EP1062418B1 - Vorrichtung zur kühlung von gasen - Google Patents

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EP1062418B1
EP1062418B1 EP99907516A EP99907516A EP1062418B1 EP 1062418 B1 EP1062418 B1 EP 1062418B1 EP 99907516 A EP99907516 A EP 99907516A EP 99907516 A EP99907516 A EP 99907516A EP 1062418 B1 EP1062418 B1 EP 1062418B1
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cooling device
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EP99907516A
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Helmut Neuschwander
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Filterwerk Mann and Hummel GmbH
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    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/10—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically
    • F28D7/106—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically consisting of two coaxial conduits or modules of two coaxial conduits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/22—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage
    • F02M26/29—Constructional details of the coolers, e.g. pipes, plates, ribs, insulation or materials
    • F02M26/32—Liquid-cooled heat exchangers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/42—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being both outside and inside the tubular element
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F28F1/422—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being both outside and inside the tubular element with outside means integral with the tubular element and inside means integral with the tubular element
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F7/00—Elements not covered by group F28F1/00, F28F3/00 or F28F5/00
    • F28F7/02—Blocks traversed by passages for heat-exchange media

Definitions

  • the invention relates to a device for cooling Gases, especially in exhaust gas recirculation at one Internal combustion engine, according to the preamble of the main claim.
  • the invention has for its object a device to cool gases in such a way that a simple Can be arranged in existing cooling systems is.
  • the inventive device of the aforementioned Art is designed in an advantageous manner according to the features of claim 1.
  • the Cooling device centrally inside the channels for the Cooling medium and radially outside the channels for the to be cooled Gas on, cooling fins outside on the cooling device to further improve temperature dissipation available.
  • the gas is from the Exhaust gases from an internal combustion engine branched into the Intake tract of the internal combustion engine is returned (so-called exhaust gas recirculation EGR) and the cooling medium the coolant in the cooling circuit of the internal combustion engine.
  • EGR exhaust gas recirculation
  • the cooling device according to the invention can be advantageous Manufacture in such a way that the cooling device formed with the channels from die-cast parts is, a first lid with an annular inlet for the gas to be cooled and a second cover with a funnel-shaped outlet for the gas to be cooled available.
  • the ring-shaped inlet you can a particularly even distribution in the channels of the Cooling device when flowing in and with the funnel-shaped Outlet flows evenly through the channels to reach.
  • cooling device is formed by radial partitions and outside there are six channels for the gas to be cooled also formed by radial partitions.
  • Figure 1 is a section through a device 1 for Cooling exhaust gas with exhaust gas recirculation for one Combustion engine not shown here.
  • the exhaust gas flows into a gas inlet 2 according to an arrow 3a first cover 4 of the device 1 in a ring.
  • the Exhaust gas flows through channels 5 through an intermediate piece 6 of any length and emerges from a funnel-shaped Cover 7 according to arrow 3b again from the cooling device 1 out.
  • FIG. 2 a cross section I-I through the intermediate piece 6 shows.
  • the course of the channels 5 can be seen from this, through which the exhaust gas runs in parallel through the cooling device 1 flows.
  • cooling device 1 there is also an inlet 8 for a cooling medium, here the cooling liquid for the cooling system of the internal combustion engine, through which the Coolant according to arrow 9a in device 1 flows in and through channels 10 in alternating directions is directed to the outlet 11, from which it according to arrow 9b comes out again.
  • a cooling medium here the cooling liquid for the cooling system of the internal combustion engine
  • Channels 5 and 10 are in parts 4, 7 and 6 of the Cooling device 1, which are manufactured as castings, trained and corresponding to each other via seals 13 sealed.
  • the Cooling device 1 In order to derive the temperature in the to strengthen outer channels 5 flowing exhaust gas are on the outside of the device 1 and in particular on the Intermediate piece 6 cooling fins 12 from an extruded Aluminum profile arranged.

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  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kühlung von Gasen, bei der das Gas durch Kanäle (5) einer Kühlvorrichtung (1) führbar ist, wobei in der Kühlvorrichtung (1) in Nachbarschaft zu den Kanälen (5) für das Gas auch Kanäle (10) für ein durchströmendes Kühlmedium vorhanden sind. Die Kühlvorrichtung (1) weist zentral im Inneren die Kanäle (10) für das Kühlmedium und radial außen die Kanäle (5) für das zu kühlende Gas auf.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kühlung von Gasen, insbesondere bei der Abgasrückführung bei einem Verbrennungsmotor, nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.
Es ist beispielsweise bekannt, eine Kühlung eines heißen Gases durch eine spezielle Ausbildung des in der Regel metallischen Gasrohres oder durch die Mischung des Gases mit einem kühleren Medium vorzunehmen.
Aufgabenstellung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Kühlung von Gasen so auszubilden, dass eine einfache Anordnung in bereits bestehende Kühlsysteme möglich ist.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Vorrichtung der eingangs angegebenen Art ist in vorteilhafter Weise gemäß den Merkmalen des Anspruches 1 ausgebildet.
Um eine gute Temperaturableitung zu erreichen, weist die Kühlvorrichtung zentral im Inneren die Kanäle für das Kühlmedium und radial außen die Kanäle für das zu kühlende Gas auf, wobei außen auf der Kühlvorrichtung Kühlrippen zur weiteren Verbesserung der Temperaturableitung vorhanden sind.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das Gas von den Abgasen eines Verbrennungsmotors abgezweigt, das in den Ansaugtrakt des Verbrennungsmotors zurückgeführt wird (sogenannte Abgasrückführung AGR) und das Kühlmedium ist die Kühlflüssigkeit im Kühlkreislauf des Verbrennungsmotors.
Die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung läßt sich in vorteilhafter Weise dadurch herstellen, dass die Kühlvorrichtung mit den Kanälen aus Druckgussteilen gebildet ist, wobei ein erster Deckel mit einem ringförmigen Einlass für das zu kühlende Gas und ein zweiter Deckel mit einem trichterförmigen Auslass für das zu kühlende Gas vorhanden sind. Mit dem ringförmigen Einlass lässt sich eine besonders gleichmäßige Verteilung in den Kanälen der Kühlvorrichtung beim Einströmen und mit dem trichterförmigen Auslass ein gleichmäßiges Durchströmen der Kanäle erreichen.
Weiterhin ist bei dieser Ausführungsform ein Zwischenstück zwischen den Deckeln mit den Kanälen vorhanden, so dass die einen Kanäle in der Kühlvorrichtung jeweils ein Durchströmen des Gases oder die anderen Kanäle ein Durchströmen des Kühlmediums in wechselnder Richtung ermöglichen, wobei außen auf dem Zwischenstück in vorteilhafter Weise ein stranggepresstes Aluminium-Profilteil mit den Kühlrippen angebracht ist.
Bevorzugt sind drei Kanäle für die Kühlflüssigkeit im Inneren der Kühlvorrichtung durch radiale Trennwände gebildet und außen sind sechs Kanäle für das zu kühlende Gas ebenfalls durch radiale Trennwände gebildet.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Kühlung von wird anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
  • Figur 1 einen Längsschnitt durch eine solche Vorrichtung in der Abgasrückführung für einen Verbrennungsmotor und
  • Figur 2 eine Querschnitt I-I durch das Ausführungsbeispiels nach Figur 1.
    • Beschreibung des Ausführungsbeispiels
    In Figur 1 ist ein Schnitt durch eine Vorrichtung 1 zur Kühlung von Abgas mit einer Abgasrückführung für einen hier nicht gezeigten Verbrennungsmotor gezeigt. Das Abgas strömt an einem Gaseinlass 2 gemäß einem Pfeil 3a in einen ersten Deckel 4 der Vorrichtung 1 ringförmig ein. Das Abgas strömt durch Kanäle 5 durch ein Zwischenstück 6 einer beliebigen Länge und tritt aus einem trichterförmigen Deckel 7 gemäß Pfeil 3b wieder aus der Kühlvorrichtung 1 heraus.
    Zur Verdeutlichung des Verlaufs der Kanäle 5 und der weiter unten beschriebenen Kanäle wird auf Figur 2 verwiesen, die einen Querschnitt I-I durch das Zwischenstück 6 zeigt. Es ist hieraus der Verlauf der Kanäle 5 zu erkennen, durch die das Abgas parallel durch die Kühlvorrichtung 1 strömt.
    An der Kühlvorrichtung 1 ist weiterhin ein Einlass 8 für ein Kühlmedium, hier die Kühlflüssigkeit für das Kühlsystem des Verbrennungsmotors, vorhanden, durch den die Kühlflüssigkeit gemäß des Pfeiles 9a in die Vorrichtung 1 hineinströmt und durch Kanäle 10 in wechselnder Richtung zum Auslass 11 geleitet wird, aus dem sie gemäß Pfeil 9b wieder heraustritt. Die Lage der Kanäle 10 ist ebenfalls aus der Figur 2 deutlich zu erkennen.
    Die Kanäle 5 und 10 sind in den Teilen 4, 7 und 6 der Kühlvorrichtung 1, die als Gussteile hergestellt sind, ausgebildet und über Dichtungen 13 entsprechend gegeneinander abgedichtet. Um die Temperaturableitung des in den äußeren Kanälen 5 strömenden Abgases noch zu verstärken sind außen auf der Vorrichtung 1 und insbesondere auf dem Zwischenstück 6 Kühlrippen 12 aus einem stranggepressten Aluminiumprofil angeordnet.
    Bezugszeichenliste
    1 =
    Vorrichtung zur Kühlung von Abgasen
    2 =
    Gaseinlass
    3a,3b=
    Pfeile (Gasstrom)
    4 =
    Deckel
    5 =
    Kanäle
    6 =
    Zwischenstück
    7 =
    Deckel
    8 =
    Einlass für Kühlmedium
    9a,9b=
    Pfeile (Kühlmittelstrom)
    10 =
    Kanäle
    11 =
    Auslass für Kühlmittel
    12 =
    Kühlrippen
    13 =
    Dichtungen

    Claims (6)

    1. Vorrichtung zur Kühlung von Gasen, wobei das Gas durch Kanäle (5) einer Kühlvorrichtung (1) führbar ist, wobei in der Kühlvorrichtung (1) in Nachbarschaft zu den Kanälen (5) für das Gas auch Kanäle (10) für ein durchströmendes Kühlmedium vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlvorrichtung (1) mit den Kanälen (15) aus Druckgussteilen hergestellt ist, wobei ein erster Deckel (4) mit einem ringförmigen Einlass für das zu kühlende Gas und ein zweiter Deckel (7) mit einem trichterförmigen Auslass für das zu kühlende Gas vorhanden sind und ein Zwischenstück (6) mit den Kanälen (15) vorhanden ist, so dass die Kanäle (15) ein Durchströmen der Kühlvorrichtung sowohl des Gases als auch des Kühlmediums in wechselnder Richtung ermöglichen.
    2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
      die Kühlvorrichtung (1) zentral im Inneren die Kanäle (10)für das Kühlmedium und radial außen die Kanäle (5) für das zu kühlende Gas aufweist.
    3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass
      außen auf der Kühlvorrichtung (1) Kühlrippen (12) vorhanden sind.
    4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
      das Gas von den Abgasen eines Verbrennungsmotors abgezweigt ist, das in den Ansaugtrakt des Verbrennungsmotors zurückgeführt wird und das Kühlmedium die Kühlflüssigkeit im Kühlkreislauf des Verbrennungsmotors ist.
    5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
      außen auf dem Zwischenstück (6) ein stranggepresstes Aluminium-Profilteil mit den Kühlrippen (12) angebracht ist.
    6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass
      drei Kanäle (10) für die Kühlflüssigkeit im Inneren der Kühlvorrichtung (1) durch radiale Trennwände gebildet sind und außen sechs Kanäle (5) für das zu kühlende Gas ebenfalls durch radiale Trennwände gebildet sind.
    EP99907516A 1998-03-07 1999-02-06 Vorrichtung zur kühlung von gasen Expired - Lifetime EP1062418B1 (de)

    Applications Claiming Priority (3)

    Application Number Priority Date Filing Date Title
    DE19809859A DE19809859A1 (de) 1998-03-07 1998-03-07 Vorrichtung zur Kühlung von Gasen
    DE19809859 1998-03-07
    PCT/EP1999/000799 WO1999045264A1 (de) 1998-03-07 1999-02-06 Vorrichtung zur kühlung von gasen

    Publications (2)

    Publication Number Publication Date
    EP1062418A1 EP1062418A1 (de) 2000-12-27
    EP1062418B1 true EP1062418B1 (de) 2002-04-24

    Family

    ID=7860086

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    Application Number Title Priority Date Filing Date
    EP99907516A Expired - Lifetime EP1062418B1 (de) 1998-03-07 1999-02-06 Vorrichtung zur kühlung von gasen

    Country Status (4)

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    US (1) US6374598B1 (de)
    EP (1) EP1062418B1 (de)
    DE (2) DE19809859A1 (de)
    WO (1) WO1999045264A1 (de)

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