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DE112016001000T5 - Wärmetauscher und abwärmerückgewinnungsgerät, das den wärmetauscher hat - Google Patents

Wärmetauscher und abwärmerückgewinnungsgerät, das den wärmetauscher hat Download PDF

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DE112016001000T5
DE112016001000T5 DE112016001000.1T DE112016001000T DE112016001000T5 DE 112016001000 T5 DE112016001000 T5 DE 112016001000T5 DE 112016001000 T DE112016001000 T DE 112016001000T DE 112016001000 T5 DE112016001000 T5 DE 112016001000T5
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DE
Germany
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housing
heat exchange
coolant
passages
gas
Prior art date
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Application number
DE112016001000.1T
Other languages
English (en)
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DE112016001000B4 (de
Inventor
Kazunari MATSUURA
Masahiro Shirai
Toshiya Tokuda
Hisashi Nishino
Yuuichi Kaido
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.)
Sango Co Ltd
Original Assignee
Sango Co Ltd
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Publication date
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Publication of DE112016001000B4 publication Critical patent/DE112016001000B4/de
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Abstract

Ein Wärmetauscher (1) weist auf eine Vielzahl von Wärmetauschsegmenten (10), die in einer Einhausung überlagert sind, und ein Stopfenelement (23), das fluiddicht mit der Einhausung verbunden ist und die Wärmetauschsegmente stützt, um in jedem Spalt zwischen den zueinander benachbarten Wärmetauschsegmenten einen Kühlmitteldurchlass (FP) zu bilden. Jedes Wärmetauschsegment hat ein Gehäuse (11) mit einer Öffnung lediglich an einer Fläche des Gehäuses, wobei zumindest die Außenseite der Öffnung durch das Stopfenelement fluiddicht verstopft ist, und ein Führungselement (12), das heißt eine in dem Gehäuse untergebrachte Rippe (13), das mit einer Vielzahl von Durchlässen (GP), die einen Gasstrom lediglich in einer vorbestimmten Richtung zulassen, und mit Einlaufdurchlässen (GI) und Gasablaufdurchlässen (GO) stromaufwärts und stromabwärts davon versehen ist, wobei eine Öffnung des Gehäuses mit einem Gaseinlassanschluss (11a), der mit den Gaseinlaufdurchlässen in Verbindung ist, und einem Gasauslassanschluss (11b), der mit den Gasablaufdurchlässen in Verbindung ist, versehen ist.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Wärmetauscher und auf ein Abwärmerückgewinnungsgerät, welches den Wärmetauscher hat, insbesondere auf den Wärmetauscher und das Abwärmerückgewinnungsgerät, die für eine Brennkraftmaschine geeignet sind.
  • HINTERGRUNDTECHNOLOGIE
  • Um den Erfordernissen der Verbesserung der Energieeffizienz nachzukommen, werden Gegenmaßnahmen vorgeschlagen, um Wärme von Gas, das zu der Atmosphäre abgegeben wird, d. h. Abwärme, wiederzugewinnen, und sie in verschiedenen Industrien wiederzuverwenden. Insbesondere auf dem Gebiet eines Kraftfahrzeugs, welches eine Brennkraftmaschine hat, wird es zum Verbessern der Gesamtwärmeeffizienz populär, dass ein Abwärmerückgewinnungsgerät zum Wiedergewinnen von Wärme des Abgases von der Brennkraftmaschine in einem Abgasrohr installiert wird, und Kühlmedium oder Kühlmittel, das durch mit der Abwärme ausgetauschten Wärme erwärmt wird, dazu verwendet wird, das Aufwärmen der Kraftmaschine zu beschleunigen, oder die Aufwärmleistungsfähigkeit zu verbessern. Beispielsweise offenbart die Patentdruckschrift 1 ein solches Abwärmerückgewinnungsgerät, „das mit einem Wärmetauscher für einen Wärmetausch mit dem Abgas, einem Umgehungsdurchlass für das Abgas zum Umgehen des Wärmetauschers und einem Ventilelement zum Öffnen oder Schließen des Umgehungsdurchlasses versehen ist, wobei ein temperaturbetätigtes Stellglied, vorhanden ist, das mit dem Medium in Kontakt kommt, unmittelbar nachdem es von dem Wärmetauscher abgegeben wurde, sodass das temperaturbetätigte Stellglied ausfährt, wenn die Temperatur des Mediums gleich wie oder höher als ein vorbestimmter Wert ist, um das Ventilelement zu öffnen“ (beschrieben in Absatz (0008) von Patentdruckschrift 1).
  • Außerdem ist mit Bezug auf das zuvor beschriebene Abwärmerückgewinnungsgerät eine solche Struktur in Patentdruckschrift 1 offenbart, „gemäß der ein Einlasskonus, ein Auslasskonus, ein Umgehungsventil und ein Wärmetauscher ineinander eingesetzt sind und mittels Schweißen oder dergleichen luftdicht befestigt sind, und wonach das Umgehungsrohr und ein stromaufwärtiger Endabschnitt des Wärmetauschers in den Einlasskonus eingesetzt sind, wohingegen das Umgehungsrohr und ein stromabwärtiger Endabschnitt des Wärmetauschers in den Auslasskonus eingesetzt sind“ (beschrieben in Absatz (0013) von Patentdruckschrift 1, wobei die darin angegebenen Bezugszeichen ausgelassen sind). Mit Bezug auf den Wärmetauscher ist ferner beschrieben, „dass in einem Gehäuse neun Wärmeübertragungsrohre mit flachem Querschnitt fluiddicht an Trennplatten befestigt sind, in welche deren entgegengesetzten Endabschnitte eingedrungen sind“, und „dass zwischen zwei Trennplatten ein Wassermantel für das darin strömende Medium durch die innere Fläche des Gehäuses und die äußeren Flächen der Wärmeübertragungsrohre ausgebildet ist“ (beschrieben in Absatz (0014), wobei darin angegebene Bezugszeichen ausgelassen sind).
  • Zudem offenbart Patentdruckschrift 2 einen solchen Wärmetauscher, „gemäß dem eine Vielzahl von Wärmeübertragungsrohren zum Hindurchströmen von Abgas darin eines über dem anderen gestapelt sind, und die Wärmeübertragungsrohre in einem Kerngehäuse untergebracht sind, welches mit einem Einlassanschluss zum Einbringen eines Mediums und einem Auslassanschluss zum Abgeben des Mediums, welches in den Wärmeübertragungsrohren aufgewärmt wurde, versehen ist, sodass das Medium von dem Einlassanschluss in Richtung zu dem Auslassanschluss strömen gelassen wird, und das Abgas in die Wärmeübertragungsrohre strömen gelassen wird, wodurch das durch den Außenumfang der Wärmeübertragungsrohre geströmte Medium durch die Wärme des Abgases erwärmt wird. Zumindest drei Wärmeübertragungsrohre sind eines über dem anderen gestapelt und, wobei die Wärmeübertragungsrohre mit einer Anzahl von gleich wie oder mehr als drei eines über das andere gestapelt sind, die Durchlässe, die zwischen den oberen Flächen der Wärmeübertragungsrohre und dem Kerngehäuse ausgebildet sind, zwischen den einander benachbarten Wärmeübertragungsrohren und zwischen den unteren Flächen der Wärmeübertragungsrohre und dem Kerngehäuse im Querschnitt gesehen in vier und mehr Lagen ausgebildet sind, sodass Durchlässe zwischen den Lagen für das Medium, welches zu einer anderen Lage übertragen wird, zwischen den Seitenflächen der Wärmeübertragungsrohre und dem Kerngehäuse ausgebildet sind“. Ferner ist eine solche Konfiguration zum „Schließen eines jeden Durchlasses zwischen den Lagen durch ein Durchlassschließmittel“ vorgeschlagen (beschrieben in Absatz (0009) von Patentdruckschrift 2).
  • Außerdem offenbart Patentdruckschrift 2 eine solche Konfiguration, „gemäß der ein Abwärmerückgewinnungsgerät ein Einbringelement, in welches von einer Brennkraftmaschine erzeugtes Abgas eingebracht wird, einen Wärmetauscher, der mit dem Einbringelement durch einen oberen Durchlass verbunden ist, und dessen vorderes Ende durch ein Gaseinbringelement gestützt ist, ein Gasabgabeelement, welches mit einem hinteren Ende des Wärmetauschers verbunden ist und in welchem durch den Wärmetauscher hindurchgeführtes Abgas strömt, einen unteren Durchlass, welcher unter dem Wärmetauscher angeordnet ist, und in welchen das Abgas strömt, welches nicht in den oberen Durchlass geströmt ist, ein Thermostellglied, welches durch einen Stellgliedstützabschnitt an einem mittleren Abgabeabschnitt gestützt ist, sodass es durch eine Mediumtemperatur betrieben wird, und einen Ventilmechanismus aufweist, der an einem vorderen Ende des Stellglieds angeordnet ist, um die Menge des in dem oberen Durchlass strömenden Abgases einzustellen“ (beschrieben in Absatz (0032) von Patentdruckschrift 2, wobei darin angegebene Bezugszeichen ausgelassen sind).
  • DRUCKSCHRIFTLICHER STAND DER TECHNIK
  • PATENTDRUCKSCHRIFT
    • Patentdruckschrift 1: Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2008-157211
    • Patentdruckschrift 2: Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2012-132614
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDE PROBLEME
  • Mit Bezug auf den in den obigen Patentdruckschriften offenbarten Wärmetauscher werden in Patentdruckschrift 1 „neun Wärmeübertragungsrohre“ verwendet, und wenn der Wärmetauscher auf das Abwärmerückgewinnungsgerät angewandt wird, ist dies so konfiguriert, „dass das Umgehungsrohr und ein stromaufwärtiger Endabschnitt des Wärmetauschers in den Einlasskonus eingesetzt werden, wohingegen das Umgehungsrohr und ein stromabwärtiger Endabschnitt des Wärmetauschers in den Auslasskonus eingesetzt werden“. Und in Patentdruckschrift 2 wird der Wärmetauscher mit „gleich wie oder mehr als drei Wärmeübertragungsrohren“ verwendet, und wenn der Wärmetauscher auf das Abwärmerückgewinnungsgerät angewandt wird, ist dies so konfiguriert, dass es „ein Einbringelement, in welches von einer Brennkraftmaschine erzeugtes Abgas eingebracht wird, einen Wärmetauscher, der durch einen oberen Durchlass mit dem Einbringelement verbunden ist, und dessen vorderes Ende durch ein Gaseinbringelement gestützt ist, und ein Gasabgabeelement, das mit einem hinteren Ende des Wärmetauschers verbunden ist, und in welchem das durch den Wärmetauscher hindurchgeführte Abgas strömen gelassen wird“ aufweist.
  • Beide in den obigen Patentdruckschriften 1 und 2 offenbarten Wärmetauscher sind an ihren entgegengesetzten Enden mit dem „Einlasskonus“ oder „Einbringelement“ zum Einbringen des Abgases und mit dem „Auslasskonus“ oder „Gasabgabeelement“ zum Abgeben des Abgases versehen, sodass sie durch drei Elemente konfiguriert sind, die jeweils einen Hauptkörperabschnitt aufweisen. Daher ist ein weiteres Miniaturisieren des Wärmetauschers erforderlich. Außerdem müssen zum gleichmäßigen Einbringen des Abgases zu dem Wärmetauscher Gegenmaßnahmen einschließlich solcher gegen vordere und hintere Elemente, die daran befestigt sind, getroffen werden, was zu einer komplexen Struktur führt, wie in Patentdruckschrift 2 vorgeschlagen ist, sodass sie nicht einfach ergriffen werden können. Außerdem führt das ausschließliche Miniaturisieren des Wärmetauschers nicht automatisch zu dem Miniaturisieren des Abgasrückgewinnungsgeräts und das Montieren dieser usw. wird nicht einfach durchgeführt.
  • Wenn bei dem in der Brennkraftmaschine installierten Abwärmerückgewinnungsgerät ein Kaltstart in einem Fall durchgeführt wird, dass die Brennkraftmaschine und das Kühlmittel kalt sind, ist es erforderlich, das Kühlmittel unmittelbar aufzuwärmen, sodass ein Wärmeverlust an dem Umgehungsdurchlass zum Einbringen des Abgases so niedrig wie möglich zu verringern ist. Wenn der „Einlasskonus“ oder das „Einbringelement“, zuvor beschrieben sind, eine große Wärmekapazität hat, dann müssen seine Masse und Fläche verringert werden. Wenn er zudem in dem Fahrzeug installiert wird, dann war eine weitere Miniaturisierung des Geräts insgesamt erforderlich. Außerdem müssen die Wärmetauscher und die Abwärmerückgewinnungsgeräte, die in Patentdruckschriften 1 und 2 offenbart sind, im Hinblick auf den effizienten Wärmetausch des Wärmetauschers mit dem Kühlmittel nicht die jüngsten Erfordernisse für ihre Leistungsfähigkeit erfüllen. Es ist daher eine dringende Angelegenheit, eine Wärmemasse (Wärmekapazität) und einen von dem Umgehungsdurchlass beanspruchten Raum im Besonderen zu minimieren, wodurch eine erwünschte Wärmetauscheffizienz beibehalten wird.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es daher unter Bezugnahme auf einen Wärmetauscher zum Durchführen eines Wärmetauschs zwischen einem Abgas und einem Kühlmedium eine Aufgabe, eine weitere Miniaturisierung mit einer kleinen Anzahl von Teilen zu ermöglichen.
  • Zudem bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Abwärmerückgewinnungsgerät, welches eine Abwärme durch Wärmetausch eines Abgases, welches durch einen Umgehungsdurchlass einer Brennkraftmaschine hindurchführt, mit einem Kühlmedium in einem Wärmetauscher rückgewinnt, und es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein kleines Abwärmerückgewinnungsgerät bereitzustellen, welches eine effiziente Wärmerückgewinnung durch geeignetes Konfigurieren des Wärmetauschers, der den Umgehungsdurchlass aufweist, durchführen kann.
  • MITTEL ZUM LÖSEN DER PROBLEME
  • Um die zuvor beschriebenen Probleme zu lösen bezieht sich die vorliegende Erfindung auf einen Wärmetauscher für einen Wärmetausch in einer Einhausung zwischen einem Abgas und einem Kühlmedium, welcher eine Vielzahl von Wärmetauschsegmenten, die in der Einhausing überlagert sind, und ein Stopfenelement aufweist, welches fluiddicht mit der Einhausung verbunden ist und die Vielzahl von Wärmetauschsegmenten stützt, um Kühlmitteldurchlässe in jedem der Spalte zwischen den einander benachbarten Wärmetauschsegmenten bereitzustellen, wobei jedes Wärmetauschsegment ein Gehäuse mit einer Öffnung lediglich an einer Fläche des Gehäuses aufweist, wobei zumindest eine Außenseite der Öffnung durch das Stopfenelement fluiddicht verstopft ist, und ein Führungselement aufweist, das in dem Gehäuse untergebracht ist und mit einer Vielzahl von Durchlässen, die einen Gasstrom in lediglich einer vorbestimmten Richtung zulassen, und mit Gaszulaufdurchlässen und Gasablaufdurchlässen stromaufwärts und stromabwärts der Vielzahl von Durchlässen versehen ist, und wobei die Öffnung des Gehäuses eines jeden Segments mit einem Gaseinlassanschluss, der mit den Gaszulaufdurchlässen in Verbindung ist, und einen Gasauslassanschluss, der mit den Gasablaufdurchlässen in Verbindung ist, versehen ist. Beispielsweise kann das Gehäuse in der Form eines rechtwinkligen Parallelepipeds ausgebildet sein, wobei lediglich dessen Längsfläche geöffnet ist. In diesem Fall bedeutet die vorbestimmte Richtung die Längsrichtung.
  • In dem zuvor beschriebenen Wärmetauscher kann das Führungselement eines jeden Wärmetauschsegments eine Rippe aufweisen, die durch eine Wärmetauschplatte in einer Wellenform mit einem kontinuierlich S-artigen Querschnitt ausgebildet ist, wobei eine Seitenfläche der Rippe in einer Erstreckungsrichtung die Öffnung des Gehäuses zwischen dem Gaseinlassanschluss und dem Gasauslassanschluss schließt, und wobei entgegengesetzte Endflächen der Rippe jeweils mit dem Gaseinlassanschluss und dem Gasauslassanschluss in Verbindung sind.
  • Außerdem kann der zuvor beschriebene Wärmetauscher einen Kühlmitteleinlassanschluss und einen Kühlmittelauslassanschluss, die in der Einhausung so ausgebildet sind, dass sie mit den Kühlmitteldurchlässen in Verbindung sind, und eine Strömungsführungsplatte aufweisen, die zwischen dem Kühlmitteleinlassanschluss und dem Kühlmittelauslassanschluss angeordnet ist. Die Strömungsführungsplatte kann eine kammartige Form aufweisen, und sie kann so konfiguriert sein, dass ein Teil von Zähnen, die die kammartige Form konfigurieren, in einem jeweiligen Spalt zwischen der Vielzahl von einander benachbarten Wärmetauschsegmenten angeordnet ist. Außerdem kann die Strömungsführungsplatte einen gebogenen Abschnitt haben, wobei ein vorderes Ende eines Teils der Zähne, die die kammartige Form konfigurieren, gebogen ist, wobei der gebogene Abschnitt einen Kühlmittelführungsdurchlass zu dem jeweiligen Spalt bereitstellt.
  • Zudem kann in dem zuvor beschriebenen Wärmetauscher jedes Gehäuse der Vielzahl von Wärmetauschsegmenten zumindest einen vorragenden Abschnitt an der gleichen Position einer jeden Seitenfläche der zueinander benachbarten Gehäuse haben, und der vorragende Abschnitt kann in dem Kühlmitteldurchlass angeordnet sein.
  • Außerdem kann in dem zuvor beschriebenen Wärmetauscher das Stopfenelement eine Vielzahl von parallel zueinander ausgebildeten Schlitzen haben, und es kann so konfiguriert sein, dass die Öffnungen der Gehäuse jeweils in die Schlitze an der Außenseite der Öffnungen eingesetzt sind, um die Vielzahl von Wärmetauschsegmenten zu stützen.
  • Ferner hat ein Abwärmerückgewinnungsgerät gemäß der vorliegenden Erfindung einen Hauptablaufdurchlass, in welchen Abgas von einer Brennkraftmaschine eingebracht wird, einen Umgehungsdurchlass, der von einem Teil des Hauptablaufdurchlasses abzweigt, um einen Gaseinlassanschluss bereitzustellen, und der in einen anderen Teil des Hauptablaufdurchlasses zusammengeführt wird, um einen Gasauslassanschluss bereitzustellen, und einen Wärmetauscher für einen Wärmetausch mit dem Abgas, das durch den Umgehungsdurchlass hindurchführt, um Abwärme rückzugewinnen, wobei der Wärmetauscher eine Vielzahl von Wärmetauschsegmenten, die in der Einhausung überlagert sind, und ein Stopfenelement aufweist, das fluiddicht mit der Einhausung verbunden ist, wobei das Stopfenelement die Vielzahl von Wärmetauschsegmenten stützt, um Kühlmitteldurchlässe in jedem Spalt zwischen den einander benachbarten Wärmetauschsegmenten bereitzustellen, wobei jedes Wärmetauschsegment, das die Vielzahl von Wärmetauschsegmenten konfiguriert, ein Gehäuse aufweist, das eine Öffnung an lediglich einer Fläche des Gehäuses hat, wobei zumindest eine Außenseite der Öffnung durch das Stopfenelement fluiddicht verstopft ist, und ein Führungselement in dem Gehäuse untergebracht ist, wobei das Führungselement eine Vielzahl von Durchlässen, die lediglich einen Gasstrom in einer vorbestimmten Richtung zulassen, und Gaszulaufdurchlässe und Gasablaufdurchlässe stromaufwärts und stromabwärts der Vielzahl von Durchlässen aufweist, wobei die Öffnung des Gehäuses eines jeden Segments mit einem Gaseinlassanschluss, der mit den Gaszulaufdurchlässen in Verbindung ist, um den Gaseinlassanschluss des Umgehungsdurchlasses zu konfigurieren, und mit einem Gasauslassanschluss versehen ist, der mit den Gasablaufdurchlässen in Verbindung ist, um den Gasauslassanschluss des Umgehungsdurchlasses zu konfigurieren.
  • In dem zuvor beschriebenen Abwärmerückgewinnungsgerät kann das Führungselement eines jeden Wärmetauschsegments eine Rippe aufweisen, die durch eine Wärmetauschplatte in einer Wellenform mit einem kontinuierlich S-artigen Querschnitt ausgebildet ist, und es kann so konfiguriert sein, dass eine Seitenfläche der Rippe in einer Erstreckungsrichtung die Öffnung des Gehäuses zwischen dem Gaseinlassanschluss und dem Gasauslassanschluss schließt, und wobei entgegengesetzte Endflächen der Rippe jeweils mit dem Gaseinlassanschluss und dem Gasauslassanschluss in Verbindung sind.
  • Der Wärmetauscher zum Gebrauch in dem zuvor beschriebenen Abwärmerückgewinnungsgerät kann ferner einen Kühlmitteleinlassanschluss und einen Kühlmittelauslassanschluss aufweisen, die in der Einhausung ausgebildet sind, sodass sie mit den Kühlmitteldurchlässen in Verbindung sind, und kann eine Strömungsführungsplatte aufweisen, die zwischen dem Kühlmitteleinlassanschluss und dem Kühlmittelauslassanschluss angeordnet ist, und es kann so konfiguriert sein, dass die Strömungsführungsplatte eine kammartige Form aufweist, und dass ein Teil von Zähnen, die die kammartige Form konfigurieren, in einem jeweiligen Spalt zwischen der Vielzahl von einander benachbarten Wärmetauschsegmenten angeordnet ist. Außerdem kann die Strömungsführungsplatte einen gebogenen Abschnitt haben, wobei ein vorderes Ende eines Teils der Zähne, die die kammartige Form bilden, gebogen ist, wobei der gebogene Abschnitt einen Kühlmittelführungsdurchlass zu jedem Spalt bereitstellt.
  • In dem Wärmetauscher zum Gebrauch in dem zuvor beschriebenen Abwärmerückgewinnungsgerät kann jedes Gehäuse der Vielzahl von Wärmetauschsegmenten zumindest einen vorragenden Abschnitt an der gleichen Position einer jeden Seitenfläche der einander benachbarten Gehäuse haben, und es kann so konfiguriert sein, dass der vorragende Abschnitt innerhalb des Kühlmitteldurchlasses angeordnet ist. Zudem kann die Einhausung des Wärmetauschers eine obere Einhausung konfigurieren, das über dem Hauptablaufdurchlass platziert ist, wobei die Öffnung darunter positioniert ist, und es kann so konfiguriert sein, dass eine untere Einhausung mit der oberen Einhausung verbunden ist, um eine Einschlussform zu bilden, wobei der Hauptablaufdurchlass in der unteren Einhausung bereitgestellt ist.
  • Es kann ferner eine Ventilvorrichtung aufweisen, die die Verbindung zwischen dem Hauptablaufdurchlass und dem Umgehungsdurchlass öffnet oder schließt, wobei die Ventilvorrichtung zumindest mit einem in der unteren Einhausung untergebrachten Ventilelement, einem Abzweigungsabschnitt, der von dem Hauptablaufdurchlass in dem Umgehungsdurchlass abzweigt, und einem Zusammenführungsabschnitt versehen ist, der von dem Umgehungsdurchlass durch das Ventilelement in den Hauptablaufdurchlass zusammenführt.
  • Die zuvor beschriebene Ventilvorrichtung kann ein erstes Ventilelement, welches den Hauptablaufdurchlass öffnet oder schließt, ein zweites Ventilelement, welches den Umgehungsdurchlass öffnet oder schließt, ein einzelnes Wellenelement, welches das erste Ventilelement und das zweite Ventilelement stützt, und ein Halteelement aufweisen, welches das Wellenelement so hält, dass es in dem Halteelement eingeschlossen ist, wobei das Halteelement an zumindest an einer Seitenfläche der unteren Einhausung gestützt ist.
  • Außerdem kann das zweite Ventilelement so angeordnet sein, dass es den Umgehungsdurchlass an dem zusammengeführten Abschnitt öffnet oder schließt, und das zweite Ventilelement kann so angeordnet sein, dass es den Umgehungsdurchlass schließt und das Halteelement gegen den Hauptablaufdurchlass abschirmt, wenn das erste Ventilelement den Hauptablaufdurchlass öffnet.
  • Dann kann es ferner einen Bügel aufweisen, der zumindest an eines von der oberen Einhausung und der unteren Einhausung gesichert ist, wobei die Ventilvorrichtung mit einem Stellglied zum Antreiben des Wellenelements so, dass es gedreht wird, versehen ist, und es kann so konfiguriert sein, dass das Stellglied an dem Bügel gestützt ist, und das Halteelement in den Bügel eingesetzt ist.
  • WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
  • Da die vorliegende Erfindung so wie zuvor beschrieben konfiguriert ist, können die folgenden Wirkungen erreicht werden. Das heißt, die vorliegende Erfindung ist ein Wärmetauscher für einen Wärmetausch in einer Einhausung zwischen einem Abgas und einem Kühlmedium, welcher eine Vielzahl von Wärmetauschsegmenten, die in der Einhausung überlagert sind, und ein Stopfenelement aufweist, welches mit der Einhausung fluiddicht verbunden ist und die Vielzahl von Wärmetauschsegmenten stützt, sodass Kühlmitteldurchlässe in jedem der Spalte zwischen den einander benachbarten Wärmetauschsegmenten bereitgestellt werden, wobei jedes Wärmetauschsegment ein Gehäuse aufweist, welches eine Öffnung lediglich an einer Fläche des Gehäuses aufweist, wobei zumindest die Außenseite der Öffnung durch das Stopfenelement fluiddicht verstopft ist, und ein Führungselement in dem Gehäuse untergebracht ist, und mit einer Vielzahl von Durchlässen versehen ist, die einen Gasstrom lediglich in einer vorbestimmten Richtung zulassen, und wobei Gaseinlaufdurchlässe und Gasablaufdurchlässe stromaufwärts und stromabwärts der Vielzahl von Durchlässen vorgesehen sind, und wobei die Öffnung des Gehäuses eines jeden Segments mit einem Gaseinlassanschluss, der mit den Gaszulaufdurchlässen in Verbindung ist, und einem Gasauslassanschluss, der mit dem Gasablaufdurchlässen in Verbindung ist, versehen ist, wodurch ein effizienter Wärmetausch gemacht werden kann, wobei ein erforderlicher Raum so klein wie möglich gemacht ist, sodass eine weitere Miniaturisierung durchgeführt werden kann.
  • Falls der zuvor beschriebene Wärmetauscher so konfiguriert ist, dass das Führungselement eines jeden Wärmetauschsegments eine Rippe aufweist, die durch eine Wärmetauschplatte in einer Wellenform mit einem kontinuierlich S-artigen Querschnitt ausgebildet ist, wobei eine Seitenfläche der Rippe in einer Erstreckungsrichtung die Öffnung des Gehäuses zwischen dem Gaseinlassanschluss und dem Gasauslassanschluss schließt, und wobei entgegengesetzte Endflächen der Rippe mit dem Gaseinlassanschluss und dem Gasauslassanschluss jeweils in Verbindung sind, kann das Führungselement mit einer geeigneten Wärmetauscheffizienz einfach in jedes Wärmetauschsegment montiert werden.
  • Falls der zuvor beschriebene Wärmetauscher zudem so konfiguriert ist, dass er einen Kühlmitteleinlassanschluss und einen Kühlmittelauslassanschluss aufweist, die in dem Gehäuse so ausgebildet sind, dass sie mit dem Kühlmitteldurchlässen in Verbindung sind, und eine Strömungsführungsplatte zwischen dem Kühlmitteleinlassanschluss und dem Kühlmittelauslassanschluss angeordnet ist, kann der Wärmetausch effizient durchgeführt werden, wobei das Kühlmittel problemlos zirkuliert. Falls die Strömungsführungsplatte eine kammartige Form aufweist, und sie so konfiguriert ist, dass ein Teil der Zähne, die die kammartige Form konfigurieren, in jedem Spalt zwischen der Vielzahl von einander benachbarten Wärmetauschkomponenten angeordnet ist, kann das Kühlmittel auf geeignete Weise problemlos in jedem Wärmetauschsegment zirkulieren. Falls außerdem die Strömungsführungsplatte einen gebogenen Abschnitt hat, wobei ein vorderes Ende eines Teils der Zähne, die die kammartige Form konfigurieren, gebogen ist, wobei der gebogene Abschnitt einen Kühlmitteldurchlass zu einem jeden Spalt bereitstellt, kann der Wärmetausch gleichmäßig in jedem Wärmetauschsegment durchgeführt werden, um den Wärmetausch effizient durchzuführen.
  • Falls zudem jedes Gehäuse der Vielzahl von Wärmetauschsegmenten zumindest einen vorragenden Abschnitt an der gleichen Position einer jeden Seitenfläche der einander benachbarten Gehäuse hat, und so konfiguriert ist, dass der vorragende Abschnitt in dem Kühlmittelgehäuse angeordnet ist, können in das Kühlmittel gemischte Luftblasen zwischen den gegenüberliegenden, vorragenden Abschnitten sicher abgeschieden werden, sodass das Kühlmittel auf geeignete Weise und problemlos zirkuliert. Falls außerdem das Stopfenelement eine Vielzahl von parallel zueinander ausgebildeten Schlitzen aufweist und so konfiguriert ist, dass die Öffnungen des Gehäuses in die Schlitze jeweils an der Außenseite der Öffnungen eingesetzt sind, um die Vielzahl von Wärmetauschsegmenten zu stützen, kann das Gehäuse eines jeden Wärmetauschsegments einfach und auf geeignete Weise fluiddicht verstopft werden.
  • Da das Abwärmerückgewinnungsgerät gemäß der vorliegenden Erfindung ferner einen Hauptablaufdurchlass, in welchen das Abgas von einer Brennkraftmaschine eingebracht wird, einen Umgehungsdurchlass, der von einem Teil des Hauptablaufdurchlasses abzweigt, um einen Gaseinlassanschluss bereitzustellen, und der in einem anderen Teil des Hauptablaufdurchlasses zusammengeführt wird, um einen Gasauslassanschluss bereitzustellen, und einen Wärmetauscher für einen Wärmetausch mit dem Abgas, welches durch den Umgehungsdurchlass hindurchführt, um Abwärme rückzugewinnen, wie vorstehend konfiguriert aufweist, und der Gaseinlasseinschluss und der Gasauslassanschluss, die in jeder Öffnung des Gehäuses ausgebildet sind, jeweils den Gaseinlassanschluss und den Gasauslassanschluss des Umgehungsdurchlasses konfigurieren, kann ein effizienter Wärmetausch durchgeführt werden, wobei eine Wärmekapazität des Umgehungsdurchlasses und ein Raum, der dafür erforderlich ist, so klein wie möglich gemacht werden können, sodass nicht nur eine weitere Miniaturisierung lediglich des Wärmetauschers sondern auch des Abwärmerückgewinnungsgeräts insgesamt durchgeführt werden kann.
  • Falls in dem zuvor beschriebenen Abwärmerückgewinnungsgerät das Führungselement eines jeden Wärmetauschsegments eine Rippe aufweist, die durch eine Wärmetauschplatte in einer Wellenform mit einem kontinuierlich S-artigen Querschnitt ausgebildet ist, und die so konfiguriert ist, dass eine Seitenfläche der Rippe in einer Erstreckungsrichtung die Öffnung des Gehäuses zwischen dem Gaseinlassanschluss und dem Gasauslassanschluss schließt, und wobei entgegengesetzte Endflächen der Rippe jeweils mit dem Gaseinlassanschluss und dem Gasauslassanschluss in Verbindung sind, kann das Führungselement mit einer geeigneten Wärmetauscheffizienz einfach in jedes Wärmetauschsegment montiert werden.
  • Falls der Wärmetauscher zum Gebrauch in dem zuvor beschriebenen Abwärmerückgewinnungsgerät einen Kühlmitteleinlassanschluss und einen Kühlmittelauslassanschluss, die in dem Gehäuse ausgebildet sind, sodass sie mit den Kühlmitteldurchlässen in Verbindung sind, und eine Strömungsführungsplatte hat, die zwischen dem Kühlmitteleinlassanschluss und dem Kühlmittelauslassanschluss angeordnet ist, und falls er so konfiguriert ist, dass die Strömungsführungsplatte eine kammartige Form aufweist und dass ein Teil der Zähne, die die kammartige Form konfigurieren, in einem jeweiligen Spalt zwischen der Vielzahl von einander benachbarten Wärmetauschsegmenten angeordnet ist, kann das Kühlmittel auf geeignete Weise und problemlos in jedem Wärmetauschsegment zirkuliert werden, um die Wärmerückgewinnung effizient durchzuführen. Falls die Strömungsführungsplatte außerdem einen gebogenen Abschnitt hat, wobei ein vorderes Ende eines Teils der Zähne, die die kammartige Form konfigurieren, gebogen ist, wobei der gebogene Abschnitt einen Kühlmittelführungsdurchlass zu jedem Spalt bereitstellt, kann der Wärmetausch gleichmäßig in jedem Wärmetauschsegment durchgeführt werden, sodass die Wärmerückgewinnung effizient durchgeführt wird.
  • Falls zudem jedes Gehäuse der Vielzahl von Wärmetauschsegmenten zumindest einen vorragenden Abschnitt an der gleichen Position einer jeden Seitenfläche der einander benachbarten Gehäuse hat und so konfiguriert ist, dass der vorragende Abschnitt innerhalb des Kühlmitteldurchlasses angeordnet ist, können in das Kühlmittel gemischte Luftblasen zwischen gegenüberliegenden, vorragenden Abschnitten sicher abgeschieden werden, um das Kühlmittel auf geeignete Weise und problemlos zirkulieren zu lassen.
  • Falls zudem in dem zuvor beschriebenen Abwärmerückgewinnungsgerät das Gehäuse des Wärmetauschers ein oberes Gehäuse konfiguriert, das über dem Hauptablaufdurchlass platziert ist, wobei die Öffnung darunter positioniert ist, und es so konfiguriert ist, dass ein unteres Gehäuse mit dem oberen Gehäuse verbunden ist, um eine eingeschlossene Form zu bilden, wobei der Hauptablaufdurchlass innerhalb des unteren Gehäuses vorgesehen ist, kann der Wärmetauscher einfach und auf geeignete Weise in dem Hauptablaufdurchlass installiert werden.
  • Falls es außerdem eine Ventilvorrichtung, die eine Verbindung zwischen dem Hauptablaufdurchlass und dem Umgehungsdurchlass öffnet oder schließt, wobei die Ventilvorrichtung mit zumindest einem Ventilelement versehen ist, welches in dem unteren Gehäuse untergebracht ist, einen Abzweigungsabschnitt, der von dem Hauptablaufdurchlass in den Umgehungsdurchlass abzweigt, und einen Zusammenführungsabschnitt aufweist, der von dem Umgehungsdurchlass durch das Ventilelement in den Hauptablaufdurchlass zusammenführt, kann das Ändern des Abgasstroms zwischen dem Hauptablaufdurchlass und dem Umgehungsdurchlass einfach und auf geeignete Weise durchgeführt werden.
  • Falls die Ventilvorrichtung zudem ein erstes Ventilelement, welches den Hauptablaufdurchlass öffnet oder schließt, ein zweites Ventilelement, welches den Umgehungsdurchlass öffnet oder schließt, ein einzelnes Wellenelement, welches das erste Ventilelement und das zweite Ventilelement stützt, und ein Halteelement aufweist, welches das Wellenelement so stützt, dass es in dem Halteelement umschlossen ist, wobei das Halteelement an zumindest einer Seitenfläche des unteren Gehäuses gestützt ist, kann das Wellenelement durch das Halteelement auf geeignete Weise gestützt werden.
  • Falls genauer gesagt das zweite Ventilelement so angeordnet ist, dass es den Umgehungsdurchlass an dem zusammengeführten Abschnitt öffnet oder schließt und das zweite Ventilelement so angeordnet ist, dass es den Umgehungsdurchlass schließt und das Halteelement gegen den Hauptablaufdurchlass abschirmt, wenn das erste Ventilelement den Hauptablaufdurchlass öffnet, kann das Wellenelement auf geeignete Weise gegen das Hochtemperaturabgas in dem Hauptablaufdurchlass geschützt werden.
  • Und falls es einen Bügel aufweist, der an zumindest einem von dem oberen Gehäuse und dem unteren Gehäuse gesichert ist, wobei die Ventilvorrichtung mit einem Stellglied zum Antreiben des Wellenelements so, dass es gedreht wird, versehen ist, und es so konfiguriert ist, dass das Stellglied an dem Bügel gestützt ist und das Halteelement in den Bügel eingesetzt ist, kann das Wellenelement sicher gedreht werden, wobei das Stellglied auf geeignete Weise gegen Hochtemperaturelemente geschützt ist.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine seitliche Schnittansicht eines Abwärmerückgewinnungsgeräts mit einem Wärmetauscher gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • 2 ist eine Teilschnittansicht, die einen Kühlmittelstrom in einem Wärmetauscher gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 3 ist eine Längsschnittansicht eines Abwärmerückgewinnungsgeräts gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • 4 ist eine vergrößerte Längsschnittansicht, die eine Beziehung zwischen zueinander benachbarten Wärmetauschsegmenten gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 5 ist eine Perspektivansicht von Teilen, die ein Wärmetauschsegment zum Gebrauch in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung konfigurieren, bevor sie montiert werden.
  • 6 ist eine Perspektivansicht, die einen montierten Zustand eines Wärmetauschsegments und einer Strömungsführungsplatte zum Gebrauch eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 7 ist eine Perspektivansicht eines Wärmetauschsegments gesehen von einer Öffnung eines Gehäuses gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • 8 ist eine Perspektivansicht eines Trennwandelements zum Gebrauch in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • 9 ist eine Längsschnittansicht eines Deckelelements, das ein Gehäuse eines Wärmetauschsegments zum Gebrauch in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung konfiguriert.
  • 10 ist eine Teilschnittfrontansicht eines Gehäuses, welches ein Wärmetauschsegment zum Gebrauch in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung konfiguriert.
  • 11 ist eine Draufsicht, die einen Zustand zeigt, in welchem eine Vielzahl von Wärmetauschsegmenten und eine Strömungsführungsplatte an einem Stopfenelement zum Gebrauch in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung installiert sind.
  • 12 ist eine Seitenansicht, die einen Zustand zeigt, wobei Wärmetauschsegmente und eine Strömungsführungsplatte an einem Stopfenelement zum Gebrauch in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung installiert sind.
  • 13 ist eine Seitenansicht eines oberen Gehäuses zum Gebrauch in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • 14 ist eine Seitenschnittansicht eines oberen Gehäuses zum Gebrauch in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • 15 ist eine Teilschnittansicht eines Abwärmerückgewinnungsgeräts gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • 16 ist eine Draufsicht eines Abwärmerückgewinnungsgeräts gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • 17 ist eine Frontansicht eines Abwärmerückgewinnungsgeräts gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • 18 ist eine Schnittansicht, die einen Teil eines Abwärmerückgewinnungsgeräts gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 19 ist eine Schnittansicht, die einen Teil eines Abwärmerückgewinnungsgeräts gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • AUSFÜHRUNGSBEISPIELE ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
  • Im weiteren Verlauf werden wünschenswerte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. 1 bis 3 zeigen ein Abwärmerückgewinnungsgerät, das einen Wärmetauscher 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung hat. Das Abwärmerückgewinnungsgerät hat einen Hauptablaufdurchlass 2, in welchen Abgas von einer Brennkraftmaschine (nicht gezeigt) eingebracht wird, einen Umgehungsdurchlass 3, der von dem Hauptablaufdurchlass 2 abzweigt und in dem Hauptablaufdurchlass 2 zusammengeführt wird, und den Wärmetauscher 1 für einen Wärmetausch mit dem Abgas, welches durch den Umgehungsdurchlass 3 hindurch führt, um Abwärme rückzugewinnen. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist eine Einhausung 20 des Abwärmerückgewinnungsgeräts in einer Gehäuseform durch eine obere Einhausung 21, die über dem Hauptablaufdurchlass 2 in einem solchen Zustand, an dem es an dem Fahrzeug zu montieren ist, platziert ist, und durch eine untere Einhausung 22 ausgebildet, welche mit der oberen Einhausung 21 verbunden ist, und die Einhausungen 21 und 22 sind durch ein Stopfenelement 23 fluiddicht getrennt. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind zwei Elemente 22a und 22b miteinander verbunden, um die untere Einhausung 22 zu bilden. Außerdem ist eine Ventilvorrichtung 4 installiert, um die Verbindung zwischen dem Hauptablaufdurchlass 2 und dem Umgehungsdurchlass 3 zu öffnen oder zu schließen. Zu Beginn wird im weiteren Verlauf der Wärmetauscher 1 erläutert.
  • Der Wärmetauscher 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels hat eine Einhausung davon, die durch die obere Einhausung 21 des Abwärmerückgewinnungsgeräts konfiguriert ist, und eine Vielzahl von (in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel fünf Stück) Wärmetauschsegmente (die mit „10“ zu bezeichnen sind), wie in 1 bis 7 gezeigt ist. Jedes Wärmetauschsegment 10 ist durch ein Gehäuse 11 mit einer Öffnung an lediglich einer Fläche davon und ein Führungselement 12 konfiguriert, welches in dem Gehäuse 11 untergebracht ist. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Gehäuse 11 in der Form eines rechtwinkligen Parallelepipeds ausgebildet, wobei dessen länglicher, unterer, ebener Flächenabschnitt offen ist. Stattdessen kann es in der Form eines rechtwinkligen Parallelepipeds ausgebildet sein, wobei dessen gegenüberliegende Seitenflächen quadratisch sind, und beispielsweise dessen länglicher, unterer, ebener Flächenabschnitt offen ist. Oder es kann mit einer bogenförmig aufwärts gekrümmten Fläche in 1 ausgebildet sein und es kann so ausgebildet sein, dass dessen gegenüberliegenden Seitenflächen halbkreisartig sind, und dessen länglicher, unterer, ebener Flächenabschnitt offen ist.
  • Jedes Führungselement 12 ist so konfiguriert, dass es eine Vielzahl von Durchlässen (GP), die einen Gasstrom in lediglich einer vorbestimmten Richtung (Längsrichtung des Gehäuses 11 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel) zulassen, und Gaseinlaufdurchlässe (GI) und Gasablaufdurchlässe (GO) an deren stromaufwärtiger und stromabwärtiger Seite hat, sodass eine Öffnung eines jeden Gehäuses 11 mit einem Gaseinlassanschluss 11a, der mit dem Gaseinlaufdurchlass (GI) in Verbindung ist, und einem Gasauslassanschluss 11b, der mit den Gasablaufdurchlässen (GO) in Verbindung ist, versehen ist. Fünf Wärmetauschsegmente 10, wie sie zuvor beschrieben sind, sind mit einem vorbestimmten Spalt voneinander beabstandet parallel platziert und von der oberen Einhausung 21 umschlossen, welche eine Öffnung 21a an der gleichen Seitenfläche wie die Öffnungsfläche 10a des Wärmetauschsegments 10 hat. Dementsprechend sind die fünf Wärmetauschsegmente 10 in dem oberen Gehäuse 21 aufgenommen, sodass der Gaseinlassanschluss 3a und der Gasauslassanschluss 31b des Umgehungsdurchlasses 3 jeweils durch den Gaseinlassanschluss 11a und den Gasauslassanschluss 11b konfiguriert sind, welche in der vorbestimmten Richtung (der Längsrichtung des Gehäuses 11) an der Vorderseite und Rückseite eines jeden Wärmetauschsegments 10 vorgesehen sind.
  • Der zuvor beschriebene Wärmetauscher 1 hat das Stopfenelement 23, welches innerhalb der oberen Einhausung 21 fluiddicht abtrennt und zumindest die Außenseite der Öffnung des Gehäuses 11 fluiddicht verstopft. Das Stopfenelement 23 ist mit fünf Schlitzen (die mit 23a bezeichnet sind) parallel zueinander ausgebildet, wie in 5 und 6 gezeigt ist. Jedes Wärmetauschsegment 10 ist in einen jeweiligen Schlitz 23a eingesetzt, sodass es wie in 1 und 2 gezeigt (und wie in den später beschriebenen 11 und 12 gezeigt) abgestützt ist. Daher sind zwischen den Außenflächen der fünf Wärmetauschsegmente 10 und den Innenflächen der oberen Einhausung 21 und des Stopfenelements 23 und zwischen den Gehäusen 11, 11 des Wärmetauschsegments 10, die zueinander benachbart sind, Kühlmitteldurchlässe (FP) ausgebildet. Gemäß der in 2 und 7 (und in der später beschriebenen 13) gezeigten oberen Einhausung 21 des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist ein Kühlmitteleinlassanschluss 21b, wobei ein Kühlmittel in den Kühlmitteldurchlass (FP) geführt wird (in einem solchen Zustand, in dem er an dem Fahrzeug zu montieren ist), niedriger als ein Kühlmittelauslassanschluss 21c platziert, wobei das Kühlmittel von dem Kühlmitteldurchlass (FP) abgegeben wird, und eine Strömungsführungsplatte 24 ist zwischen dem Kühlmitteleinlassanschluss 21b und dem Kühlmittelauslassanschluss 21c angeordnet.
  • Die Strömungsführungsplatte 24 hat eine kammartige Form, wie sie in 5 und 6 gezeigt ist. Von den Kammzähnen 24a bis 24f, welche die Kammform konfigurieren, ist jeder Kammzahn 24b bis 24e in einem jeweiligen Spalt zwischen den zueinander benachbarten fünf Wärmetauschsegmenten 10 angeordnet. Außerdem sind vordere Enden der Kammzähne 24b bis 24e so gebogen, dass sie gebogene Abschnitte 24g bis 24j bilden, von denen die an der auf die Querrichtung bezogene Mitte platzierten gebogenen Abschnitte 24h und 24i am längsten eingestellt sind. Mit diesen gebogenen Abschnitten 24h und 24i wird der Kühlmittelführungsdurchlass zu jedem Spalt zwischen den Wärmetauschsegmenten 10 bereitgestellt. Dementsprechend wird dies durch die Kammzähne 24a bis 24f derart eingestellt, dass die Geschwindigkeit des Kühlmittels an dem auf die Querrichtung bezogenen mittleren Abschnitt eines jeden Wärmetauschsegments 10 hoch ist, und die Geschwindigkeit an deren Endabschnitten niedrig ist, wodurch der Wärmetausch in jedem Wärmetauschsegment 10 gleich durchgeführt werden kann.
  • Das Gehäuse 11 eines jeden Wärmetauschsegments 10 ist durch zwei Deckelelemente 11x und 11y ausgebildet, wobei deren offene Seitenwandabschnitte miteinander verbunden sind, wie in 5 (und in der später beschriebenen 10) gezeigt ist, sodass sie in der Form eines rechtwinkligen Parallelepipeds ausgebildet sind (wobei dessen länglicher, unterer, ebener Flächenabschnitt geöffnet ist). Wie in 5 und 6 gezeigt ist (und in den später beschriebenen 9 und 10 gezeigt ist) ist zumindest ein Teil eines vorragenden Abschnitts 11p an der gleichen Position einer jeden Seitenfläche der zueinander benachbarten Gehäuse 11 ausgebildet, und der vorragende Abschnitt 11p ist in dem Kühlmitteldurchlass (FP) angeordnet. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind zusätzlich zu dem länglichen, vorragenden Abschnitt 11p, der sich in der Längsrichtung erstreckt, eine Vielzahl von vorragenden Abschnitten 11q wie Vorsprünge ausgebildet. Wie in 4 gezeigt ist, ist zwischen den zueinander benachbarten, vorragenden Abschnitten 11p, 11p ein Spalt (s) ausgebildet, in welchem in das Kühlmittel gemischte Luftblasen abgeschieden werden, sodass sie sich in 4 aufwärts bewegen. Andererseits sind die zueinander benachbarten, vorragenden Abschnitte 11q, 11q miteinander in Kontakt, um zwischen den zueinander benachbarten Gehäusen 11, 11 den Spalt zu definieren, sodass das Kühlmittel wie durch die durchgezogenen Linienpfeile in 1 angegeben und durch einen Pfeil mit einer durchgezogenen Linie und einer Zweipunktstrichlinie in 2 angegeben geführt wird, um den erwünschten Kühlmitteldurchlass (FP) zusammen mit der zuvor beschriebenen Strömungsführungsplatte 24 sicherzustellen.
  • Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Führungselement 12 eines jeden Wärmetauschsegments 10 durch eine Rippe 13 konfiguriert, welche durch eine einzelne Wärmetauschplatte in einer Wellenform mit einem kontinuierlich Sartigen Querschnitt ausgebildet ist, wie in 1, 3, 4 und 5 gezeigt ist. Und wie in 1 und 7 gezeigt ist, ist eine Seitenfläche 13a der Rippe 13 in einer Erstreckungsrichtung so positioniert, dass sie die auf die Längsrichtung bezogene Öffnung des Gehäuses 11 schließt, und entgegengesetzte Endflächen 13b, 13c der Rippe 13 sind so positioniert, dass sie jeweils mit dem Gaseinlassanschluss 11a (daher mit dem Gaseinlassanschluss 3a des Umgehungsdurchlasses 3) und dem Gasauslassanschluss 11b (daher mit dem Gasauslassanschluss 3b des Umgehungsdurchlasses 3) in Verbindung sind. Dementsprechend sind die Abgasdurchlässe (GI, GP, GO) wie in 1 gezeigt so ausgebildet, dass das Abgas wie durch gestrichelte Pfeile angegeben strömen wird. Im Falle des Verbindens der Deckelelemente 11x und 11y, des Verbindens des Gehäuses 11 und der Rippe 13 und des Verbindens eines jeden Wärmetauschsegments 10 mit dem jeweiligen Schlitz 23a, nachdem ersteres in letzteres eingesetzt ist, werden diese auf geeignete Weise durch Löten usw. luftdicht oder fluiddicht verbunden. Mit Bezug auf die Längsrichtungsöffnung des Gehäuses 11 kann anstelle der Seitenfläche 13a in der Erstreckungsrichtung der Rippe 13 ein (nicht gezeigtes) getrenntes Element mit dem Gehäuse 11 verbunden werden, oder ein geschlossener Abschnitt (nicht gezeigt) kann einstückig mit dem Gehäuse 11 ausgebildet werden.
  • Andererseits ist die Ventilvorrichtung 4 in der unteren Einhausung 22 installiert, in welcher der Hauptablaufdurchlass 2 vorgesehen ist. Daher sind ein Abzweigungsbereich 2a, an welchem der Umgehungsdurchlass 3 von dem Hauptablaufdurchlass 2 abzweigt, und ein Zusammenführungsbereich 2b, an welchem der Umgehungsdurchlass 3 in den Hauptablaufdurchlass 2 zusammengeführt wird (durch ein später beschriebenes zweites Ventilelement 42) innerhalb der unteren Einhausung 22 vorgesehen. Wie in 1 gezeigt ist, ist ein Trennwandelement 25 mit einem Ventilsitz 25a in ein Element 22a eingesetzt, und ein Trennwandelement 26 mit einem Durchgangsloch 26a ist in ein Element 22b eingesetzt, sodass der Abzweigungsbereich 2a und der Zusammenführungsbereich 2b durch das Trennwandelement 25 getrennt werden. Die Trennwandelemente 25 und 26 sind aneinander gefügt, sodass sie ein integrales Bauteil sind, und sind wie durch die Zweipunktstrichlinie in 7 angegeben platziert.
  • Das Trennwandelement 26 ist als ein Gehäuse der Sattelbauart ausgebildet, wie in 7 und 8 gezeigt ist, und ist mit einem Durchgangsloch 26a ausgebildet, welches an dem Zusammenführungsbereich 2b mit dem Hauptablaufdurchlass 2 in Verbindung ist, und ist mit Durchgangslöchern 26b, 26b ausgebildet, in welche ein später beschriebenes Halteelement 44 eingesetzt ist. Wie in 8 gezeigt ist, ist das Trennwandelement 26 mit einem geneigten Flächenabschnitt 26c ausgebildet, der so platziert ist, dass er der Öffnungsfläche 10a eines jeden Wärmetauschsegments 10 zugewandt ist, um das von dem Wärmetauschsegment 10 abgegebene Gas nach dem Durchführen des Wärmetauschs in Richtung des Durchgangslochs 26a zu führen. Zudem ist ein ebener Flächenabschnitt 26d parallel zu einer den Mittelpunkt der Durchgangslöcher 26b, 26b verbindenden Achse ausgebildet. Wie in 1 und 3 gezeigt ist, ist der ebene Flächenabschnitt 26d so platziert, dass er die Öffnungsfläche 10a eines jeden Wärmetauschsegments 10 und einen mittleren Abschnitt der Seitenfläche 13a der Rippe 13 in dessen Erstreckungsrichtung schließt, sodass der Umgehungsdurchlass 3 in den Gaseinlassanschluss 3a und den Gasauslassanschluss 3b getrennt wird.
  • Dementsprechend ist das Trennwandelement 26 wie in 1 gezeigt platziert, wobei dessen Öffnung 26e an der stromabwärtigen Seite der Ventilvorrichtung 4 des Hauptablaufdurchlasses 2 geöffnet ist. Als ein Ergebnis sind die entgegengesetzten Endflächen 13b und 13c der Rippe 13 mit dem Gaseinlassanschluss 11a (3a) bzw. dem Gasauslassanschluss 11b (3b) wie zuvor beschrieben in Verbindung, sodass die Abgasdurchlässe (GI, GP, GO) wie in 1 gezeigt bereitgestellt sind. Außerdem ist an einer Seitenfläche des Trennwandelements 23 wie in 7 gezeigt ein Vertiefungsabschnitt 26f vertikal ausgebildet, sodass er als eine Nut zum Abgeben von Kondenswasser dient, in welches Feuchtigkeit in dem Abgas kondensiert ist.
  • In Bezug auf den wie zuvor beschrieben konfigurierten Wärmetauscher 1 wird unter Bezugnahme auf 9 bis 14 im weiteren Verlauf ein Montageprozess von dessen Hauptteilen beschrieben. Durch Verbinden des Deckelelements 11x, dessen Querschnittsansicht in 9 gezeigt ist, und des Deckelelements 11y mit im Wesentlichen der gleichen Form wie der des Deckelelements 11x so, dass deren offene Seitenwandabschnitte überlappen, wobei eine Querschnittsansicht eines Teils davon in dem linken Teil von 10 gezeigt ist, wird das Gehäuse 11 wie in 10 gezeigt ausgebildet. Das Gehäuse 11 ist mit dem zuvor erwähnten, in Längsrichtung vorragenden Abschnitt 11p und vorragenden Abschnitt 11q wie Vorsprünge ausgebildet, deren Höhen verschieden sind, wobei eine Höhendifferenz auf (s/2) eingestellt ist. Dann werden mit der in dem Gehäuse 11 untergebrachten Rippe 13, wie in 5 gezeigt ist, die Deckelelemente 11x und 11y verbunden, um jedes Wärmetauschsegment 10 zu konfigurieren, wie in 6 gezeigt ist.
  • Wie in 5 und 6 gezeigt ist, ist das Stopfenelement 23 mit fünf Schlitzen 23a ausgebildet, in welche jeweils eines der Wärmetauschsegmente 10 eingesetzt ist, um sie zu stützen, wie in 11 und 12 gezeigt ist. Wie in 4 vergrößert ist, ist der Spalt (s) zwischen den vorragenden Abschnitten 11p, 11p der zueinander benachbarten Gehäuse 11 ausgebildet. Als Nächstes wird jeder der Kammzähne 24b–24e der Strömungsführungsplatte 24 wie in 5 und 6 gezeigt in einem jeweiligen Spalt zwischen den zueinander benachbarten fünf Wärmetauschsegmenten 10 angeordnet, und die Zähne 24a und 24f werden so angeordnet, dass sie außerhalb der Wärmetauschsegmente 10 positioniert sind, die an deren gegenüberliegenden Seiten platziert sind, sodass sie in der oberen Einhausung 21 untergebracht werden, wie in 6 und 11 gezeigt ist.
  • Die obere Einhausung 21, welche die Einhausung des Wärmetauschers 1 konfiguriert, ist wie in 13 und 14 gezeigt in der Form eines Gehäuses ausgebildet, und ist mit dem Kühlmitteleinlassanschluss 21b und dem Kühlmittelauslassanschluss 21c ausgebildet. Hinsichtlich des effizienten Wärmetauschs ist der Kühlmitteleinlassanschluss 21b niedriger als der Kühlmittelauslassanschluss 21c (in einem solchen Zustand, in welchem sie in einem Fahrzeug platziert sind) platziert. Bezüglich eines ähnliches Zwecks ist die Konfiguration derart, dass die Strömungsführungsplatte 24 zwischen ihnen positioniert ist, wie in 2 und 12 gezeigt ist, und in der oberen Einhausung 21 angeordnet ist, wie in 2 und 3 gezeigt ist.
  • Andererseits ist die Ventilvorrichtung 4, die für das Abwärmerückgewinnungsgerät des vorliegenden Ausführungsbeispiels verwendet wird, mit einem ersten Ventilelement 41 zum Öffnen oder Schließen des Hauptablaufdurchlasses 2, einem zweiten Ventilelement 42 zum Öffnen oder Schließen des Umgehungsdurchlasses 3, einem einzelnen Wellenelement 43 zum Stützen des ersten und des zweiten Ventilelements 41, 42 und einem Halteelement 44 zum Halten des Wellenelements 43 so, dass es in dem Halteelement 44 eingeschlossen ist, versehen, sodass es an zumindest einer Seitenfläche (linken Seitenfläche in 3 des vorliegenden Ausführungsbeispiels) der unteren Einhausung 22 gestützt ist, und die Konfiguration ist derart, dass das Wellenelement 43 durch ein Stellglied 50 gedreht wird. Obwohl das Halteelement 44 durch lediglich eine Seitenfläche (linke Seitenfläche in 3) abgestützt ist, sodass scheinbar eine auskragende Struktur bereitgestellt wird, ist es an seinen entgegengesetzten Enden durch das Trennwandelement 26 abgestützt, um im Wesentlichen eine an beiden Enden abgestützte Struktur bereitzustellen.
  • Das zweite Ventilelement 42 des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist durch eine gekrümmte Platte konfiguriert, die an einem Stützabschnitt des scheibenförmigen ersten Ventilelements 41 befestigt ist, und ist so konfiguriert, dass es in einer integrierten Art mit dem ersten Ventilelement 41 um das Wellenelement 43 schwenkend bewegt wird, welches so gestützt ist, dass es gegen das Halteelement 44 drehbar ist (wobei dessen entgegengesetzten Enden von dem Trennwandelement 26 gestützt sind). Ferner ist das zweite Ventilelement 42 so angeordnet, dass es das Umgehungsventil 3 an dem Zusammenführungsbereich 2b öffnet oder schließt. Wenn das erste Ventilelement 41 den Hauptablaufdurchlass 2 öffnet, schließt daher das zweite Ventilelement 42 das Umgehungsventil 3 (schließt es nicht notwendigerweise vollständig) und schirmt das Halteelement 44 von dem Abgas in dem Hauptablaufdurchlass 2 ab. Folglich können das Halteelement 44 und daher das Wellenelement 43 davor geschützt werden, einem Hochtemperaturabgas in dem Hauptablaufdurchlass 2 ausgesetzt zu werden. Da zudem, wie zuvor beschrieben ist, die Trennwandelemente 25 und 26 so gefügt sind, dass sie als ein integriertes Element angeordnet sind, und zwar nicht nur dann, wenn sie betätigt werden, sondern auch dann, wenn sie montiert werden, kann die Positionsbeziehung des ersten und zweiten Ventilelements 41, 42 relativ zu dem Ventilsitz 25a und dem Durchgangsloch 26a sicher beibehalten werden.
  • Wie in 15 bis 17 gezeigt ist, ist ein Bügel 28 an der unteren Einhausung 22 gesichert. Das Stellglied 50 ist durch den Bügel 28 gestützt und das Halteelement 44 der Ventilvorrichtung 4 ist in den Bügel 28 eingesetzt. Das Halteelement 44 ist in die Durchgangslöcher 26b des Trennwandelements 26 eingesetzt, wie in 3 und 8 gezeigt. Und das Wellenelement 43 ist derart in dem Halteelement 44 untergebracht, dass es sich von der unteren Einhausung 22 drehbar nach außen erstreckt, und es ist in Richtung einer vorbestimmten Position (geschlossenen Position des ersten Ventilelements 41) durch eine Rückstellfeder 45 vorgespannt, deren Ende an dem Bügel 28 befestigt ist. Außerdem ist ein Hebel 46 an einem vorderen Ende des Wellenelements 43 befestigt, und die Stange 50a des Stellglieds 50 ist so angeordnet, dass sie mit ihrem Endabschnitt 46a in Kontakt ist.
  • Dann wird, wie in 15 bis 17 gezeigt ist, das Kühlmittel der Brennkraftmaschine (nicht gezeigt) von dem Kühlmitteleinlassanschluss 21b in das obere Gehäuse 21 durch ein Einlassrohr (Ftb) eingebracht, und ein Hochtemperaturkühlmittel, das nach dem Wärmetausch von dem Kühlmittelauslassanschluss 21c abgegeben wird, wird durch ein Auslassrohr (Ftc) und einen Temperaturerfassungsabschnitt (Ftx) in die (nicht gezeigte) Brennkraftmaschine rückgeführt. In 17 entspricht eine Schnittansicht, die entlang der Linie A-A geschnitten ist, der 1, eine Schnittansicht, die entlang der Linie B-B geschnitten ist, entspricht 2 und eine Schnittansicht, die entlang der Linie C-C geschnitten ist, entspricht 15. Daher erscheint der Kühlmitteleinlassanschluss 21b zwischen demjenigen in 1 und demjenigen in 2 (und in 13) in verschiedenen Formen (vertikale Abmessungen).
  • In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird bezüglich des Stellglieds 50, das in 15 gezeigt ist, ein temperaturempfindliches Element (Thermoelement) 50b, welches das gleiche temperaturempfindliche Wachs wie jenes hat, welches zuvor verwendet wurde, eingesetzt, und es ist derart konfiguriert, dass das Temperaturerfassungselement 50b betätigt wird, sodass es sich in Antwort auf die Temperatur des Kühlmittels nach dem Wärmetausch in dem Temperaturerfassungsabschnitt (Ftx) gegen die Vorspannkraft der Rückstellfeder 50c vorwärts bewegt, während ein durch Vakuumdruck betätigtes Stellglied, ein Elektromotor oder der gleichen verwenden werden kann. Außerdem ist ein elektrisch heizendes Stellglied 60 in 15 und 16 installiert, um das erste Ventilelement 41 zwangsweise zu betätigen, wenn dieses eingefroren ist, die Stange 60a ist so angeordnet, dass sie mit einem dem Endabschnitt 46a des Hebels 46 entgegengesetzten Endabschnitt 46b in Kontakt ist, während dieses ausgelassen werden kann.
  • Gemäß dem wie zuvor konfigurierten Abwärmerückgewinnungsgerät stellt das in 1 bis 3 gezeigte Ausführungsbeispiele einen solchen Zustand dar, bei dem das Kühlmittel schnell erwärmt wird, um für ein Aufwärmen und Heizen verwendet zu werden, um der Rückgewinnung von Abwärme in einem Aufwärmprozess für die (kalte) Brennkraftmaschine (nicht gezeigt) eine Priorität zu geben, wobei der Hauptablaufdurchlass 2 durch das erste Ventilelement 41 vollständig geschlossen ist und der Umgehungsdurchlass 3 vollständig geöffnet ist. Folglich wird, wenn der Abgasstrom durch gestrichelte Linienpfeile angegeben ist, das gesamte Abgas von dem Abgasrohr (nicht gezeigt) von dem Gaseinlassanschluss 11a (Gaseinlassanschluss 3a des Umgehungsdurchlasses 3) in den Wärmetauscher 1 geführt, sodass es dazu gezwungen wird, die Wärme rückzugewinnen (gekühlt zu werden), und von dem Gasauslassanschluss 11b (Gasauslassanschluss 3b des Umgehungsdurchlasses 3) zu dem Hauptablaufdurchlass 2 abgegeben zu werden. Bei dem Aufwärmprozess (kalte Kraftmaschine) ist es wünschenswert, dass der Hauptablaufdurchlass 2 durch das erste Ventilelement 41 vollständig geschlossen ist, während er nicht notwendigerweise vollständig geschlossen ist, sondern geringfügig offen sein kann, solange der Abgasstrom in dem Hauptablaufdurchlass 2 um einen erforderlichen Betrag gedrosselt ist.
  • Andererseits ist in dem Fall, in dem es erforderlich ist, die Abgaseffizienz zur Zeit der mittleren Drehzahl bis zur hohen Drehzahl der Brennkraftmaschine (nicht gezeigt) zu haben, der Hauptablaufdurchlass 2 vollständig geöffnet, wie dies durch die Zweipunktstrichlinie in 1 angegeben ist, und der Umgehungsdurchlass 3 ist durch das zweite Ventilelement 42 nahezu vollständig geschlossen, sodass fast das gesamte Abgas von dem Hauptablaufdurchlass 2 zu dem Abgasrohr (nicht gezeigt) abgegeben wird.
  • Als Nächstes zeigen 18 und 19 Wärmetauscher 1x, 1y gemäß anderen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung, wobei als das Führungselement 12 eines jeden Wärmetauschsegments 10 Rippen 13x, 13y anstelle der in 1 und 2 gezeigten Rippen 13 verwendet werden. Das heißt, in 18 wird die Strömungsfläche der Gaseinlaufdurchlässe (GI) und der Gasablaufdurchlässe (GO), die zwischen den entgegensetzten Endflächen 13bx und 13cx der Rippen 13x und der inneren Fläche des Gehäuses 11 ausgebildet sind, von dem Gaseinlassanschluss 11a (Gaseinlassanschluss 3a des Umgehungsdurchlasses 3) und dem Gasauslassanschluss 11b (Gasauslassanschluss 3b des Umgehungsdurchlasses 3) in Richtung der von diesen entfernten Seite (in 18 aufwärts) allmählich verringert. Zudem wird gemäß dem in 19 gezeigten Ausführungsbeispiel eine Rippe 13y verwendet, die dort Elemente von Rippen 13ya, 13yb und 13yc aufweist, die jeweils in den Abgasdurchlässen (GI, GP, GO) angeordnet sind. Weitere Strukturen in 18 und 19 sind gleich wie diejenigen, die in 1 gezeigt ist, sodass deren Erläuterungen ausgelassen werden, indem die gleichen Bezugszeichnen für im Wesentlichen die gleichen Bauteile wie die Bauteile von 1 verwendet werden.
  • Wie zuvor beschrieben wurde, sind in jedem Ausführungsbeispiel eine Vielzahl von Wärmetauschsegmenten 10 in der oberen Einhausung 21 untergebracht, und die Abgasdurchlässe (GI, GP, GO) sind jeweils in jedem Wärmetauschsegment 10 ausgebildet, durch welche der Umgehungsdurchlass 3 konfiguriert ist. Daher kann der effiziente Wärmetausch durch die Wärmetauscher 1, 1x und 1y mit einer Wärmekapazität des Umgehungsdurchlasses 3 und des Raums durchgeführt werden, für den es erforderlich ist, dass er so klein wie möglich ist, sodass eine Miniaturisierung des Abwärmerückgewinnungsgeräts insgesamt erreicht werden kann.
  • Es sind nicht nur eine Vielzahl von Wärmetauschsegmenten 10 in einem solchen Zustand angeordnet, wie jener, der in dem in 1 und 3 gezeigten Fahrzeug installiert ist, sondern es können eine Vielzahl von Wärmetauschsegmenten 10 eines über dem anderen in der Aufwärtsrichtung der Blattfläche von 1 und 3 gestapelt sein, um in dem Fahrzeug installiert zu werden. Das Abwärmerückgewinnungsgerät der vorliegenden Erfindung hat den Wärmetauscher 1, den Hauptablaufdurchlass 2 und den Umgehungsdurchlass 3 als seinen Basisaufbau, sodass er nicht auf eines von seiner Verwendung oder seiner Bezeichnung beschränkt ist. Das heißt, es ist nicht auf das Abwärmerückgewinnungsgerät beschränkt, das im engen Sinne in der Brennkraftmaschine installiert ist, sondern die vorliegende Erfindung kann auf ein solches Gerät angewandt werden, das darauf abzielt, das Abgas zu kühlen, wobei als ein Ergebnis die Abwärme rückgewonnen wird, etwa auf ein sogenanntes AGR-Kühlgerät, das in der Brennkraftmaschine installiert ist, um dadurch die gewünschten Wirkungen zu erhalten.
  • Bezugszeichenliste
    • 1, 1x, 1y
    Wärmetauscher
    2
    Hauptablaufdurchlass
    2a
    Abzweigungsbereich
    2b
    Zusammenführungsbereich
    3
    Umgehungsdurchlass
    3a, 11a
    Gaseinlassanschluss
    3b, 11b
    Gasauslassanschluss
    4
    Ventilvorrichtung
    10
    Wärmetauschsegment
    11
    Gehäuse
    12
    Führungselement
    13, 13x, 13y
    Rippe
    21
    Obere Einhausung
    22
    Untere Einhausung
    23
    Stopfenelement
    24
    Strömungsführungsplatte
    25, 26
    Trennwandelement
    27
    Drahtgitter
    28
    Bügel
    41
    Erstes Ventilelement
    42
    Zweites Ventilelement
    43
    Wellenelement
    44
    Halteelement
    45
    Rückstellfeder
    46
    Hebel
    50, 60
    Stellglied

Claims (17)

  1. Wärmetauscher zum Wärmetausch in einer Einhausung zwischen Abgas und Kühlmedium mit: einer Vielzahl von Wärmetauschsegmenten, die in der Einhausung überlagert sind, und einem Stopfenelement, das fluiddicht mit der Einhausung verbunden ist, wobei das Stopfenelement die Vielzahl von Wärmetauschsegmenten stützt, um Kühlmitteldurchlässe in jedem der Spalte zwischen einander benachbarten Wärmetauschsegmenten bereitzustellen; wobei jedes Wärmetauschsegment Folgendes aufweist: ein Gehäuse, das eine Öffnung lediglich an einer Fläche des Gehäuses hat, wobei zumindest die Außenseite der Öffnung durch das Stopfenelement fluiddicht verstopft ist, und ein Führungselement, das in dem Gehäuse untergebracht ist, wobei das Führungselement eine Vielzahl von Durchlässen hat, die einen Gasstrom in lediglich einer vorbestimmten Richtung zulassen, und Gaszulaufdurchlässe und Gasablaufdurchlässe stromaufwärts und stromabwärts der Vielzahl von Durchlässen, wobei die Öffnung des Gehäuses eines jeden Segments mit einem Gaseinlassanschluss, der mit den Gaseinlaufdurchlässen in Verbindung ist, und einem Gasauslassanschluss, der mit den Gasablaufdurchlässen in Verbindung ist, versehen ist.
  2. Wärmetauscher gemäß Anspruch 1, wobei das Führungselement eines jeden Wärmetauschsegments eine Rippe aufweist, die durch eine Wärmetauschplatte in einer Wellenform mit einem kontinuierlich S-artigen Querschnitt ausgebildet ist, wobei eine Seitenfläche der Rippe in einer Erstreckungsrichtung die Öffnung des Gehäuses zwischen dem Gaseinlassanschluss und dem Gasauslassanschluss schließt, und wobei gegenüberliegende Endflächen der Rippe jeweils mit dem Gaseinlassanschluss und dem Gasauslassanschluss in Verbindung sind.
  3. Wärmetauscher gemäß Anspruch 1, ferner mit: einem Kühlmitteleinlassanschluss und einem Kühlmittelauslassanschluss, die in der Einhausung so ausgebildet sind, dass sie mit den Kühlmitteldurchlässen in Verbindung sind; und einer Strömungsführungsplatte, die zwischen dem Kühlmitteleinlassanschluss und dem Kühlmittelauslassanschluss angeordnet ist.
  4. Wärmetauscher gemäß Anspruch 3, wobei die Strömungsführungsplatte eine kammartige Form besitzt, und wobei ein Teil von Zähnen, die die kammartige Form konfigurieren, in einem jeweiligen Spalt zwischen der Vielzahl von zueinander benachbarten Wärmetauschsegmenten angeordnet ist.
  5. Wärmetauscher gemäß Anspruch 4, wobei die Strömungsführungsplatte einen gebogenen Abschnitt hat, wobei ein vorderes Ende eines Teils der die kammartige Form konfigurierenden Zähne gebogen ist, wobei der gebogene Abschnitt einen Kühlmittelführungsdurchlass zu einem jeden Spalt bereitstellt.
  6. Wärmetauscher gemäß Anspruch 1, wobei jedes Gehäuse der Vielzahl von Wärmetauschsegmenten zumindest einen vorragenden Abschnitt an der gleichen Position einer jeden Seitenfläche der zueinander benachbarten Gehäuse hat, und wobei der vorragende Abschnitt innerhalb des Kühlmitteldurchlasses angeordnet ist.
  7. Wärmetauscher gemäß Anspruch 1, wobei das Stopfenelement eine Vielzahl von parallel zueinander ausgebildeten Schlitzen hat, und wobei die Öffnungen der Gehäuse in die Schlitze jeweils an der Außenseite der Öffnungen eingesetzt sind, um die Vielzahl von Wärmetauschsegmenten zu stützen.
  8. Abwärmerückgewinnungsgerät mit: einem Hauptablaufdurchlass, in welchen Abgas von einer Brennkraftmaschine eingebracht wird; einem Umgehungsdurchlass, der von einem Teil des Hauptablaufdurchlasses abzweigt, um einen Gaseinlassanschluss bereitzustellen, und der in einen anderen Teil des Hauptablaufdurchlasses zusammengeführt wird, um einen Gasauslassanschluss bereitzustellen; und einem Wärmetauscher für einen Wärmetausch mit dem Abgas, das durch den Umgehungsdurchlass hindurchführt, um Abwärme rückzugewinnen, wobei der Wärmetauscher Folgendes aufweist: eine Vielzahl von Wärmetauschsegmenten, die in der Einhausung überlagert sind, und ein Stopfenelement, das fluiddicht mit der Einhausung verbunden ist, wobei das Stopfenelement die Vielzahl von Wärmetauschsegmenten stützt, um Kühlmitteldurchlässe in einem jeweiligen Spalt zwischen zueinander benachbarten Wärmetauschsegmenten bereitzustellen; wobei jedes Wärmetauschsegment, das die Vielzahl von Wärmetauschsegmenten konfiguriert, aufweist: ein Gehäuse mit einer Öffnung an lediglich einer Fläche des Gehäuses, wobei zumindest die Außenseite der Öffnung durch das Stopfenelement fluiddicht verstopft ist, und ein Führungselement, das in dem Gehäuse untergebracht ist, wobei das Führungselement eine Vielzahl von Durchlässen, die einen Gasstrom in lediglich einer vorbestimmten Richtung zulassen, und Gaseinlaufdurchlässe und Gasablaufdurchlässe stromaufwärts und stromabwärts der Vielzahl von Durchlässen hat, wobei die Öffnung des Gehäuses eines jeden Segments mit einem Gaseinlassanschluss versehen ist, der mit den Gaseinlassdurchlässen in Verbindung ist, um den Gaseinlassanschluss des Umgehungsdurchlasses zu konfigurieren, und der Gasauslassanschluss mit den Gasablaufdurchlässen in Verbindung ist, um den Gasauslassanschluss des Umgehungsdurchlasses zu konfigurieren.
  9. Abwärmerückgewinnungsgerät gemäß Anspruch 8, wobei das Führungselement eines jeden Wärmetauschsegments eine Rippe aufweist, die durch eine Wärmetauschplatte in einer Wellenform mit einem kontinuierlich S-artigen Querschnitt ausgebildet ist, wobei eine Seitenfläche der Rippe in einer Erstreckungsrichtung die Öffnung des Gehäuses zwischen dem Gaseinlassanschluss und dem Gasauslassanschluss schließt, und wobei entgegengesetzte Endflächen der Rippe jeweils mit dem Gaseinlassanschluss und dem Gasauslassanschluss in Verbindung sind.
  10. Abwärmerückgewinnungsgerät gemäß Anspruch 8, wobei der Wärmetauscher ferner aufweist: einen Kühlmitteleinlassanschluss und einen Kühlmittelauslassanschluss, die in der Einhausung so ausgebildet sind, dass sie mit den Kühlmitteldurchlässen in Verbindung sind; und eine Strömungsführungsplatte, die zwischen dem Kühlmitteleinlassanschluss und dem Kühlmittelauslassanschluss angeordnet ist, wobei die Strömungsführungsplatte eine kammartige Form besitzt, und wobei ein Teil der die kammartige Form konfigurierenden Zähne in einen jeweiligen Spalt zwischen der Vielzahl von einander benachbarten Wärmetauschsegmenten angeordnet ist.
  11. Abwärmerückgewinnungsgerät gemäß Anspruch 10, wobei die Strömungsführungsplatte einen gebogenen Abschnitt hat, wobei ein vorderes Ende eines Teils der die kammartige Form konfigurierenden Zähne gebogen ist, wobei der gebogene Abschnitt einen Kühlmittelführungsdurchlass zu einem jedem Spalt bereitstellt.
  12. Abwärmerückgewinnungsgerät gemäß Anspruch 8, wobei jedes Gehäuse der Vielzahl von Wärmetauschsegmenten zumindest einen vorragenden Abschnitt an der gleichen Position einer jeden Seitenfläche der zueinander benachbarten Gehäuse hat, und wobei der vorragende Abschnitt innerhalb des Kühlmitteldurchlasses angeordnet ist.
  13. Abwärmerückgewinnungsgerät gemäß Anspruch 8, wobei die Einhausung des Wärmetauschers eine obere Einhausung konfiguriert, die über dem Hauptablaufdurchlass platziert ist, wobei die Öffnung darunter positioniert ist, und wobei eine untere Einhausung mit der oberen Einhausung verbunden ist, um eine eingeschlossene Form zu bilden, wobei der Hauptablaufdurchlass innerhalb der unteren Einhausung vorgesehen ist.
  14. Abwärmerückgewinnungsgerät gemäß Anspruch 13, ferner mit: einer Ventilvorrichtung, die die Verbindung zwischen dem Hauptablaufdurchlass und dem Umgehungsdurchlass öffnet oder schließt, wobei die Ventilvorrichtung mit zumindest einem in der unteren Einhausung untergebrachten Ventilelement versehen ist; einem Abzweigungsbereich, der von dem Hauptablaufdurchlass in den Umgehungsdurchlass abzweigt; und einem Zusammenführungsbereich, der von dem Umgehungsdurchlass durch das Ventilelement in den Hauptablaufdurchlass zusammenführt.
  15. Abwärmerückgewinnungsgerät gemäß Anspruch 14, wobei die Ventilvorrichtung aufweist: ein erstes Ventilelement, welches den Hauptablaufdurchlass öffnet oder schließt; ein zweites Ventilelement, welches den Umgehungsdurchlass öffnet oder schließt; ein einzelnes Wellenelement, welches das erste Ventilelement und das zweite Ventilelement stützt; und ein Halteelement, welches das Wellenelement so hält, dass es in dem Halteelement umschlossen ist, wobei das Halteelement an zumindest einer Seitenfläche der unteren Einhausung abgestützt ist.
  16. Abwärmerückgewinnungsgerät gemäß Anspruch 15, wobei das zweite Ventilelement so angeordnet ist, dass es den Umgehungsdurchlass an dem Zusammenführungsbereich öffnet oder schließt, und wobei das zweite Ventilelement so angeordnet ist, dass es den Umgehungsdurchlass schließt und das Halteelement gegen den Hauptablaufdurchlass abschirmt, wenn das erste Ventilelement den Hauptablaufdurchlass öffnet.
  17. Abwärmerückgewinnungsgerät gemäß Anspruch 15, ferner mit einem Bügel, der zumindest an eines von der oberen Einhausung und der unteren Einhausung gesichert ist, wobei die Ventilvorrichtung mit einem Stellglied zum Antreiben des Wellenelements derart, dass es gedreht wird, versehen ist, und wobei das Stellglied an dem Bügel gestützt ist, und wobei das Halteelement in den Bügel eingesetzt ist.
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