流动偏转器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明是一种流动偏转器，该流动偏转器适用于由至少一个芯体和至少一个挡板组成的类型的热交换器，所述至少一个芯体由形成布置在壳体内的管束的管子构成。根据本发明的偏转器是独立于管子的管束和挡板的构造的容易制造的部件，其允许以比通过组合一个或多个挡板中的内部开口实现的自由度更大的自由度来修改冷却剂流体或液体流动路径。
[0002]本发明的另一个目的是使用用于优化冷却剂液体流动路径的偏转器获得的热交换器。
[0003]本发明在EGR(排气再循环)系统的热交换器中的应用特别令人感兴趣。
【背景技术】
[0004]EGR系统的热交换器的构形通常由再循环气体穿过的管子的管束以及容纳所述管子的管束的壳体组成。冷却剂流体在管子的管束和壳体之间循环，使得循环穿过管子的气体将热量传递至冷却剂液体。
[0005]在大多数情况下，冷却剂液体的进入(entry)发生在对应于管束一端的壳体的一点处；并且冷却剂液体的流出发生在位于管束的相反端处的壳体的另一点处。穿过一点的进入(entry)建立由冷却剂液体占据的体积区，该体积区为停滞区。由于在停滞区中速度为零或非常小，因而对流非常低，并且因此不发生至其他区域的散热。因此，在这些区域中温度较高，并且更糟糕的是，与这些停滞区接触的材料遭受较大的热应力。因该设备的局部地点中的这些高应力的缘故，由于材料承受较低数量的热疲劳循环，因而这些材料的使用寿命无一例外地被减少。
[0006]热应力水平的下降意味着在设备没有出故障的情况下由该设备承受的热疲劳循环的数量增加。这种由设备承受的热疲劳循环的增加遵循类似于指数函数的行为特征。借助于特别是在较热区域中的均匀温度分布可实现热应力以及因此热疲劳的减少和随后的交换器耐久性的增加。
[0007]为了防止停滞区的存在，添加流偏转装置，例如用于以Z字形方式移动冷却剂液体并且增加其速度，因此改善热对流。
[0008]借助于挡板的内开口的形状来实现这种流动偏转，所述挡板负责固定管束的管子，从而确保所述管子之间的特定隔离。这些挡板的更常见构形是根据管子的管束的周界构形的周边环形冲切板；以及具有朝向梳形周边环的内侧的伸长部。这些梳形伸长部旨在用于被容纳在管束的管子之间并且防止冷却剂液体穿过它们。
[0009]如果伸长部较短，则由这些伸长部留在管束内的开口较大。通过将具有不同内部开口的若干挡板进行组合，穿过这些挡板的流动被迫遵循由开口的位置和大小所拼成的路径，这些开口限定这些伸长部的端部。例如，在内部开口的交替侧上的布置将产生Z字形路径。
[0010]即使其减少了停滞区的存在，该解决方案也具有如下所述的显著局限性。
[0011]将挡板合并至管子的管束允许确保管子之间的距离。通过对焊接到该管束的金属片进行冲切来实施制造。如果挡板的梳形伸长部过于样式化，考虑到大量生产所要求的尺寸稳定性和公差更加难以实现，制造复杂性增加。
[0012]当面对该问题时，增加管子之间的内部距离从而允许更宽以及因此更硬且更稳定的伸长部是可能的选择。该方案具有减少可捆绑至同一个体积中的管子的数量的缺点，并且因此严重降低效率。
[0013]减小梳形伸长部的长度也是可以的。该替代方案的缺点是由于流动偏转和相互作用较低，因而冷却剂的分布更糟糕。
[0014]挡板的其他附加限制是需要基本垂直于管束的管子进行布置，因此偏转不总是最佳的，并且压力损耗高于可发生斜流偏转的情况。
[0015]为了解决这些问题，本发明使用旨在用于固定(优选地通过夹紧)在已经存在的挡板中的部件，该部件的构形不受制造要求限制、不受由冲切金属片获得的部件的几何形状局限性限制并且不受挡板焊接的局限性限制。
【发明内容】
[0016]本发明通过使用可由塑料、树脂或其他材料制造的部件来解决上述问题，该部件旨在用于安装(优选地通过夹紧)在挡板上。在该情况下，由于不再需要挡板来负责冷却剂流体或液体流动偏转，因而该挡板可以具有非常简单的设计。
[0017]根据本发明的部件是流动偏转器，其适用于由至少一个芯体和至少一个挡板组成的类型的热交换器，所述至少一个芯体由形成布置在壳体内的管束的管子构成，使得所述偏转器包括:
[0018]——沿X-X方向延伸的主体，
[0019]当该偏转器可操作地安装在挡板上时，该主体在所述挡板的边缘上延伸。假如挡板被布置成垂直于管束的管子，则标识为X-X的方向将既对应于横向方向又对应于所述主体延伸的方向。
[0020]X-X方向是用于本发明的偏转器的剩余部件的几何参考。
[0021]——多个至少三个固定伸长部，其相对于主体的X-X方向横向突出，从而限定包含X-X方向的主平面P，其中此类固定伸长部使得:
[0022]〇固定伸长部由两组形成，即第一组固定伸长部和第二组固定伸长部，使得第一组固定伸长部沿X-X方向分布并且位于主平面P的一侧上；并且其中第二组固定伸长部沿X-X方向分布在与第一组固定伸长部的伸长部位置不同的位置并且位于主平面P的相反侧上，
[0023]〇伸长部中的每一个被至少布置在远离主平面并限定外壳的扇形区中，使得伸长部的该组外壳适于容纳热交换器的挡板的扇形区，以便固定该流动偏转器。
[0024]一旦已限定X-X轴线，多个固定伸长部的位置和取向就也限定了包含X-X方向的主平面P。
[0025]当偏转器被放置在挡板上时，固定伸长部负责将该偏转器附接到管子的管束。在挡板上的偏转器的该同一个操作位置上，平面P与挡板的主平面一致。将固定伸长部分布在平面P的两侧上的条件导致此类伸长部在挡板的两侧上分布的操作位置。
[0026]通过将主体搁置在挡板上防止在垂直于管束的方向上偏转器与管子的管束之间的相对移动。出口方向受到壳体的存在的限制，或者如将在实施例中所看到的，出口方向受到使得包含交错结构以固定夹紧装置的这些固定伸长部的特定方式限制。
[0027]在主平面的两侧上的分布防止在与管束的管子的方向一致的方向上的相对移动。
[0028]最后，因为在操作模式中固定伸长部被插入管束的管子之间，所以防止了平行于X-X方向的移动。然而，根据下面将描述的实施例，这些固定伸长部(优选为端部固定伸长部)中的一些可以具有在最大可能程度上限制在该方向上的移动的加强件。
[0029]伸长部分布在平面的两侧上的方式使得它们留下允许容纳挡板的间距。在根据X-X方向的部件的视图中，该间距在允许容纳挡板的剖面的区域中以投影示出，该偏转器借助于固定伸长部固定在该挡板上。
[0030]--偏转延伸部，该偏转延伸部适于定位在位于由热交换器的管子构成的芯体的管子之间的空间中，该偏转延伸部适于修改冷却剂流动路径。
[0031]一旦该偏转器被固定在挡板上，通过修改冷却剂流体流动路径来干预的偏转器的部件是偏转延伸部。其位置取决于具体实施例。两个具体示例将在下面示出，但是可以有更多示例；第一示例，其中偏转延伸部位于固定伸长部的末端处，从而为此类延伸部提供连续性；以及第二示例，其中这些偏转延伸部位于主平面P的一侧上，该主平面P借助于耐久桥架连接到主体。该第二实施例没有给出在挡板的位置处发生流动偏转的原因。同样地，这些偏转延伸部可采用将是不可能的或将是非常复杂的倾斜度或曲率以施加在挡板的一部分上。考虑到这些延伸部不必附接到管束的