阅读说明：本技术 用于气体的热交换器，特别用于来自发动机的排气，以及制造所述交换器的方法 (Heat exchanger for gases, in particular for exhaust gases from an engine, and method for manufacturing said exchanger ) 是由 B.格拉西亚拉扎罗 A.马伦纳瓦雷特 R.罗梅罗佩雷兹 T.孔特奥利维罗斯 于 2018-02-16 设计创作，主要内容包括：一种用于气体的热交换器,包括：界定用于冷却剂流体流通的回路的热交换壳体(1)；多个气体流通管(2),其布置在壳体(1)内以与所述冷却剂流体交换热量；和至少两个结构部件(3),设置有多个孔(4),用于接收热交换器壳体(1)的相应端部中的气体流通管(2)的端部,其中每个管(2)具有设计成彼此相对安装的两个开口半管(2a,2b),所述气体流通管(2)的端部的横截面的形状在结构部件(3)的接收所述气体流通管(2)的端部的孔(4)中留下连接空间(e),其特征在于,所述结构部件(3)的孔(4)具有与所述气体流通管(2)的横截面的几何形状互补的形状,其被调整为能够至少部分地阻挡所述连接空间(e)。(A heat exchanger for gases comprising: a heat exchange casing (1) defining a circuit for the circulation of a coolant fluid; a plurality of gas circulation pipes (2) arranged within the housing (1) to exchange heat with the coolant fluid; and at least two structural parts (3) provided with a plurality of holes (4) for receiving the ends of the gas circulation tubes (2) in the respective ends of the heat exchanger shell (1), wherein each tube (2) has two open half-tubes (2a, 2b) designed to be mounted opposite each other, the shape of the cross-section of the ends of the gas circulation tubes (2) leaving a connection space (e) in the holes (4) of the structural parts (3) receiving the ends of the gas circulation tubes (2), characterized in that the holes (4) of the structural parts (3) have a shape complementary to the geometry of the cross-section of the gas circulation tubes (2) adapted to be able to block at least partially the connection space (e).)

用于气体的热交换器，特别用于来自发动机的排气，以及制造 所述交换器的方法

技术领域

本发明根据第一方面整体地涉及一种用于气体的热交换器，特别是用于来自发动机的排气的热交换器，其包括多个气体流通管和壳体，以在所述气体和壳体中所包含的围绕气体流通管的冷却剂流体之间进行热交换。

本发明的第二方面涉及一种用于制造根据第一方面的所述热交换器的方法。

本发明尤其用于发动机的排气再流通冷却器(EGRC)。

背景技术

EGRC交换器的主要功能是在排气和冷却剂流体之间交换热量，以冷却所述气体。如今，EGRC热交换器广泛用于柴油应用中以减少排放，并广泛用于汽油应用以减少燃料消耗。

目前市场上的EGRC交换器的布局包括通常由不锈钢或铝制成的金属热交换器。基本上有两种类型的EGR热交换器：第一种类型具有壳体，壳体包含用于输送气体的一束平行管，其中冷却剂流过管外的壳体，第二种类型具有形成热交换表面的一系列平行板，使得排气和冷却剂在两个板之间以交替的层流动。

在管束式热交换器中，管和壳体之间的连接可以是不同类型的。通常，管的端部附接在两个支撑部件之间，这两个支撑部件联接到壳体的每个端部，这两个支撑部件具有多个孔，所述多个孔设计成接收相应管的端部。

现有技术中已知这样的用于气体的热交换器，其包括由两个开口半管形成的气体流通管，所述两个开口半管设计成彼此相对安装，使得半管的侧与另一半管的相应侧的部分重叠。

专利EP2096294描述了一种热交换器，其设置有由两个开口半管制成的这种类型的气体管，其相对于由单个部件制成的管具有的优点在于便于扰流元件的组装而不具有破坏扰流元件的风险，扰流元件布置在气体管内以改善来自气体流的热量的传递。这些扰流元件通常是窄的翅片，当从侧面***由单个部件制成的管时容易由于压力而被损坏。相反，包括由两个开口半管制成的气体流通管的交换器，例如在上述专利中描述的那些，便于扰流元件的组装，这使得可以减小所述元件的厚度，从而降低交换器的总成本。

然而，由两个开口半管制成的气体流通管具有不能确保部件(扰流元件和半管)之间的最佳接触的缺点。此外，这些管的横截面的形状在支撑部分的接收所述气体流通管的端部的孔中留下连接空间(e)。支撑部件和气体管的端部之间的密封是通过使用***所述连接空间(e)中的钎焊填充材料进行钎焊而实现的，以确保部件之间的最佳密封。然而，支撑部件的孔中的连接空间(e)太大，因此需要大量的钎焊填充材料，即使这样，也不能保证最佳的密封质量。

发明内容

为了克服上述缺点，根据第一方面，本发明涉及一种用于气体的热交换器，特别是用于来自发动机的排气的热交换器，其包括：

-热交换壳体，其界定用于冷却剂流体流通的回路，

-多个气体流通管，其布置在壳体内部以与所述冷却剂流体进行热交换，和

-至少两个结构部件，设置有多个孔，用于接收热交换器壳体的相应端部中的气体流通管的端部，

-其中所述管中的每一个包括两个开口半管，优选地是两个U形半管，其设计成彼此相对安装，使得一个半管的侧面与另一半管的相应侧面的一部分重叠，所述气体管的端部的横截面形状在结构部件的接收所述气体流通管的端部的孔中留下连接空间(e)，

其特征在于，

-所述结构部件的孔具有与每个气体流通管的横截面的形状互补的形状，其适于至少部分地阻挡所述连接空间(e)。

由于交换器的气体流通管由两个开口半管制成，所以交换器的扰流元件(例如，传热翅片)可以容易地安装在气体流通管内，而没有被损坏的风险。因此，可以显着减小这些扰流元件的厚度，从而也降低了交换器的总制造成本。

结构部件的孔的互补形状使得可以在内部阻挡结构部件的接收气体流通管的端部的孔中的连接空间(e)，其用作钎料填充材料的屏障。这使得两个元件(管和部件)的密封更加有效，确保完全密封而没有泄漏的风险。

优选地，结构部件的孔的形状限定了适于至少部分地阻挡孔中的所述连接空间(e)的突起，并且有利地，所述结构部件的孔限定了矩形形式的不规则图形。

实际上，在本发明中，结构部件的孔的互补形状限定了适应气体流通管的端部的横截面图形的轮廓的图形。因此，可以以更优化的方式实现两个部件(部件和管)的密封。

根据一个优选实施例，结构部件设置为支撑板，该支撑板设有多个孔，用于***容纳在交换器的壳体内的所述气体流通管的端部。

根据相同的优选实施例，每个气体流通管的端部包括至少两个突片，所述至少两个突片布置成与半管中的一个的侧面的相同数量的部分重叠，所述突片能够界定结构部件的接收气体流通管的端部的纵向位置。

有利地，交换器包括突出部形式的多个突片，这些突片沿着一个半管的每个侧面分开地延伸，并且布置成与另一个半管的相同数量的侧部分重叠。

然而，可选地，根据另一个实施例，交换器包括至少两个突片，每个突片由沿着一个半管的每个侧面连续延伸的单个突出部形成，并且布置成与另一个半管的相同数量的侧部分重叠。

形成突片的突出部可折叠并制成与半管中的一个的侧面的部分重叠，以确保在所述部件的组装和钎焊阶段期间两个半管和气体扰流元件之间的接触。这提供了更稳固和紧凑并且具有较低的泄漏风险的交换器。

有利地，所述突出部中的至少两个在每个气体流通管的端部处用作锁定突片，并且每个气体流通管的端部可***到交换器的结构部件的相同数量的孔中，直到抵靠锁定突片中的一个止动。

根据一个实施例，突出部或突片的长度在0.5mm至15mm的范围内。

有利地，形成气体流通管的半管是U形板，并且所述突片形成在所述U形板中的一个的侧面上，优选地作为突出部。

根据第二方面，本发明提供一种制造要求保护的交换器的方法，包括以下步骤：

a.堆叠两个开口半管以形成每个气体流通管，

b.将两个半管机械地固定在一起，

c.将每个气体流通管的端部***交换器的结构部件的某些孔中，所述孔具有与所述气体流通管的横截面互补的形状，其适于至少部分地阻挡所述连接空间(e)，

d.用钎焊填充材料填充连接空间(e)，和

e.使用所述钎焊填充材料将气体流通管与结构部件钎焊在一起。

优选地，在步骤c中，所述结构部件的孔的形状限定了突起，该突起适于在内部至少部分地阻挡结构部件的孔中的所述连接空间(e)。

有利地，所述半管中的一个的侧面的端部包括至少两个突片，所述至少两个突片布置成与另一半管的侧面的相同数量的部分重叠，并且所述步骤b包括在另一半管的相同数量的侧部分上折叠所述突片的步骤。

根据该方法的一个实施例，在步骤c中，每个气体流通管的端部***结构部件的孔中，直到抵靠所述突片中的两个止动，使得所述突片界定结构部件的位置。

根据优选实施例，在步骤a中，气体扰流元件布置在两个开口半管之间。

所要求保护的制造方法确保并改善部件之间的接触，特别是半管和扰流元件之间的接触，以及由所述开口半管形成的气体流通管和接收气体流通管的端部的结构部件之间的接触。这确保了钎焊或焊接的良好质量，因此确保了更稳固且具有更长使用寿命的交换器。

附图说明

所附的示意图示出了通过非限制性示例的方式提供以帮助理解前述内容的实际的实施例，在附图中：

图1是气体热交换器的分解图，该气体热交换器包括热交换壳体，由包含扰流元件的开口半管制成的多个气体流通管，以及接收位于壳体内的气体管的端部的结构部件；

图2是设置有孔的结构部件的示意性透视图，所述孔具有与***所述孔中的一个内的气体流通管的横截面的形状互补的形状；

图3是图2的正视图的细节，示出了突起，该突起限定了结构部件的孔的形状，以适应由两个开口的“U”形半管形成的气体流通管的横截面的形状；

图4示出了现有技术的类似于图3的交换器。该图示出了由通过两个U形开口半管制成的气体流通管的横截面形状形成的连接空间(e)。

具体实施方式

下面参照图1至4描述根据本发明的用于气体的热交换器和气体流通管的优选实施例。

根据本发明的气体交换器包括：

-热交换壳体1，其界定用于冷却剂流体流通的回路，

-多个气体流通管2，布置在壳体1内部以与冷却剂流体进行热交换，和

-两个结构部件3，设置有多个孔，用于接收热交换器壳体1的相应端部中的气体流通管2的端部，

图1是所要求保护的气体交换器的分解示意图，其示例性地示出了由两个开口半管2a、2b制成的气体流通管2，所述两个开口半管2a、2b由两个U形板形成，所述两个U形板包含扰流元件5，以改善来自气体的热的传递。每个气体流通管2通过将两个半管2a、2b彼此相对地安装而组装，使得一个半管2b的侧面与另一个半管2a的相应侧面的部分7重叠，气体管2的横截面的形状在结构部件3的接收所述气体流通管2的端部的孔4中留下连接空间(e)。

图4示出了根据现有技术的气体流通管2的端部的横截面，其由两个U形开口半管2a、2b制成并且安装在结构部件3中的接收气体流通管2的端部的孔4中。该图示出了由气体管2的横截面的特定形状留下的连接空间(e)。

所要求保护的交换器具有的优点是，结构部件3的孔4具有与气体流通管2的端部的横截面的形状互补的形状，特别是适于至少部分地阻挡所述连接空间(e)和适于作为钎焊填充材料的屏障的形状。在所描述的实施例中，通过提供朝向一个半管2a的侧壁延伸的突起8来适应孔的形状，以至少部分地阻挡连接空间(e)(参见图4)。突起8的尺寸和形状可以根据气体流通管2的横截面的最终设计和接收所述管2的端部的结构部件3的孔4的形状而变化。

在图中描述和示出的相同实施例中，在气体流通管2中有多个突片6，它们沿着开口半管2b的侧面分开地延伸，除了半管2b的端部的一部分之外。这些突片6采用在呈U形板的形式的一个半管2b的侧面中的突出部的形式。这些突出部可被折叠并与另一个板或开口半管2a的侧面的部分7重叠，以形成气体流通管2。在所述实施例中，突出部的长度约为15mm。然而，该长度可以根据交换器的设计而变化。

尽管未在图中示出，但是至少一对上述突出部可以定位在气体流通管2的端部处，以便以锁定突片的方式用作止动件，并界定结构部件3的位置。例如，两个突出部或锁定凸片可以定位在距板或半管2b的端部0.5mm的距离处，并且用作止动件以界定每个结构部件3的位置。用作锁定突片的这些突出部的宽度例如可以是大约0.5mm，以在内部阻挡结构部件3的孔4的连接空间(e)，并且用作钎焊填充材料的屏障。沿着板或半管2b的侧面延伸的其余突出部设计成在密封操作期间确保部件之间的接触。

下面参考附图描述制造所要求保护的热交换器的方法的步骤。

在第一步骤中，堆叠两个开口半管2a、2b以形成每个气体流通管2。可选地，气体管2的内腔可以包含扰流元件5，该扰流元件5***开口半管2a、2b之间而没有被损坏的风险。结果，可以减小该部件的厚度，这有助于降低交换器的最终成本。

在第二步骤中，每个气体管2的端部的突出部或突片6被折叠以与一个半管2a的侧面的相同数量的部分7重叠，从而在密封步骤期间确保扰流元件5的接触。在随后的第三步骤中，每个气体流通管2的端部***相应结构部件3中的接收所述气体管2的端部的孔4中，在连接空间(e)中部分地阻塞具有孔4的形状的突起(8)(见图3)。

在第四步骤中，通过使用钎焊填充材料填充接收气体管2的端部的结构部件3中的孔4的连接空间(e)来执行密封操作。然后将所有部件钎焊。

如在本发明的描述中所提到的，所要求保护的制造方法确保了良好质量的钎焊或焊接，并且因此确保了更稳固且具有更长使用寿命的交换器。

尽管已经参考了本发明的特定实施例，但是对于本领域技术人员显而易见的是，可以对热交换器、气体流通管和所描述的方法进行多种变化和修改，并且所有所提及的细节可以由其他技术上等同的细节代替，而不会因此超出所附权利要求所限定的保护范围。例如，尽管示例的描述涉及由多个突出部形成的突片6，但是所述突片可以由单个突出部形成，该单个突出部沿着一个板或半管2a、2b的侧面连续延伸，并且与另一个半管2a、2b的端部的相同数量的侧部分重叠，以在内部阻挡结构部件3的孔4的连接空间(e)。