热交换器,废气循环系统,增压空气供给增压气体系统和热交换器的使用技术方案

技术编号:4497604 阅读:202 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及一种热交换器(10A,10B),特别是废气热交换器或增压气体热交换器,用于第一流体(1),特别是废气或增压气体,和第二流体(3),特别是冷却液,之间的热交换,包括:用于第一流体(1)和第二流体(3)彼此分隔和热交换传导模块(11),和用于第一流体(1)的流体接口(13);所述模块(11)具有壳体(15),带有可以被第二流体(3)贯穿通过的腔室(17),以及所述模块(11)还具有模块接口元件(19)用于流体密封的分隔腔室(17)和流体接口(13),按照本发明专利技术,所述壳体(15)将模块(11)连接到流体接口(13)。所述模块接口元件(19)不用于连接所述模块(11)和所述流体接口(13),而是优选的只通过壳体(15)。优选的,壳体(15)在模块连接区域加厚。优选的,所述模块接口元件(19)固定到壳体(15)的位置,与所述流体接口(13)固定到壳体(15)的位置彼此间隔一定距离。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于在第一流体和第二流体之间进行热交换的热交换器, 具有用于第一流体和第二流体彼此分隔和热交换传导模块,也具有用于第一流体的流体接口;所述模块具有壳体,带有可以被第二流体贯穿通过的腔室,模 块还具有模块接口元件,也被称为底座,用于分隔腔室和流体接口,和/或流体 接口的内部空间。本专利技术进一步涉及废气循环系统,增压空气供给系统和所述 热交换器在汽车内燃机中的使用。
技术介绍
上述类型的热交换器具有的作用是通过较冷的第二流体冷却热的第一流 体,从而使第一流体,特别是废气或增压气体,可与内燃机(例如发动机)的 吸入气体相互混合。第二流体通常是冷冻剂形式,可以从内燃机的冷却循环中 移除。原则上力求提高热动态效率,以实现尽可能低的冷却温度水平。众所周 知,被冷却的废气循环或增压气体的方案可以起到降低废气中有害物质的作用, 特别是氧化氮。由于提高的对热交换器基本要求和现代内燃机的工作模式,热 交换器由于热载荷的原因使力学压力的提高受到限制,己演变为热交换器日益 增加的受到由于热载荷导致的更大的机械压力。其特别地涉及流体接口区域和 模块接口元件区域,特别是在第一流体进入区域。在这些区域,相对而言较热 的第一流体和较冷的第二流体通过模块接口元件分离,所述第一和第二流体在 相对狭小的空间紧密毗邻。在此通过不同的温度引起对热交换器压力一般来说 对热交换器的寿命有直接影响。这个问题特别是在现代的柴油发动机上显得日益严重。此外,在其它的现 代化发动机方案中,例如汽油发动机,在增大的功率密度范围内的热压力的问 题和发动机运行时增大的动力的问题己证明非常重要。在热交换器,力求提高2008800 以及同时实现尽可能限制的压力落差。这些应该通过相对而言廉价的材料以及原则上材料节省并考虑紧凑的结构空间来实现。这种情形加剧了热导压力的问题,特别是在接缝上,尤其是在不同厚度的不同部件的相互邻接区域,例如在前述的流体接口和模块接口元件以及壳体上。模块接口元件基本上起到分离相对而言热的第一流体和冷的第二流体。按现有技术的情况,已有的设计是流体接口固定到模块接口元件上。在这种类型的设计中,用于第一流体相对而言较薄的导流道以及相对而言较厚的零件,例如壳体和流体接口, 一起紧密的固定在模块接口元件区域或模块接口元件上。因此为了减小在模块接口元件区域的热导压力,对这种方式的结构形式提出了不同的措施。其中包括用于实现模块接口元件的结构措施,以及可能用于实现模块接口元件、壳体和流体接口的单元,也包括模块接口元件多种不同的连接和固定方式和固定在模块接口元件上的零件。根据使用的材料,在该区域设置了普通焊接和/或钎焊和/或粘结连接。受到较高热压限制的热交换器,按照现有技术情况的方案不能充分满足满足对零件强度和寿命日益提高的要求。尤其是前述的用于连接流体接口、模块接口元件和壳体的区域是有问题的。
技术实现思路
在此本专利技术的目的是提供一种前面所述形式的热交换器以及装置和及其应用,由此减小其力学压力,特别是由热载荷起作用的压力。特别地,其也可以实现用于较高载荷状态和运行状态的现代发动机,特别是柴油发动机,从而实现热交换器较长的使用寿命。关于该热交换器,本专利技术的目的是这样实现的 一种如前述的类型的热交换器,设有按照本专利技术的用于将模块连接到流体接口的壳体。鉴于热压力导致的问题,本专利技术从以下考虑出发,将流体接口基本合理的固定到模块接口元件,尤其是以整体式的接缝,并不是在各个方面都是有利的。已经知道, 一方面,用于第一流体流体接口,和用于分隔腔室和流体接品和/或流体接口的内部空间的模块接口元件,在热交换器运行时,不仅承受不同的6温度水平,而且,另一方面,所述流体接口,模块接口元件和壳体根据其功能具有不同的材料强度和材料硬度。本专利技术的主旨在于为解决前面述的问题,结合两个基本方法的优点。 一方面,是流体接口的连接或固定与模块接口元件的连接或固定在空间上分隔,另一方面,所述部件的连接或固定处是在材料相对更厚的零件上。由此一方面可以实现出现的温度差异尽可能的在空间上彼此分离,另一方面使不同的热输入出现在相对增大量的材料上。在这两个方法优势结合下,本专利技术相比现有技术状态的热交换器的熟知结构形式,在模块接口元件和流体接口的区域上,热压力有显著的下降。换句话说,本专利技术的方案不是使用模块接口元件专门的用于模块到流体接口的连接,而主要是采用壳体用于将模块连接到流体接口。壳体和流体接口都是相对较厚的材料的部件,因此这些部件之间适当的焊缝连接不仅可以增强,而且其具有加大量的材料,以吸收高温载荷和带有可选的高动能的热吸收。本专利技术的方案实现了模块接口元件和流体接口的热膨胀不再直接累加或积聚,而是通过流体接口与壳体的连接,实现了空间上尽可能远的相互分离。本专利技术的从属的权利要求进一步限定了有利的实施例,并且详细说明优选的实施例和最佳实施方式在本专利技术范围内以及相关的进一步优点得到实现。下面结合附图以及,本专利技术的各个方面、特征以及优点将更清楚的揭示。已证明,本专利技术的方案在多种不同的结构形式和适宜性的热交换器中是显著有利地。此外,本方案通过模块接口元件保证了腔室和流体接口的流体密封分隔在热交换器中,。优选的,这种结构类似或者其它的热交换器设置具有许多流道的模块,所述第一流体可穿流所述流道。优选的,壳体用于容纳所述流道。特别优选的结构形式是设置了带有一个或多个用于流道通道开口的模块接口元件(也被称为底座),其可以被第一流体贯穿通过。所述流体接口优选的与所述流道液态的连通。流体接口基本上可以设计成扩散道的形式。本专利技术的方案特别地由入口扩散道实现,因为前面提及的问题在第一流体的入口区域,非常严重。此外,本专利技术的方案也有可能通过出口扩散道实现。同样对于在入口侧和出口侧分别设置关于第一流体的模块接口元件的热交换器,本专利技术的方案也是适用的。另外或可替换的, 一个单独的模块接口元件可具有用于第一流体的入口区域和出口区域。流体接口与模块的连接优选的是一体式的连接,特别是通过焊接和/或钎焊连接和/或粘结连接。在当前的高荷载的热交换器结构方式中,扩散道特别是入口扩散道是相当热的。因此由金属特别是不锈钢制成的扩散道是有利的。在这种情况下扩散道优选的被焊接固定在壳体上。焊接优选用热熔焊,特别是在MIG/MAG的焊接工艺情况下。原则上也可能是激光焊接或其它形式的焊接。特别的在上述或者其它在此没有提到的热交换器结构形式中,根据本专利技术的进一步扩展是有利的,流体接口,特别是扩散道固定在壳体外侧和/或模块接口元件固定到壳体的内侧。因此固定位置,也就是焊缝的位置和/或钎焊缝的位置,至少通过壳体壁相互分开,这样由巨大温差造成的热导力学压力不会直接出现在模块接口元件上,而是以有利的方式被厚度较大材料的壳体承受并在空间上被分离。特别优选的是流体接口只固定在壳体的外侧和/或模块接口元件只固定在壳体的内侧。所涉及的固定方式,正如描述的一样,特别优选的是普通焊接和/或钎焊和/或粘结,也可以是其它一体式的固定方式,同样也可以是涉及的有利的非一体式的固定方式。根据本专利技术进一步特别有利的扩展形式可以看出,模块接口元件固定在壳体的第二位置和/或流体接口固定在壳体的第一位置,其中沿着壳体纵向延伸的区域,也就是通常第一流体流动的方向,第一位置和本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种热交换器(10A,10B),特别是废气热交换器或增压气体热交换器,用于第一流体(1),特别是废气或增压气体,和第二流体(3),特别是冷却液,之间的热交换,包括: 用于第一流体(1)和第二流体(3)彼此分隔和热交换传导模块(11), 和 用于第一流体(1)的流体接口(13); 所述模块(11)具有壳体(15),带有可以被第二流体(3)贯穿通过的腔室(17),以及 所述模块(11)还具有模块接口元件(19)用于流体密封的分隔腔室(17)和流体接口(13) , 其特征在于,所述壳体(15)将模块(11)连接到流体接口(13)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:米夏埃尔甘斯勒伊戈尔格鲁登海科韦德尔沃尔夫冈韦勒格茨文埃塞贝克丹尼丹尼尔松斯特凡内尔克劳迪娅朗赖因哈德布兰克
申请(专利权)人:贝洱两合公司
类型:发明
国别省市:DE[]

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