[發明專利]冷卻器

有效

• 申請號: 201480007281.1
• 申請日: 2014-03-04
• 公開（公告）號: CN105121991A
• 公開（公告）日: 2015-12-02
• 發明（設計）人: 哈拉爾德·里格爾;哈特穆特·紹特;哈特穆特·佐拉
• 申請（專利權）人: 馬勒國際有限公司
• 主分類號: F28F17/00
• 分類號: F28F17/00;F02M25/07
• 代理公司: 北京匯信合知識產權代理有限公司 11335
• 代理人: 翟國明

技術領域

本發明涉及用于冷卻氣流的冷卻器，尤其是排氣再循環冷卻器，用于冷卻再循環排氣。此外，本發明涉及這種冷卻器的使用。

背景技術

冷卻器通常包括冷卻器塊，其具有氣流能夠流過的氣體路徑以及冷卻劑能夠流過的冷卻劑路徑，氣體路徑和冷卻劑路徑以介質隔開方式熱聯接至彼此。

這種冷卻器在車輛中以可變方式使用。應用的典型形式產生在排氣再循環中，其中從新鮮空氣系統外部的排氣系統供給排氣，從而將再循環排氣與內燃機的燃燒室上游的新鮮空氣混合。這種排氣再循環(EGR)已經證明是有利于內燃機的燃料消耗和污染物排放釋放。在渦輪增壓內燃機中，高壓排氣再循環(HPEGR)和低壓排氣再循環(LPEGR)之間存在差別。渦輪增壓內燃機裝備有排氣渦輪增壓器，其渦輪布置在排氣系統中，其壓縮機布置在新鮮空氣系統中。此處，壓縮機以及渦輪將新鮮空氣系統和排氣系統分別分隔成高壓區域以及低壓區域。新鮮空氣側的低壓區域在壓縮機上游延伸。新鮮空氣側的高壓區域在壓縮機的下游延伸。排氣側的低壓區域在渦輪下游延伸。排氣側的高壓區域位于渦輪上游。高壓排氣再循環(HPEGR)因此占據渦輪的上游以及壓縮機的下游。與此不同，低壓排氣再循環(LPEGR)占據渦輪的下游以及壓縮機的上游。

在排氣中，能夠包含水蒸氣形式的水，通過燃燒處理其會升高。同樣地，在從環境抽吸的新鮮空氣中，能夠包含水蒸氣形式的水。再循環排氣通常依靠排氣再循環冷卻器冷卻，例如以增加新鮮空氣的質量流。取決于環境條件，再循環氣體此處能夠冷卻得低于水的露點，由此能夠發生冷凝，使得因此液態水積聚。由此，能夠形成水滴，這會破壞下游的成分。此處，可能會由機械和腐蝕損壞。尤其，壓縮機中以高轉速旋轉的壓縮機輪暴露，從而增加了被水滴腐蝕的損壞風險。此外，冷凝水會積聚，以不利環境條件的方式會冰凍。此處，尤其壓縮機輪暴露，增加了風險。

冷凝水形成的風險在低壓排氣再循環中尤其是關鍵的，因為比起在高壓排氣再循環中，再循環排氣被定期冷卻至低溫度水平。

這種冷卻器的優選應用形式因此是EGR冷卻器，其能夠集成至低溫冷卻電路(LT冷卻電路)中，用于尤其高冷卻效率，即集成至液體冷卻電路中，優選是常規發動機冷卻電路。這種LTEGR冷卻器在實用車輛中尤其會使用在HP區域或者LP區域，使得于是關注的是LTHPEGR冷卻器或者分別LTLPEGR冷卻器。

除了水蒸氣，排氣會額外地包含各種燃燒殘留物，它們以顆粒形式存在。尤其，燃燒殘留物能夠包含煙灰、礦物質成分、陶瓷粒子或者硅酸鹽。

引言中所稱類型的冷卻器也能夠使用在建筑物中，尤其用于空調以調節室內空氣。這種冷卻器的進一步可能使用是例如電池冷卻(例如在電動車輛中)或者連接燃料電池的空氣供給。除了液體或者冷凝水，相應的氣流還能夠包含固體，諸如例如灰塵、硅酸鹽(例如沙)或者有機物質。

發明內容

本發明關注的問題是提供引言所稱類型的冷卻器的改進實施例或者新穎使用，其能夠尤其設計成排氣再循環冷卻器，其獨特之處在于在冷凝水形成的情況下，可降低破壞后續成分的風險。

該問題根據本發明通過獨立權利要求的主題解決。有利實施例是從屬權利要求的主題。

本發明是基于這樣的總體構思：冷卻器裝備有液體分離器。依靠這種液體分離器，能夠從氣流分離出液體，使得從冷卻器出來的氣流不包含液體或者僅包含降低量的液體。結果，降低破壞后續成分的風險。有利地，液體分離器布置在冷卻器塊上，位于氣體路徑的出口側。由此，確保了液體分離器能夠收集積聚氣體路徑內的盡可能多的液體。積聚在出口側上游的氣體路徑中的液體由氣流沿出口側方向傳輸，因此被供給至液體分離器。

根據有利實施例，液體分離器能夠具有氣體導管，該氣體導管具有氣流能夠流過的導管截面，該氣體導管大部分被氣流能夠流過的分離結構阻擋。當分離結構完全或者至少基本上阻擋導管截面時，氣流被迫流過分離結構。隨后，夾帶的液體和/或固態雜質能夠附著至分離結構并且能夠從氣流分離。

根據進一步發展，收集導管能夠在重力方向上毗連導管截面，收集導管橫向于氣體導管運行，通向氣體導管并且布置成使得至少一個分離結構的滴水邊緣在重力方向上與其毗連。以該方式，能夠尤其簡單地從分離結構排放分離出的雜質。相應的滴水邊緣優選布置于氣體導管的導管截面的外側，或者布置于收集導管的內部，由此改善了分離雜質滴落至收集導管中。

有利地，排空線能夠連接至收集導管，為了將分離出的雜質排放至例如儲罐。