CN102213554A - 热交换器及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种热交换器及其制造方法。一种排气再循环冷却器包括一个被配置为接收来自发动机的排气的入口、一个被配置为引导排气回到发动机的出口、以及一个排气流动管道。该流动管道包括邻近该入口的一个第一末端、邻近该出口的一个第二末端、一个第一狭窄侧、一个第二狭窄侧、在这些狭窄侧之间延伸的多个实质上扁平的宽侧、邻近该第一狭窄侧并且在这些末端之间延伸的一个第一通道、邻近该第二狭窄侧并且在这些末端之间延伸的一个第二通道、以及定位在这些第一和第二通道之间的并且在这些末端之间延伸的多个第三通道。一个板件被定位在该流动管道的一个末端处以便阻止排气流动经过该第一通道以及该第二通道中的至少一个而同时允许排气流动经过这些第三通道。

Description

热交换器及其制造方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2010年3月18日提交的美国临时专利申请号61/315055的优先权，该申请的全部内容通过引用结合在此。
技术领域
本发明涉及一种热交换器及其制造方法。
背景技术
用于冷却所有类型的气体的热交换器在本领域内是已知的。仅通过举例的方式，并且出于在此说明的目的，很多热交换器被适配为用于冷却(例如，由内燃发动机、燃气涡轮机、或者其他产生排气的过程或者装置产生的)排气。在某些应用中通常地被称为排气再循环(EGR)，由发动机产生的排气的一部分被冷却并且再循环回到发动机的进气歧管中。相对惰性的排气被加入输送到进气歧管的新鲜的燃烧空气充量中，并且可以用来降低发动机中的燃烧温度，从而减少NOx(一种环境污染物)的生成率。为了在这种示例性的应用中实现上述情况，典型地必须要在再循环的排气重新进入发动机中之前实质性地降低其温度，并且一个或多个的热交换器(EGR冷却器或者EGRC)典型地用于冷却这种再循环的排气。
当热交换器暴露于很多类型的气体时，一个已知的问题是热交换表面的结垢。结垢指的是在这些热交换表面上物质的积聚，这对热交换器性能具有一种损害性影响。通过再次提及排气热交换器的情况，例如，排气流动中所携带的微粒被沉积到暴露于排气的表面上。在这些表面上的这种微粒积聚对于从排气到热交换器的冷却液体的热能传递增加了一个额外的阻力，并且由于限制了可供流通的区域而增加了通过热交换器的压力下降。
当通过在传热计算中应用一个结垢因数来对用于冷却的热交换器确定大小时，典型地结垢的这种影响是考虑在内的。该结垢因数减小了热交换器的有效的总体传热系数，以便确保热交换器会被适当地确定大小以满足在有结垢的状态中运行时所要求的传热能力。
结垢因数会随每个热交换器的几何形状的具体情况而变化，并且还会随热交换器的运行的条件而变化。确切地讲，人们已知结垢因数与流动雷诺数(Re)具有一种反逆的关系。如本领域内已知的，雷诺数将流动的惯性力与流动的粘性力联系起来。雷诺数可以通过如下公式计算：
Figure BSA00000455524900021
其中m是流体的质量流速，A是流动路径截面的面积，D是流动路径的液压直径，并且μ是流体的动态粘度。
总体上在热交换器的设计与确定大小时，用来改进热交换器性能的一个常用的方案是增加表面积的密度、或者增加暴露于热交换流体的每单位容积的展开表面的量值。由于会减小通道的液压直径，这种方式将导致雷诺数的降低。在一个暴露于排气的热交换器中，这种雷诺数的减小将趋向于增加结垢因数，由此减小或者甚至完全消除所希望的在热交换器性能方面的改进。
鉴于对一个结垢的状态中可运行的、具有高表面积的密度的、和/或具有减小的对结垢导致的性能降级的敏感度的热交换器的持续性需求，改进的热交换器在本领域继续受到欢迎。
发明内容
在本发明的一些实施方案中，一种EGR冷却器包括一个排气流动管道，该排气流动管具有第一和第二相对的弧状的狭窄侧以及在其间延伸的多个宽的且实质上扁平的侧面。该排气流动管道包括一个邻近该第一弧状的狭窄侧的第一流动通道，该第一流动通道具有一个第一流动面积以及一个第一液压直径。该排气流动管道进一步包括一个邻近该第二弧状的狭窄侧的第二流动通道，该第二流动通道相应地具有相似于第一流动面积以及第一液压直径的一个第二流动面积以及一个第二液压直径。该排气流通道进一步包括定位在该第一与第二流动通道之间的多个第三流动通道，这些第三流动通道各自都具有一个第三流动面积以及一个第三液压直径。该第三流动面积实质上是小于第一和第二流动面积的，并且该第三液压直径实质上是小于第一和第二液压直径的。流经该排放气流通道的一种流体实质上被定位在该排放气流通道的一个入口和一个出口之一处的一个板件阻止而不能进入第一和第二流动通道。
在一些实施方案中，该排放气流通道是多个相似的排放气流通道之一，并且该板件实质上阻断进入该多个排放气流通道的第一和第二流动通道。
在一些实施方案中，该EGR冷却器进一步包括一个集流管来接收该排气流动管道的一个入口和一个出口末端之一。在一些实施方案中，该阻流板在至少一个附接点处附接到该集流管上。
在一些实施方案中，该多个第三流动通道至少部分地是由一种卷曲的鳍片结构限定的。在一些此类实施方案中，这种卷曲的鳍片结构包括连接到排气流动管道的这些宽的扁平侧上的多个鳍片脊部。
在一个实施方案中，本发明提供了一种被配置为对来自发动机的排气进行冷却的排气再循环冷却器，该排气再循环冷却器包括：一个被配置为接收来自该发动机的排气的入口；一个被配置为引导该排气回到该发动机的出口；一个排气流动管道，该排气流动管道包括：一个邻近该入口的第一末端、一个邻近该出口的第二末端、一个第一狭窄侧、一个与该第一狭窄侧相对的第二狭窄侧、在该第一狭窄侧与该第二狭窄侧之间延伸的多个实质上扁平的宽侧、邻近该第一狭窄侧并且在该第一末端与该第二末端之间延伸的一个第一通道、邻近该第二狭窄侧并且在该第一末端与该第二末端之间延伸的一个第二通道、以及定位在该第一通道与该第二通道之间的并且在该第一末端与该第二末端之间延伸的多个第三通道；以及一个板件，该板件定位在该排气流动管道的第一末端和第二末端之一处以便阻止这些排气流动经过该第一通道与该第二通道中的至少一个而同时允许排气流动经过该多个第三通道。
在另一个实施方案中，本发明提供了一种被配置为对来自发动机的排气进行冷却的排气再循环冷却器，该排气再循环冷却器包括：一个被配置为接收来自该发动机的排气的入口；一个被配置为引导该排气回到该发动机的出口；一个排气流动管道，该排气流动管道包括：一个邻近该入口的第一末端、一个邻近该出口的第二末端、一个第一弧状侧、一个与该第一弧状侧相对的第二弧状侧、在该第一弧状侧与该第二弧状侧之间延伸的多个实质上扁平的宽侧、邻近该第一弧状侧并且在该第一末端与第二末端之间延伸的并且具有一个第一液压直径的一个第一通道、邻近该第二弧状侧并且在该第一末端与该第二末端之间延伸的并且具有一个第二液压直径的一个第二通道、以及定位在该第一通道与该第二通道之间的多个第三通道，这些第三通道的每一个都具有一个第三液压直径，该第三液压直径小于该第一液压直径；以及一个板件，该板件定位在该排气流动管道的第一末端和第二末端之一处以便阻止排气流动经过该第一通道和该第二通道中的至少一个而同时允许排气流动经过该多个第三通道。
虽然在此说明的这些热交换器的类型和应用是ERG热交换器，应该会认识到在此说明的不同的特征、结构、以及方法可适用于在任何应用中用来冷却任何其他类型气体的热交换器。
本发明的其他目的、特征、以及优点将从整个说明书和包括附图的审阅中变得清楚。
附图说明
图1是根据本发明的一个实施方案的EGR冷却器的透视图。
图2是图1的EGR冷却器的一部分的透视图，其中移除了一些部件。
图3是沿图1中的线III-III截取的部分截面视图。
图4是图3的部分IV的一个细节视图。
图5是来自图1中实施方案的一个排气流动管道的透视图。
图6是图5中的排气流动管道中的流动面积的对比。
图7是来自图1的实施方案的一个阻流板的透视图。
图8是根据本发明的一个实施方案的EGR冷却器的性能试验结果的曲线图。
具体实施方式
在详细说明本发明的任何实施方案之前，应当理解本发明在其应用中不受以下说明中提出的或以下附图中展示的构成以及部件的安排的详细内容的限制。本发明能够具有其他实施方案并且以不同方式来实施或进行。同样，应当理解的是在此使用的措辞和术语是出于说明的目的并且不应该被认为是限制性的。在此使用的“包含”、“包括”或“具有”以及其变体旨在包括其后列出的多个事项及其等效物，连同另外的多个事项。除非以其他方式指明或限定，词语“安装的”、“连接的”、“支撑的”和“耦联的”以及其变体是在广义上使用的并且包括直接和间接的安装、连接、支撑和耦联。此外，“连接的”和“耦联的”并不限于物理的或机械的连接或耦联。在图1至4中示出根据本发明的一种热交换器1的一个实施方案并且它包括一个外壳体2、在壳体2的相反端处的一个排气输入罐3和一个排气输出罐4、以及多个冷却剂端口5和6。所示出的实施方案可以尤其有用的是作为一个EGR冷却器来冷却从一台内燃发动机(未示出)的排气歧管经过一个排气流动输入端口7进入热交换器1的再循环的排气的流动、并且将所冷却的流动从排气流动的出口或输出端口8传送到发动机的一个进气歧管。然而，应当认识到热交换器1可以找到以下实用性，即：作为一个排气冷却器或者作为一个热交换器来同样冷却或加热在任何其他应用中的任何其他气体。
参见图1和图2，所展示的实施方案的热交换器1进一步包括多个排气流动管道10，这些管道在输入罐3以与输出罐4之间延伸。这些排气流动管道10是以间隔的关系来进行安排以允许冷却剂的流动经过这些管道10的外表面以此协助从穿过这些管道10的排气流动中去除热量。可以将该冷却剂从冷却剂端口6通过热交换器1引导到冷却剂端口5，以便将该冷却剂相对于排气流动而置于一个逆流的流动方向上，或从冷却剂端口5到冷却剂端口6，以便将该冷却剂流动相对于该排气流动置于一个顺流的流动方向上。在该冷却剂流动与排气流动之间再有的其他流动关系是可能的，并且它们落入本发明的精神和范围之内。
被引导流经这些排气流动管道10以便从该排气中去除热量的冷却剂可以是比排气流处于更低温度的任何液体或气体流。例如，这种冷却剂可以是典型的发动机冷却剂例如乙二醇、丙二醇、水或它们的某种混合物。在一些实施方案中，该冷却剂可以是用于兰金循环的一种冷冻剂或一种工作流体。在其他实施方案中该冷却剂可以是空气。
虽然所展示的实施方案描绘了十八个排气流动管道10，这些管道被安排成两行、每行九个管道，应当理解的是行数和每行的管道数量可以大于或小于所示出的数量，取决于具体打算的应用。
图5更详细地描绘了这些排气流动管道10之一。排气流动管道10包括邻近输入端口7的一个第一末端30以及邻近输出端口8的一个第二末端31。在所展示的实施方案中的排气流动管道10还具有一个第一弧状的狭窄侧12；与第一狭窄侧12相对的一个第二弧状的狭窄侧13；以及多个实质上扁平的宽侧14、15，这些扁平的宽侧在这些狭窄侧12、13之间延伸以形成一个封闭的流动管道。这些狭窄侧12、13的弧状能够通过消除在一个矩形的流动管道的多个拐角处可能发生的多个几何应力上升部分为热交换器1提供增强的耐久性。然而，在其他实施方案里，可以替代地使用具有其他形状(例如一个弧状的第一狭窄侧和一个总体上矩形的第二狭窄侧、总体上矩形的第一和第二狭窄侧、具有三角形或其他有小面的形状的第一和/或第二狭窄侧、以及类似形状)的流动管道10。
排气流动管道10包括邻近第一弧状的狭窄侧12的一个第一通道16、以及邻近第二弧状的狭窄侧13的一个第二通道17。这些第一和第二通道16、17在排气流动管道10的第一末端30与第二末端31之间延伸，以将排气从输入端口7引导到输出端口8。排气流动管道10进一步包括位于这些通道16、17之间的多个第三通道18。这些第三通道18在排气流动管道10的第一末端30与第二末端31之间延伸，以将排气从输入端口7引导到输出端口8。该多个第三通道18可以是至少部分地由位于排气流动管道10内的一个卷曲的鳍片结构11来限定。在一些实施方案里，鳍片结构11的部分或全部是由气体流动管道10内接收的一个分离元件(例如，一个“插入件”)来限定的。在一些实施方案里，对于卷曲的鳍片机构11可以有利的是包括多个脊部28，这些脊部通过例如钎焊来结合到这些宽的扁平侧14、15的其中一侧或两侧上。
图6描绘了以用于比较共同的比例并排的这些通道17、18。观看图6应该容易清楚看到通道18的截面实质上小于通道17的截面。在所展示的实施方案中，通道18的截面与通道17的截面之比为大约0.36。在其他实施方案中，通道18的截面与通道17的截面之比能够是在从大约0.30到大约0.50的范围内。在其他实施方案中，在通道16和/或17的以及这些中间通道18的截面之间的其他不同是有可能的，这些实施方案包括具有不同大小和形状的那些卷曲的鳍片结构11、具有不同狭窄侧形状的流动管道、以及类似情况。
在进行热传导行为和/或一种流体流过一个通道的压力下降的计算中，对该通道的液压直径作为一个换算长度加以考虑是有用的。该液压直径传统上被限定为等于该通道的流动面积与其润湿的周长之比的四倍。对于图6的这些通道17、18，将润湿的周长对应地表示为19和20。在所展示的实施方案中，第三通道18的液压直径与第二通道17的液压直径之比为大约0.40。换言之，在所展示的实施方案中第二通道17的液压直径是大致比该多个第三通道18中每一个的液压直径大两倍半。在其他实施方案中，第三通道18的液压直径与第二通道17的液压直径之比可以是在大约0.30到大约0.50的范围内。在另外其他实施方案中，第三通道18的液压直径与第二通道17的液压直径之比可以是小于大约0.75。应该理解所展示的实施方案的第一通道16(虽然未在图6中示出)与第二通道17在流动面积和液压直径方面均相似，并且具有与这些通道18的流动面积与液压直径大致相同的比值。
热交换器的技术领域中技术人员应该容易理解的是当卷曲的鳍片结构11的这些脊部28的中心对中心的距离减少时，该多个第三通道18的液压直径将减小。这样的减小对于热交换器1的热性能可以被视为有利的，因为是它将增加暴露于流经流动通道10的流体的对流性表面积的量值，尽管代价是增加了施加给流体的压力下降。然而第一和第二通道16、17的液压直径不受中心对中心距离的这种改变的影响，这是因为这些狭窄侧12、13的弧形轮廓排除了卷曲的插入件11延伸进入这些通道16、17内。
诸位发明人已经发现当通道18的液压直径与通道16、17的液压直径的上述比值减小到实质上小于1.0的数值时，则能够使热交换器1倾向于对结垢引起的性能降级具有高的易感性。这由图8的虚线26可见，它描绘了具有如图5和图6所描绘的这些排气流动管道10的一种EGR冷却器的试验数据。这种EGR冷却器通过排气流动从一台内燃发动机流经排气流动管道在正常运行条件下进行试验，其中当冷却剂流经这些排气流动管道10时它的流动从排气流动中去除了热量。这种排气流动在大致600℃的温度下进入这些排气流动管道10，这对于交通工具应用中的EGR冷却器是典型的。图8的图表示出了在试验过程中流出这些排气流动管道的冷却的排气流动的温度。如图表所证明的，由于暴露于排气的热交换表面的结垢，该EGR冷却器的热传导性能随着试验时间的增加而减小。所造成的流出这些排气流动管道10的排气温度的增加对于EGR冷却器而言不是令人希望的。
例如由虚线26所示的试验数据可以被用来确定一个适当的结垢因数，该结垢因数用于确定具体应用中一个热交换器(像例如一个EGR冷却器)的大小。这样的结垢因数可以用来保证该热交换器将大小确定为甚至当在可预见的结垢的条件下运行时仍给出可接收的性能。
虽然无意提出关于结垢以及结垢对热交换器的影响的一种特定理论，人们相信所观察到的由结垢引起的性能降级的至少一定的量可以是当该表面变得结垢时发生的排气流动的非优选性的重新分配的结果。确切地讲，当一层微粒材料形成在卷曲的鳍片结构11的这些表面上时，该多个第三通道18的流动面积的百分比减少将是实质上大于第一和第二通道16和17的流动面积的百分比减少，这是由于流动面积与这些通道18的润湿(例如，结垢)周长的更小的比值，如由它们更小的液压直径所证实的。流动面积的减少导致液压直径的相应减少，二者均归咎于经过这些通道的增加的流动阻力(即增加的压力下降)。因为通这些道16、17、18是液压意义上平行的，贯穿所有通道的压力下降是完全相同的，并且在这些通道间的排气流动的分布将按需要进行调整。
因此，当结垢表面和这些第三通道18的液压直径与第一和第二通道16、17的液压直径之比减小时，流经第一和第二通道16、17的总排气流动的百分比将增加。人们相信流动的重新分布以平衡通过这些通道的压力下降导致了通过这些第三通道18的流速的下降并且通过第一和第二通道16、17的流速的增加。人们熟知结垢速率与流速是成反比的。虽然无意受理论束缚，但是诸位发明人相信：建立了一种正反馈机制，由此结垢导致远离这些第三通道18的流动的重新分布，这导致了那些通道18的结垢增加，从而导致另外的流动重新分布，以及等等，直到实现一个稳定的、结垢的运行条件，其中总体排气流动的一个实质部分被引导通过第一和第二通道16、17。
为了改进热交换器1的热性能，当在一种结垢的情况下运行时，图1至图4的热交换器包括一个阻流板9，该阻流板位于这些排气流动管道10的出口末端31处。阻流板9包括多个开口22(图7)，这些开口与至少一些排气流动管道10的该多个第三通道18中的至少一些对齐。所展示的实施方案的阻流板9具有与多个排气流动管道10的通道18共用的多个开口22。然而，在一些实施方案中，每个排气流动管道10可以具有它自己的开口22。
继续参见所展示的实施方案，阻流板9包括一个面23，这个面可以有利地定位为邻近排气流动管道10的末端30、31之一(例如，出口末端31)。这些末端31穿过热交换器1的一个集流管21(图4)并且被其接收。最好如图4可见，由于(例如)制造和组装公差，这些末端31可以延伸某一部分而超过集流管21的表面。
在所展示的阻流板9里还包括与面23偏离的多个表面25。在一些实施方案中，这些表面25各自由阻流板9的一个凸起的表面来限定(例如当在图7的方向上观看时)。这些凸起的表面25能够具有任何希望的形状。在所展示的实施方案中，这些凸起的表面25被成形为实质上平面的并且扁平的台阶。在其他实施方案中，这些凸起的表面25可以成形为尖头峰部、圆头峰部、或不同形状的组合。这些表面25能够直接连接或配合集流管21的面，并且阻流板9可以在一个或多个表面25处至少部分地连接到集流管21上，例如通过焊接、钎焊或其他联接工艺。
阻流板9进一步包括多个表面24，这些表面偏离这个面23并且被定位为以便被接收在接近(即，邻近)这些弧状的狭窄侧12、13的这些排气流动管道10内。在一些实施方案中，这些表面24同样邻近卷曲的鳍片结构11的一个末端。这为流经每个排气流动管道10的第一和第二通道16、17的排气提供了一个曲折的流动路径。因此，排气流动被引导通过那些与开口22对齐的通道(例如，第三通道18)。在一些实施方案中，所有的或实质上所有的排气流动都是以这种方式进行引导的。如对于以上所述的这些凸起的表面25，这些表面24各自是由阻流板9的一个凸起的表面限定的(例如当在图7的方向上观看时)。在所展示的实施方案中，这些凸起的表面24被成形为多个平台。在其他实施方案中，这些表面24可以被成形为尖头峰部、圆头峰部、或不同形状的组合。
所展示的实施方案的阻流板9是一个单个的阻流板9，该阻流板被适配为阻断这些流动管道10的多个通道16、17。在一些实施方案中，可以将两个或更多个阻流板9定位于一束流动管道的多个末端30、31处用于实现同一个目的。仅通过举例，图7所示的阻流板9可以由两个并排的、一同限定了如图7所示的同一形状的阻流板9代替。图7的阻流板9可以是由任何数量的阻流板构成的，其中每个阻流板被成形并定位为阻断(例如，覆盖)两个或更多个通道16、17。在一些实施方案中，一个阻流板9被成形并定位为阻断两个或更多个通道16、17和/或在两个或更多个位置中的排气流动管道10之间延伸。此外，这样一个阻流板9可以仅阻断位于两个或更多个邻近排气流动管道10的一个公共的狭窄侧12、13处的这些通道16、17，并且/或者可以在同一个排气流动管道10的两个狭窄侧12、13处阻断这些通道16、17。取决于阻流板9的形状和大小，一束排气流动管道10中任何数量及组合的通道16、17都可以由一个阻流板9阻断。类似地，取决于阻流板9的形状和大小，这样的阻流板9可以延伸到在排气流动管道10之间的任何数量及组合的位置上。
虽然所展示的实施方案的阻流板9覆盖并且阻断了热交换器1的每个排气流动管道10的两个狭窄侧12、13处的这些通道16、17，应当注意的是阻流板9可以覆盖并且阻断任何子集的通道16、17，至少部分地基于所选择的阻流板9的形状。
继续参见所展示的实施方案的阻流板9，阻流板9的这些表面24、25通过与这些表面24、25的整体的多个材料腹板33而彼此连接。这些材料腹板33在所展示的实施方案中将所有表面24、25连接到一起。在其他实施方案中，任何其他数量、形状和位置的腹板33可以用来将任何数量的表面24和/或25连接到一起，以便至少部分地限定阻流板9。例如，此类腹板33可以在阻流板9的这些邻近的表面24之间延伸并且将它们连接，该阻流板覆盖了这些排气流动管道10的狭窄侧12、13处的这些通道16、17。这些腹板33还可以在阻流板9的这些邻近的表面25之间延伸并且将它们连接(该阻流板位于多个邻近的排气流动管道10之间)，并且/或者可以在这些类型的表面24、25的之间延伸并且连接它们中的每一个。
如上所述，所展示的阻流板实施方案的每个表面24、25具有一个对应的凸起部分。在此方面，这些表面24、25各自可以由一个伸出部分来限定，该伸出部分具有适合于插入这些通道16、17的末端之中或这些排气流动管道10之间的位置中的任何形状。在其他实施方案中，任何数量的表面24和/或25可以是实质上扁平的，并且不必要需要延伸到这样的位置来执行在此说明的这些功能。例如，阻流板9的一些或所有的这些表面24可以是实质上扁平的，并且可以被定位来覆盖这些通道16、17的狭窄侧12、13。仍然在其他实施方案中，取而代之的是任何数量的表面24可以由阻流板9中的一个凹陷来限定，排气流动管道10的这些狭窄侧12、13之一被接收在该凹陷中以便覆盖和阻断排气流动管道10的相应通道16、17。
在阻流板9的表面24延伸到通道16、17之中、或者其中阻流板9的表面24接收邻近通道16、17的这些狭窄侧12、13的这些实施方案中，这些表面24可以各自对应地具有对应于这些狭窄侧12、13的内部或外部形状的一种形状。以此方式来匹配这些表面24的形状可以改进阻流板9进行其功能的能力。
可以用多种不同方式(例如通过冲压、成型、机加工以及类似工艺)来生产阻流板9。在一些实施方案中，阻流板9可以由一种单片材料来生产，这种材料具有一个恒定或实质上恒定厚度并且以任何适当的方式被形成为安装到这些排气流动管道10所希望的最后形状。因此，可以通过迫使它们离开相对于该材料片的围绕表面(例如，腹板33)的平面而产生在此说明的这些表面24、25。
虽然所展示的实施方案包括了在这些流动管道10的排气出口末端31处的阻流板，但是相同或相似的效果可以通过以下方式实现：代替出口末端31处的阻流板9或除其之外，将一个阻流板9置于这些流动管道10的入口末端30处。
在具有阻流板9的第一和第二通道16、17的帮助下妨碍排气绕开这些第三通道18的能力有助于维持热交换器1的热性能。具体地说，如果热交换器1不包括阻流板9，那么由于上述反馈机制，热性能可能被减少。为了评估从阻流板9衍生出的益处，以完全相同的方式试验了一个热交换器，该热交换器除了附加一个阻流板9之外与用于产生虚线26的试验数据的那个热交换器完全相同。那个试验结果由图8中的实线27来显示。如由该图表所证实的，具有阻流板9的热交换器1在清洁情况下(即处于试验的0小时时间)显示了改进的性能。然而当热交换器在试验过程中结垢时，具有阻流板9的热交换器1显示了超过没有一个阻流板的热交换器的显著的热性能改进。出人意料地，在结垢条件下运行的多个热交换器产生了一个几乎完全相同的压力下降，表明：具有阻流板9的热交换器1中的这些第三通道18与没有一个阻流板的热交换器里的流动通道相比经历了由于结垢产生的更少的流动通道限制。
当这些第三通道18的液压直径与第一和第二通道16、17的液压直径之比小于0.75时，附加一个阻流板9尤其可以对排气热交换器的热传导性能方面提供一种令人希望的改进。在一些实施方案中，该比值可以小于0.5以便在某些应用中对热传导性能提供一种尤其令人希望的改进。
参见本发明的多个具体实施方案说明了针对本发明的某些特征和要素的不同替代方案。除了与以上所说明的每个实施方案互相排斥的或者不一致的特征、要素和运行方式之外，应该注意的是参见一个特定实施方案所说明的运行的替代性特征、要素、及方式是可适用于其他实施方案的。
以上说明的并且在图示中展示的这些实施方案仅通过举例的方式给出的而且并非旨在限制本发明的概念和原理。这样，本技术领域中的普通技术人员将认识到，在没有偏离本发明的精神和范围的情况下在这些要素和它们的构成以及安排方面的不同变化是可能的。例如，图1至图4所展示的热交换器1具有一个外壳体2，多个流动管道10位于该外壳体中(并且由如以上所述，由一个或多个阻流板9来部分覆盖)，排气输入罐3、排气输出罐4、以及排气流动输入和输出端口7、8。将认识到到，在其他应用中，仍然利用本发明的多个特征的热交换器1的其他构形是可能的，例如热具有不同形状和大小的交换器、具有多于一个排气输入罐和/或输出罐的热交换器、以及具有多于一个排气流动输入端口和/或输出端口的热交换器。作为另一个实例，热交换器1可以具有所希望的任何数量的阻流板9，每个阻流板都可以阻断通过多个流动管道10的流体流动。
在权利要求中给出了本发明的不同特征和优点。

Claims (20)

1.一种被配置为对来自发动机的排气进行冷却的排气再循环冷却器，该排气再循环冷却器包括：
一个被配置为接收来自该发动机的排气的入口；
一个被配置为引导该排气回到该发动机的出口；
一个排气流动管道，该排气流动管道包括
一个邻近该入口的第一末端，
一个邻近该出口的第二末端，
一个第一狭窄侧，
一个与该第一狭窄侧相对的第二狭窄侧，
在该第一狭窄侧与该第二狭窄侧之间延伸的多个实质上扁平的宽侧，
邻近该第一狭窄侧并且在该第一末端与第二末端之间延伸的一个第一通道，
邻近该第二狭窄侧并且在该第一末端与该第二末端之间延伸的一个第二通道，以及
定位在该第一通道与该第二通道之间的并且在该第一末端与该第二末端之间延伸的多个第三通道；以及
一个板件，该板件定位在该排气流动管道的该第一末端和该第二末端之一处以便阻止该排气流动经过该第一通道和该第二通道中的至少一个而同时允许排气流动经过该多个第三通道。
2.如权利要求1所述的热交换器，进一步包括一个接收该排气流动管道的一部分的集流管，其中该板件是直接连接到该集流管上的。
3.如权利要求1所述的热交换器，其中该排气流动管道包括一种鳍片结构，这种鳍片结构将该排气流动管道分成该多个第三通道。
4.如权利要求1所述的热交换器，其中该第一通道具有一个第一液压直径，其中该第二通道具有一个第二液压直径，并且其中这些第三通道中的至少一个具有小于该第一液压直径的一个第三液压直径。
5.如权利要求4所述的热交换器，其中该第二液压直径与该第一液压直径是类似的。
6.如权利要求1所述的热交换器，其中该板件包括一个开口，该开口与该多个第三通道中的至少一些是对齐的以允许排气流动经过该多个第三通道。
7.如权利要求6所述的热交换器，其中该板件阻止该排气流过该第一通道和该第二通道两者。
8.如权利要求1所述的热交换器，其中该板件包括一个面以及偏离该面的一个表面，并且其中该表面被接收在该排气流动管道之中，该排气流动管道邻近该第一狭窄侧以便实质上阻断排气流动经过该第一通道。
9.如权利要求8所述的热交换器，其中该排气流动管道包括将该排气流动管道分成该多个第三通道的一种鳍片结构、并且其中偏离该面的该表面与该鳍片结构相接触。
10.如权利要求8所述的热交换器，其中该表面是一个第一表面；其中该板件进一步包括偏离该面的一个第二表面；并且其中该第二表面被接收在邻近该第二狭窄侧的排气流动管道内以便实质上阻断排气流动经过该第二通道。
11.如权利要求1所述的热交换器，其中该排气流动管道的该第一狭窄侧与该第二狭窄侧是弧状的。
12.如权利要求1所述的热交换器，其中该排气流动管道是多个排气流动管道之一，该多个排气流动管道各自包括，
一个邻近该入口的第一末端，
一个邻近该出口的第二末端，
一个第一狭窄侧，
一个与该第一狭窄侧相对的第二狭窄侧，
在该第一狭窄端侧与该第二狭窄端侧之间延伸的多个实质上扁平的宽侧，
邻近该第一狭窄侧并且在该第一末端与第二末端之间延伸的一个第一通道，
邻近该第二狭窄端侧并且在该第一末端与该第二末端之间延伸的一个第二通道，
定位在该第一通道与该第二通道之间的并且在该第一末端与该第二末端之间延伸的多个第三通道，并且
其中该板件定位在该多个排气流动管道的这些第一末端与这些第二末端之一处并且在该多个排气流动管道之间延伸，该板件阻止排气流动经过每一个排气流动管道的该第一通道和该第二通道中的至少一个而同时允许排气流动经过每一个排气流动管道的该多个第三通道。
13.一种被配置为对来自发动机的排气进行冷却的排气再循环冷却器，该热交换器包括：
一个被配置为接收来自该发动机的排气的入口；
一个被配置为引导该排气回到该发动机的出口；
一个排气流动管道，该排气流动管道包括
一个邻近该入口的第一末端，
一个邻近该出口的第二末端，
一个第一弧状侧，
一个与该第一弧状侧相对的第二弧状侧，
在该第一弧状侧与该第二弧状侧之间延伸的多个实质上扁平的宽侧，
邻近该第一弧状侧并且在该第一末端与该第二末端之间延伸的一个第一通道，该第一通道具有一个第一液压直径，
邻近该第二弧状侧并且在该第一末端与该第二末端之间延伸的一个第二通道，该第二通道具有一个第二液压直径，以及
定位在该第一通道与该第二通道之间的多个第三通道，这些第三通道各自具有一个第三液压直径，该第三液压直径小于该第一液压直径；以及
一个板件，该板件定位在该排气流动管道的该第一末端与该第二末端之一处以便阻止该排气流动经过该第一通道和该第二通道中的至少一个而同时允许排气流动经过该多个第三通道。
14.如权利要求13所述的热交换器，进一步包括与该排气流动管道相似的多个排气流动管道，其中该板件阻止该排气流动经过每一个排气流动管道的该第一通道和该第二通道中的至少一个而同时允许排气流动经过每一个排气流动管道的该多个第三通道。
15.如权利要求13所述的热交换器，进一步包括一个接收该排气流动管道的一部分的集流管，其中该板件是直接连接到该集流管上的。
16.如权利要求13所述的热交换器，其中该第三液压直径与该第一液压直径之比是小于0.75的。
17.如权利要求13所述的热交换器，其中该第三液压直径与该第一液压直径之比是大约0.4。
18.如权利要求13所述的热交换器，其中该第二液压直径与该第一液压直径是类似的。
19.如权利要求13所述的热交换器，其中该板件包括与该多个第三通道中的至少一些对齐的一个开口以允许排气流动经过该多个第三通道。
20.如权利要求13所述的热交换器，其中该板件包括一个面以及偏离该面的一个表面，并且其中该表面被接收在邻近该第一弧状侧的该排气流动管道内以便实质上阻断排气流动经过该第一通道。
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