CN112145279A - 一种机车喷淋雾化冷却装置 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种机车喷淋雾化冷却装置,包括内设散热器的冷却室、安装在冷却室内用以为散热器降温的喷淋组件、通过管道连接喷淋组件为其供水的循环水箱以及用以将冷却水抽吸至喷淋组件的第一泵机,所述冷却室通过管道连接有冷凝管,所述冷凝管远离冷却室一端连接循环水箱,所述冷凝管一侧安装有为其提供冷凝水且形成水循环的冷凝水箱。本申请具有提高散热器冷却效率的效果。

Description

一种机车喷淋雾化冷却装置
技术领域
本申请涉及引擎散热设备的领域,尤其是涉及一种机车喷淋雾化冷却装置。
背景技术
汽车发动机散热器是汽车冷却系统的主要部件,发动机散热器的主要作用是为冷却液散发热量,冷却液不断循环吸收发动机水套的热量,通过散热器散热作用,达到给发动机冷却的效果。
目前,散热器主要使用发动机风扇,以空气对流方式对散热器进行冷却。然而,在一些特殊的环境下,比如列车爬坡和进入隧道时水温急剧升高,特别是在南方一些夏季比较炎热的城市,温度容易超过警戒温度。
针对上述中的相关技术,发明人认为发动机风扇冷却效率低,很难达到快速冷却的效果,导致发动机温度过高,无法正常工作。
发明内容
为了提高散热器冷却效率,本申请提供一种机车喷淋雾化冷却装置。
本申请提供的一种机车喷淋雾化冷却装置采用如下的技术方案:
一种机车喷淋雾化冷却装置,其特征在于:包括内设散热器的冷却室、安装在冷却室内用以为散热器降温的喷淋组件、通过管道连接喷淋组件为其供水的循环水箱以及用以将冷却水抽吸至喷淋组件的第一泵机,所述冷却室通过管道连接有冷凝管,所述冷凝管远离冷却室一端连接循环水箱,所述冷凝管一侧安装有为其提供冷凝水且形成水循环的冷凝水箱。
通过采用上述技术方案,散热器温度升高后,循环水箱供水,通过喷淋组件喷至散热器表面,达到降温的效果。冷却室内温度高水汽多,水汽通过管道进入冷凝管,经过冷凝水箱内的冷凝水冷却,液化成水珠,最后流回循环水箱内。对散热器采用液体喷淋的方式,液体粘附在散热器表面,对其进行温度传导,如若散热器温度过高,液体在其表面挥发的过程中,带走一部分热量,达到较好的降温效果。
优选的,连接循环水箱和喷淋组件的所述管道连接有节温器,所述节温器通过管道连接循环水箱,连接节温器和循环水箱的所述管道一侧安装有用以为管道降温的冷却件。
通过采用上述技术方案,节温器是一种根据温度控制冷却液流动路径的阀门,当循环水箱内导出的冷却水温度小于T标准时,冷却水经过节温器进入喷淋组件,对散热器进行降温。当循环水箱内导出的冷却水温大于等于T标准时,节温器受热膨胀,将连接节温器和喷淋组件管道堵住,冷却水流向设有冷却件的管道,达到二次冷却的效果。根据冷却水的温度,将温度较高的冷却水进行二次冷却,冷却效果更佳。
优选的,连接节温器和循环水箱的所述管道外侧壁螺旋绕设有翅片。
通过采用上述技术方案,管道外侧壁设置翅片,具有提高管道外侧壁的表面积,增大了换热面积,可以提高冷却件的冷却效率。
优选的,所述喷淋组件通过管道连接有备用水箱和控制该管道开闭的第一电磁阀,发动机水套上安装有用以实时检测发动机温度的温度传感器,所述温度传感器耦接有第一控制电路,所述第一控制电路用于通过温度传感器检测发动机水套的温度是否达到预设值,与预设值比较控制第一电磁阀的通断电。
通过采用上述技术方案,当用以为散热器降温的发动机温度上升至一定值时,说明循环水箱内的冷却水达到的降温效果不大。此时,备用水箱内的水导入喷淋组件,对散热器进行喷淋降温。由于备用水箱内无冷却水循环,备用水箱内的冷却水相较于循环水箱内的冷却水温度较低,因此达到的降温效果更佳。根据发动机温度设置多级冷却系统,可以根据环境选择更佳的冷却方法,具有较高的实用性。
优选的,所述循环水箱和备用水箱通过管道连接,连接循环水箱和备用水箱的所述管道连接有第二电磁阀和第二泵机,所述循环水箱内安装有用以检测水位的水位检测器,所述水位检测器耦接有第二控制电路,所述第二控制电路用以通过水位检测器检测循环水箱内的水位是否达到预设值,与预设值比较控制第二电磁阀和第二泵机的通断电。
通过采用上述技术方案,当水位检测器检测到循环水箱内水位低于预设值时,第二控制电路控制第二电磁阀通电,第二泵机启动,将备用水箱内的冷却水抽吸至循环水箱内。减少循环水箱内的冷却水使用完毕,无法对散热器进行降温,从而而导致的发动机瘫痪这类情况。
优选的,所述喷淋组件包括绕设在散热器外的环形水管和安装在环形水管内侧壁的喷头,所述喷头沿环形水管走向间隔设有若干。
通过采用上述技术方案,首先,环形水管围绕在散热器外,可以增大喷洒面积,使得冷却更加均匀。其次,通过喷头将冷却水出水,冷却水经过喷头时,被扩散喷出,呈雾状附着在散热器外,增大了冷却面积,具有较好的冷却效果。
优选的,所述喷淋组件还包括充气管和连接充气管用以抽吸空气的第三泵机,所述充气管连通连接环形水管和节温器的管道,所述充气管上安装有止回阀。
通过采用上述技术方案,连接喷淋组件的管道同时连接有充气管和第三泵机,冷却水经过该管道时,充气管内的空气充入冷却水内,使得喷淋出来的冷却水接触散热器表面时,由于充入的空气形成“爆破感”,“爆破”的冷却水形成溅射,增大了散热面积,同时空气的冲击也可以达到辅助散热的效果。
优选的,所述冷却室底部和循环水箱之间连接有用以回收冷却水的回流管。
通过采用上述技术方案,初始启动时,冷却室处于温度较低的状态,喷淋组件对散热器进行散热的过程中,由于温度高形成水汽,遇到温度较低的冷却室液化,储集在冷却室底部。喷淋过程中,多余的冷却水也流至冷却室底部,对这些冷却水进行收集,重新导回循环水箱内,进行循环使用,提高了冷却水的利用率。
综上所述,本申请包括以下至少一种有益技术效果:
1.通过喷淋的方式将冷却水喷至散热器表面,达到降温的效果,具有较好的散热效果。
2.根据冷却水的温度,判断是否需要对冷却水进行二次冷却,形成二级冷却系统,可以达到更好的冷却效果。
3.当发动机温度上升至一定值时,备用水箱内的水导入喷淋组件进行喷淋,形成三级冷却系统。
附图说明
图1是本实施例的简图;
图2是喷淋组件的结构示意图。
附图标记说明:10、发动机水套;11、散热器;12、冷却室;20、喷淋组件;21、充气管;22、第三泵机;30、循环水箱;31、第一泵机;32、冷凝管;33、冷凝水箱;34、节温器;35、冷却件;36、止回阀;40、备用水箱;41、第一电磁阀;42、第二电磁阀;43、第二泵机;44、回流管;45、疏水阀;50、环形水管;51、喷头;52、管道。
具体实施方式
以下结合附图1-2对本申请作进一步详细说明。
目前,散热器11主要使用发动机风扇,以空气对流方式对散热器11进行冷却。
本申请实施例公开一种机车喷淋雾化冷却装置。参照图1,包括内设散热器11的冷却室12、安装在冷却室12内的喷淋组件20、为喷淋组件20供水的循环水箱30和备用水箱40。
对散热器11进行冷却时,循环水箱30内的冷却水进入喷淋组件20,喷淋组件20将冷却水喷淋在散热器11表面,达到散热的效果。备用水箱40对循环水箱30内的冷却水进行补充。
具体的,参照图1,循环水箱30通过管道52连接喷淋组件20,该管道52上安装有用以将冷却水抽吸至喷淋组件20的第一泵机31。冷却室12侧壁通过管道52连接有冷凝管32,冷凝管32用以收集冷却室12内的水汽。冷凝管32呈倾斜设置,连通冷却室12的管道52连接冷凝管32上端,冷凝管32下端通过管道52连接循环水箱30。冷凝管32一侧安装有为其提供冷凝水的冷凝水箱33,冷凝水箱33侧壁的下端通过管道52连接冷凝管32侧壁的下端,冷凝管32侧壁的上端通过管道52连接冷凝水箱33侧壁的上端,冷凝水箱33和冷凝管32形成冷凝回路。
散热器11升温后,第一泵机31将循环水箱30内的冷却水抽吸至喷淋组件20,然后通过喷淋组件20对散热器11进行喷淋降温。由于散热器11温度较高,冷却室12内形成水汽,水汽通过管道52进入冷凝管32内,由于冷凝管32内冷凝回路对水汽进行降温,水汽受冷液化,由管道52回流至循环水箱30内,形成第一冷却回路。
具体的,参照图1,连接循环水箱30和喷淋组件20的管道52上安装有节温器34,节温器34通过管道52连接循环水箱30,连接节温器34和循环水箱30的管道52外侧壁固定设有翅片,翅片螺旋绕设在管道52外壁。该管道52一侧安装有用以对管道52进行降温的冷却件35,冷却件35设置在管道52设有翅片位置的附近,冷却件35可以是冷却水管、冷却风机等。设有翅片的管道52上还安装有仅供冷却水循环水箱30流向节温器34的止回阀36。
当循环水箱30内导出的冷却水温度大于等于T标准时,节温器34受热膨胀,将连接节温器34和喷淋组件20管道52堵住,冷却水流向设有冷却件35的管道52,达到二次冷却的效果。经过二次冷却的冷却水回到循环水箱30内,重新连接循环水箱30和节温器34且未安装止回阀36的管道52流出。如若经过二次冷却的冷却水温度仍大于等于T标准,冷却水重新回到循环水箱30,途径冷却件35时进行第三次冷却,如此循环,直至冷却水温度被冷却至小于T标准,连接节温器34和喷淋组件20的管道52连通,冷却水从喷淋组件20喷出,对散热器11进行降温。该回路形成第二冷却回路。
具体的,参照图1,喷淋组件20通过管道52连接备用水箱40,连接备用水箱40和喷淋组件20的管道52上安装有控制该管道52开闭的第一电磁阀41。发动机水套10上安装有用以实时检测其温度的温度传感器,温度传感器耦接有第一控制电路,第一控制电路包括第一比较部和第一处理部。第一比较部耦接于温度传感器以接收温度信号,并与第一比较部的预设值进行比较,当温度信号大于第一比较部的预设值时,输出高电平的比较信号;当温度信号小于第一比较部的预设值时,输出低电平的比较信号。第一处理部耦接于第一比较部以接收比较信号,当第一处理部接收到高电平的比较信号时,第一处理部控制第一电磁阀41得电,连接备用水箱40和喷淋组件20的水管可供冷却水通过。
当发动机水套10温度上升至一定值时,第一比较部接收到的温度信号大于第一比较部的预设值,输出高电平的比较信号,第一处理部接收到高电平的比较信号,控制第一电磁阀41得电。此时,连接备用水箱40和喷淋组件20的水管呈连通状态,备用水箱40内的水导入喷淋组件20,对散热器11进行喷淋降温,形成第三冷却回路。
具体的,参照图1,循环水箱30和备用水箱40通过管道52连接,连接循环水箱30和备用水箱40的水管上安装有第二电磁阀42和用以将备用水箱40内的水抽吸至循环水箱30内的第二泵机43。循环水箱30内安装有用以检测水位的水位检测器,水位检测器耦接有第二控制电路,第二控制电路包括第二比较部和第二处理部。
第二比较部耦接于水位传感器以接收深度信号,并与第二比较部的预设值进行比较,当深度信号小于第二比较部的预设值时,输出高电平的比较信号;当深度信号大于第二比较部的预设值时,输出低电平的比较信号。第二处理部耦接于第二比较部以接收比较信号,当第二处理部接收到到高电平的比较信号时,第二电磁阀42得电开启,同时第二泵机43将备用水箱40内的冷却水抽吸至循环水箱30内,达到补充循环水箱30内冷却水的效果。
当水位检测器检测到深度信号小于预设值时,输出高电平的比较信号,第二处理部接收到高电平的比较信号后,第二电磁阀42通电,第二泵机43启动,将备用水箱40内的冷却水抽吸至循环水箱30内。
具体的,参照图1和图2,喷淋组件20包括绕设在散热器11外的环形水管50和安装在环形水管50内侧壁的喷头51,环形水管50沿散热器11高度方向间隔设有三个,设有第一泵机31的管道52同时连接三个环形水管50,喷头51沿环形水管50周向均匀设有若干。该管道52靠近环形水管50一侧还连接有充气管21,充气管21上安装有第三泵机22和止回阀36,第三泵机22用以将空气压入管道52和环形水管50内,止回阀36用以防止空气回流。
为了提高冷却水的利用率,冷却室12底部还连接有回流管44,回流管44远离冷却室12一端连接循环水箱30,回流管44上安装有疏水阀45,可以达到将冷却室12底部冷却水排出,但是又减少水汽溢出的效果。
启动第三泵机22,管道52内冷却水中均匀充入空气,部分空气受压融入冷却水内,冷却水混着从管道52流入各个环形水管50,又受压从各个喷头51喷出。喷淋出来的冷却水接触散热器11表面时,由于充入的空气形成“爆破感”,“爆破”的冷却水形成溅射,增大了冷却面积。
本申请实施例一种机车喷淋雾化冷却装置的实施原理为:第一泵机31将循环水箱30内的冷却水抽吸出来,通过喷淋组件20对散热器11进行喷淋降温。冷却室12内形成的水汽通过管道52进入冷凝管32内,冷凝管32对水汽进行降温,水汽受冷液化,由管道52回流至循环水箱30内,形成第一冷却回路。
当循环水箱30内导出的冷却水温度大于等于T标准时,连接节温器34和喷淋组件20管道52被堵住,冷却水进行二次冷却后回到循环水箱30。如此循环,直至冷却水温度被冷却至小于T标准,连接节温器34和喷淋组件20的管道52连通,冷却水从喷淋组件20喷出,对散热器11进行降温,形成第二冷却回路。
当发动机水套10温度上升至一定值时,第一电磁阀41得电。连接备用水箱40和喷淋组件20的水管呈连通状态,备用水箱40内的水导入喷淋组件20,对散热器11进行喷淋降温,形成第三冷却回路。
以上均为本申请的较佳实施例,并非依此限制本申请的保护范围,故:凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化,均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种机车喷淋雾化冷却装置,其特征在于:包括内设散热器(11)的冷却室(12)、安装在冷却室(12)内用以为散热器(11)降温的喷淋组件(20)、通过管道(52)连接喷淋组件(20)为其供水的循环水箱(30)以及用以将冷却水抽吸至喷淋组件(20)的第一泵机(31),所述冷却室(12)通过管道(52)连接有冷凝管(32),所述冷凝管(32)远离冷却室(12)一端连接循环水箱(30),所述冷凝管(32)一侧安装有为其提供冷凝水且形成水循环的冷凝水箱(33)。
2.根据权利要求1所述的一种机车喷淋雾化冷却装置,其特征在于:连接循环水箱(30)和喷淋组件(20)的所述管道(52)连接有节温器(34),所述节温器(34)通过管道(52)连接循环水箱(30),连接节温器(34)和循环水箱(30)的所述管道(52)一侧安装有用以为管道(52)降温的冷却件(35)。
3.根据权利要求2所述的一种机车喷淋雾化冷却装置,其特征在于:连接节温器(34)和循环水箱(30)的所述管道(52)外侧壁螺旋绕设有翅片。
4.根据权利要求1所述的一种机车喷淋雾化冷却装置,其特征在于:所述喷淋组件(20)通过管道(52)连接有备用水箱(40)和控制该管道(52)开闭的第一电磁阀(41),发动机水套(10)上安装有用以实时检测发动机温度的温度传感器,所述温度传感器耦接有第一控制电路,所述第一控制电路用于通过温度传感器检测发动机水套(10)的温度是否达到预设值,与预设值比较控制第一电磁阀(41)的通断电。
5.根据权利要求1所述的一种机车喷淋雾化冷却装置,其特征在于:所述循环水箱(30)和备用水箱(40)通过管道(52)连接,连接循环水箱(30)和备用水箱(40)的所述管道(52)连接有第二电磁阀(42)和第二泵机(43),所述循环水箱(30)内安装有用以检测水位的水位检测器,所述水位检测器耦接有第二控制电路,所述第二控制电路用以通过水位检测器检测循环水箱(30)内的水位是否达到预设值,与预设值比较控制第二电磁阀(42)和第二泵机(43)的通断电。
6.根据权利要求1所述的一种机车喷淋雾化冷却装置,其特征在于:所述喷淋组件(20)包括绕设在散热器(11)外的环形水管(50)和安装在环形水管(50)内侧壁的喷头(51),所述喷头(51)沿环形水管(50)走向间隔设有若干。
7.根据权利要求1所述的一种机车喷淋雾化冷却装置,其特征在于:所述喷淋组件(20)还包括充气管(21)和连接充气管(21)用以抽吸空气的第三泵机(22),所述充气管(21)连通连接环形水管(50)和节温器(34)的管道(52),所述充气管(21)上安装有止回阀(36)。
8.根据权利要求1所述的一种机车喷淋雾化冷却装置,其特征在于:所述冷却室(12)底部和循环水箱(30)之间连接有用以回收冷却水的回流管(44)。
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