CN107806376A - 水冷式排放气体再循环冷却器 - Google Patents

水冷式排放气体再循环冷却器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种水冷式排放气体再循环冷却器，其从排气管路接收排放气体，并将经冷却的排放气体再循环至进气管路，所述水冷式排放气体再循环冷却器包括：壳体，其具有排放气体入口、排放气体出口，排放气体流入所述排放气体入口，排放气体从所述排放气体出口排出，所述壳体进一步具有冷却剂入口和冷却剂出口，用于冷却排放气体的冷却剂流入所述冷却剂入口，冷却剂从所述冷却剂出口排出；管材，其以预定的间距设置在壳体内部，使得从排放气体入口流过至排放气体出口的排放气体在所述管材内部流动；以及支架，其插置于所述管材之间以维持管材之间预定的间距并支撑管材，所述支架设置在冷却剂流动的空间中。

Description

水冷式排放气体再循环冷却器
相关申请的交叉引用
本申请对于2016年9月9日在韩国知识产权局所提出的韩国专利申请第10-2016-0116725号要求优先权权益，并通过引用将其全文纳入本文。
技术领域
本发明涉及一种水冷式排放气体再循环(EGR)冷却器，其用冷却剂冷却从排气管路再循环至进气管路的排放气体，并具有通过使用管材之间的支架而改进的支撑结构。
背景技术
近来，由于出现了如全球变暖的环境问题，因此已经加强了关于排放气体的法规，特别对汽车的排放气体的排放量应用严格标准。
特别地，在EURO-6标准下，在汽车的柴油发动机的情况中，所产生的NOx的量需要减少至80mg/km的水平，在此方面，与汽车相关的公司已经采用了新的技术，例如排放气体再循环(EGR)，稀燃NOx捕集(LNT)和选择性催化还原(SCR)。
EGR装置可以包括：高压EGR(HP-EGR)装置和低压EGR(LP-EGR)装置；高压EGR装置在催化器的前端处再循环排放气体；低压EGR装置在柴油颗粒过滤器(DPF)的后端处再循环排放气体，并将经再循环的排放气体再循环至涡轮增压器的前端。
为了冷却经再循环的排放气体，EGR冷却器设置在排放气体再循环管路中，EGR冷却器可以由对高温状态和对冷凝水具有高耐腐蚀性的不锈材料制得。
然而，由不锈材料制得的EGR冷却器较重，具有较低的传热效率，并具有较差的成型性质，且整体组件昂贵。因此，已经进行EGR冷却器的研究使其具有高传热效率，具有优秀的成型性质，由铝制得，并且其组件相对便宜。
通常，基于纯铝(A1xxx)的铝A1100和基于铝-锰(A3xxx)的A3003用于作为冷却器的热交换器的片体和管材中，经再循环的排放气体的温度为约550℃。
另外，腐蚀性离子，例如Cl-、SO4 2-和NO3 -作为冷凝水的组分存在，使得铝基片体或管材可能在高温环境和腐蚀性环境中受损。在此方面，对具有高强度和高耐腐蚀性的铝片进行研究。
图5为应用于EGR冷却器的管材的局部横截面的立体图。
参考图5，EGR冷却器包括管材200，排放气体经过管材200内部，冷却剂经过管材200的外部。
管材200包括两个片材，设置所述两个片材并使其具有预定的间距，向内突出的压印500形成在片材中。此外，压印500的主要部分相互面对，并相互钎焊以构造管材200.
EGR冷却器具有这样的结构，其中排放气体或冷却剂经过形成压印500的内部空间，冷却剂或排放气体经过外部空间，压印500的钎焊部分505由于高温和冷凝水而被腐蚀，从而产生泄漏，由此使总体耐久性变差。
公开于该发明背景技术部分的上述信息仅仅旨在加深对发明背景的理解，因此其可以包含的信息并不构成在本国已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明致力于提供一种水冷式EGR冷却器，其中使管材的结合部分最小化以减少结合部分的腐蚀，并且可以稳定并均匀地维持管材之间的间距。
根据本发明的示例性实施方案，一种水冷式排放气体再循环(EGR)冷却器，其从排气管路接收排放气体，并将经冷却的排放气体再循环至进气管路，所述水冷式排放气体再循环(EGR)冷却器包括：壳体，其具有排放气体入口和排放气体出口，排放气体流入所述排放气体入口，排放气体从所述排放气体出口排出，所述壳体进一步具有冷却剂入口和冷却剂出口，冷却剂流入所述冷却剂入口，冷却剂从所述冷却剂出口排出；管材，其以预定的间距设置在壳体内部，使得从排放气体入口流过至排放气体出口的排放气体在所述管材内部流动；以及支架，其插置于所述管材之间，并设置在冷却剂流动的空间中，以维持管材之间设定的预定间距并支撑管材。
水冷式EGR冷却器可以进一步包括片体，其以之字形弯曲，并设置在管材的内部侧，使得片体的外表面紧密接触管材的内表面。
管材、片体以及支架可以由铝制得。
冷却剂入口和冷却剂出口可以沿壳体的纵向方向以预定间距形成，并可以包括连接至冷却剂入口的冷却剂入口管道和连接至冷却剂出口的冷却剂出口管道。
支架可以包括：第一构件，其在管材的高度方向上延伸，并沿管材的纵向方向以设定的间距设置；以及第二构件，其与第一构件整体形成，其在管材的纵向方向上延伸，并沿管材的高度方向以设定的间距设置。
第二构件可以延伸以具有在冷却剂流动方向上的直线形，第一构件可以以之字形弯曲，第一构件的一侧的第一表面可以支撑管材的外表面，而第二构件的另一侧的第二表面可以支撑另一管材的外表面，从而维持管材之间设定的间距。
第二构件可以与管材的一个接触。
排放气体入口和排放气体出口可以形成在壳体的一端表面的两侧，切换排放气气体从一端表面流动至另一端表面的流动方向的U型凸缘可以设置在壳体的其它端表面中。
根据本发明的另一示例性实施方案，一种水冷式排放气体再循环(EGR)冷却器，其从排气管路接收排放气体，并将经冷却的排放气体再循环至进气管路，所述水冷式排放气体再循环(EGR)冷却器包括：壳体，其具有排放气体入口和排放气体出口，排放气体流入排放气体入口，排放气体从排放气体出口排出，所述壳体进一步包括冷却剂入口和冷却剂出口，用于冷却排放气体的冷却剂流入冷却剂入口，冷却剂从冷却剂出口排出；管材，其以预定的间距设置在壳体的内部，使得从排放气体入口流过至排放气体出口的排放气体在管材的内部流动；片体，其弯曲成之字形，并设置在管材的每一个的内部侧，使得片体的外表面紧密接触管材的内表面；以及支架，其插置于管材之间，并具有与一个管材接触的第一表面和与另一管材接触的第二表面，所述支架设置在冷却剂流动的空间中，从而维持管材之间的预定的间距。
支架可以包括：第一构件，其在管材的高度方向上延伸，并沿管材的纵向方向以设定的间距设置；第二构件，其与第一构件整体形成，并在冷却剂流动的纵向方向上延伸，并沿管材的高度方向以设定的间距设置，所述第一构件可以以之字形弯曲，第一构件的第一表面可以支撑一个管材的外表面，而第二构件的第二表面支撑另一管材的外表面，从而维持管材之间的设定的间距；第二构件可以与管材的一个接触。
支架可以由片材制得，从一个表面穿过至另一表面的流动孔可以以设定的间距设置在支架中。
管材、片体以及支架可以由铝制得。
根据本发明的示例性实施方案，支架插置于管材之间以稳定地固定管材并减少结合部分，从而使其可以防止由于冷却剂或排放气体造成的腐蚀，由此提高EGR冷却器的耐久性。
附图说明
图1为根据本发明的示例性实施方案的EGR冷却器的立体图。
图2为根据本发明的示例性实施方案的EGR冷却器的截面图。
图3为根据本发明的示例性实施方案的应用于EGR冷却器的支架的立体图。
图4为根据本发明的示例性实施方案的支架的局部的截面图。
图5为根据现有技术的应用于EGR冷却器的管材的局部横截面的立体图。
具体实施方式
下面将参考附图对本发明的示例性实施方案进行详细描述。
另外，在附图中所示的每个构造的尺寸和厚度为了理解和易于说明而任意地示出，但本发明不限于此，为了清晰而放大了层、薄膜、板、区域等的厚度。
将省略与说明书无关的部分以清楚地说明本发明，且在整个说明书中相同的附图标记表示相同的元件。
在如下说明中，组成元件的名称使用“第一…”和“第二…”等来区分，但这仅用于区分组成元件的相同名称，组成元件的名称不被顺序限定。
图1为根据本发明的示例性实施方案的排放气体再循环(EGR)冷却器的立体图。
参考图1，EGR冷却器100包括壳体115、安装凸缘110和U型凸缘105。
冷却剂流入的冷却剂入口管道连接至壳体115的上侧的一端，经过其排出冷却剂的冷却剂排出管道连接至壳体115的上侧的另一端。
排放气体流入的排放气体入口形成在壳体115的一端表面的上部，经过其排出排放气体的排放气体出口形成在壳体115的一端表面的下部。
U型凸缘105安装在壳体115的另一端表面上，U型凸缘105连通壳体115的上部和下部。
从排放气体管路经过壳体115的排放气体入口122所供应的排放气体流动至壳体115的上侧，经过U型凸缘105，并流动至壳体115的下侧，且通过排放气体出口124而汇合至进气管路。
另外，安装凸缘110将壳体115固定至发动机的一侧。
图2为根据本发明的示例性实施方案的EGR冷却器的截面图。
参考图2，在EGR冷却器100中，管材200、片体(pin)210和支架220设置在壳体115的内部。
管材200在纵向方向上延伸，并以预定间距设置在宽度方向上。此外，片体210设置在管材200的内部，片体210以之字形弯曲，片体210的外部表面与管材200的内表面接触。
管材200具有这样的结构，其中排放气体经过管材200的内部侧，冷却剂在管材200的外部侧流动。此外，设置在管材200的内部侧的片体210提高冷却剂和排放气体之间的热交换效率。
在本发明的示例性实施方案中，支架220插置于管材200之间。支架220维持管材200之间预定的间距，并在管材200之间形成冷却剂流动的通路。
图3为根据本发明的示例性实施方案的应用于EGR冷却器的支架的立体图。参考图3，支架220包括第一构件302和第二构件304。
第一构件302在高度方向上延伸并以之字形弯曲，第一构件302以预定的间距沿纵向方向设置。
第二构件304在纵向方向上延伸并具有直线形，第二构件304以预定的间距沿高度方向设置。
另外，第一构件302和第二构件304整体形成，通过第一构件302和第二构件304的间隙而形成流动孔310，流动孔310以预定的间距沿纵向方向和高度方向设置。
在本发明的示例性实施方案中，流动孔310可以以预定的间距形成在一个片材中，第一构件302和第二构件304与片材可以通过压制第一构件302和第二构件304及片材而整体形成。
另外，第二构件304可以形成在冷却剂流动的方向上并具有直线形，由此减小冷却剂的流动阻力。
图4为根据本发明的示例性实施方案的支架的局部的截面图。
参考图4，支架220的第一构件302以之字形弯曲，形成在一个表面的外侧的第一表面405与管材200的一个接触，形成在另一个表面的外侧的第二表面400与管材200的另一个接触。
支架220的第一表面405和第二表面400与管材200接触，由此提高冷却效率，并稳定地支撑管材200。
尽管已经描述了本发明以及目前被认为是实用的实施例的实施方案，但是应理解本发明不限于所公开的实施方案。相反地，其旨在覆盖所述权利要求书的精神和范围内所包含的各种变体和等同布置。

Claims (12)

1.一种水冷式排放气体再循环冷却器，其从排气管路接收排放气体，并将经冷却的排放气体再循环至进气管路，所述水冷式排放气体再循环冷却器包括：
壳体，其具有排放气体入口和排放气体出口，排放气体流入所述排放气体入口，排放气体从所述排放气体出口排出，所述壳体进一步具有冷却剂入口和冷却剂出口，用于冷却排放气体的冷却剂流入所述冷却剂入口，所述冷却剂从所述冷却剂出口排出；
管材，其以预定的间距设置在所述壳体内部，从而从排放气体入口流过至排放气体出口的排放气体在所述管材的内部流动；以及
支架，其插置于所述管材之间以维持管材之间的预定的间距并支撑管材，所述支架设置在冷却剂流动的空间中。
2.根据权利要求1所述的水冷式排放气体再循环冷却器，其进一步包括：
片体，其设置在管材的每一个的内部侧并以之字形弯曲，所述片体具有与管材的每一个的内表面紧密接触的外表面。
3.根据权利要求2所述的水冷式排放气体再循环冷却器，其中：
所述管材、片体以及支架由铝制得。
4.根据权利要求2所述的水冷式排放气体再循环冷却器，其中：
冷却管剂入口和冷却剂出口沿所述壳体的纵向方向以预定的间距形成；
冷却剂入口管道和冷却剂出口管道分别连接至冷却剂入口和冷却剂出口。
5.根据权利要求1所述的水冷式排放气体再循环冷却器，其中所述支架包括：
第一构件，其在所述管材的高度方向上延伸，所述第一构件沿所述管材的纵向方向以设定的间距设置；以及
第二构件，其与所述第一构件整体形成并在所述管材的纵向方向上延伸，所述第二构件沿所述管材的高度方向以设定的间距设置。
6.根据权利要求5所述的水冷式排放气体再循环冷却器，其中：
所述第二构件在冷却剂流动的方向上延伸并具有直线形；
所述第一构件弯曲成之字形，所述第一构件的第一表面支撑一个管材的外表面，所述第二构件的第二表面支撑另一管材的外表面，从而维持管材之间的设定的间距。
7.根据权利要求6所述的水冷式排放气体再循环冷却器，其中：
所述第二构件与设置在一侧的管材和另一侧的管材的一个接触。
8.根据权利要求1所述的水冷式排放气体再循环冷却器，其中：
排放气体入口和排放气体出口形成在所述壳体的一端表面的两侧；
U型凸缘设置在所述壳体的另一端表面，所述U型凸缘切换排放气体的流动方向。
9.一种水冷式排放气体再循环冷却器，其从排气管路接收排放气体，并将经冷却的排放气体再循环至进气管路，所述水冷式排放气体再循环冷却器包括：
壳体，其具有排放气体入口和排放气体出口，排放气体流入所述排放气体入口，排放气体从所述排放气体出口排出，所述壳体进一步具有冷却剂入口和冷却剂出口，用于冷却排放气体的冷却剂流入所述冷却剂入口，所述冷却剂从所述冷却剂出口排出；
管材，其以预定的间距设置在所述壳体内部，从而从排放气体入口流过至排放气体出口的排放气体在所述管材的内部流动；
片体，其以之字形弯曲，所述片体设置在所述管材的每一个的内部使得片体的外表面与管材的每一个的内表面紧密接触；以及
支架，其插置于所述管材之间，所述支架具有与所述管材接触的第一表面和与另一管材接触的第二表面，
其中，所述支架设置在冷却剂流动的空间中，从而维持管材之间预定的间距。
10.根据权利要求9所述的水冷式排放气体再循环冷却器，其中，所述支架包括：
第一构件，其在所述管材的高度方向上延伸并沿管材的纵向方向以设定的间距设置；以及
第二构件，冷却剂在所述第二构件中流动，所述第二构件与所述第一构件整体形成，所述第二构件在管材的纵向方向上延伸，并沿管材的高度方向以设定的间距设置，以及
其中，所述第一构件弯曲成之字形，第一构件的一侧的第一表面支撑一个管材的外表面，第二构件的另一侧的第二表面支撑另一管材的外表面，从而维持管材之间的设定的间距，
第二构件与管材的一个接触。
11.根据权利要求9所述的水冷式排放气体再循环冷却器，其中：
所述支架具有弯曲的片材形状，
流动孔相互间隔开，所述流动孔从支架的一个表面穿过至另一表面。
12.根据权利要求9所述的水冷式排放气体再循环冷却器，其中：
所述管材、片体以及支架由铝制得。
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