[发明专利]热交换器

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于废气冷却的热交换器。

背景技术

燃料在内燃机中燃烧时产生了废气。一部分废气在热交换器、特别是废气热交换器中冷却，然后与内燃机的增压空气混合并输送到内燃机中。

焊接或钎接热交换器、特别是废气热交换器已知有管束或板片系统等各种设计。已公知的热交换器具有薄壁式壳体。这种热交换器需要另外的夹持元件来固定在发动机或汽车上。这除了使成本增加外，还占据了更多的空间。当流体流过热交换器、特别是废气热交换器时，热交换器管会出现热纵向膨胀和热横向膨胀。由于这个原因，壳体在大多数情况下为可伸缩的。由于壳体的这种可伸缩性，确保冷却介质流入和流出的冷却液接管灵活地连接在内燃机的发动机缸体或发动机侧的供水系统上。

在DE 102 18 521 A1中公开了一种特别是用于汽车废气再循环系统(AGR)的废气热交换器，它由用于冷却液的外壳和被废气穿流并被冷却液环流的管束组成，所述管束通过管板固定在壳体中，同时，管束、管板和壳体形成封闭的力线通量(foce flux)，而在力线通量中布置着一个推力配合。管的端部固定在管板中，而管板则与外壳焊接。外壳具有一个推力配合。一个外垫圈和一个内垫圈重叠，并与后者形成一个滑动配合。滑动配合通过两个O形圈对外即对周围环境密封，这样冷却液就无法向外泄露。

在DE 102 04 107 A1中公开了一种热交换器、特别是用于汽车的废气热交换器，它包括一种被气态介质穿流并被一种冷却液环流的管束，管束中的管子的端部固定在管板中并与之形成材料整合的联接；它还包括一个将管束包围的外壳，所述外壳在其端部与管板形成材料整合联接并被冷却液穿流，同时，管板和外壳由一种耐热、耐腐蚀的金属合金制成，其中，外壳具有至少一个环绕一周的膨胀槽(Dehnsicke)。这个槽使外壳在管子的纵向上具有足够的弹性，这样，外壳就可以通过弹性伸缩来满足废气管较强烈的膨胀，从而不会出现不允许的变形或破坏管与管板及管板与壳体之间的焊缝联接。

此外，在DE 102 24 263 A1中公开了一种特别是用于汽车废气再循环的废气热交换器，它由一个包括用于冷却液的外壳的壳体和一种被废气穿流并被冷却液环流的管束组成，所述管束通过第一和第二管板固定在壳体中，其中，第一管板与壳体固定联接并因此形成管束的固定轴承，而第二管板是一种弹性塑料管板。塑料管板所具有的弹性模量使它能够通过弹性变形来承受废气热交换器运行中管束所出现的一定的膨胀。这导致塑料管板出现弹性隆起或变形，这样就避免部件中产生不应有的应力。

发明内容

本发明的目的是改进上述的热交换器。

该目的通过具有下述特征的热交换器实现。

本发明提供一种用于冷却废气的热交换器，它包括至少一个壳体，包括一个用于第一介质的第一流道，包括至少一个用于第二介质的第二流道，包括至少一个可与壳体联接的管板，其中，管板具有至少一个用于补偿纵向膨胀的膨胀元件。第一流道、特别是多个第一流道可由至少一个管、特别是多个管形成。

第一介质可以是一种气态的介质例如内燃机的废气。第二流道可以在壳体与管的管壁之间形成。

第二介质可以是一种流体例如一种含水的液体或一种气态的流体例如空气。

这种热交换器具有可与壳体联接的管板。该管板可与壳体形成材料整合和/或形状配合的联接。

按照本发明，管板可以由一种金属、特别是优质钢或铝形成。

管板结构尤其具有一个膨胀元件。这个膨胀元件能够保证管板和壳体之间的轴向和/或径向的相对运动。此外，这个膨胀元件还保证至少一个第一管板段和至少一个第二管板段之间的轴向和/或径向的相对运动。这个膨胀元件尤其是保证第一流道、特别是至少一个管或至少一个板片的热膨胀。按照本发明，膨胀元件可由一种金属、特别是优质钢、铝等等形成。该金属可优选为一种弹性金属。

在一个优选的实施形式中，膨胀元件由一种金属形成。特别具有优点的是，这个膨胀元件可与管板通过钎接、焊接等形成材料整合的联接。在另一个实施形式中，膨胀元件可直接与管板成为一体。

在一个优选的实施形式中，膨胀元件是至少一个压花部分()，它可环绕管板一周。通过这种方式，至少一个第一管板段与至少一个第二管板段之间可相对运动、特别是可伸缩。

在一个优选的实施形式中，膨胀元件在热交换器的纵向上可轴向伸缩。特别具有优点的是，膨胀元件沿着热交换器的纵向伸缩。热交换器的纵向尤其是指，至少一个流道、特别是至少一个管延伸的方向。