具有熱交換器的熱電發(fā)電的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種熱交換器（9），例如用于內(nèi)燃機(jī)（1）的排氣系統(tǒng)（5），包括至少一個熱電發(fā)電機(jī)（12），其具有熱側(cè)（13）和冷側(cè)（14），包括設(shè)置在這樣的熱電發(fā)電機(jī)（12）的至少一個熱側(cè)（13）上的至少一個加熱管（15），以引導(dǎo)加熱裝置（10），并包括設(shè)置在這樣的熱電發(fā)電機(jī)（12）的至少一個冷側(cè)（14）上的至少一個冷卻管（16），以引導(dǎo)冷卻裝置（11），其中所述至少一個熱電發(fā)電機(jī)（12）、所述至少一個加熱管（15）和所述至少一個冷卻管（16）在堆疊方向（17）上一層堆疊在另一層上并形成管組（18），其中所述各熱電發(fā)電機(jī)（12）、各加熱管（15）和各冷卻管（16）在管組（18）的縱向方向（19）上彼此平行地延伸。如果熱交換器（9）的殼體（21）具有護(hù)套（23），則會產(chǎn)生增加的能量效率，該護(hù)套（23）整體具有至少一個預(yù)張緊部分（25），該預(yù)張緊部分可在缺少管組（18）時的松弛狀態(tài)和至少存在最后組裝的熱交換器（9）時的張緊狀態(tài)之間彈性地調(diào)整，相應(yīng)的預(yù)張緊部分（25）在張緊狀態(tài)時產(chǎn)生在堆疊方向（17）上壓住管組（18）的預(yù)張緊力（26）。
【專利說明】具有熱交換器的熱電發(fā)電機(jī)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種熱交換器，特別是用于內(nèi)燃機(jī)的排氣系統(tǒng)，優(yōu)先地在機(jī)動車輛上。本發(fā)明還涉及一種內(nèi)燃機(jī)，尤其是機(jī)動車輛的，其配備有至少一個這樣的熱交換器。

【背景技術(shù)】
[0002]為了提高內(nèi)燃機(jī)的能量效率，特別是在車輛應(yīng)用中，可利用包含在內(nèi)燃機(jī)的排氣系統(tǒng)中的熱能。包含在排氣系統(tǒng)的熱量可轉(zhuǎn)換成電能，例如借助于熱電發(fā)電機(jī)。為此，采用了在開始時所提到類型的熱交換器，該熱交換器包括具有熱側(cè)和冷側(cè)的至少一個熱電發(fā)電機(jī)。此外或可選地，熱交換器可用于利用包含在排氣系統(tǒng)中的熱能，以便從排氣系統(tǒng)傳遞熱量，然后其作為加熱介質(zhì)，以此加熱車廂或蒸發(fā)冷卻介質(zhì)，然后其作為朗肯循環(huán)過程中的工作介質(zhì)。熱交換器，其包括至少一個熱電發(fā)電機(jī)，還包括用于引導(dǎo)加熱介質(zhì)的至少一個加熱管，加熱管設(shè)置在這樣的熱電發(fā)電機(jī)的至少一個熱側(cè)上，以及用于引導(dǎo)冷卻介質(zhì)的至少一個冷卻管，冷卻管設(shè)置在這樣的熱電發(fā)電機(jī)的至少一個冷側(cè)上。實際上它可設(shè)置在此處，即在所述至少一個熱電發(fā)電機(jī)的熱交換器內(nèi)，所述至少一個加熱管和所述至少一個冷卻管在堆疊方向上一層堆疊在另一層上，從而形成了管組，其中各熱電發(fā)電機(jī)、各加熱管和各冷卻管在管組的縱向方向上彼此平行地延伸。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明解決了這樣一個問題，即描述了這樣的熱交換器的一個改進(jìn)的或至少另外的一個實施方式，該熱交換器包含至少一個熱電發(fā)電機(jī)，其特征特別地在于增強(qiáng)能量效率。同時，其目的更簡單并因此更符合成本效益的結(jié)構(gòu)。
[0004]本發(fā)明是基于這樣的總體思路的，S卩，裝備有帶殼體的熱交換器，在殼體內(nèi)部容納管組并包括護(hù)套，它在圓周方向上包圍了管組。在這種情況下，圓周方向涉及管或管組的縱向方向。此外，本發(fā)明是基于配置殼體或護(hù)套作為預(yù)張緊彈簧的總體思路，其在堆疊方向上壓住管組，以此改善該管組的各個部件之間的傳熱接觸。已經(jīng)表明，在管組中加載所述部件一層堆疊在另一層上，即加熱管、冷卻管和熱電發(fā)電機(jī)產(chǎn)生了改善的熱傳遞，這種做法提高了熱交換器的能量效率。通過在殼體中或在護(hù)套中集成預(yù)張緊功能，附加的單獨部件，例如用于產(chǎn)生該預(yù)張緊力的彈簧元件和軸承墊可以省略，其結(jié)果是熱交換器可同時實現(xiàn)相對的成本效益。
[0005]為了在熱交換器中實現(xiàn)上述本發(fā)明的一般總體思路，根據(jù)優(yōu)選的解決方案可提供為所述護(hù)套一體地裝備至少一個預(yù)張緊部，其可在松弛狀態(tài)和張緊狀態(tài)之間彈性地調(diào)節(jié)。松弛狀態(tài)下不存在管組。特別地，至少在熱交換器最后組裝時存在張緊狀態(tài)。張緊狀態(tài)甚至?xí)绲膶崿F(xiàn)，例如當(dāng)管組插入殼體以及殼體或護(hù)套最終組裝時。為此，例如可能需要至少在軸向截面和至少在圓周方向上關(guān)閉所述殼體或護(hù)套。將相應(yīng)的預(yù)張緊部分集成在所述護(hù)套上是指用于產(chǎn)生所需的預(yù)張緊力而不需要必須安裝到護(hù)套上的額外單獨部件，因為產(chǎn)生所期望的預(yù)張緊力的預(yù)張緊部分形成了護(hù)套的組成部分，即由護(hù)套的相應(yīng)區(qū)域或部分形成。由此，相應(yīng)的預(yù)張緊部分成為殼體的組成部分，也就是說，在這方面沒有單獨的部件。
[0006]因為借助于相應(yīng)的預(yù)張緊部分而產(chǎn)生的預(yù)張緊力平行于堆疊方向作用，其反過來垂直于所述板組的縱向延伸，在圓周方向上得到不均勻的力分布。根據(jù)“作用力=反作用力”的原理，預(yù)張緊力在堆疊方向和相反方向上作用。橫向于此，與之相比的相應(yīng)的預(yù)張緊部分可不產(chǎn)生預(yù)張緊力或例如只是大大降低。相應(yīng)的預(yù)張緊部分在垂直于板組的縱向中心軸線的橫截面上并在圓周方向上延伸，角度范圍小于180°，例如約為90°或更小。
[0007]優(yōu)選地，所述板組構(gòu)造為具有多個加熱管和多個制冷管，其中另外地，可設(shè)置熱電發(fā)電機(jī)。
[0008]優(yōu)選地，每個單獨的管具有基本上矩形的橫截面，從而使最終的板組優(yōu)選地也具有基本上矩形的橫截面。堆疊方向和預(yù)張緊力則通過彼此位于正好相反的兩側(cè)延伸。在板組的橫截面上，這兩個側(cè)面則基本上橫向于堆疊方向延伸，而其它兩個側(cè)面則基本上平行于堆疊方向延伸。
[0009]根據(jù)優(yōu)選的實施方式，可在各自的預(yù)張緊部分的區(qū)域中設(shè)計護(hù)套以便于不具有管組的殼體，即在松弛狀態(tài)下，具有橫向于殼體長度方向的內(nèi)橫截面，該長度方向與上述管組的縱向方向一致，該內(nèi)橫截面小于當(dāng)管組插入其中且存在張緊狀態(tài)時所述殼體具有的內(nèi)橫截面區(qū)域。換句話說，在熱交換器組件上的管組導(dǎo)致殼體在各自預(yù)張緊部分的區(qū)域中的擴(kuò)展，其中該殼體可逆地和彈性地發(fā)生擴(kuò)展。由于這個原因，各自的預(yù)張緊部分可特別容易地充當(dāng)彈簧，借助它可實現(xiàn)所期望的預(yù)張緊力。
[0010]例如，殼體可借助于在圓周方向上繞圓周延伸的護(hù)套形成，殼體的圓周端部以適當(dāng)?shù)墓潭ǚ绞?，例如通過焊縫或法蘭連接的方式彼此連接。對于這樣的實施方式來說，管組則必須主動地引入到所述護(hù)套中，從而在將管組引入到護(hù)套的過程中實現(xiàn)內(nèi)橫截面的上述擴(kuò)展。對此可選擇地，殼體也可由兩個半殼形成，其通過焊接連接或法蘭連接在彼此相對的端部上的分離平面的區(qū)域中彼此固定。對于這樣的實施方式來說，管組最初放置在一個半殼體中。在此之后裝配另一半殼體，其中為了在圓周方向上封閉殼體，即為了彼此固定兩個半殼體，所述殼體必須能在各自的預(yù)張緊部分中彈性變形，以便能夠封閉所述殼體。
[0011]在有利的實施方式中，所述護(hù)套可包括至少兩個這樣的集成預(yù)張緊部分，其相對于所述堆疊方向彼此相對的定位。通過該方式，單獨的預(yù)張緊部分的尺寸可以更小，這簡化了在護(hù)套中實現(xiàn)預(yù)張緊部分。
[0012]在另一有利的實施方式中，至少一個這樣的預(yù)張緊部分可在堆疊方向上朝向松弛狀態(tài)下的殼體內(nèi)部彎曲成凸?fàn)?。在松弛狀態(tài)下，該凸曲率具有彎曲半徑，其在引入管組或護(hù)套轉(zhuǎn)換到張緊狀態(tài)時，尤其是預(yù)張緊部在張緊狀態(tài)下可變得平坦時被明顯地增大。這樣的設(shè)計能夠?qū)崿F(xiàn)相對較高的預(yù)張緊力并可實現(xiàn)成本效益。
[0013]在另一個實施方式中，至少一個這樣的預(yù)張緊部分可具有垂直于堆疊方向延伸的平坦接觸區(qū)域和兩個彈簧區(qū)域，其設(shè)置在所述接觸區(qū)域的兩側(cè)，并且其將在各側(cè)上的接觸區(qū)域連接到沿著堆疊方向延伸的外套的壁部，優(yōu)選地相互平行。借助于平坦的接觸區(qū)域，涉及的管組外側(cè)上的表面壓力可均勻化。假如殼體由兩個半殼組成，分離平面實際上通過兩個壁部并沿堆疊方向延伸?？蛇x擇地，同樣可區(qū)別的設(shè)置分離平面，例如通過接觸區(qū)域為其規(guī)定路線。
[0014]在另一優(yōu)選的實施方式中，護(hù)套可包括兩個沿堆疊方向延伸的特定線性壁部，優(yōu)選地相互平行，其彼此相對的定位，橫向于堆疊方向以及該管組的縱向。這些壁部承受了預(yù)張緊力。在此，所述壁部僅受拉伸載荷，其結(jié)果是它們可由相對較小的壁厚實現(xiàn)。
[0015]根據(jù)另一有利的實施方式，殼體可分成垂直于堆疊方向延伸的分割平面，并包括上部和下部，其中這些部件中的至少一個包括至少一個這樣的預(yù)張緊部分。如已經(jīng)說明的那樣，通過分隔所述殼體可簡化組件。
[0016]根據(jù)另一有利的實施方式，各張緊部分可在所述殼體的長度方向上且基本在該管組的整個長度上延伸。以這種方式，可在管組的整個長度上盡可能實現(xiàn)均勻的預(yù)張力?？蛇x擇地，原則上也可設(shè)想一個實施方式，其中所述殼體包括在縱向方向上的多個單獨的預(yù)張緊部分，其彼此相鄰的設(shè)置在縱向方向上。例如，這樣單獨的預(yù)張緊部分可匹配到所述熱電發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)上，作為一項規(guī)則，其一般是由在縱向方向上彼此前后或彼此相鄰設(shè)置的多個熱電元件組裝而成。特別地，可因此實現(xiàn)一個實施方式，其中在各熱電發(fā)電機(jī)內(nèi)裝備有用于每個熱電元件的獨立預(yù)張緊部分。
[0017]根據(jù)另一有利的進(jìn)一步發(fā)展，在各預(yù)張緊部分的區(qū)域中的護(hù)套可具有比在沿著堆疊方向延伸的各壁部區(qū)域中更厚的壁。例如，這樣的結(jié)構(gòu)可借助于所謂的拼焊板實現(xiàn)，即借助于由多個不同板厚的板組裝的板。在這種方式中，殼體部分可相對于它們的負(fù)載優(yōu)化。
[0018]另外或可選擇地，根據(jù)另一有利的進(jìn)一步發(fā)展，在各自的預(yù)張緊部分的區(qū)域中的護(hù)套可由不同于在沿著堆疊方向延伸的各壁部區(qū)域中的另一種材料制成。例如，這樣的結(jié)構(gòu)也可借助于拼焊板實現(xiàn)，即借助于在這種情況下由多個不同材料的板組裝的板。在這種方式中，殼體部分可相對于它們的負(fù)載優(yōu)化。
[0019]上述結(jié)構(gòu)的組合還可以這樣的方式設(shè)想，在所述各預(yù)張緊部分的區(qū)域中的護(hù)套具有較厚的壁，且由不同于在沿著堆疊方向延伸的各壁部區(qū)域中的材料制成。例如，這樣的結(jié)構(gòu)也可借助于拼焊板實現(xiàn)，即借助于由多個不同厚度和不同材料的板組裝的板。
[0020]在另一有利的實施方式中，在其內(nèi)部的各加熱管或冷卻管可包括至少一個在各預(yù)張緊部分的區(qū)域中的支撐結(jié)構(gòu)，其加強(qiáng)了堆疊方向上的各管。借助于該預(yù)張緊部分，較大的預(yù)張緊力可引入到管組中?，F(xiàn)在，為了避免加熱管或冷卻通過彎曲的變形，各管可借助于這種支撐結(jié)構(gòu)加強(qiáng)，其在堆疊方向上的彼此相對定位的各管的壁之間傳遞預(yù)張緊力。
[0021]另外或可選擇地，可以提供在護(hù)套和最上面的管之間和/或護(hù)套和最下面的管之間的堆疊方向上設(shè)置加強(qiáng)板。在張緊狀態(tài)下，各預(yù)張緊部分則與這樣的加強(qiáng)板一起作用，其均勻地將引入其中的預(yù)張緊力傳遞到在其上相鄰的所述管或管組。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)，其特別用在機(jī)動車輛上，包括發(fā)動機(jī)組，其包括多個燃燒室、用于從所述燃燒室中排出燃燒廢氣的排氣系統(tǒng)、用于冷卻發(fā)動機(jī)組的冷卻回路和上述類型的至少一個熱交換器。在這里，熱交換器的至少一個加熱管流體地連接到所述排氣系統(tǒng)中，而熱交換器的至少一個冷卻管流體地連接到所述冷卻回路中。
[0023]本發(fā)明進(jìn)一步重要的特征和優(yōu)點是從附圖和借助于附圖的相關(guān)聯(lián)圖形描述中得到的。
[0024]應(yīng)當(dāng)理解的是，上述和仍將在下面說明的特征不僅可用在規(guī)定的各個組合中，而且還可用于其它組合或由他們自己使用而不脫離本發(fā)明的范圍。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]本發(fā)明的優(yōu)選示例性實施方式在附圖中示出，并在下面的描述中進(jìn)行更詳細(xì)地說明，其中相同的附圖標(biāo)記涉及相同或類似的或功能相同的部件。
[0026]在每種情況下它示意地示出了，
[0027]圖1電路圖形式的內(nèi)燃機(jī)的高度簡化示意圖，
[0028]圖2熱交換器的高度簡化的橫截面示意圖，
[0029]圖3熱交換器的簡化側(cè)視圖，
[0030]圖4通過松弛狀態(tài)下的熱交換器殼體的護(hù)套的橫截面，
[0031]圖5在張緊狀態(tài)下的圖4的護(hù)套的橫截面，
[0032]圖6如圖4在松弛狀態(tài)下的護(hù)套的橫截面，但是是另一個實施方式，
[0033]圖7在張緊狀態(tài)下的圖6的護(hù)套的橫截面。

【具體實施方式】
[0034]根據(jù)圖1，可特別設(shè)置在機(jī)動車輛中的內(nèi)燃機(jī)1，包括發(fā)動機(jī)組2，它包含多個燃燒室3，在燃燒反應(yīng)的過程中在燃燒室內(nèi)產(chǎn)生廢氣。新風(fēng)系統(tǒng)4為燃燒室3提供新鮮空氣。排氣系統(tǒng)5從燃燒室3排出廢氣10。此外內(nèi)燃機(jī)I還配備有冷卻回路6，其中循環(huán)有冷卻介質(zhì)11，并借助于冷卻介質(zhì)的循環(huán)可冷卻發(fā)動機(jī)組2。在通常的方式中，發(fā)動機(jī)散熱器7集成在冷卻回路6中，例如該發(fā)動機(jī)散熱器7可借助于鼓風(fēng)機(jī)8主動地進(jìn)行環(huán)境空氣的通流。在這里介紹的內(nèi)燃機(jī)I額外裝備有熱交換器9，一方面其可流體地結(jié)合在排氣系統(tǒng)5中，另一方面其以這樣的方式流體地結(jié)合在所述冷卻回路6中，可在作為加熱介質(zhì)10的排氣系統(tǒng)5的廢氣和冷卻回路6的冷卻介質(zhì)11之間實現(xiàn)熱傳遞。
[0035]根據(jù)圖1，熱交換器9具有加熱介質(zhì)入口 32、加熱介質(zhì)出口 33、冷卻介質(zhì)入口 34以及冷卻介質(zhì)出口 35。加熱介質(zhì)10的流動方向是從加熱介質(zhì)入口 32指向加熱介質(zhì)出口 33。冷卻介質(zhì)11的流動方向是從冷卻介質(zhì)入口 34指向冷卻介質(zhì)出口 35。
[0036]根據(jù)圖2和3的熱交換器9包括至少一個熱電發(fā)電機(jī)12。在圖2和3所示的實施方式中，熱交換器9純粹示例性地具有四個這樣的熱電發(fā)電機(jī)12。在這種情況下，每個熱電發(fā)電機(jī)12各具有熱側(cè)13和冷側(cè)14。此外，該熱交換器9包括至少一個加熱管15。在所示的例子中，裝備有兩個這樣的加熱管15。各加熱管15用于引導(dǎo)加熱介質(zhì)10，并且在各種情況下都設(shè)置在這樣的熱電發(fā)電機(jī)12的至少一個熱側(cè)13上。在所示的實施例中，每個加熱管15設(shè)置在兩個相鄰的熱電發(fā)電機(jī)12的彼此面對的兩個熱側(cè)13上。最后，熱交換器9還包括至少一個冷卻管16。在所示的例子中，設(shè)置有三個這樣的冷卻管16，即兩個外冷卻管16和一個中間冷卻管16。各冷卻管16用于引導(dǎo)冷卻介質(zhì)11，且在該情況下設(shè)置在所述至少一個這樣的熱電發(fā)電機(jī)12的至少一個冷側(cè)14上。在該實施例中，設(shè)置有熱電發(fā)電機(jī)12的各冷側(cè)14的兩個外冷卻管16。與此相反，中間冷卻管16設(shè)置在彼此相對定位的兩個相鄰熱電發(fā)電機(jī)12的兩個冷側(cè)14上。
[0037]根據(jù)圖3，各熱電發(fā)電機(jī)12以通常方式由多個單獨的熱電元件30組裝而成，熱電元件30在縱向方向19上前后的設(shè)置，并以適當(dāng)?shù)姆绞诫娀ミB。相應(yīng)的電連接31從該熱交換器9引出，通過電連接31可導(dǎo)出由廢氣10的熱量產(chǎn)生的電流。
[0038]熱電發(fā)電機(jī)12、加熱管15和冷卻管16在堆疊方向17上一層堆疊在另一層上，由此形成了管組18。在管組18中，熱電發(fā)電機(jī)12、加熱管15和冷卻管16彼此平行的延伸，從而限定了所述管組18的縱向方向19。在圖2中，另外地表示了管組18的橫向方向20，橫向方向20橫向于堆疊方向17和縱向方向19延伸。
[0039]熱交換器9另外還包括殼體21，熱交換器9在圖2和3中用虛線表示，其封閉了內(nèi)部22，管組18容納在熱交換器9中。殼體21具有護(hù)套23，護(hù)套23在圖2由雙箭頭所示的圓周方向24上封閉了該管組18。在這里，圓周方向24涉及管組18或管15、16的縱向方向
19。將借助于圖4至7進(jìn)行更詳細(xì)地說明殼體21或護(hù)套23的結(jié)構(gòu)。該殼體21可利用在其縱向端的底部打開或封閉。
[0040]根據(jù)圖4至7，護(hù)套23包括至少一個預(yù)張緊部分25，預(yù)張緊部分25在圖4至圖7中在每種情況下由大括號表示。在所示的橫截面中，在這里各裝備了兩個這樣的預(yù)張緊部分25，其相對于所述堆疊方向17彼此相對的定位。預(yù)張緊部分25整體地形成在護(hù)套23中，每一個由此形成護(hù)套23的組成部分。各預(yù)張緊部分25可在圖4和6中所示的松弛狀態(tài)以及圖5和7中所示的張緊狀態(tài)之間調(diào)整。當(dāng)管組18不容納在殼體21中時，存在根據(jù)圖4和6的松弛狀態(tài)。與此相反，當(dāng)管組18容納在殼體21中時且當(dāng)至少殼體21的護(hù)套23在圓周方向上封閉時，存在根據(jù)圖5和7的張緊狀態(tài)。在此張緊狀態(tài)下，根據(jù)圖5和7的預(yù)張緊部分25分別生成由箭頭表示的預(yù)張緊力26。在此情況下，這些預(yù)張緊力26平行于堆疊方向17延伸，并且定向到內(nèi)部22。因此，預(yù)張緊力26可在堆疊方向17上壓住容納在內(nèi)部22的管組18。在圖5和7中，為了清楚起見，未示出管組18。在松弛狀態(tài)下，殼體21或護(hù)套23各具有圖4和6中所不的橫截面中且橫向于縱向方向19延伸的內(nèi)橫截面區(qū)域27,以下稱為松弛內(nèi)橫截面區(qū)域27。相反，各殼體21或各護(hù)套23具有在根據(jù)圖5和7的所述橫截面中處于張緊狀態(tài)的內(nèi)橫截面區(qū)域28，以下稱為張緊內(nèi)橫截面區(qū)域28。分別通過比較圖4和5，并通過比較圖6和7，顯而易見的是殼體21或護(hù)套23的松弛內(nèi)橫截面區(qū)域27比所述張緊內(nèi)橫截面區(qū)域要小。這意味著將管組18引入到殼體21中導(dǎo)致殼體21或護(hù)套23的擴(kuò)展，至少在各預(yù)張緊部分25的區(qū)域中。在這種情況下，該橫截面的擴(kuò)展是可逆且有彈性的，以使預(yù)張緊部分25起到彈簧的作用。
[0041]在圖4和5所示的實施方式中，預(yù)張緊部分25配置為使得在根據(jù)圖4的松弛狀態(tài)下，預(yù)張緊部分25在堆疊方向17上朝向殼體21的內(nèi)部22彎曲成凸形。殼體21或護(hù)套23的尺寸在此是專門選擇的，使得在根據(jù)圖5的張緊狀態(tài)下實現(xiàn)預(yù)張緊部分25的平面定向，其結(jié)果是預(yù)定義的預(yù)張緊力26可引入到管組18中。
[0042]在圖6和7所示的實施方式中，預(yù)張緊部分25配置為使得所述預(yù)張緊部分25具有接觸區(qū)域29和兩個彈簧區(qū)域36。在這種情況下，各接觸區(qū)域29配置為平面且同時優(yōu)選地垂直所述堆疊方向17延伸。彈簧區(qū)域26設(shè)置在接觸區(qū)域29的兩側(cè)上并形成，使得它們在各側(cè)上連接各接觸區(qū)域29和平行于堆疊方向17延伸的護(hù)套23的壁部37。此外，這些彈簧區(qū)域36設(shè)計成彈簧，其朝向內(nèi)部22預(yù)張緊各接觸區(qū)域29，用于產(chǎn)生平行于堆疊方向17的預(yù)張緊力26。
[0043]在圖4至7的實施方式中，在每一種情況下，殼體21分成分割平面38，分割平面38垂直于堆疊方向17延伸，以這樣的方式各殼體21具有上部39和下部40。分割平面38通過前面提到的壁部37延伸，壁部37橫向于堆疊方向17彼此相對的定位，且在這里橫向于管組18的縱向方向19和平行于堆疊方向17延伸。因此，對于這里所示的結(jié)構(gòu)來說，上部39具有至少一個這樣的預(yù)張緊部分25。同樣地，各自的下部40各具有至少一個這樣的預(yù)張緊部分25。
[0044]原則上還可設(shè)想把分割平面38以這樣的方式轉(zhuǎn)動90°，各分割平面38通過在堆疊方向17上相對彼此定位的預(yù)張緊部分25延伸。
[0045]在這里所示的實施方式中，各預(yù)張緊部分25在殼體21的縱向方向19上且基本上在管組18的整個長度上延伸。因此，在這里示出的殼體21各具有兩個預(yù)張緊部分25，即在各情況下一個在上部39中，一個在下部40中。對此可選擇地，多個單獨的預(yù)張緊部分25也可在縱向方向19上一個接一個。例如，5個預(yù)張緊部分25可根據(jù)圖3的分隔在長度方向19上一個接一個，預(yù)張緊部分25各自設(shè)置在位于堆疊方向17的區(qū)域中彼此堆疊的熱電元件30的區(qū)域中，熱電元件30由單獨的熱電發(fā)電機(jī)12組成。
[0046]根據(jù)有利的實施方式，護(hù)套23可具有在各預(yù)張緊部分25中的壁厚41，其大于該護(hù)套23具有在某一壁部37中的壁厚42。另外或可選擇地，可設(shè)置的是在預(yù)張緊部分25的區(qū)域中的護(hù)套23由不同于壁部37的區(qū)域中的材料制成。例如，這樣的結(jié)構(gòu)可通過拼焊板來實現(xiàn)，其可作為通過成形制造殼體39、40的坯料。
[0047]根據(jù)圖2，支撐結(jié)構(gòu)43可設(shè)置在加熱管15和冷卻管16中，該支撐結(jié)構(gòu)43在堆疊方向17上加強(qiáng)了各個管15、16。在圖2中,僅在一個加熱管15和一個冷卻管16中純粹不例性地表示了一部分這樣的支撐結(jié)構(gòu)43。
[0048]另外或可選擇地，對于這樣的支撐結(jié)構(gòu)43來說，根據(jù)圖2其可以設(shè)置在堆疊方向17上且在護(hù)套23和最上面的管之間，在這里設(shè)置了冷卻管16，和/或在護(hù)套23和最下面的管之間，在這里設(shè)置了冷卻管16、加強(qiáng)板44。在張緊狀態(tài)下，各預(yù)張緊部分25則各與這樣的加強(qiáng)板44相互作用，其均勻地將在此引入的預(yù)張緊力26傳遞到與其相鄰的各管上，在這里是冷卻管16或管組18。
【權(quán)利要求】
1.一種熱交換器，特別是用于內(nèi)燃機(jī)(I)的排氣系統(tǒng)(5)，優(yōu)選地在機(jī)動車輛中， -具有至少一個熱電發(fā)電機(jī)(12)，所述熱電發(fā)電機(jī)具有熱側(cè)(13)和冷側(cè)(14 )， -具有至少一個用于引導(dǎo)加熱介質(zhì)(10)的加熱管(15)，所述加熱管(15)設(shè)置在至少一個這樣的熱電發(fā)電機(jī)(12)的熱側(cè)(13)上， -具有至少一個用于引導(dǎo)冷卻介質(zhì)(11)的冷卻管(16),所述冷卻管(16)設(shè)置在至少一個這樣的熱電發(fā)電機(jī)(12)的冷側(cè)(14)上， -其中所述至少一個熱電發(fā)電機(jī)(12)、所述至少一個加熱管(15)和所述至少一個冷卻管(16)在堆疊方向(17)上一層堆疊在另一層上并形成管組(18)， -具有殼體(21)，所述殼體(21)的內(nèi)部(22)容納所述管組(18)，且護(hù)套(23)在圓周方向(24)上封閉所述管組(18)， -其中所述護(hù)套(23)—體地包括至少一個預(yù)張緊部分(25)，所述預(yù)張緊部分(25)在至少不存在管組(18)的松弛狀態(tài)和至少存在最終組裝的熱交換器(9)的張緊狀態(tài)之間可彈性地調(diào)整， -其中處于張緊狀態(tài)的各預(yù)張緊部分(25)產(chǎn)生在堆疊方向(17)上壓住管組(18)的預(yù)張緊力(26)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱交換器， 其特征在于， 在松弛狀態(tài)下的護(hù)套(23 )具有橫向于所述殼體(21)的縱向方向(19 )的內(nèi)橫截面區(qū)域(27)，其小于該護(hù)套(23)在張緊狀態(tài)下具有的內(nèi)橫截面區(qū)域(28)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的熱交換器， 其特征在于， 護(hù)套(23)包括至少兩個這樣的集成預(yù)張緊部分(25)，所述預(yù)張緊部分(25)相對于所述堆疊方向(17)彼此相對的定位。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的熱交換器， 其特征在于， 至少一個這樣的預(yù)張緊部分(25)在松弛狀態(tài)下在堆疊方向(17)上朝向所述殼體(21)的內(nèi)部(22)彎曲成凸形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一所述的熱交換器， 其特征在于， 至少一個這樣的預(yù)張緊部分(25 )包括垂直于堆疊方向(17 )延伸的平坦接觸區(qū)域(29 )和兩個彈簧區(qū)域(36)，所述彈簧區(qū)域(36)設(shè)置在所述接觸區(qū)域(29)的兩側(cè)，并且所述彈簧區(qū)域(36)在各側(cè)上連接接觸區(qū)域(29)和平行于堆疊方向(17)延伸的護(hù)套(23)的壁部(37)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的熱交換器， 其特征在于， 所述護(hù)套(23)包括兩個沿堆疊方向(17)延伸的壁部(37)，所述壁部(37)橫向于堆疊方向(17)彼此相對的定位。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的熱交換器， 其特征在于， 所述殼體(21)分成垂直于堆疊方向(17)延伸的分割平面(38)，并且包括上部(39)和下部(40)，其中所述上部(39)和下部(40)的至少一個包括至少一個這樣的預(yù)張緊部分(25)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的熱交換器， 其特征在于， 在所述殼體(21)的縱向方向(19)上的各預(yù)張緊部分(25)基本上在管組(18)的整個長度上延伸。
9.至少根據(jù)權(quán)利要求6所述的熱交換器， 其特征在于， 在各預(yù)張緊部分(25)的區(qū)域中的護(hù)套(23)具有壁厚(41)，其大于所述護(hù)套(23)在各壁部(37)的區(qū)域中具有的壁厚(42)。
10.至少根據(jù)權(quán)利要求6所述的熱交換器， 其特征在于， 在各預(yù)張緊部分(25)的區(qū)域中的護(hù)套(23)由不同于各壁部(37)的區(qū)域中的材料制成。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項所述的熱交換器， 其特征在于， 所述各加熱管(15)和/或所述各冷卻管(16)在其內(nèi)部包括支撐結(jié)構(gòu)(43)，所述支撐結(jié)構(gòu)(43)在堆疊方向(17)上加強(qiáng)了各管(15、16)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項所述的熱交換器， 其特征在于， 在堆疊方向(17)上，在護(hù)套(23)和所述管組(18)之間設(shè)置了至少一個加強(qiáng)板(44)。
13.—種內(nèi)燃機(jī)，尤其是機(jī)動車輛的， -具有發(fā)動機(jī)組(2)，所述發(fā)動機(jī)組(2)包括多個燃燒室(3)， -具有排氣系統(tǒng)(5 )，用于從所述燃燒室(3 )排出燃燒廢氣(10 )， -具有冷卻回路(6)，用于冷卻發(fā)動機(jī)組(2)， -具有根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項所述的熱交換器(9)，所述熱交換器(9)的加熱管(15)流體地連接到排氣系統(tǒng)(5)，并且所述熱交換器(9)的冷卻管(16)流體地連接到冷卻回路(6)。
【文檔編號】F01N5/02GK104205384SQ201380014324
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2013年4月10日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月13日
【發(fā)明者】安德烈亞斯·雷施, 塞巴斯蒂安·萊希特, 約爾格·厄斯特勒 申請人:埃貝斯佩歇廢氣技術(shù)合資公司