[发明专利]用于减小热交换器的管束在其壳体内的振动的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于减小热交换器的管束在其壳体内的振动的装置，其中在管束已被制造后，该装置允许紧固和快速的插入。在制造管束后的这种容易的插入使得管束所遭受的的高温（用于通过钎焊的附接）可以不影响该装置的性能，具体地，例如通过回火取得的弹性。

背景技术

为高流体流速设计的热交换器，例如用于“EGR”（废气再循环）系统中以减小在内燃发动机中的氮氧化物（NO_x）排放的那些热交换器，是具有很大质量的装置。

通常的构造是布置了容纳管束的壳体的构造，其多个管形成了束装（packing）。在壳体内循环有第一流体即液体冷却剂，该第一流体从管束移除热量，通过这些管循环有第二流体即待冷却的气体。

管束具有纵长的形状并且其质量很大。当该换热器遭受如在车辆中发生的外部刺激时，该管束具有动态性能，其特征在于振动的基本模态。最相关的是振动的第一基本模态，并且其与最低基本频率相关。由与振动模态相关的波腹中的变形所导致的位移可能很大，造成显著变形，这些显著变形是材料疲劳、机械干涉的原因，并且因此是破损和噪音的根源。

特别地，货车的交换器非常长，能够达到超过300毫米的长度，其带有具有200赫兹左右的自然频率的管束，其在发动机的范围内。这种类型的管束或也称之为管组（battery）可重达5到11千克之间，造成需要非常稳固的支撑件。

制造这些管束的通常方式是通过钎焊。通过在附接表面内插设包含合金的钎焊料膏（brazing paste）来组装管道、附接部件和支撑件，钎焊料膏在低于组成部件的熔点下熔解。这样附接的组件被引入熔炉中，导致钎焊料膏的熔解，而待附接的部件的金属未熔解。然而，尽管这些部件未达到熔解温度，熔炉的温度可到足够使它们软化的1100℃左右。例如，在经过钎焊熔炉后，具有通过回火以实现特定的弹性性能而取得的马氏体结构的钢将不复存在。

管束由管道形成，管道的自然频率取决于其长度，当所述管道制造得更长时，自然频率减小。当管道的自然频率非常低并且接近由发动机引起的一次谐波时，管束可开始共振，并且可发生由于振动的破损。为防止交换器的管束在壳体内的振动的问题，建立了在管束和壳体之间的不同于端部的支撑点，使得形成管束的管道如同它们短于它们的实际长度般工作，并且因此它们具有更高的自然频率，远离发动机振动所在的频率。这些中间支撑点因此限定了新的节点（node），其改变了由振动导致的管束的动态性能。

管束和壳体之间的这些支撑点为弹性的是合宜的，因此如果为了该目的将弹性部件结合入，那么它们必须在经过熔炉后安装，因为否则它们的弹性性能将被破坏，并且它们经历的任何变形将为永久性的。

在具有公开号EP1870656A2的欧洲专利中提议的解决方案是已知的。该专利申请描述了可在管束经过熔炉后安装的弹性夹（clip）。

所描述的夹安装在管束的一个面中，或者因为接纳弹性元件的固定件已预先固定在管束上（例如在熔炉中），或者使用了将管保持附接在管束的长度的特定点处的部件。该部件通常称之为挡件。

当使用该部件时，制造有容纳扁条（flat bar）的孔，从扁条呈现出楔形或叉形元件。这种构造允许通过滑动弹性支撑件的插入，其中该滑动沿着平行于管束的主纵向且横向于该部件的方向。为了移除，必需按压弹性的楔形或叉形部分，并且强行取出。

所有提议的解决方案需要在管束的各个面中以独立的方式的插入，并且尽管固定件防止其取出，但其未确保没有振动的附接。如果其具有特定的间隙，则楔形或叉形在插入之后复原其位置。该间隙在插入之后被保持，并且可造成不期望的振动。

发明内容

本发明提议一种更简单的备选解决方案，一旦管束经过熔炉，该方案允许其安装，大大减少了安装时间，并且还允许以快速的方式的用于其替换的移除。

本发明涉及一种装置，其可安装在热交换器中，优选地在属于用于冷却内燃发动机的废气的EGR系统的交换器中，该装置布置在管束或管组中，其管容纳在壳体中，使得管束的弹性支撑被建立在壳体的内表面上。该装置的特殊构造允许解决上文描述的问题。

本装置意在用于的管束具有的构造包括至少一个主面和两个邻近的侧面，并且其中管束还具有在管之间的一个或更多连接部件或“挡件”，造成在主面和邻近的侧面中的伸出部。

构造管束的管通过称之为连接部件或“挡件”的部件保持。如果它们遭受振动，该部件保持不同管之间的恒定的附接。该部件需要在主面和邻近的侧面两者中，从由管束的管的组件形成的束装伸出。装置的固定件将设立在伸出区域中。