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DE19817341A1 - Exhaust gas heat exchanger - Google Patents

Exhaust gas heat exchanger

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Publication number
DE19817341A1
DE19817341A1 DE19817341A DE19817341A DE19817341A1 DE 19817341 A1 DE19817341 A1 DE 19817341A1 DE 19817341 A DE19817341 A DE 19817341A DE 19817341 A DE19817341 A DE 19817341A DE 19817341 A1 DE19817341 A1 DE 19817341A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
heat exchanger
exhaust gas
catalyst
gas heat
tube
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE19817341A
Other languages
German (de)
Inventor
Edgard Grundmann
Milos Dr Picha
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.)
Volkswagen AG
Original Assignee
Volkswagen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Volkswagen AG filed Critical Volkswagen AG
Priority to DE19817341A priority Critical patent/DE19817341A1/en
Publication of DE19817341A1 publication Critical patent/DE19817341A1/en
Ceased legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28—Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2882—Catalytic reactors combined or associated with other devices, e.g. exhaust silencers or other exhaust purification devices
    • F01N3/2889—Catalytic reactors combined or associated with other devices, e.g. exhaust silencers or other exhaust purification devices with heat exchangers in a single housing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01N13/009—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series
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Abstract

The heat exchanger is enclosed in a casing (1) in which the outlet aperture (2) of the catalytic converter (3) comes out. Thermal insulation is fitted round a through tube (7) at a spacing from the catalytic converter, with inlet (8) and outlet (9) apertures. The inlet aperture (8) of this tube and the outlet aperture (3) of the catalytic converter are facing each other. The space between the through tube and the casing wall is filled with insulation. It has heat exchange tubes (11) for the exhaust gas (A) and acts with a device by which the outlet aperture of the through tube can be wholly or partly closed. The casing has an outlet aperture (13) for the exhaust gas.

Description

Die Erfindung betrifft einen Abgaswärmetauscher für eine mit einem Katalysator ausgerüstete Abgasanlage eines Kraftfahrzeugs, der in den Kühlflüssigkeitskreislauf des Motorkühlsystems eingebunden ist.The invention relates to an exhaust gas heat exchanger for a with a catalyst Equipped exhaust system of a motor vehicle, which in the coolant circuit of the Engine cooling system is integrated.

Es ist bekannt, Abgasanlagen mit einem Katalysator und zusätzlich mit einem in den Kühlflüssigkeitskreislauf des Motorkühlsystems eingebundenen Wärmetauscher auszurüsten, insbesondere um eine optimale Betriebstemperatur für den Katalysator durch eine Kühlung desselben oder der diesem zugeführten Abgase sicherzustellen und dadurch dessen Wirkung zu verbessern.It is known to have exhaust gas systems with a catalyst and additionally with one in the Coolant circuit of the engine cooling system integrated heat exchanger equip, in particular to achieve an optimal operating temperature for the catalyst to ensure cooling of the same or the exhaust gases supplied to it and thereby to improve its effect.

So ist in der DE 30 35 472 A1 ein Verbrennungsmotor, insbesondere ein Dieselmotor mit einem in einer Kammer angeordneten Katalysator beschrieben, der zwischen dem Verbrennungsmotor und einer zentralen Abgasleitung fest angeordnet ist. Die Kammer ist mehrwandig ausgeführt und zwischen den beiden äußeren Wandungen vom Kühlwasser des Motors durchströmt, so daß ständig ein Wärmeaustausch zwischen dem Katalysator und der Kühlflüssigkeit stattfindet.For example, in DE 30 35 472 A1 there is an internal combustion engine, in particular a diesel engine a catalyst arranged in a chamber described between the Internal combustion engine and a central exhaust pipe is fixed. The chamber is Multi-walled and between the two outer walls of the cooling water flows through the engine, so that a constant heat exchange between the catalyst and the coolant takes place.

Die DE 34 06 968 A1 und die DE 43 26 243 A1 haben Abgasanlagen mit einem Katalysator und einem in das Kühlsystem des Kraftfahrzeugmotors eingebundenen Wärmetauscher zum Gegenstand, bei denen der Wärmetauscher zur Kühlung der Abgase vor Eintritt in den Katalysator angeordnet ist und das Abgasrohr oder eines von mehreren Abgasrohren umschließt. Bei der Abgasanlage nach der DE 34 06 968 wird das Abgas zwischen dem Motor und dem Katalysator über zwei Abgasrohre zu diesem geführt, die vor dem Katalysator wieder vereinigt werden und von denen nur eines mit dem Wärmetauscher zusammenwirkt. Durch eine Veränderung des Mengenverhältnisses der beiden Abgasströme kann bei dieser Abgasanlage die Temperatur des in den Katalysator eintretenden Abgasstromes und damit auch die Katalysatortemperatur geregelt werden.DE 34 06 968 A1 and DE 43 26 243 A1 have exhaust systems with a catalytic converter and a heat exchanger integrated in the cooling system of the motor vehicle engine Subject where the heat exchanger for cooling the exhaust gases before entering the Catalyst is arranged and the exhaust pipe or one of several exhaust pipes encloses. In the exhaust system according to DE 34 06 968, the exhaust gas between the Engine and the catalyst led to this via two exhaust pipes, which before the Catalyst are reunited and only one of them with the heat exchanger cooperates. By changing the quantitative ratio of the two  Exhaust gas flows in this exhaust system can be the temperature of the catalyst incoming exhaust gas flow and thus also the catalyst temperature are regulated.

Die Kühlung der Abgase vor Eintritt in den Katalysator, insbesondere aber die Anordnung desselben in einer Kammer führt durch die Verringerung der Betriebstemperatur des Katalysators auch zu einer erwünschten Verringerung der thermischen Belastung der Katalysatorumgebung.The cooling of the exhaust gases before entering the catalyst, but especially the arrangement the same in a chamber by reducing the operating temperature of the Catalyst also leads to a desired reduction in the thermal load on the Catalyst environment.

Die in den vorbeschriebenen Abgasanlagen angeordneten und mit der Kühlflüssigkeit des Motors kommunizierenden Wärmetauscher dienen der direkten Katalysatorkühlung in der Betriebsphase oder einer indirekten Temperaturregelung des Katalysators durch die Kühlung der zu diesem geführten Abgase vor Eintritt in denselben, um dessen Betriebstemperatur zu optimieren. Als erwünschter Nebeneffekt tritt dabei eine Reduzierung der Wärmebelastung der Katalysatorumgebung auf. Nachteilig kann jedoch die ständige Wärmezufuhr zur Kühlflüssigkeit sein, die zu einer Überhitzung des Kühlsystems, insbesondere bei einer starken Belastung des Motors führen kann.The arranged in the exhaust systems described above and with the coolant of the Motors communicating heat exchangers are used for direct catalyst cooling in the Operating phase or an indirect temperature control of the catalyst through the Cooling of the exhaust gases led to this, before entering it, around it Optimize operating temperature. A reduction occurs as a desired side effect the thermal load on the catalyst environment. However, the constant can be a disadvantage Heat supply to the cooling liquid, which leads to overheating of the cooling system, in particular when the engine is under heavy load.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Abgaswärmetauscher nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, der nach Bedarf in den Abgasstrom einschaltbar ist. Des weiteren soll die Aufgabe gelöst werden, die Wärmebelastung der Katalysatorumgebung zu verringern.It is an object of the invention to provide an exhaust gas heat exchanger according to the preamble of To create claim 1, which can be switched on as required in the exhaust gas flow. Furthermore the task is to be solved, the heat load of the catalyst environment reduce.

Diese Aufgabe wird bei einem Abgaswärmetauscher nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.This object is achieved in an exhaust gas heat exchanger according to the preamble of claim 1 solved by its characteristic features. Advantageous configurations are in the Subclaims described.

Der Abgaswärmetauscher, der in bekannter Weise über ein Zufluß- und ein Abflußrohr in den Kühlflüssigkeitskreislauf des Motorkühlsystems eingebunden ist, ist erfindungsgemäß auf der Ausgangsseite des Katalysators in einem Gehäuse wärmeisoliert um ein im Abstand vom Katalysator angeordnetes zentrales Durchgangsrohr mit einer Eingangsöffnung und einer Ausgangsöffnung angeordnet, wobei die Eingangsöffnung der Ausgangsöffnung des Katalysators zugewandt ist. Der Abgaswärmetauscher füllt den Raum zwischen dem Durchgangsrohr und der Gehäusewandung aus. Er weist Wärmetauscherröhren für die den Katalysator verlassenden Abgase auf und wirkt mit einer Einrichtung zusammen, durch die die Ausgangsöffnung des Durchgangsrohres ganz oder teilweise verschließbar ist, derart, daß die Abgase wahlweise ganz oder teilweise statt durch das Durchgangsrohr durch die Wärmetauscherröhren geleitet werden. Das Gehäuse ist mit einer Ausgangsöffnung für die Abgase versehen, über die diese in den dem Katalysator nachfolgenden Teile der Abgasanlage und schließlich ins Freie geleitet werden. Durch diesen Abgaswärmetauscher kann die Abgaswärme zur Erwärmung der Kühlflüssigkeit genutzt werden, um die Warmlaufphase des Motors zu verkürzen, vor allem aber, um die Heizleistung des Motorkühlsystems für die Innenraumheizung des Kraftfahrzeugs im Dauerbetrieb zu erhöhen, was insbesondere bei verbrauchsgünstigen Motoren von großem Vorteil ist. Die Betriebstemperatur des Katalysators wird durch die Nutzung der Abgaswärme nicht beeinträchtigt.The exhaust gas heat exchanger, which in a known manner via an inflow and an outflow pipe in the coolant circuit of the engine cooling system is integrated is according to the invention on the output side of the catalyst in a housing thermally insulated by a distance central through pipe arranged by the catalytic converter with an inlet opening and arranged an outlet opening, wherein the inlet opening of the outlet opening of the Catalyst is facing. The exhaust gas heat exchanger fills the space between the Through tube and the housing wall. He has heat exchanger tubes for the Exhaust gases leaving catalyst and cooperates with a device through which  the outlet opening of the through tube can be closed completely or partially, such that that the exhaust gases either entirely or partially instead of through the through-pipe through the Heat exchanger tubes are passed. The housing is with an exit opening for the Provide exhaust gases through which these in the parts of the Exhaust system and finally be directed outdoors. Through this exhaust gas heat exchanger the exhaust gas heat can be used to heat the coolant Shorten the warm-up phase of the engine, but above all to reduce the heating power of the Engine cooling system for the interior heating of the motor vehicle in continuous operation increase, which is of great advantage particularly in the case of low-consumption engines. The Operating temperature of the catalytic converter is not achieved by using the exhaust gas heat impaired.

Zur Wärmeisolation des Abgaswärmetauschers gegenüber dem Durchgangsrohr kann ein Luftspalt zwischen diesen ausgebildet sein, wobei der Luftspalt auf der dem Katalysator abgewandten Seite des Abgaswärmetauschers an seinem gesamten Umfang geschlossen ist, indem der Abgaswärmetauscher in diesem Bereich fest mit dem Katalysator verbunden ist, beispielsweise durch eine ununterbrochene Schweißnaht. Der Luftspalt stellt sicher, daß die Wärmebelastung des Abgaswärmetauschers durch eine Wärmeübertragung vom Durchgangsrohr auf diesen wesentlich reduziert ist, wenn die Kühlflüssigkeit nicht erwärmt werden soll. Anstelle des Luftspaltes kann auch eine Schicht aus einem wärmeisolierenden Material angeordnet sein.A can be used to insulate the exhaust gas heat exchanger from the through pipe Air gap between them can be formed, the air gap on the catalyst opposite side of the exhaust gas heat exchanger closed on its entire circumference is by the exhaust gas heat exchanger in this area firmly connected to the catalyst is, for example, by an uninterrupted weld. The air gap ensures that the heat load of the exhaust gas heat exchanger by heat transfer from Through tube on this is significantly reduced if the coolant is not heated shall be. Instead of the air gap, a layer of a heat-insulating can also be used Material be arranged.

Die Wärmetauscherröhren können im Abgaswärmetauscher parallel und konzentrisch zur Achse des Durchgangsrohres und im Abstand voneinander angeordnet sein, um eine möglichst große Oberfläche gegenüber der Kühlflüssigkeit zu schaffen.The heat exchanger tubes can be parallel and concentric to the exhaust gas heat exchanger Axis of the through tube and be arranged at a distance from one another to create the largest possible surface compared to the coolant.

Das Gehäuse kann katalysatorseitig einen Wärmeschirm aufweisen, der den Katalysator im Abstand mantelförmig umgibt, um auf einfache Weise die Katalysatorumgebung, einschließlich der benachbarten Komponenten am Kraftfahrzeug selbst, von der vom Katalysator abgestrahlten Wärme abzuschirmen, insbesondere nach dem Abstellen des Kraftfahrzeugs. Die dadurch in den Schirm eingebrachte Wärme wird über das Gehäuse und die Wandung des Abgaswärmetauschers in die Kühlflüssigkeit abgeleitet. The housing can have a heat shield on the catalytic converter side, which holds the catalytic converter in the Distance surrounds in a jacket-like manner in order to easily surrounding the catalyst, including the neighboring components on the motor vehicle itself, from which of Shield heat radiated from the catalyst, especially after turning off the Motor vehicle. The heat introduced into the screen is transferred to the housing and derived the wall of the exhaust gas heat exchanger in the coolant.  

In den Wärmeschirm können Belüftungslöcher eingebracht sein, vorzugsweise in dem dem Abgaswärmetauscher zugewandten Bereich, um eine Kühlung der Katalysatoroberfläche und des Wärmeschirms selbst während der Fahrt zu begünstigen.Ventilation holes can be made in the heat shield, preferably in the Exhaust gas heat exchanger facing area to cool the catalyst surface and to favor the heat shield even while driving.

Die Einrichtung zum Verschließen des Durchgangsrohres kann vorteilhaft im Bereich zwischen diesem und der Ausgangsöffnung des Gehäuses angeordnet sein und eine schwenkbar an diesem gehalterte Klappe aufweisen, die zwischen einer Öffnungsstellung parallel zur Achse des Durchgangsrohres und einer quer zu dieser Achse gegebenen Schließstellung, in der die Ausgangsöffnung des Durchgangsrohres verschlossen ist, schwenkbar ist. Zwischen den beiden Stellungen sind beliebige Zwischenstellungen einstellbar, um unterschiedliche Teilmengen des Abgasstromes durch die Wärmetauscherröhren zu leiten. Die Klappe selbst kann so gestaltet sein, daß diese in ihrer Schließstellung mit einem vorbestimmten Schließdruck an der Ausgangsseite des Durchgangsrohres, die Ausgangsöffnung verschließend, anliegt, um Druckstöße im Abgasstrom (Lastwechsel) elastisch abzufedern und eine Oberbelastung des Abgaswärmetauschers durch große Abgasmengen selbstregelnd zu vermeiden.The device for closing the through tube can be advantageous in the area be arranged between this and the outlet opening of the housing and a Have hinged flap on this, between an open position parallel to the axis of the through tube and one given transversely to this axis Closed position, in which the outlet opening of the through tube is closed, is pivotable. There are any intermediate positions between the two positions adjustable to different subsets of the exhaust gas flow through the To conduct heat exchanger tubes. The flap itself can be designed so that it is in its Closed position with a predetermined closing pressure on the outlet side of the Through tube, closing the outlet opening, rests to pressure surges in the Cushion the exhaust gas flow (load change) elastically and overload the Avoid exhaust gas heat exchangers by regulating large amounts of exhaust gas.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert. In der zugehörigen Zeichnung zeigen.The invention is explained below using an exemplary embodiment. In the show associated drawing.

Fig. 1 einen Ausschnitt aus einer Abgasanlage mit einem erfindungsgemäßen Abgaswärmetauscher im Längsschnitt; und Figure 1 shows a detail of an exhaust system with an exhaust gas heat exchanger according to the invention in longitudinal section. and

Fig. 2 einen Querschnitt II-II durch den Abgaswärmetauscher. Fig. 2 shows a cross section II-II through the exhaust gas heat exchanger.

Fig. 1 zeigt einen in einem Gehäuse 1, in das die Ausgangsöffnung 2 eines Katalysators 3 mündet, angeordneten Abgaswärmetauscher 4, der über ein Zuflußrohr 5 und ein Abflußrohr 6 in den Kühlflüssigkeitskreislauf (K) des Motorkühlsystems eingebunden ist. Der Abgaswärmetauscher 4 ist um ein im Abstand vom Katalysator 3 im Gehäuse 1 angeordnetes Durchgangsrohr 7 mit einer Eingangsöffnung 8 und einer Ausgangsöffnung 9 angeordnet, wobei die Eingangsöffnung 8 und die Ausgangsöffnung 2 des Katalysators 3 einander zugewandt sind, und auf der dem Katalysator 3 abgewandten Seite mit dem Durchgangsrohr 7 durch eine ununterbrochene Schweißnaht N fest mit diesem verschweißt. Fig. 1 shows in a housing 1, in which the outlet opening 2 opens a catalyst 3, disposed exhaust gas heat exchanger 4, via a supply pipe 5 and a discharge pipe 6 in the cooling liquid circuit (K) of the engine cooling system is integrated. The exhaust gas heat exchanger 4 is arranged around a through-pipe 7 arranged at a distance from the catalytic converter 3 in the housing 1 with an inlet opening 8 and an outlet opening 9 , the inlet opening 8 and the outlet opening 2 of the catalytic converter 3 facing each other, and on the side facing away from the catalytic converter 3 with the through tube 7 by an uninterrupted weld N welded to it.

Zwischen dem Durchgangsrohr 7 und der benachbarten Wandung des Abgaswärmetauschers 4 ist ein Luftspalt 10 zur Wärmeisolation angeordnet.An air gap 10 for heat insulation is arranged between the through pipe 7 and the adjacent wall of the exhaust gas heat exchanger 4 .

Der Abgaswärmetauscher 4 füllt den Raum zwischen dem Durchgangsrohr 7 und der Wandung des Gehäuses 1 in radialer Richtung aus und ist mit parallel und konzentrisch zum Durchgangsrohr 7 und im Abstand voneinander angeordneten Wärmetauscherröhren 11 für die Abgase A versehen und wirkt mit einer schwenkbar am Gehäuse 1 gehalterten und betätigbaren Klappe 12 zusammen, die im Bereich zwischen dem Durchgangsrohr 7 und einer im Gehäuse 1 angeordneten Ausgangsöffnung 13 für die Abgase A schwenkbar am Gehäuse 1 gehaltert ist. Die Klappe 12 ist zwischen der in Fig. 1 dargestellten Öffnungsstellung parallel zur Achse X des Durchgangsrohres 7 und einer quer zu dieser gegebenen und gestrichelt dargestellten Schließstellung zum Verschließen der Ausgangsöffnung 9 desselben schwenkbar. Die Betätigungseinrichtung für die Klappe 12 ist nicht dargestellt.The exhaust gas heat exchanger 4 fills the space between the through tube 7 and the wall of the housing 1 in the radial direction and is provided with heat exchanger tubes 11 for the exhaust gases A arranged parallel and concentrically to the through tube 7 and at a distance from one another and acts with a pivotally mounted on the housing 1 and actuatable flap 12 together, which is pivotally mounted on the housing 1 in the region between the through pipe 7 and an outlet opening 13 arranged in the housing 1 for the exhaust gases A. The flap 12 can be pivoted between the opening position shown in FIG. 1 parallel to the axis X of the through-pipe 7 and a closed position given transversely to this and shown in broken lines to close the outlet opening 9 thereof. The actuating device for the flap 12 is not shown.

Am Gehäuse 1 ist des weiteren katalysatorseitig ein Wärmeschirm 14 angeordnet, der den Katalysator 3 mantelförmig umgibt und konzentrisch um die Achse X angeordnete Belüftungslöcher 15 aufweist.Furthermore, a heat shield 14 is arranged on the housing 1 on the catalytic converter side, which surrounds the catalytic converter 3 in the form of a jacket and has ventilation holes 15 arranged concentrically around the axis X.

In Fig. 2 ist insbesondere die Anordnung der Wärmetauscherröhren 11 zu sehen, die im Abstand voneinander und kreisringförmig um das Durchgangsrohr 7 angeordnet sind. Die Wärmetauscherröhren 11 werden von der durch das Zuflußrohr 5 einströmenden und durch das Abflußrohr 6 ausströmenden Motorkühlflüssigkeit K ständig umströmt. Zwischen dem Durchgangsrohr 7 und der inneren Wandung des Abgaswärmetauschers 4 befindet sich der Luftspalt 10, durch den die Schweißnaht N zu sehen ist. FIG. 2 shows in particular the arrangement of the heat exchanger tubes 11 , which are arranged at a distance from one another and in a ring around the through tube 7 . The heat exchanger tubes 11 are constantly flowed around by the engine cooling liquid K flowing in through the inflow pipe 5 and flowing out through the outflow pipe 6 . Between the through pipe 7 and the inner wall of the exhaust gas heat exchanger 4 there is the air gap 10 through which the weld seam N can be seen.

Soll nun die Motorkühlflüssigkeit K durch die heißen Abgase A erwärmt werden, wird das Durchgangsrohr 7 von der Klappe 12 verschlossen. Die Abgase A strömen dadurch durch die von der Motorkühlflüssigkeit K umströmten Wärmetauscherröhren 11, geben Wärme an diese ab und strömen entwärmt an der Ausgangsöffnung 13 aus dem Gehäuse 1 zu den nachfolgenden Teilen der Abgasanlage. Sollen nur Teilmengen der Abgase A durch die Wärmetauscherröhren 11 strömen, so wird die Klappe 12 in eine durchgangslochnahe Zwischenstellung zwischen der Schließ- und der Öffnungsstellung gebracht. If the engine coolant K is now to be heated by the hot exhaust gases A, the through pipe 7 is closed by the flap 12 . The exhaust gases A thereby flow through the heat exchanger tubes 11 around which the engine coolant K flows, give off heat to them and flow out of the heat at the outlet opening 13 from the housing 1 to the subsequent parts of the exhaust system. If only partial quantities of the exhaust gases A are to flow through the heat exchanger tubes 11 , the flap 12 is brought into an intermediate position near the through-hole between the closed and the open position.

Auf die beschriebene Weise kann der Abgaswärmetauscher 4 in der Warmlaufphase des Motors zur Verkürzung derselben beitragen, vor allem aber im Dauerbetrieb bedarfsweise die Motorkühlflüssigkeit K ständig heizen, um die Heizleistung des Motorkühlsystems für die Innenraumheizung des Kraftfahrzeugs zu erhöhen.In the manner described, the exhaust gas heat exchanger 4 can contribute to the shortening of the engine during the warm-up phase, but especially during continuous operation, if necessary, continuously heat the engine coolant K in order to increase the heating power of the engine cooling system for the interior heating of the motor vehicle.

Der Wärmeschirm 14 nimmt nach dem Abstellen des Kraftfahrzeugs die vom Katalysator abgestrahlte Wärme auf und gibt diese über die Wandung des Gehäuses 1 und die Wandung des Abgaswärmetauschers 4 an die ruhende Motorkühlflüssigkeit K ab. Dadurch wird die Wärmebelastung der Katalysatorumgebung erheblich reduziert. Während der Fahrt sorgen die Belüftungslöcher 15 dafür, daß die Oberfläche des Katalysators 3 gekühlt wird, da durch diese die Luft durch den Spalt zwischen dem Katalysator 3 und den Wärmeschirm 14 strömen kann. After the motor vehicle has been switched off, the heat shield 14 absorbs the heat radiated by the catalytic converter and emits it to the stationary engine coolant K via the wall of the housing 1 and the wall of the exhaust gas heat exchanger 4 . This significantly reduces the thermal load on the catalyst environment. During the journey, the ventilation holes 15 ensure that the surface of the catalytic converter 3 is cooled, since the air can flow through it through the gap between the catalytic converter 3 and the heat shield 14 .

BezugszeichenlisteReference list

11

Gehäuse
casing

22nd

Ausgangsöffnung
Exit opening

33rd

Katalysator
catalyst

44th

Abgaswärmetauscher
Exhaust gas heat exchanger

55

Zuflußrohr
Inflow pipe

66

Abflußrohr
Drain pipe

77

Durchgangsrohr
Through tube

88th

Eingangsöffnung
Entrance opening

99

Ausgangsöffnung
Exit opening

1010th

Luftspalt
Air gap

1111

Wärmetauscherröhre
Heat exchanger tube

1212th

Klappe
flap

1313

Ausgangsöffnung
Exit opening

1414

Wärmeschirm
Heat shield

1515

Belüftungsloch
A Abgase
N Schweißnaht
X Achse
Ventilation hole
A exhaust gases
N weld
X axis

Claims (8)

1. Abgaswärmetauscher für die mit einem Katalysator ausgerüstete Abgasanlage eines Kraftfahrzeuges, der über ein Zufluß- und ein Abflußrohr in den Kühlflüssigkeitskreislauf des Motorkühlsystems eingebunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß dieser in einem Gehäuse (1), in das die Ausgangsöffnung (2) des Katalysators (3) mündet, wärmeisoliert um ein im Abstand vom Katalysator (3) angeordnetes Durchgangsrohr (7) mit einer Eingangs- (8) und einer Ausgangsöffnung (9) angeordnet ist, wobei die Eingangsöffnung (8) und die Ausgangsöffnung (2) des Katalysators (3) einander zugewandt sind, und den Raum zwischen dem Durchgangsrohr (7) und der Wandung des Gehäuses (1) ausfüllt, mit Wärmetauscherröhren (11) für die Abgase (A) versehen ist und mit einer Einrichtung zusammenwirkt, durch die die Ausgangsöffnung (9) des Durchgangsrohres (7) ganz oder teilweise verschließbar ist, und daß das Gehäuse (1) eine Ausgangsöffnung (13) für die Abgase (A) aufweist.1. Exhaust gas heat exchanger for the equipped with a catalyst exhaust system of a motor vehicle, which is integrated via an inflow and an outflow pipe into the coolant circuit of the engine cooling system, characterized in that this in a housing ( 1 ) into which the outlet opening ( 2 ) of the catalyst ( 3 ) opens, thermally insulated around a through-pipe ( 7 ) which is arranged at a distance from the catalyst ( 3 ) and has an inlet ( 8 ) and an outlet opening ( 9 ), the inlet opening ( 8 ) and the outlet opening ( 2 ) of the catalyst ( 3 ) facing each other, and filling the space between the through pipe ( 7 ) and the wall of the housing ( 1 ), is provided with heat exchanger tubes ( 11 ) for the exhaust gases (A) and cooperates with a device through which the outlet opening ( 9 ) of the through tube ( 7 ) can be closed completely or partially, and that the housing ( 1 ) has an outlet opening ( 13 ) for the exhaust gas e (A). 2. Abgaswärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieser zur Wärmeisolation im Abstand vom Durchgangsrohr (7) angeordnet ist und lediglich auf der dem Katalysator (3) abgewandten Seite an seinem gesamten Umfang fest mit dem Durchgangsrohr (7) verbunden ist.2. Exhaust gas heat exchanger according to claim 1, characterized in that it is arranged for heat insulation at a distance from the through-pipe ( 7 ) and is only firmly connected to the through-pipe ( 7 ) on its entire circumference on the side facing away from the catalyst ( 3 ). 3. Abgaswärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmetauscherröhren (11) im Abgaswärmetauscher (4) parallel und konzentrisch zum Durchgangsrohr (7) und im Abstand voneinander angeordnet sind.3. Exhaust gas heat exchanger according to claim 1 or 2, characterized in that the heat exchanger tubes ( 11 ) in the exhaust gas heat exchanger ( 4 ) are arranged parallel and concentrically to the through tube ( 7 ) and at a distance from one another. 4. Abgaswärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß am Gehäuse (1) katalysatorseitig ein Wärmeschirm (14) angeordnet ist, der den Katalysator (3) mantelförmig umgibt. 4. Exhaust gas heat exchanger according to one of claims 1 to 3, characterized in that a heat shield (14) is arranged on the housing (1) catalyst side, surrounding the catalyst (3) like a jacket. 5. Abgaswärmetauscher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Wärmeschirm (14) Belüftungslöcher (15) angeordnet sind.5. Exhaust gas heat exchanger according to claim 4, characterized in that ventilation holes ( 15 ) are arranged in the heat shield ( 14 ). 6. Abgaswärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung im Bereich zwischen dem Durchgangsrohr (7) und der Ausgangsöffnung (13) des Gehäuses (1) angeordnet ist.6. Exhaust gas heat exchanger according to claim 1, characterized in that the device is arranged in the region between the through tube ( 7 ) and the outlet opening ( 13 ) of the housing ( 1 ). 7. Abgaswärmetauscher nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung eine schwenkbar am Gehäuse (1) gehalterte und betätigbare Klappe (12) ist, die zwischen einer Öffnungsstellung parallel zur Achse (X) des Durchgangsrohres (7) und einer quer zur Achse (X) gegebenen Schließstellung vor der Ausgangsöffnung (9) des Durchgangsrohres (7) schwenkbar ist.7. Exhaust gas heat exchanger according to claim 6, characterized in that the device is a pivotally mounted on the housing ( 1 ) and operable flap ( 12 ) which between an open position parallel to the axis (X) of the through tube ( 7 ) and a transverse to the axis ( X) given the closed position in front of the outlet opening ( 9 ) of the through tube ( 7 ) is pivotable. 8. Abgaswärmetauscher nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappe (12) in der Schließstellung mit einem vorbestimmten Schließdruck am Durchgangsrohr (7) an liegt.8. Exhaust gas heat exchanger according to claim 7, characterized in that the flap ( 12 ) is in the closed position with a predetermined closing pressure on the through tube ( 7 ).
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