CN101749966A - 热交换器用箱体以及装有该箱体的热交换器和机械 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种热交换器用箱体，包括与热交换器流体连接的第一箱体(热交换器上水箱)和有出水口的第二箱体(膨胀水箱)；其中，所述第一箱体与所述第二箱体一体形成，并且至少在所述第一箱体的最高点形成与所述第二箱体流体连通的第一排出孔。本发明还涉及一种设置有热交换器用箱体的热交换器和机械。由此可以简化冷却装置结构并减小冷却装置占用的空间。

Description

热交换器用箱体以及装有该箱体的热交换器和机械

技术领域

本发明涉及一种热交换器用箱体，本发明还涉及一种具有所述热交换器用箱体的热交换器和机械。

背景技术

工作机械采用冷却系统来防止发动机过热工作，这在发动机压缩比高、发热量大的重型机械(例如装载机)中显得尤为重要。冷却系统除了必须有效带走发动机在工作中产生的热量外，为保证冷却系统正常运行并延长使用寿命，还需要对循环过程中产生的气泡进行排出，进一步需要解决循环过程可能产生的溢流现象。

所述气泡通常在加注冷却液的过程中形成，或者在发动机工作过程中，由于发动机燃烧室内的高压燃烧气体窜入发动机的冷却系统(例如发动机水套)中形成。这些气泡会使发动机冷却系统产生局部真空，导致所谓的“汽蚀”或“汽阻”等不利现象。这会严重损害冷却系统的水泵的供水能力，使冷却循环中冷却液流量下降，发动机在工作中产生的热量无法及时被冷却液带走而变得过热，严重时甚至会损坏发动机的重要零部件。

膨胀水箱可以接纳循环过程中产生气泡汇聚的气体，并对包含其中的蒸汽进行冷却回收并重新进入循环系统，膨胀水箱同时可以解决循环过程中可能产生的溢流问题。

现有的膨胀水箱绝大多数都以单独箱体的形式存在并且通过安装支架加装在冷却系统中，膨胀水箱占据相对大的空间并且安装过程复杂。

发明内容

本发明的目的是提供一种热交换器用箱体，该箱体克服上述现有技术中的一个或多个缺陷，节省冷却系统中安装空间，简化冷却系统组装程序，组装方便。

本发明公开了一种热交换器用箱体，包括与所述热交换器流体连接的第一箱体，尤其是上水箱，有出水口的第二箱体，尤其是膨胀水箱，其中，所述第一箱体与所述第二箱体一体形成，并且至少在所述第一箱体的最高点形成与所述第二箱体流体连通的第一排出孔。这样，通过将膨胀水箱与热交换器的上水箱制成一体，从而完全省去了用于膨胀水箱的安装支架，缩小了整个冷却系统所占用的空间。

优选地，所述第一箱体为包括下部箱体部分和上部箱体部分的阶梯形箱体。

优选地，所述上部箱体部分形成与所述第二箱体流体连接的第二排出孔，所述下部箱体部分形成与所述第二箱体流体连接的第三排出孔。

优选地，所述第二排出孔连接延伸到第二箱体中的第二排出管，所述第三排出孔连接延伸到第二箱体中的第三排出管。

优选地，所述第二排出孔位于所述上部箱体部分的最高点，所述第三排出孔位于所述下部箱体部分的最高点。

优选地，所述第一箱体包括一顶板、两相对的侧壁和两相对的端壁，所述第二箱体形成于所述第一箱体顶板的上部，一间隔板至少与所述第一箱体的顶板连接以便在所述顶板和所述间隔板之间形成与所述第一箱体间隔的第一空间部分，所述第一箱体顶板上形成流体连接第二箱体和第一空间部分的第一开口。

优选地，所述出水口与所述第一空间部分流体连接。

优选地，所述第一箱体和第二箱体通过焊接一体形成。

根据本发明的另一个方面，提供了一种设置有箱体的热交换器，所述箱体包括与所述热交换器流体连接的第一箱体，有出水口的第二箱体。其中，所述第一箱体与所述第二箱体一体形成，并且至少在所述第一箱体的最高点形成与所述第二箱体流体连通的第一排出孔。

根据本发明的又一个方面，提供了一种设置有根据本发明所述的热交换器用箱体的机械。

下面将结合附图以及附图所示的具体实施例详细描述本发明。

附图说明

图1是带有根据本发明所述箱体的热交换器的示意性立体图；

图2是图1中所示的热交换器用箱体的放大图；

图3是图2中的热交换器用箱体的分解图；

图4是图2中热交换器用箱体沿A-A线方向的剖视图。

具体实施方式

以下结合附图1-4为例描述本发明。

发动机冷却系统通常由散热器、水泵、节温器、发动机水套、膨胀水箱等组成。如图1所示，热交换器、例如散热器100包括箱体150、芯体110和下水箱120，如图2所示，箱体150包括与芯体110流体连接的第一箱体、即上水箱2和位于上水箱2上部的第二箱体、即膨胀水箱1。下水箱120与芯体110流体连接。当然散热器100也可以是其它类型的冷却器。

如图3、图4所示，上水箱2包括一顶板21、两相对的侧壁22、23和两相对的端壁24、25，膨胀水箱1焊接在上水箱2上部的顶板21上，间隔板、如图4中所示“L”型折板11分别与上水箱的侧壁22、23，一端壁24和顶板21连接、如焊接，形成包括下部箱体部分26和上部箱体部分27的阶梯形的上水箱2，阶梯形上水箱2可以是其他阶梯结构，如间隔板为盆型，盆型间隔板的顶沿与顶板焊接形成阶梯型上水箱，或者间隔板仅与上水箱的顶板21、侧壁22、23中的至少一块连接，或者间隔板仅与上水箱的顶板21、端壁24和 25的中至少一块连接。上水箱2的进水管8与上部箱体部分27流体连接，上水箱2的进水管8的顶部突出于上部水箱27的顶壁28，上水箱进水管8的顶部是上水箱2的最高点，在上水箱2进水管8的顶部形成与膨胀水箱连通的第一排出孔7，可以将上水箱2中的气泡尽可能排出到膨胀水箱1中。可以想到的是，上水箱2的进水管8也可以设置在低于上水箱2最高点的位置上，此时可在其他高点设置排出孔，而第一排出孔7并非必需。在上部箱体部分27的顶壁28形成与膨胀水箱1连通的第二排出孔，第二排出孔连接延伸到膨胀水箱上部的第二排出管10，在下部箱体部分26的顶壁29上形成与膨胀水箱1连通的第三排出孔，第三排出孔连接延伸到膨胀水箱1上部的第三排出管14，第二排出管10和第三排出管14可及时将形成于下部箱体部分26和上部箱体部分27的气泡排出到膨胀水箱1中。当然上部箱体部分27和下部箱体部分26也可以不连接第二排出管10和第三排出管14，而直接通过形成在下部箱体部分26的顶壁29和上部箱体部分27的顶壁28上的排出孔与膨胀水箱1连接排出气体或溢流。折板11和顶板21之间形成与上水箱2间隔的第一空间部分12，上水箱的顶板21上形成流体连接膨胀水箱1和第一空间部分12的第一开口13。通过第一空间部分12和第一开口13，在有限的空间内，可合理匹配上水箱2和膨胀水箱1的体积分配比例。当然也可以不设置折板11并不需要间隔出第一空间部分12。

在上水箱2的顶部形成注水口6，膨胀水箱1的出水口9与第一空间部分12连接，第一空间部分12构成膨胀水箱1的一部分，并处于膨胀水箱1的底部，有利于膨胀水箱1中的水及时和方便排出。注水口6用于向膨胀水箱1中补充冷却液并且通过水箱盖密封，膨胀水箱1的注水口6设置在膨胀水箱1的最高位置处。

参照图3，膨胀水箱1由左侧板15、右侧板16以及U形板17组成，所述左侧板15、右侧板16和U形板17可以焊接在上水箱2的顶板21上。可以想到的是，膨胀水箱1可以一体成形。此外，可以想到的是，膨胀水箱1能以焊接等连接方式固定到上水箱2上。

另外，膨胀水箱1的下部例如通过出水口9与冷却系统的水泵的进水侧流体连通，使得在需要时能将膨胀水箱1中的冷却液引导至水泵进水侧，可以增加水泵进水侧的压力，减少水泵进水侧和出水侧之间的压力差，从而减少“气泡”现象的产生。出水口9可以通过导管例如软管连通到冷却系统的水泵的进水口上。

在膨胀水箱1上也可以设有进气口18，该进气口18与发动机冷却系统(例如发动机水套)的排气管连接，用以将冷却系统中的“气泡”导入膨胀水箱1中。在发动机工作过程中，冷却循环中的冷却液吸收来自发动机的热量后会发生膨胀，从而容易在冷却循环中的产生“气泡”，这些“气泡”一般通过发动机冷却系统的排气管路及时排到冷却系统之外。然而，这些“气泡”中携带有少量冷却液，如果直接排放到冷却循环外，一方面会造成冷却系统中的冷却液不断流失，另一方面会对环境造成危害。通过将冷却循环中的这些“气泡”导入膨胀水箱1中，可以很好地解决上述问题。“气泡”在膨胀水箱1中由于冷却而重新凝结成冷却液，并且可以通过膨胀水箱1的出水口经由水泵回到冷却循环中，由此防止冷却液的流失，同时不会污染环境。

该进气口18可设置在膨胀水箱1的侧壁的上部，高出膨胀水箱1中冷却液的液面。

膨胀水箱1的长度和宽度等于或小于散热器100的上水箱2的长度和宽度。从而能将膨胀水箱1模制、焊接或以其它连接方式集成在上水箱2上。

膨胀水箱1可以由金属材料例如铝、铜等制成，并且可以通过各种方式与散热器的上水箱2制成一体，优选的是通过焊接制成一体。焊接在一起

根据本发明的散热器用箱体可以应用在各种移动机械领域，尤其是应用在重型机械中。

在工作过程中，冷却液(通常为水)在包括水泵、发动机、散热器形成的冷却循环中循环。散热器100的上水箱2的进水管8与发动机水套连接，散热器100的下水箱120与水泵连接。循环过程中，混在冷却液中的气泡随着冷却液自进水管8进入上水箱2，并进一步流向芯体110和下水箱120，并自下水箱2流回发动机，积存在上水箱2的下部箱体部分26中的气泡由第三排出管14排出到膨胀水箱1中，积存在上水箱2的上部箱体部分26中的气泡由第二排出管10排出到膨胀水箱1中，气泡也可以通过位于上水箱2中最高点的第一排出孔7排出到膨胀水箱1中。发动机水套中的气体也自进气管18进入膨胀水箱1，当膨胀水箱1中的压力过大时，密封加水口6的密封盖开启，气体自排气管19排出。

应当理解，以上描述只是举例说明，本发明的特征并不限于以上举例。对于本领域技术人员来说显而易见的是，可以对本发明公开的各个特征进行各种修改或变型。显然，本领域技术人员通过研究说明书及实践可以获得其他实施方式。说明书和实施例应当被认为仅仅是示例性的，真正的保护范围可以由后附的权利要求书及按等同原则明确。

附图标记清单

1第二箱体，膨胀水箱

2第一箱体，散热器的上水箱

3膨胀水室

4上水室

5第一隔板

6注水口

7第一排出孔

8进水管

9出水口

10第二排出管

11间隔板，折板

12第一空间部分

13第一开口

14第三排出管

15左侧板

16右侧板

17U形板

18进气口

21顶板

22侧壁

23侧壁

24端壁

25端壁

26下部箱体部分

27上部箱体部分

28顶壁

29顶壁

100散热器

110散热器芯

120散热器的下水箱

150散热器用箱体。

Claims (10)

1.一种热交换器用箱体，包括：

与热交换器流体连接的第一箱体；

有出水口的第二箱体；

其中，所述第一箱体与所述第二箱体一体形成，并且至少在所述第一箱体的最高点形成与所述第二箱体流体连通的第一排出孔。

2.根据权利要求1所述的热交换器用水箱，其特征在于，所述第一箱体为包括下部箱体部分和上部箱体部分的阶梯形箱体。

3.根据权利要求2所述的热交换器用水箱，其特征在于，所述上部箱体部分形成与所述第二箱体流体连接的第二排出孔，所述下部箱体部分形成与所述第二箱体流体连接的第三排出孔。

4.根据权利要求3所述的热交换器用水箱，其特征在于，所述第二排出孔连接延伸到第二箱体中的第二排出管，所述第三排出孔连接延伸到第二箱体中的第三排出管。

5.根据权利要求3所述的热交换器用水箱，其特征在于，所述第二排出孔位于所述上部箱体部分的最高点，所述第三排出孔位于所述下部箱体部分的最高点。

6.根据权利要求1所述的热交换器用水箱，其特征在于，所述第一箱体包括一顶板、两相对的侧壁和两相对的端壁，所述第二箱体形成于所述第一箱体顶板的上部，一间隔板至少与所述第一箱体的顶板连接以便在所述顶板和所述间隔板之间形成与所述第一箱体间隔的第一空间部分，所述第一箱体顶板上形成流体连接第二箱体和第一空间部分的第一开口。

7.根据权利要求6所述的热交换器用水箱，其特征在于，所述出水口与所述第一空间部分流体连接。

8.根据权利要求1所述的热交换器用水箱，其特征在于，所述第一箱体和第二箱体通过焊接一体形成。

9.一种设置有权利要求1-8所述热交换器用箱体的热交换器。

10.一种设置有权利要求1-8所述的热交换器用箱体的机械。

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