CN111648854A - 一种用于大型叉车的复合式散热器 - Google Patents

一种用于大型叉车的复合式散热器 Download PDF

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朱志兵
张慧
张广志
赵衡
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Abstract

本发明公开了一种用于大型叉车的复合式散热器，所述复合式散热器包括散热器本体和聚风罩；所述散热器本体为弯曲的单层并列式结构，所述散热器本体的内部横向设置有芯体单元、且相邻两所述芯体单元之间形成气流通道；所述聚风罩为用以引导气流沿着平行于所述气流通道的轴线方向进入所述散热器本体内部的曲面壳体结构。本发明通过将散热器本体设置为弯曲结构、将聚风罩设置为曲面壳体结构，曲面壳体结构的聚风罩引导气流沿着平行于气流通道的轴线方向进入散热器本体内部，有效降低了气流进入散热器时的风阻，提高了散热器的综合效能比。

Description

一种用于大型叉车的复合式散热器
技术领域
本发明涉及叉车散热技术领域，具体是一种用于大型叉车的复合式散热器。
背景技术
大型叉车在工作过程中，由于发动机的输出功率大，导致发动机的缸数、缸径、行程都比较大，使得发动机在工作过程中散热功率较大。
一般来说，提高散热功率的基本方法是增加散热面积，但增加散热面积一般会带来散热器的体积增大，受到机体安装空间和发动机风扇叶直径的限制，体积增大将不可避免的加厚散热器，散热器加厚以后，又回导致气流吹透性差，导致散热性降低，因此，在空间有限的前提下，尽可能降低风阻，提升气流吹透性，从而提高散热性能，是散热器比较关键的课题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于大型叉车的复合式散热器，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种用于大型叉车的复合式散热器，所述复合式散热器包括散热器本体和聚风罩；
所述散热器本体为弯曲的单层并列式结构，所述散热器本体的内部横向设置有芯体单元、且相邻两所述芯体单元之间形成气流通道；
所述聚风罩为用以引导气流沿着平行于所述气流通道的轴线方向进入所述散热器本体内部的曲面壳体结构。
作为本发明进一步的方案：所述散热器本体包括向进入气流一侧弯曲的散热器壳体、设置于所述散热器壳体上部的上水部、以及设置于所述散热器壳体下部的下水部；
所述芯体单元在所述散热器壳体内部沿着所述散热器壳体的高度方向依次布置。
作为本发明进一步的方案：所述散热器壳体的截面轮廓为依次包括第一弧形段、第二弧形段以及第三弧形段的弧形段轮廓，且所述第一弧形段和所述第三弧形段的圆弧半径均为R1、所述第二弧形段的圆弧半径为R2；
所述第一弧形段和所述第三弧形段的圆弧半径取值范围为：4750mm≤R1≤5250mm；所述第二弧形段的圆弧半径取值范围为：4650mm≤R2≤5150mm。
作为本发明进一步的方案：所述上水部包括上水室、以及设置在所述上水室一侧的上水管；
所述下水部包括下水室、以及设置在所述下水室一侧的下水管。
作为本发明进一步的方案：所述芯体单元包括散热板和散热片，所述散热片设置于相邻两所述散热板之间；
所述散热板的厚度沿着气流在散热器内的流动方向逐渐变薄，所述散热板的截面轮廓为关于所述散热板中心平面对称的鱼形结构。
作为本发明进一步的方案：相邻两所述散热板之间的所述散热片设有一个以上，且所述气流通道为相邻两所述散热板之间的所述散热片与相邻两所述散热板围成；
位于相邻两所述散热板之间的一个以上所述散热片呈锯齿状排布。
作为本发明进一步的方案：所述散热板的内部沿着垂直于所述气流通道的方向开设有水循环通道，且所述水循环通道沿着所述气流通道的方向依次开设有一个以上；
每个所述水循环通道的截面轮廓均呈四边形结构。
作为本发明进一步的方案：位于所述散热板中心平面上方或下方的所述散热板截面轮廓包括依次相连的弧形段、过渡段、以及倾斜段；
所述过渡段的两端分别与所述弧形段的末端、所述倾斜段的首端相切连接；
所述过渡段为弧形过渡段；所述倾斜段为直线形倾斜段。
作为本发明进一步的方案：位于所述散热板中心平面上方的所述弧形段的首端与位于所述散热板中心平面下方的所述弧形段的首端相接；
位于所述散热板中心平面上方的所述倾斜段的末端与位于所述散热板中心平面下方的所述倾斜段的末端相接。
作为本发明进一步的方案：所述聚风罩呈四边形的曲面壳体结构，且所述聚风罩的四角通过圆角变换双曲面的壳体结构与所述散热器本体相连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)通过将散热器本体设置为弯曲结构、将聚风罩设置为曲面壳体结构，使得设置在散热器本体内部的芯体单元之间形成气流通道，有效降低了气流进入散热器时的风阻，并且采用曲面壳体结构的聚风罩引导气流沿着平行于气流通道的轴线方向进入散热器本体内部，聚风罩与散热器本体相互配合，实现气流沿着平行于气流通道的轴线方向进入并输出散热器本体，达到降低风阻的目的，提高了散热器的综合效能比；
(2)通过将散热板设置成沿着气流流动方向逐渐变薄的结构，并将散热板的截面轮廓设置成关于所述散热板中心平面对称的鱼形结构，可最大程度的降低风阻，使得与传统散热器相比，采用该芯体单元的散热器的风阻得到了极大的降低，进而极大的提高了散热器的散热性能；而在散热板内设置气流通道，并使得各个散热板呈锯齿状排布，使得进入散热器内的气流能够很好的分流为多股，进而确保每股气流均能分别经各自的气流通道实现散热降温，实现整个散热器散热效果的提升；
(3)通过在散热板内设置一个以上的水循环通道，使得气流进入散热器内的气流通道内后，气流也能够将水循环通道内水流的热量带走一部分，进一步提高散热器的散热效果；同时，通过将散热板的截面轮廓设置成弧形段、过渡段、以及倾斜段相切连接而成的鱼形结构，确保气流沿着散热板的截面轮廓能平缓流动，避免乱流，进一步降低了采用该芯体单元的散热器的风阻，提高了散热器的散热效率；
(4)通过将复合式散热器设置为散热器本体与聚风罩制成的单层并列式结构，使得复合式散热器整体结构紧凑、凸起少，便于生产，且批量生产时，成本低廉，同时，散热器本体与聚风罩组装而成的复合式散热器便于安装与拆卸，有利于推广使用。
附图说明
图1为本发明复合式散热器的结构示意图；
图2为本发明复合式散热器的主视图；
图3为本发明复合式散热器的侧视图；
图4为本发明气流经复合式散热器时的示意图；
图5为图3中A处芯体单元的结构示意图；
图6为图3中A处芯体单元的主视图；
图7为本发明气流经图3中A处芯体单元时的示意图；
图8为本发明散热板的结构示意图。
图中：
1-散热器本体、11-散热器壳体；12-上水部、121-上水室、122-上水管；13-下水部、131-下水室、132-下水管；
2-聚风罩；
3-芯体单元、31-散热板、311-弧形段、312-过渡段、313-倾斜段；32-散热片；
301-气流通道、302-水循环通道。
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。
为解决大型叉车发动机输出功率需求大导致的散热需求大，而一般增加散热面积来提高散热功率的方法由于安装空间等限制，不足以满足发动机的散热需求，需在满足空间受限的前提下，尽可能降低风阻，提高气流吹透性来提高散热器的散热性能。
实施例1
请参阅图1-图4，一种用于大型叉车的复合式散热器，所述复合式散热器包括散热器本体1和聚风罩2；所述散热器本体1为弯曲的单层并列式结构，所述散热器本体1的内部横向设置有芯体单元3、且相邻两所述芯体单元3之间形成气流通道301；所述聚风罩2为用以引导气流沿着平行于所述气流通道301的轴线方向进入所述散热器本体1内部的曲面壳体结构。
由于按照传统的纵向并列式或横向并列式来改善散热器的散热功能受限，故将用于大型叉车的复合式散热器的散热器本体1设置为单层并列式结构，既可避免纵向并列式带来的尺寸大、所需空间大，难以吹透，以及导致散热器本体1间存在“散热夹层”，导致进入散热器内的气流回旋而影响散热效果，进而导致复合式散热器的散热效果差等问题，又可避免横向并列式带来的加厚散热器本体1而导致的散热器本体1吹透性降低等问题。同时，通过将散热器本体1设置为弯曲结构、将聚风罩2设置为曲面壳体结构，并在散热器本体1内部设置芯体单元3，使得相邻两芯体单元3之间形成气流通道301，有效降低了气流进入散热器时的风阻，并且采用曲面壳体结构的聚风罩2引导气流沿着平行于气流通道301的轴线方向进入散热器本体1内部，聚风罩2与散热器本体1相互配合，实现气流沿着平行于气流通道301的轴线方向进入并输出散热器本体1，达到降低风阻的目的，提高了散热器的综合效能比。
实施例2
为进一步提高复合式散热器的降温散热效果，有一些实施例中，改善了散热器本体1的结构。所述散热器本体1包括向进入气流一侧弯曲的散热器壳体11、设置于所述散热器壳体11上部的上水部12、以及设置于所述散热器壳体11下部的下水部13；所述芯体单元3在所述散热器壳体11内部沿着所述散热器壳体11的高度方向依次布置。
并且，进一步将上水部12与下水部13的结构进行了进一步的细分。所述上水部12包括上水室121、以及设置在所述上水室121一侧的上水管122；所述下水部13包括下水室131、以及设置在所述下水室131一侧的下水管132。
使用时，设置在上水室121一侧的上水管122以及设置在下水室131一侧的下水管132均可进水，并储存在上水室121和下水室131内；水流带走发动机工作时的热量，并在散热器本体1内循环流动，使得气流通过散热器本体1内部时将水的热量带走，实现散热器的降温散热，进一步提高了散热器的散热性能。
实施例3
请参阅图3，由于发动机风扇叶外形一般为圆形，而散热器本体1一般为方形，为引导气流沿着希望的路径经过散热器本体1，故将聚风罩2根据发动机的风扇叶扇出的气流特性进行曲面设计。具体是，所述散热器壳体11的截面轮廓为依次包括第一弧形段311、第二弧形段311以及第三弧形段311的弧形段311轮廓，且所述第一弧形段311和所述第三弧形段311的圆弧半径均为R1、所述第二弧形段311的圆弧半径为R2；所述第一弧形段311和所述第三弧形段311的圆弧半径取值范围为：4750mm≤R1≤5250mm；所述第二弧形段的圆弧半径取值范围为：4650mm≤R2≤5150mm。通过设置的聚风罩2引导气流沿着引平行于气流通道301的轴线方向进入散热器本体1内部，最大程度的降低风阻，进而提高复合式散热器的散热性能。并且，为进一步提高复合式散热器的使用效果，在一些实施例中，将聚风罩2的前部四角采用圆角变换双曲面的结构、前部四边采用大曲面结构，使气流经过聚风罩2时阻力最小，且到达散热本体时气流的运动方向尽可能平行于各芯体单元3内的气流通道301的轴线方向，从而达到降低风阻的目的。
实施例4
请参阅图5和图6，所述芯体单元3包括散热板31和散热片32，所述散热片32设置于相邻两所述散热板31之间；所述散热板31的厚度沿着气流在散热器内的流动方向逐渐变薄，所述散热板31的截面轮廓为关于所述散热板31中心平面对称的鱼形结构。
复合式散热器在使用过程中，气流从散热器的一侧进入散热器、经散热器内部将散热器内部的热量带走一部分并从另一侧输出，实现散热器的散热降温，而气流在流通过程中，气流与物体相遇时产生的阻力与气流遇到的物体截面形状有关。
假设气流与截面为平面的物体相遇时，其产生的风阻为1。则：当气流与截面为尖锥形的物体相遇时，其产生的风阻为1/2；当气流与截面为弧线形的物体相遇时，其产生的风阻为1/3；当气流与截面为弧线形加尖锥形的物体相遇时，其产生的风阻为1/4；当气流与截面为鱼形的物体相遇时，其产生的风阻最小，为1/5。
故，通过将散热板31设置成沿着气流流动方向逐渐变薄的结构，并将散热板31的截面轮廓设置成关于所述散热板31中心平面对称的鱼形结构，可最大程度的降低气流与散热板31相遇时产生的阻力，即最大程度的降低了风阻。与传统散热器相比，采用该芯体单元3的散热器的风阻降低了11％，即最大程度的降低了该散热器在使用过程中，气流与散热板31接触时产生的风阻，进而极大的提高了散热器的散热性能。
请参阅图6和图7，考虑到气流在散热器内流动过程中的降温效果，相邻两所述散热板31之间的所述散热片32设有一个以上，且所述气流通道301为相邻两所述散热板31之间的所述散热片32与相邻两所述散热板31围成；使得气流进入散热器后即根据散热器内的气流通道301分开成多股气流，使得气流通过各个气流通道301分别将该气流通道301内的热量带走，保证每股气流均能带走一部分热量，进而使得散热器得到很好的降温，实现整个散热器散热效果的提升。
为保证气流进入散热器后能很好的分流，在一些实施例中进一步将位于相邻两所述散热板31之间的一个以上所述散热片32呈锯齿状排布。呈锯齿状排布的各个散热片32能够最大程度的将气流分成多股，提高了气流的分流效果，并确保每股气流均能分别经各自的气流通道301将散热器内部的热量带走。
进入散热器内的气流仅仅通过各自的气流通道301进行降温散热有时不足以满足需求，在一些实施例中，所述散热板31的内部沿着垂直于所述气流通道301的方向开设有水循环通道302，且所述水循环通道302沿着所述气流通道301的方向依次开设有一个以上；每个所述水循环通道302的截面轮廓均呈四边形结构。水循环通道302内的水流将发动机工作时产生的热量带走，当气流进入散热器内的气流通道301内后，气流也可将水循环通道302内的水的热量带走，进一步提高散热器的散热效果。
请参阅图8，为便于制造芯体单元3，统一标准，保证芯体单元3的一致性。在一些实施例中，将鱼形结构的截面轮廓进行限定，即：位于所述散热板31中心平面上方或下方的所述散热板31截面轮廓包括依次相连的弧形段311、过渡段312、以及倾斜段313；所述过渡段312的两端分别与所述弧形段311的末端、所述倾斜段313的首端相切连接；所述过渡段312为弧形过渡段312；所述倾斜段313为直线形倾斜段313。
位于所述散热板31中心平面上方的所述弧形段311的首端与位于所述散热板31中心平面下方的所述弧形段311的首端相接；位于所述散热板31中心平面上方的所述倾斜段313的末端与位于所述散热板31中心平面下方的所述倾斜段313的末端相接。
所述聚风罩2呈四边形的曲面壳体结构，且所述聚风罩2的四角通过圆角变换双曲面的壳体结构与所述散热器本体1相连接。
通过将散热板31的截面轮廓设置成弧形段311、过渡段312、以及倾斜段313相切连接而成的鱼形结构，确保气流沿着散热板31的截面轮廓能平缓流动，进而降低气流经过气流通道301时的风阻，进一步降低了采用该芯体单元3的散热器的风阻，提高了散热器的散热性能。
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。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种用于大型叉车的复合式散热器，所述复合式散热器包括散热器本体(1)和聚风罩(2)；其特征在于：
所述散热器本体(1)为弯曲的单层并列式结构，所述散热器本体(1)的内部横向设置有芯体单元(3)、且相邻两所述芯体单元(3)之间形成气流通道(301)；
所述聚风罩(2)为用以引导气流沿着平行于所述气流通道(301)的轴线方向进入所述散热器本体(1)内部的曲面壳体结构。
2.根据权利要求1所述用于大型叉车的复合式散热器，其特征在于：所述散热器本体(1)包括向进入气流一侧弯曲的散热器壳体(11)、设置于所述散热器壳体上部的上水部(12)、以及设置于所述散热器壳体下部的下水部(13)；
所述芯体单元(3)在所述散热器壳体(11)内部沿着所述散热器壳体(11)的高度方向依次布置。
3.根据权利要求2所述用于大型叉车的复合式散热器，其特征在于：所述散热器壳体(11)的截面轮廓为依次包括第一弧形段、第二弧形段以及第三弧形段的弧形段轮廓，且所述第一弧形段和所述第三弧形段的圆弧半径均为R1、所述第二弧形段的圆弧半径为R2；
所述第一弧形段和所述第三弧形段的圆弧半径取值范围为：4750mm≤R1≤5250mm；所述第二弧形段的圆弧半径取值范围为：4650mm≤R2≤5150mm。
4.根据权利要求2所述用于大型叉车的复合式散热器，其特征在于：所述上水部(12)包括上水室(121)、以及设置在所述上水室一侧的上水管(122)；
所述下水部(13)包括下水室(131)、以及设置在所述下水室一侧的下水管(132)。
5.根据权利要求1所述用于大型叉车的复合式散热器，其特征在于：所述芯体单元(3)包括散热板(31)和散热片(32)，所述散热片(32)设置于相邻两所述散热板(31)之间；
所述散热板(31)的厚度沿着气流在散热器内的流动方向逐渐变薄，所述散热板(31)的截面轮廓为关于所述散热板(31)中心平面对称的鱼形结构。
6.根据权利要求5所述用于大型叉车的复合式散热器，其特征在于：相邻两所述散热板(31)之间的所述散热片(32)设有一个以上，且所述气流通道(301)为相邻两所述散热板(31)之间的所述散热片(32)与相邻两所述散热板(31)围成；
位于相邻两所述散热板(31)之间的一个以上所述散热片(32)呈锯齿状排布。
7.根据权利要求5或6所述用于大型叉车的复合式散热器，其特征在于：所述散热板(31)的内部沿着垂直于所述气流通道(301)的方向开设有水循环通道(302)，且所述水循环通道(302)沿着所述气流通道(301)的方向依次开设有一个以上；
每个所述水循环通道(302)的截面轮廓均呈四边形结构。
8.根据权利要求5所述用于大型叉车的复合式散热器，其特征在于：位于所述散热板(31)中心平面上方或下方的所述散热板(31)截面轮廓包括依次相连的弧形段(311)、过渡段(312)、以及倾斜段(313)；
所述过渡段(312)的两端分别与所述弧形段(311)的末端、所述倾斜段(313)的首端相切连接；
所述过渡段(312)为弧形过渡段(312)；所述倾斜段(313)为直线形倾斜段(313)。
9.根据权利要求8所述用于大型叉车的复合式散热器，其特征在于：位于所述散热板(31)中心平面上方的所述弧形段(311)的首端与位于所述散热板(31)中心平面下方的所述弧形段(311)的首端相接；
位于所述散热板(31)中心平面上方的所述倾斜段(313)的末端与位于所述散热板(31)中心平面下方的所述倾斜段(313)的末端相接。
10.根据权利要求1所述用于大型叉车的复合式散热器，其特征在于：所述聚风罩(2)呈四边形的曲面壳体结构，且所述聚风罩(2)的四角通过圆角变换双曲面的壳体结构与所述散热器本体(1)相连接。
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