(57)【要約】【課題】特に排ガスを冷却するための熱交換器と、モジュール熱交換システムとを改良する。【解決手段】  特に排ガスを冷却するための熱交換器が、第１の媒体の、特にガスの少なくとも１つの第１の流れ通路（２）と、少なくとも第２の媒体の、特に冷媒の少なくとも１つの第２の流れ通路（３）と、少なくとも１つの第１のディスク（４）と、少なくとも１つの第２のディスク（５）であって、前記第１のディスク（４）と前記第２のディスク（５）とが互いに接続されて、前記第１の媒体の前記第１の流れ通路（２）を形成する少なくとも１つの第２のディスク（５）と、前記第１のディスク（４）と共にまた前記第２のディスク（５）と共に前記第２の媒体の前記第２の流れ通路（３）を形成する少なくとも１つのハウジング要素（６）、特に、第１のハウジング要素（７）および第２のハウジング要素（８）とを含む。前記第１のハウジング要素（６、７）が、前記第２の媒体によって冷却可能である。【選択図】図１
2009512832.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特に排ガスを冷却するための熱交換器であって、
第１の媒体の、特にガスの少なくとも１つの第１の流れ通路（２）と、
少なくとも第２の媒体の、特に冷媒の少なくとも１つの第２の流れ通路（３）と、
少なくとも１つの第１のディスク（４）と、
少なくとも１つの第２のディスク（５）であって、前記第１のディスク（４）と前記第２のディスク（５）とが互いに接続されて、前記第１の媒体の前記第１の流れ通路（２）を形成する少なくとも１つの第２のディスク（５）と、
前記第１のディスク（４）と共にまた前記第２のディスク（５）と共に前記第２の媒体の前記第２の流れ通路（３）を形成する少なくとも１つのハウジング要素（６）、特に、第１のハウジング要素（７）および第２のハウジング要素（８）と、
を含む熱交換器において、
前記第１のハウジング要素（６、７）が、前記第２の媒体によって冷却可能であることを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記第１のハウジング要素（６、７）には、本質的に、前記第２の媒体、特に冷媒が完全に貫流可能であることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
前記熱交換器に入る前の内燃機関の前記第１の媒体の、特に排ガスの温度が、前記熱交換器に入る前の前記第２の媒体の、特に冷媒の温度よりも高いことを特徴とする請求項１または２に記載の熱交換器。
【請求項４】
前記第１のハウジング要素（６、７）が第１の材料、特にアルミニウムまたはプラスチックから形成されており、また前記第２のハウジング要素（８）が他の第２の材料、特に鋼から形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項５】
前記第２のハウジング要素（８）が、少なくとも１つのハウジング開口部、特に、前記第１の流れ通路（２）への前記第１の媒体の入口（１１）用の第１のハウジング開口部（１０）と、特に、前記第１の流れ通路（２）からの前記第１の媒体の出口（１３）用の第２のハウジング開口部（１２）と、特に、前記第２の流れ通路（３）への前記第２の媒体の入口（１５）用の第３のハウジング開口部（１４）と、特に、前記第２の流れ通路（３）からの前記第１の媒体の出口用の第４のハウジング開口部（１６）とを備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項６】
前記第１のハウジング要素（６、７）および前記第２のハウジング要素（８）が、前記第１のディスク（４）のおよび前記第２のディスク（５）の少なくとも１つの積層方向Ｓに開口可能であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項７】
前記第１のハウジング要素（６、７）および前記第２のハウジング要素（８）が、材料結合によって、特に半田付け、溶接、接着等によって互いに接続されており、および／または確動結合によって、特に、ねじ止め、クリップ止めによって、あるいは折り畳み、クリンピング、折り曲げ等のような変形加工によって接続されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項８】
前記第１のハウジング要素（６、７）および前記第２のハウジング要素（８）が、特にＯリング、方形リング、フィルムシール等のシール要素によって互いにシールされていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項９】
前記第１のディスク（４）および／または前記第２のディスク（５）が鋳造部（１８）、特に乱流発生要素（１８）を備えることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項１０】
前記第１のディスク（４）および／または前記第２のディスク（５）がディスク端部（１９）に少なくとも１つのボウル（２０）をそれぞれ備えることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項１１】
前記ボウル（２０）が、特に前記第１の冷媒を通過させるための少なくとも１つのボウル開口部（２１）をそれぞれ備えることを特徴とする請求項１０に記載の熱交換器。
【請求項１２】
それぞれ１つの第１のディスク（４）がそれぞれ１つの第２のディスク（５）と共にディスク対（２２）を形成して、材料結合によって、特に半田付け、溶接、接着等によって互いに接続されていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項１３】
複数のディスク対が互いに積層可能であり、またボウル開口部縁部において、材料結合によって、特に半田付け、溶接、接着等によって互いに接続されていることを特徴とする請求項１２に記載の熱交換器。
【請求項１４】
前記ディスク対（２２）が、前記第１の媒体用の、特に、冷却すべき排ガス用の前記第１の流れ通路（２）を形成することを特徴とする請求項１２または１３に記載の熱交換器。
【請求項１５】
隣接するディスク対（２２）が離間して互いに配置されており、このようにして、前記第２の媒体、特に冷媒の前記第２の流れ通路（３）が形成されていることを特徴とする請求項１２〜１４のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項１６】
少なくとも、前記第１のハウジング要素（６、７）とディスク対の縁面（２４）との間には、前記第２の媒体、特に冷媒の前記第２の流れ通路（３）が形成されていることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項１７】
前記第２の流れ通路（３）に加えて、第３の媒体の第３の流れ通路が形成されていることを特徴とする請求項１〜１６のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項１８】
前記第３の媒体の前記第３の流れ通路が前記第１のハウジング要素（６、７）と前記ディスク対の縁面（２４）との間に形成されていることを特徴とする請求項１７に記載の熱交換器。
【請求項１９】
前記第３の流れ通路と前記第２の流れ通路（３）とが、特に、少なくとも１つの仕切壁要素によって仕切られていることを特徴とする請求項１７または１８に記載の熱交換器。
【請求項２０】
前記第２の流れ通路（３）には、高温冷却回路の前記第２の媒体、特に冷媒を流すことが可能であり、また前記第３の流れ通路には、低温冷却回路の第３の媒体、特に冷媒を流すことが可能であることを特徴とする請求項１７〜１９のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項２１】
前記第１のハウジング要素（６、７）が、少なくとも１つの他の部品の、特に水ジャケットの、内燃機関のシリンダヘッドの、冷却剤冷却器の水タンク等の一体の構成要素であることを特徴とする請求項１〜２０のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項２２】
前記熱交換器が第２のハウジング要素（８）を備えるが、第１のハウジング要素（６、７）を備えないことを特徴とする請求項１〜２１のいずれか１項に記載の熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に排ガスを冷却するための熱交換器とモジュール熱交換システムとに関する。
【背景技術】
【０００２】
排ガスの清浄化に対するますます増大している要求を実現するために、最近のディーゼルエンジンには、通常、排ガス循環冷却器が備えられる。排ガスを冷却し、その冷却された排ガスを再供給することによって、燃焼温度が低下されて、ＮＯｘエミッションが低減される。
【０００３】
特許文献１には、第１の媒体用の第１の収集ボックスおよび第２の収集ボックスを有する熱交換器が開示されており、この場合、両方の収集ボックスは、第１の媒体用の第１の媒体接続部をそれぞれ備え、少なくとも１つの熱交換器要素を介して互いに連通接続されており、熱交換器要素を収容すると共に第２の媒体を内部に導くハウジングを有しつつ、第２の媒体用の第２の媒体接続部を備える。ハウジングは、その内部に、ハウジング内壁に対して少なくとも領域的に存在する間隔を少なくとも部分的に有する少なくとも１つの収集ボックス、好ましくは２つの収集ボックスを収容する。
【０００４】
さらに、特許文献２には、第１の流体と第２の流体との間の熱交換を行うためのコア領域である熱交換器が開示されており、この場合、前記コア領域は、第１の流体が流れる第１の通路を内部に形成する多数の管であり、ここで、複数の空間を形成するための管は、第２の媒体が流れる隣接する管と多数のリブとの間に配置されており、これらの多数のリブは、隣接する管の間の各空間毎に、各リブに設けられている開口部を通して互いに接続される複数の空間部の各空間を分配するように配置されており、そしてコア領域が収容されているコアハウジングは、複数の空間を備える第２の通路を形成し、この場合、各管の両端は、管の長手方向に対して垂直にコアハウジングの内壁面から幅方向に仕切られており、これによって、所定の自由空間はコアハウジングの内壁面に対して存在し、またこの所定の自由空間は、管の全体の面領域に沿って管の積層方向に互いに接続されるように設けられている。
【０００５】
排ガス冷却器は、通常、レーザ溶接されているかまたはＮｉで半田付けされており、またリブをガス側に備える。この場合、通常、管のリブは箱状に形成され、次に、ハウジングに半田付けされる。他の公知の方法は、ディスクを互いに半田付けすることである。
【０００６】
大部分の出願は、通常、ディスクパックにおけるガスの軸方向の貫流を意図しており、この場合、冷却剤はデッキプレートを介して上部から供給または排出される。もちろん、この構造には、ハウジングが冷却されないために、ハウジングが、通常、非常に高温になることがあるという問題がある。
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２３０８５２Ａ１号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第１００６１９４９Ａ１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このことを前提として、本発明の課題は、特に排ガスを冷却するための熱交換器と、モジュール熱交換システムとを改良することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題は、本発明によれば、特に排ガスを冷却するための、請求項１に記載の熱交換器であって、第１の媒体の、特にガスの少なくとも１つの第１の流れ通路と、少なくとも第２の媒体の、特に冷媒の少なくとも１つの第２の流れ通路と、少なくとも１つの第１のディスクと、少なくとも１つの第２のディスクであって、第１のディスクと第２のディスクとが互いに接続されて、第１の媒体の第１の流れ通路を形成する少なくとも１つの第２のディスクと、第１のディスクと共にまた第２のディスクと共に第２の媒体の第２の流れ通路を形成する少なくとも１つのハウジング要素、特に、第１のハウジング要素および第２のハウジング要素とを有する熱交換器において、第１のハウジング要素が、第２の媒体によって冷却可能である熱交換器によって解決される。
【発明の実施の形態】
【０００９】
第１の流れ通路により、２００℃〜８００℃の温度の特に熱い排ガスである第１の媒体が、第１の媒体用の入口開口部を通して、２つのディスクによってそれぞれ形成されているディスク対を通して出口開口部に導かれる。第２の流れ通路により、第２の媒体、特に冷媒、特に水等の液体冷媒が、少なくとも１つの入口を通して、少なくとも１つのハウジング要素、さらには特に第２のハウジング要素を通して、また隣接するディスク対およびディスク縁面から離間した開口部を通して第２のハウジング要素の出口に導かれる。第１のディスクは、特に、半田付け、溶接、接着等の材料結合によって第２のディスクにそれぞれ接続されている。第１のディスク、第２のディスクおよびハウジング要素は第２の流れ通路を囲む。特に空調装置の第２の媒体、特に液体冷却剤、冷却水、空気、冷却材等の冷媒によって、第１のハウジング要素が冷却される。この場合、熱応力が低減される。特に排ガス熱交換器の熱交換器は、極めて高い堅牢性を有する。ハウジング要素は、特に２００℃よりも大きい温度、特に４００℃よりも大きい温度で破壊される非耐熱性の材料から製造可能である。特に、ハウジング要素はプラスチックまたはアルミニウムから安価に製造可能であり、これによって、製造コストが著しく低減する。
【００１０】
有利な実施形態では、熱交換器は、第２の媒体、特に冷媒が本質的に完全に貫流可能である第１のハウジング要素を備え、前記第２の媒体はハウジング要素を特に有利に冷却し、この結果、熱応力がほとんど生じないかまたは有利に低減され、疲労強度が著しく向上し、また材料コストが特に有利に低減される。
【００１１】
有利な実施形態では、熱交換器に入る前の第１の媒体の、特に内燃機関の排ガスの温度は、熱交換器に入る前の第２の媒体、特に冷媒の温度よりも高い。高温の排ガスが冷却されていないにもかかわらず、特に有利には安価な材料から製造可能なハウジング要素において、熱応力はほとんど発生しない。
【００１２】
有利な実施形態では、第１のハウジング要素は第１の材料、特にアルミニウムまたはプラスチックから形成されており、また第２のハウジング要素は他の第２の材料、特に鋼から形成されている。特に有利には、両方のハウジング要素が、冷媒によって特に有利に冷却される。特に有利には、第１の材料、すなわちアルミニウム、プラスチック等は安価であり、有利には、重量節約が得られ、必要な構造空間が少なくて済む。
【００１３】
有利な実施形態では、第２のハウジング要素は、少なくとも１つのハウジング開口部、特に、第１の流れ通路への第１の媒体の入口用の第１のハウジング開口部と、特に、第１の流れ通路からの第１の媒体の出口用の第２のハウジング開口部と、特に、第２の流れ通路への第２の媒体の入口用の第３のハウジング開口部と、特に、第２の流れ通路からの第１の媒体の出口用の第４のハウジング開口部とを備える。
【００１４】
有利な実施形態では、第１のハウジング要素および第２のハウジング要素は、第１のディスクのおよび第２のディスクの少なくとも１つの積層方向に開口可能である。ディスクおよびディスク対は特に有利に取り付け可能かつ製造可能である。
【００１５】
有利な実施形態では、第１のハウジング要素および第２のハウジング要素は、材料結合によって、特に半田付け、溶接、接着等によって互いに接続されかつ接続可能であり、および／または確動結合によって、特にねじ止め、クリップ止めによって、あるいは折り畳み、クリンピング、折り曲げ等のような変形加工によって接続されるかまたは接続可能である。
【００１６】
有利な実施形態では、第１のハウジング要素および第２のハウジング要素は、特にＯリング、方形リング、フィルムシール等のシール要素によって特に有利に互いにシールされている。
【００１７】
有利な実施形態では、第１のディスクおよび／または第２のディスクは、隣接するディスクおよび／またはディスク対の間に鋳造部、特に乱流発生要素を備え、これによって、第１の媒体と第２の媒体との間の熱伝達が特に有利に向上する。
【００１８】
有利な実施形態では、第１および／または第２のディスクはディスク端部に少なくとも１つのボウルをそれぞれ備え、これによって、隣接するディスク対が特に有利に互いに接続されており、また第１の媒体が特に有利に流れることができる。
【００１９】
有利な実施形態では、ボウルは、特に、第１の冷媒を通過させるための少なくとも１つのボウル開口部をそれぞれ備える。
【００２０】
有利な実施形態では、それぞれ１つの第１のディスクはそれぞれ１つの第２のディスクと共にディスク対を形成し、特に有利には、材料結合によって、特に半田付け、溶接、接着等によって互いに接続されてディスク対を形成する。
【００２１】
有利な実施形態では、複数のディスク対は特に有利に互いに積層可能であり、またボウル開口部縁部において、材料結合によって、特に半田付け、溶接、接着等によって互いに接続されている。
【００２２】
有利な実施形態では、ディスク対は、第１の媒体用の、特に、冷却すべき排ガス用の第１の流れ通路を形成し、この場合、冷却すべき排ガスは複数のディスク対の内部に特に有利に流れる。
【００２３】
有利な実施形態では、隣接する２つのディスク対は離間して互いに配置されている。このようにして、特に有利には、隣接するディスク対の間に、第２の媒体、特に冷媒の第２の流れ通路が形成されている。
【００２４】
有利な実施形態では、第１のハウジング要素とディスク対の縁面との間に、第２の媒体、特に冷媒の第２の流れ通路が形成されている。ディスク対の縁面は、特に、第１のディスクと第２のディスクとによって互いに接続されたディスク対の外側の外面である。
【００２５】
有利な実施形態では、第２の流れ通路に加えて、第３の媒体の第３の流れ通路が形成されており、これによって、排ガスは２つの冷却段で特に有利に連続的に冷却可能である。
【００２６】
有利な実施形態では、第１のハウジング要素とディスク対の縁面との間に、第３の媒体の第３の流れ通路が特に有利に形成されている。
【００２７】
有利な実施形態では、第３の流れ通路と第２の流れ通路とが、特に、少なくとも１つの仕切壁要素によって仕切られている。このようにして、少なくとも２つの冷却回路が特に有利に仕切られ、また第１のハウジング要素が特に有利に冷却され、これによって、熱応力が特に有利に低減され、熱交換器の疲労強度が特に有利に向上し、さらには、製造コストが特に有利に低減される。
【００２８】
有利な実施形態では、第２の流れ通路には、高温冷却回路の第２の媒体、特に冷媒を流すことが可能であり、また第３の流れ通路には、低温冷却回路の第３の媒体、特に冷媒を流すことが可能である。
【００２９】
熱交換器は、少なくとも１つの他の部品の、特に、水ジャケットの、内燃機関のシリンダヘッドの、冷却剤冷却器の水タンク等の一体の構成要素である第１のハウジング要素を備える。このようにして、熱交換器を既存の部品に一体化でき、特に、これにより、特に車両の前部領域の構造空間が著しく低減される。
【００３０】
熱交換器は第２のハウジング要素を備えるが、第１のハウジング要素を備えない。第１の媒体の、特にガスの少なくとも１つの第１の流れ通路と、少なくとも第２の媒体の、特に冷媒の少なくとも１つの第２の流れ通路と、少なくとも１つの第１のディスクと、少なくとも１つの第２のディスクであって、第１のディスクと第２のディスクとが互いに接続されておりまた第１の媒体の第１の流れ通路を形成する少なくとも１つの第２のディスクと、少なくとも１つの第２のハウジング要素とを有する熱交換器が、特に排ガスを冷却するために使用される。
【００３１】
モジュール熱交換システムは、特に排ガスを冷却するための少なくとも１つの熱交換器であって、第１の媒体の、特にガスの少なくとも１つの第１の流れ通路と、少なくとも第２の媒体の、特に冷媒の少なくとも１つの第２の流れ通路と、少なくとも１つの第１のディスクと、少なくとも１つの第２のディスクであって、第１のディスクと第２のディスクとが互いに接続されておりまた第１の媒体の第１の流れ通路を形成する少なくとも１つの第２のディスクと、第１のディスクおよび第２のディスクと共に第２の媒体の第２の流れ通路を形成する少なくとも１つのハウジング要素、特に、第１のハウジング要素および第２のハウジング要素とを有する少なくとも１つの熱交換器において、第１のハウジング要素が、第２の媒体によって冷却可能である少なくとも１つの熱交換器を備える。
【００３２】
別の有利な実施形態では、冷却器はディスクパックからなる。ディスクパックは、第１の媒体用の流れ通路を形成しかつ乱流発生構造、特に乱流挿入片を備えるディスク対からなる。このディスク対は、ディスクの刻印によって、または好ましくは、半田付けされた乱流板によって形成することができる。２つのディスクの間の中間空間は第２の媒体用の通路を形成する。隣接するそれぞれ２つのディスク対は、ディスク対の間の中間空間を橋絡するために、両端において、ディスクからあるいは２つのディスクから鋳造されたドームまたはボウルを配置できる側面開口部を通して、隣接するディスク対と流れ接続する。ディスク対は、特に、２つの同一のディスクから形成される。例えば板、リブ、支持要素等の凹部、窪みまたは挿入要素によって、ディスクの間の中間空間をそれぞれ互いに支持できる。支持する要素は、互いに溶接されるか、半田付けされるかまたは接着され、あるいは確動結合によって保持されることができる。ディスク材料には凹部または窪みが刻印されている。第２の媒体の流れ分布を改善するために、前記凹部または窪みを縦長の溝として流れ通路に鋳造することもできる。
【００３３】
別の実施形態では、第１の媒体は、冷却すべき媒体、特に、熱い媒体、通常、排ガスまたは圧縮給気等の熱いガスであり、また第２の媒体は、内燃機関の冷却剤または今後の用途において冷却回路の冷却材等の液体冷媒である。第１の媒体の主流れ方向と平行にまたはそれに抗して、冷却剤を案内できる（直流または向流）。この概念は、冷却剤の沸騰の危険性を特に小さくすることを特徴とするので、熱力学的に好ましい向流回路に特に適切であるが、この理由は、冷却剤を適切に制御することによって死水領域をほぼ防止できるからである。
【００３４】
別の実施形態では、第２の媒体用の流れ通路を２つの部分に仕切ることができ、冷却出力を向上させるために、前記流れ通路には、種々の冷却回路、特に、第１の媒体の入口端部の高温冷却回路と第１の媒体の出口端部の低温冷却回路とから、冷却剤が供給される。例えば、ディスクに刻印された横溝によって、回路の仕切りを実現でき、この場合、横方向に自由な通路は、十分な気密性を有する、ディスク対に対して確動結合する部品（ある種類のレーキ）によって閉塞される。このようなレーキは、横溝がディスクで必要とされることなく、通路が、対向側でディスク束に差し込まれた少なくとも２つのレーキによって閉塞されるように製造することもできる。ここで、次に、このレーキを、溝または凹部によって位置決めすることができ、このことは、特に、半田付けプロセス中にまたはディスク束を固定接続していない場合に行うことができる。
【００３５】
別の実施形態では、第２の媒体用の通路は、ハウジングジャケットを通して、または他の部品内の冷却剤が貫流される空隙を通して外部に形成されることができ、例えば、エンジンブロックの水ジャケットまたはシリンダヘッド内において、冷却剤冷却器の水タンク（インタンク）内において、あるいは冷却剤が貫流される連結ハウジング内において、複数の熱伝達体に一体化されており、またモジュールに接続されている。
【００３６】
専用のハウジングジャケットを有する熱伝達体の別の有利な実施形態では、本質的にディスク束の積層方向に開口する少なくとも２部分のハウジングジャケットが使用される。ハウジングジャケットの本質的な部品は、例えば、ディスク束の上部を閉鎖する蓋またはカバー板と、ディスク束が挿入される槽とを形成する。特に有利な実施形態では、蓋と槽とが囲いを形成するように互いに接続され、さらに特に半田付けされる。第２の媒体用の接続部は、ハウジングの反対側端部にあり、また任意の構成において、ハウジングの部分に配置できる。複数の冷却回路を一体化するために、冷却手段には別の接続部が設けられる。第１の媒体用の接続部は熱伝達体の同一の側に、すなわち、例えば両方の蓋にまたは両方のハウジング槽に位置することができる。さらに、蓋の入口または出口と他の接続部とがハウジング槽に位置する斜めの貫流も可能である。最終的には、Ｕ字流における第１の媒体の案内も可能である。この場合、第１の媒体用の入口において、すべてのディスク対は流れ接続されておらず、この接続は、２つの特定のディスク対の間に側面接続開口部が形成されていないか、または接続を遮断し、かつ入口に位置するディスク対と、より下方に位置するディスク対とを分離する追加の板が挿入されていることによって、前記ディスク対の間の位置で遮断されている。第１の媒体は、互いに接続されたディスクが遮断されるまで、入口下方の冷却器を熱交換器の長手方向に貫流する。他方の端部において、すべてのディスク対は互いに接続されており、また第１の媒体は、入口端部で分離されたディスク対に流れまた入口端部に戻るように流れ、ここで、前記第１の媒体は、入口の反対側の出口を通って熱伝達体から離れる。
【００３７】
ハウジングは第２の媒体の圧力に耐えなければならない。熱伝達体の積層方向に対して垂直方向では、ハウジングはディスク束に半田付けされていない。この側の圧力安定性を、ハウジングの刻印された溝によって向上させることが重要であり得る。
【００３８】
別の有利な実施形態では、ディスクが、半田付けプロセス中に積層方向に対して横方向に移動することが特に有利に防止される。ハウジングの輪郭に対して所々で確動結合するようにディスクを製造できる。
【００３９】
さらに、第１の接合ステップにおいて、第１の媒体用の通路に加えて、乱流挿入片を有するディスク対がそれぞれ予め製造されると有利であり得る。これらのディスク対は、押圧しても押圧しなくても、クランプ接続または圧接によって確動結合を行うことができ、この場合、本質的に、溝接続が用いられ、溶接点または接着点等によって互いに接続される。この方法によって、箱状形成プロセス（個々の部分の、特にディスクの積層）を著しく簡単にでき、全接合プロセスのプロセス安全性が向上する。
【００４０】
さらに、熱交換器の専用のハウジングジャケットを有しない実施形態が特に有利である。次に、ディスク束の上部は、第１の媒体用の入口および出口が一体化されているカバー板によって閉鎖される。通常、基板は下方にある。カバー板と、冷却剤が貫流される空隙を形成する部品との間の密な接合によって、例えば、ねじ接続、クリンプ接続または折り曲げ接続、クランプ接続によって、取付け箇所への固定が行われ、この場合、シールは、通常、シール要素、例えばＯリングによって行われる。この接続方法は、例えば鋼材またはアルミニウム材からなるカバー板が、上記方法において、水を導くプラスチックハウジングに接続されることによって、専用の冷却器ハウジングジャケットの実施形態のために利用することもできる。この場合、接続のために、例えば、プラスチック部品の射出成形ねじスリーブとカバー板の長孔とによって、折り曲げ接続またはねじ接続を利用できる。さらに、ハウジングの貫通孔を通したねじ止めとカバー板へのねじ止めとを行うことができる（貫通孔内のねじ、平滑な貫通孔内のセルフタップねじ、ねじブッシュ）。
【００４１】
別の有利な実施形態では、通路断面が、ディスク端部のドームによって著しく制限されている領域において、第２の媒体用の流れ通路（ハウジング、または他の部品の空隙）が拡大し、次に、熱伝達手段に向かって再び狭くなり、この結果、２つの部分になるように、前記流れ通路が有利に製造されている。媒体はディスク対の間の通路に追いやられる。このようにして、第２の媒体の分配が著しく改善される。同様に非常に好ましい方法は、できるだけ良く２つに分配することである。実現すべき手段は、ドームから第１の媒体用の通路へのディスクの移行部の漏斗形状である。さらに、これにより、第２の媒体がディスク対の間の通路に追いやられる。
【００４２】
別の有利な実施形態では、冷却器内に、例えば１つまたは複数のディスク対の形態の冷却されないバイパス通路を設けることができる。第１の媒体（特に内燃機関の循環排ガス）のほとんど冷却されない通路を実現するために、好ましくは、バイパス通路の空気間隙断熱部が利用される。空気を分離して隔離するバイパス管用の実施形態：
−ハーフシェルからなる外側ケースが半田付けされ、支持凹部を有する管が内部に挿入される。
【００４３】
−ハーフシェルからなる外側ケースおよび内側ケースが半田付けされる。
【００４４】
−蓋／カバーディスクと共に、バイパス通路（空気を分離して隔離しない）として利用される通路を形成する別の板が、蓋またはカバーディスクに半田付けされる。
【００４５】
−ディスク束に対向する蓋の側面、すなわちカバー板に、別の板が半田付けされて、追加のガス通路（空気を分離して隔離しない）を形成する。
【００４６】
−蓋／カバーディスクに、一体または２つの部分であり得るバイパス管が半田付けされ、この場合、バイパス通路のおよび／またはカバー板／蓋の溝または凹部によって、平面支持が防止される。
【００４７】
−蓋／カバー板について記載されているように、ハウジング槽のガス入口または出口において、追加の板または管にバイパスを同様に形成できる。
【００４８】
−ハウジング槽の蓋／カバー板および他のガス接続部のガス入口または出口において、バイパスを両方の部分の一方に利用でき、またそのバイパスが、ディスク対の間で交差接続部と角を成す。
【００４９】
−Ｕ字流では、ディスク対の間の分離が、入口側においてまたその反対側において、例えばバイパスの例で入口から出口までの直接的な通路を解放しかつ冷却器の通常運転時に流通を遮断する回転スライドによって切り換え可能に行われ、この結果、冷却器にＵ字流が貫流されることによって、バイパスの解決方法を提供できる。
【００５０】
別の有利な実施形態では、バイパスへの、および熱を伝達する流れ通路への仕切られた導管を有する通常の外側弁が、バイパス弁として使用される。さらに、入口管または出口管に一体化されたフラップまたは弁を使用することもできる。さらに特に、これらをフラップまたは回転スライドとして製造できる。バイパスと冷却器の通常運転との切り換えに加えて、両方の通路を完全にロックすることもでき、したがって、循環された排ガス量を制御できる組み合わせ弁としてのバイパスフラップの実施形態が特に有利である。
【００５１】
別の有利な実施形態では、特に、ハウジングなしの実施形態では、熱伝達体は第１の媒体と第２の媒体との間の交差流で使用される。このような熱交換器は、好ましくは、自動車の冷却モジュールで使用することができる。この場合、冷却すべき媒体は、第１の媒体として熱交換器を通して導かれ、第２の媒体として冷却空気を使用できる。このような熱伝達体は、冷却モジュールのフレームのカバー板および基板にまたは冷却モジュールの他の構成要素のそれぞれに固定することができ、それと同時に、一方でカバー板と基板とを含むと共にカバー板と基板との間の接続も確立し、このようにして、熱交換器の補強に寄与する専用のフレームを備えることもできる。カバー板および基板に接続されている追加の部品によって、またはフレームを共通して形成する、例えば、互いに開口したＵ字状の部品としてのカバー板および基板の適切な形態によって、カバー板と基板との間の接続を行うことができる。さらに、このフレームを個々のディスク対に接続できる。これにより、特に、構成要素の耐振動性が向上する。接続は、確動結合によって行うことができ、さらには、特に固定半田接続によって行うことができる。次に、熱伝達体の固定は、フレームでおよび／または第１の媒体用の接続部を介して行われる。熱伝達体を冷却モジュールに配置する代わりに、この熱伝達体をシャシに、すなわち、特に自動車のフレームに固定することもでき、例外的には、エンジンに固定することもできる。好ましくは、このような構成要素を直接的な排ガス冷却器として使用できる。さらには、このような構成要素を給気冷却器、冷却剤冷却器、油冷却器、凝縮器等として使用することも有効である。
【００５２】
別の有利な実施形態は従属請求項からまた図面から明らかになる。
【００５３】
実施形態について図面に示し、また以下に詳細に説明する。
【実施例】
【００５４】
図１は、熱交換器の分解図を示している。熱交換器１は第１のハウジング要素６、７と第２のハウジング要素８とを備える。ハウジング要素６、７は、それ自体が第１のディスク４と第２のディスク５とを収容する。第１のディスク４および第２のディスク５は、本質的に、互いに平行に配置されて積層可能である。第１のディスク４は第２のディスク５と共にディスク対２２を形成する。第１および第２のディスクは、材料接合によって、特に半田付け、溶接または接着によって互いに接続されている。同様に、隣接するディスク対２２は、特に、ディスク４、５のまたはディスク対２２の両方のディスク端部１９のボウル２０において、材料接合によって、特に半田付け、溶接または接着によって互いに接続されている。ディスク４、５およびディスク対はボウル開口部２１を備える。第１のハウジング要素６、７は、材料結合によっておよび／または確動結合によって第２のハウジング要素に接続されている。第２のハウジング要素は第１の媒体の入口１１用の第１のハウジング開口部１０を備える。第１の流れ通路２を通ると、第１の媒体、特に高温の排ガスは、ボウル開口部２１を通ってディスク対２２に流入し、前記ボウル開口部を通って、内部に形成された流れ通路２でディスク対を貫流し、またハウジング要素８の第２のハウジング開口部１２を通って、そこから出口１３を通って流出する。ディスク対は積層方向Ｓに積層可能である。ハウジング要素８は第３のハウジング開口部１４を備え、これにより、入口１５を通ると、特に空調装置の冷媒、特に液体冷却剤、冷却水、ガスまたは冷却材は、第１のハウジング要素６、７に到達してこれらのハウジング要素を冷却し、この結果、本質的には、熱応力が発生しない。第２の冷媒は、ディスク４、５のおよびディスク対２２の外側ならびにディスク対の縁面２４の周囲を流れる。第２の冷媒は、離間したディスク対によって形成される開口部を通って流れ、これにより、冷却すべき排ガス間の熱交換が行われる。同様に、第１のハウジング要素６、７とディスク対の縁面２４との間には、冷媒の第２の流れ通路３が形成され、これにより、ハウジング要素６、７が本質的に冷却される。冷媒は出口１７を介してハウジング要素８の第４のハウジング開口部１６から離れる。熱交換器１をモジュールとしてモジュールシステムに取り付け可能である。熱交換器を冷却モジュールに一体化できる。冷却モジュールは、特に、複数の熱交換器、特に、冷却剤冷却器、油冷却器、給気冷却器、排ガス冷却器、空調装置の熱交換器を含む。
【００５５】
図２は、熱交換器の等尺図を示している。同一の特徴には、図１と同一の参照番号が付されている。
【００５６】
ハウジング要素６、７は、その内部にディスク４、５とディスク対２２を備える。第１のハウジング要素６、７は、材料結合によって、すなわち、半田付け、溶接、接着等によって、および／または確動結合によって、すなわち、折り曲げ、波形溝状の折り曲げ、クリンピング、折り畳み、クリップ止め等によって第２のハウジング要素８に接続されている。図示されていない実施形態では、両方のハウジング要素は、シール要素、特にＯリング等によって互いにシールされている。
【００５７】
図３は、熱交換器のボウル開口部２１の断面図Ａ−Ａを示している。同一の特徴には、先の図面と同一の特徴が付されている。
【００５８】
図４は、熱交換器の断面図Ｂ−Ｂを示している。同一の特徴には、先の図面と同一の特徴が付されている。隣接するディスク対は、鋳造部、特に乱流挿入片または乱流発生要素１８によって離間されている。特に、第１の媒体と第２の媒体との間の熱伝達が向上する。同様に、ディスク対の内部には、鋳造部、特に乱流挿入片または乱流発生要素１８が配置されており、前記鋳造部は、特に、材料結合によって、すなわち、半田付け、溶接、接着によってディスク４、５に接続されておりおよび／または変形加工によってそれらのディスクから鋳造されている。
【００５９】
ディスク対は、ハウジング要素６の側方に接触すると共に、規定された間隔を互いに有することもできる。断面図Ｂ−Ｂは、ハウジング要素に接触するディスク対を示している。
【００６０】
図５は、別の熱交換器の分解図を示している。同一の特徴には、先の図面と同一の特徴が付されている。熱交換器２５は、第１のハウジング要素８を介することなく利用される。熱交換器２５をモジュールとしてモジュールシステムに取り付け可能である。特に、上記熱交換器は、ファン２６に隣接して配置され、また空気Ｌが貫流可能である。熱交換器を冷却モジュールに一体化できる。冷却モジュールは、特に、複数の熱交換器、特に冷却剤冷却器、油冷却器、給気冷却器、排ガス冷却器、空調装置の熱交換器を含む。
【００６１】
図６ａは、ハウジング要素の入口領域または出口領域の形状を有する別の実施形態の熱交換器６０の平面図を示しており、また図６ｂは、ハウジング要素の入口領域または出口領域の形状を有する別の実施形態の熱交換器６０の等尺図を示している。同一の特徴には、先の図面と同一の参照番号が付されている。
【００６２】
熱交換器６０において、入口領域の冷媒１７は、特に湾曲部として形成されている形状６１を通してディスク対の全幅にわたってハウジング要素６、７内で最適に分配される。したがって、第１の媒体の入口領域の周囲全体が冷却される。
【００６３】
図７は、Ｕ字流冷却器としての熱交換器の別の実施形態を示している。同一の特徴には、先の図面と同一の参照番号が付されている。
【００６４】
断面図には熱交換器７０が示されている。熱交換器は、いわゆるＵ字流の実施形態として形成されている。この場合、冷媒１５、１７は軸方向に通され、一方、第１の媒体は熱交換器を通ってＵ字状に流れる。このことは、２つのディスク対の間に仕切板７１が挿入されることによって実現される。この仕切板は、第１の媒体の入口／出口の領域（ボウル領域）には開口部を備えない。反対側に配置された側面の間において、ボウル領域には適切な開口部が存在しており、この結果、第１の媒体は冷却器の上半部から下半部に流れることができる。この場合、図示されていない他の実施形態の仕切板７１の位置は中央よりも上または下に配置されるので、仕切板の上部／下部には、同数のディスク対が存在しているか、またはディスク対が不均等に分配されている。
【００６５】
図８は、複式熱交換器としての熱交換器の別の実施形態を示している。同一の特徴には、先の図面と同一の参照番号が付されている。
【００６６】
この図は、熱交換器８０の断面図を示しており、この場合、上記仕切板８１は完全に閉じられている。これにより、複式熱交換器として形成されている熱交換器を非常に簡単に実現できる。複式熱交換器８０において、２つの媒体、すなわち、第１の媒体および第３の媒体、特に、２つの異なる媒体が冷却される。このために、ディスク４、５を有するディスクスタックの下端にも上端にも、第１の媒体のおよび第３の媒体の入口／出口用の開口部８２、８３、８４および８５が設けられる。この場合、両方の媒体の流れ方向は直流になるかまたは向流になる。
【００６７】
参照番号８６は第３の媒体用の出口を示している。参照番号８７は第３の媒体用の入口を示している。他の実施形態では、入口８７と出口８６とが交換されている。
【００６８】
図９は、２段冷却を行う熱交換器の別の実施形態を示している。同一の特徴には、先の図面と同一の参照番号が付されている。
【００６９】
熱交換器９０は２つの冷媒回路を備える。第１の冷却回路は高温回路である。第２の回路は低温回路である。高温回路内の冷却剤は低温回路内の冷却剤よりも温度が高い。これにより、熱交換器において高温冷却剤回路および低温冷却剤回路を実現できる。仕切板９１はレーキとして形成されている。仕切板９１は、ディスク対において、特にディスク長さ軸線ＳＬＡに対して垂直に摺動される。さらに、ハウジング要素は、２つの冷媒の出口および／または入口用の４つの開口部９２、９３、９４および９５を備える。
【００７０】
参照番号９７は、特に低温回路の第２の冷媒用の入口を示している。参照番号９６は第２の冷媒用の出口を示している。他の実施形態では、入口９７と出口９６とが交換されている。
【００７１】
他の別の実施形態では、熱交換器９０は、図７と図８の実施形態と同様に、Ｕ字流冷却器として形成されている（この場合、第１および第２の冷媒はＵ字流になる）。
【００７２】
図１０は、複式熱交換器としての熱交換器の別の実施形態を示している。同一の特徴には同一の参照番号が付されている。
【００７３】
熱交換器１００は、高温回路によって冷却される第１の部分熱交換器１０１と、低温回路によって冷却される第２の部分熱交換器１０２とを備える。
【００７４】
他の別の実施形態では、高温回路と低温回路とが交換されている。
【００７５】
入口１０３において、特に低温回路の第２の冷媒は、部分熱交換器１０２に入り、ここを貫流し、また出口１０４を通って部分熱交換器から離れる。他の実施形態では、出口１０４と入口１０３とが交換されている。
【００７６】
第３の媒体は、媒体入口１０５を通って部分熱交換器１０２に入り、ここを貫流し、また媒体出口１０６を通って前記部分熱交換器から離れる。他の別の実施形態では、媒体出口１０６と媒体入口１０７とが交換されている。
【００７７】
仕切板１０７は、第１の部分熱交換器１０２と第２の部分熱交換器１０３とを特に流動的に分離する。
【００７８】
図１１は、図５に示されている交差流構造の熱交換器の別の実施形態を示している。
【００７９】
熱交換器１１０は、ハウジングを備えず、特に、交差流熱交換器として形成されている。この場合、流れが交差し、それらの流れの間において、熱伝達が少なくとも領域的に行われる。ここで、第１の媒体用の流れ通路を形成するディスク対４、５の間には、冷却リブがある。この冷却リブはディスク対４、５に固定接続されており（例えば半田付けされており、接着されており、機械的に結合されている等）、これにより、ディスク対４、５とリブとの間の十分な熱伝導が保証されている。この場合、リブ１１１、特に波形リブには、冷媒、例えば空気が貫流される。空気は、冷媒搬送装置Ｌ、例えばファンＬによって移動される。他の実施形態には、リブが設けられていない。この場合、ディスクには、熱伝達を向上させる乱流発生構造が刻印されている。他の実施形態では、ハウジングを有する交差流の実施形態が製造されている。これにより、この熱伝達部が、車両のフロントモジュール、すなわち、走行風による流れが生じる車両の前部領域ではなく、それとは独立して、専用の冷媒搬送を行う車両の適切な位置に取り付けられることができるという利点が得られる。
【００８０】
図１２は、一体化されたバイパス通路と、バイパス通路１２１のおよび／または熱交換部１２２の流れを制御するための回転スライドとを有する熱交換器１２０の別の実施形態を示している。同一の特徴には、先の図面と同一の参照番号が付されている。
【００８１】
回転スライド１２３はバイパス位置および／または冷却器貫流位置をとる。回転スライド１２３は少なくとも１つの切欠きを備える。
【００８２】
バイパス位置において、バイパス１２１で貫流が行われる。冷却器位置において、熱交換部１２２で貫流が行われる。他の実施形態では、バイパス１２１と熱交換部とが交換されている。
【００８３】
回転スライド１２３も、バイパス１２１および熱交換部の両方で貫流が行われる位置をとることができる。
【００８４】
回転スライドは、バイパス位置から熱交換器貫流位置に達するように、ある回転角度、特に９０°の回転を行う。
【００８５】
図１３は、空気を分離して隔離するように形成されている一体化されたバイパス通路１３１を有する熱交換器の別の実施形態を示している。同一の特徴には、同一の参照番号が付されている。
【００８６】
媒体を迂回させるために、バイパス通路１３１が使用され、この結果、媒体は熱交換器を通らずに流れる。バイパス通路１３１と熱交換器との間の熱伝達を防止または低減するために、断熱部、特に空気間隙断熱部が使用される。
【００８７】
図１〜図１３の別の実施形態では、乱流発生要素または乱流挿入片はフレームリブとして形成されている。
【００８８】
フレームリブを有する乱流挿入片は、原則的に、それらの通過断面が、他の挿入片と比較してより小さいにもかかわらず、沈殿物を収集するために比較的小さい勾配を有する。原則として、フレームリブの構造が繊細であるため、フレームリブを有する乱流挿入片によって、個々の通路の閉塞が大きくなるという恐れがあった。しかし、このことは、ある場合にしか、特にフレームリブのフレームが比較的短い場合にしか起こる可能性はない。このことについて、フレームリブ挿入片の大きな部分を通る排ガスの乱流により、微粒子の沈殿が低減され、これに対して、より長い均一な通路では、壁の近傍で流れ速度が非常に遅いことにより微粒子の沈殿を促進する規定された流れが形成されるとさらに解釈できる。
【００８９】
好ましい実施形態では、フレームリブのフレームは、約１０ｍｍ未満、好ましくは約５ｍｍ未満、特に好ましくは約３ｍｍ未満の長さを有する。所定の構造空間および内燃機関に応じて、排ガス熱交換器の圧力低下における所定の要求を行うことができる。この要求に応じて、上記長さ方向の１つが有利であり得る。
【００９０】
さらに好ましくは、排ガス流方向に対して横方向のフレームリブの密度は、約２０フレームリブ／ｄｍ〜約５０フレームリブ／ｄｍ、好ましくは約２５フレームリブ／ｄｍ〜４５フレームリブ／ｄｍである。このフレームリブ密度は、試験により、特に適切であることが証明されている。特に、フレームリブは、特に有利には閉塞の危険性と冷却出力との間の優れた妥協点を示している。
【００９１】
フレームリブの高さについて、高さが高かった場合には、冷却剤の総熱を放出しなければならない比較的小さい一次面、すなわち、冷却剤によって冷却される表面のみを利用すればよいことを考慮すべきである。次に、一次面が比較的小さかった場合、液体冷却剤の沸騰の危険性が高くなる。さらに、フレームリブの高さが高くなった場合に挿入の効率が低下する。したがって、挿入片またはフレームリブの高さは、好ましくは約３．５ｍｍ〜約１０ｍｍ、特に好ましくは約４ｍｍ〜約８ｍｍ、さらに特に好ましくは約４．５ｍｍ〜約６ｍｍである。
【００９２】
本発明による装置の好ましい発展形態では、複数の流れ通路の前方に酸化触媒が配置されることを意図することができる。一般に、このような触媒によって酸化を行うことにより、粒子の大きさと粒子の密度と排ガスの炭化水素の割合とを低減できる。この場合、それに加えてまたはその代わりに、挿入片自体には、排ガスを触媒酸化するためのコーティングが設けられることを意図することができる。特に、酸化触媒法に関連して、排ガス流方向に対して横方向の有効に利用可能なフレームリブの密度は、約５０フレームリブ／ｄｍ、特に約７５フレームリブ／ｄｍ未満であり得る。これにより、沈殿による閉塞の危険性を長期間にわたって生じさせることなく、所定の構造空間で、特に大きい熱交換器の出力が実現される。
【００９３】
特に好ましい実施形態では、フレームリブは斜めに接合されている。斜めに接合されたリブは、試験の試験結果によれば、沈殿に対する排ガス熱交換器の高い長期安定性を保証するのに特に適切である。この場合、好ましい実施形態において、フレーム壁とフレームリブの主方向との間の角度は約１°〜約４５°である。特に好ましい実施形態では、角度は約５°〜約２５°であり、ここで、好ましい代替実施形態では、角度は約２５°〜約４５°であってもよい。最初に挙げた５°〜２５°の値範囲は、大きな圧力損失を検知する通常の用途に特によく適しており、この場合、次に挙げた値範囲は、最適化された出力密度を実現するのに、特に、小さな圧力損失を検知する用途に適している。
【００９４】
一般に、斜めに接合されたフレームリブを有する挿入片を最適化する際に、壁部の角度とフレームリブの長さ部分との関係を確認できる。この場合、特に最適な実施形態は、角度が小さい場合、大きな角度を有する最適化された実施形態よりも大きい部分ｌを備えることができる。特に、調節角度が小さい場合、適度な圧力損失を生じさせる実施形態を得ることができる。特に、調節角度が大きい場合、最適化された出力密度を有する実施形態を得ることができる。最適化された実施形態を得るために、調節角度が小さい場合には、特に、長さ部分を大きくすることができ、調節角度が大きい場合には、特に、長さ部分を小さくすることができる。
【００９５】
好ましい実施形態では、装置は積層ディスク熱交換器として形成されている。流れ通路の幅に関しても、また安価な製造、および熱交換器ハウジングとフレームリブ挿入片との組み合わせに関しても、この実施形態は特定の寸法を提供する。しかし、その代わりに、装置を管束熱交換器としてまたはそれ自体公知の他の熱交換器形状として形成することもできる。
【００９６】
好ましくは一般に、腐食性排ガスに依存する腐食を防止するために、ステンレス鋼、特にオーステナイト鋼からなる挿入片が製造されている。
【００９７】
別の有利な実施形態では、アルミニウム材を使用でき、この場合、特に合金および／またはコーティング等の適切な防食材を特に有利に設けることができる。
【００９８】
有利な発展形態では、挿入片はアルミニウムから形成されている。アルミニウム製の挿入片は特に小さい重量を有する。特に有利には、腐食防止用の合金またはコーティングによって、アルミニウム製の挿入片を形成できる。
【００９９】
流れパラメータ、特にレイノルズ数によれば、流れ通路、特に管および／または積層ディスク対の入口領域の長さは、ｌ／ｓ約２．５〜５であり、またフレームリブの長さは、この限界値よりも低く選択しなければならない。ｓは２つのフレームの間の中央通路幅を示しており、したがって、ｂ／２−ｔであり、ここで、ｔは板の厚さを示している。これにより、必要な比率ｌ／ｓ＜４、特にｌ／ｓ＜２が得られる。危険な排ガス組成により閉塞の危険性が高くなった場合、ｌ／ｓ＜１．５、特にｌ／ｓ＜１を選択すべきである。
【０１００】
フレームを斜めに配置することにより、旋回側において、煤の沈殿に対処するより高い流れ速度が壁部で生じる。斜めに接合されたフレームリブの別の明らかな利点は、閉塞を防止するのに、流れの横方向のフレームリブの密度が小さくて済み、特に、好ましくない排ガス組成において、リブ面が小さいにもかかわらず、十分な冷却出力を保証できることである。
【０１０１】
本発明による積層ディスク熱交換器は、蓋を有する外側ハウジングを含み、この場合、排ガス用の入口および出口と、液体冷却剤用の入口および出口とが設けられている。ハウジングの内部には複数のディスク要素が設けられており、ここで、ディスク要素の各々は上半部と下半部とから一体形成されている。ディスク要素の２つの半部の間の冷却剤のそれぞれが入口から出口に流れるように、覆われたカラーによって、ディスク要素が相互にまたハウジングに溶接されている。２つのディスク要素の間には、フレームリブを有する図示されていない挿入片がそれぞれ１つずつ配置されており、この場合、２つのディスク要素の間の中間空間は排ガス用の流れ通路をそれぞれ形成する。分かりやすくするために、挿入片は図示されていない。挿入片はステンレス鋼からなる。挿入片とディスク要素またはハウジングとの熱接触を改善するために、挿入片を上記要素に平坦に溶接するかまたは半田付けすることができる。
【０１０２】
別の実施形態では、乱流挿入片は薄い板材からなり、この板材には、形成ステップによって、平行なフレームリブが収容されている。フレームリブの各々は、排ガス流れ方向に順次配置された一連のフレームを含む。排ガス流れ方向の前後に連続するそれぞれ２つのフレームは、半分のフレーム幅を中心として、排ガス流れ方向に対して横方向に互いにずらして配置されており、この結果、各フレームの後には、後続のフレームを有する切断エッジが隣接する。本発明の実施例では、壁部は、排ガスの流れ方向に対して平行に配向されており、またフレームリブの軸線Ｂまたは排ガスの主流れ方向Ａと共に０°の角度を形成する。このようなフレームリブ挿入片は、直線的に接合されたフレームリブとして示されている。
【０１０３】
第１の実施形態では、フレームの長さｌは約４ｍｍである。個々のフレームリブの幅ｂは、排ガスの主流れ方向に対して横方向の周期構造の反復ユニットの幅として規定されている。本発明の実施例では、フレームリブ密度２／ｂは約４０フレームリブ／ｄｍである。したがって、フレームリブの幅ｂは約５ｍｍである。
【０１０４】
フレームリブの高さｈは、熱交換器の隣接する２つのディスク要素の間隔に対応し、約５ｍｍである。
【０１０５】
この場合、フレームリブ挿入片の別の実施形態では、個々のフレームの側壁はフレームリブの主方向Ｂに対して平行に配向されていない。逆に、フレームの壁部の各々はフレームリブの主方向Ｂと共に約３０°の角度Ｗを成す。斜めに接合されたフレームリブ挿入片の別の寸法は、直線的に接合されたフレームリブの寸法に対応する。
【０１０６】
壁部の対応する角度Ｗに関する適切な長さ部分ｌによって、１０°の場合には長さ部分がｌ＜約１０ｍｍの、２０°の場合にはｌ＜約６ｍｍの、３０°の場合にはｌ＜約４ｍｍの、および４５°の場合にはｌ＜約２ｍｍの適切な実施形態が得られる。
【０１０７】
最短の長さ部分ｌは、すべての角度において約１ｍｍである。許容された通路の延長部ｌ／ｓは、直線的に接合されたフレームリブに関するものと同じ範囲内にほぼ存在し、この場合、ｓは、主流れ方向Ｂに対して横方向のフレーム間隔を示している。通常、長さ部分がｌ＜１ｍｍであると、製造技術上の理由から製造品質が低下する。
【０１０８】
異なる実施形態の特徴は任意で互いに組み合わせ可能である。本発明は、記載されている以外の分野でも使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】熱交換器の分解図である。
【図２】熱交換器の等尺図である。
【図３】熱交換器の断面図Ａ−Ａである。
【図４】熱交換器の断面図Ｂ−Ｂである。
【図５】別の熱交換器の分解図である。
【図６ａ】ハウジング要素の入口領域または出口領域の形状を有する熱交換器の別の実施形態の平面図である。
【図６ｂ】ハウジング要素の入口領域または出口領域の形状を有する熱交換器の別の実施形態の等尺図である。
【図７】Ｕ字流冷却器としての熱交換器の別の実施形態の図面である。
【図８】複式熱交換器としての熱交換器の別の実施形態の図面である。
【図９】２段冷却を行う熱交換器の別の実施形態の図面である。
【図１０】第１の部分熱交換器が高温回路で冷却され、また第２の部分熱交換器が低温回路で冷却される複式熱交換器としての熱交換器の別の実施形態の図面である。
【図１１】交差流構造の熱交換器の別の実施形態の図面である。
【図１２】一体化されたバイパス通路と、そのバイパス通路のおよび／または熱交換部の流れを制御するための回転スライドとを有する熱交換器の別の実施形態の図面である。
【図１３】空気を分離して隔離するように形成されている一体化されたバイパス通路を有する熱交換器の別の実施形態の図面である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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