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DE102009035723B3 - Cooling device for an internal combustion engine - Google Patents

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DE102009035723B3 DE102009035723A DE102009035723A DE102009035723B3 DE 102009035723 B3 DE102009035723 B3 DE 102009035723B3 DE 102009035723 A DE102009035723 A DE 102009035723A DE 102009035723 A DE102009035723 A DE 102009035723A DE 102009035723 B3 DE102009035723 B3 DE 102009035723B3
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Abstract

Kühlvorrichtung, insbesondere Abgaskühlvorrichtung, für eine Verbrennungskraftmaschine mit einer Außenschale, in der zumindest eine Wärmeübertragungseinheit angeordnet ist, die einen Kühlmitteleinlass sowie einen Kühlmittelauslass aufweist und die ein Außengehäuse aufweist, derart, dass ein zwischen der Außenschale und der Wärmeübertragungseinheit ausgebildeter, von einem Kühlmittel durchströmter Mantel von einem Kanal getrennt ist, der in der Wärmeübertragungseinheit ausgebildet ist und durch den das zu kühlende Fluid strömt, wobei zwischen Außenschale und Außengehäuse im Bereich des Kühlmittelauslasses mindestens ein Leitorgan vorgesehen ist.Cooling device, in particular exhaust gas cooling device, for an internal combustion engine having an outer shell, in which at least one heat transfer unit is arranged, which has a coolant inlet and a coolant outlet and which has an outer housing such that a jacket, through which a coolant flows, is formed between the outer shell and the heat transfer unit is separated from a channel which is formed in the heat transfer unit and through which the fluid to be cooled flows, wherein between the outer shell and outer housing in the region of the coolant outlet at least one guide element is provided.

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung, insbesondere Abgaskühlvorrichtung, für eine Verbrennungskraftmaschine mit einer Außenschale, in der zumindest eine Wärmeübertragungseinheit angeordnet ist, die einen Kühlmitteleinlass sowie einen Kühlmittelauslass aufweist und die ein Außengehäuse aufweist, derart, dass ein zwischen der Außenschale und der Wärmeübertragungseinheit ausgebildeter von einem Kühlmittel durchströmter Mantel von einem Kanal getrennt ist, der in der Wärmeübertragungseinheit ausgebildet ist und durch den das zu kühlende Fluid strömt.The The invention relates to a cooling device, in particular Exhaust gas cooler, for one Internal combustion engine with an outer shell, in the at least a heat transfer unit is arranged, which has a coolant inlet and a coolant outlet and having an outer housing, such that one between the outer shell and the heat transfer unit trained by a coolant flowed through Sheath is separated from a duct in the heat transfer unit is formed and flows through the fluid to be cooled.

Derartige Kühlvorrichtungen werden beispielsweise in Verbrennungskraftmaschinen als Abgaskühlvorrichtungen zur Verminderung von Schadstoffemissionen eingesetzt, in denen das Abgas gekühlt mit der frisch angesaugten Luft vermischt und den Zylindern zugeführt wird. Durch diese Temperaturminderung der Zylinderfüllung werden Schadstoffemissionen reduziert.such coolers For example, in internal combustion engines as exhaust gas cooling devices used to reduce pollutant emissions in which the Cooled exhaust gas is mixed with the freshly sucked air and fed to the cylinders. This temperature reduction of the cylinder filling pollutant emissions reduced.

Eine derartige Kühlvorrichtung ist beispielsweise aus der DE 10 2005 045 103 B3 bekannt. Dieser Kühlvorrichtung wird Kühlmittel über einen Kühlmitteleinlass zugeführt, wobei sich dann das Kühlmittel über den gesamten Umfang der Wärmeübertragungseinheit verteilt, um die Kühlmittelvorrichtung nach Wärmeaustausch mit dem zu kühlenden Medium, hier Abgas, über den Kühlmittelauslass zu verlassen. Die DE 10 2005 045 098 A1 beschreibt ebenfalls eine derartige Kühlvorrichtung, wobei der Kühlmittelstrom durch Leitorgane gelenkt wird. Derartige, den Kühlmittelstrom in der Kühlvorrichtung in Richtung des Kühlmittelauslasses führende Leitorgane sind auch aus der JP 62-22993 bekannt. Bei allen bekannten Kühlvorrichtungen ergibt sich jedoch häufig ein Drall innerhalb des Kühlmittelrohres bei der Einströmung des Kühlmittels in den Kühlmittelauslass, wobei sich das Kühlmittelrohr an den Kühlmittelauslass anschließt. Dieser Effekt wird bei einem abgewinkelten Kühlmittelrohr sogar noch verstärkt. Eine Drallerzeugung des Kühlmittels im Kühlmittelauslass führt jedoch zu erheblichen Druckverlusten mit den damit verbundenen Nachteilen für den gesamten Kühlkreislauf.Such a cooling device is for example from the DE 10 2005 045 103 B3 known. This cooling device is supplied with coolant via a coolant inlet, in which case the coolant is distributed over the entire circumference of the heat transfer unit in order to leave the coolant device via the coolant outlet after heat exchange with the medium to be cooled, in this case exhaust gas. The DE 10 2005 045 098 A1 also describes such a cooling device, wherein the coolant flow is directed by guide members. Such leading the coolant flow in the cooling device in the direction of the coolant outlet guide elements are also from the JP 62-22993 known. In all known cooling devices, however, a swirl often results within the coolant tube during the inflow of the coolant into the coolant outlet, the coolant tube being connected to the coolant outlet. This effect is even enhanced with an angled coolant tube. However, a swirl generation of the coolant in the coolant outlet leads to significant pressure losses with the associated disadvantages for the entire cooling circuit.

Eine derartige Kühlvorrichtung ist auch aus der DE 20 2004 003 131 U1 bekannt, wobei der Wasserumlauf durch Strömungsleitflächen steuerbar ist.Such a cooling device is also from the DE 20 2004 003 131 U1 known, the water circulation is controllable by flow control surfaces.

Daher ist es Aufgabe der Erfindung, eine Kühlvorrichtung bereit zu stellen, die die oben genannten Nachteile vermeidet.Therefore It is an object of the invention to provide a cooling device, which avoids the above-mentioned disadvantages.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass zwischen Außenschale und Außengehäuse im unmittelbaren Bereich des Kühlmittelauslasses mindestens ein Leitorgan vorgesehen ist, wobei das mindestens eine Leitorgan sich in Richtung des Mittelpunktes des Kühlmittelauslasses erstreckt.These Task is solved by that between outer shell and outer casing in the immediate Area of the coolant outlet at least one guide element is provided, wherein the at least one Guide organ in the direction of the center of the coolant outlet extends.

Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, dass die Leitorgane sternförmig angeordnet sind. Dabei ist es montagetechnisch vom Vorteil, wenn die Leitorgane auf dem Außengehäuse der Wärmeübertragungseinheit angeordnet sind. Eine vollständige Umströmung der Wärmeübertragungseinheit mit dem Kühlmittel, kann dadurch gewährleistet werden, dass zwischen Außenschale und Außengehäuse der Wärmeübertragungseinheit mindestens ein Steg angeordnet ist, der im Mantel einen kühlmitteldurchströmten Kanal begrenzt.there it has proved to be particularly advantageous that the guiding organs star shape are arranged. It is mounting technology of advantage if the guiding elements on the outer casing of the heat transfer unit are arranged. A complete flow around the heat transfer unit with the coolant, can be guaranteed be that between outer shell and outer casing of the Heat transfer unit at least one web is arranged in the jacket a coolant-flow channel limited.

Dabei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dass das mindestens eine Leitorgan als Steg ausgeführt ist oder das mindestens eine Leitorgan durch Leitteilstücke, wie z. B. Stützelemente ausgeführt ist.there It has proved to be advantageous that the at least one guide element designed as a bridge is or at least one guide member by Leitteilstücke, such as z. B. support elements accomplished is.

Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben, hierbei zeigt:One embodiment is shown in the drawing and is described below, this shows:

1 eine teilweise geschnittene Draufsicht der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung, und 1 a partially sectioned plan view of the cooling device according to the invention, and

2 eine perspektivische Darstellung einer alternativen Ausführungsform einer Wärmeübertragungseinheit. 2 a perspective view of an alternative embodiment of a heat transfer unit.

In 1 ist eine Kühlvorrichtung 1, die insbesondere als Abgaskühlvorrichtung einer Verbrennungskraftmaschine eingesetzt wird, dargestellt. Die Kühlvorrichtung 1 besteht im Wesentlichen aus einer topfförmigen Außenschale 2, in der eine an sich bekannte Wärmeübertragungseinheit 3 eingesetzt ist. Die Außenschale 2 weist sowohl einen Kühlmitteleinlass 4, als auch einen Kühlmittelauslass 5 auf. Mit 4, 5 sind in der vorliegenden Darstellung lediglich die Positionen, an denen das Kühlmittel in die Kühlvorrichtung tritt, oder aus dieser heraustritt, dargestellt.In 1 is a cooling device 1 , which is used in particular as an exhaust gas cooling device of an internal combustion engine, shown. The cooling device 1 consists essentially of a cup-shaped outer shell 2 in which a heat transfer unit known per se 3 is used. The outer shell 2 has both a coolant inlet 4 , as well as a coolant outlet 5 on. With 4 . 5 are in the present illustration, only the positions at which the coolant enters the cooling device, or emerges from this emerges.

Die Wärmeübertragungseinheit 3 ist in der vorliegenden Zeichnung lediglich schematisch dargestellt. Es sollte jedoch deutlich sein, dass in dieser Wärmeübertragungseinheit 3 ein mit Abgas durchströmter Kanal ausgebildet ist und das entsprechend ein Abgaseinlass 9 und ein Abgasauslass 10 vorgesehen sind. Um die Wärmeübertragungseinheit 3 möglichst vollumfänglich mit dem Kühlmittel zu umströmen und damit einen möglichst hohen Wärmeaustausch mit dem im Innern der Wärmeübertragungseinheit 3 strömenden Abgas zu gewährleisten, sind Stege 6 angeordnet, die eine Zwangsführung des Kühlmittels in einem zwischen einem Außengehäuse 11 der Wärmeübertragungseinheit 3 und der Außenschale 2 ausgebildeten Mantel 12 ermöglichen.The heat transfer unit 3 is shown only schematically in the present drawing. However, it should be clear that in this heat transfer unit 3 a flow-through with exhaust gas channel is formed and the corresponding exhaust gas inlet 9 and an exhaust outlet 10 are provided. To the heat transfer unit 3 as far as possible completely to flow around with the coolant and thus the highest possible heat exchange with the inside of the heat transfer unit 3 To ensure flowing exhaust gas, are webs 6 arranged, which is a positive guidance of the coolant in a between an outer housing 11 the heat transfer unit 3 and the outer shell 2 trained coat 12 enable.

Um in einem Kanal 7, der in 2 dargestellt ist, der sich dem Kühlmittelauslass anschließt, einen Drall und dem damit verbundenen Druckverlust der Kühlmittelstörung zu verhindern, sind im Bereich des Kühlmittelauslasses 5 Leitorgane 8 vorgesehen, die zu einer gleichmäßigen, zum Kühlmittelauslassmittelpunkt hingerichteten Einströmung des Kühlmittels führen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Leitorgane auf einem Außengehäuse 11 der Wärmeübertragungseinheit 3 angeordnet.To be in a channel 7 who in 2 , which adjoins the coolant outlet, to prevent a twist and the associated pressure loss of the coolant disturbance, are in the area of the coolant outlet 5 guide members 8th provided, which lead to a uniform, executed to Kühlmittelauslassmittelpunkt inflow of the coolant. In the present embodiment, the guide elements on an outer housing 11 the heat transfer unit 3 arranged.

Eine alternative Anordnung der Leitorgane 8 ist insbesondere der 2 zu entnehmen, die die Wärmeübertragungseinheit 3 und damit das Außengehäuse 11in einer perspektivischen Darstellung zeigt. Mit 5 ist wieder die Position gekennzeichnet, an der der Kühlmittelauslass vorliegt und dem sich der Kanal 7 anschließt. Durch einen Steg 6 wird eine vollumfängliche Umströmung der Wärmeübertragungseinheit mit dem Kühlmittel gewährleistet. Die Leitorgane 8, die zum Teil die Wärmeübertragungseinheit umschließen, gewährleisten eine gleichmäßige Einströmung des Kühlmittels in den Kühlmittelauslass 5.An alternative arrangement of the guiding organs 8th is in particular the 2 to take out the heat transfer unit 3 and thus the outer casing 11 in a perspective view shows. With 5 is again marked the position at which the coolant outlet is present and the channel 7 followed. Through a jetty 6 a full flow around the heat transfer unit is ensured with the coolant. The governing organs 8th , which partly enclose the heat transfer unit, ensure a uniform inflow of the coolant into the coolant outlet 5 ,

Es sollte deutlich sein, dass die Leitorgane auch auf einer anderen Weise angeordnet sein können, wie im vorliegenden Ausführungsbeispiel dargestellt. Auch ist die Anzahl der eingesetzten Leitorgane im Wesentlichen abhängig von den einströmenden Randbedingungen des Kühlmittels in den Kühlmittelauslass. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Leitorgane als durchgehende Stege ausgeführt. Sie können jedoch auch als voneinander beabstandete Leitteilstücke, wie z. B. Stifte ausgeführt werden.It It should be clear that the governing bodies are also on another Can be arranged as in the present embodiment shown. Also, the number of guide elements used in the Essentially dependent from the incoming ones Boundary conditions of the coolant into the coolant outlet. In the present embodiment the guide elements are designed as continuous webs. she can but also as spaced guide sections, such as z. B. pins executed become.

Claims (5)

Kühlvorrichtung (1) für eine Verbrennungskraftmaschine mit einer Außenschale (2), in der zumindest eine Wärmeübertragungseinheit (3) angeordnet ist, die einen Kühlmitteleinlass (4) sowie einen Kühlmittelauslass (5) aufweist und die ein Außengehäuse (11) aufweist, derart dass ein zwischen der Außenschale (2) und der Wärmeübertragungseinheit (3) ausgebildeter, von einem Kühlmittel durchströmter Mantel (12) von einem Kanal getrennt ist, der in der Wärmeübertragungseinheit (3) ausgebildet ist und durch den das zu kühlende Fluid strömt, wobei zwischen Außenschale (2) und Außengehäuse (11) im unmittelbaren Bereich des Kühlmittelauslasses (5) mindestens ein Leitorgan (8) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Leitorgane (8) sich in Richtung des Mittelpunktes des Kühlmittelauslasses (5) erstrecken und um die Mittelachse des Kühlmittelauslasses (5) sternförmig angeordnet sind.Cooling device ( 1 ) for an internal combustion engine with an outer shell ( 2 ), in which at least one heat transfer unit ( 3 ), which has a coolant inlet ( 4 ) and a coolant outlet ( 5 ) and which has an outer housing ( 11 ) such that a between the outer shell ( 2 ) and the heat transfer unit ( 3 ) trained by a coolant flow-through jacket ( 12 ) is separated from a channel in the heat transfer unit ( 3 ) is formed and through which the fluid to be cooled flows, wherein between outer shell ( 2 ) and outer housing ( 11 ) in the immediate vicinity of the coolant outlet ( 5 ) at least one guiding organ ( 8th ), characterized in that at least two guiding organs ( 8th ) towards the center of the coolant outlet ( 5 ) and around the central axis of the coolant outlet ( 5 ) are arranged in a star shape. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitorgane (8) auf dem Außengehäuse (11) der Wärmeübertragungseinheit (3) angeordnet sind.Cooling device according to claim 1, characterized in that the guiding organs ( 8th ) on the outer housing ( 11 ) of the heat transfer unit ( 3 ) are arranged. Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Außenschale (2) und Außengehäuse (11) der Wärmeübertragungseinheit (3) mindestens ein Steg (6) angeordnet ist, der im Mantel einen Kühlmittel durchströmten Kanal begrenzt.Cooling device according to one of claims 1 or 2, characterized in that between outer shell ( 2 ) and outer housing ( 11 ) of the heat transfer unit ( 3 ) at least one bridge ( 6 ) is arranged, limited in the jacket through a coolant channel. Kühlvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Leitorgan (8) als Steg ausgeführt ist.Cooling device according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one guide element ( 8th ) is designed as a bridge. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Leitorgan (8) durch Leitteilstücke, wie z. B. Stützelemente ausgeführt ist.Cooling device according to claim 1-3, characterized in that the at least one guide element ( 8th ) by Leitteilstücke such. B. support elements is executed.
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