CN205078332U - 散热器组件和包括该散热器组件的机器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种散热器组件，包括上水室和位于上水室下方并与上水室流体连通的芯体，该上水室设置有入流管道以用于使冷却剂流入上水室，在该上水室内设置有沿上水室纵向延伸且构造用于引导来自入流管道的冷却剂流动的导流槽，其特征在于，该导流槽具有从该导流槽主体部分的侧壁边缘向上延伸而形成的堰坝凸缘，由此沿着该导流槽主体部分的侧壁的上边缘形成溢流口。本实用新型还涉及具有这种散热器组件的机器，尤其是工程机械。

Description

散热器组件和包括该散热器组件的机器

技术领域

本实用新型涉及机器的冷却系统，具体地涉及诸如车辆的机器的散热器组件。本实用新型还涉及包括这种散热器组件的机器，例如工程机械。

背景技术

移动式机器例如车辆或工程机械具有用于驱动该机器运转的动力系统以及用于耗散该动力系统的热量的冷却系统，该动力系统可以包括发动机，该冷却系统可以包括用于冷却发动机以及相关部件的散热器组件。该散热器组件通常包括上水室、散热器芯体和下水室。在工作中，冷却系统的冷却剂从发动机等部件流过以便带走它们所产生的热量，已携带了热量的热的冷却剂被输送到散热器组件的上水室并继而流入与该上水室连通的芯体中，在芯体管道内侧流过的热的冷却剂与芯体管道外侧的冷却介质例如空气进行热交换，热的冷却剂释放它所携带的热量，经冷却的冷却剂然后进入下水室，然后从散热器组件的下水室排出以继续进行冷却循环。

已知的散热器组件存在这样的问题：当由于密封不良等原因导致冷却剂量减小时，返回散热器组件的上水室中的热冷却剂的量减少以致不能充分填充该上水室，由此导致该热冷却剂在上水室中流动不均匀。这会引起上水室的壁、尤其是在上水室与芯体管道连接处的管板受热不均匀，从而在管板上产生局部应力或在管板连接处出现热应力集中，损害管板与散热器芯体之间的连接，导致散热器容易提前出现热疲劳失效。对于诸如工程机械的大型机器而言，这一问题尤其突出。

为了解决散热器组件上水室水流不均衡的问题，CN101196376A公开了一种散热器水幕调节器，其中该散热器水幕调节器形状为板状，其横截面形状为半圆形，板上有一组适配散热器芯上主通风位置的进水孔。通过该散热器水幕调节器能调节上水室的水流使散热器芯体的所有管道水流均衡，也可以调节使散热器水流与散热器通风状况合理配合，使散热器的能力得到充分发挥。但是，CN101196376A中的水幕调节器沿纵向引导冷却剂流动的过程中，冷却剂流由于速度过大，往往会越过水幕调节器上的进水孔而进入到与上水室的与入水口相对的端部位置相应的管道中，而此时，位于水幕调节器所覆盖的位置处的管道极易出现仅有少量的冷却剂流入，因此，仍没有完全解决冷却剂流入分配不均的问题。

实用新型内容

本实用新型旨在解决上述现有技术中的问题，并且提出一种即使在冷却剂的量显著减少的情况下也能保证该冷却剂在上水室中均匀流动、在各芯体管道中均匀分配的散热器组件。

一方面，本实用新型提供了一种散热器组件，包括上水室和位于上水室下方并与上水室流体连通的芯体，该上水室设置有入流管道以用于使冷却剂流入上水室，在该上水室内设置有沿上水室纵向延伸且构造用于引导来自入流管道的冷却剂流动的导流槽，其特征在于，该导流槽具有从该导流槽主体部分的侧壁边缘向上延伸而形成的堰坝凸缘，由此沿着该导流槽主体部分的侧壁的上边缘形成溢流口。

借助于在导流槽壁上形成的溢流口和堰坝凸缘，使得即使当冷却剂的量减少时，经由入流管道进入上水室中的热冷却剂也可以经由导流槽均匀地流向该上水室的底壁并且进入与该底壁连接的芯体的冷却剂流道中，从而避免该底壁因为受热不均匀而过早热疲劳。

本实用新型的散热器组件可以具有如下有利的技术特征：

-所述堰坝凸缘包括在靠近入流管道的入流端口的区域面向入流端口形成的第一堰坝凸缘；

-所述堰坝凸缘包括在导流槽的远离入流管道的入流端口的端部区域形成的第二堰坝凸缘；

-所述堰坝凸缘还包括在第一堰坝凸缘的侧边与导流槽主体部分相应侧壁的上边缘之间延伸的过渡堰坝凸缘；

-所述溢流口位于导流槽主体部分的侧壁上的除堰坝凸缘所在区域之外的区域；

-在所述入流管道的入流端口区域形成有导流部，以使冷却剂朝导流槽主体部分的延伸方向流动；以及

-所述导流槽的主体部分上设置有构造用于与上水室壁连接的安装支架。

另一方面，本实用新型提供了一种机器，该机器可以包括发动机系统和冷却系统，该冷却系统包括如上所述的散热器组件。

特别地，该机器可以是工程机械，尤其可以是挖掘机。

附图说明

下面参照附图说明本实用新型的优选实施例，在附图中：

图1是本实用新型可应用于其中的示例性机器的示意图；

图2是根据本实用新型优选实施例的散热器组件的局部透视图，其中仅示出了上水室的底壁，以便示出该上水室内部的细节；以及

图3是与图2类似的根据本实用新型优选实施例的散热器组件的局部透视图，其中示出入流管道的其他细节。

具体实施方式

图1示出可以使用本实用新型的散热器组件的示例性机器100。该机器可以是移动式机器，尤其是车辆，例如工程机械。该机器100可以包括作为动力系统的发动机系统110以及与该发动机系统110相关联的冷却系统120。该冷却系统120可以包括散热器。该机器100可以是执行工业、农业、采矿等领域的作业的任何机器。

在本说明书中，术语“上”和“下”是以散热器组件在正常使用时的方位为基准定向的，其中该散热器组件在使用时指向上的方向称为“上方”，与之相反的、通常指向地面的方向称为“下方”。

现在参见图2，其中示出根据本实用新型优选实施例的散热器组件的局部透视图。该散热器组件包括上水室50(为清楚起见，上水室的主体部分已拆除，仅剩下底壁被示出)和芯体60，该芯体60在该上水室50的下方例如通过焊接固定到该上水室50的底壁53上，以使该芯体60中的冷却剂流道(未示出)与该上水室50的内部空间连通。

上水室50可以具有入流管道2，该入流管道2用于接收从发动机等产生热量的部件经过从而被加热的冷却剂，并且将该热的冷却剂输送入上水室50中。如图2中所示，入流管道2可以布置在上水室50的一个侧端附近。有利地，入流管道延伸并终止于上水室的内部。

根据本实用新型，上水室50中可以设置有沿上水室纵向延伸的导流槽1，以使从该入流管道2进入上水室50中的冷却剂经由该导流槽1能均匀地流向该上水室50的底壁53。导流槽1布置在入流管道2的出口高度下方的高度位置。有利地，导流槽呈水平地放置。在图2示出的实施例中，入流管道2的端部伸入到由导流槽1限定的凹部空间，因此，在竖直投影上入流管道与导流槽存在相互重叠的区域。在所示出的实施例中，入流管道2的延伸方向与导流槽的延伸方向相垂直。该入流管道2的伸入上水室50中的入流端口截面呈椭圆形，例如通过从上向下斜切入流管道而得到。有利地，入流端口的上边缘与入流端口的下边缘相比更靠近与入流端口相对的导流槽侧壁。更有利地，如图2所示，入流管道2在入流端口区域形成有导流部21，以引导冷却剂朝导流槽的主体部分10的延伸方向流动。此外，从图3中还可以看出，入流管道在入流端口区域还形成有豁口22，以便于冷却剂流向导流槽1的主体部分。

如可从图2和图3中看出的，导流槽1的主体部分10的横截面大体为一段圆弧，该圆弧所对应的圆心角不超过180°。导流槽1的主体部分10的纵向延伸长度足够长，以大致覆盖芯体中所有冷却剂流道的入流口。

在所示出的有利实施例中，沿导流槽1的主体部分10的侧壁边缘形成有溢流口11和堰坝凸缘，用以使来自入流管道2的冷却剂更均匀分配到芯体60中。堰坝凸缘从导流槽主体部分的侧壁边缘向上延伸而形成，由此，沿着该导流槽主体部分的侧壁的上边缘形成溢流口。溢流口11实际上由导流槽1的主体部分的侧壁中相对于堰坝凸缘位于较低高度位置的上边缘部段限定。在来自于入流管道2的冷却剂顺沿导流槽1的延伸方向流动的过程中，导流槽1的主体部分的侧壁起到导流和聚集流体的作用。通常情况下，冷却剂流体的设计流量远大于导流槽的蓄积能力，因此，导流槽仅仅只会聚集非常少的一部分冷却剂，而新流入的冷却剂会从导流槽主体部分的侧壁的上边缘溢流出，进而在重力的作用下朝向上水室的底壁流动进而流入到芯体的冷却剂流道内。

此处，术语“较低”和“较高”是相对于而言的，例如限定溢流口的壁边缘部段相对于堰坝凸缘的边缘而言较低。而且，事实上，当冷却剂入流量较大时，堰坝凸缘的上边缘也会起到溢流的作用。

在图2和图3所示的实施例中，入流管道2的入流端口延伸到导流槽的内部空间。在导流槽1的侧壁上在靠近入流管道的入流端口的区域面向入流端口形成有第一堰坝凸缘12。第一堰坝凸缘12阻挡部分来自入流管道的冷却剂流，使得该部分被阻挡的冷却剂流改变流向进而流向导流槽的主体部分。有利地，过渡堰坝凸缘13在第一堰坝凸缘12的侧边与导流槽的主体部分10的相应侧壁的上边缘之间延伸而形成，以避免大部分冷却剂经由由第一堰坝凸缘12的侧边与溢流口11的边缘限定的角形凹口直接流出导流槽1而不会改道流向导流槽的主体部分10。

在冷却剂流体流到接近导流槽的远离入流管道的入流端口的端部时，由于上水室侧壁的阻挡作用，冷却剂流体会反向流动，与新流入该端的冷却剂汇合，如果在导流槽的该端部区域不设置堰坝凸缘，则会导致大部分冷却剂流直接从导流槽的位于该区域的壁边缘部段溢流出去，导致芯体相应位置的冷却剂流道中流入大量的冷却剂，而此时，沿着芯体的纵向方向位于芯体的大致中央位置的冷却剂流道得到较少的冷却剂流。因此，为了使流入导流槽的该端部区域的冷却剂流体的一部分能返回到导流槽的中央区域，有利地，在导流槽1的远离入流管道的入流端口的端部区域形成第二堰坝凸缘14。第二堰坝凸缘14的作用实际上是均衡了导流槽端部区域和导流槽中间区域之间的流体分布。

在有利的实施例中，溢流口11可以设置在导流槽主体部分的侧壁上的除堰坝凸缘所在区域之外的任一区域。如图所示，溢流口几乎分布在导流槽主体部分的侧壁的整个长度上。事实上，导流槽1的整个侧壁边缘(包括溢流口11的边缘和堰坝凸缘12、13、14的上边缘)都起到促使冷却剂流体通过溢流的方式流入到芯体中的作用，因此都可称为溢流边缘。

如图2和图3所示，导流槽1的主体部分10上设置有构造用于与上水室壁连接的安装支架15。通过安装支架，可以使导流槽悬空设置在上水室内。当然，安装支架不限于图中所示的水平延伸的构型，本领域技术人员可以想到，安装支架可形成为向上延伸至于上水室顶部连接，或者安装支架设计成从导流槽的主体部分10的底部延伸，以便于冷却剂流以更有利的方式从导流槽溢流到芯体中。

虽然，图中示出入流管道在上水室的侧端伸入到上水室内。但是，本领域技术人员可以想到，入流管道也可以设计成在上水室的其他位置，例如上水室的中间位置伸入到上水室内。在这种情况下，可以在入流管道的入流端口附近设置第一堰坝凸缘，而在导流槽的靠近上水室侧壁的端部区域设置第二堰坝凸缘，由此，同样可以得到冷却剂流在导流槽延伸方向上的均匀分配。

根据本实用新型，虽然图中示出第二堰坝凸缘14具有朝向导流槽主体部分的中央部分渐缩的构型，第一堰坝凸缘12具有呈方形凸块的构型，过渡堰坝凸缘呈具有倾斜延伸的边缘的构型，但是，本领域技术人员容易理解，堰坝凸缘的具体构型可以不局限于所示出的构型。

工业适用性

本实用新型的散热器组件操作如下：

在正常工作中，冷却剂例如冷却液或水从产生热量的部件经过并且被加热，热的冷却剂经由入流管道2流入上水室50中并且基本上充满整个上水室50，该热的冷却剂经由上水室50的底壁53流向芯体60的冷却剂流道中，以便通过芯体60与外部空气的热交换释放该冷却剂所携带的热量。在这种情况下，上水室50中的冷却剂保持较高的液位，该上水室50受热均匀并且没有局部应力出现。

当例如在冷却系统中的冷却剂的总量减少时，进入上水室50中的冷却剂的量相应减少，该上水室50中的冷却剂液位下降，直至低于入流管道2的入流端口。此时，从入流管道2流入上水室50的冷却剂将首先撞击到导流槽1的第一堰坝凸缘12上，一部分冷却剂从第一堰坝凸缘12的上边缘溢出，另一部分冷却剂返回并与新流入的冷却剂汇合，在入流管道2的导流部21的作用下，流体改变流向，经入流管道2的豁口22朝导流槽主体部分10流动。在从导流槽1的一端流向另一端的过程中，会有部分冷却剂流体从过渡堰坝凸缘13的上边缘和溢流口11溢出，在重力的作用下流入到芯体60的冷却剂流道内。另外，一部分冷却剂流体在流到靠近上水室的相对侧壁的相对端部时，在上水室侧壁的作用下返回并与导流槽1内的冷却剂汇合，在第二堰坝凸缘14的作用下，部分冷却剂被保留，而另一部分冷却剂返流至导流槽1的中央部分进而从位于中央部分区域的溢流口溢出，还有一部分冷却剂从第二堰坝凸缘14的上边缘溢出。由此，确保冷却剂流被均匀地分配到上水室的底壁53上并且继而均匀分配到芯体60的冷却剂流道中，由此避免了底壁53上的局部热应力的产生。

各种机器例如挖掘机、装载机、平地机、推土机、非公路卡车、轮式牵引铲运机等都可受益于本文所公开的内容。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对本领域的技术人员而言，可以在不偏离本实用新型的范围的情况下对本实用新型的装置做出多种改良和变型。本领域的技术人员通过考虑本说明书中公开的内容也可得到其它实施例。本说明书和示例仅应被视为示例性的，本实用新型的真实范围由所附权利要求以及等同方案限定。

Claims (8)

1.一种散热器组件，包括上水室和位于上水室下方并与上水室流体连通的芯体，该上水室设置有入流管道以用于使冷却剂流入上水室，在该上水室内设置有沿上水室纵向延伸且构造用于引导来自入流管道的冷却剂流动的导流槽，其特征在于，该导流槽具有从该导流槽主体部分的侧壁边缘向上延伸而形成的堰坝凸缘，由此沿着该导流槽主体部分的侧壁的上边缘形成溢流口。

2.根据权利要求1所述的散热器组件，其特征在于，所述堰坝凸缘包括在靠近入流管道的入流端口的区域面向入流端口形成的第一堰坝凸缘。

3.根据权利要求1或2所述的散热器组件，其特征在于，所述堰坝凸缘包括在导流槽的远离入流管道的入流端口的端部区域形成的第二堰坝凸缘。

4.根据权利要求2所述的散热器组件，其特征在于，所述堰坝凸缘还包括在第一堰坝凸缘的侧边与导流槽主体部分的相应侧壁的上边缘之间延伸的过渡堰坝凸缘。

5.根据权利要求1所述的散热器组件，其特征在于，所述溢流口位于导流槽主体部分的侧壁上的除堰坝凸缘所在区域之外的区域。

6.根据权利要求1所述的散热器组件，其特征在于，在所述入流管道的入流端口区域形成有导流部，以使冷却剂朝导流槽主体部分的延伸方向流动。

7.根据权利要求1、2、4、5和6中任一项所述的散热器组件，其特征在于，所述导流槽的主体部分上设置有构造用于与上水室壁连接的安装支架。

8.一种机器，包括发动机系统和冷却系统，其特征在于，该冷却系统包括根据权利要求1-7之一所述的散热器组件。