be both room and fresh air, for heating purposes to be led. It is also the physical reverse of this .Design type became known, d. H. the heat exchanger is designed in such a way that the hot exhaust gases flow through several inner pipes and the warm air in one of these pipes surrounding outer jacket is performed.

Die beiden letztgenannten Ausführungen haben den Nachteil, daß der mit dem Wärmeaustauscher kombinierte Schalldämpfer infolge der Durchführung der Rohre, auch wenn er bezüglich seiner Dämpfungseigenschaften vorausberechnet wurde, akustisch verstimmt wird. Bei der erstgenannten bekannten Bauart ist der Einbau eines Sicherheitsraumes bekanntgeworden; der den Zweck hat, bei undicht werdendem Schalldämpfermantel etwa aus der Abgasleitung ausströmende Kohlenoäcydmengen ins Freie abzuleiten und deren Vermischung mit der Raumheizung zu verhindern. Derartige Ausführupgen sind durch die deutschen Patentschriffen637898 und 722754 bekanntgeworden: Die an zweiter und dritter Stelle genannten Bauarten, bei welchen mehrere Einzelrohre durch den Schalldämpferinnenraum hindurchgeleitet werden, um möglichst große Heizflächen zu erzielen, haben den Nachteil, daß die vorbeschriebene Sicherung gegen das Eindringen von kohlenoxydhaltigen Abgasen in die Heizluft entweder gar nicht oder nur schwer erreicht werden kann. Soll eine derartige Sicherungsmaßnahme bei diesen Heizungen durchgeführt werden, so ist ein eiheblicher Arbeits- und gewichtsmäßiger Aufwand erforderlich.The two last-mentioned versions have the disadvantage that the silencer combined with the heat exchanger is acoustically detuned as a result of the passage of the pipes, even if its damping properties have been calculated in advance. In the first known type of construction mentioned, the installation of a security room has become known; The purpose of this is to divert any carbon dioxide from the exhaust pipe into the open air if the muffler jacket leaks and to prevent it from mixing with the room heating. Such designs have become known from German patents 637898 and 722754: The types mentioned in the second and third places, in which several individual pipes are passed through the interior of the muffler in order to achieve the largest possible heating surface, have the disadvantage that the above-described protection against the ingress of carbon oxides Exhaust gases in the heating air either not at all or can only be achieved with difficulty. If such a safety measure is to be carried out with these heaters, a considerable amount of work and weight is required.

Da aber der Gedanke, den Wärmeaustauscher mit dem Abgas-Schalldämpfer zu kombinieren, bezüglich des Materialaufwandes und hinsichtlich der erwünschten Herabminderung des durch Fahrzeuge mitgeführten Totgewichtes sehr erstrebenswert ist, war die Entwicklung eines kombinierten Schalldämpferlufterhitzers, der es ermöglicht, die erhitzte Warmluft direkt ins Fahrzeuginnere zu führen, von besonderer Bedeutung.But there the thought, the heat exchanger with the exhaust silencer to combine, in terms of material costs and in terms of the desired Reducing the dead weight carried by vehicles is very desirable was the development of a combined silencer / air heater that enables It is particularly important to guide the heated warm air directly into the vehicle interior.

Erfindungsgemäß werden nun im abgasführenden Teil ein oder mehrere an akustische Dämpfungsvolumina angrenzende Rippen- oder Nadelwärmeaustauschelemente an einer Begrenzungsfläche eines Schalldämpfers so angeordnet; daß in mehreren auf akustische Dämpfung abgestimmten Gaskanälen die Wärmeabgabe durch Kanalführung an den Stellen größter Abgasgeschwindigkeit und höchster Abgasinnentemperatur unter Ausnutzung der Schwingungsturbulenz der sich bei Verbrennungskraftmaschinen ergebenden pulsierenden Gasströmung erzwungen wird. Die. einzelnen Abgaskanäle haben zweckmäßigerweise einen verhältnismäßig engen Querschnitt, so daß sich umfangreiche Heißgaskerne nicht bilden können.According to the invention, one or more are now in the exhaust-gas-carrying part rib or needle heat exchange elements adjacent to acoustic damping volumes so arranged on a boundary surface of a muffler; that in several on acoustic damping of coordinated gas ducts, the heat dissipation through duct routing below the points of the highest exhaust gas velocity and the highest internal exhaust gas temperature Utilization of the vibration turbulence that occurs in internal combustion engines pulsating gas flow is forced. The. expediently have individual exhaust ducts a relatively narrow cross-section, so that extensive hot gas cores are not can form.

Die erfindungsgemäß im abgasführenden Teil ausgeführten Gaskanäle können dabei im Innern des Schalldämpfers bezüglich ihrer Länge und ihres Querschnittes mit einfachen Mitteln so bemessen werden, daß eine optimale akustische Dämpfungswirkung erreicht wird. Durch die erfindungsgemäße Schaffung der Kanäle mit Hilfe von Abdeckplatten auf den einzelnen Kanalrippen oder Nadeln kann in sehr billiger und fertigungsmäßig einfacher Weise jede gewünschte bzw. akustisch notwendig werdende Kanaldimension hinsichtlich Länge und Querschnitt geschaffen werden. Man hat mit der erfindungsgemäßen Ausführung somit gleichzeitig zahlreiche Vorteile gegenüber den bisher bestehenden Systemen gemeinsam erreicht, und zwar einmal eine gute Dämpfung durch exakte akustische Abstimmung, die zudem noch mit sehr einfachen und billigen technischen Mitteln, nämlich einer veränderlichen Kanalabdeckung, erreicht wird; außerdem können mehrere akustische Dämpfungsvolumina in einfachster Weise erfindungsgemäß auf die durch die Rippen oder Nadeln im abgasführenden Teil gebildeten Heizkanäle 'aufgesetzt werden. Die zur Gasführung dienenden Kanäle können in erfindungsgemäßer Weise gleichzeitig die Funktion akustischer Dämpfungsglieder und wärmetechnisch richtig ausgebildeter Heizrippen oder Nadeln erfüllen. Außerdem wird dadurch, daß die Zwischenräume zwischen den Rippenwandungen oder den einzelnen nadelartigen Gebilden entsprechend eng gehalten werden können, infolge der Gasgeschwindigkeitssteigerung eine sehr gute Wärmeübertragung erreicht, die außerdem durch geeignete Formgebung der Kanalwandungen (Zickzackführung) oder der eingebauten Nadeln auch noch die für den Wärmeübergang wichtige Spitzenwirkung ausnutzt. Dadurch, daß die so geschaffenen Gasführungswege auf ihrem ganzen Querschnitt durch die wärmeaufnehmenden Metallteile, seien es die Kanalwandungen oder seien es die hineinragenden Nadeln, durchsetzt sind, wird in erfindungs7. gemäßer Weise erreicht, daß eine sehr große Oberfläche mit den pulsierenden Abgasen in Verbindung ist, so daß die Schwingungsturbulenz, die von der Arbeitsweise der Verbrennungskraftmaschine herrührt, zur Verbesserung der Wärmeübertragung sehr günstig ausgenutzt wird.The gas ducts embodied according to the invention in the exhaust-gas-carrying part can in the interior of the muffler with regard to their length and cross-section be dimensioned with simple means so that an optimal acoustic damping effect is achieved. By creating the channels according to the invention with the help of cover plates on the individual channel ribs or needles can be made in a very cheap and manufacturing manner simply any desired or acoustically necessary duct dimension in terms of length and cross-section. One has with the invention Execution thus at the same time numerous advantages over the previously existing Systems achieved together, namely once a good attenuation through exact acoustic Coordination, which is also carried out with very simple and cheap technical means, namely a variable channel coverage is achieved; moreover, several acoustic damping volumes in the simplest way according to the invention on the through the ribs or needles in the heating ducts formed in the exhaust-gas-carrying part are placed will. The channels used for guiding the gas can be carried out simultaneously in a manner according to the invention the function of acoustic attenuators and thermally correctly trained Meet heating fins or needles. In addition, the fact that the spaces between the rib walls or the individual needle-like structures kept correspondingly tight can be a very good heat transfer due to the gas velocity increase achieved, which is also achieved by suitable shaping of the duct walls (zigzag guide) or the built-in needles also have the top effect that is important for heat transfer exploits. The fact that the gas guide paths thus created over their entire cross-section through the heat-absorbing metal parts, be it the duct walls or be it is the protruding needles, penetrated, is in fiction7. fair way achieves that a very large surface area associated with the pulsating exhaust gases is so that the vibration turbulence caused by the operation of the internal combustion engine arises, is used very favorably to improve the heat transfer.

Es werden also durch die erfindungsgemäße Ausführung sowohl die schalldämpfungsmäßigen Forderungen als auch die wärmetechnischen Bedingungen eines guten Wärmeaustauschers in wirtschaftlicher und billiger Weise verbunden. Gleichzeitig kann die Sicherheitsforderung, daß nämlich das Eindringen der Abgase in die Frischluft auch bei Undichtwerden der Abgasleitung verhindert werden muß, in einfacher Weise erfüllt werden dadurch, daß der in den Abgasteil eingebaute Rippen- oder Nadelkörper eine glatte Außenfläche erhält, an die in bekannter Weise die bearbeitete Grundfläche des Rippen- oder Nadelkörpers, der die Wärmeabgabe an die Heizluft vermittelt, dicht angepreßt wird.So there are both the soundproofing-wise due to the embodiment according to the invention Requirements as well as the thermal conditions of a good heat exchanger connected in an economical and cheap way. At the same time, the security requirement that namely the penetration of the exhaust gases into the fresh air even if the Exhaust pipe must be prevented, can be met in a simple manner in that the rib or needle body built into the exhaust part has a smooth outer surface receives, to which in a known manner the machined base of the rib or needle body, which mediates the heat dissipation to the heating air, is tightly pressed.

Die Fig. i und 2 zeigen ein Beispiel des Erfindungsgegenstandes in Längs- und Querschnitt. Innerhalb des Dampfermantels i befinden sich die beispielsweise durch Längsrippen 18 und i9 gebildeten Abgaskanäle 2 und 3, die im abgasführenden Teil die akustische Verbindung zwischen den Dämpfungsräumen q, 5 und 6 durch Aufsetzen von einfachen Blechwandungsteilen bilden. Die Abgase treten bei 7 in den Schalldämpfer ein und nach Durchfließen der hintereinanderliegenden Kanäle 2 und 3 bei 8 aus. Es können selbstverständlich je nach der akustischen Notwendigkeit beliebig viele Kanalgruppen hintereinander angeordnet werden. Die Kaltluft, die in vielen Fällen zweckmäßigerweise als Frischluft zugeführt wird, tritt bei 14 ein und bei 13 als Warmluft wieder aus. Soll auf das Gegenstromprinzip verzichtet werden, so kann auch umgekehrt gearbeitet werden. Die Abgaskanäle 2 und 3 werden zur Erzielung großer Wärmedurchgangsflächen zweckmäßig so ausgebildet, daß jede bei Wärmeaustauschern bekannte Formgebung benutzt werden kann. Im Beispielsfall sind die Wärmedurchgangsflächen nahezu rechteckig ausgebildet (s. Fig. 2), wobei die Wärmeübertragung nach der Frischluftseite über eine Trennfuge 25 erfolgt. Die Grundplatte des Rippenkörpers der Abgasseite 19 und diejenige des Rippenkörpers der Frischluftseite sind so gestaltet, daß sie in der Trennfuge 25 satt und dicht aufeinandergesetzt werden können. Beispielsweise kann diese Trennfläche beiderseitig glatt überschliffen werden. Zur Vermeidung von Korrosions- und Verrostungsgefahr, die unter Umständen infolge der kapillaren Wirkung der Trennfuge besteht, kann die Trennfuge in erfindungsgemäßer Weise teilweise oder ganz abgedeckt. sein. Außerdem besteht die Möglichkeit, falls eine allseitig geschlossene Abdeckung der Trennfuge zweckmäßig erscheint, die Abdeckung mit einer Sollbruchstelle oder einer bei Undichtwerden der Abgasseite infolge des Überdrucks sich öffnenden, ventilartig wirkenden Öffnung zu versehen. Die letztgenannte Maßnahme erübrigt sich bei geschlossener Trennfuge, wenn entsprechend der deutschen Patentschrift 722 754 eine Absaugung etwa eindringender Abgase durch den Vergaser vorgesehen ist.FIGS. I and 2 show an example of the subject matter of the invention in longitudinal and cross-section. Inside the steam jacket i are the exhaust ducts 2 and 3, formed for example by longitudinal ribs 18 and i9, which form the acoustic connection between the damping chambers q, 5 and 6 in the exhaust-carrying part by placing simple sheet-metal wall parts on top. The exhaust gases enter the muffler at 7 and exit at 8 after flowing through channels 2 and 3 located one behind the other. Of course, any number of channel groups can be arranged one behind the other, depending on the acoustic necessity. The cold air, which is expediently supplied as fresh air in many cases, enters at 14 and exits again at 13 as warm air. If the countercurrent principle is to be dispensed with, the reverse can also be used. In order to achieve large heat transfer surfaces, the exhaust gas ducts 2 and 3 are expediently designed so that any shape known in the case of heat exchangers can be used. In the example, the heat transfer surfaces are almost rectangular (see FIG. 2), the heat transfer to the fresh air side taking place via a separating joint 25. The base plate of the rib body on the exhaust side 19 and that of the rib body on the fresh air side are designed so that they can be placed tightly and tightly on top of one another in the parting line 25. For example, this separation surface can be smoothly ground on both sides. To avoid the risk of corrosion and rusting, which may exist as a result of the capillary action of the parting line, the parting line can be partially or completely covered in the manner according to the invention. be. There is also the possibility, if a cover of the parting line that is closed on all sides appears expedient, to provide the cover with a predetermined breaking point or an opening that opens in the manner of a valve when the exhaust gas side leaks as a result of the overpressure. The last-mentioned measure is unnecessary when the parting line is closed if, in accordance with German patent specification 722 754 , exhaust gases that may penetrate through the carburetor are provided.

Zur Erhöhung der Wärmeübertragung selbst werden im Beispielsfalle die flachen Abgaskanäle 2 und 3 mit Längsrippen versehen. Ebenso könnten diese Kanäle natürlich auch mit nadelförmigen Rippen ausgestattet sein. Die gleiche oder ähnliche Vorrichtung in bezug auf die Verrippung oder Benadelung wird auf der Frischluftseite 9 vorgenommen (s. Fig. 2). Um nun die notwendigen akustischen Längen der Abgaskanäle 2 und 3 im abgasführenden Teil zu erreichen, ohne daß dabei der Heizeffekt gestört wird, sieht die Erfindung vor, daß die Rippen der beispielsweise angegebenen Gruppen 2 und 3 mit Abdeckplatten oder -blechen i i und 12 abgedeckt werden. Diese Art der Schaffung bestimmter Kanallängen ist billig und zweckmäßig. Dadurch, daß es hiermit in einfacher Weise möglich ist, verschiedene Kanallängen akustisch auszunutzen, ist eine optimale Gestaltung der schalldämpfenden Wirkung des kombinierten Wärmeaustauscherschalldämpf.ers möglich. Es besteht weiterhin die Möglichkeit,, entgegen dem in Fig. i dargestellten Beispiel die Rippengruppen 2 und 3 auf die ganze Länge durchlaufen zu lassen, was fertigungsgemäß in manchen Fällen gewisse Vorteile bietet. In dem Falle der durchlaufenden Rippen kann durch einfache Einfügung von Strömungsleitblechen 16, die in diesem Falle, wie in Fig. 3 dargestellt ist, kammartig von oben über die Rippen gesteckt werden, jede gewünschte akustische Längenunterteilung durchgeführt werden. Diese in die Rippen oder in eine entsprechende Nadelreihe eintauchenden Kamm- oder Leitbleche können über die Rippenhöhe i9 hinaus ins Innere der Dämpfungsvolumina hinein, wie dies bei 24 dargestellt ist, verlängert werden, so daß eine leitschaufelartige strömungstechnisch günstige Wirkung erzielt wird. Ebenso können die Abdeckplatten i i und 12 am Ein- und Austritt, also bei 20, 21, 22 und 23, leitschaufelartig geformt sein, wodurch ein drosselfreier Strömungsverlauf gesichert und gleichzeitig erreicht wird, daß keine Behinderung der wärmeübergangbegünstigenden Schwingungen auftritt. Die Rippen- oder Nadelkörper können auf jede bekannte Art hergestellt; werden. Durch geeignete Maßnahmen bei der Führung des F räsers kann bei der Rippenkörperherstellung selbst ein strömungsgerechter, d: h. drosselfreier Ein- und Auslauf gesichert werden, wie dies beispielsweise am Fuß 17 und Auslauf 18 von Kanal 3 zu ersehen ist. Die Rippengruppen 2 und 3 werden mit den Abdeckplatten i i und 12 zum Teil so abgeschlossen, daß günstig wirkende akustische Längen der Abgaskanalgruppen 2 und 3 oder aber einzelner diese_-Kanäle erreicht werden. Der freie Durchflußquerschnitt der Kanalgruppen steht mit den Volumina der Kammern 4, 5 und 6 in Verbindung. Das Verhältnis von Kanallängen zu den Volumina kann in jeder gewünschten akustischen Weise gestaltet werden, wodurch in wirtschaftlicher und billiger Weise eine einwandfreie,akustische Abstimmung des kombinierten Wärmeaustauscherschalldämpfers ermöglicht wird. Mit der Maßnahme der akustischen Rippenkanäle wird weiterhin eine gute Dämpfung der extrem hohen Schneidetöne durch Reibung erreicht, was sich dämpfungsmäßig sehr vorteilhaft auswirkt. Um zu vermeiden, daß die Strömung beim Aastritt aus dem ersten Gaskanal 2 unmittelbar in den Kanal 3 hinüberläuft und dabei die sehr hohen Schallfrequenzen mitreißt, eine Erscheinung, die nachweisbar bei vielen Schalldämpferkonstruktionen störend wirkt, wird die bereits obenerwähnte leitschaufelförmige Gestaltung des Bleches 24 vorgenommen.To increase the heat transfer itself are in the example the flat exhaust ducts 2 and 3 are provided with longitudinal ribs. Likewise, these channels could naturally also be equipped with needle-shaped ribs. The same or similar Device with regard to the ribbing or needling is on the fresh air side 9 made (see Fig. 2). To now the necessary acoustic lengths of the exhaust ducts 2 and 3 can be achieved in the exhaust-gas-carrying part without the heating effect being disturbed the invention provides that the ribs of the groups specified for example 2 and 3 are covered with cover plates or sheets i i and 12. This kind of Creating certain channel lengths is cheap and useful. Because it is herewith it is easily possible to use different duct lengths acoustically, is an optimal design of the sound-absorbing effect of the combined heat exchanger silencer possible. There is still the possibility, contrary to what is shown in FIG Example to let the rib groups 2 and 3 run through the entire length, what according to the manufacturing process in some cases offers certain advantages. In the case of the passing through Ribs can be made by simply inserting flow baffles 16 in this Trap, as shown in Fig. 3, put in a comb-like manner from above over the ribs any desired acoustic length division can be carried out. These comb or guide plates immersed in the ribs or in a corresponding row of needles can go beyond the rib height i9 into the interior of the damping volumes, such as this is shown at 24, can be extended so that a guide vane-like fluidic beneficial effect is achieved. The cover plates i i and 12 can also be and outlet, so at 20, 21, 22 and 23, be shaped like a guide vane, whereby a throttle-free flow is ensured and at the same time it is achieved that there is no obstruction of the heat transfer-promoting vibrations. Ribs- or needle bodies can be made in any known manner; will. Through suitable Measures to be taken in guiding the milling cutter can be taken during the manufacture of the rib body itself a streamlined, i.e. throttle-free inlet and outlet are secured, such as this can be seen, for example, at the foot 17 and outlet 18 of channel 3. The groups of ribs 2 and 3 are partially completed with the cover plates i i and 12 that cheap effective acoustic lengths of the exhaust gas duct groups 2 and 3 or individual these_ ducts can be achieved. The free flow cross-section of the channel groups corresponds to the volumes of chambers 4, 5 and 6 in connection. The ratio of channel lengths to volumes can be designed in any acoustic way desired, making it more economical and cheaper way a perfect acoustic tuning of the combined heat exchanger silencer is made possible. With the measure of the acoustic rib canals a good damping of the extremely high cutting tones is achieved by friction, which is damping-wise very beneficial. In order to avoid that the flow when Aastritt from the first gas channel 2 runs over directly into channel 3 and thereby the very high Sound frequencies carry away, a phenomenon that can be proven in many silencer constructions has a disturbing effect, the above-mentioned guide vane-shaped design of the Sheet 24 made.

Um weiterhin zu vermeiden, daß die Abdeckplatten bzw. -bleche i i oder 12 membranartige Schwingungen ausführen, falls sie aus dünnem Material hergestellt werden sollen, und daß diese Schwingungen in Berührung mit den Rippengruppen i9 ein schwirrendes Geräusch verursachen, besteht die Möglichkeit, die Rippen verschieden hoch zu gestalten und die Abd'eckbleche über diese satt aufzuspannen, wie dies aus Fig. 2 ersichtlich ist.In order to continue to avoid that the cover plates or sheets i i or perform 12 membrane-like vibrations if they are made of thin material and that these vibrations come into contact with the groups of ribs i9 causing a whirring noise, there is a possibility of the ribs differently to design high and to stretch the cover plates over them, like this Fig. 2 can be seen.

Weiterhin wird darauf hingewiesen, daß die vorliegende Erfindung den Vorteil hat, daß durch die Wärmeabgabe der Abgase in den verrippten oder benadelten Kanälen abgasseitig eine Abgasvolumenkontraktion eintritt, die den durch die Rippen oder Nadeln verursachten erhöhten Reibungseffekt weitgehend aufhebt, was eine Verbesserung sowohl der Motorleistung als auch der Schalldämpfung zur Folge hat.It should also be noted that the present invention the The advantage is that the heat dissipation of the exhaust gases in the ribbed or needled Channels on the exhaust side an exhaust gas volume contraction occurs, which is caused by the ribs or needles caused increased friction effect largely cancels out, which is an improvement both the engine power and the noise reduction.

In solchen Fällen, in denen die Verrippung bzw: Benadelung nicht etwa durch ein Guß-, Preßfließ-, Gesenkschmiede- oder Lötverfahren aufgebracht werden soll, sondern in dem insbesondere bei Einzelanfertigung die Notwendigkeit gegeben ist, durch Fräsen aus dem Vollen eine widerstandsgünstige Verrippung oder Benadelung zu erzielen, kann, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist, in erfindungsgemäßer Weise eine Doppelfräsung mit sich kreuzenden Fräsrichtungen in der Weise vorgenommen werden, daß sich nadelförmige Rippenteile mit parallellogrammförmigem Querschnitt 26 ergeben. Pfeilrichtung 27 stellt die eine, Pfeilrichtung 28 die zweite Fräsrichtung dar.In those cases in which the ribbing or needling is not through a casting, press flow, Drop forging or soldering process applied should be, but in which the necessity, especially in the case of one-off production is given, a low-resistance ribbing or by milling from the solid To achieve needling, as shown in Fig. 4, in accordance with the invention Way made a double milling with intersecting milling directions in the way become that needle-shaped rib parts with a parallellogram-shaped cross-section 26 result. Arrow direction 27 represents one milling direction, arrow direction 28 the second milling direction represent.

Bei durchgehenden Längsrippen können diese auch diffusorartig auseinanderlaufend angeordnet werden, so daß an der Eintrittsstelle, an der die Gase infolge der hohen Geschwindigkeit die größte Temperatur aufweisen, die größte Wärmeabgabe erzwungen wird. Der durch die hohe Abgasströmungsgeschwindigkeit sich ergebende erhöhte Gegendruck wird andererseits wieder durch die diffusorförmig ausgebildeten Kanalwandungen kompensiert. Auch durch diese Maßnahmen ist ein Optimum an Wärmeübergang bei Begünstigung der Motorleistung und der Schalldämpfung erreicht.With continuous longitudinal ribs, these can also diverge like a diffuser be arranged so that at the point of entry where the gases as a result of the high Speed have the highest temperature, forced the greatest heat dissipation will. The increased back pressure resulting from the high exhaust gas flow rate is on the other hand compensated again by the diffuser-shaped channel walls. Also through these measures an optimum of heat transfer is favored Engine power and sound absorption achieved.

Claims (7)

PATENTANSPRÜCHE: i. Wärmeaustauscher kombiniert mit Abgas-Schalldämpfer zu motorleistungs- und schalldämpfungsbegünstigender Ausnutzung der Abgaswärme von Verbrennungskraftmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere im abgasführenden Teil (7, 8) an akustische Dämpfungsvolumina angrenzende Rippen- oder Nadelwärmeaustauschelemente (18, i9) an einer Begrenzungsfläche eines Schalldämpfers (i.) so angeordnet sind, daß in verschiedenen auf akustische Dämpfung abgestimmten Abgaskanälen (2, 3) die Wärmeabgabe durch Kanalführung an den Stellen größter Gasgeschwindigkeit und höchster Gastemperatur unter Ausnutzung der Schwingungsturbulenz der pulsierenden Gasströmung erzwungen wird. PATENT CLAIMS: i. Heat exchanger combined with exhaust gas muffler for engine performance and sound absorption favoring utilization of the exhaust gas heat from internal combustion engines, characterized in that one or more rib or needle heat exchange elements (18, i9) adjoining acoustic damping volumes in the exhaust gas conducting part (7, 8) on a boundary surface of a muffler (i.) Are arranged so that in various exhaust gas ducts (2, 3) tuned to acoustic damping, the heat dissipation is forced through duct guidance at the points of greatest gas velocity and highest gas temperature, taking advantage of the vibrational turbulence of the pulsating gas flow. 2. Wärmeaustauscher kombiniert mit Abgas-Schalldämpfer nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeübergang der Abgase an das wärmeaustauschende Bauelement im Bereich der akustisch wirkenden Gaskanäle (2, 3) erfolgt. 2. Heat exchanger combined with exhaust gas silencer according to claim i, characterized in that the heat transfer of the exhaust gases to the heat exchanging Component in the area of the acoustically acting gas channels (2, 3) takes place. 3. Wärmeaustauscher kombiniert mit Abgas-Schalldämpfer nach .Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere wärmeabführende akustische Gaskanalgruppen (2, 3) nacheinander durchflossen werden, wobei die Unterbrechungsstellen von schalldämpfenden Kammern (4, 5, 6) umgeben sind. 3. Heat exchanger combined with exhaust gas silencer according to claims i and 2, characterized in that that one or more heat-dissipating acoustic gas duct groups (2, 3) one after the other are traversed, the interruption points of sound-absorbing chambers (4, 5, 6) are surrounded. 4. Wärmeaustauscher kombiniert mit Abgas-Schalldämpfer nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die wärmeabgebenden akustischen Kanäle mit innerer Verrippung (18, i9) oder Benadelung versehen sind. 4. Heat exchanger combined with exhaust gas silencer according to Claims i to 3, characterized in that the heat-emitting acoustic channels are provided with internal ribbing (18, i9) or needling. 5. Wärmeaustauscher, kombiniert mit Abgas-Schalldämpfer nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen- oder Nadelkörper durch Platten oder Bleche (i i, 12) abgedeckt sind, deren Länge die effektive akustische Länge der Kanäle und deren Lage den akusti schen Querschnitt des strömungsdurchflossenen Rippenkörpers bestimmt. 5. heat exchanger, combined with exhaust gas silencer according to claims i to 4, characterized in that that the rib or needle bodies are covered by plates or sheets (i i, 12), whose length is the effective acoustic length of the channels and their location is the acoustic rule cross-section of the flow-through rib body is determined. 6. Wärmeaustauscher kombiniert mit Abgas-Schalldämpfer nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen- bzw. Nadelkörper in ihrer Höhe in der Weise verschieden gestaltet sind, daß ein darübergelegtes Abdeckblech (11, 12) sich unter Spannung gleichmäßig an einen Teil oder an alle Rippenköpfe bzw. Nadelspitzen fest anlegt. 6. Heat exchanger combined with exhaust gas silencer according to claims i to 5, characterized in that that the rib or needle body is designed differently in terms of height are that an overlaid cover plate (11, 12) is evenly under tension firmly attached to a part or all of the rib heads or needle points. 7. Wärmeaustauscher kombiniert mit Abgas-Schalldämpfer nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der freie Querschnitt zwischen den inneren Rippen bzw. Nadeln der akustischen Kanäle und den Abdeckplatten mit der effektiv wirksamen Länge der akustischen Kanäle und den dazwischenliegenden Kammervolumina nach akustischen Gesichtspunkten abgestimmt ist. B. Wärmeaustauscher kombiniert mit Abgas-Schalldämpfer nach Anspruch i bis 7, dadurch gekennzeichnet d'aß der Strömungsein- und auslauf in und aus den Rippen- bzw. Nadelkanälen vom Rippenfuß aus durch leitschaufelbildende Einlauf- bzw. Auslaufflächen (17, 18) hergestellt wird. g. Wärmeaustauscher kombiniert mit Abgas-Schalldämpfer nach Anspruch i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß drosselfreie Ein- und Auslaufstellen in den Abgaskanälen durch entsprechende Ein- und Auslaufkanten (20, 21, 22, 23) der Abdeckplatte vorgesehen sind. io. Wärmeaustauscher kombiniert mit Abgas-Schalldämpfer nach Anspruch i bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die leitschaufelartigen Ausläufe der Gaskanäle über die Rippenhöhe (24) hinaus verlängert sind. i i. Wärmeaustauscher kombiniert mit Abgas-Schalldämpfer nach Anspruch i bis io, dadurch gekennzeichnet, daß die den Sicherheitsraum bildende Trennfläche (25) zwischen kaltem und heißem Rippenkörper entlang der Trennfuge so abgedichtet ist, daß die bei Undichtheit durchtretenden Abgase infolge ihres Oberdrucks ins Freie abziehen können. 12. Wärmeaustauscher kombiniert mit Abgas-Schalldämpfer nach Anspruch i bis i i, dadurch gekennzeichnet, daß eine akustisch wirksame Kanallänge durch kammartige Leitschaufelflächen (16) hergestellt wird, die in die Verrippung (2, 3) eintauchen. 13. Wärmeaustauscher kombiniert mit Abgas-Schalldämpfer nach Anspruch i bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die durchlaufenden Rippen- oder Nadelkörper durch zwischengeschaltete Leitschaufelflächen (16) in verschiedene akustisch wirkende Abgaskanallängen unterteilt werden. 14. Wärmeaustauscher kombiniert mit Abgas-Schalldämpfer nach Anspruch i bis 13, dadurch gekennzeichnet, daB die Verrippung bzw. Benadelung mit Fräsern, die in zwei sich kreuzenden Fräsrichtungen (27, 28) bewegt werden, hergestellt wird, wobei die Fräsrichtungen so gewählt werden, daß sich parallelogrammförmige Nadelquerschnitte (26) ergeben. 15. Wärmeaustauscher kombiniert mit Abgas-Schalldämpfer nach Anspruch i bis 14, dadurch gekennzeichnet, daB die Heizkanäle (2, 3) diffusorartige Form haben.7. Heat exchanger combined with exhaust gas silencer according to claims i to 6, characterized in that that the free cross-section between the inner ribs or needles of the acoustic Channels and the cover plates with the effective effective length of the acoustic channels and the intervening chamber volumes are matched according to acoustic criteria is. B. heat exchanger combined with exhaust muffler according to claim i to 7, characterized in that the flow inlet and outlet in and out of the rib or needle channels from the rib foot through inlet and outlet surfaces that form guide vanes (17, 18) is produced. G. Heat exchanger combined with exhaust silencer according to claims i to 8, characterized in that throttle-free inlet and outlet points in the exhaust ducts through corresponding inlet and outlet edges (20, 21, 22, 23) the cover plate are provided. ok Heat exchanger combined with exhaust silencer according to claims i to 9, characterized in that the guide vane-like outlets the gas channels are extended beyond the rib height (24). i i. Heat exchanger combined with exhaust gas silencer according to claims i to io, characterized in that that the separating surface (25) between cold and hot forming the safety space Rib body is sealed along the parting line so that the leaking through Exhaust gases can escape into the open due to their overpressure. 12. Heat exchanger combined with exhaust gas silencer according to claims i to i i, characterized in that that an acoustically effective channel length through comb-like guide vane surfaces (16) is made, which dip into the ribs (2, 3). 13. Heat exchanger combined with exhaust gas silencer according to claims i to 12, characterized in that that the continuous rib or needle body through intermediate guide vane surfaces (16) can be subdivided into different acoustically acting exhaust duct lengths. 14th Heat exchanger combined with exhaust gas silencer according to claims i to 13, characterized marked that the ribbing or needling with milling cutters, which are in two intersecting milling directions (27, 28) are moved, the milling directions be chosen so that parallelogram-shaped needle cross-sections (26) result. 15. Heat exchanger combined with exhaust gas silencer according to claim i to 14, characterized in that the heating channels (2, 3) have a diffuser-like shape.