(57)【要約】【課題】  排ガス熱伝達体をその構造およびそれと結びついた、自動車内の組込み可能性に関して改良する。排ガス還流させる配置について、排ガス温度のより激しい低下が可能であるように改良する。【解決手段】  内燃機関の排ガスによって貫流可能な通路（排ガス通路）を有し、前記排ガス通路の間に空気冷却するためのフィンが配置されている、空気冷却される排ガス熱伝達体、特に自動車のための排ガスクーラーにおいて、排ガス通路が、パイプ、特にフラットパイプ（３）として形成されており、フィン（４）が前記フラットパイプと共にフィンパイプブロック（２）を形成し、かつパイプ（３）がパイプ端部（３ａ）を有しており、前記パイプ端部が排ガスのための集合ケース（５）内に収容されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排ガスによって貫流可能な通路（排ガス通路）を有し、前記排ガス通路の間に空気冷却するためのフィンが配置されている、空気冷却される排ガス熱伝達体、特に自動車のための排ガスクーラーにおいて、
排ガス通路が、パイプ、特にフラットパイプ（３）として形成されており、フィン（４）が前記フラットパイプと共にフィンパイプブロック（２）を形成し、かつ
パイプ（３）がパイプ端部（３ａ）を有しており、前記パイプ端部が排ガスのための集合ケース（５）内に収容されていることを特徴とする排ガス熱伝達体。
【請求項２】
集合ケース（５）が、開口部（１１）を備えたパイプ底（６）を有しており、前記開口部内にパイプ端部（３ａ）が溶接され、あるいは半田付けされていることを特徴とする請求項１に記載の排ガス熱伝達体。
【請求項３】
パイプ（３）が、鋼、特に特殊鋼から形成可能であることを特徴とする請求項１または２に記載の排ガス熱伝達体。
【請求項４】
フィン（４）が、鋼、特に特殊鋼から、あるいは非鉄金属、特に銅から形成可能であることを特徴とする請求項２または３に記載の排ガス熱伝達体。
【請求項５】
フィンが、波形フィン（４）として形成されて、エラを有していることを特徴とする請求項１から４の少なくとも１項に記載の排ガス熱伝達体。
【請求項６】
フィンが、ウェブフィンとして形成されていることを特徴とする請求項１から４の少なくとも１項に記載の排ガス熱伝達体。
【請求項７】
パイプ（３）が、乱流挿入片、半田付けされたインナーフィンあるいはいわゆるウィングレットを有していることを特徴とする請求項１から６の少なくとも１項に記載の排ガス熱伝達体。
【請求項８】
パイプ（３）が、空気流れ方向に見て、複数列で配置されていることを特徴とする請求項１から７の少なくとも１項に記載の排ガス熱伝達体。
【請求項９】
フィンパイプブロック（２）が、側方部分（１２、１３）を有していることを特徴とする請求項１から８の少なくとも１項に記載の排ガス熱伝達体。
【請求項１０】
排ガスのための集合ケース（５）が、特殊鋼から、あるいはプラスチックから形成可能であることを特徴とする請求項１から９の少なくとも１項に記載の排ガス熱伝達体。
【請求項１１】
側方部分（１２、１３）が、貫流できないフラットパイプとして形成されており、前記フラットパイプが最も外側のフィン層と材料によって結合され、特に半田付けされていることを特徴とする請求項９に記載の排ガス熱伝達体。
【請求項１２】
空気側のフィン、特に波形フィン（４）または排ガス側のインナーフィンが、フィン高さｈを有しており、その場合に以下の寸法領域が成立する：
２≦ｈ≦１０ｍｍ、好ましくは４≦ｈ≦６ｍｍ
ことを特徴とする請求項１から１１の少なくとも１項に記載の排ガス熱伝達体。
【請求項１３】
フィン高さｈ＝５ｍｍであることを特徴とする請求項１２に記載の排ガス熱伝達体。
【請求項１４】
フラットパイプ（３）が、パイプ高さｂを有しており、その場合に以下の寸法領域が成立する：
２≦ｂ≦１５ｍｍ、特に３≦ｂ≦１０ｍｍ
ことを特徴とする請求項１から１３の少なくとも１項に記載の排ガス熱伝達体。
【請求項１５】
パイプ高さｂ＝４．５ｍｍであることを特徴とする請求項１４に記載の排ガス熱伝達体。
【請求項１６】
フィン高さｈに対するパイプ高さｂの比が、０．５≦ｂ／ｈ≦１．５の領域にあることを特徴とする請求項１４または１５に記載の排ガス熱伝達体。
【請求項１７】
フィン（４）がパイプ（３）の間において、２０から８０フィン／ｄｍの領域、特に３０から５０フィン／ｄｍの領域内の密度を有していることを特徴とする請求項１から１６の少なくとも１項に記載の排ガス熱伝達体。
【請求項１８】
パイプ（３）が、２≦ｄｈ≦２０の領域、好ましくは３≦ｄｈ≦１０ｍｍの領域の、流体圧直径ｄｈを有していることを特徴とする請求項１から１７の少なくとも１項に記載の排ガス熱伝達体。
【請求項１９】
フィンパイプブロック（２）が、空気流れ方向に測定して、２０≦Ｔ≦１００ｍｍの領域、好ましくは３０≦Ｔ≦７０ｍｍの領域の、奥行きＴを有していることを特徴とする請求項１から１８の少なくとも１項に記載の排ガス熱伝達体。
【請求項２０】
フィンパイプブロック（２）が、高さＨと長さＬを有しており、かつ
長さＬに対する高さＨの比が、０．１≦Ｈ／Ｌ≦０．８の領域、好ましくは０．２≦Ｈ／Ｌ≦０．４の領域内にあることを特徴とする請求項１から１９の少なくとも１項に記載の排ガス熱伝達体。
【請求項２１】
排ガス熱伝達体（１）が、冷却剤クーラー、凝縮器および／または過給空気クーラーからなる、冷却モジュールの付加的なコンポーネントを形成していることを特徴とする請求項１から２０の少なくとも１項に記載の排ガス熱伝達体。
【請求項２２】
排ガス熱伝達体（１）と過給空気クーラーが、冷却モジュール内に重ねて配置されていることを特徴とする請求項２１に記載の排ガス熱伝達体。
【請求項２３】
排ガス熱伝達体（１６）が、特にバイパスフラップ（１８）を備えた、排ガスのためのバイパス通路（１７）を有していることを特徴とする請求項１から２２の少なくとも１項に記載の排ガス熱伝達体。
【請求項２４】
排ガス熱伝達体（１６）に、排ガスのためのバイパス通路（１７）に対応づけられており、かつ
排ガス熱伝達体（１６）が圧力降下ΔＰAkを有し、かつバイパス通路が圧力降下ΔＰByを有しており、その場合に排ガス熱伝達体が開放されている場合に、関係ΔＰBy＞ΔＰAkが成立し、排ガス熱伝達体が部分的または完全に詰まっている場合に、関係ΔＰBy＜ΔＰAkが成立することを特徴とする請求項１から２２の少なくとも１項に記載の排ガス熱伝達体。
【請求項２５】
排ガス熱伝達体（６１）の排ガス側にバイパス（６９、７３）が対応づけられており、前記バイパスが排ガス熱伝達体（６１）の排ガス入口（６２）と排ガス出口（６３）の間の差圧ΔＰ＝Ｐ１−Ｐ２によって制御可能であることを特徴とする請求項１から２２のいずれか１項に記載の排ガス熱伝達体。
【請求項２６】
バイパスが、弁閉鎖部材（７５）によって分離可能かつ短絡可能な、排ガス供給通路（６７）と排ガス還流通路（６８）を有する差圧弁（６９）として形成されていることを特徴とする請求項２５に記載の排ガス熱伝達体。
【請求項２７】
排ガス供給通路（６７）が排ガス熱伝達体（６１）の入口（６２）と、排ガス還流通路（６８）が排ガス熱伝達体（６１）の出口（６３）と接続されていることを特徴とする請求項２６に記載の排ガス熱伝達体。
【請求項２８】
弁閉鎖部材（７５）が、閉鎖ばね（７４）によって付勢可能であることを特徴とする請求項２６または２７に記載の排ガス熱伝達体。
【請求項２９】
排ガス熱伝達体（６１）の排ガス側にバイパス（６９）が対応づけられており、前記バイパスが排ガス熱伝達体（６１）の通過横断面に従って外部で駆動可能であることを特徴とする請求項１から２２の少なくとも１項に記載の排ガス熱伝達体。
【請求項３０】
排ガス熱伝達体（５４）の排ガス通路に、少なくとも１つの冷却剤通路（５７、５７ａ）、特にバイパス通路、が熱伝達するように対応づけられていることを特徴とする請求項１から２２の少なくとも１項に記載の排ガス熱伝達体。
【請求項３１】
少なくとも１つの冷却剤通路（５７）が、蛇行して形成されており、かつ、排ガス通路に対して平行に配置された、まっすぐな通路部分（５７ａ）を有していることを特徴とする請求項３０に記載の排ガス熱伝達体。
【請求項３２】
冷却剤通路（５７）が、内燃機関の冷却循環に接続可能であることを特徴とする請求項３０または３１に記載の排ガス熱伝達体。
【請求項３３】
排ガス熱伝達体（５８）、特に排ガス通路および／またはフィンに、電気的なヒーター（６０）が対応づけられていることを特徴とする請求項１から２２の少なくとも１項に記載の排ガス熱伝達体。
【請求項３４】
電気的なヒーター（６０）が、ヒートワイヤを有しており、前記ヒートワイヤが排ガス通路の外側に熱伝達するように配置されていることを特徴とする請求項３３に記載の排ガス熱伝達体。
【請求項３５】
空気流れ方向において排ガス熱伝達体（４４）の前に、ジャルージ、好ましくはフラップジャルージ（４５）が配置されていることを特徴とする請求項１から２２の少なくとも１項に記載の排ガス熱伝達体。
【請求項３６】
排ガス熱伝達体（４７）、特に排ガス通路および／またはフィンに、長手スロット（５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、…）を有する摺動可能なカバー装置（４８）が対応づけられていることを特徴とする請求項１から２２の少なくとも１項に記載の排ガス熱伝達体。
【請求項３７】
長手スロット（５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、…）が、排ガス通路に対して平行に配置されていることを特徴とする請求項３６に記載の排ガス熱伝達体。
【請求項３８】
カバー装置（４８）が、長手スロット（５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、…）の間にウェブ（４９ａ、４９ｂ、４９ｃ、…）を有しており、前記ウェブによって排ガス熱伝達体（４７）のフィン（５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、…）が遮蔽可能であることを特徴とする請求項３６または３７に記載の排ガス熱伝達体。
【請求項３９】
カバー装置（４８）が、排ガス通路に対して横方向に摺動可能であることを特徴とする請求項３６、３７または３８に記載の排ガス熱伝達体。
【請求項４０】
排ガスクーラー（５１）と過給空気クーラー（５２）が、熱伝達体モジュール（５０）になるように互いに結合されていることを特徴とする請求項１から３９のいずれか１項に記載の排ガス熱伝達体。
【請求項４１】
排ガスが、流出側において過給空気から分離されており、かつ流出側の空気ケース（５７、６１、６５）を通して、あるいはその回りを案内されていることを特徴とする請求項４０に記載の排ガス熱伝達体。
【請求項４２】
排ガスが、−流入側の集合ケースの上流側および／または流出側の集合ケースの下流側において（５５、６４）−別体の通路（５９、６２、６６）内で案内されていることを特徴とする請求項４１に記載の排ガス熱伝達体。
【請求項４３】
別体の通路（５９、６２、６６）が、流出側の過給空気ケース（５７、６１、６５）の内側および／または外側に配置されていることを特徴とする請求項４２に記載の排ガス熱伝達体。
【請求項４４】
別体の通路（５９）が、過給空気ケース（５７）内に分離壁（５８）によって形成されることを特徴とする請求項４３に記載の排ガス熱伝達体。
【請求項４５】
排ガスのための別体の通路（６２、６６）が、プラスチック、ゴムまたは鋼からなるパイプまたはチューブとして、あるいはプラスチックブロー成型部品として形成可能であることを特徴とする請求項４２または４３に記載の排ガス熱伝達体。
【請求項４６】
過給空気ケース（５７、６１、６５）の下流側において、排ガスと過給空気が、混合ゾーン内で混合可能であることを特徴とする請求項４１から４５のすく１項に記載の排ガス熱伝達体。
【請求項４７】
混合ゾーンが、過給空気ケース（５７、６１、６５）からの過給空気の出口より測地学的に低く配置されていることを特徴とする請求項４６に記載の排ガス熱伝達体。
【請求項４８】
排ガスが、既知のベンチュリー効果に従って働く装置によって、特にベンチュリーノズルによって、過給空気により吸込み可能であることを特徴とする請求項４０から４７の少なくとも１項に記載の排ガス熱伝達体。
【請求項４９】
排ガス熱伝達体と過給空気クーラーが、共通の熱伝達体（３４、４０）になるように一体化されており、前記熱伝達体が一次側を過給空気と排ガスによって、二次側を空気によって冷却可能であることを特徴とする請求項２０から２３のいずれか１項に記載の排ガス熱伝達体。
【請求項５０】
排ガスと過給空気が、共通の流入短管（３９）を介して、あるいは別体の流入短管（４１、４２）を介して、共通の熱伝達体（３４、４０）へ供給可能であることを特徴とする請求項４９に記載の排ガス熱伝達体。
【請求項５１】
排ガス熱伝達体が、排ガス流出側に凝縮液出口を有していることを特徴とする請求項１から５０の少なくとも１項に記載の排ガス熱伝達体。
【請求項５２】
吸気導管（２９）と排ガス導管（２４）および排ガスクーラーを有するＡＧＲ導管（３１）を備え、内燃機関（２３）を有する自動車内の排ガスを還流させる配置（ＡＧＲ）において、
排ガスクーラーが、請求項１から５１のいずれか１項に記載の排ガス熱伝達体（３３）として形成されていることを特徴とする排ガスを還流させる配置。
【請求項５３】
排ガス熱伝達体（２３）の前段において、ＡＧＲ導管（３１）内に排ガスクーラー（３２）が接続されており、前記排ガスクーラーが液状の冷却剤、特に内燃機関（２３）の冷却循環の冷却剤によって冷却可能であることを特徴とする請求項５２に記載の配置。
【請求項５４】
排ガス熱伝達体（３３）が、エンジンルーム内の任意の箇所に、しかし冷却モジュールにではなく、配置されていることを特徴とする請求項５２または５３に記載の配置。
【請求項５５】
排ガス熱伝達体（３３）の前段または後段に、冷却空気を給送するための専用の通気装置が接続されていることを特徴とする請求項５２、５３または５４に記載の配置。
【請求項５６】
排ガス熱伝達体（１）または共通の熱伝達体（３４、４０）が、統合されたＡＧＲ弁を有していることを特徴とする請求項１から５１の少なくとも１項に記載の熱伝達体または請求項５２から５５の少なくとも１項に記載の配置。
【請求項５７】
排ガス熱伝達体または共通の熱伝達体の前段に、酸化触媒が接続されていることを特徴とする前記請求項の少なくとも１項に記載の排ガス熱伝達体。
【請求項５８】
酸化触媒が、排ガスのための流入側の集合ケースの内部または外部に配置されていることを特徴とする請求項５７に記載の排ガス熱伝達体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１に上位概念として記載の空気冷却される排ガス熱伝達体、特に自動車のための排ガスクーラー（すなわち、内燃機関の排ガスによって貫流可能な通路（排ガス通路）を有し、前記排ガス通路の間に空気冷却するためのフィンが配置されている、空気冷却される排ガス熱伝達体、特に自動車のための排ガスクーラー）と、請求項３７に上位概念として記載の排ガスを還流させる配置に関する。
【背景技術】
【０００２】
排ガスクーラーは、今日の自動車、特に商用車において、排ガス還流システム（ＥＧＲシステム）の枠内で還流された排ガスを冷却するために使用される。排ガス還流は、内燃機関の燃料消費を減少させ、かつ内燃機関の排ガス内の有害物質（特にＮＯｘ）を削減するための法律的な規則に基づいている。これまで自動車内に組み込まれてきた排ガスクーラーは、内燃機関の冷却循環から取り出される、液状の冷却剤によって冷却される。この既知の液体冷却される排ガスクーラーは、極めて効率的に働くが、排ガスの冷却が、８０から１００℃の領域にある、冷却剤温度と結びついている、という欠点を有している。従って排ガスクーラーの後方で約１２０から１５０℃の排ガス流出温度しか得られない。
【０００３】
本出願人の従来技術（たとえば、特許文献１を参照）によって、特殊鋼構造の排ガス熱伝達体が知られており、それは、排ガスによって貫流可能なパイプ束と、液状の冷却剤によって貫流可能なハウジングとからなる。排ガスパイプは、パイプ底内に溶接されており、そのパイプ底がハウジングと溶接されている。すべての溶接継目は、好ましくはレーザービーム溶接によって形成されている。
【０００４】
本出願人の他の従来技術（たとえば、特許文献２を参照）によって、排ガスの冷却が必要とされない場合に、排ガス熱伝達体の迂回を可能にする、内蔵されたバイパスと内蔵されたバイパスフラップとを有する排ガス熱伝達体が知られている。
【０００５】
本出願人のさらに他の従来技術（たとえば、特許文献３を参照）によって、自動車のための排ガスクーラーについて種々の実施形態が知られており、その場合に１つの実施形態は空気冷却される排ガスクーラーを開示しており、その排ガスクーラーはディスク熱伝達体として構築されており、その間に空気冷却するための波形フィンが配置されている。排ガス通路を形成するディスクは、それぞれ２つのディスク半体からなり、それらが周側で互いに半田付けされて、互いに重ねて積み上げることのできる流入および流出開口部を介して互いに接続されている。排ガス通路ないしディスク内に、いわゆるウィングレット、すなわちＶ字状に配置されたフラップまたはリブが配置されており、それらが排ガス流の旋回をもたらし、かつ煤の堆積を防止する。
【０００６】
本出願人のさらに他の従来技術（たとえば、特許文献４を参照）によって、内蔵された排ガス還流（ＡＧＲ）弁を有する、液体冷却される排ガスクーラーが知られており、その排ガス還流弁が還流される排ガスの量を定め−従ってＡＧＲ導管内の別体のＡＧＲ弁が省かれる。
【特許文献１】ドイツ公開公報ＤＥ１９９０７１６３Ａ１
【特許文献２】ドイツ公開公報ＤＥ１０２０３００３Ａ１
【特許文献３】欧州公開公報ＥＰ０６７７７１５Ａ１
【特許文献４】欧州特許明細書ＥＰ９１６８３７Ｂ１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
これらの従来技術、特に空気冷却される排ガス熱伝達体に基づいて、本発明の課題は、冒頭で挙げた種類の排ガス熱伝達体をその構造およびそれと結びついた、自動車内の組込み可能性に関して改良することである。本発明の課題は、また、排ガス還流させる配置を、排ガス温度のより激しい低下が可能であるように、改良することである。さらに、排ガス熱伝達体内の凝縮液の凍結を回避しようとしている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題は、請求項１の特徴（すなわち、排ガス通路が、パイプ、特にフラットパイプとして形成されており、フィンが前記フラットパイプと共にフィンパイプブロックを形成し、かつパイプがパイプ端部を有しており、前記パイプ端部が排ガスのための集合ケース内に収容されていることを特徴とする排ガス熱伝達体）によって解決される。
【発明の実施の形態】
【０００９】
本発明によれば、排ガス熱伝達体は、排ガスのためのパイプと空気冷却のためのフィンとから構築されたブロックおよび集合ケースを有しており、その集合ケース内に排ガスパイプが連通する。好ましくは集合ケースは、溶接または半田付けされており、パイプ底を有し、その中に排ガスパイプのパイプ端部が半田付けされ、あるいは溶接され、好ましくはレーザービーム溶接されている。排ガスパイプと集合ケースのための好ましい材料として、特殊鋼が使用される。排ガスパイプの外側にフィンを形成するために、特殊鋼または非鉄金属からなる波形フィンが使用される。空気側の熱移動を増大させるために、フィン、特に波形フィンがエラを有しており、そのエラは既知の形成方法を用いてフィン材料に形成することができる。波形フィンの代わりに、特に空気冷却される過給空気クーラーにおいて知られているような、いわゆるウェブフィンも使用することができる。それに対してエラを有する波形フィンは、特に冷却剤クーラーから知られている。本発明に基づく排ガスクーラーのこの空気冷却される構造によって、還流される排ガスを冷却剤冷却（液体冷却）によるよりも低い温度に冷却することが可能になり、それが内燃機関の出力を向上させる、という利点が得られる。
【００１０】
さらに、本発明に基づく構造は、排ガスクーラーを他の空気冷却される熱伝達体とともに、冷却剤クーラー、過給空気クーラーおよび／または凝縮器からなる１つの構成ユニットに、いわゆる冷却モジュールにまとめることを許す。好ましくは本発明に基づく排ガスクーラーは、冷却剤クーラーまたは凝縮器の前に配置することができ、その場合に排ガスクーラーは、端面の一部しか占めない。端面の残りの部分は、過給空気クーラーによって覆うことができる。それにより、冷却モジュールのための極めてコンパクトな構造が得られる。
【００１１】
本発明の他の好ましい形態によれば、排ガス熱伝達体の集合ケースはプラスチックから形成可能であって、その場合にプラスチックケースは金属のパイプ底と機械的に、たとえばフランジ結合と挿入されたシールを用いて、結合される。プラスチックの使用は、排ガスに対して腐食がより生じにくい、という利点を有している。プラスチック材料は、排ガスの圧力と温度による機械的負荷にも耐えるように、選択されている。パイプ、フィンおよびパイプ底からなる金属の熱伝達体ブロックは、別に半田付けまたは溶接によって形成される。その後プラスチックケースが取り付けられる。
【００１２】
他の好ましい形態は、フィン高さ、パイプ高さ、フィン高さに対するパイプ高さの比、フィン密度およびパイプの流体圧直径の寸法データないし寸法領域を有する、他の従属請求項から得られる。この寸法データの枠内で、媒体である排ガスと空気に合わせて最適化された熱伝達体が得られる。
【００１３】
本発明の他の好ましい形態において、排ガスクーラーは、好ましくはバイパスフラップを介して制御される、バイパス通路を有している。それによって、外部温度が低い場合に凝縮液によるクーラーの凍結が回避される、という利点が得られる；さらに、エンジンのより迅速な加熱も得られる。
【００１４】
本発明の他の好ましい形態において、排ガス熱伝達体にバイパス通路（バイパスフラップのない）が対応づけられており、その場合にバイパス通路の貫流が、バイパス通路内と排ガス熱伝達体内の異なる圧力降下を介して制御される。バイパス通路は、外部温度が凍結点の上にある場合にその圧力降下が排ガス熱伝達体の圧力降下よりも小さいように、形成されており、それはたとえば、バイパス通路の入口領域内の絞りによって達成することができる。排ガス通路が凍結した場合に、排ガス熱伝達体内の圧力降下は、バイパス通路のそれよりも大きくなるので、バイパス通路が排ガスによって貫流される。従って、排ガス通路が凍結した場合に排ガスを還流させることができる、という利点が得られる。問題のあるバイパスフラップが、省かれる。
【００１５】
本発明の他の形態において、排ガス熱伝達体に、差圧制御される弁を介して開放または閉鎖される、バイパスが対応づけられている。排ガス通路内の凝縮液の凍結によって排ガス熱伝達体内の圧力降下が増大した場合に、差圧も上昇し、その差圧が弁閉鎖部材を開放し、それに伴って排ガス供給導管と排ガス還流導管の間のバイパスを解放する。これによっても、凍結した場合に排ガスクーラーを迂回して、排ガス還流を維持することができる、という利点が得られる。弁閉鎖部材を、外部で駆動することも可能である。
【００１６】
本発明の他の好ましい形態において、排ガス熱伝達体、特にその排ガス通路を加熱するために、凝縮液の凍結によって危険にさらされた排ガス通路へ熱をもたらす、冷却剤通路、特にバイパス通路が設けられている。それによって、排ガス熱伝達体内の凝縮液の凍結が阻止される、という利点が得られる。
【００１７】
本発明の他の好ましい形態において、排ガス熱伝達体に電気的なヒーターが対応づけられており、それが排ガス通路を加熱して、従って同様に凍結を防止する。
【００１８】
本発明の他の好ましい形態において、排ガスクーラーのフィンパイプブロックの前に、ジャルージ、特にフラップジャルージが配置されている。それによって同様に、温度が非常に低い場合に凝縮液による排ガスクーラーの凍結が回避され、かつエンジンのより迅速な加熱が保証される、という利点が得られる。
【００１９】
本発明の他の好ましい形態において、空気流れ方向において排ガス熱伝達体の前段に、摺動可能なカバー装置が配置されており、それが排ガス通路間に配置された冷却空気通路を遮蔽し、従って冷却を阻止することができる。それによって、排ガス通路内の凝縮液の凍結が防止されて、排ガス還流が維持される、という利点が得られる。カバー装置は、好ましくはサーモスタット、たとえば伸張物質部材を介して操作することができる。
【００２０】
本発明の他の好ましい形態において、排ガスクーラーと過給空気クーラーが１つのモジュールになるように互いに結合されており、その場合に流出する排ガスは過給空気クーラーの流出ケースを通して別体の排ガス通路内で案内される。それによって組込み空間を節約することができる。過給空気クーラーの流出ケース内で排ガスと過給空気を分離することは、排ガス凝縮液の腐食を通常アルミニウムからなる排ガスクーラーによって回避するために、必要である。通路は、厚いアルミニウム壁（分離壁）が過給空気クーラーの流出ケース内へ挿入されることによって、形成され、そのアルミニウム壁はその厚みによって酸性の排ガス凝縮液の腐食攻撃に長い時間耐える。代替的に、プラスチック通路または特殊鋼通路を過給空気クーラーの流出ケース内へ挿入し、それを通して排ガスが流れることも、考えられる。この通路は、外から（付加的な部品として）過給空気クーラーの流出ケースに、あるいは流出ケースの膨出部内へ取り付けることもできる。過給空気と排ガスが過給空気クーラーから、過給空気クーラー内へ凝縮液が還流できない距離だけ下流側で、初めて混合されると、効果的である。過給空気と排ガスの混合箇所は、排ガスが部分的に排ガスクーラーから吸引されるように、ベンチュリーノズルまたは類似の装置の形式で形成することもできる。それによって、排ガス質量流がさらに増大する。
【００２１】
本発明の他の好ましい形態において、排ガスクーラーと過給空気クーラーが共通のクーラーに、すなわち共通の集合ケースと共通のフィンパイプブロックを有し、そのパイプが排ガスによっても過給空気によっても、ないしは排ガスと過給空気の混合気によって貫流される、共通のクーラーに統合されている。排ガスと過給空気の供給は、共通の流入短管を介して（２つのガス流の混合の利点をもたらす）、あるいは別体の流入短管を介して行うことができる。この共通の熱伝達体によって、２つの別体の熱伝達体に比較してコストおよび重量の利点が得られる。さらに、熱くて腐食性の排ガスに基づき、好ましくは特殊鋼から形成されているクーラーは、より高い過給空気圧にも耐える、という利点が生じる。今日のエンジン開発は、この方向に、すなわち、現在のアルミニウム構造の過給空気クーラーによっては必ずしも支配できない、より高い過給の傾向にある。
【００２２】
本発明の他の好ましい形態によれば、排ガス熱伝達体の前段に酸化触媒が設けられている。これは、排ガスを案内するパイプ内の煤堆積が減少される、という利点を有している。好ましくは、酸化触媒を流入側の集合ケース内に配置することもできる。
【００２３】
本発明の課題は、本発明に基づく空気冷却される排ガスクーラーの前段に従来の液体冷却される排ガスクーラーが接続されている、ＡＧＲシステムのための配置によっても、解決される。それによって排ガス還流における排ガスの２段階の冷却が得られるので、空気冷却される排ガスクーラーのための流入温度を低下させることができる。それによって、排ガス温度と過給空気温度の補償も得られ、それは特に排ガスと過給空気のために共通の熱伝達体を使用する場合に、効果的である。２段階の排ガス冷却によって、排ガスは内燃機関の吸気路内へ還流される場合により低い温度に達し、それがシリンダの充填度とそれに伴ってエンジンの出力を増大させる。
【実施例】
【００２４】
本発明の実施例を図面に示し、以下で詳細に説明する。
【００２５】
図１は、本発明に基づく排ガスクーラー１を分解斜視図で、すなわち個別部品ないしアッセンブリに分解して、示している。排ガスクーラー１は、後に図４を用いてもっと詳しく説明するように、自動車の内燃機関における排ガス還流のための排ガスを冷却するために用いられる。本発明に基づく排ガスクーラー１は、フラットパイプ３とそれらの間に配置された波形フィン４からなる、フィンパイプブロック２を有している。波形フィン４は、フラットパイプと半田付けされ、あるいは溶接され、従ってコンパクトなブロック２を形成している。波形フィン４は、周囲空気によって貫流され、かつ空気に対する熱移動を上昇させるために、たとえば波形フィンのための冷却剤クーラーにおいて知られているように、図示されていないエラを有している。波形フィン４の代わりに、図示されていない、いわゆるウェブフィン、すなわち変位して配置された側面を有する蛇行して形成されたフィン、を使用することもできる。ウェブフィンは、通常、より小さい熱伝達出力を有している。パイプ３は、排ガスによって貫流され、冒頭で挙げた従来技術から知られているような、図示されていないウィングレットを有している。たとえば、これらのウィングレットを、たとえばマッシブ成形によって、フラットパイプ４のフラットな側に形成することができる。それによって改良された熱移動が得られ、煤の堆積が回避される。代替的に、パイプ内へ図示されていないインナーフィンを配置して、半田付けすることもできる。本発明に基づく排ガスクーラー１は、さらに、少なくとも１つの集合ケース５を有しており、その集合ケースは、底６、カバー７、前壁８および短管１０を備えた他の前壁９から材料結合でまとめられている。上述した部品は、−排ガスパイプ３および波形フィン４と同様に−好ましくは特殊鋼からなる。底６に、フラットパイプ３の横断面に相当する、矩形の開口部１１が設けられている。パイプ端部３ａは、パイプ底１１の開口部１１内へ挿入されて、パイプ底６と、好ましくはレーザービーム溶接によって、溶接される。それによって密で堅固なパイプ底結合が生じる。他の図示されていない集合ケースが、フィンパイプブロック２の他の側に設けられているので、すべての排ガスパイプ３が平行かつ同方向に貫流される。従って周囲空気と排ガス流は、クロス流を形成する。フィンパイプブロック２は、上方と下方を側方部分１２、１３によって終端を形成されており、それら側方部分が一番外側のフィン層と半田付けされている。フィンパイプブロック２の、空気流れ方向における奥行きが、Ｔで示されている。波形フィン４の高さがｈで、フラットパイプ３の高さがｂで、そして波形フィンのピッチがｔで示されている。ピッチｔは、フィン密度の逆数である：ピッチｔが大きくなるにつれて、ｄｍ当たりのフィンの数として定められるフィン密度が小さくなる。図示の実施例において、フィンパイプブロック２は、一列で形成されている；しかし、フィンパイプブロックを２列またはそれより多い列で、すなわち空気流れ方向（奥行き方向Ｔ）により短いパイプで、形成する方が、好ましいこともあり得る。それによって排ガスパイプのためのより高い内圧強度が得られる。
【００２６】
本発明の好ましい実施例によれば、排ガスクーラー１ないしフィンパイプブロック２の最適な寸法設計のために、以下の寸法領域が設けられている：フィン高さｈは、２から１０ｍｍの領域、好ましくは４から６ｍｍの領域内にあり、特に５ｍｍである。パイプ高さｂは、２から５ｍｍの領域、好ましくは３から１０ｍｍの領域にあり、特に４．５ｍｍである。フィン高さｈに対するパイプ高さｂの比は、０．５から１．５の領域にある。フィン密度は、２０から８０フィン／ｄｍの領域、好ましくは３０から５０フィン／ｄｍの領域にあり、特に３５フィン／ｄｍである。パイプは、定義に従って濡らされる範囲に対する流れ断面の比の数倍の、流体圧直径を有している。パイプの流体圧直径は、２から２０ｍｍの領域、好ましくは３から１０ｍｍの領域にある。フィンパイプブロック２の奥行きＴは、２０から１００ｍｍの領域、好ましくは３０から７０ｍｍの領域にある。
【００２７】
図２は、本発明に基づく排ガスクーラー１をある視点で示しており、その場合に同じ部品については同一の参照符号が使用される。フィンパイプブロック２は、長さＬと高さＨを有する端面２ａの視点で示されている。フィンパイプブロック２の両側に、それぞれ排ガスのための流入短管と流出短管として機能する、排ガス短管１０と排ガス短管１５を有する、集合ケース５、１４が配置されている。従ってフィンパイプブロック２のパイプは、−図面内で水平に−かつ互いに対して平行に貫流される。もちろん、図示の貫流とは異なる貫流も、たとえば集合ケース内でＵ字状に方向変換することも、可能である。
【００２８】
本発明の好ましい実施例によれば、長さＬに対する高さＨの比は、０．１から０．８の領域、好ましくは０．２から０．４の領域にある。従ってクーラーは、比較的長く延びており、従ってその長手方向の延びに関して冷却モジュールないし冷却剤クーラーの長さに適合させることができる。その場合に好ましくは、排ガスクーラーの上方に過給空気クーラーが配置され、それが端面の残りの部分に少なくとも部分的に重なる。
【００２９】
排ガスクーラーの排ガス流出側に配置された凝縮液出口は、図面には図示されておらず、その場合に凝縮液は直接外部へ搬出されるか、あるいは排ガス導管（排気管）内へ搬出される。
【００３０】
排ガス還流弁、いわゆるＡＧＲ弁も、同様に図面には示されておらず、この排ガス還流弁は流入領域内に、あるいは流出領域内、従って排ガス短管１０、１５の領域内に配置することができる。ＡＧＲ弁は、分岐されて還流される排ガス量を制御する。排ガス流出領域内にＡＧＲ弁を配置することは、ＡＧＲ弁もプラスチックから形成できる限りにおいて、そこでは流入部よりも低い排ガス温度が支配している、という利点を有している。
【００３１】
図３は、本発明の変形された実施例、すなわちバイパス通路１７とバイパスフラップ１８を有する排ガスクーラー１６を示しており、その場合にバイパス通路１７は流入短管１９と流出短管２０の間においてフィンパイプブロック２１に対して平行に延びている。バイパスフラップ１８によって、全排ガス量をバイパス通路１７を通して案内することができるので、排ガスの冷却は行われない。これは、たとえば、暖機相の間の内燃機関が冷たい場合に、効果的であり得る。
【００３２】
図４は、排ガス還流システム、自動車のためのいわゆるＡＧＲシステム２２のコンポーネントの配置を示している。内燃機関、ディーゼルエンジン２３は、排ガス導管２４を有しており、その排ガス導管が、コンプレッサ２６を駆動する排ガスタービン２５へ通じている。ターボ圧縮器２６から過給空気導管２７が過給空気クーラー２８へ通じ、次に吸気導管２９を介してエンジン２３へ通じている。過給空気クーラー８は、空気冷却されており、かつ、エンジンのシリンダのための充填度を上昇させるために、圧縮器２６内で加熱され、過給空気圧に圧縮された空気を、より低い温度水準に冷却する。排ガス導管２４内に、すなわちエンジン２３とタービン２５の間に、分岐箇所３０が設けられており、その分岐箇所から排ガス還流導管３１が分岐して、エンジン２３の吸気領域へ案内される。ＡＧＲ導管３１内に、第１の排ガスクーラー３２が配置されており、この排ガスクーラーは液体冷却されており、かつ接続端３２ａ、３２ｂを介してエンジン２３の図示されていない冷却循環に接続されている。排ガス流れ方向において第１の排ガスクーラー３２の後方に、第２の排ガスクーラー３３が配置されており、それが本発明に基づく空気冷却される排ガスクーラーとして形成されている。第２の排ガスクーラー３２内で冷却された排ガスが、吸気導管２９へ供給され、すなわち冷却された過給空気と混合される。従ってＡＧＲ導管３１を通して還流された排ガスは、２段階で冷却され、その場合に第１の段階において排ガスクーラー３２によって、約１２０から１５０℃までの冷却が達成される。第２の段階において、第２の排ガスクーラー３３によって、周囲温度の５から５０℃上の温度まで、排ガスがさらに冷却される。
【００３３】
図面においては、空気冷却される排ガスクーラー３３と過給空気クーラー２８は重ねて配置されている。これは、エンジンルーム内の実際の配置にもほぼ相当し、そこで２つのクーラー２８、３３は空気流れ方向において、冷却剤クーラーと凝縮器からなる、図示されていない冷却モジュールの前に配置されている。従って全部の熱伝達体、すなわち冷却剤クーラー、凝縮器、過給空気クーラーおよび本発明に基づく空気冷却される排ガスクーラーを、１つの構成ユニット、いわゆる冷却モジュールにコンパクトにまとめて、自動車の前方のエンジンルーム内に配置して、固定することができる。その場合に、周囲空気の十分な供給が保証されている。
【００３４】
もちろん、本発明に基づく空気冷却される排ガスクーラーを、エンジンルーム内の冷却モジュールとは異なる箇所に配置して、場合によっては排ガスクーラーに専用の通気装置を対応づけることも可能である。
【００３５】
図５は、熱伝達モジュール５０を示しており、これは−図面において−下方に配置された排ガスクーラー５１とその上に配置された過給空気クーラーから構成されており、その場合に２つの熱伝達体５１、５２は周囲空気を平行に供給される。排ガスクーラー５１は、排ガス流入短管５４を備えた流入側のケース５３と流出側のケース５５を有している。２つの排ガスケース５３、５５は、腐食の理由から好ましくはプラスチックから形成されており、すなわちそれらはプラスチックケースからなり、そのプラスチックケースが図示されていない機械的結合によって、図示されていない金属のパイプ底と結合されている。過給空気クーラー５２は、流入側の空気ケース５６と流出側の空気ケース５７を有している。空気ケース５６、５７は、好ましくは、図示されていないパイプ底と溶接可能な、アルミニウム材料からなる。流出側の空気ケース５７内に、分離壁５８が配置されており、それが別の通路５９を形成している。流出側の排ガスケース５５は、短管６０を介して排ガス通路５９と接続されているので、排ガスケース５５と通路５９の間に流れ接続が形成されている。従って排ガスは、流出ケース５５から流出側の空気ケース５７を通る別体の通路５９内へ流入し、その場合に排ガスと過給空気の分離が保証されている。排ガスと過給空気は、流出ケース５７の下流に十分な距離で配置されている、図示されていない混合ゾーン内で互いに混合される。それによって過給空気クーラー５２内への排ガス凝縮液の逆流が回避される。短管６０は、適切なシールによって、空気ケース５７に対して密閉することができる。排ガスクーラー５１と過給空気クーラー５２は、図示されていないフランジまたはホルダを介して互いにねじ止めすることができる。
【００３６】
図６ａは、図５に示すような、熱伝達体モジュールのための排ガス通路を形成するための、他の実施例を示している。図示されていない過給空気クーラーの流出ケース６１内に、別体の排ガス通路６２が配置されており、これは腐食に耐える材料、特にプラスチックまたは特殊鋼から形成することができる。排ガス通路６２は、接続短管６３を介して、図示されていない排ガスクーラーの流出ケース６４と接続されている。従ってこの解決においても、過給空気クーラーの流出ケース６１を通って流れる排ガスが過給空気から分離される。
【００３７】
図６ｂは、排ガス通路の配置と形成のための他の実施例を示しており、その場合にここでは、過給空気クーラーの流出ケース６５と排ガス通路６６の横断面のみが図示されている。流出ケース６５は、その外側の長手側に、排ガス通路の楕円形の横断面６６に適合された、凹部６７を有しているので、排ガス通路がこの凹部６７内へ埋め込まれている。付属部品として流出ケース６５に固定されている排ガス通路６６は、特殊鋼、アルミニウムまたはプラスチックから形成することができる。
【００３８】
図７ａは、本発明の他の実施例として、空気冷却される排ガスクーラーと空気冷却される過給空気クーラー（図３：クーラー２８、３３を参照）の統合である、組み合わされた熱伝達体３４を示している。いわゆるコンビクーラー３４は、フィンパイプブロック３、流入ケース３６および流出短管３８を備えた流出ケース３７を有している。流入ケース３６は、排ガスのための供給導管３９ａと過給空気のための供給導管３９ｂを備えた流入短管３９を有している。従って排ガス流と過給空気流は、短管３９内で一緒に案内され、予め混合されて、流入ケース３６内へ案内され、そこで全部の流れがフィンパイプブロック３５の図示されていないパイプへ分配される。コンビクーラー３４は、図４に示すのと同様に、すなわちそこに示されるクーラー３３、２９の代わりに、ＡＧＲシステム内へ組み込まれる。共通の流出短管３８から、冷却されたガス流がエンジンの吸気路へ供給される。
【００３９】
図７ｂは、排ガスのための別体の流入短管４１と過給空気のための別体の流入短管４２を有する、変形されたコンビクーラー４０を示している。２つの短管は、共通の集合ケース４３内へ通じている。パイプフィンブロックと流出ケースは、図７ａに示す実施例に相当する。第１の実施例において、排ガス流と過給空気流は流入短管３９内ですでに前もって混合され、それが２つのガス流の温度補償ももたらす。別体の流入短管４１、４２を有する第２の実施例においては、２つのガス流の混合は大体において流入ケース４３内で行われる。
【００４０】
図８ａと８ｂは、フロント側に配置されたジャルージ４５を有する排ガス熱伝達体４４を示しており、そのジャルージは個々の揺動可能なフラップまたは薄板４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、…４５ｆからなる。図８ａは、閉鎖されたジャルージ４５を有する排ガス熱伝達体４４を示しており、すなわち排ガス熱伝達体４４の空気を供給される側の端面全体が、薄板４５ａから４５ｆによって覆われている。図８ｂは、開放された位置のジャルージ４５を有する排ガス熱伝達体４４を示しており、すなわち薄板４５ａから４５ｆは空気流れ方向Ｌに対して平行に方位付けされて、従って冷却空気を通過させる。その場合に薄板４５ａから４５ｆはそれぞれ空気流れ方向において、排ガス熱伝達体４４の見えない、ないしは図示されていない排ガス通路の前に配置されているので、排ガス通路管のフィン４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、…は空気貫流のために解放されている。従って図８ｂに示すジャルージ位置において、排ガス熱伝達体４４を貫流する排ガスの冷却が行われ、図８に示す閉鎖されたジャルージ位置においては、空気流による冷却は行われない。ジャルージ４５は、特に外部温度が低い場合に、排ガス通路内の凝縮液の凍結の危険がある場合には、閉鎖される。従って凍結をほぼ阻止し、排ガス還流を維持することができる。
【００４１】
図９ａと９ｂは、冷却空気流から遮蔽可能な排ガスクーラー４７のための、本発明の他の実施形態を示している。空気流れ方向において排ガスクーラー４７の前に、ウェブ４９ａ、４９ｂ、４９ｃ、…とウェブの間に配置された長手スロット５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、…からなる、摺動可能なカバー装置４８が配置されている。ウェブ４９ａ、４９ｂ、４９ｃ、…は、適切なサーボモータによって図示されていない排ガス通路の長手方向に対して横方向に移動することができ、従って排ガスクーラー４７の端面を部分的に解放し、あるいは閉鎖することができる。図９ａは、閉鎖されたカバー装置４８を有する排ガスクーラー４７を示しており、すなわちウェブ４９ａ、４９ｂ、４９ｃ、…がここには見えない冷却空気通路を覆っており、スロット５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、…は空気流れ方向において排ガス通路の前に位置している。従ってカバー装置４８が閉鎖されている場合には、空気冷却は行われない。図９ｂは、開放されたカバー装置４８を有する排ガスクーラー４７を示しており、その場合に排ガス通路間の、フィン５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、…を有する冷却空気通路は解放されている。排ガス通路の前に、ウェブ４９ａ、４９ｂ、４９ｃ、…ある。カバー装置４８は、格子構造（格子ジャルージ）として形成することができ、その場合に個々の格子棒は折り畳み可能あるいは共通に摺動可能であるので、空気流を供給されるその端面を拡大し、あるいは縮小することができる。このカバー装置４８も、排ガス通路内の凝縮液の凍結を阻止し、排ガス還流を維持するのに、適している。カバー装置４８の駆動、すなわちその横方向移動は、適切なサーボモータによって、たとえば温度に依存する伸張物質部材、負圧ボックスあるいはその他のモータによって行うことができる。
【００４２】
図１０は、いわゆるコンビクーラー５２を有する、本発明の他の実施例を示しており、そのコンビクーラーは過給空気クーラー５３と排ガスクーラー５４から構成されており、それら両者が冷却空気を供給される。排ガスクーラー５４は、空気フィン５５と図示されていない排ガス通路からなるブロック５６を有しており、−空気流れ方向において−そのブロックの前に蛇行して形成された冷却剤通路５７が配置されており、その冷却剤通路は自動車の内燃機関の図示されていない冷却剤循環に接続可能である。冷却剤通路５７は、まっすぐな部分５７ａを有しており、それらの部分が終端側において円弧パイプ５７ｂによって結合されている。従って冷却剤通路５７、５７ａ、５７ｂは蛇行パイプを形成しており、その場合にまっすぐな部分５７ａは排ガスクーラー５４の図示されていない排ガス通路の前に配置されており、すなわち、冷却空気通路を形成する、空気フィン５５が、冷却空気流に完全にさらされる。蛇行パイプ５７のまっすぐな部分５７ａは、排ガスクーラーと（熱伝導によってであろうと、熱放射によってであろうと）熱伝達接続されており、従って外部温度が低い場合に排ガス通路内の凝縮液の凍結とそれにともなって詰まりを阻止する。従って排ガス還流は、外部温度が低い場合でも、より高い温度の冷却剤によって貫流される蛇行パイプ５７によって、維持することができる。好ましくは冷却剤は、エンジン還流から、すなわち冷却循環のクーラーアプローチから取り出される。蛇行パイプ５７を貫流するために熱い冷却剤を取り出すことは、図示されていない弁を介して制御することができる。蛇行パイプ５７は、好ましくは排ガス通路全体を覆うが、少なくとも排ガス通路の一部を覆う。
【００４３】
図１１は、空気冷却される排ガスクーラー５８を有する、本発明の他の実施例を示しており、その排ガスクーラーは冷却空気を供給される端面５９を有している。空気流れ方向において排ガスクーラー５８の端面５９の前に、多数のヒートワイヤからなる、電気的に加熱可能な加熱格子６０が配置されており、それらヒートワイヤは図示されていない排ガス通路およびそれらの間に配置されている空気フィンと熱伝達接続されている。電気的に加熱可能な発熱格子６０は、その熱を（加熱格子６０を貫流する空気流によっても）排ガス通路と空気フィンへ放出するので、それらは外部温度が低い場合に加熱される。従って排ガスクーラー５８内の凝縮液の凍結を阻止することができる。加熱のオンは、たとえば周囲温度または排ガスクーラーの後方の排ガス流出温度に従って、手動または自動で行うことができる。
【００４４】
図１２は、空気冷却される排ガスクーラー６１を有する、本発明の他の実施例を示しており、この排ガスクーラーは排ガス側の流入ケース６２と排ガス側の流出ケース６３を有しており、それらの間に、排ガス通路６４と冷却フィン６５からなる排ガスブロック６６が配置されている。流入ケース６２は、排ガス供給導管６７と、そして流出ケース６３は排ガス還流導管６８と接続されている。排ガスクーラー６１には、弁６９が対応づけられており、その弁は分離壁７０によって分割された２つの弁室７１、７２を有している。分離壁７０内に、弁開口部７３が配置されており、その弁開口部は、弁閉鎖ばね７４によって付勢された弁閉鎖部材７５を介してコントロールされる。弁室７１は、排ガス供給導管６７によって貫流され、弁室７２は排ガス還流導管６８によって貫流される。弁開口部７３は、弁閉鎖部材７５によって、弁閉鎖ばね７４の力が弁部材７５に作用する押圧力よりも大きい間、閉鎖されている。弁室７１内では、排ガスクーラー６１の流入側の排ガス圧に相当する、圧力Ｐ１が支配しており、弁室７２内の圧力Ｐ２は、排ガスクーラー６１の流出側の排ガス圧に相当する。従って皿状の弁閉鎖部材７５には、排ガスクーラー６１内の排ガス側の圧力降下（Ｐ１マイナスＰ２）に相当する差圧ΔＰが作用する。排ガスパイプ６４が自由である間、排ガス熱伝達体６１は比較的小さい圧力降下ΔＰ＝Ｐ１＝Ｐ２を有している。しかし、外部温度が低い場合に、凝縮液の凍結によって排ガスパイプ６４の部分的または完全な詰まりが生じた場合に、排ガスクーラー６１内の排ガス側の圧力降下とそれに伴って弁閉鎖部材７５へ作用する差圧が増大する：差圧からもたらされる力が、閉鎖ばね７４の力より大きくなるまで、Ｐ２は小さくなり、Ｐ１は大きくなり−その後弁閉鎖部材７５が開放し、弁開口部７３を解放し、その弁開口部がその後排ガス供給導管６７と排ガス還流導管６８の間のバイパスとして作用する。その場合に排ガスクーラー６１は、開放されたバイパス７３によって完全に、あるいは部分的に迂回される。従って、周囲温度が低く、排ガスクーラー６１内の凍結した凝縮液がパイプ６４を詰まらせた場合でも、排ガスが還流できることが、保証される。さらに、圧力または温度に従って弁６９の−電気的または空気式の−外部の駆動も可能である。
【００４５】
図面には示されていない、本発明の他の実施例は、図３に示す実施例にほぼ相当するが、排ガスバイパスフラップのない、排ガスのためのバイパス通路を有する、空気冷却される排ガス熱伝達体に関する。それによって、温度が低い場合でも、そしてクーラー内の凝縮液が凍結して排ガスクーラーが排ガス側において一部または完全に閉鎖された（「ロックされた」）場合でも、排ガスが還流できることが、保証される。その場合にバイパス通路、特にその入口は、まずバイパス通路を介しての圧力損失が、排ガスクーラー内の排ガス側の圧力損失（凍結されない、従って最大の排ガス側の通過横断面を有する状態）よりも大きいように、形成されている。この状態において、次の関係が成立する：
ΔＰBy＞ΔＰAk
その場合にＰByは、バイパス内の圧力降下であり、ＰAkは、排ガスクーラー内の圧力降下である。排ガスクーラー内の凝縮液が凍結した場合に、排ガスクーラー内の圧力降下は、その圧力降下がバイパス通路内の圧力損失に達してそれを上回るまで、増大する。その後まず、バイパス通路を通って部分質量流が流れ、排ガスクーラーが完全に詰まった場合に、全排ガス質量流が流れる。バイパス通路の幾何学配置と寸法は、バイパス通路内で凝縮液が凍結できないように、構成されている；好ましくはバイパス通路は、質量流に従って十分な横断面を有する丸パイプまたは矩形パイプとして形成される。圧力損失自体によって制御されるこのバイパスにおいて、バイパスフラップも、このバイパスフラップの駆動も必要ないことが、効果的である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明に基づく空気冷却される排ガスクーラーを示す分解斜視図である。
【図２】本発明に基づく排ガスクーラーをある視点で示している。
【図３】バイパス通路を有する、本発明に基づく排ガスクーラーの展開を示している。
【図４】液体冷却される排ガスクーラーと空気冷却される排ガスクーラーによる２段階の排ガス冷却を有するＡＧＲシステムを示している。
【図５】別体の排ガス通路の第１の形態を有する、排ガスクーラーと過給空気クーラーとからなる、熱伝達体モジュールを示している。
【図６ａ】過給空気クーラーの流出ケース内の別体の排ガス通路の第２の実施形態を示している。
【図６ｂ】過給空気クーラーの流出ケースの外側にある別体の排ガス通路の第３の実施形態を示している。
【図７ａ】組み合わされた排ガスクーラーと過給空気クーラーの第１の実施形態を示している。
【図７ｂ】組み合わされた排ガスクーラーと過給空気クーラーの第２の実施形態を示している。
【図８ａ】閉鎖されたジャルージを有する排ガスクーラーを示している。
【図８ｂ】開放されたジャルージを有する排ガスクーラーを示している。
【図９ａ】摺動可能な閉鎖されたカバー装置を有する排ガスクーラーを示しており。
【図９ｂ】摺動可能な開放されたカバー装置を有する排ガスクーラーを示している。
【図１０】冷却剤バイパス通路を有する排ガスクーラーを示している。
【図１１】電気的な加熱を有する排ガスクーラーを示している。
【図１２】バイパス弁を有する排ガスクーラーを示している。
【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７ａ】
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【図７ｂ】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
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【図９ａ】
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【図９ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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