具有改进的轻质流动联接腔室和可插入阀的热回收装置的制造方法_2

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固定到管16上,例如通过焊接、钎焊或者通过机械紧固件。在开口 92周围的密封表面94具有与顶部密封凸缘62具有类似大小和形状,并且与顶部密封凸缘62对准,以使得密封的、不透流体的连接可以形成于管道20与管16的顶部54之间。
[0047]管16的底部56具有热交换器密封表面64,管16沿着热交换器密封表面64固定到安装板44上或者在未设置安装板44的情况下直接固定到热交换器11的底板38上。热交换器密封表面64包围在管16中的底部开口 66,通过底部开口 66,在管16的内部与热交换器14之间提供流动连通。在图示实施例中,热交换器密封表面64是平面的,并且包括在底部开口 66周围的底部密封凸缘68。
[0048]因此,可以看出通过管16提供在管道20内部与热交换器14的气体流动通路之间的流动连通。
[0049]在密封凸缘62、68之间,流动管16包括管壁70,管壁70的形状适于促进到热交换器歧管的流动分配。在图示实施例中,顶部开口 60小于底部开口 66,并且因此,管壁70可以从顶部密封凸缘62向底部密封凸缘68向外倾斜。这种配置主要是由于热交换器14比气体管道20的直径略微更宽。而且,至少部分地由于热交换器板的矩形形状,顶部密封凸缘62和底部密封凸缘68和管壁70分别具有四个侧部,并且当在顶部密封凸缘62的平面中观看时具有大体上矩形轮廓。然而,可选地,管16的上部可以在平面图中为椭圆形状,使得管16的顶部密封凸缘62也可以在平面图中为椭圆形。
[0050]在图1至图3所示的实施例中,流动管16还包括嵌套脊72,嵌套脊72支承阀12,如在下文中进一步描述。嵌套脊72围绕顶部开口 60的边缘,并且包括位于顶部密封凸缘62之内的并且由垂直肩部74与顶部密封凸缘62分开的平坦、平面表面。在图示实施例中,嵌套脊72具有矩形形状。
[0051]气体转向阀12包括可插入的阀构件,可插入的阀构件包括平坦、平面的支承框架78,该支承框架78搁置于嵌套脊72的顶上,并且其可以通过钎焊或焊接而附连到嵌套脊72上。因此,支承框架78具有下密封表面96,下密封表面96的大小和形状适于与嵌套脊72对准并且密封到嵌套脊72。在图示实施例中,支承框架78是矩形的。支承框架78限定阀开口 80,在阀开口 80中接纳阀构件82,阀构件82可以在图3所示的旁通位置与图2所示的热交换位置之间枢转。
[0052]在旁通位置,阀12闭合,其中阀构件82基本上完全阻挡阀开口 80。相反,在热交换位置,阀12打开并且阀构件82相对于阀开口 80从其阻挡位置枢转出来。
[0053]如附图所示,阀构件82包括挡板,挡板绕穿过流动管延伸的枢转轴线P、相对于通过管道20的气体流动方向以约90度的角度枢转。阀构件82可以安装于杆84上,并且在杆84上、在闭合热交换位置与打开旁通位置之间旋转。在图1至图3中,阀12为“蝶”型阀,其中,杆84位于阀构件82的前边缘85与后边缘87之间大约中间位置。
[0054]阀构件82绕轴线P的旋转可以以任何合适方式进行控制,包括电子螺线管或者由发动机真空驱动的致动器或者其它合适致动器或控制系统。阀构件82和阀开口 80可以具有任何合适形状,包括如图1至图3所示的正方形或矩形,或者圆形、椭圆形或不规则形状,以在热交换位置与气体管道20的内表面密封。应意识到阀构件82的形状略微取决于流动管16和气体管道的形状。例如,在气体管道20具有倒圆内表面的情况下,向上旋转到管道20内的阀构件82的端部(其可以是前端或后端,这取决于旋转方向)将具有匹配的倒圆形状,诸如圆形、卵形、椭圆形等,以在热交换位置密封气体管道20的内表面。在热交换位置,密封底板38或安装板44的阀构件82的相对端可以是正方形或矩形。而且,由于阀构件82的下端需要用作旁通阻挡器(在热交换器14的入口流动路径与出口流动路径之间),应意识到流动管16的壁70会需要向内突伸,或装有壁延伸部,以在阀构件82处于其打开热交换位置时在阀宽度方向上与阀构件82的边缘密切地配合。这参考图14B在下文中进一步论述。
[0055]在阀构件82处于图3所示的旁通位置的情况下,基本上完全阻挡在气体管道20与热交换器14之间的流动连通,而通过气体管道20的旁通气体流动路径基本上完全打开。因此,在阀构件82处于旁通位置的情况下,基本上所有排气通过由气体管道20限定的旁通气体流动路径流动并且将有较少气体或无气体流动到热交换器14。因为在阀12处于旁通位置的情况下,热交换器14与通过管道20的热气体流隔离开,热交换器14与气体流动热隔离,并且因此,在阀12处于旁通位置时最小化从热气体到冷却剂的不期望的传热。
[0056]相反,在阀构件82处于图2所示的热交换位置的情况下,气体管道20基本上完全被阀构件82阻挡,同时允许在气体管道20与热交换器14之间的流动连通。特别地,在阀构件82处于热交换位置的情况下,阀构件在热交换器的气体入口歧管30与气体出口歧管32之间的位置处基本上完全阻挡气体管道20。因此,通过管道20流动的基本上所有气体被迫进入气体入口管30,流动通过热交换器14的气体流动通路26,并且通过气体出口歧管32离开热交换器14。
[0057]因此,流动管16不仅提供管空间以用于气体流从管道20进入热交换器14和从热交换器14出来过渡,而且也提供在旁通模式下通过管道20流动的热气体与相对较冷的热交换器14之间的热缓冲(或断热)空间。
[0058]为了促进良好的流体流动,带轮廓的流动叶片86提供倒圆的入口表面,当阀构件82处于热交换位置时,气体从管道20沿着倒圆的入口表面流入热交换器14内。带轮廓的流动叶片86促进良好流体流动并且最小化通过热回收装置10的压降。叶片86还提供一表面,在旁通位置,阀构件82的前边缘85可以与阀12接合。尽管流动叶片86位于阀构件82的前边缘附近,将意识到能将流动叶片86定位于阀构件82的后边缘附近。
[0059]由于难以确保完全密封,本发明者发现确保在流动管16的区域中、在排气管道20中提供文丘里效应是适用的。这在下文中在本发明的其它实施例的情形下进一步论述。因此,在阀12处于闭合、旁通位置的情况下,在气体与热交换器14接触之前,文丘里“抽吸”通过流动管16的入口侧进入、通过流动管16的排气侧出来的任何杂散气体。在阀12处于打开、热交换位置的情况下,文丘里在流动管16的入口部分和出口部分上造成压差,因此当希望完全传热时引起通过热交换器14的完全气体流动。
[0060]在图2和图3中还示出了套管或“轴承座”88,阀杆84的端部伸入到套管或“轴承座”88内,并且套管或“轴承座”可以容纳阀轴承(未示出)。通常,阀杆的一端将接纳于套管88中,套管88可以位于流动管16中,并且阀杆84的相对端将通常贯穿管壁70,如图1所示。尽管在图1中未示出,将意识到贯穿管壁70的阀杆84的端部将延伸穿过安装于管壁70内侧或外侧的套管或轴承座88。而且,阀杆84的贯穿端将通常附连到阀致动机构(未图示)。
[0061]图3示出了安装到阀构件82的顶表面上的阀杆84,其中杆84的一端接纳于轴承座88中,轴承座88安装到管壁70的内表面上。相比而言,图2的截面图示出了安装到阀构件82的底部或底面上的杆84和轴承座88。将杆84安装到阀构件82上的方式是可变的,然而,将杆84安装到阀构件82的底面上的方式可以减少阀杆84和轴承座88暴露于来自通过管道20流动的气体的热量。
[0062]为了最小化热交换模式下的旁通气体流动,额外元件可包含到热回收装置10内,以便在热交换位置增强阀构件82的密封。在此方面,安装板44可以设有直立凸缘或凸片90,直立凸缘或凸片90在热交换位置与阀构件82的前边缘85或后边缘87中的任一个形成搭接密封。在图1至图3的实施例中,与阀构件82的前边缘85形成密封。凸片90还排除了垫片52的厚度变化可能对阀构件82与安装板44之间的密封造成任何影响。
[0063]凸片90可以包括金属翼板,其附连到安装板44的上表面上。替代地,凸片90可以与安装板44 一体地形成并且从安装板44的主体向上弯曲,在此情况下,其并未增加装置10的重量,因为其包括构成安装板44的一部分的材料。选择凸片90的角度以在热交换模式下抵靠阀构件82的表面平放,如图2所示。
[0064]在阀构件82是矩形的情况下,如在图1至图3中,凸片90可以具有矩形形状,其中长维度沿着阀构件82的前边缘85的整个宽度延伸,并且因此当阀12处于打开热交换位置时便于形成旁通阻挡(可能与凸片上方的管壁延伸部结合)。如图所示,凸片90可以相对于安装板44的表面成小于90度的角度,并且在气体流动方向上远离垂直轴线成角度。凸片90的这种成角度减小了在阀12的打开和闭合期间、阀构件82的行程。换言之,阀构件82旋转小于90度以抵靠凸片90密封。为了进一步减小阀构件82的行程,凸片90可以朝向安装板44的空气入口歧管开口 48定位。
[0065]图4示出了根据本发明的第二实施例的热回收装置100的一部分,包括如上文所描述的阀12和热交换器14,并且具有不同于下文所描述的管16的流动管102。
[0066]流动管102包括顶部开口 106和底部开口 108,顶部开口 106提供在管102的内部与气体管道20内部之间的流动连通,底部开口 108通过安装板44提供在管102内部与热交换器14之间的流动连通。管102包括在向外延伸的底部密封凸缘112与向内延伸的顶部密封凸缘114之间延伸的光滑轮廓的管壁110。可以看出凸缘112和114与管壁110形成平滑连续过渡。此外,提供向内延伸的顶部密封凸缘114允许管102的顶部具有简化构造,这排除了上文所描述的管16的向外延伸的顶部凸缘62、嵌套脊72和垂直肩部74。
[0067]在图4所示的实施例中,在阀开口 80周围的支架框架78接纳于顶部密封凸缘114的顶上,并且可以通过钎焊或焊接而固定到顶部密封凸缘114。替代地,如图4所示,在阀支承框架78与顶部密封凸缘114之间的连接可以是由垫片116密封的机械连接。而且,如在此实施例中所示,安装板和底部密封凸缘112可以通过钎焊或焊接而连结在一起。可以通过完全排除支承框架78和将阀杆84和轴承座88直接安装到顶部密封凸缘114的底面上来修改图4的实施例,而凸缘114的顶表面有效地用作阀支承框架并且直接连结到气体管道20。
[0068]图5、图6A和图6B各示出了根据本发明的第三实施例的热回收装置120的流动管122的一部分。热回收装置120包括如上文所描述的阀12(在图15中未示出)和热交换器14 (其中仅示出了安装板44)并且具有与上文所描述的管16不同的流动管122。
[0069]图5的流动管122具有由向外延伸的管道密封凸缘126包围的顶部开口 124和由向外延伸的热交换器密封凸缘130包围的底部开口 128。如图所示,热交换器密封凸缘130例如通过钎焊、焊接或通过机械连接而连接到热交换器14 (未图示)的安装板44。
[0070]管道密封凸缘126包括包围顶部开口 124的平面嵌套脊132和围绕嵌套脊132的外周延伸并且与其一体连结的外垂直凸缘134。在嵌套脊132和垂直凸缘134是矩形的情况下,如图5所示,凹口 136可以设置于垂直凸缘134的拐角处,以在制造期间允许它从嵌套脊132折叠。如从图5可以看出,垂直周界凸缘134的外观类似于流动管16的垂直肩部74并且同样用于固持阀12的支承框架78。
[0071]顶部密封凸缘138在管1
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