CN101960249B

CN101960249B - 散热器

Info

Publication number: CN101960249B
Application number: CN2008801066672A
Authority: CN
Inventors: 铃木一之; 尾崎平; 大西章仁; 山本茂
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2007-09-11
Filing date: 2008-09-04
Publication date: 2012-07-11
Anticipated expiration: 2028-09-04
Also published as: US20100186925A1; CN101960249A; JP5390811B2; WO2009034914A1; JP5390812B2; JP2009085585A; EP2187160A1; JP2009085584A; EP2187160A4

Abstract

本发明提供一种散热器，该散热器(5)构成为在下主箱(16)上并排设置芯单元(31～33)，并且上主箱(15)配置在相对于下主箱(16)在平面上偏置的位置，其中，将芯单元(31～33)中的各上副箱(35)配置在与上主箱(15)大致相同高度的位置，并且，由冷却水导管(60)连接各上副箱(35)的侧面和上主箱(15)的侧面。上主箱(15)在底面侧具有冷却水导入口。

Description

散热器

技术领域

本发明涉及一种含有散热器芯的散热器。

背景技术

以前，例如在像推土机那样的工程作业车辆中，安装有散热器芯被分割为多个芯单元的组件型散热器，以便在因振动或冲击等而使散热器芯的一部分损坏时能够仅更换该损坏的部分。对于这种散热器，例如，由专利文献1提出了一种方案，以谋求缩小芯单元的更换作业用空间、实现更换作业的简化等。

在该专利文献1中，公开了如图8(a)和图8(b)所示的组件型散热器100，100A。由于图8(a)所示的组件型散热器100和图8(b)所示的组件型散热器100A的基本结构相同，因此，在图中对于相同结构要素使用了相同的附图标记。

如图8(a)和图8(b)所示的各散热器100，100A，均具有上下配置的上主箱101和下主箱102以及由上下配置的上副箱103和下副箱104夹住热交换器105而形成的多个芯单元106。多个芯单元106并排设置在下主箱102上。上主箱101配置在相对于下主箱102在平面上向车辆前侧偏置的位置。根据该图8(a)和图8(b)所示的各散热器100，100A，由于上主箱101配置在相对于下主箱102在平面上向车辆前侧偏置的位置，因此，能够从正上方抽出或插入芯单元106。因此，能够谋求缩小芯单元106的更换作业用空间、实现更换作业的简化等。

在此，在图8(a)和图8(b)所示的各散热器100，100A中，芯单元106中的上副箱103配置在高度低于上主箱101的位置。在图8(a)所示的散热器100中，上副箱103的顶面和上主箱101的侧面通过冷却水导管107连接。另一方面，在图8(b)所示的散热器100A中，上副箱103的侧面和上主箱101的底面通过冷却水导管107A连接。

但是，最近在像推土机这样的工程作业车辆中，强烈要求提高散热器的冷却性能，如果考虑与周边设备之间的配置关系或者散热器芯的通风阻力等因素，作为用于提高冷却性能的最佳方法，考虑增大芯单元的高度尺寸(热交换部的高度尺寸)。在增大芯单元的高度尺寸时，若增大整个散热器的高度尺寸，有可能随着发动机室的高度尺寸的增大，会破坏前方的视野性。因此，需要在不增大整个散热器的高度尺寸的前提下增大芯单元的高度尺寸。

但是，在图8(a)和图8(b)所示的各散热器100，100A中，在芯单元106的上方需要配置上主箱101的空间。因此，为了增大芯单元106的高度尺寸，只能增大整个散热器100的高度尺寸。因此，考虑前述的前方视野性的问题，结果存在不能增大芯单元106的高度尺寸的问题。

另外，即使是包含相同大小的芯单元的散热器，如果在形成于散热器内冷却管路内，冷却水中含有的气泡进行循环，则有可能导致散热器的冷却效率降低。因此，在最大程度地确保散热器内的芯单元的高度尺寸的情况下，防止冷却水中含有的气泡的循环对于确保散热器的冷却性能也显得非常重要。

专利文献1：国际公开第2005/008162号小册子

发明内容

本发明是为了解决上述问题而提出的，其目的在于提供一种不增大整个散热器的大小而能够谋求有效地提高冷却性能的散热器。

第一发明的散热器具有热交换器、上副箱、下副箱、上主箱和下主箱。上副箱安装在热交换器的上面。下副箱安装在热交换器的下面以使热交换器被夹在该下副箱与上副箱之间。上主箱配置在与上副箱大致相同高度的位置，经由冷却水导管与上副箱连接，并且具有形成在底面的冷却水导入口。下主箱配置在上主箱的下方且相对于上主箱在平面上偏置的位置，并与下副箱连接。

由此，由于用于向上主箱内导入冷却水的冷却水导入口设置在上主箱的下部，因此，从上主箱的底部填充冷却水。因此，能够有效地防止空气混入冷却水中，并且有效地防止散热器的冷却性能降低。

另外，由于上主箱配置在与上副箱大致相同高度的位置，并且上主箱和上副箱经由冷却水导管连接，因此，在各上副箱的上方不需要以往必需的用于配管的空间。因此，即使整体的高度尺寸与现有的组件型散热器相同，也能够增大芯单元的高度尺寸，由此能够谋求提高冷却性能。

第二发明的散热器是在第一发明的散热器中，上主箱的底面被配置为与上副箱的底面处于大致相同的高度。上主箱的顶面被配置在高于上副箱的顶面的位置。

由此，即使在将上主箱和上副箱配置在大致相同的高度位置的情况下，通过将上主箱的顶面配置在高于上副箱的顶面的位置，流入上主箱的冷却水中含有的气泡原样滞留在上主箱侧。因此，能够有效地防止混入了气泡的冷却水从上主箱向上副箱循环。

第三发明的散热器是在第一发明或者第二发明的散热器中，上主箱在内部具有经由冷却水导管向上副箱排出冷却水的冷却水排出口。另外，还具有配置在冷却水排出口的周边并且抑制气泡侵入冷却水排出口的隔板。

由此，能够通过设于上主箱的隔板，简单地抑制含有气泡的冷却水的循环。因此，能够抑制含有气泡的冷却水从上主箱流入上副箱，并且避免热交换器中的冷却效率的降低。

第四发明的散热器是在第一发明或者第二发明的散热器中，上主箱被配置在相对于下主箱向配置发动机的一侧偏置的位置。

由此，能够使在发动机中被加热的冷却水流入紧邻发动机而配置的上主箱中。因此，能够使冷却水导管的长度最小并增大热交换器的高度尺寸而提高冷却效率，并且有效地配置发动机室内的结构。

第五发明的散热器是在第一发明或者第二发明的散热器中，包括多个由热交换器、上副箱和下副箱构成的芯单元，并被组件化。

由此，即使在被组件化的多个芯单元中特定的芯单元发生不良情况而需要更换的情况下，由于上主箱被配置在相对于下主箱在平面上偏置的位置，因此，能够从正上方抽出或插入芯单元。因此，能够谋求缩小芯单元的更换作业用空间、实现更换作业的简化等。

第六发明的散热器具有热交换器、上副箱、下副箱、上主箱和下主箱。上副箱安装在热交换器的上面。下副箱安装在热交换器的下面以使热交换器被夹在该下副箱与上副箱之间。上主箱配置在与上副箱大致相同高度的位置，并且侧面经由冷却水导管与上副箱的侧面连接。下主箱配置在上主箱的下方且相对于上主箱在平面上偏置的位置，并与下副箱连接。

由此，在各上副箱的上方不需要以往必需的用于配管的空间。因此，即使整体的高度尺寸与现有的散热器相同，也能够增大芯单元的高度尺寸。其结果，能够谋求提高散热器的冷却性能。

第七发明的散热器是在第六发明的散热器中，包括多个由热交换器、上副箱和下副箱构成的芯单元，并被组件化。

由此，即使在被组件化的多个芯单元中特定的芯单元发生不良情况而需要更换的情况下，由于上主箱配置在相对于下主箱在平面上偏置的位置，因此，能够从正上方抽出或插入芯单元。因此，能够谋求缩小芯单元的更换作业用空间、实现更换作业的简化等。

第八发明的散热器是在第六发明或者第七发明的散热器中，冷却水导管为直管。

由此，通过将芯单元中连接上副箱侧面与上主箱侧面的冷却水导管设为直管，能够以与现有散热器相同的高度，使芯单元的高度最大。

第九发明的散热器是第六发明或者第七发明的散热器，其被安装于车辆。另外，上主箱安装在构成车辆骨架的车架上。

由此，在将该组件型散热器安装于车辆的情况下，通过在构成车辆骨架的车架上安装上主箱，能够牢固地保持上主箱的配置状态。

第十发明的散热器是第六发明或者第七发明的散热器，其被收纳在车辆的发动机室内。另外，上主箱一体地形成在构成发动机室的顶板的外饰罩上。

由此，在车辆的发动机室内收纳散热器的情况下，通常在构成发动机室的顶板的外饰罩和上主箱之间需要设置间隙。但是，在本发明中，通过将上主箱与外饰罩一同形成为一体，能够进一步增大芯单元的高度尺寸，该增大的高度尺寸相当于该间隙的大小。因此，能够进一步提高散热器的冷却性能。

附图说明

图1是装备有本发明一实施方式的组件型散热器的推土机的示意性侧视图；

图2是本实施方式的散热器的车载状态的俯视图；

图3是本实施方式的散热器的车载状态的主视图；

图4是本实施方式的散热器的车载状态的侧视图；

图5是表示包括在本实施方式的散热器中的上主箱内部结构的剖面图；

图6是本实施方式的散热器的变形例的说明图；

图7是表示本发明其他实施方式的散热器的变形例的结构的说明图。

图8是表示现有技术的说明图。

附图标记说明

1推土机

4发动机

5，5A散热器

6发动机室

9车架

15上主箱

16下主箱

17散热器芯

20冷却水入口(上主箱)

21～23冷却水出口

31～33芯单元

35上副箱

36下副箱

39热交换部(热交换器)

40冷却水入口(上副箱)

41冷却水入口加强板

42橡胶软管

50外饰罩

51发动机罩

52散热器罩

55隔板装置(隔板)

56上凸弯曲板

57顶端壁板

58分隔室

60冷却水导管

61水路

62水泵

63水冷套

64恒温器

具体实施方式

下面，参照附图说明基于本发明的组件型散热器的具体实施方式。

在图1中表示装备有本发明一实施方式的组件型散热器的推土机的示意性侧视图。在下面的说明中，前后左右方向与推土机的前后左右方向一致。

在图1所示的推土机1中，收纳发动机4、组件型散热器5的发动机室6设置在具有履带式行驶装置2的车体3的前部。驾驶室7设置在车体3的后部。另外，推土板8配置在车体3的前方位置。该推土板8构成为通过安装在车架9上的左右提升液压缸(仅图示左侧)10被升降驱动。

在图2中表示本实施方式的散热器的车载状态的俯视图，在图3中表示本实施方式的散热器的车载状态的主视图，在图4中表示本实施方式的散热器的车载状态的侧视图。

如图2所示，散热器5配置在发动机4和加强构件12之间，该加强构件12连接支承左右提升液压缸10(参照图1)的左右支承装置11。如图3所示，散热器5的结构包括上下平行地配置的上主箱15和下主箱16、散热器芯17以及散热器框架18。散热器芯17配置在下主箱16上。散热器框架18形成为包围散热器芯17的框体形状，并与下主箱16一同支承散热器芯17。

上主箱15构成为长方体形状，其在散热器芯17的后侧被配置成与该散热器芯17隔着规定间隔，从而被配置在相对于下主箱16在平面上偏置的位置。具体地讲，上主箱15被配置在相对于下主箱16向发动机4侧偏置的位置。因此，作为从发动机4流入的冷却水的配管，能够采用短的配管。底板15a构成上主箱15的底面，具有向下方延伸的冷却水入口20。该冷却水入口20经由水路(配管装置)61与发动机4的水冷套63连接。来自发动机4的冷却水通过冷却水入口20导入到上主箱15内。这样，由于通过设于上主箱15的底板15a的冷却水入口20，向上主箱15内导入冷却水，因此，从上主箱15的底部填充冷却水。由此，能够防止空气混入到冷却水中。

另外，如图2所示，在构成上主箱15的前侧面的前侧板15b上，分别设有向前方笔直地延伸的第一冷却水出口21和第二冷却水出口22。另外，如图3所示，在构成上主箱15的右侧面的右侧板15c上，设有向右侧笔直地延伸的第三冷却水出口23。

而且，在上主箱15的顶板15d上设有散热器盖安装口24。在散热器安装口24安装有具备放气阀的加压型散热器盖25。散热器盖安装口24的根部与未图示的储水箱连接。这样，通过散热器盖25使散热器5内的压力保持恒定，并且，在利用散热器盖25进行压力调节时，在上主箱15和储水箱之间来回流通冷却水而在散热器5内总是确保所需量的冷却水。另外，通过散热器盖25的放气阀的操作，向大气中排出滞留在上主箱15内上部的空气。另外，附图标记26和27分别表示冷却水供给口和供给口盖。另外，冷却水供给口27设置在上主箱15的上面。因此，冷却水供给口27内的默认水位(デフオルト水位)位于上主箱15的上方。

如图5(a)和图5(b)所示，在上主箱15的内部与各冷却水出口(排出口)21～23对应地设有隔板装置(隔板)55。在此，以对应于第二冷却水出口22的隔板装置55为例进行说明。如图5(b)所示，隔板装置55相对于上主箱15的底面隔着若干间隙t而配置。上主箱15由前侧板15b、剖面为弧形的上凸弯曲板56和顶端壁板57分隔形成，具有仅向下方和第二冷却水出口22侧敞开的分隔室58。如图5(b)中的符号Q箭头所示，上主箱15内的冷却水从间隙t通过分隔室58内而流向第二冷却水出口22。在本实施方式中，通过在上主箱15内设置这样的隔板装置55，能够避免流入到上主箱15的冷却水中含有的气泡从上主箱15内向下游侧输送。因此，能够更加有效地防止因冷却水中含有的气泡循环而导致散热器5的冷却效率降低。

下主箱16与上主箱15同样构成为长方体形状。在后侧板16a设有冷却水出口28。如图4所示，冷却水出口28经由水路61和水泵62与发动机4的水冷套63连接，在散热器芯17中被冷却后的冷却水从下主箱16送入到发动机4的水冷套63内，经由恒温器64向冷却水入口20供给。

如图4所示，上主箱15和下主箱16通过连通管29(为便于说明仅在图4中表示)连接。由此，即使在下主箱16内部滞留了空气，也能够使该空气容易向上主箱15侧移动。这样，移动到上主箱15侧的空气，能够通过散热器盖25的放气阀的操作而被排出。因此，能够容易地排出散热器5内部的空气，从而能够可靠地防止空气滞留在散热器5内部。另外，连通管29的配置避开散热器芯17的敞开面而进行，以便不阻碍冷却空气相对于散热器芯17的流通。

如图3所示，散热器芯17由在下主箱16上从左侧向右侧依次并排设置的第一芯单元31、第二芯单元32和第三芯单元33构成。各芯单元31～33具有上下配置的扁平长方体形状的上副箱35和下副箱36、和由连接这些副箱35，36的多个管37以及绕该管37而设置的散热片38构成的热交换部(热交换器)39。上副箱35内的冷却水在通过管37而流向下副箱36的期间，被通过散热片38的空气冷却。在此，如图3和图4所示，各芯单元31～33中的各上副箱35配置在与上主箱15大致相同高度的位置。另外，如果通过图3的主视图和图4的侧视图说明上副箱35和上主箱15的高度方向的位置关系，上副箱35和上主箱15的底面的高度大致相同，上主箱15的顶面高于上副箱35的顶面。通过这样的位置关系，在主视图中的高度方向上使上副箱35和上主箱15重叠，确保冷却水的水头压力(ヘツド压)。另外，后述的冷却水入口40和冷却水出口21，22，23处于同一高度。

如图2所示，在构成各上副箱35的后侧面的后侧板35a，设有向后方笔直地延伸的冷却水入口40。冷却水入口40和冷却水出口21，22，23具有阳模的软管接头的形状。另外，在冷却水入口40的外周安装有冷却水入口加强板41。冷却水入口加强板41固定在散热器框架18上。然后，第一芯单元31的冷却水入口40、第二芯单元32的冷却水入口40和第三芯单元33的冷却水入口40分别经由橡胶软管42与第一冷却水出口21、第二冷却水出口22和第三冷却水出口23连接。这样，上主箱15内的冷却水分配到各芯单元31～33中。另外，冷却水出口21，22，23、与之对应的橡胶软管42和与之对应的冷却水入口40分别进行直线连接，不弯曲橡胶软管42而连接成直管。

如图3所示，在各下副箱36的底板，设有向下方延伸的下主箱连接口43。该下主箱连接口43可抽出或插入地与形成在下主箱16的未图示的接收口连接。

如图2所示，散热器框架18经由设于其上端部的左右两侧的一对支承轴18a，18a枢轴安装在车架9上。各芯单元31～33经由设于其上侧的橡胶座支承装置(ゴムマウント支持装置)45固定在散热器框架18上。如图4所示，下主箱16经由设置于其前侧的橡胶座支承装置46固定在车架9上。这样，能够牢固地保持散热器芯17和下主箱16相对于车架9的配置状态，并且，能够防止来自车架9侧的振动、冲击直接传递到散热器芯17和下主箱16。

如图2和图3所示，上主箱15经由设于其左右两侧的橡胶座支承装置47固定在车架9上。这样，能够牢固地保持上主箱15相对于车架9的配置状态，并且，能够防止来自车架9侧的振动、冲击直接传递到上主箱15。

如图4所示，构成发动机室6的顶板的外饰罩50由主要覆盖发动机4的发动机罩51和主要覆盖散热器5的散热器罩52构成。上主箱15配置在散热器罩52的后端部与发动机罩51重叠的前后方向的位置且相对于发动机罩51隔着规定间隙S的高度位置。

如图3和图4所示，在本实施方式的散热器5中，各芯单元31～33中的各上副箱35被配置在与上主箱15大致相同高度的位置。另外，各芯单元31～33中的各上副箱35的冷却水入口40与上主箱15中的各冷却水出口21～23被配置在大致相同高度的位置。另外，如图2所示，各冷却水入口40经由橡胶软管42与各冷却水出口21～23连接。因而，在各上副箱35的上方不需要以前必需的、上主箱15和上副箱35之间用于冷却水配管的空间。另外，上主箱15与各芯单元分离而配置在发动机4侧，以使其在俯视时不与各芯单元31～33重叠。通过该配置，能够避免从发动机4延伸到上主箱15的冷却水导管配置在各上副箱35的上方。因此，即使本实施方式的散热器5的整体高度尺寸与现有的组件型散热器100，100A的高度尺寸相同，也能够增大各芯单元31～33的高度尺寸，由此，能够谋求提高散热器5的冷却性能。

另外，由各冷却水出口21，22，23、各冷却水入口40，40，40以及各橡胶软管42，42，42构成的各冷却水导管60，60，60相当于本发明的“冷却水导管”。

另外，由于用于向上主箱15内导入冷却水的冷却水入口20被设置在上主箱15的底面，因此，从上主箱15的底部填充冷却水。因此，能够有效地防止空气混入到冷却水中，有效地防止散热器5的冷却性能的降低。

在图6中表示本实施方式的散热器的变形例的说明图。在本变形例中，对于与前述的实施方式相同或同样的结构要素使用相同的附图标记，省略其详细的说明，下面以与前述的实施方式不同点为中心进行说明。

该变形例涉及采用上主箱15A的例子，通过采用发动机罩51的前部的一部分构成前述的实施方式中的上主箱15的顶板15d，而在发动机罩51上一体形成该上主箱15A。根据该变形例的散热器5A，能够进一步增大各芯单元31～33的高度尺寸，该增大的高度尺寸相当于在前述的实施方式中设置的上主箱15和发动机罩51之间的间隙S(参照图4)的大小。因此，与前述的实施方式的散热器5相比，能够进一步提高冷却性能。

另外，如图6所示，在上主箱15和上副箱35的连接部，可以采用单凸缘部142。

以上基于一实施方式及其变形例，说明了本发明的组件型散热器，但是，本发明并不限于在上述实施方式及其变形例中记载的结构，在不脱离本发明宗旨的范围内，也可以适当变更本发明的结构。

例如，如图7所示，本发明不仅适用于组件型散热器，也适用于一体化的散热器105。该散热器105具有包括单一的散热器芯117的芯单元131，该芯单元131被上下配置的上副箱135和下副箱136夹住。另外，芯单元131在上下端部附近分别与上主箱115和下主箱116连接。

另外，虽然在上述实施方式及其变形例中表示了本发明的组件型散热器适用于推土机的例子，但是不限于此，也能够适用于液压挖掘机、轮式装载机等工程作业车辆，这是不言而喻的。

工业实用性

本发明的散热器由于实现不增大散热器的整体大小而能够有效地提高冷却性能的效果，因此不限于建筑机械等作业车辆，能够广泛适用于安装在各种机械中的散热器。

Claims

1.一种散热器，其特征在于，具有：

热交换器；

上副箱，其安装在所述热交换器的上面；

下副箱，其安装在所述热交换器的下面，以使所述热交换器被夹在该下副箱与所述上副箱之间；

上主箱，其配置在与所述上副箱大致相同高度且在俯视时与所述上副箱不重叠的偏置位置，经由冷却水导管与所述上副箱连接，并且具有形成在底面的冷却水导入口；

下主箱，其配置在所述上主箱的下方且与所述上主箱在俯视时不重叠的偏置位置，并与所述下副箱连接。

2.如权利要求1所述的散热器，其特征在于，

所述上主箱的底面被配置为与所述上副箱的底面在大致相同的高度，

所述上主箱的顶面被配置在高于所述上副箱的顶面的位置。

3.如权利要求1或2所述的散热器，其特征在于，

所述上主箱具有经由所述冷却水导管排出冷却水的冷却水排出口，

还具有配置在所述冷却水排出口的周边并且抑制气泡侵入所述冷却水排出口的隔板。

4.如权利要求1或2所述的散热器，其特征在于，

所述上主箱被配置在相对于所述下主箱向配置发动机的一侧偏置的位置。

5.如权利要求1或2所述的散热器，其特征在于，

包括多个由所述热交换器、所述上副箱和所述下副箱构成的芯单元，并被组件化。

6.一种散热器，其特征在于，具有：

热交换器；

上副箱，其安装在所述热交换器的上面；

上主箱，其配置在与所述上副箱大致相同高度且在俯视时与所述上副箱不重叠的偏置位置，侧面经由冷却水导管与所述上副箱的侧面连接；

7.如权利要求6所述的散热器，其特征在于，

8.如权利要求6或7所述的散热器，其特征在于，

所述冷却水导管为直管。

9.如权利要求6或7所述的散热器，其特征在于，

该散热器安装于车辆，

所述上主箱安装在构成所述车辆的骨架的车架上。

10.如权利要求6或7所述的散热器，其特征在于，

该散热器被收纳在车辆的发动机室内，

所述上主箱一体地形成在构成所述发动机室的顶板的外饰罩上。