CN113187594B - 一种散热装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种散热装置，包括散热器、护风罩以及风扇，风扇为环形风扇，环形风扇与护风罩同心安装，环形风扇包括风扇扇叶以及设置在风扇扇叶的叶尖的风扇导流环，护风罩包括圆环形的出风口以及入风口，入风口与散热器连接，出风口与风扇导流环之间的距离为0‑5mm，且出风口的半径小于风扇导流环的半径。装配时，散热装置与风扇导流环之间存在0‑5mm的距离，因此，散热装置与环形风扇之间并没有内嵌的位置关系，无需耗费大量时间校准风扇与护风罩之间的位置关系是否合适，装配过程简单，且后期售后拆装维修方便。

Description

一种散热装置

技术领域

本发明涉及发动机冷却技术领域，特别是涉及一种散热装置。

背景技术

汽车冷却系统中，散热器装置是极重要的组成部分之一，护风罩作为将方形的散热器过渡到做圆周运动的轴流冷却风扇的连接通道，其可有效提高风扇效率，使通过散热器芯部的气流分布均匀，并减少发动机舱内热空气回流。

如图1所示，现有散热器装置A包括的开放式结构的护风罩，在该结构的散热器装置中，风扇1内嵌于护风罩2的出风口，为了防止运动过程中风扇1与护风罩2干涉造成破坏，风扇1与护风罩2之间存在一定间隙，而风扇1与护风罩2之间的间隙易导致风扇叶尖产生二次循环，进而影响散热器装置的散热效率，并且由于风扇1内嵌于护风罩2的出风口，散热器装置a在生产装配时，需要耗费大量时间校准风扇1与护风罩2之间的位置关系是否合适，装配过程复杂，且后期售后拆装维修困难。

为解决装配及减小叶尖二次循环，现阶段对散热器装置A进行了结构改造，如图2所示，护风罩采用分段式制造，罩体21与散热器刚性连接，出口23固定在发动机上，罩体21有与出口23间过渡段22采用橡胶连接，过渡段22橡胶固定于由于出口23上，出口23固定于发动机上，出口23及过渡段22与风扇1一起运动，因此叶尖间隙可做的更小而不怕风扇与出口产生动干涉，效率有所提升，过渡段23采用橡胶连接，由于过渡段为橡胶因此具有弹性，罩体21与散热器整体落装时可压着过渡段22落装，解决了开放式护风罩落装困难问题及减小了叶尖二次循环问题，但此种结构零部件多，价格昂贵，且需要的布置空间较大，而且发动机振动大，叶尖间隙仍要求≥10mm以上，二次循环只是稍有缓解。总之：开放式护风罩结构复杂、零部件多，所需布置空间大，价格最贵，效率最低。

如图3所示，现有散热器装置B还包括U型护风罩3以及环形风扇4，在该结构的散热器装置中，环形风扇4的风扇导流环内嵌于护风罩3中，该结构效率较开放式高，且结构简单价格便宜，但是护风罩整体为刚性，风扇落装困难，一般需两人配合校正5分钟以上，相比开放式护风罩只需一人1分钟便能完成落装，该结构应用会造成生产停线或工位增加装配工，且后期售后拆装维修过程复杂，且U型结构较为复杂，开模制造困难，为此市场仅有少部分应用。

发明内容

本发明实施例提供一种散热装置，以解决现有的散热器装置生产装配过程复杂的问题，加工制造成本高及效率低的问题，包括：

一种散热装置，包括散热器、护风罩以及风扇；

所述风扇为环形风扇，所述环形风扇与所述护风罩同心安装，所述环形风扇包括风扇扇叶以及设置在所述风扇扇叶的叶尖的风扇导流环；

所述护风罩包括圆环形的出风口以及入风口，所述入风口与所述散热器连接，所述出风口与所述风扇导流环之间的距离为0-5mm，且所述出风口的半径小于所述风扇导流环的半径。

可选地，所述出风口的外侧设置有柔性介质，在所述环形风扇运行时，所述出风口在吸力的作用下内嵌于所述风扇导流环，以使所述柔性介质位于所述出风口与所述风扇导流环之间的间隙中。

可选地，所述柔性介质为弹性材料。

可选地，所述弹性材料为海绵或毛刷。

可选地，所述护风罩的材料为金属、塑料或玻璃钢。

可选地，所述护风罩与所述散热器采用卡口式过盈配合。

本发明具有以下优点：

在本发明中，环形风扇包括风扇扇叶以及设置在风扇扇叶的叶尖的风扇导流环，由于出风口与风扇导流环之间的距离为0-5mm，即散热装置与环形风扇之间并没有内嵌的位置关系，因此，装配过程无需耗费大量时间校准风扇与护风罩之间的位置关系是否合适，装配过程简单，且后期售后处理过程简单，该结构仅包括罩体与柔性材料的组合，相比于U型护风罩结构更简，制造成本低，且解决了开放式护风罩叶尖二次循环及U性护风罩叶端的异常背压区问题，效率最高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对本发明的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一实施例提供的散热器装置A的结构示意图；

图2是本发明另一实施例提供的散热器装置A的结构示意图；

图3是本发明一实施例提供的散热器装置B的结构示意图；

图4是本发明另一实施例提供的散热器装置B的结构示意图；

图5是本发明一实施例提供的一种散热装置的侧面结构示意图；

图6是本发明一实施例提供的一种散热装置的爆炸斜示图；

图7是本发明一实施例提供的一种散热装置的局部结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，应当理解的是，本发明中采用术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明中的“内”和“外”均为相对散热装置的中心轴的距离而言，相距中心轴的距离更近的为“内”，相距中心轴的距离更远的为“外”。

在本发明的描述中，应当理解的是，本发明中采用术语“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是焊接连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图4所示，现有散热器装置B采用U型结构的护风罩，为防止风扇4运动过程中与护风罩3的U型结构干涉，风扇外环与护风罩3距离a要求≥25mm，风扇叶尖与风扇外环相距b≥15mm，即总距离≥40mm。但叶尖与风扇4过渡段距离越小越好，距离过长会导致气流在护风罩3内流动混乱，在叶尖产生异常的负压区，流动混乱及异常的负压区均会增大护风罩3匹配阻力进而影响风扇效率，即为考虑风扇4运动干涉及风扇4结构问题，风扇叶尖与护风罩3过渡段较远导致产生较大的匹配阻力进而影响风扇4效率。

现有散热器装置A采用开放式结构的护风罩2，开放式护风罩2效率最低，成本最高，U型结构护风罩3可有效的阻挡二次循环，效率较高，但U型结构加工复杂，成本也相对较高，且为了防止动干涉问题，风扇叶尖与护风罩过渡段距离较远，导致性能有所下降，且U型结构的护风罩的结构较为复杂，开模制造困难，为此市场仅有少部分应用。

为了解决上述问题，参照图5以及图6，示出了本发明一实施例提供的一种散热装置的结构示意图，包括散热器5、护风罩6以及风扇，风扇为环形风扇7，环形风扇7相比于开口风扇叶片变形量小强度足，能抑制风扇叶片跳动或者颤振，噪音低，护风罩6的的材料可以为金属、塑料或玻璃钢。环形风扇7与护风罩6同心安装，环形风扇7包括风扇扇叶a以及设置在所述风扇扇叶a的叶尖的风扇导流环b，护风罩6包括圆环形的出风口以及入风口，入风口与散热器5连接，出风口与风扇导流环b之间的距离为0-5mm，且出风口的半径小于风扇导流环b的半径。

在现有散热装置的生产装配时，需要避免风扇7与护风罩6由于配合安装时刚性碰撞而造成结构性破坏，而无论是开放式结构的护风罩还是U型护风罩，由于风扇内嵌于护风罩，装配时难于校准风扇与护风罩之间的位置关系是否合适，因此容易造成风扇与护风罩的结构性破坏，进而，无论是开放式结构的护风罩还是U型护风罩都需要花费大量的时间完成落装，例如，U型护风罩需两人五分钟以上才能完成落装，生产装配过程复杂，在本发明的散热装置中，出风口与风扇导流环b之间的距离为0-5mm，即散热装置与环形风扇7之间并没有内嵌的位置关系，因此，装配过程无需耗费大量时间校准风扇7与护风罩6之间的位置关系是否合适，落装时间减少，装配过程简单，且后期售后拆装维修过程简单。

需要强调的是，风扇7与护风罩6最合适的垂直段距离为5-10mm，过长或过短对散热装置的散热性能影响较大，在实际运行过程中，由于都存在风扇内嵌于护风罩的位置关系，现有散热器装置A以及现有散热器装置B的风扇与护风罩垂直段距离较大，风扇与护风罩垂直段距离不在最合适的垂直段距离内，在本发明的散热装置中，出风口与风扇导流环b之间的距离为0-5mm，环形风扇叶尖与端面约距离15mm，即静止状态下风扇7与护风罩6总的距离约为15-20mm，在环形风扇运行时，出风口在吸力的作用下内嵌于风扇导流环b，使柔性介质伸入所述风扇导流环b中，使得风扇7与护风罩6的距离为5-10mm，即在环形风扇运行时，能使风扇7与护风罩6的距离与上述最合适的距离范围一致，性能优于现有散热器装置A以及现有散热器装置B。

参考下表1的实验数据，分别示出了散热器装置A、散热器装置B以及本发明提供的一种散热装置的多个目标表面的测点风速，可以理解，本发明提供的一种散热装置在同一目标表面的风速比散热器装置A以及散热器装置B的更大。

表1

参考下表2的实验数据所示，本发明提供的一种散热装置的温度控制优于散热器装置A以及散热器装置B。具体的，本发明提供的一种散热装置性能较散热器装置A提升30％，较散热器装置B提升10％。

表2

在实际使用过程中，散热器装置中风扇的能耗一般占发动机输出功率的5％－12％，风扇功耗与转速的三次方成正比，即可以通过降低风扇转速，降低风扇能耗(提升风扇效率)，由于本发明提供的一种散热装置相比于散热器装置B的风量提升30％，在同等情况下相比于散热器装置B的风扇转速更低，风扇能耗低(风扇效率高)，相比于散热器装置B汽车节能提升1％－2％。

进一步地，本发明提供的一种散热装置综合性能最优，且由于仅包括罩体与柔性材料的组合，比散热器装置A的开放式的护风罩结构以及散热器装置B的U型护风罩结构更简单，由于结构最简单，理论上价格也最便宜，价格仅有散热器装置A对应结构价格的1/3，散热器装置B对应结构价格的2/3，本发明提供的一种散热装置相比于散热器装置A以及散热器装置B有较大的成本有优势，且该结构与现有广泛推广的开放式结构相似，无需做过多的调整及可靠性验证。

如图7所示，为本发明提供的一种散热装置的局部区域S的结构图，出风口的外侧设置有柔性介质8，在环形风扇运行时，出风口在吸力的作用下内嵌于风扇导流环b，以使柔性介质伸入风扇导流环b中，使得风扇7与护风罩6的距离为5-10mm。环形风扇7叶尖与护风罩6之间的间隙越小，二次循环越小，风扇7效率越高，柔性介质8可以为弹性材料。通过弹性材料进行封边，可以减小风扇7叶尖二次循环产生的效率下降问题。并且由于出风口的外侧设置的是弹性材料，在安装过程中或者工作过程当风扇7与柔性介质8偶尔发生干涉时，弹性材料发生变形后，弹性材料能恢复至原始形状。具体的，柔性材料为海绵或毛刷，作为优选的，选用毛刷，将安装于出风口的外侧，这些材料均具有一定弹性和韧性，可根据实际需求选用其中的至少一种。

进一步地，现阶段U型护风罩整体为刚性结构，生产线上装配时，风扇和发动机一起垂直落装，装配时风扇与护风罩U型环干涉，存在落装困难或售后维修不变等因素，新结构封边介质采用柔性结构，垂直落装(或者维修)时可以直接压着柔性材料落装，装配过程简单，装配或者维修便便利性好。

在另一实施例中，护风罩6与所述散热器5采用卡口式过盈配合，现阶段护风罩6与散热器5之间通常采用螺栓进行固定连接，而此种连接方式在安装以及维修时需要花费大量的时间拆卸以及安装螺栓，大大降低了安装以及维修的效率，护风罩6与散热器5分别可以通过螺栓固定卡口式结构，例如，卡扣以及卡扣槽，进而实现护风罩6与散热器5之间的卡口式过盈配合，在安装以及维修时，省去了拆卸以及安装螺栓的过程，装配过程简单。

综上，本发明实施例提供一种散热装置，包括散热器、护风罩以及风扇，风扇为环形风扇，环形风扇与所述护风罩同心安装，环形风扇包括风扇扇叶a以及设置在所述风扇扇叶a的叶尖的风扇导流环b，护风罩包括圆环形的出风口以及入风口，入风口与散热器连接，出风口与风扇导流环b之间的距离为0-5mm，且出风口的半径小于风扇导流环b的半径，即散热装置与环形风扇之间并没有内嵌的位置关系，因此，装配过程无需耗费大量时间校准风扇与护风罩之间的位置关系是否合适，装配过程简单，且后期售后拆装维修过程简单。采用该结构性能较开放式提升30％，较U型结构提升10％。综合性能最优，结构最简单，价格最便宜。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种散热装置，其特征在于，包括散热器、护风罩以及风扇；

所述风扇为环形风扇，所述环形风扇与所述护风罩同心安装，所述环形风扇包括风扇扇叶以及设置在所述风扇扇叶的叶尖的风扇导流环；

所述护风罩包括圆环形的出风口以及入风口，所述入风口与所述散热器连接，所述出风口与所述风扇导流环之间的距离为0-5mm，且所述出风口的半径小于所述风扇导流环的半径；

所述出风口的外侧设置有柔性介质，在所述环形风扇运行时，所述出风口在吸力的作用下内嵌于所述风扇导流环，以使所述柔性介质位于所述出风口与所述风扇导流环之间的间隙中。

2.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于，所述柔性介质为弹性材料。

3.根据权利要求2所述的散热装置，其特征在于，所述弹性材料为海绵或毛刷。

4.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于，所述护风罩的材料为金属、塑料或玻璃钢。

5.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于，所述护风罩与所述散热器采用卡口式过盈配合。

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