CN202181945U - 管带式脉动热管汽车发动机冷却水箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种管带式脉动热管汽车发动机冷却水箱，它包括水室和散热器芯子，所述散热器芯子由至少一根脉动热管和散热翅片组成，脉动热管采用封闭式脉动热管。水箱支架用于将水箱固定在汽车底盘上，用来保证水箱芯子的刚度。本实用新型的有益效果是，脉动热管汽车发动机散热装置热效率高，均温特性好，体积小，热响应迅速而且还具有安装方便、维修简单、使用寿命长、阻力损失小、材料消耗小，能耗低等优点。它可以有效的对汽车发动机的冷却循环水进行冷却散热，同时在温度比较低的冬季，降低汽车启动阶段的能量消耗。

Description

管带式脉动热管汽车发动机冷却水箱

技术领域

本实用新型涉及一种管带式脉动热管汽车发动机冷却水箱。

背景技术

随着社会经济的发展，人们对汽车的需求在不断的增加，同时意味着对汽车发动机散热装置的需求量也在不断增长。另外，随着汽车工业的不断发展，汽车发动机转速和功率不断提高，热负荷越来越大，因此对汽车发动机散热装置的要求也越来越高。目前普遍采用的管式汽车散热装置由于受其本身散热管散热效率低的限制，散热装置体积大，铜铝材料消耗难以降低，限制了汽车发动机散热装置的发展。

脉动热管是90年代有出现的一种新型的热管元件，它是将一根长的毛细管抽真空，然后将毛细管内部充入液体，如果毛细管直径足够小时，则管内就会间歇地形成汽塞和液塞，当热管的一端受热时液体蒸发汽化，蒸汽在微小的压差下流向另一端放出热量凝结成液体。小管径和冷热端反复的折弯是形成脉动热管的两个基本条件，通过相变和汽液脉动来传递热量。与普通热管不同，脉动热管内部不是单纯的相变传热，而是集显热传热、相变传热、膨胀功与一体，因此其导热性能显著优于普通热管，而且与普通热管相比，其结构简单，不需要普通热管的吸液芯，也不受重力影响，因此制造、运行和维护成本低；由于脉动管径小，热管形状可以任意弯曲，适应性好，所以整体体积小。脉动热管由于其优良的性能，被视为解决微小空间高热通量散热方案中最有希望和前途的传热元件。

发明内容

本实用新型的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种管带式脉动热管汽车发动机冷却水箱，它具有结构简单、体积小、重量轻、成本低，传热快，传热效率高，材料消耗小，而且运行稳定等优点。

为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案：

一种管带式脉动热管汽车发动机冷却水箱，它包括水室和散热器芯子，所述散热器芯子由至少一根脉动热管和散热翅片组成，脉动热管采用封闭式脉动热管。水箱支架用于将水箱固定在汽车底盘上，并用来保证水箱芯子的刚度。

所述的脉动热管为铜质或铝质毛细管，管截面形状为扁平形。

脉动热管可以是一根独立的管，也可以是两根或两根以上的独立管组合。每根脉动热管为首尾相连的封闭脉动热管。但脉动热管散热器芯子所使用的脉动热管的数量和每根脉动热管的弯头数可根据发动机的功率和地区的状况决定。

脉动热管位于水室内的部分为脉动热管的蒸发端，而位于水室外的部分为脉动热管的冷凝端，脉动热管的冷凝端与波纹形的散热翅片逐层叠放，然后整体焊接而成。脉动热管的蒸发端与水室内来自发动机水套的热流体对流换热。脉动热管的冷凝端与散热翅片逐层叠加，整体焊接，并与外界空气对流换热。

所述水室设有进水管和出水管，进水管与发动机水套的出水口相连，出水管通过水泵与发动机水套的进水口相连。

所述水室的顶部有加水口，加水口上设有盖子；所述水室的底部设有换水用的放水开关。

所述加水口上装有安全阀。

根据汽车使用设计要求，所制备的脉动热管具有临界启动温度，当来自发动机水套的水温低于此温度时，脉动热管不启动，水箱不对外散热，避免由于水箱过度散热加大油耗。当水温高于设计温度值时，热管迅速启动，水箱与周围空气对流换热。由于内部压降很小，热管内部的温降也很小，整个热管芯子具有优良的等温性，因此水箱具有很好的的散热性能，体积较小。另外，由于脉动热管是靠毛细作用运行的，液体回流不需要吸液芯，也不受重力影响，因此该水箱的工作性能不受汽车运动状态和安装位置的影响。

本实用新型脉动热管汽车发动机冷却水箱在目前汽车发动机闭式水冷冷却系统的基础上对散热装置芯子总成做了修改，采用脉动热管导热冷却方式，整个装置由水室，脉动热管散热器芯子及水箱支架组成。水箱的水室的进水管与发动机水套的出水口相连，水室的出水管通过水泵与发动机水套的进水口相连。为了补充冷却循环水，水室上焊有加水口，为了保持冷却系统内的正常压力，避免系统内部压力过高或过低而损坏系统，在水室的加水口盖上装有安全阀。在水室底部同时焊有放水开关，可更换水室的冷却循环水。脉动热管的蒸发端处于水室内的热流体通道中，热管的冷凝端和散热翅片与外界空气对流换热。脉动热管采用铜质或铝质毛细管制备而成，可以采用多根脉动热管换热，当某根热管出现问题时，只需更换此根热管，方便拆卸维护。该装置操作简单、制造成本低。

本实用新型的有益效果是，由于脉动热管的蒸发端和冷凝端温差很小，热管整体均温性好，因此该水箱散热性能好，装置体积小。另外，由于脉动热管是靠毛细作用运行的，脉动热管不需要吸液芯，不受重力影响，因此该水箱的工作不受汽车运动状态和安装位置的影响。脉动热管汽车发动机散热装置热效率高，均温特性好，体积小，热响应迅速而且还具有安装方便、维修简单、使用寿命长、阻力损失小、材料消耗小，能耗低等优点。它可以有效的对汽车发动机的冷却循环水进行冷却散热，同时在温度比较低的冬季，降低汽车启动阶段的能量消耗。

附图说明

图1为脉动热管汽车发动机冷却水箱示意图；

图2为脉动热管散热器芯子的结构示意图。

其中，1.水箱支架；2.脉动热管散热器芯子；3.进水管；4.放水开关；5.水室；6出水管；7.加水口。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

如附图1所示：本实用新型的管带式脉动热管汽车发动机冷却水箱，它包括一个水室5和由多根脉动热管和波纹形散热翅片逐层叠加焊接而成的脉动热管散热器芯子2和水箱支架1组成。每根脉动热管为首尾相连的封闭式脉动热管。所述的脉动热管为铜质毛细管，管截面形状为扁平形。脉动热管散热器芯子2的蒸发端处于水室5内的热流体通道中，将循环水的热量传导到脉动热管散热器芯子2的冷凝端，脉动热管的冷凝端与散热翅片与外界空气完成对流散热，将热量散失到空气中，循环水得到冷却。脉动热管的冷凝端与波纹形的散热翅片逐层叠放，然后整体焊接。水箱支架1为整个结构的支架，起到固定作用。

各组脉动流热管通过热管固定组件穿过水室5上表面，并与水室5密封固定，每根脉动热管通过固定组件独立安装。热管固定组件指的是能够固定脉动热管的结构。

水室5的进水管3与发动机水套的出水口相连，水室的出水管6通过水泵与发动机水套的进水口相连。为了补充冷却循环水，水室5的上表面焊有加水口7，为了保持冷却系统内的正常压力，避免系统内部压力过高或过低而损坏系统，在脉动热管的加水口7上设有盖子并装有安全阀。在水室5的下边同时焊有放水开关4，可更换水室内的冷却循环水。

根据汽车使用设计要求，所制备的脉动热管具有临界启动温度，当来自发动机水套的水温低于此温度时，脉动热管不启动，水箱不对外散热，避免由于水箱过度散热加大油耗。当水温高于设计温度值时，热管迅速启动，水箱与周围空气对流换热。由于内部压降很小，热管内部的温降也很小，整个热管芯子具有优良的等温性，因此本装置具有很好的的散热性能，体积较小。另外，由于脉动热管是靠毛细作用运行的，液体回流不需要吸液芯，也不受重力影响，因此本装置的工作性能不受汽车运动状态和安装位置的影响。

本实用新型的工作过程为：来自汽车发动机水套出水管的循环水由水室进水管3进入水室5。水室内的脉动热管散热器芯子2加热端受热后，其内部工质蒸发气化，自激脉动传热至热管的冷凝端，由于外界空气的冷却作用，工质凝结为液体，最终将热量散发到空气中。冷却后的循环水由水室5的出水管6经由水泵返回到发动机水套的进水口。水室5上的加水口7及安全阀是补充循环水及控制循环水压力的。而水室5底部的放水开关4用于更换循环水。

Claims (6)

1.一种管带式脉动热管汽车发动机冷却水箱，它包括水室和散热器芯子，其特征在于，所述散热器芯子由至少一根脉动热管和散热翅片组成，脉动热管采用封闭式脉动热管。

2.根据权利要求1所述的管带式脉动热管汽车发动机冷却水箱，其特征在于，所述脉动热管的截面形状为扁平形。

3.根据权利要求1或2所述的管带式脉动热管汽车发动机冷却水箱，其特征在于，脉动热管位于水室内的部分为脉动热管的蒸发端，而位于水室外的部分为脉动热管的冷凝端，脉动热管的冷凝端与波纹形的散热翅片逐层叠放，然后整体焊接而成。

4.根据权利要求1所述的管带式脉动热管汽车发动机冷却水箱，其特征在于，所述水室设有进水管和出水管，进水管与发动机水套的出水口相连，出水管通过水泵与发动机水套的进水口相连。

5.根据权利要求1或4所述的管带式脉动热管汽车发动机冷却水箱，其特征在于，所述水室的顶部有加水口，加水口上设有盖子；所述水室的底部设有放水开关。

6.根据权利要求5所述的管带式脉动热管汽车发动机冷却水箱，其特征在于，所述加水口上装有安全阀。

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