CN216008670U - 水车式智能散热装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供水车式智能散热装置，包括：散热器以及通过进水管、出水管与所述散热器连通的水室，使得散热器内的冷却液通过所述出水管进入所述水室，经所述水室内冷却结构冷却后经所述出水管流入所述散热器。其优点是：通过水室内冷却液的温度、流量等参数，结合PLC连接控制，可实现实时精准地控制叶轮工作，以调节水室内冷却液的流速；同时，通过控制水车，将冷却液通过水车与散热器之间进行循环，从而形成了船舶内燃机智能一体化的控制散热装置，有效解决了散热器的散热问题，同时解决了散热器中冷却液降温失液的液体补给问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及船舶内燃机动力系统散热的技术领域，具体地说是水车式智能散热装置。
背景技术
船舶内燃机动力系统的散热和冷却主要依靠散热器完成，为了提高散热器的散热能力，工程上采用了许多技术措施，常用的技术有配置冷却风扇，增大散热器的散热面积，选取冷却能力强的材料作为散热器的制作基材等方法。由于散热器中冷却液的温度随着行驶时间、热交换的加剧不断升高，当温度升至一定范围时，将造成散热器的冷却液溢出的现象；溢出的冷却液需要用膨胀水箱收集，由于传统的膨胀水箱体积大，在动力系统中布置需要较大的安装空间；同时，散热器中冷却液的不断利用，会造成冷却液缺失，因此需要及时补充冷却液。同时，由于船舶内燃机动力系统的散热和冷却，当启动内燃机后，水泵就开始转动，造成了能量的消耗和损失，属于被动散热的形式。
膨胀水箱是为解决因冷却液热膨胀和冷收缩及正常消耗而设计的结构件，属于散热器的重要部件。由于膨胀水箱与散热器紧密配合，为了使其功能正常发挥作用，需要采用多个联接管路，才能起到散热和副水箱的作用，而过多的管路，导致了散热系统联接的复杂性，成本高，重量重，密封和拆卸不方便等问题。
实用新型内容
本实用新型提供水车式智能散热装置，目的是至少克服上述一种技术缺陷，以提高散热器的散热能力。
为了实现上述实用新型目的，本实用新型提供了如下技术方案：
水车式智能散热装置，包括：散热器以及通过进水管、出水管与所述散热器连通的水室，使得散热器内的冷却液通过所述出水管进入所述水室，经所述水室内冷却结构冷却后经所述出水管流入所述散热器。
所述冷却结构包括通过PLC控制的叶轮、液体流量传感器、温度传感器，所述叶轮通过所述水室外的一号电机驱动，所述液体流量传感器、所述温度传感器分别用于监测所述水室内液体的流速、温度；
其中，所述液体流量传感器设于所述水室的进水口处。
所述冷却结构还包括通过所述PLC控制的水车、液位传感器，所述水车通过所述水室外的二号电机驱动，所述液位传感器通过监测所述水室内液面的高度控制所述水车的开、关；
其中，所述液位传感器设于所述水室的出水口处。
所述冷却结构还包括报警传感器，且所述报警传感器在所述水室内的设置高度高于所述液位传感器在所述水室内的设置高度；
其中，所述报警传感器用于监测所述水室内液面高度。
本实用新型的水车式智能散热装置，其优点是：本实用新型中通过水室内冷却液的温度、流量等参数，结合PLC连接控制，可实现实时精准地控制叶轮工作，以调节水室内冷却液的流速；同时，通过控制水车，将冷却液通过水车与散热器之间进行循环，从而形成了船舶内燃机智能一体化的控制散热装置，有效解决了散热器的散热问题，同时解决了散热器中冷却液降温失液的液体补给问题。
附图说明
附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
图1为本实用新型水车式智能散热装置的正视结构示意图，其中箭头表示冷却液流动方向；
图2为本实用新型水车式智能散热装置的侧视结构示意图；
图3为本实用新型水车式智能散热装置中的电路连接框图；
其中：
散热器1、进水管2、出水管3、水室4；
冷却结构5、叶轮51、液体流量传感器52、温度传感器53、水车54、液位传感器55、二号电机56、报警传感器57；
PLC控制器6、一号电机7、变频器8。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
根据图1、图2所示，本实用新型水车式智能散热装置，包括：散热器1以及通过进水管2、出水管3与所述散热器1连通的水室4，使得散热器1内的冷却液通过所述出水管3进入所述水室4，经所述水室4内冷却结构5冷却后经所述出水管3流入所述散热器1。
上述技术方案中，散热器1采用船舶常用的散热器1，其大小可根据不同散热需求进行配置；而水室4是用于为散热器1中的冷却液提供降温和补给的场所，其大小可根据散热器1的散热量、所需冷却液的量以及冷却液在适应周期内消耗量来综合确定；
所述冷却结构5用于调节所述水室4内冷却液的温度、并可向所述散热器1内补充冷却液；本技术方案中所述水室4与所述散热器1的规格相匹配，一般可将水室4安装于所述散热器1的侧端，以助于提高所述散热器1的布置紧凑性，减少所述散热器1和水室4的体积，减少其连接管路，其材料可选用透明塑料。
在具体实施例中，所述冷却结构5包括通过PLC控制器6控制的叶轮51、液体流量传感器52、温度传感器53，所述叶轮51通过所述水室4外的一号电机7驱动，所述液体流量传感器52、所述温度传感器53分别用于监测所述水室4内液体的流速、温度；
其中，所述液体流量传感器52设于所述水室4的进水口处。
所述PLC控制器6位于所述水室4外，与所述一号电机7、所述液体流量传感器52、所述温度传感器53电连接；
所述叶轮51的工作原理是：所述PCL控制器6接收到的所述温度传感器53对水室4内冷却液的温度参数以及通过所述液体流量传感器52监测到的从所述散热器1流入所述水室4内冷却液的流量参数，来确定是否启动所述一号电机7以控制所述叶轮51工作，同时控制所述叶轮51的转速；根据船舶动力总成散热需要，在不同的应用场景和工况下，选取不同功率、不同转速的叶轮51，同时可以确定与之相匹配的所述一号电机7。在所述水室4能够容纳所述叶轮51的有限空间里，设计叶轮51结构，叶轮51的结构可以根据散热量的大小，通过设置叶轮51叶片的入流攻角，使流经叶轮51叶片的冷却液有不同的速度，由所述一号电机7的转速控制其转速，从而达到不同的冷却效果。所述一号电机7与所述叶轮51的连接决定了所述一号电机7的动力是否能高效地传递给所述叶轮51，因此，为了提高设计效率，降低传递过程中动力的损失，所述一号电机7和所述叶轮51共轴设计。
在具体实施方式中，所述冷却结构5还包括通过所述PLC控制器6控制的水车54、液位传感器55，所述水车54通过所述水室4外的二号电机56驱动，所述液位传感器55通过监测所述水室4内液面的高度控制所述水车54的开、关；
其中，所述液位传感器55设于所述水室4的出水口处。
所述水车54的工作原理是：根据散热量和补给冷却液量的需求，在所述二号电机56的驱动下，所述水车54转动，旋转的所述水车54将所述水室4内低位的冷却液输送至高位，以将低位的冷却液输送至所述水室4的出水口流入至所述散热器1中，以完成对所述散热器1中冷却液的补给工作；
该过程中，所述水室4的温度高时，所述水车54的转动速度在所述二号电机56的驱动下可加快；当所述水室4的温度低时，所述水车54可以低速转动或者不动，当所述散热器1中的冷却液消耗过多时，所述水车54启动，开始旋转，将所述水室4中的冷却液及时补给到所述散热器1中；当所述水室4中的液位传感器55显示冷却液面低于阈值时，通过所述PLC控制器6控制所述水车54停止工作。
在具体实施方式中，所述冷却结构5还包括报警传感器57，且所述报警传感器57在所述水室4内的设置高度高于所述液位传感器55在所述水室4内的设置高度；
其中，所述报警传感器57用于监测所述水室4内液面高度。
当所述水室4内的冷却液面达到所述报警传感器57部位时，触发所述报警传感器57，所述PLC控制器6接收到来自所述报警传感器57发出的信号则发出报警，以告知所述水室4内冷却液过量。
在具体操作过程中，所述一号电机7、二号电机56与所述PLC控制器6之间均通过一变频器8电连接。
本实用新型是这样实现的：
船舶运行过程中，由于冷却液的温度随着行驶距离不断增加，当温度升至一定范围时，所述PLC控制器6主动地根据检测到的温度传感信号，流量传感信号和冷却液的位置信号，启动所述一号电机7、所述二号电机56，通过加速冷却液的循环流动，起到了降低冷却液温度的效果。同时，通过所述散热器1与所述水室4的所述进水管2、所述出水管3，将流出的高温冷却液，在所述叶轮51的驱动下，快速搅动，起到冷却的作用；当所述散热器1中的液面上升到阈值以上时，启动所述水车54，将存储在所述水室4的冷却液输送到所述散热器1与所述水室4连接的所述进水管2内，从而实现了所述散热器1补给的功能，并且能够精准地控制所述散热器1中冷却液的液体量。
显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (4)
1.水车式智能散热装置，其特征在于：包括散热器(1)以及通过进水管(2)、出水管(3)与所述散热器(1)连通的水室(4)，使得散热器(1)内的冷却液通过所述出水管(3)进入所述水室(4)，经所述水室(4)内冷却结构(5)冷却后经所述出水管(3)流入所述散热器(1)。
2.根据权利要求1所述水车式智能散热装置，其特征在于：所述冷却结构(5)包括通过PLC控制器(6)的叶轮(51)、液体流量传感器(52)、温度传感器(53)，所述叶轮(51)通过所述水室(4)外的一号电机(7)驱动，所述液体流量传感器(52)、所述温度传感器(53)分别用于监测所述水室(4)内液体的流速、温度；
其中，所述液体流量传感器(52)设于所述水室(4)的进水口处。
3.根据权利要求2所述水车式智能散热装置，其特征在于：所述冷却结构(5)还包括通过所述PLC控制器6的水车(54)、液位传感器(55)，所述水车(54)通过所述水室(4)外的二号电机(56)驱动，所述液位传感器(55)通过监测所述水室(4)内液面的高度控制所述水车(54)的开、关；
其中，所述液位传感器(55)设于所述水室(4)的出水口处。
4.根据权利要求2或3所述水车式智能散热装置，其特征在于：所述冷却结构(5)还包括报警传感器(57)，且所述报警传感器(57)在所述水室(4)内的设置高度高于所述液位传感器(55)在所述水室(4)内的设置高度；
其中，所述报警传感器(57)用于监测所述水室(4)内液面高度。
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