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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

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

本发明涉及一种热交换器(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,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。

本发明的实施例接下来将结合附图,对比现有技术状态(也是部分显示)进行描述。这些实施例不必按照比例进行描述,图纸起到解释的作用,通过示意性和/或容易变形的方式完成。对于从图纸中直接可以看到的解释的补充,可以参考相关的现有技术状态。此外需要考虑到,对实施例形式所涉及的形式和细节多样化的修改和变化,可以在不偏离本发明基本想法的基础上完成。在描述中,图纸中以及权利要求中公开的本发明的特征对于本发明的进一步扩展不仅可以单独而且也可以随意组合。此外在本发明所有组合的范围内具有至少两个描述中、图纸中和/或权利要求中公开的特征。本发明的基本想法不限制于准确的形式或以下显示的细节和描述的优选的实施例形式或限制于相比权利要受限的对象。对于给定的测量范围,在所述给定范围内的值作为限制值被公开,并且可根据需要使用或主张权利。

在进一步优选的扩展中,热交换器的倒扣区域可以有利地进一步扩展。此外特别有利地被证实,第一和第二位置进一步以模块接口元件的一个厚度在纵向延伸区域相互分开布置。特别地,第一和第二位置的距离可以比流道末端区域要大。这优选的导致了在一侧的流体接口与壳体的连接位置与在另一侧的模块接口元件与壳体的连接处由于高的热压力引起的显著脆弱的区域完全分离。。换句话说,在这种和其它的进一步扩展中,包括模块接口元件和流体接口被固定的位置的固定区域,,从壳体的该末端沿着第一流体流动方向在壳体上纵向延伸。固定区域至少有利地延伸超过第二位置。

图2阐述了在热交换器100运行中由于大范围的温度差异出现的力学压力问题,特别是在以入口扩散道113’形式构成的流体接口113中。如图2中直接可见的温度说明,在热交换器100运行过程中,最大的温度梯度发生在相对较短的入口区域E,在此描述的现代热交换器100的应用范围内,所述温度梯度典型覆盖了从大约620°C到大约120°C的区域,也有必要也可超出这个范围。直接从附近一侧产生带热废气的入口扩散道113’,其典型的温度区域在620°C,(这是由于入口扩散道113’,几乎直接暴露于热废气中,在这一侧,其典型的温度范围在620°C左右),和用于第二流体2的进入端口121’位于另一侧,其可以在进入侧区域E使腔室117的内部温度大概120°C。热交换器100纵向延伸的区域,在图2中显示为入口侧区域E的右侧区域,具有相对较小的温度梯度,在此描述的实施例中温度覆盖从120°C到100°C的范围,这样特别是在出口扩散道113"上前述的问题不像入口扩散道113’那么严重。

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,已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。

特别地,壳体的壁从固定区域到毗邻区域沿着纵向延伸弯曲。壳体特别地从固定区域到毗邻区域变窄。固定区域的这种结构造型显示,其可以实现壳体对热导位置变化特别有效的适应。

图1是根据现有技术的热交换器的截面透视图;

当前涉及入口侧区域E描述的措施同样适用于在没有详细描述的出口侧底座19"区域,通过没有详细描述的实施例形式单独或者结合上述特征来实现。

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