US2003/0010479A1公开了一种热交换器，它作为AGR系统(废气再循 环系统)中的废气冷却器。外壳被内燃机的冷却回路中的液态冷却介质穿流， 废气管布置在外壳中，其端部插入到管板中，而管板又与外壳相连。废气通 过扩散器进入到废气冷却器中，然后穿过被冷却介质环绕的废气管并通过废 气接管从冷却器中排出。废气冷却器的所有零件相互钎接。在这种具有管板 的结构中，管端插入到管板中，其缺点是，管子在钎焊过程中固定在管板中， 因此在钎焊时并且在钎料层熔化的过程中不能活动，这就会对涡流衬垫与管 内壁的钎接产生不利的影响。这种缺点在不带管板的系统中已被避免，如下 面的例子所述：
在DE10060102A1中公开了一种热交换器，它同样作为AGR系统中的 废气冷却器。在这里，再循环的废气被取自汽车内燃机冷却回路的冷却介质 冷却。这种已知的废气冷却器具有一个基本上分成两部分的外壳，在外壳中 布置着一个在一次侧可被冷却介质穿流且在二次侧被废气穿流的冷却体，所 述冷却体由多个扁平的小管组成。在这里，废气相对来说以直线即基本没有 出现折流的形式穿过外壳。冷却介质沿垂直的方向进入扁平的小管并从其中 排出，这样每次就出现了一个90度的折流。为了废气和冷却介质之间的换热， 在扁平的小管之间布置着所谓的涡流板。整个废气冷却器由外壳、小管和涡 流板组成，并通过“整体钎焊”制成。
按照图9，DE10060102A1所申请的专利从现有技术出发，涉及一种无 外壳的废气热交换器，其中，扁平的废气管由叠片形成，叠片的折边在纵向 侧具有弯曲的边缘带，它们与相邻的边缘带钎接形成外壳壁。这样的缺点在 于会有很多的钎焊点，每个钎焊点都有着由于密封性差而造成废气泄露的风 险。DE10060102A1所申请的专利的缺点在于，外壳壁直接与废气流接触， 并被加热到一定的温度，而这个温度对废气冷却器所安装的环境例如汽车的 发动机舱而言是不能承受的。

本发明的任务是设计一种如前面所述的热交换器，使它一方面适合于接 合、特别是适合于钎接、焊接、粘接等，另一方面在使用高温待冷却介质时 使它的外表温度较低。
这个目的由下述特征实现。
按照本发明，优选地由叠片对(Scheibenpaare)形成的流道在纵向侧与 外壳的壁形成材料配合的连接，即钎接、焊接、粘接等。叠片对相互堆叠形 成盒形式(Paket)，并通过横向通道相互连接以使流体通过。流体在穿过这 种横向通道时会出现相对较高的压力损失，这一方面是由于流体在从横向通 道折流进入由叠片对闭合而形成的流道时，特别是在叠片对之间的横向流道 通常具有尖锐的切边，从而使流体出现强烈的涡流因而导致大量的压力损失。 因此，叠片对被第一流体、特别是液态的冷却介质穿流，对于这种介质而言 压力损失不是那么重要。第二流体、特别是待冷却的热介质从盒装形式的叠 片对的端面进入并穿流，这样流体相对来说以直线的形式穿过叠片盒，也就 是说不出现明显的折流。这样对于优选为气态的第二流体而言，所出现的压 力损失较低。为配合传热情况，在叠片之间设有涡流发生元件。按照本发明 的热交换器优选地在一个工序中通过钎接、焊接、粘接等方式而制成。被钎 接、焊接或粘接的零件在这个过程中是活动的，即相互之间可向对方移动， 并因此在钎焊过程中当钎料层熔化时它们可相对运动，从而使钎焊缝达到最 小并形成无缺陷的钎接。较佳的是，叠片对在接合工序、特别是钎接工序、 焊接工序、粘接工序等之前的工步中预折边和/或弯折咬紧，即由两个叠片组 成的叠片对，包括可能设有的涡流衬垫，可通过以下方式预制成：叠片对通 过从其中一个叠片形成并将另一个叠片的边缘包住的连接板固定，从而使叠 片对的两个叠片在自身的钎焊过程中不再相对地滑动、不再相对位移或张开， 并且保证了叠片对钎焊的密封。咬紧的叠片可以防止一外壳和纵向紧贴的叠 片对之间由于零件们迅速升高的不同温度及钎料层的熔化而出现的相对移动 所导致的叠片对的不充分钎接。这就放宽了叠片对的纵向侧和外壳之间的公 差配合，因为在钎焊过程中基本上只需保证咬紧的叠片对紧贴在外壳上，而 不必考虑两个叠片相互之间可能的位移。这样就确保，通过流道或叠片对的 材料配合的连接，在第一流体、冷却介质和外壳壁之间形成传热。外壳壁也 通过热耦合促进了热交换，而根据热交换器几何形状和涡流发生器的设计， 叠片对的连接也明显加大了第二流体的传热面：如果在流道中为第二流体设 有涡流板，会使其加大约2％到多于10％，如果在第二流体的流道中设有涡 流发生器(例如压到叠片中的涡流体)，那么甚至会增加25％还多。这样就 大大提高了热交换器的效率。此外，在使用高温待冷却介质的情况下，外壳 壁还可以被充分冷却，并将温度保持一个相对较低的水平。特别是在废气冷 却时以及许多其它的热交换器应用中的增压空气冷却时，必须对外壳进行充 分冷却，因为否则的话会在外壳和叠片对之间的连接点形成很高的热应力， 这个应力是由于温度差别大并相应地由被废气穿过的外壳和经过冷却的叠片 对之间的不同热膨胀造成的。叠片对的纵向侧与外壳相连的另一个重要优点 在于，热交换器针对第二流体的耐压强度显著提高，因为叠片起着外壳两侧 之间的抵抗内部压力的拉杆的作用。这样，上述的热交换器方案特别适合于 以下介质：在这个介质中，对第二流体的压力损失的要求极其有限，第二流 体温度很高，或者第二流体的压力很大，或者这些要求组合在一起。
在本发明的一个实施形式中，流道的纵向侧基本上在其整个长度上与外 壳形成材料配合的连接。材料配合的连接特别是通过钎接、焊接、粘接等形 成，原则上也可以采用其它的连接方式，如形状配合的连接，或者材料配合 的连接和形状配合的连接的组合。
在本发明的一个实施形式中，流道由叠片对形成。叠片对形成第二流体 的通道。在叠片对和外壳之间存在着连接，从而使第二流体可以接近外壳和 外壳壁，并使外壳壁和外壳冷却或变热。
在发明的一个实施形式中，流道和/或通道基本上全部都在外壳中，从而 使第一和第二流体之间的热交换基本上完全发生在外壳的内部，而外壳则由 外壳盖封住，同时，第二流体和外壳和/或外壳盖之间以及第一流体和外壳和 /或外壳外壳盖之间同样发生热交换。
在本发明的一个实施形式中，在外壳盖和一个相邻的叠片、特别是下部 叠片之间为流体、特别是第一流体形成至少一个流道，通过这种方式可以省 掉上部叠片，而外壳盖则被同时冷却。因为外壳盖与外壳通过材料配合的连 接如钎接、焊接、粘接等相连，和/或通过形状配合的连接-如变形-相连， 那么在外壳盖和外壳之间也发生传热，并且也可反向传热，这样外壳也被一 同冷却。
在本发明的另一实施形式中，在外壳的底部段或壳身() 和相邻的叠片、特别是上部叠片之间形成至少一个第一流体的流道，通过这 种方式同样可以省掉一个叠片、特别是下部叠片。第一流体尤其是冷却外壳 和壳身。此外，上部叠片也可以与下部叠片通过材料配合的连接形成叠片对， 而叠片对则通过至少一个叠片、特别是与底部区域相邻的下部叠片与壳身在 底部区域中通过钎接、焊接、粘接等形成材料配合的连接。
在本发明的一个实施形式中，形成叠片对的下部和上部叠片通过在边缘 侧形成的折边相互连接，这样，叠片则通过弯曲形成形状配合的连接。在这 里，至少一个叠片、特别是下部叠片将另一个叠片、特别是上部叠片包住， 这样，叠片之间相互套钩，而沿着叠片和叠片对的叠置方向也能够出现公差 补偿，从而在接合过程如钎接、焊接、粘接等形成材料配合的连接中，能够 对在叠片之间可能出现的开口或缝隙进行补偿，从而使接合过程能够可靠且 成功地实施，并在叠片、特别是上部和下部叠片之间、相邻的叠片对之间以 及相邻的上部和下部叠片之间形成完全的材料配合连接。
在本发明的一个实施形式中，流入通道和/或至少一个流出通道横穿过叠 片对，在这里，流入通道和/或流出通道在穿过叠片对时，与叠片的叠置方向 和/或叠片的纵向之间形成一个从0°到360°或-360°的角，特别是与叠置方向 之间形成一个从-50°到+50°的角，最好是与叠置方向之间形成0°的角，即流 出通道和/或流入通道基本上与叠置方向平行。流出通道和流入通道与叠置方 向和/或纵向之间的角度可以是不同的，可以取0°和360°或-360°之间的值。 在本发明的一个实施形式中，叠片对具有至少一个皿状部(Napf)或至 少一个凸出部()。这个皿状部或凸出部在叠片对的至少一个叠片 上形成，优选地通过变形如弯曲、冲压等或通过一次成型的方式形成。
在本发明的一个实施形式中，叠片对的凸出部或皿状部分伸出并触及相 邻的叠片对，其中，叠片和叠片对相互接触并特别是通过钎接、焊接、粘接 相互间形成材料配合的连接。此外与其它的连接相同，也可以采用形状配合 的连接和/或材料配合连接和形状配合连接的组合。
在本发明的一个实施形式中，凸出部或皿状部分通过变形或一次成型在 上部叠片中形成，同样，上部叠片环形面也是通过变形或成型工艺形成，它 与通过变形或成型工艺形成的、相邻的叠片对的下部叠片的下部叠片环形面 接触，并尤其是通过钎接、焊接、粘接等材料配合的连接和/或套钩等形状配 合的连接与下部叠片环形面相连。
在本发明的另一个实施形式中，另一个凸出部特别是通过变形或成型在 下部叠片中形成，同样，下部叠片环形面也是通过变形或成型工艺形成，它 与通过变形或成型工艺形成的、相邻的叠片对的上部叠片的上部叠片环形面 接触，并尤其是通过钎接、焊接、粘接等材料配合的连接和/或套钩等形状配 合的连接与上部叠片环形面相连。
在本发明的一个实施形式中，流道是叠置而成。同样，用于第二流体的 通道也是叠置而成。在一个实施形式中，叠片是这样叠置的，即一个叠片叠 置在相邻的另一个叠片上，特别是一个上部叠片放置在一个下部叠片上，而 另一个下部叠片又放置在上部叠片上，而在这个下部叠片上又放置着另一个 上部叠片，这样，相邻的碟片对相互叠置。叠置的叠片或叠片对被装到壳身 中，壳身又被一个外壳盖封住。在这里，外壳盖以下面的方式放置在外壳上， 即它沿叠置方向放置在外壳上，并与外壳形成材料配合的连接、特别是钎接、 焊接、粘接等等，和/或形成形状配合的连接、特别是套钩等，这样，在接合 过程特别是钎接、焊接或粘接中，在流道或通道的叠置方向上可以进行公差 补偿。
在本发明的一个实施形式中，叠片对的叠片具有叠片边缘面，并且，叠 片对的上部叠片具有上部叠片边缘面，相邻的下部叠片具有下部叠片边缘面， 其中，上部叠片边缘面和下部叠片边缘面相对应并通过钎接、焊接、粘接等 形成材料配合的连接。上部叠片边缘面沿叠片的纵向延伸，基本上平行于下 部叠片边缘面；上部叠片边缘面同样也沿叠片的宽度方向延伸，这个方向基 本垂直于叠片的纵向并基本垂直于叠片的叠置方向，并且基本与下部叠片边 缘面平行。在上部叠片边缘面和下部叠片边缘面的截面中，叠片的纵向侧沿 叠置方向过渡为叠片宽度，在那里形成下部和上部叠片边缘面的接口，使叠 片边缘面的接口沿纵向基本上以四分之一柱体的形式出现，并且下部和上部 叠片的四分之一柱体基本上如同两个相互伸入到对方的同心的四分之一圆柱 体一样相互接触并特别是通过钎接、焊接、粘接等形成材料配合的连接。
在本发明的一个实施形式中，两个形成一个流道的叠片对的纵向侧至少 局部地、特别是在整个叠片长度内相互包住，使接触到外壳的纵向侧将相邻 的叠片、特别是叠片对的另一个叠片的纵向侧包住，并且两个叠片以这种方 式相互咬紧。
在本发明的一个实施形式中，两个形成一个流道的叠片对宽度侧至少局 部地、特别是在整个叠片宽度内相互包住。两个叠片、特别是叠片对的上部 叠片和下部叠片以这种方式相互咬紧。
在本发明的一个实施形式中，叠片对具有涡流发生元件，特别是涡流衬 垫或压入的结构元件。涡流衬垫可以按以下方式形成，即它是带有切口的板 材和/或由金属丝编织而成。未公开的DE102004037391.4，DE19718064B4和 DE19709601C2的内容因此得以公布。
在本发明的一个实施形式中，凸出部为圆锥形并形成截锥，它优选地通 过变形工艺如冲压或成型工艺从一个叠片中形成。截锥上具有较小直径的侧 面形成环形面，它与相邻的叠片、优选为最近的叠片对的下部叠片相接触， 并通过钎接、焊接、粘接等与叠片对形成材料配合的连接。
在本发明的一个实施形式中，凸出部有利于流体，特别是具有长形的或 椭圆形或圆形的横断面。
在本发明的一个实施形式中，在流道之间或在通道之间装有涡流发生元 件。从这个方面来说，未公开的DE102004037391.4、DE19718064B4和 DE19709601C2的内容在本文中清楚地公开。
在本发明的一个实施形式中，折边连接与外壳、特别是外壳的内表面相 连，其中，通过钎接、焊接、粘接等形成材料配合的连接。
在本发明的一个实施形式中，外壳的进口区域沿第二流体的流动方向布 置在叠片对之前。
在本发明的一个实施形式中，外壳的出口区域沿第二流体的流动方向布 置在叠片对之后。
在本发明的一个实施形式中，叠片对被第二流体以基本上平行于它的纵 向侧的方式绕流。
在本发明的一个实施形式中，纵向侧的折边由上部和下部叠片沿同一方 向弯曲的边缘形成。此外，纵向侧的折边为外壳形成支承面。
在本发明的一个实施形式中，纵向侧的折边由上部和下部叠片沿相反方 向弯曲的边缘形成。此外，纵向侧的折边为外壳形成支承面。
在本发明的一个实施形式中，叠片对在纵向侧的外壳壁区域具有用于第 一流体的侧流道。
侧流道在这里作为叠片对的流道横断面的扩展。这个扩展部分所具有的 流道高度基本上与叠片对的间距相同。
在本发明的一个实施形式中，叠片对具有一个流道宽度为b的流道横断 面，外壳壁的间距为w，其中b＜w，并且在流道横断面和外壳壁之间布置 着材料搭接片(Materialbrücken)，它特别是由下部和/或上部叠片形成。
在本发明的一个实施形式中，外壳至少由两部分形成，其中，它具有壳 身和外壳盖。
在本发明的一个实施形式中，外壳的进口区域具有一个进口接管，它布 置在壳身或外壳盖中。此外，外壳的出口区域具有一个出口接管，它布置在 壳身或外壳盖中。
在本发明的一个实施形式中，外壳具有第一流体的进口和出口接管，在 这里，第一流体的进口和出口接管布置在外壳盖或壳身中，并且其纵向轴相 对于叠片对倾斜。
在本发明的一个实施形式中，热交换器具有旁通流道。第二流体的旁通 流道布置在外壳内并且平行于叠片对。为此，第二流体的主流(Massestrom) 特别是通过隔板分成至少两个分流(Teilmassenstrom)，其中，第二流体的至 少一个第一分流在通道中流动，第二流体的至少一个第二分流在旁通流道中 流动。
在本发明的一个实施形式中，叠片对形成一个盒，它可被第二流体以双 流路的方式穿流。在第二流体的进口区域和/或在第二流体的出口区域布置着 一个隔板。隔板是可旋转的，从而使第二流体的流动方向和隔板的纵向侧之 间的角度可在0°和360°之间调整。
在本发明的一个实施形式中，热交换器包括至少一个止回阀，它优选地 集成到外壳中并布置在出口区域。
在本发明的一个实施形式中，热交换器中的旁通流道布置在叠片对之上 或之下。
在本发明的一个实施形式中，旁通流道由旁通管形成，它可插入到外壳 中。旁通管与流道和/或通道之间为绝热的，这样，在旁通流道和/或旁通管 中流动的第二分流和经过冷却的第一分流之间的热交换将尽可能地少。
在本发明的一个实施形式中，旁通管与流道和/或通道之间基本上隔开。 间隔优选地通过在旁通管和/流道和/或通道中形成的凸出部或冲出部形成。
在本发明的一个实施形式中，旁通管由至少一个子元件组成，所述元件 优选为敞开的轮廓，特别优选为U形轮廓或半管的形式。
在本发明的一个实施形式中，旁通管包括两个半管，它们优选地通过钎 接、焊接、粘接等形成材料配合的连接。
在本发明的一个实施形式中，旁通管具有至少一个纵向隔板。
在本发明的一个实施形式中，至少一个旁通阀集成到外壳的进口或出口 区域中。旁通阀是可调节的，调节角度为0°到360°，这样，第二流体的主流 被分成第一分流和第二分流。第一分流在通道中流动并因而被冷却。第二分 流则是未被冷却地在旁通中流动。通过旁通阀的开闭作用，在通道中的第二 流体的第一分流是可调节的和/或可控制的和/或可调整的。在旁通中的第二 流体的第二分流取决于受到调节的第一分流，因此同样是可控制的和/或可调 整的。
在热交换器的一个实施形式中，进口区域具有两个分开的进口接管以及 一个隔板。
在本发明的一个实施形式中，叠片对形成一个盒，它可被第二流体以双 流路的方式穿流。进口室及出口室布置在叠片盒的一侧。在叠片盒的另一侧 布置着第二流体的折流室。
在本发明的一个实施形式中，旁通集成到外壳中。特别是旁通与外壳成 为一体。
在本发明的一个实施形式中，旁通集成到外壳盖中。特别是旁通与外壳 盖成为一体。
按照前述的热交换器，其特点是，阀门布置在进口区域或出口区域。
在本发明的一个实施形式中，热交换器具有至少一个旁通阀，它控制和/ 或调节特别是第二流体穿过旁通的流量。旁通阀优选地集成到外壳中，特别 是与外壳成为一体。旁通阀布置在进口区域和/或出口区域。
在本发明的一个实施形式中，旁通阀为组合阀，它在下面被称为热交换 器阀元件。热交换器阀元件的特征在于，阀盘在第一开启外置和第二开启位 置之间是可旋转的，其中，在第一开启位置时，旁通出口关闭，热交换器出 口打开；在第二开启位置时，旁通出口打开，热交换器出口关闭。通过可旋 转的阀盘即使在压力很高的情况下也可以保证足够的密封性。
热交换器阀元件的一个优选实施例的特征在于，可旋转的阀盘具有流体 通孔，它可通过旋转至少部分地被另外两个流体通孔中的一个重叠，这另外 两个通孔设在相对于阀体固定不动的阀盘中。这三个流体通孔优选地相互完 全重叠。
热交换器阀元件的另一个优选实施例的特征在于，在固定不动的阀盘中 的流体通孔中的一个与热交换器出口连通，另一个流体通孔则与旁通出口连 通。根据阀盘中的流体通孔的重叠情况，或多或少的或甚至没有流体流向旁 通出口或热交换器出口。
热交换器阀元件的另一个优选实施例的特征在于，固定不动的阀盘具有 凹部，在这个凹部中对可旋转的阀盘进行导向。这样的优点在于，可取消阀 体上的阀盘导向件。
热交换器阀元件的另一个优选实施例的特征在于，固定不动的阀盘带有 外螺纹，这样，固定不动的阀盘被旋入到与之互补形成的阀体的内螺纹中。 通过这种方式简化了固定不动的阀盘的装配。
热交换器阀元件的另一个优选实施例的特征在于，从可旋转的阀盘延伸 出一个执行杆。通过优选地从阀体中伸出的执行杆可以简化可旋转的阀盘的 操作。
热交换器阀元件的另一个优选实施例的特征在于，阀盘至少部分地由陶 瓷形成。也可以用不锈钢代替陶瓷。
热交换器阀元件的另一个优选实施例的特征在于，阀盘可在第一极限位 置和第二极限位置之间来回运动，其中，在第一极限位置上，旁通出口被关 闭，热交换器出口被打开；在第二个界限位置上，旁通出口被打开，热交换 器出口被关闭。通过这种阀盘即使在压力很高的情况下也可以保证足够的密 封性。
热交换器阀元件的另一个优选实施例的特征在于，阀盘部分地由陶瓷形 成。也可以用不锈钢代替陶瓷。
热交换器阀元件的另一个优选实施例的特征在于，阀盘至少部分地由陶 瓷形成。阀盘的工作面优选地由陶瓷形成。
热交换器阀元件的另一个优选实施例的特征在于，阀盘带有用于进口的 密封元件。进口优选地为密封元件带有密封面。
热交换器阀元件的另一个优选实施例的特征在于，密封元件具有朝向进 口的密封面，它具有球冠的形状。通过使用具有较大直径的球冠使得阀盘的 移动变得容易。
热交换器阀元件的另一个优选实施例的特征在于，密封元件在阀盘上可 来回移动。这样，通过也被称为关闭元件的密封元件，使进口的关闭变得容 易。
热交换器阀元件的另一个优选实施例的特征在于，密封元件通过弹簧元 件抵靠进口被预压紧。这样就可以实现进口的密封关闭。
热交换器阀元件的另一个优选实施例的特征在于，阀盘具有压力平衡通 道。这样使阀盘在阀体中的移动变得容易。
在本发明的一个实施形式中，集成的旁通具有可转动的隔板，通过它可 将进口接管和出口接管短接(kurzschlieβbar)。
在本发明的一个实施形式中，第一流体为液态的冷却介质，特别是来自 汽车内燃机的冷却回路的冷却液，第二流体是再循环的内燃机废气。
在本发明的一个实施形式中，第一流体是空气，第二流体是再循环的汽 车内燃机废气。
在本发明的一个实施形式中，在叠片盒之前布置着氧化催化转换器，如 未公开的DE 102005014295.8所述。因此，未公开的DE102005014295.8 的全部内容在这里得以公布。
在本发明的一个实施形式中，第一流体是液态的冷却介质，特别是来自 汽车内燃机的冷却回路的冷却液，第二流体是可输送到内燃机的增压空气。
在本发明的一个实施形式中，第一流体是空气，第二流体是可输送到汽 车内燃机的增压空气。
在本发明的一个实施形式中，热交换器作为汽车内燃机的废气再循环系 统中的废气冷却器或作为汽车内部空间取暖的加热装置，在这里，从第二流 体传递到第一流体的热量用于对汽车的车厢进行加热。
在本发明的一个实施形式中，热交换器作为冷却内燃机的发动机油或汽 车的变速箱油的油冷却器，它通过液态的冷却介质、优选地通过内燃机的冷 却回路中的冷却液进行冷却。
在本发明的一个实施形式中，热交换器作为汽车空调设备的制冷剂回路 中的制冷剂冷凝器。
在本发明的一个实施形式中，热交换器作为汽车空调设备的制冷剂回路 中的制冷剂废气冷却器。
在本发明的一个实施形式中，热交换器作为汽车空调设备的制冷剂回路 中的制冷剂蒸发器。
本发明的其它较佳的实施形式如下所述。
本发明的一个特别优选的实施形式提供了以下方案：叠片对的两个叠片 的边缘以连续环绕一周的方式形成，使得它们相互之间通常具有平坦的接触 面(见图1、2c、3a、3b、3c)。这也可以通过下面得到说明：两个叠片通常 沿着它们在环绕一周的外边缘的接触线如下面所述成形，即它们在垂直于这 条接触线的平面内相互之间的角度为0°，只有在例外情况下这个角度才大于 10°。在这里，两个叠片可在它们的接触线处例如平整地相互贴在一起，这样， 在垂直于接触线的截面中，两个叠片在一定的距离内绝大部分相互平行。两 个叠片或一个叠片可以在接触线区域以球状相对成形，这样，在垂直于接触 线的截面内，一条直线与一个扇形相切，或者当两个均为球状时，两个扇形 形成点状接触，只具有一个接触点而不是接触线。此外，两个叠片的边缘可 以如下成形：一个为凹入，另一个为凸出，并且在垂直于接触线的平面内有 两个扇形，它们要么是以点的形式要么是通过一个的圆弧断面相互接触。所 有这些实施例在环绕一周的接触线上相互之间角度为0°。因此按照本发明， 前面所描述的叠片对的实施例可非常灵活地实现，而由于第二流体的流道在 纵向侧上通过外壳密封，所以不再要求叠片对的外边缘与相邻的叠片边缘钎 接。图2c展现了叠片对为工艺而优化的设计和外壳到第一流体流道的优良的 热连接之间的良好的平衡，在这个设计中两个叠片之间形成环绕一周的平整 接触并且接触角很小。
按照本发明的另一个优选实施形式，外壳至少由两个部件形成，即例如 由槽状的第一外壳部件-壳身和三角形的第二外壳部件-外壳盖组成。两个 部件可以插入到对方中并相互接合，特别是钎接、焊接、粘接等等。通过这 样一种外壳设计，使叠置的叠片对的接合过程特别是钎接过程、焊接过程、 粘接过程等得以优化，这时外壳部件同样沿叠片对的叠置方向插入到对方或 重叠并在接合过程，特别是钎接过程、焊接过程、粘接过程等期间通过钎接、 焊接、粘接等接合成外壳。在适当的实施形式中，外壳部件可以与叠片对一 起以同样的幅度向对方移动，从而通过例如钎料层的熔化避免出现缝隙或钎 接、焊接和/或粘接缺陷。较佳的是，壳身与外壳盖一样作为变形或预成型工 艺的零件如热加工或深拉伸件制成，其中，壳身也可以形成第二流体的进口 和出口区域。此外，在外壳上无论是在壳身或在外壳盖上，都可以形成第一 流体和第二流体的进口接管和出口接管，例如以翻边孔的形式。接管的位置 和形状可按照对热交换器的要求任意选择。因此对于第二流体来说，进口和 出口接管既可以布置在冷却器同一端，也可以布置在相对的两端(见下面对 此的进一步说明)，而进口和出口可以朝着任意方向，例如沿着冷却器的纵向、 向上-在这里是从外壳盖出来，向下从外壳出来或向侧面从外壳出来。
按照本发明的另一个优选的实施形式，可在外壳中平行于叠片盒布置着 一个旁通流道，其中，旁通例如可由管子形成，它插入到外壳中并与其它零 件钎接。这种旁通布置特别具有优点的是是当热交换器为废气循环系统中的 废气冷却器。这种旁通布置与相应的旁通阀联系在一起，所述旁通阀用于控 制穿过热交换器或旁通的废气流，这种布置在现有技术中是已知的。热交换 器的这种结构允许旁通流道以及旁通阀以简单的方法集成到废气冷却器中。 在旁通中流动的流体必须在进口区域与穿过热交换器管路的流体分开。为此， 可在第二流体的进口区域设有隔板或分隔元件，最简单的实施方式是隔板， 它将进口区域分为两个部分，一个部分用于旁通流体，另一个部分用于热交 换器流体。分隔元件例如可夹紧、焊接或钎接在一个外壳零件上或在两个外 壳零件之间。被分开的进口区域可分别在外壳中具有自己的进入开口，或者 具有一个共同的但被分隔元件分成两部分的进入开口，流体则从这些开口进 入。在共同的进入开口的情况中，自然需要使两股流体在第二流体的输入管 道中分开，或者，必须直接在进入开口上安置旁通阀，以使它直接与分隔元 件连在一起，从而不会出现从旁通侧泄露到热交换器侧，反之亦然。这可以 通过例如法兰连接或通过法兰连接的、由阀门、外壳和执行机构组成的模块 实现。此外，旁通阀可与第二流体的进口区域合为一体，从而使气流按照要 求直接被引入到旁通管道或热交换器流道中。而且对于这种集成的旁通阀， 在旁通的开头部分和阀之间可以为了密封而设置另一个分隔元件。所有已述 的方案可同样适用于第二流体的出口区域，并具有同样的功能，也就是说， 也设有在所述布置和组合中的分隔元件和旁通阀。对于在输入管道中将流体 分开的要求也相应地适用于输出管道。所有方案也可以用组合阀代替旁通阀， 也就是说，除了将流体导入到热交换器流道中之外，还可完全地阻塞第二流 体。所述的旁通阀门或阀可通过例如电动调节器或通过U形盒(压力调节机 构)操纵。
按照本发明的热交换器允许旁通流道有着非常不同的实施结构。在发明 的一个实施形式中，旁通沿叠片对的叠置方向放入到最下面的叠片之下或最 上面的叠片之上。它直接与外壳相接触。在发明的一个实施形式中，旁通从 叠置的叠片对的旁边放入到外壳中。在发明的一个实施形式中，旁通流道通 过以下方式与外壳成为一体：在外壳中压出一个或多个纵向凹槽从而形成旁 通流道，它在一侧以外壳壁而在另一侧由叠片束的第一叠片围成。在发明的 一个实施形式中，旁通通过以下方式形成：基本上为U形的外罩套在外壳的 一侧，特别是与其接合例如通过钎接、焊接、粘接等。在这种情况下，旁通 被包在所套上的壳身和外壳壁之间。另外，按照发明的热交换器也可与完全 是外部的旁通组合在一起，也就是说，一个闭合的第二流体流道可与热交换 器连接，例如通过焊接、钎接，或者与热交换器一起通过共同的支架固定。 外部的旁通也可与热交换器完全分开。
在本发明的一个实施形式中，每种形式的间隔物都可用在叠置叠片和外 壳壁之间，例如波纹板或带肋板。此外，也可考虑使用可通过的结构如金属 丝网、多孔材料等等。特别优选的是沿纵向延伸的罩壳，它为U形并且开口 朝向外壳壁。其闭合的一侧支撑在叠片对上。
在本发明的一个实施形式中，形成管道的结构沿纵向通过叠置叠片形成 的热交换器流道伸入到第二流体的进入区域和/或出口区域中。通过这种方式 可以取消在旁通流体和热交换器流体之间的分隔元件。在本发明的一个实施 形式中，集成的旁通阀在形成后就不要求在旁通流道中设置另外的分隔元件。
旁通流道应使第二流体从热交换器流道旁流过，同时不与第一流体发生 能量交换，因此，它应尽可能地与第一流体相互隔热。隔热可通过例如凸起 结构或旁通流道的凹槽支撑在外壳壁和/或叠置叠片上实现。凸起结构或凹槽 在这里可从形成旁通流道的结构例如管子和/或从外壳壁或相邻的叠置叠片 的第一叠片中压出。也可在旁通流道和相邻的结构之间放入热导性差(绝热 效果好的)绝热材料作为绝热元件。绝热效果通过绝热材料和/或成形结构、 特别是带肋结构实现。
在本发明的一个实施形式中，旁通流道为双壁结构，包括一个较厚的、 起承载作用的外壁和一个较薄的内壁。两个壁在形成时，要使外壁的热应力 低于内壁。
在本发明的另一个实施形式中，热交换器可被双流路穿流，即第二流体 被分成分流，它们分别在热交换器流道的一部分中平行穿流或者逆流穿流。 为了分开这些分流，可采用与前面所述的旁通管集成过程中相同的隔板和进 口/出口的布置。
在本发明的一个实施形式中，分别来自两个气缸底座的废气流在流路中 流动。因此，在两个流路中产生的压力最大值可用于提高废气再循环比率和 燃料效率。因此回流被止回阀禁止，所述止回阀特别在第二流体的出口区域 与废气冷却器成为一体或与隔板一起布置在冷却器外壳出口的出口区域，例 如通过法兰连接。
在本发明的一个实施形式中，多流路的热交换器包括第二流体的折流。 在这里，第二流体不是分成分流，而是通过一部分流道从第二流体的进口端 流向另一端，并在那里折流、特别是基本上折流180°，又经过另一部分流道 返回。折流可以分成若干阶段。但也可以设有多次折流，其中，第二流体在 折流次数为单数的情况下在热交换器的一个进口端流出，在折流次数为双数 的情况下在热交换器的另一个进口端流出。
在本发明的一个实施形式中，折流以U形流的形式进行，其中，第二流 体的进口和出口在一个冷却器的端部相互靠得很近，这样，热交换器可以节 省空间地方式集成。
在本发明的一个实施形式中，热交换器为涡轮发动机的压缩机级之间的 增压空气中间冷却器，其中，在折流区域中特别是没有分隔元件或其它的折 流元件，因为折流通过在这一端封闭的外壳进行。
在本发明的一个实施形式中，在U形流的情况下不要求任何单独的旁通 管，因为在旁通运行中，在冷却器的组合进口/出口区域的进入和排出接管之 间的连接被缩短。在被冷却的废气再循环的情况下，在进入和排出接管之间 的路线被封闭，第二流体、特别是废气将穿过热交换器流道。
在本发明的一个实施形式中，具有U形流的热交换器包括一个内部的旁 通阀和/或一个组合阀和/或一个外部的旁通阀和/或一个组合阀。在使用一个 与U形流的冷却器组合的外部旁通阀的情况下，进口/出口区域的分隔通过一 个分隔元件进行，旁通阀则集成到一个模块中，它可直接缩短穿过废气冷却 器的路线。
如上所述，根据本发明的热交换器可以优选地用作废气冷却器；在这里 外壳的冷却具有优点，因为冷却介质部分地与外壳壁直接接触或间接地通过 材料搭接片与外壳壁相连。废气冷却器的冷却可根据在高压或低压废气再循 环中的使用情况(在废气涡流之前或之后排出废气)，通过内燃机冷却回路中 的冷却介质或空气进行，其中，流体断面和传热的配合通过例如涡流衬垫进 行。较优的是，在用作废气冷却器时，氧化催化转换器沿废气的流动方向布 置在叠片对之前，即在废气冷却器的进口区域。特别有意义的是，氧化催化 转换器在热交换器管之前集成和必要时所需要的旁通阀在冷却器的出口区域 集成，因为这样会防止阀门/组合阀受到污染。
根据本发明的热交换器也可优选地用作增压空气冷却器，即包括直接冷 却(空气)也包括间接冷却(液态冷却介质)。此外，根据发明的热交换器可 优选地作为冷却介质冷却的油冷却器或作为空气冷却的汽车空调设备冷凝 器。在不同的使用情况下，只需对不同的介质和传热情况进行配合。
此外，对于第一流体而言，除了两个简单的连接形式之外：第一和第二 流体间的顺流及第一和第二流体间的逆流(其中U形流的冷却器为两种方式 的组合)，还可为第一流体设有不止一个回路。因此，例如在用作废气冷却器 的情况下，在废气的进口区域，冷却介质流与废气平行同向流动，这有助于 有效地避免沸点，而在废气的出口区域，冷却介质流与废气成逆流流动，这 样，在热交换器的后部中实现特别有效的传热，可参见DE10328746，这个 专利的内容在这里也得以公开。第一流体在热交换器中部的排出可通过一个 用于两个回路的共同出口或通过分开的出口进行。为了改善传热，可将例如 第一流体的两个回路前后排列，并且两个回路被以与第二流体成逆流的形式 穿流。在这种情况下，第一流体的两个回路具有自己的进口和出口。
第一流体的两个回路与第二流体成逆流的方案特别具有意义，因为第一 和第二介质具有相似的热容量或者第二介质的热容量高于第一介质，即使是 两个介质都是气态。
附图说明
下面通过实施例和附图对本发明进行详细说明。其中，
图1是根据本发明的废气冷却器的截面图，包括叠片状的冷却液流道；
图2a、2b、2c中是具有外壳壁直接冷却的冷却液流道形成的其它实施例；
图3a、3b、3c中是具有外壳壁间接冷却的冷却液流道形成的其它实施例；
图4是废气冷却器的爆炸图，包括壳身、叠片对和外壳盖；
图5a是叠片对和外壳盖的爆炸图；
图5b是未接合的叠片对的爆炸图，它包括至少一个上部叠片和至少一个 下部叠片，以及相邻的叠片对的另一个下部叠片；
图5c是穿过未接合的叠片对的爆炸图的C-C截面图，它包括至少一个 上部叠片和至少一个下部叠片；
图5d是已接合的叠片对的立体图；
图5e是已接合的叠片对沿第二流体的流动方向的视图；
图6a、6b、6c中是废气冷却器的两半式外壳的形成方式；
图7a、7b是废气冷却器的纵向截面图，包括不同的废气和冷却液导向；
图8a、8b是废气冷却器的纵向截面图，包括一体化的旁通管和在进口或 出口区域的隔板；
图9是废气冷却器的纵向截面图，包括旁通管和一体化的旁通阀；
图10是废气冷却器的纵向截面图，包括旁通管和两个单独的进入接管；
图11是废气冷却器的纵向截面图，包括废气流的折流(双流路的穿流)；
图12是废气冷却器的纵向截面图，包括双流路的穿流和带有旁通阀的一 体化旁通；
图13是废气冷却器的纵向截面图，包括在废气进口区域的氧化催化器；
图14是废气冷却器的纵向截面图，包括双流路和分别用于第二流体出口 区域中的每条流路的止回阀；
图15是穿过两个压紧并接合的叠片对的D-D纵向截面图；
图16是废气冷却器的纵向截面图，包括废气流的折流(双流路穿流)， 其中，流体通过一条流路进入到废气冷却器中并通过另一条流路从废气冷却 器流出。

图1中是根据本发明的热交换器1，它作为废气冷却器形成并用于汽车 的内燃机废气再循环系统(AGR系统)中。AGR系统在现有技术中是已知 的：在这里，内燃机的废气在废气涡轮机之前或之后(高压或低压再循环) 抽出，并在经过一级或两级冷却后再输往内燃机的进气机构。所抽出的废气 量由废气止回阀(AGR阀)调节。废气穿流过图示的废气冷却器1，并被优 选地来自内燃机冷却回路的冷却液冷却。废气冷却器1具有一个两半式外壳 2，它由一个槽状的壳身2a和外壳盖2b组成-两个部分优选地由板材件形成 并可通过热加工或深拉伸制成。在壳身2a中布置着一个叠片对3形成的盒， 冷却液在所述叠片对中穿流。叠片对3覆盖了壳身2a的整个宽度，所述壳身 具有两个在图中垂直并且相互平行的外壳壁2c、2d。叠片对3具有紧贴在外 壳壁2c、2d上的纵向侧3a，并形成流道，流道装有改善传热的涡流衬垫4。 叠片对3相互平行并相隔一定距离，并形成废气流过的通道5。在通道5中 为了改善传热而布置了用于废气流过的涡流衬垫6。废气冷却器1的所有零 部件为材料配合的连接，即通过钎焊连接成一体。钎焊优选地在一个图未示 的钎焊炉中通过一个工序完成。叠片对分别具有一个上部叠片80b和一个下 部叠片80c。
图2a中是本发明的另一个实施例，是从一个废气冷却器上截取的一部分 -对于相同的零件使用与图1相同的附图标记。在两个外壳壁2c、2d之间布 置着两个间隔开的叠片对7，它们的纵向侧面7a通过钎焊与外壳壁2c、2d 相连。叠片对7分别由上部叠片7b和下部叠片7c组成，它们在边缘处通过 折边相互连接。被冷却液穿流的流体断面延伸到外壳壁2c、2d，并对被废气 流加热的外壳壁进行冷却。
图2b中是本发明的另一个实施形式，是关于叠片对8的结构。所述叠片 对由上部叠片8a、80b和下部叠片8b、80c组成，并在侧面分别通过折边8c 封闭。叠片对8的流体断面在侧面扩大到侧流道8d、8e，其高度近似等于废 气道5或在废气道5中布置的涡流衬垫6的高度。侧流道8d、8e被冷却液穿 流并从一个叠片对8延伸到相邻的叠片对，并且整个表面都与外壳壁2c、2d 贴在一起。这样可对外壳壁2c、2d进行非常有效的冷却。因此所述外壳壁与 废气流绝热。相同的特征带有前面的图中相同的附图标记。
图2c中是在外壳壁2c、2d之间的叠片对9的另一个实施形式，它包括 上部叠片80b和下部叠片80c，其中，通过流体断面的扩展形成侧流道9a、 9b，但它们的高度并不等于废气道的高度，而只是相当于其一部分，例如50 ％-剩余的流道高度分别被纵向折边9c、9d覆盖。这种形式也可对外壳壁 2c、2d进行非常有效的冷却，因为它为冷却液环绕流动。相同的特征带有前 面的图中相同的附图标记。
图3a、3b、3c中是本发明的其它实施例，是关于叠片对10、11、12的 形成的。所述叠片对分别由上部叠片80b和下部叠片80c形成，其流道的宽 度为b，这小于外壳的净宽w-在叠片对10、11、12的流道之间分别布置着 沿纵向延伸的材料搭接片10a、10b、11a、11b、12a、12b，它们-在不同的 实施例中-紧贴在外壳壁2c、2d上并与它们钎接。通过这种方式同样可以实 现有效的冷却，即对外壳壁2c、2d的间接冷却，也就是说，通过材料搭接片 10a、10b、11a、11b、12a、12b进行传热。相同的特征带有前面的图中相同 的附图标记。
图4是与图1所示实施例相同的废气冷却器的各零件的3D图。相同的 特征带有前面的图中相同的附图标记。在图中下部是槽状的壳身13，它的端 面即在其窄侧具有废气进口13a，而在相对的另一侧(绝大部分被盖住)具 有废气出口13b。在壳身13的上方是三个叠片对14、盖板15和外壳盖16。 大致为矩形的叠片对14在其纵向侧分别具有弯折的边缘带14a，它们形成折 边并可与壳身13的内侧钎接。叠片对14被冷却液穿流，并具有皿状的凸出 部14b、14c，它们通过钎接形成叠片对的进入流道和排出流道，这些流道可 被相互平行地穿流。冷却液接口(图未示)位于外壳盖16中。从图中可以看 出，废气冷却器的各零件可用简单的方式接合，并随时可进行钎接。
图5a是图4中的叠片对14的正视图，即沿废气的流动方向看。这里使 用与图4中相同的附图标记。叠片对14相互平行并相隔一定距离，形成了矩 形的废气流道(通道)17，其中在这里，图1到3中所示的涡流衬垫被去掉。 叠片对14分别由两个叠片组成，即上部叠片14d和下部叠片14e，它们在纵 向侧通过弯曲的折边14a相互连接。形成废气的进流边的端面14f通过平坦 的折边相互连接。这样，叠片对14在边缘处被环绕一周密封。皿状的凸出部 14b从上部叠片14d中突出并紧贴在相邻的下部叠片14e上-这样形成与废 气流动方向垂直的冷却液进入流道或排出流道。凸出部用于减少废气侧的压 降从而有利于流体流动，例如，如图4所示，具有椭圆形的横断面。此外， 根据使用情况，可在叠片中形成以凹槽或所谓的小翅片为形式的结构元件来 代替涡轮衬垫。
图5b是未接合的叠片对3、14的爆炸图，它包括至少一个上部叠片80b 和至少一个下部叠片80c，以及相邻的叠片对的另一个下部叠片80c。相同的 特征采用前面的图中相同的附图标记。上部叠片80b和下部叠片80c分别具 有一个以孔为形式的叠片开口81。上部叠片80b包括至少一个凸出部14b， 特别是两个凸出部14b，它们以沿叠置方向的平截头圆锥的形式出现。平截 头圆锥包括在其外直径最小的一侧的上部叠片环形面82、82c，它们与上部叠 片80b和下部叠片80c的叠片面92平行，并垂直于叠片对3、14的叠置方向。 下部叠片80c具有下部叠片环形面83、83c，它与叠片面92成为一体并在叠 片开口区域与其完全相同。在接合状态、特别是钎接、焊接、粘接等状态中， 叠片对3、14的上部叠片环形面82、82c和相邻叠片对3、14的下部叠片环 形面83、83c相接触，并相互形成材料配合的一体连接。上部叠片80b在叠 片边缘处具有上部叠片边缘面85。下部叠片80c在叠片边缘处具有下部叠片 边缘面86。上部叠片边缘面85和下部叠片边缘面86相互对应并通过钎接、 焊接、粘接等形成材料配合的连接。上部叠片边缘面85沿叠片的纵向延伸， 基本上平行于下部叠片边缘面86，同样，在基本上垂直于叠片的纵向和基本 上垂直于叠片叠置方向的叠片宽度方向上，上部叠片边缘面85也基本上平行 于下部叠片边缘面。在上部叠片边缘面和下部叠片边缘面的截面中，叠片的 纵向侧沿叠置方向过渡为叠片的宽度，在那里形成下部和上部叠片边缘面的 接口93，这样，叠片边缘面的接口93沿纵向基本上以四分之一柱体的形式 出现，并且下部和上部叠片的四分之一柱体基本上如同两个相互伸入到对方 的同心的四分之一圆柱体一样相互接触并特别是通过钎接、焊接、粘接等形 成材料配合的连接。
图5c是穿过未接合的叠片对的爆炸图5b的C-C截面图，它包括至少一 个上部叠片80b和至少一个下部叠片80c。相同的特征采用前面的图中相同 的附图标记。
图5d是已接合的叠片对3、14的立体图。相同的特征采用前面的图中相 同的附图标记。在接合状态、特别是钎接、焊接、粘接等状态中，叠片对3、 14的上部叠片环形面82、82c和相邻叠片对3、14的下部叠片环形面83、83c 相接触，并相互形成材料配合的连接。上部叠片80b在叠片边缘处具有上部 叠片边缘面85。下部叠片80c在叠片边缘处具有下部叠片边缘面86。上部叠 片边缘面85和下部叠片边缘面86相互对应并通过钎接、焊接、粘接等形成 材料配合的连接。上部叠片边缘面85沿叠片的纵向延伸，基本上平行于下部 叠片边缘面86，同样，在基本上垂直于叠片的纵向和基本上垂直于叠片叠置 方向的叠片宽度方向上，上部叠片边缘面85也基本上平行于下部叠片边缘 面。在上部叠片边缘面和下部叠片边缘面的截面中，叠片的纵向侧沿叠置方 向过渡为叠片的宽度，在那里形成下部和上部叠片边缘面的接口93，这样， 叠片边缘面的接口93沿纵向基本上以四分之一柱体的形式出现，并且下部和 上部叠片的四分之一柱体基本上如同两个相互伸入到对方的同心的四分之一 圆柱体一样相互接触并特别是通过钎接、焊接、粘接等形成材料配合的连接。
图5e是已接合的叠片对沿第二流体的流动方向的视图。相同的特征采用 前面的图中相同的附图标记。
图6a、6b、6c中是外壳17、18、19的不同形式，它们分别具有箱状或 槽状的壳身17a、18a、19a。相同的特征采用前面的图中相同的附图标记。 外壳盖17b、18b、19b也不同。外壳盖17b具有环绕一周的凹槽(槽)17c， 它可放置在壳身17a环绕一周的上边上并与之钎接。外壳盖18b具有向上伸 出并环绕一周的边缘18c，它紧贴在壳身18a的内壁上。外壳盖18b因此可 在钎焊时(在叠片盒的钎料层熔化时)“下陷”。外壳盖19b具有弯折的边缘 19c，它从外面包住壳身19a的上边，并因此可环绕一周地钎焊。所有图示的 零件都由深拉伸件或热成型低成本地制成。
图7a是废气冷却器20的纵向截面图，包括由壳身21a和外壳盖21b组 成的外壳21、第一流体进口90和第一流体出口91。在外壳21中布置着盒 22(由阴影线画出)，它由前面所述的但这里未画出的、可被冷却液穿流的叠 片对组成。相同的特征采用前面的图中相同的附图标记。相应的冷却液接口 以接管23、24的形式布置在外壳21的外壳盖21b中。废气如箭头A所示， 通过进入接管25进入到废气冷却器20中，并通过排出接管26离开废气冷却 器。沿着废气流动方向，在叠片盒22之前布置着以扩散器为形式的进口区域 27，并在叠片盒22之后在外壳21中布置着出口区域28，它过渡成为排出接 管26。也就是说，如箭头A所示的废气基本上沿纵向(“轴向“)穿过废气 冷却器20及叠片盒22。
图7b中是相似的废气冷却器29，区别在于，冷却液接口30、31布置在 冷却器的底部，而出口侧的废气接管32在外壳盖中，这样，排出的废气就可 出现90度的折流，如箭头A所示。相同的特征采用前面的图中相同的附图 标记。这种在废气和冷却液在进入和排出上的变化通过在外壳上采取简单的 措施就可实现。在图7a、7b中，废气和冷却液流为顺流。但两个介质相互也 可以为逆流流动。
图8a和8b中是本发明的其它实施例，即具有布置在下部的旁通流道34 的废气冷却器33和具有布置在上部的旁通流道36的废气冷却器35。相同的 特征采用前面的图中相同的附图标记。两个旁通流道34、35可以由管形成， 并插入到外壳中，分别平行于由阴影线画出的叠片盒37a、37b。如图8a所 示的废气冷却器33在废气进口区域具有分隔或密封元件38，它将废气流分 成两个分流，一方面用于叠片盒37a，另一方面用于旁通管34。如图8b所示 的废气冷却器35具有废气进入管，它带有从外壳盖开始的90度折流-与之 相应的是，弯曲的隔板39设在废气进口区域，它使废气流相互间密封隔开。 在两种情况中都在废气冷却器之外布置着图未示的旁通阀。
图9中是本发明的另一个实施例，即废气冷却器40，它具有叠片盒41 和布置其下面的旁通流道42，其中，在废气进口区域，如废气箭头A所示， 布置着可转动的旁通阀43。相同的特征采用前面的图中相同的附图标记。因 此，废气流被引导着要么穿过叠片盒41，要么穿过旁通流道42，同时阀也可 以处于中间位置。旁通阀的形成在现有技术中已公知，即废气开关 (Abgasweiche)。
图10中是本发明的另一个实施例，即废气冷却器44，它具有叠片盒45 (热交换器部分)和布置其上面的旁通流道46，与它们对应的是在废气冷却 器44的外壳中所设的分开的废气进口47、48。相同的特征带有前面的图中 相同的附图标记。在两个废气进口47、48之间布置着分隔元件或隔板49， 它可与外壳钎接。
图11中是本发明的另一个实施例，即被双流路穿流的废气冷却器50， 它具有叠片盒51(热交换器部分)、废气进入室52、被隔板分开的废气排出 室53和废气流折流室54，它在图中由一个被拉长的、U形的箭头A表示。 相同的特征带有前面的图中相同的附图标记。
图12中是本发明的另一个实施例，即被双流路穿流的废气冷却器55， 它具有带废气进口接管57和废气出口接管58的废气室56。相同的特征采用 前面的图中相同的附图标记。在废气室56中布置着可转动的废气阀门59(实 线)，它可转动到用虚线画出的位置59′。在位置59，进口接管57和出口接 管58相互分开，即废气流按照U形的箭头A穿过热交换器部分60，并通过 出口接管58排出；整个废气流因而被冷却。对于废气不需要冷却的情况，废 气阀门59被调到虚线画出的位置59’，这样，通过进口接管57进入的废气 流被直接-以短程-引导到出口接管58并从废气冷却器55排出。因此，废 气室56形成了旁通流道，在图中由虚线箭头B表示。因此在旁通中可绕过 叠片盒60。废气冷却器55具有一体化的旁通，并带有一体化的旁通阀。
图13中是本发明的另一个实施例，即废气冷却器61，它具有热交换器 部分62(叠片盒)，它可被废气以单流路(“轴向”)的形式穿流，如废气箭 头A所示。相同的特征采用前面的图中相同的附图标记。废气冷却器61具 有以扩散器为形式的废气进口区域63，在这个区域中布置着氧化催化转换器 64，它-按照现有技术-用于废气净化。除了结构节省空间之外，这种布置 的优点在于，通过图未示的氧化催化转换器的废气通道，可对废气流在一个 方向上进行整流，并因此改善废气流对布置在其后的叠片盒62加载。
图14是废气冷却器的纵向截面图，它包括两条流路和分别用于第二流体 出口区域中的每条流路的止回阀。相同的特征采用前面的图中相同的附图标 记。以旁通形式形成的第二流体的第一流路87和第二流体的第二流路88， 从第二流体的进口区域进入到热交换器中。第一流路87和第二流路88通过 隔板形状的密封元件89相互密封地分开。密封元件89以有利于第二流体的 方式形成，使得与叠片纵向成斜角进入到热交换器中的流路通过具有一个半 径的密封元件，直到进入叠片盒中时转为叠片纵向。第一流路的第一止回阀 94和第二流路的止回阀95尤其是在热交换器的出口区域中集成并成形，这 样，第一止回阀94包括靠近外壳底部的第一转动关节98，它使第一阀门96 能够围绕着与叠片宽度平行并垂直于叠片纵向的转动轴转动。第二止回阀95 包括靠近外壳盖的第二转动关节99，它使第二阀门97能够围绕着与叠片宽 度平行并垂直于叠片纵向的转动轴转动。第二流体从出口区域到叠片盒的回 流因此被阻止。
图15是穿过两个弯曲并接合的叠片对的D-D纵向截面图。相同的特征 采用前面的图中相同的附图标记。上部叠片80b和下部叠片80c相互基本平 行并相隔一定距离，其中，叠片对3、14的上部叠片80b和下部叠片80c之 间的间距形成第一流体的流道高度，相邻的叠片对的下部叠片83和上部叠片 82之间的间距形成第二流体的通道高度。下部叠片81c带有开口81，围绕这 个开口同心地形成下部叠片环形面83。上部叠片81b同样也具有开口81。在 这个开口区域，从上部叠片中形成垂直于叠片面并沿着叠片叠置方向的园锥 形凸出部14b。在凸出部14b的截面中，在两个圆锥端部的直径较小的一个 处，凸出部弯曲并平行于叠片面延伸，这样就形成了上部叠片环形面82，它 与相邻叠片对的下部叠片环形面83接触，并通过钎接、焊接、粘接等形成材 料配合的连接。上部叠片在凸出部14b向着第二流体的进口区域方向的一侧 朝外壳底部弯曲。流道的高度缩小，直到叠片对的上部叠片80b和下部叠片 80c相互接触并平行延伸，并通过钎接、焊接、粘接等形成材料配合的连接。 下部叠片80c在纵向上超出上部叠片80b的长度，这样就生成了下部叠片80c 的端部宽度区域101，它围绕所对应的叠片对3、14的上部叠片80b-至少局 部地在整个叠片宽度范围内-弯曲并将上部叠片包住，这被称为卷折 (Verkrimpen)。为此，与流向一条边相比，卷折减少了第二流体在进口流向 叠片对时的流体损失。以同样的方式，下部叠片与上部叠片至少局部地在整 个叠片宽度范围内在叠片盒的出口侧卷折在一起，但是这在图15中未示。卷 折也至少局部地在叠片的两个纵向侧上出现，但是这在图15中也同样未示。 在另一个图未示的实施形式中，上部叠片也可将下部叠片包住。
图16是废气冷却器的纵向截面图，包括废气流的折流(双流路穿流)， 其中，流体通过一条流路进入到废气冷却器中并通过另一条流路从废气冷却 器流出。相同的特征采用前面的图中相同的附图标记。第二流体的进口和出 口位于热交换器的同一侧。它们通过隔板形式的密封元件89相互密封地分 开。第二流体穿过进口/出口区域进入到热交换器中，折流以U形流的形式进 行，并且第二流体以逆流的方向流向出口区域并离开热交换器。第二流体的 进口和出口在一个冷却器的端部相互靠得很近，这样，热交换器可以节省空 间地方式集成。
涡流发生元件或涡流衬垫在一个图未示的实施形式中以腹板肋片 (Stegrippen)的形式形成。
包括腹板肋片的涡流衬垫尽管与其它的衬垫相比原则上具有较小的穿流 断面，比较来说导致沉积物聚集的可能性较小。过去人们担心带有腹板肋片 的涡流衬垫由于细分的腹板肋片结构会加剧各通道的阻塞。但是这种情况令 人惊奇地少，特别是当腹板肋片的腹板相对较短时。为此，可能有以下的原 因，即在大部分的腹板肋片衬垫上面，废气出现涡流从而减少了颗粒的堆积， 而与之相比，在较长的、单一形状的管道中形成的是规则的流动，这在靠近 壁的区域由于流动速度很低而容易出现颗粒的堆积。
对图1到16的补充
在一个优选的实施形式中，腹板肋片的腹板的长度不超过约10mm，优 选地不超过约5mm，特别优选地不超过约3mm。根据给定的结构空间和内 燃机，会对废气热交换器中的压降提出要求。根据这些要求可优选地选择上 述长度范围。
此外，垂直于废气流动方向的腹板肋片的密度为约20个腹板肋片/dm到 约50个腹板肋片/dm，优选为约25个腹板肋片/dm到约45个腹板肋片/dm。 这些腹板肋片密度已经过试验证明是特别合适的。特别具有优点的是，腹板 肋片在阻塞风险和冷却效率之间达到了良好的平衡。
在腹板肋片的高度方面要考虑到，在高度大的情况下，只有相对较小的 一次面即被冷却液冷却的表面可供使用，而整个热量却必须通过这些表面散 放到冷却液中。在一次面相对较小的情况下，在使用冷却液时，沸腾的风险 会加大。此外，随着腹板肋片高度的增加，衬垫的效率则降低。因此，衬垫 或腹板肋片的高度优选为约3.5mm到约10mm，特别优选的是约4mm到约 8mm，最好为约4.5mm到约6mm。
在根据本发明的优选实施形式中，在多个流道前布置一个氧化催化转换 器。通过这个催化器，通常会使颗粒尺寸、颗粒密度和废气中的碳氢化合物 比例由于氧化而变小。作为补充或替代的是，衬垫本身具有涂层，可用于废 气的氧化催化。特别是在结合氧化催化手段的情况下，垂直于废气流动方向 的腹板肋片特别有效的密度是超过约50个腹板肋片/dm，特别是超过约75 个/dm。这样在给定的结构空间内将可以达到特别高的热交换器效率，而不 会存在长期来说由于沉积而造成的阻塞风险。
在一个优选的实施形式中，腹板肋片为斜齿形。经过试验证明，斜齿形 的肋片特别适合于保证废气热交换器具有长期不出现沉积的性能。在这里的 优选实施形式中，腹板壁和腹板肋片的主方向之间的角度为约1°到约45°。 在特别优选的实施形式中，角度为约5°到约25°，而在可替代的优选实施形 式中，角度可为约25°到约45°。首先提出的角度范围5°到25°特别适合于对 压力损失很敏感的应用情况，而第二个提出的温度范围特别适合于达到最优 的功率密度，尤其是在对压力损失不那么敏感的应用情况中。
一般来说，在优化具有斜齿形的腹板肋片的衬垫时，要确定壁的角度和 腹板肋片的分度之间的相关性。在这里，特别是带有较小角度的优化实施形 式具有的分度I大于带有较大角度的优化实施形式。特别是在偏斜角较小的 情况下，可得到压力损失较缓和的实施形式。特别是在偏斜角较大的情况下， 可得到功率密度获得优化的实施形式。为了得到优化的实施形式，特别是在 偏斜角较小的情况下，所得到的纵向分度较大，在偏角较大的情况下，所得 到的纵向分度特别小。
在优选的实施形式中，装置以叠片式热交换器的形式形成。无论是在流 道的宽度方面，还是在制造成本低和热交换器外壳与腹板肋片的组合方面， 这种实施形式都可以提供解决方法。替代的方案是，装置以管束热交换器的 形式或其它已知的热交换器形式形成。
一般来说，为了减少废气所造成的腐蚀，衬垫优选地由不锈钢、特别是 奥氏体钢制成。
在另一个较佳的实施形式中，也可使用铝材料，在这里具有优点的是可 采用适合的防腐蚀保护，例如合金和/或涂层。
在一个较佳的实施形式中，衬垫由铝制成。铝制的衬垫重量较轻。特别 具有优点的是，铝制的衬垫通过合金或涂层可形成防腐蚀保护。
不受流体参数、特别是雷诺数的影响，流道的进入区域、特别是管和/ 或叠置叠片对的长度l/s为约2.5到5，而腹板肋片的长度必须低于这个极限 值。S表示两个腹板间的平均通道宽度，因此等于b/2-t，其中，t为板材厚度。 所要求的比例关系为l/s＜4，特别是l/s＜2。在由于关键的废气成分造成高阻 塞风险的情况下，则选择l/s＜1.5，特别是l/s＜1。
由于腹板的偏斜位置，在扭转侧较高的流动速度在壁上出现，这对积炭 产生了反作用。斜齿形腹板肋片的另一个重要优点在于，在垂直于流动方向 的腹板肋片的密度较低的情况下，为了特别在废气中含有不利的组成部分的 情况下避免阻塞，尽管肋片的面积较小，但仍能保证足够的冷却效率。
根据本发明的叠片式热交换器包括带盖板的外壳，其中，为废气设有进 口和出口，并为冷却液设有进口和出口。在外壳内设有多个叠片元件，其中， 每个叠片元件由上半片和下半片组成。通过弯折的凸缘，叠片元件相互之间 并且与外壳焊接，从而使冷却液分别在叠片元件的两个半片之间从进口流到 出口。在两个叠片元件之间分别布置着未示的、带有腹板肋片的衬垫，其中， 两个叠片元件之间的空腔分别形成废气的流道。出于清楚明了的考虑在图中 未画出衬垫。衬垫由不锈钢制成。为了改善衬垫和叠片元件或外壳之间的热 接触，衬垫可与所述的元件紧贴地焊接或钎接在一起。
在另一个实施形式中，涡流衬垫由一种薄的板材制成，在它上面通过成 形手段形成平行的腹板肋片。每个腹板肋片包括一排沿废气流动方向并排布 置的腹板。两个沿废气流动方向前后布置的腹板垂直于废气流动方向以腹板 的一半宽度相互错开布置，使得在每个腹板之后接着一个后面的腹板的切边。 在这里的实施例中，壁平行于废气的流动方向，并与腹板肋片的轴B或废气 的主流动方向A形成一个0°的角。这种腹板肋片-衬垫被称为直齿腹板肋片。
在第一个实施例中，腹板的长度I约为4mm。单个腹板肋片的宽度b被 定义为垂直于废气的主流动方向周期性重复的结构的宽度。在这个实施例中， 腹板肋片密度2/b约为40个腹板肋片/dm。腹板肋片的宽度b约为5mm。
腹板肋片的高度h等于热交换器的两个相邻叠片元件的间距，在这里为 大约5mm。
在腹板肋片-衬垫的另一个实施形式中，各腹板的侧壁不平行于腹板肋 片的主方向B。而是每个腹板壁与腹板肋片的主方向B之间成一个约为30° 的角W。斜齿形腹板肋片-衬垫的其它尺寸与直齿形腹板肋片的尺寸相同。
在合适的实施形式中，为相应的壁角W得到适合的纵向分度I，其中， 在10°时，纵向分度I＜约10mm，在20°时，I＜约6mm，在30°时，I＜约4mm， 在45°时，I＜约2mm。
在所有的角度中，最小的纵向分度I为约1mm。所允许的流道长度l/s 大致在与直齿形腹板肋片相同的极限内，其中，s表示垂直于主流动方向B 的腹板间距。通常来说，出于加工工艺的原因，纵向分度I＜1mm较难加工。
至少一个热交换器是至少一个废气热交换器和/或增压空气冷却器和/或 油冷却器和/或冷却液冷却器和/或空调设备的制冷剂冷凝器和/或空调设备的 气体冷却器和/或空调设备的制冷剂蒸发器和/或用于电子部件冷却的冷却 器。
在第一个实施形式中，增压空气冷却器和/或废气冷却器是直接的增压空 气冷却器和/或直接的废气冷却器。在这里直接是指至少一部分待冷却的介质 -如废气和/或增压空气直接由冷却介质如空气冷却。
在第二个实施形式中，增压空气冷却器和/或废气冷却器是间接的增压空 气冷却器和/或间接的废气冷却器。在这里间接是指，至少一种待冷却的介质 如废气和/或增压空气被一种冷却介质如含水的流体和/或液体如冷却水冷 却，其中，这种含水的流体和/或液体如冷却水被另一种冷却介质如周围空气 冷却。
在另一个实施形式中，至少一个增压空气冷却器被直接冷却，至少一个 废气冷却器被间接冷却，或者在另一个实施形式中反过来，至少一个增压空 气冷却器被间接冷却，至少一个废气冷却器被直接冷却。
在另一个实施形式中，为了改善传热，为第一流体前后排列布置了至少 两个回路，特别是两个、三个、四个或超过四个的回路，即沿着方向A和/ 或沿着特别是与方向A形成0°到90°角的叠片叠置的方向。举例来说，这两 个、三个、四个或超过四个的回路以与第二流体成顺流或逆流的方式被穿流， 或者以与第二流体、特别是第二流体的流动方向成0°到90°角的方式被穿流。
如果至少两个第一流体回路，特别是两个、三个、四个或超过四个的第 一流体回路前后排列布置，即方向A布置，那么沿方向A首先布置着至少一 个高温回路，它的温度高于至少为第二个的低温回路。高温回路和低温回路 之间的温差特别是为10K到100K，优选为30K到80K，最好为30K到60K。
特别是在运行过程中，高温回路的温度为70℃到100℃，尤其是在80℃ 和95℃之间。在运行过程中，低温回路的温度为10℃到70℃，尤其是在 20℃和60℃之间，优选在30℃和65℃之间，最好在40℃和50℃之间。
通过这种方式，使再循环的废气和/或增压空气或至少一种待冷却的介质 经过两级、三级、四级或更多级冷却。
至少两个第一流体回路，特别是两个、三个、四个或超过四个的第一流 体回路，以至少一个U形流回路和/或至少一个I形流回路的形式形成。这样， 例如至少两个I形流回路或至少两个U形流回路以列的形式布置，特别是前 后排列布置。在另一个实施例中，至少一个U形流回路在至少一个I形流回 路之后，或者反过来。特别是在至少两个U形流回路的布置中，这至少两个 回路的冷却液接口布置在冷却器的一侧，例如沿叠片叠置方向布置在上部或 下部，或者与叠置方向成0°到90°的角布置。
在另一个实施例中，在至少一个高温回路中是正向流动，在至少一个低 温回路中是反向流动，或者反过来。
此外，在另一个实施形式中，组合阀集成到至少一个热交换器、特别是 废气热交换器中和/或至少一个增压空气冷却器和/或至少一个油冷却器和/或 至少一个冷却液冷却器和/或至少一个空调设备的制冷剂冷凝器和/或至少一 个空调设备的气体冷却器和/或至少一个空调设备的制冷剂蒸发器和/或至少 一个用于电子部件冷却的冷却器中，特别是集成到热交换器的外壳中，和/ 或与之成为一体。组合阀综合了至少一个废气止回阀的功能以对再循环的废 气或废气/空气混和物开闭调节，和/或至少一个旁通阀的功能，特别是旁通 阀门使再循环的废气绕开该至少一个热交换器，特别是废气热交换器和/或上 述其它热交换器中的一个的功能，从而使再循环的介质，特别是废气和/或空 气不被这至少一个热交换器，特别是废气热交换器和/或上述其它热交换器中 的一个冷却。这种组合阀在未公开的文献DE102005034136.5、未公开的文献 DE102005041149.5、未公开的文献DE 102005041150.9、未公开的文献 DE102005034135.7以及已公开的文献DE10321636、已公开的文献DE 10321637以及已公开的文献DE102005041146中得到描述，所有这些文献 的内容在此被公开。
不同实施例的特征可任意相互组合。本发明也可用于本文没有提及的领 域。