CN108087053B - 一种具有多重冷却结构的层叠式高效冷却器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有多重冷却结构的层叠式高效冷却器，包括冷却器外壳，冷却器外壳内设有风冷间、水冷间和油冷却间，所述外壳上安装有进油管和出油管，所述风冷间、水冷间和油冷却间内分别安装有风冷装置、中空散热板和隔板，两块隔板间安装有与中空散热板相贴的冷却水管，所述冷却水管内设有冷却油管，所述冷却油管的上下端分别与进油管和出油管连接，具有风冷和水冷等多重散热冷却结构，机油冷却效率快，且冷却油管、冷却水管、中空散热板能长时间对机油进行散热，冷却油管和冷却水管特殊的端面结构和轨迹形状使机油的冷却面积增大、冷却路径加长，机油冷却效果好、质量高、速度快，机器运作更顺畅。

Description

一种具有多重冷却结构的层叠式高效冷却器

技术领域

本发明涉及冷却器技术领域，具体为一种具有多重冷却结构的层叠式高效冷却器。

背景技术

在高性能、大功率的强化发动机上，由于热负荷大，必须装设机油冷却器。机油冷却器布置在润滑油油路中，是一种加速润滑机油散热使其保持较低温度以使润滑油能有更好的润滑性能，从而使机器运行更顺畅。

冷却器是用于冷却汽车上所有运转设备所用的润滑油，使其维持在正常温度下而持续工作，保证所有设备持续正常地运转。由于汽车设计一般结构非常紧凑、轻型，这就要求冷却器在满足换热性能的前提下尽可能的降低重量和体积，由此人们设计了层叠式冷却器。

冷却器在生产时，首先利用模具冲制相关零件，部分零件通过车床和翅片成型机加工，然后将所有零件进行超声波清洗，再利用专用夹具板装配成型，而后送入连续炉进行钎焊，最后打压检验并修补漏点。

申请号为201010500251.8的名为一种层叠式冷却器，包括管道、芯体和底座，所述的管道和芯体是焊接连接的，所述的芯体和底座是焊接连接，在所述的芯体内设有交替排列的水通道和油通道。该发明提供的这种层叠式冷却器，结构简单，各部件之间采用焊接连接，生产工艺简单，采用铝合金材料制成的，质量轻，体积小，强度大，降低了维修成本，同时也延长了运转设备的使用寿命。但该发明的吸收热量的芯片、管道、隔板在吸收机油热量后，热量散发慢，因此使吸热零件的后续吸热效率下降，机油冷却效率也就下降。

现有的冷却器存在以下不足之处和问题：

(1)现有的冷却器大多数都是靠散热片或散热管来使机油进行散热，一般散热片的表面都是平整的，散热管大多数是圆形的，这样机油与散热片或散热管的接触面积有限，从而使机油内部与散热片或散热管壁面不接触的部分不能得到散热，若机油流动过快，则机油冷却效果差，机油冷却效率低，若使机油速度慢下来，又会使传动组件不能得到机油的及时润滑，容易使传动组件磨损变大，机器的使用寿命缩短；

(2)只有一个冷却部件，在冷却部件温度较高，自身的温度不好散发时，这时冷却部件对机油的冷却效果就会大打折扣，使机油的冷却速度和冷却质量都下降。

发明内容

为了克服现有技术方案的不足,本发明提供一种具有多重冷却结构的层叠式高效冷却器，具有风冷和水冷等多重散热冷却结构，机油冷却效率快，且冷却油管、冷却水管、中空散热板能长时间对机油进行散热，冷却油管和冷却水管特殊的端面结构和轨迹形状使机油的冷却面积增大、冷却路径加长，机油冷却效果好、质量高、速度快，机器运作更顺畅，能有效解决背景技术中的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有多重冷却结构的层叠式高效冷却器，包括冷却器外壳，冷却器外壳内从左到右依次设有风冷间、水冷间和油冷却间，所述外壳上安装有分别位于油冷却间上端和下端的进油管和出油管；

所述风冷间、水冷间和油冷却间内分别安装有风冷装置、中空散热板和若干平行的隔板，相邻所述的隔板间安装有冷却水管，所述冷却水管左侧与中空散热板相贴，所述冷却水管内通过若干固定柱安装有冷却油管，所述冷却油管的上下端分别与进油管和出油管连接。

作为本发明一种优选的技术方案，所述冷却器外壳上设有若干位于风冷间左侧的通风孔。

作为本发明一种优选的技术方案，所述风冷装置包括固定于风冷间中心的电机，所述电机通过电机轴连接有扇叶。

作为本发明一种优选的技术方案，所述扇叶外侧设有导风板。

作为本发明一种优选的技术方案，所述中空散热板内设有储水层，所述储水层内设有搅拌装置。

作为本发明一种优选的技术方案，所述冷却水管的侧面轨迹形状和端面形状分别为蛇形和半圆形，所述冷却油管的端面形状为椭圆形，所述冷却水管和冷却油管内均倾斜安装有若干波浪状散热翅片。

作为本发明一种优选的技术方案，所述冷却器外壳右端安装有循环冷却水箱，所述循环冷却水箱的顶部和底部均安装有有循环水管，所述循环水管一端连接有水泵，所述冷却水管与循环水管相连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明的冷却油管和波浪状散热翅片使机油的内外的热量都得到很好的散发，机油冷却快；

(2)本发明的冷却油管和冷却水管特殊的端面结构和轨迹形状使机油的冷却面积增大、冷却路径加长，机油冷却效果好、质量高、速度快；

(3)本发明的机油先将热量传递给冷却油管，然后经流动的冷却水将热量传递走，流动冷却循环水又将热量传递给中空散热板，再经过风冷装置和中空散热板内冷却水的冷却，使中空散热板能更快的散发热量，各冷却零件的配合使冷却装置能随时保持最佳的冷却状态，使机油能得到持久的冷却，机油冷却效果更稳定。

附图说明

图1为本发明的正面剖视结构示意图；

图2为本发明的冷却水管端剖面结构示意图；

图3为本发明的侧面剖视结构示意图。

图中：1-冷却器外壳；2-风冷间；3-水冷间；4-油冷却间；5-风冷装置；6-中空散热板；7-隔板；8-冷却水管；9-冷却油管；

101-通风孔；102-循环冷却水箱；103-循环水管；104-水泵；

401-进油管；402-出油管；

501-电机；502-电机轴；503-扇叶；504-导风板；

601-储水层；602-搅拌装置；

801-固定柱；802-波浪状散热翅片。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

以下各实施例的说明是参考附图，用以示例本发明可以用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向和位置用语，例如「上」、「中」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等，仅是参考附加图式的方向和位置。因此，使用的方向和位置用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。

实施例：

如图1所示，本发明提供了一种具有多重冷却结构的层叠式高效冷却器，包括冷却器外壳1，冷却器外壳1内从左到右依次设有风冷间2、水冷间3和油冷却间4，所述外壳1上安装有分别位于油冷却间4上端和下端的进油管401和出油管402，所述风冷间2、水冷间3和油冷却间4内分别安装有风冷装置5、中空散热板6和若干平行的隔板7，所述冷却器外壳1上设有若干位于风冷间2左侧的通风孔101，使风冷装置5的风有源可寻，通风孔101还使中空散热板6的热量能及时地散发出冷却器外壳1外。

如图2和图3所示，相邻所述的隔板7间安装有冷却水管8，所述冷却水管8的侧面轨迹形状和端面形状分别为蛇形和半圆形，蛇形轨迹的冷却水管8使其内的冷却油管9的冷却路径加长，机油能有更充足的时间去冷却，冷却质量更好。所述冷却水管8左侧与中空散热板6相贴，半圆形的冷却水管8端面是为了冷却水管8的左侧与中空散热板6的接触面积变大，从而使冷却水管8内吸收机油热量后的水散热加快，散热效率高。所述冷却油管9的端面形状为椭圆形，冷却油管9的椭圆形设计使机油在流动时，换热的面积更大，换热速率快，提高了机油流动顺畅性和散热效率。

如图1和图2所示，所述冷却水管8内通过若干固定柱801安装有冷却油管9，所述冷却油管9的上下端分别与进油管401和出油管402连接，进油管401将热的机油输送进冷却油管9，机油在冷却油管9内被冷却后，冷却后质量好、性能佳的机油从出油管402输送出，送往机器的传动部位，从而使机器运作更加顺畅。

如图3所示，所述冷却水管8和冷却油管9内均倾斜安装有若干波浪状散热翅片802，波浪状散热翅片802表面呈波浪状，增加了机油、水与波浪状散热翅片802的换热面积，从而使机油和水的热量都能很好的被传递走一部分，加快了水和机油的散热速度。这里的波浪状散热翅片802采用铜质材料制作，因为散热翅片802只有1-2mm厚，所以质量并不大，而且铜质的波浪状散热翅片802传热性能好，在机油或水的冲击下波浪状散热翅片802不易变形，能更快的将不与管壁接触的机油和水的热量传递到冷却油管9和冷却水管8上，从而使机油的内部的热量也得到释放，散热质量好。

如图1所示，所述冷却器外壳1右端安装有循环冷却水箱102，所述循环冷却水箱102的顶部和底部均安装有有循环水管103，所述循环水管103一端连接有水泵104，所述冷却水管8与循环水管103相连接。循环冷却水箱102内盛装有足量的冷却水，冷却水在水泵104的抽动下进入循环水管103，然后进入冷却水管8，从而使冷却水管8内的水流动起来，然后冷却水管8的水再回流向循环冷却水箱102内，完成一个水冷却的循环回路。冷却水管8内的具有冷却作用的水流动起来时，使冷却水管9内的机油冷却效率提高，且机油与水的换热路径长，进一步加强了机油的散热效率。

如图1所示，所述中空散热板6内设有储水层601，所述储水层601内设有搅拌装置602，储水层601盛装冷却水，可以使中空散热板6散热板的散热速率加快，搅拌装置602使水在储水层601内旋转转动起来，从而使水更快的散热，加上风冷装置5的吹风，使水的散热达到一个很高的速度。

如图1所示，所述风冷装置5包括固定于风冷间2中心的电机501，所述电机501通过电机轴502连接有扇叶503，电机501带动电机轴502旋转从而使扇叶503旋转，扇叶503旋转产生吹向中空散热板6的风，使中空散热板6的热量更快的散发出去。所述扇叶503外侧设有导风板504，扇叶503在转动时，风向是朝向中空散热板6的左端的，导风板504使扇叶503的风能都吹到导风板504的侧面，使扇叶503的风不会太分散，从而提升了风冷装置503的效率，且中空散热板6的左侧都能受到冷风的吹拂，所以中空散热板6的散热速度加快，机油冷却快。

如图1和图3所示，本发明机油的热量传递过程为：机油在冷却油管9流动时，机油大部分与冷却油管9内壁接触的部分都将热量直接传递给冷却油管9上，而冷却油管9内不与油管接触的机油将热量经波浪状散热翅片802传递给冷却油管9，然后机油的大部分热量都传递到冷却油管9上。循环流动的冷却水将冷却油管9的热量吸收，并传递到冷却水管8上，冷却水管8又将热量传递给与之相接触的中空散热板6，然后中空散热板6通过储水层601内的冷却水和风冷装置将中空散热板6的温度降低下来，从而使中空散热板6能随时吸收大量的热量，各冷却零件的配合使冷却装置能随时保持最佳的冷却功能，即冷却油管9、冷却水管8、中空散热板6能长久的保持高效率的对机油的散热状态，从而使机油的高效率散热能一直维持下去，机油能得到持久的冷却，机油冷却效果更稳定，传动机构运作更加可靠。

这里为了考虑冷却器的轻便，本发明的冷却水管8、冷却油管9和中空散热板6均采用铝合金制作，既保证了良好的散热性能，又使冷却器的重量不会太重，强度合适，冷却器内水管不易损坏，便于安装。

综上所述，本发明的主要特点在于：

(1)具有风冷和水冷等多重散热冷却结构，机油冷却效率快；

(2)冷却油管和冷却水管特殊的端面结构和轨迹形状使机油的冷却面积增大、冷却路径加长，机油冷却效果好、质量高、速度快；

(3)结构简单且合理，成本低，能长时间保证机油的最佳温度。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (5)

1.一种具有多重冷却结构的层叠式高效冷却器，包括冷却器外壳(1)，其特征在于：冷却器外壳(1)内从左到右依次设有风冷间(2)、水冷间(3)和油冷却间(4)，所述外壳(1)上安装有分别位于油冷却间(4)上端和下端的进油管(401)和出油管(402)；

所述风冷间(2)、水冷间(3)和油冷却间(4)内分别安装有风冷装置(5)、中空散热板(6)和若干平行的隔板(7)，相邻所述的隔板(7)间安装有冷却水管(8)，所述冷却水管(8)左侧与中空散热板(6)相贴，所述冷却水管(8)内通过若干固定柱(801)安装有冷却油管(9)，所述冷却油管(9)的上下端分别与进油管(401)和出油管(402)连接，所述冷却器外壳(1)上设有若干位于风冷间(2)左侧的通风孔(101)，所述风冷装置(5)包括固定于风冷间(2)中心的电机(501)，所述电机(501)通过电机轴(502)连接有扇叶(503)。

2.根据权利要求1所述的一种具有多重冷却结构的层叠式高效冷却器，其特征在于：所述扇叶(503)外侧设有导风板(504)。

3.根据权利要求1所述的一种具有多重冷却结构的层叠式高效冷却器，其特征在于：所述中空散热板(6)内设有储水层(601)，所述储水层(601)内设有搅拌装置(602)。

4.根据权利要求1所述的一种具有多重冷却结构的层叠式高效冷却器，其特征在于：所述冷却水管(8)的侧面轨迹形状和端面形状分别为蛇形和半圆形，所述冷却油管(9)的端面形状为椭圆形，所述冷却水管(8)和冷却油管(9)内均倾斜安装有若干波浪状散热翅片(802)。

5.根据权利要求1所述的一种具有多重冷却结构的层叠式高效冷却器，其特征在于：所述冷却器外壳(1)右端安装有循环冷却水箱(102)，所述循环冷却水箱(102)的顶部和底部均安装有有循环水管(103)，所述循环水管(103)一端连接有水泵(104)，所述冷却水管(8)与循环水管(103)相连接。

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