EP3230672A1 - Wärmeübertrager - Google Patents

Wärmeübertrager

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Publication number
EP3230672A1
EP3230672A1 EP15804846.2A EP15804846A EP3230672A1 EP 3230672 A1 EP3230672 A1 EP 3230672A1 EP 15804846 A EP15804846 A EP 15804846A EP 3230672 A1 EP3230672 A1 EP 3230672A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
heat exchanger
housing
flange ring
housing part
flange
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP15804846.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Albrecht Siegel
Leander Horntasch
Pascal Lerchner
Simon HUND
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mahle International GmbH
Original Assignee
Mahle International GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mahle International GmbH filed Critical Mahle International GmbH
Publication of EP3230672A1 publication Critical patent/EP3230672A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • 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
    • F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D21/0001—Recuperative heat exchangers
    • F28D21/0003—Recuperative heat exchangers the heat being recuperated from exhaust gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • 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
    • F28D7/16—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 in parallel spaced relation
    • F28D7/1684—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 in parallel spaced relation the conduits having a non-circular cross-section
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/005—Other auxiliary members within casings, e.g. internal filling means or sealing means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
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    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02—Header boxes; End plates
    • F28F9/0236—Header boxes; End plates floating elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/26—Arrangements for connecting different sections of heat-exchange elements, e.g. of radiators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2265/00—Safety or protection arrangements; Arrangements for preventing malfunction
    • F28F2265/26—Safety or protection arrangements; Arrangements for preventing malfunction for allowing differential expansion between elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2275/00—Fastening; Joining

Definitions

  • the present invention relates to a heat exchanger with a rohrformigen housing, a flange, two floors and heat exchanger tubes, according to the preamble of claim 1.
  • the invention also relates to a housing part for such a heat exchanger.
  • a generic and designed as an exhaust gas heat exchanger heat exchanger is known, with a housing and a first flow channel, which is traversed by a first fluid.
  • the first flow channel is formed by the heat exchanger tubes, whereas a second flow channel extends between the heat exchanger tubes and the housing.
  • the heat exchanger has an at least partially circumferential first flange, which is designed in one piece with the exhaust gas heat exchanger.
  • WO 03/091 650 A1 discloses an exhaust gas heat exchanger with exhaust gas recirculation, which has a housing jacket for a coolant and a tube bundle, which flows through exhaust gases and flows around the coolant.
  • the tube bundle, the tubesheets and the housing jacket thereby form a self-contained force flow.
  • a sliding seat Built in the power flow is a sliding seat, which is arranged either in the housing shell or between the tube sheet and housing shell. Through this sliding seat, the different strains of the tube bundle on the one hand and the housing shell on the other hand can be compensated, so that no unacceptably high voltages occur in the components of the heat exchanger.
  • a disadvantage of heat exchangers from the prior art is generally that their housing from a variety of items, namely, for example, from a housing section, a flange, two floors and heat exchanger tubes are assembled, between these individual parts each Geheges former must be made, for example one unwanted leakage of exhaust gas and / or coolant and thus to be able to reliably prevent leakage of the heat exchanger.
  • each Geheges former must be made, for example one unwanted leakage of exhaust gas and / or coolant and thus to be able to reliably prevent leakage of the heat exchanger.
  • complex and thus also expensive joining operations occur.
  • such joints pose a potential risk for leaks, so that in a variety of joints purely statistically, a variety of leakage points can occur.
  • the present invention therefore deals with the problem of providing a heat exchanger of the generic type an improved or at least one alternative embodiment, which in particular ensures a simple and cost-effective installation of the heat exchanger and also reduces the risk of leakage.
  • the present invention is based on the general idea of integrating a plurality of parts of a heat exchanger in a one-piece component and thereby not only simplify the assembly, but also to significantly reduce the number of joints and associated potential leakage points.
  • the heat exchanger according to the invention in this case has a tubular housing, a flange, two floors and heat exchanger tubes, which extend through the housing and trapped in each case on the longitudinal end in the soil are.
  • a first flow channel is formed, whereas a second flow channel extends between the heat exchanger tubes and the housing. Exhaust gas flows in the first flow channel, for example, while cooling medium / coolant flows in the second flow channel.
  • the housing is now formed from two, one-piece and cup-shaped housing parts, each of which has a tubular housing section, a flange ring section and a bottom, and wherein these two housing sections can be connected to one another via the two flange ring sections to form a finished housing.
  • the heat exchanger according to the invention thus eliminating a joining of the bottom or the flange portion with a respective housing portion, whereby these joints and thus these potential leakage points are already eliminated. By eliminating these joints and the assembly process can be performed not only faster, but also significantly cheaper.
  • the flange portion of the one housing part has an outer diameter which is complementary to an inner diameter of the flange ring portion of the other housing part and thereby inserted into this.
  • An assembly of the housing of the heat exchanger can thus be done by a simple connection or joining, in particular soldering, welding, the two housing parts in the region of the respective flange portions.
  • soldering, welding or generally joining the two housing parts at the same time also used and trapped in the two floors heat exchanger tubes are soldered, welded or joined, creating a high quality, fast and at the same time inexpensive manufacturing possible.
  • the heat exchanger is designed as an exhaust gas heat exchanger.
  • Abgastagetau- shear can be used, for example, to heat the coolant and thus to reduce the emission-rich cold start phase of an internal combustion engine, which also can be cooled by an exhaust gas recirculation exhaust gas to be recirculated by the Abgas139übertragers.
  • Such exhaust gas recirculation reduces the emissions of the internal combustion engine partly considerable.
  • At least one of the housing parts is formed as a formed sheet metal stamped part and in particular produced by deep drawing.
  • the individual housing parts are of course also of high quality and inexpensive to produce, which can be achieved in particular by the fact that they are produced as formed sheet metal stampings.
  • the cup-shaped shape of the respective housing part can be achieved in particular by deep drawing.
  • At least one of the housing parts has an integrally formed or attached inlet stub and / or outlet stub for coolant.
  • an inlet connection or outlet connection can also be designed in the manner of a diffuser and thereby bring about a uniform introduction or discharge of the coolant into the housing or out of the housing. In this way, in particular, the efficiency of the heat exchanger according to the invention can be increased.
  • the present invention is further based on the general idea to provide a housing part for a heat exchanger described above, wherein this housing part is formed in one piece and cup-shaped and comprises a housing wall portion, a flange ring portion and a bottom.
  • the housing parts can be designed as identical parts, with the exception of a differently formed flange portion, so that two respective housing parts inserted over the respective flange portion into one another and soldered, welded or generally joined together there.
  • Such a housing part can be produced in particular as a cost-effective and high-quality stamped sheet metal part, in particular, for example, in the deep drawing process.
  • FIG. 1 is a sectional view through a heat exchanger according to the invention in the assembled state
  • Fig. 2 is an exploded view of the heat exchanger, but without
  • Heat exchanger tubes, 3 is a perspective view of the heat exchanger according to the invention.
  • Fig. 4 is a representation as in Figure 2, but from a perspective
  • a heat exchanger 1 which can be designed, for example, as an exhaust gas heat exchanger, has a tubular housing 2, a flange ring 3, two plates 4 and heat exchanger tubes 5, wherein the heat exchanger tubes 5 extend through the housing 2 and in each case along the longitudinal end are trapped in the soil 4.
  • a first flow channel for example for exhaust gas, runs in the heat exchanger tubes 5, while a second flow channel, for example for cooling medium / coolant, is formed between the heat exchanger tubes 5 and the housing 2.
  • three heat exchanger tubes 5 are shown, which of course significantly more heat exchanger tubes 5 are arranged in the heat exchanger 1 and have been omitted only for clarity.
  • the housing 2 is now composed of two housing parts 6 and 7, each in one piece and pot-shaped, each of which has a housing section 8, a flange ring section 9 and a bottom 4, and wherein the two housing parts 6, 7 are joined together via the two flange sections 9 are connectable. Due to the inventive design of the two housing parts 6,7 especially previously required joints between the bottoms 4 and the housing sections 8 can be omitted, since they are now carried out in one piece with each other. Each of the floors 4 in this case has a number of passage openings 10 (see FIGS. 3 and 4) in which the heat exchanger tubes 5 are trapped. If one looks at FIG.
  • a metal sheet 13 which circumscribes at least partially in the form of a hollow cylinder within the housing 2 in the region of the two flange ring sections 9 is provided.
  • a sealed cavity 14 may be arranged between the plate 13 and the flange ring sections 9, or else the plate 13 has openings 15 which form a passage for coolant into the cavity 14.
  • the openings 15 are formed round or square with a predetermined cross-sectional area or contour, so that in the cavity 14 possibly forming air bubbles can reach the coolant only with a certain (minimized) volume.
  • the sheet metal 13 can be fixed to the inside of the housing 2, for example by welding or soldering. It can completely or partially fluid-tightly separate the coolant-carrying space from the circulating cavity 14 of the flange-ring section.
  • the flange portion 9 of a housing part 6 has an outer diameter which is complementary to an inner diameter of the flange ring portion 9 of the other housing part 7 and thereby inserted into this.
  • An assembly of the two housing parts 6,7 can thus be done by a simple telescoping of the respective sections 9.
  • the two housing parts 6,7 are soldered to each other at the flange ring sections 9, welded or otherwise joined and thereby sealed together.
  • the two housing halves, ie the two housing parts 6,7 are telescoped with the heat exchanger tubes 5 arranged therein and joined, for example, in a brazing furnace, not only the joint is made at the two interconnected flange ring sections 9, but at the same time, the joints between the heat exchanger tubes 5 and the floors.
  • the two housing parts 6,7 can be formed as a formed sheet metal stampings and in particular produced by deep drawing. This not only a manufacturing technology simple, but also a high quality and cost-effective production is possible.
  • the two housing parts 6,7 may be formed as identical parts, for example, with the exception of the flange portion 9, but may also have a different axial length or additional different components, such as an inlet port 1 1 and / or an outlet 12 for coolant.
  • the heat exchanger 1 according to the invention or the two housing parts 6, 7 not only can the number of parts and, associated therewith, the storage and logistics costs be reduced, but in general also the production, i. the assembly of the heat exchanger 1 simplified and upgraded in quality.
  • integrally forming the bottom 4 with the respective housing portion 8 of the housing part 6,7 eliminates, for example, between these two parts 4,8 previously required and leakage endangered joint, creating a not to be underestimated quality advantage can be achieved.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager(1) mit einem rohrförmigen Gehäuse (2), einem Flanschring (3), zwei Böden (4) und Wärmetauscherrohren (5), die durch das Gehäuse (2) verlaufen und jeweils längsendseitig in den Böden (4) gefangen sind, wobei in den Wärmetauscherrohren (5) ein erster Strömungskanal und zwischen den Wärmetauscherrohren (5) und dem Gehäuse (2) ein zweiter Strömungskanal ausgebildet ist. Erfindungswesentlich ist dabei, dass das Gehäuse (2) aus zwei,jeweils einstückigen und topfförmigen Gehäuseteilen (6,7) gebildet ist, von denen jedes Gehäuseteil (6,7) einen Gehäuseabschnitt (8), einen Flanschringabschnitt (9) und einen Boden (4) aufweist und wobei die beiden Gehäuseteile (6,7) über die beiden Flanschringabschnitte (9) miteinander verbindbar sind. Hierdurch kann die Montage vereinfacht und die Anzahl potentieller Leckagestellen reduziert werden.

Description

Wärmeübertrager
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager mit einem rohrformigen Gehäuse, einem Flanschring, zwei Böden und Wärmetauscherrohren, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 . Die Erfindung betrifft außerdem ein Gehäuseteil für einen solchen Wärmeübertrager.
Aus der DE 10 2012 21 1 31 1 A1 ist ein gattungsgemäßer und als Abgaswärmeübertrager ausgebildeter Wärmeübertrager bekannt, mit einem Gehäuse und einem ersten Strömungskanal, welcher von einem ersten Fluid durchströmbar ist. Der erste Strömungskanal ist dabei durch die Wärmetauscherrohre gebildet, wogegen ein zweiter Strömungskanal zwischen den Wärmetauscherrohren und dem Gehäuse verläuft. An zumindest einem seiner Endbereiche weist der Wärmeübertrager einen zumindest teilweise umlaufenden ersten Flansch auf, der einstückig mit dem Abgaswärmeübertrager ausgeführt ist. Durch die Integration des Flansches in das Gehäuse kann dessen aufwendige Montage eingespart werden.
Aus der WO 03/091 650 A1 ist ein Abgaswärmeübertrager mit einer Abgasrückführung bekannt, welcher einen Gehäusemantel für ein Kühlmittel und ein von Abgasen druchströmtes und vom Kühlmittel umströmtes Rohrbündel aufweist. Das Rohrbündel, die Rohrböden und der Gehäusemantel bilden dabei einen in sich geschlossenen Kraftfluss. Im Kraftfluss eingebaut ist ein Schiebesitz, der entweder im Gehäusemantel oder zwischen Rohrboden und Gehäusemantel angeordnet ist. Durch diesen Schiebesitz können die unterschiedlichen Dehnungen des Rohrbündels einerseits und des Gehäusemantels andererseits kompensiert werden, sodass keine unzulässig hohen Spannungen in den Bauteilen des Wärmeübertragers auftreten. Nachteilig bei Wärmeübertragern aus dem Stand der Technik ist generell, dass deren Gehäuse aus einer Vielzahl von Einzelteilen, nämlich beispielsweise aus einem Gehäuseabschnitt, einem Flanschring, zwei Böden und Wärmetauscherrohren zusammengesetzt werden, wobei zwischen diesen einzelnen Teilen jeweils Gefügesteilen hergestellt werden müssen, um beispielsweise einen unerwünschten Austritt von Abgas und/oder Kühlmittel und damit eine Leckage des Wärmeübertragers zuverlässig vermeiden zu können. Für das Herstellen dieser Fügestellen fallen jedoch aufwendige und damit auch teure Fügeoperationen an. Zudem stellen derartige Fügestellen eine potentielle Gefahr für Leckagestellen dar, sodass bei einer Vielzahl an Fügestellen rein statistisch gesehen auch eine Vielzahl von Leckagestellen auftreten können.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, für einen Wärmeübertrager der gattungsgemäßen Art eine verbesserte oder zumindest eine alternative Ausführungsform anzugeben, welche insbesondere eine einfache und kostengünstigere Montage des Wärmeübertragers gewährleistet und zudem das Risiko einer Leckage reduziert.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, mehrere Teile eines Wärmeübertragers in ein einstückiges Bauteil zu integrieren und dadurch nicht nur den Zusammenbau zu vereinfachen, sondern auch die Anzahl der Fügestellen und damit verbunden der potentiellen Leckagestellen deutlich zu reduzieren. Der erfindungsgemäße Wärmeübertrager weist dabei ein rohrförmiges Gehäuse, einen Flanschring, zwei Böden sowie Wärmetauscherrohre auf, die durch das Gehäuse verlaufen und jeweils längsendseitig in den Böden gefangen sind. In den Wärmetauscherrohren ist dabei ein erster Strömungskanal ausgebildet, wogegen ein zweiter Strömungskanal zwischen den Wärmetauscherrohren und dem Gehäuse verläuft. Im ersten Strömungskanal strömt dabei beispielsweise Abgas, während im zweiten Strömungskanal Kühlmedium/Kühlmittel strömt. Erfindungsgemäß ist nun das Gehäuse aus zwei, jeweils einstückigen und topfför- migen Gehäuseteilen gebildet, von denen jedes einen rohrförmigen Gehäuseabschnitt, einen Flanschringabschnitt und einen Boden aufweist und wobei diese beiden Gehäuseteile über die beiden Flanschringabschnitte zu einem fertigen Gehäuse miteinander verbindbar sind. Bei dem erfindungsgemäßen Wärmeübertrager entfällt somit ein Fügen des Bodens bzw. des Flanschringabschnitts mit einem jeweiligen Gehäuseabschnitt, wodurch diese Fügestellen und damit auch diese potentiellen Leckagestellen bereits eliminiert sind. Durch den Entfall dieser Fügestellen kann auch der Montageprozess nicht nur schneller, sondern auch deutlich kostengünstiger ausgeführt werden.
Zweckmäßig weist der Flanschringabschnitt des einen Gehäuseteils einen Außendurchmesser auf, der komplementär zu einem Innendurchmesser des Flanschringabschnitts des anderen Gehäuseteils ausgebildet und dadurch in diesen einschiebbar ist. Ein Zusammensetzen des Gehäuses des Wärmeübertragers kann somit durch ein einfaches Verbinden bzw. Fügen, insbesondere Verlöten, Verschweißen, der beiden Gehäuseteile im Bereich der jeweiligen Flanschringabschnitte erfolgen. Üblicherweise werden dabei bei einem Verlöten, Verschweißen oder allgemein Fügen der beiden Gehäuseteile zugleich auch die eingesetzten und in den beiden Böden gefangenen Wärmetauscherrohre mit verlötet, verschweißt bzw. gefügt, wodurch ein qualitativ hochwertiges, schnelles und zugleich kostengünstiges Herstellen ermöglicht wird.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist der Wärmeübertrager als Abgaswärmetauscher ausgebildet. Abgaswärmetau- scher können beispielsweise zur Erwärmung des Kühlmittels und damit zu einer Reduzierung der emissionsträchtigen Kaltstartphase einer Brennkraftmaschine eingesetzt werden, wobei zusätzlich bei einer Abgasrückführung auch rückzuführendes Abgas mittels des Abgaswärmeübertragers gekühlt werden kann. Eine derartige Abgasrückführung senkt die Emissionen der Brennkraftmaschine zum Teil erheblich.
Zweckmäßig ist zumindest eines der Gehäuseteile als umgeformtes Blechstanzteil ausgebildet und insbesondere durch Tiefziehen hergestellt. Neben dem Vermeiden der Fügestellen sollen die einzelnen Gehäuseteile selbstverständlich auch qualitativ hochwertig und kostengünstig herstellbar sein, was insbesondere dadurch erreicht werden kann, dass diese als umgeformte Blechstanzteile hergestellt werden. Die topfförmige Gestalt des jeweiligen Gehäuseteils kann dabei insbesondere durch ein Tiefziehen erreicht werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung weist zumindest eines der Gehäuseteile einen angeformten oder angebrachten Einlassstutzen und/oder Auslassstutzen für Kühlmittel auf. Ein derartiger Einlassstutzen bzw. Auslassstutzen kann dabei selbstverständlich auch in der Art eines Diffusors ausgebildet sein und dadurch eine gleichmäßige Einleitung oder Ausleitung des Kühlmittels in das Gehäuse bzw. aus dem Gehäuse heraus bewirken. Hierdurch lässt sich insbesondere der Wirkungsgrad der erfindungsgemäßen Wärmeübertragers steigern.
Die vorliegende Erfindung beruht weiter auf dem allgemeinen Gedanken, ein Gehäuseteil für einen zuvor beschriebenen Wärmeübertrager anzugeben, wobei dieses Gehäuseteil einstückig und topfförmig ausgebildet ist und einen Gehäusewandabschnitt, einen Flanschringabschnitt und einen Boden umfasst. Die Gehäuseteile können dabei als Gleichteile ausgebildet sein, mit der Ausnahme eines un- terschiedlich ausgebildeten Flanschringabschnitts, sodass jeweils zwei zugehörige Gehäuseteile über den jeweiligen Flanschringabschnitt ineinander eingeschoben und dort miteinander verlötet, verschweißt oder allgemein gefügt werden können. Ein solches Gehäuseteil kann insbesondere als kostengünstiges und qualitativ hochwertiges Blechstanzteil hergestellt werden, insbesondere beispielsweise im Tiefziehverfahren.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
Es zeigen, jeweils schematisch,
Fig. 1 eine Schnittdarstellung durch einen erfindungsgemäßen Wärmeübertrager in montiertem Zustand,
Fig. 2 eine Explosionsdarstellung des Wärmeübertragers, jedoch ohne
Wärmetauscherrohre, Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Wärmeübertragers,
Fig. 4 eine Darstellung wie in Figur 2, jedoch aus einer perspektivischen
Ansicht.
Entsprechend der Figur 1 , weist ein erfindungsgemäßer Wärmeübertrager 1 , der beispielsweise als Abgaswärmeübertrager ausgebildet sein kann, ein rohrförmi- ges Gehäuse 2, einen Flanschring 3, zwei Böden 4 sowie Wärmetauscherrohre 5 auf, wobei die Wärmetauscherrohre 5 durch das Gehäuse 2 verlaufen und jeweils längsendseitig in den Böden 4 gefangen sind. In den Wärmetauscherrohren 5 verläuft dabei ein erster Strömungskanal, beispielsweise für Abgas, während zwischen den Wärmetauscherrohren 5 und dem Gehäuse 2 ein zweiter Strömungskanal, beispielsweise für Kühlmedium/Kühlmittel, ausgebildet ist. In der Figur 1 sind dabei drei Wärmetauscherrohre 5 eingezeichnet, wobei selbstverständlich deutlich mehr Wärmetauscherrohre 5 in dem Wärmeübertrager 1 angeordnet sind und lediglich der Übersichtlichkeit halber weggelassen wurden.
Erfindungsgemäß ist nun das Gehäuse 2 aus zwei, jeweils einstückigen und topf- förmigen Gehäuseteilen 6 und 7 zusammengesetzt, von denen jedes einen Gehäuseabschnitt 8, einen Flanschringabschnitt 9 und einen Boden 4 aufweist und wobei die beiden Gehäuseteile 6,7 über die beiden Flanschringabschnitte 9 miteinander verbindbar sind. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der beiden Gehäuseteile 6,7 können insbesondere bisher erforderliche Fügestellen zwischen den Böden 4 und den Gehäuseabschnitten 8 entfallen, da diese nun einstückig miteinander ausgeführt sind. Jeder der Böden 4 besitzt dabei eine Reihe von Durchgangsöffnungen 10 (vergleiche die Figuren 3 und 4), in welchen die Wärmetauscherrohre 5 gefangen sind. Betrachtet man die Fig. 1 , so kann man erkennen, dass ein innerhalb des Gehäuses 2 im Bereich der beiden Flanschringabschnitte 9 zumindest teilweise hohlzy- linderförmig umlaufendes Blech 13 vorgesehen ist. Zwischen dem Blech 13 und den Flanschringabschnitten 9 kann dabei alternativ ein abgedichteter Hohlraum 14 angeordnet sein oder aber das Blech 13 weist Öffnungen 15 auf, die einen Durchlass für Kühlmittel in den Hohlraum 14 bilden. Denkbar ist auch, dass die Öffnungen 15 rund oder eckig mit vorbestimmter Querschnittsfläche bzw. Kontur ausgebildet sind, damit sich im Hohlraum 14 eventuell bildende Luftblasen nur mit einem bestimmten (minimierten) Volumen in das Kühlmittel gelangen können. Das Blech 13 kann z.B. durch Schweißen oder Löten an der Innenseite des Gehäuses 2 befestigt werden. Es kann den Kühlmittel durchströmten Raum ganz o- der teilweise fluiddicht vom umlaufenden Hohlraum 14 des Flanschringabschnitts trennen.
Betrachtet man nochmals die Figuren 1 und 2, so kann man erkennen, dass der Flanschringabschnitt 9 des einen Gehäuseteils 6 einen Außendurchmesser aufweist, der komplementär zu einem Innendurchmesser des Flanschringabschnitts 9 des anderen Gehäuseteils 7 ausgebildet und dadurch in diesen einschiebbar ist. Eine Montage der beiden Gehäuseteile 6,7 kann somit durch ein einfaches Ineinanderschieben der jeweiligen Abschnitte 9 erfolgen. Die beiden Gehäuseteile 6,7 sind dabei an den Flanschringabschnitten 9 miteinander verlötet, verschweißt oder anderweitig gefügt und dadurch dicht miteinander verbunden. Zur Fertigung bzw. Herstellung des Wärmeübertragers 1 werden die beiden Gehäusehälften, d.h. die beiden Gehäuseteile 6,7 mit den darin angeordneten Wärmetauscherrohren 5 ineinandergeschoben und beispielsweise in einem Lötofen gefügt, wobei nicht nur die Fügestelle an den beiden miteinander verbundenen Flanschringabschnitten 9 hergestellt wird, sondern zugleich auch die Fügestellen zwischen den Wärmetauscherrohren 5 und den Böden 4. Die beiden Gehäuseteile 6,7 können dabei als umgeformte Blechstanzteile ausgebildet und insbesondere durch Tiefziehen hergestellt werden. Hierdurch ist nicht nur ein fertigungstechnisch einfaches, sondern zugleich auch ein qualitativ hochwertiges und kostengünstiges Herstellen möglich. Die beiden Gehäuseteile 6,7 können dabei beispielsweise mit Ausnahme des Flanschringabschnitts 9 als Gleichteile ausgebildet sein, können jedoch aber auch eine unterschiedliche axiale Länge oder zusätzliche unterschiedliche Komponenten, wie beispielsweise einen Einlassstutzen 1 1 und/oder einen Auslassstutzen 12 für Kühlmittel aufweisen.
Mit dem erfindungsgemäßen Wärmeübertrager 1 bzw. den beiden Gehäuseteilen 6,7 können nicht nur die Teilevielfalt und verbunden damit auch die Lager- und Logistikkosten reduziert werden, sondern es kann generell auch die Herstellung, d.h. die Montage des Wärmeübertragers 1 vereinfacht und qualitativ aufgewertet werden. Durch die einstückige Ausbildung des Bodens 4 mit dem jeweiligen Gehäuseabschnitt 8 des Gehäuseteils 6,7 entfällt beispielsweise eine zwischen diesen beiden Teilen 4,8 bisher erforderliche und Leckage gefährdete Fügestelle, wodurch ein nicht zu unterschätzender Qualitätsvorsprung erreicht werden kann.

Claims

Ansprüche
1 . Wärmeübertrager (1 ) mit einem rohrförmigen Gehäuse (2), einem Flanschring (3), zwei Böden (4) und Wärmetauscherrohren (5), die durch das Gehäuse (2) verlaufen und jeweils längsendseitig in den Böden (4) gefangen sind, wobei in den Wärmetauscherrohren (5) ein erster Strömungskanal und zwischen den Wärmetauscherrohren (5) und dem Gehäuse (2) ein zweiter Strömungskanal ausgebildet ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Gehäuse (2) aus zwei, jeweils einstückigen und topfformigen Gehäuseteilen (6,7) gebildet ist, von denen jedes Gehäuseteil (6,7) einen Gehäuseabschnitt (8), einen Flanschringabschnitt (9) und einen Boden (4) aufweist und wobei die beiden Gehäuseteile (6,7) über die beiden Flanschringabschnitte (9) miteinander verbindbar sind.
2. Wärmeübertrager nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Flanschringabschnitt (9) des einen Gehäuseteils (6) einen Außendurchmesser aufweist, der komplementär zu einem Innendurchmesser des Flanschringabschnitts (9) des anderen Gehäuseteils (7) ausgebildet und dadurch in diesen einschiebbar ist.
3. Wärmeübertrager nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Gehäuseteile (6,7) an den Flanschnngabschnitten (9) miteinander verlötet, verschweißt oder gefügt sind.
4. Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Wärmeübertrager (1 ) als Abgaswärmetauscher ausgebildet ist.
5. Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
zumindest eines der Gehäuseteile (6,7) als umgeformtes Blechstanzteil ausgebildet und insbesondere durch Tiefziehen hergestellt ist.
6. Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
zumindest eines der Gehäuseteile (6,7) einen angeformten oder angebrachten Einlassstutzen (1 1 ) und/oder Auslassstutzen (12) für Kühlmittel aufweist.
7. Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
innerhalb des Gehäuses (2) im Bereich der beiden Flanschringabschnitte (9) ein zumindest teilweise hohlzylinderförmig umlaufendes Blech (13) vorgesehen ist.
8. Wärmeübertrager nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
zwischen dem Blech (13) und den Flanschringabschnitten (9) ein abgedichteter Hohlraum (14) angeordnet ist.
9. Wärmeübertrager nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Blech (13) und den Flanschnngabschnitten (9) ein Hohlraum (14) angeordnet ist, wobei das Blech (13) Öffnungen (15) aufweist, die einen Durchläse für Kühlmittel in den oder aus dem Hohlraum (14) bilden.
10. Gehäuseteil (6,7) für einen Wärmeübertrager (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Gehäuseteil (6,7) einstückig und topfförmig ausgebildet ist und einen rohrförmigen Gehäuseabschnitt (8), einen Flanschringabschnitt (9) und einen Boden (4) umfasst.
1 1 . Gehäuseteil nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Gehäuseteil (6,7) als umgeformtes Blechstanzteil ausgebildet und insbesondere durch Tiefziehen hergestellt ist.
12. Gehäuseteil nach Anspruch 10 oder 1 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Gehäuseteil (6,7) einen angeformten oder angebrachten Einlassstutzen (1 1 ) und/oder Auslassstutzen (12) für Kühlmittel aufweist.
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