流動偏轉(zhuǎn)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是一種流動偏轉(zhuǎn)器，該流動偏轉(zhuǎn)器適用于由至少一個芯體和至少一個擋板組成的類型的熱交換器，所述至少一個芯體由形成布置在殼體內(nèi)的管束的管子構(gòu)成。根據(jù)本發(fā)明的偏轉(zhuǎn)器是獨立于管子的管束和擋板的構(gòu)造的容易制造的部件，其允許以比通過組合一個或多個擋板中的內(nèi)部開口實現(xiàn)的自由度更大的自由度來修改冷卻劑流體或液體流動路徑。
[0002]本發(fā)明的另一個目的是使用用于優(yōu)化冷卻劑液體流動路徑的偏轉(zhuǎn)器獲得的熱交換器。
[0003]本發(fā)明在EGR(排氣再循環(huán))系統(tǒng)的熱交換器中的應(yīng)用特別令人感興趣。
【背景技術(shù)】
[0004]EGR系統(tǒng)的熱交換器的構(gòu)形通常由再循環(huán)氣體穿過的管子的管束以及容納所述管子的管束的殼體組成。冷卻劑流體在管子的管束和殼體之間循環(huán)，使得循環(huán)穿過管子的氣體將熱量傳遞至冷卻劑液體。
[0005]在大多數(shù)情況下，冷卻劑液體的進(jìn)入(entry)發(fā)生在對應(yīng)于管束一端的殼體的一點處；并且冷卻劑液體的流出發(fā)生在位于管束的相反端處的殼體的另一點處。穿過一點的進(jìn)入(entry)建立由冷卻劑液體占據(jù)的體積區(qū)，該體積區(qū)為停滯區(qū)。由于在停滯區(qū)中速度為零或非常小，因而對流非常低，并且因此不發(fā)生至其他區(qū)域的散熱。因此，在這些區(qū)域中溫度較高，并且更糟糕的是，與這些停滯區(qū)接觸的材料遭受較大的熱應(yīng)力。因該設(shè)備的局部地點中的這些高應(yīng)力的緣故，由于材料承受較低數(shù)量的熱疲勞循環(huán)，因而這些材料的使用壽命無一例外地被減少。
[0006]熱應(yīng)力水平的下降意味著在設(shè)備沒有出故障的情況下由該設(shè)備承受的熱疲勞循環(huán)的數(shù)量增加。這種由設(shè)備承受的熱疲勞循環(huán)的增加遵循類似于指數(shù)函數(shù)的行為特征。借助于特別是在較熱區(qū)域中的均勻溫度分布可實現(xiàn)熱應(yīng)力以及因此熱疲勞的減少和隨后的交換器耐久性的增加。
[0007]為了防止停滯區(qū)的存在，添加流偏轉(zhuǎn)裝置，例如用于以Z字形方式移動冷卻劑液體并且增加其速度，因此改善熱對流。
[0008]借助于擋板的內(nèi)開口的形狀來實現(xiàn)這種流動偏轉(zhuǎn)，所述擋板負(fù)責(zé)固定管束的管子，從而確保所述管子之間的特定隔離。這些擋板的更常見構(gòu)形是根據(jù)管子的管束的周界構(gòu)形的周邊環(huán)形沖切板；以及具有朝向梳形周邊環(huán)的內(nèi)側(cè)的伸長部。這些梳形伸長部旨在用于被容納在管束的管子之間并且防止冷卻劑液體穿過它們。
[0009]如果伸長部較短，則由這些伸長部留在管束內(nèi)的開口較大。通過將具有不同內(nèi)部開口的若干擋板進(jìn)行組合，穿過這些擋板的流動被迫遵循由開口的位置和大小所拼成的路徑，這些開口限定這些伸長部的端部。例如，在內(nèi)部開口的交替?zhèn)壬系牟贾脤a(chǎn)生Z字形路徑。
[0010]即使其減少了停滯區(qū)的存在，該解決方案也具有如下所述的顯著局限性。
[0011]將擋板合并至管子的管束允許確保管子之間的距離。通過對焊接到該管束的金屬片進(jìn)行沖切來實施制造。如果擋板的梳形伸長部過于樣式化，考慮到大量生產(chǎn)所要求的尺寸穩(wěn)定性和公差更加難以實現(xiàn)，制造復(fù)雜性增加。
[0012]當(dāng)面對該問題時，增加管子之間的內(nèi)部距離從而允許更寬以及因此更硬且更穩(wěn)定的伸長部是可能的選擇。該方案具有減少可捆綁至同一個體積中的管子的數(shù)量的缺點，并且因此嚴(yán)重降低效率。
[0013]減小梳形伸長部的長度也是可以的。該替代方案的缺點是由于流動偏轉(zhuǎn)和相互作用較低，因而冷卻劑的分布更糟糕。
[0014]擋板的其他附加限制是需要基本垂直于管束的管子進(jìn)行布置，因此偏轉(zhuǎn)不總是最佳的，并且壓力損耗高于可發(fā)生斜流偏轉(zhuǎn)的情況。
[0015]為了解決這些問題，本發(fā)明使用旨在用于固定(優(yōu)選地通過夾緊)在已經(jīng)存在的擋板中的部件，該部件的構(gòu)形不受制造要求限制、不受由沖切金屬片獲得的部件的幾何形狀局限性限制并且不受擋板焊接的局限性限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]本發(fā)明通過使用可由塑料、樹脂或其他材料制造的部件來解決上述問題，該部件旨在用于安裝(優(yōu)選地通過夾緊)在擋板上。在該情況下，由于不再需要擋板來負(fù)責(zé)冷卻劑流體或液體流動偏轉(zhuǎn)，因而該擋板可以具有非常簡單的設(shè)計。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的部件是流動偏轉(zhuǎn)器，其適用于由至少一個芯體和至少一個擋板組成的類型的熱交換器，所述至少一個芯體由形成布置在殼體內(nèi)的管束的管子構(gòu)成，使得所述偏轉(zhuǎn)器包括:
[0018]——沿X-X方向延伸的主體，
[0019]當(dāng)該偏轉(zhuǎn)器可操作地安裝在擋板上時，該主體在所述擋板的邊緣上延伸。假如擋板被布置成垂直于管束的管子，則標(biāo)識為X-X的方向?qū)⒓葘?yīng)于橫向方向又對應(yīng)于所述主體延伸的方向。
[0020]X-X方向是用于本發(fā)明的偏轉(zhuǎn)器的剩余部件的幾何參考。
[0021]——多個至少三個固定伸長部，其相對于主體的X-X方向橫向突出，從而限定包含X-X方向的主平面P，其中此類固定伸長部使得:
[0022]〇固定伸長部由兩組形成，即第一組固定伸長部和第二組固定伸長部，使得第一組固定伸長部沿X-X方向分布并且位于主平面P的一側(cè)上；并且其中第二組固定伸長部沿X-X方向分布在與第一組固定伸長部的伸長部位置不同的位置并且位于主平面P的相反側(cè)上，
[0023]〇伸長部中的每一個被至少布置在遠(yuǎn)離主平面并限定外殼的扇形區(qū)中，使得伸長部的該組外殼適于容納熱交換器的擋板的扇形區(qū)，以便固定該流動偏轉(zhuǎn)器。
[0024]一旦已限定X-X軸線，多個固定伸長部的位置和取向就也限定了包含X-X方向的主平面P。
[0025]當(dāng)偏轉(zhuǎn)器被放置在擋板上時，固定伸長部負(fù)責(zé)將該偏轉(zhuǎn)器附接到管子的管束。在擋板上的偏轉(zhuǎn)器的該同一個操作位置上，平面P與擋板的主平面一致。將固定伸長部分布在平面P的兩側(cè)上的條件導(dǎo)致此類伸長部在擋板的兩側(cè)上分布的操作位置。
[0026]通過將主體擱置在擋板上防止在垂直于管束的方向上偏轉(zhuǎn)器與管子的管束之間的相對移動。出口方向受到殼體的存在的限制，或者如將在實施例中所看到的，出口方向受到使得包含交錯結(jié)構(gòu)以固定夾緊裝置的這些固定伸長部的特定方式限制。
[0027]在主平面的兩側(cè)上的分布防止在與管束的管子的方向一致的方向上的相對移動。
[0028]最后，因為在操作模式中固定伸長部被插入管束的管子之間，所以防止了平行于X-X方向的移動。然而，根據(jù)下面將描述的實施例，這些固定伸長部(優(yōu)選為端部固定伸長部)中的一些可以具有在最大可能程度上限制在該方向上的移動的加強(qiáng)件。
[0029]伸長部分布在平面的兩側(cè)上的方式使得它們留下允許容納擋板的間距。在根據(jù)X-X方向的部件的視圖中，該間距在允許容納擋板的剖面的區(qū)域中以投影示出，該偏轉(zhuǎn)器借助于固定伸長部固定在該擋板上。
[0030]--偏轉(zhuǎn)延伸部，該偏轉(zhuǎn)延伸部適于定位在位于由熱交換器的管子構(gòu)成的芯體的管子之間的空間中，該偏轉(zhuǎn)延伸部適于修改冷卻劑流動路徑。
[0031]一旦該偏轉(zhuǎn)器被固定在擋板上，通過修改冷卻劑流體流動路徑來干預(yù)的偏轉(zhuǎn)器的部件是偏轉(zhuǎn)延伸部。其位置取決于具體實施例。兩個具體示例將在下面示出，但是可以有更多示例；第一示例，其中偏轉(zhuǎn)延伸部位于固定伸長部的末端處，從而為此類延伸部提供連續(xù)性；以及第二示例，其中這些偏轉(zhuǎn)延伸部位于主平面P的一側(cè)上，該主平面P借助于耐久橋架連接到主體。該第二實施例沒有給出在擋板的位置處發(fā)生流動偏轉(zhuǎn)的原因。同樣地，這些偏轉(zhuǎn)延伸部可采用將是不可能的或?qū)⑹欠浅?fù)雜的傾斜度或曲率以施加在擋板的一部分上。考慮到這些延伸部不必附接到管束的