[发明专利]冷却器

说明书

技术领域

本发明涉及用于冷却气流的冷却器，尤其是排气再循环冷却器，用于冷却再循环排气。此外，本发明涉及这种冷却器的使用。

背景技术

冷却器通常包括冷却器块，其具有气流能够流过的气体路径以及冷却剂能够流过的冷却剂路径，气体路径和冷却剂路径以介质隔开方式热联接至彼此。

这种冷却器在车辆中以可变方式使用。应用的典型形式产生在排气再循环中，其中从新鲜空气系统外部的排气系统供给排气，从而将再循环排气与内燃机的燃烧室上游的新鲜空气混合。这种排气再循环(EGR)已经证明是有利于内燃机的燃料消耗和污染物排放释放。在涡轮增压内燃机中，高压排气再循环(HPEGR)和低压排气再循环(LPEGR)之间存在差别。涡轮增压内燃机装备有排气涡轮增压器，其涡轮布置在排气系统中，其压缩机布置在新鲜空气系统中。此处，压缩机以及涡轮将新鲜空气系统和排气系统分别分隔成高压区域以及低压区域。新鲜空气侧的低压区域在压缩机上游延伸。新鲜空气侧的高压区域在压缩机的下游延伸。排气侧的低压区域在涡轮下游延伸。排气侧的高压区域位于涡轮上游。高压排气再循环(HPEGR)因此占据涡轮的上游以及压缩机的下游。与此不同，低压排气再循环(LPEGR)占据涡轮的下游以及压缩机的上游。

在排气中，能够包含水蒸气形式的水，通过燃烧处理其会升高。同样地，在从环境抽吸的新鲜空气中，能够包含水蒸气形式的水。再循环排气通常依靠排气再循环冷却器冷却，例如以增加新鲜空气的质量流。取决于环境条件，再循环气体此处能够冷却得低于水的露点，由此能够发生冷凝，使得因此液态水积聚。由此，能够形成水滴，这会破坏下游的成分。此处，可能会由机械和腐蚀损坏。尤其，压缩机中以高转速旋转的压缩机轮暴露，从而增加了被水滴腐蚀的损坏风险。此外，冷凝水会积聚，以不利环境条件的方式会冰冻。此处，尤其压缩机轮暴露，增加了风险。

冷凝水形成的风险在低压排气再循环中尤其是关键的，因为比起在高压排气再循环中，再循环排气被定期冷却至低温度水平。

这种冷却器的优选应用形式因此是EGR冷却器，其能够集成至低温冷却电路(LT冷却电路)中，用于尤其高冷却效率，即集成至液体冷却电路中，优选是常规发动机冷却电路。这种LTEGR冷却器在实用车辆中尤其会使用在HP区域或者LP区域，使得于是关注的是LTHPEGR冷却器或者分别LTLPEGR冷却器。

除了水蒸气，排气会额外地包含各种燃烧残留物，它们以颗粒形式存在。尤其，燃烧残留物能够包含烟灰、矿物质成分、陶瓷粒子或者硅酸盐。

引言中所称类型的冷却器也能够使用在建筑物中，尤其用于空调以调节室内空气。这种冷却器的进一步可能使用是例如电池冷却(例如在电动车辆中)或者连接燃料电池的空气供给。除了液体或者冷凝水，相应的气流还能够包含固体，诸如例如灰尘、硅酸盐(例如沙)或者有机物质。

发明内容

本发明关注的问题是提供引言所称类型的冷却器的改进实施例或者新颖使用，其能够尤其设计成排气再循环冷却器，其独特之处在于在冷凝水形成的情况下，可降低破坏后续成分的风险。

该问题根据本发明通过独立权利要求的主题解决。有利实施例是从属权利要求的主题。

本发明是基于这样的总体构思：冷却器装备有液体分离器。依靠这种液体分离器，能够从气流分离出液体，使得从冷却器出来的气流不包含液体或者仅包含降低量的液体。结果，降低破坏后续成分的风险。有利地，液体分离器布置在冷却器块上，位于气体路径的出口侧。由此，确保了液体分离器能够收集积聚气体路径内的尽可能多的液体。积聚在出口侧上游的气体路径中的液体由气流沿出口侧方向传输，因此被供给至液体分离器。

根据有利实施例，液体分离器能够具有气体导管，该气体导管具有气流能够流过的导管截面，该气体导管大部分被气流能够流过的分离结构阻挡。当分离结构完全或者至少基本上阻挡导管截面时，气流被迫流过分离结构。随后，夹带的液体和/或固态杂质能够附着至分离结构并且能够从气流分离。

根据进一步发展，收集导管能够在重力方向上毗连导管截面，收集导管横向于气体导管运行，通向气体导管并且布置成使得至少一个分离结构的滴水边缘在重力方向上与其毗连。以该方式，能够尤其简单地从分离结构排放分离出的杂质。相应的滴水边缘优选布置于气体导管的导管截面的外侧，或者布置于收集导管的内部，由此改善了分离杂质滴落至收集导管中。

有利地，排空线能够连接至收集导管，为了将分离出的杂质排放至例如储罐。