管帶式脈動熱管汽車發動機冷卻水箱的製作方法
2023-07-17 22:57:11 2
專利名稱：管帶式脈動熱管汽車發動機冷卻水箱的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種管帶式脈動熱管汽車發動機冷卻水箱。
背景技術：
隨著社會經濟的發展，人們對汽車的需求在不斷的增加，同時意味著對汽車發動機散熱裝置的需求量也在不斷增長。另外，隨著汽車工業的不斷發展，汽車發動機轉速和功率不斷提高，熱負荷越來越大，因此對汽車發動機散熱裝置的要求也越來越高。目前普遍採用的管式汽車散熱裝置由於受其本身散熱管散熱效率低的限制，散熱裝置體積大，銅鋁材料消耗難以降低，限制了汽車發動機散熱裝置的發展。脈動熱管是90年代有出現的一種新型的熱管元件，它是將一根長的毛細管抽真空，然後將毛細管內部充入液體，如果毛細管直徑足夠小時，則管內就會間歇地形成汽塞和液塞，當熱管的一端受熱時液體蒸發汽化，蒸汽在微小的壓差下流向另一端放出熱量凝結成液體。小管徑和冷熱端反覆的折彎是形成脈動熱管的兩個基本條件，通過相變和汽液脈動來傳遞熱量。與普通熱管不同，脈動熱管內部不是單純的相變傳熱，而是集顯熱傳熱、相變傳熱、膨脹功與一體，因此其導熱性能顯著優於普通熱管，而且與普通熱管相比，其結構簡單，不需要普通熱管的吸液芯，也不受重力影響，因此製造、運行和維護成本低；由於脈動管徑小，熱管形狀可以任意彎曲，適應性好，所以整體體積小。脈動熱管由於其優良的性能， 被視為解決微小空間高熱通量散熱方案中最有希望和前途的傳熱元件。
發明內容本實用新型的目的是為克服上述現有技術的不足，提供一種管帶式脈動熱管汽車發動機冷卻水箱，它具有結構簡單、體積小、重量輕、成本低，傳熱快，傳熱效率高，材料消耗小，而且運行穩定等優點。為實現上述目的，本實用新型採用下述技術方案一種管帶式脈動熱管汽車發動機冷卻水箱，它包括水室和散熱器芯子，所述散熱器芯子由至少一根脈動熱管和散熱翅片組成，脈動熱管採用封閉式脈動熱管。水箱支架用於將水箱固定在汽車底盤上，並用來保證水箱芯子的剛度。所述的脈動熱管為銅質或鋁質毛細管，管截面形狀為扁平形。脈動熱管可以是一根獨立的管，也可以是兩根或兩根以上的獨立管組合。每根脈動熱管為首尾相連的封閉脈動熱管。但脈動熱管散熱器芯子所使用的脈動熱管的數量和每根脈動熱管的彎頭數可根據發動機的功率和地區的狀況決定。脈動熱管位於水室內的部分為脈動熱管的蒸發端，而位於水室外的部分為脈動熱管的冷凝端，脈動熱管的冷凝端與波紋形的散熱翅片逐層疊放，然後整體焊接而成。脈動熱管的蒸發端與水室內來自發動機水套的熱流體對流換熱。脈動熱管的冷凝端與散熱翅片逐層疊加，整體焊接，並與外界空氣對流換熱。所述水室設有進水管和出水管，進水管與發動機水套的出水口相連，出水管通過水泵與發動機水套的進水口相連。 所述水室的頂部有加水口，加水口上設有蓋子；所述水室的底部設有換水用的放水開關。所述加水口上裝有安全閥。根據汽車使用設計要求，所製備的脈動熱管具有臨界啟動溫度，當來自發動機水套的水溫低於此溫度時，脈動熱管不啟動，水箱不對外散熱，避免由於水箱過度散熱加大油耗。當水溫高於設計溫度值時，熱管迅速啟動，水箱與周圍空氣對流換熱。由於內部壓降很小，熱管內部的溫降也很小，整個熱管芯子具有優良的等溫性，因此水箱具有很好的的散熱性能，體積較小。另外，由於脈動熱管是靠毛細作用運行的，液體回流不需要吸液芯，也不受重力影響，因此該水箱的工作性能不受汽車運動狀態和安裝位置的影響。本實用新型脈動熱管汽車發動機冷卻水箱在目前汽車發動機閉式水冷冷卻系統的基礎上對散熱裝置芯子總成做了修改，採用脈動熱管導熱冷卻方式，整個裝置由水室，脈動熱管散熱器芯子及水箱支架組成。水箱的水室的進水管與發動機水套的出水口相連，水室的出水管通過水泵與發動機水套的進水口相連。為了補充冷卻循環水，水室上焊有加水口，為了保持冷卻系統內的正常壓力，避免系統內部壓力過高或過低而損壞系統，在水室的加水口蓋上裝有安全閥。在水室底部同時焊有放水開關，可更換水室的冷卻循環水。脈動熱管的蒸發端處於水室內的熱流體通道中，熱管的冷凝端和散熱翅片與外界空氣對流換熱。 脈動熱管採用銅質或鋁質毛細管制備而成，可以採用多根脈動熱管換熱，當某根熱管出現問題時，只需更換此根熱管，方便拆卸維護。該裝置操作簡單、製造成本低。本實用新型的有益效果是，由於脈動熱管的蒸發端和冷凝端溫差很小，熱管整體均溫性好，因此該水箱散熱性能好，裝置體積小。另外，由於脈動熱管是靠毛細作用運行的， 脈動熱管不需要吸液芯，不受重力影響，因此該水箱的工作不受汽車運動狀態和安裝位置的影響。脈動熱管汽車發動機散熱裝置熱效率高，均溫特性好，體積小，熱響應迅速而且還具有安裝方便、維修簡單、使用壽命長、阻力損失小、材料消耗小，能耗低等優點。它可以有效的對汽車發動機的冷卻循環水進行冷卻散熱，同時在溫度比較低的冬季，降低汽車啟動階段的能量消耗。
圖1為脈動熱管汽車發動機冷卻水箱示意圖；圖2為脈動熱管散熱器芯子的結構示意圖。其中，1.水箱支架；2.脈動熱管散熱器芯子；3.進水管；4.放水開關；5.水室；6 出水管；7.加水口。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。如附圖1所示本實用新型的管帶式脈動熱管汽車發動機冷卻水箱，它包括一個水室5和由多根脈動熱管和波紋形散熱翅片逐層疊加焊接而成的脈動熱管散熱器芯子2和水箱支架1組成。每根脈動熱管為首尾相連的封閉式脈動熱管。所述的脈動熱管為銅質毛細管，管截面形狀為扁平形。脈動熱管散熱器芯子2的蒸發端處於水室5內的熱流體通道中，將循環水的熱量傳導到脈動熱管散熱器芯子2的冷凝端，脈動熱管的冷凝端與散熱翅片與外界空氣完成對流散熱，將熱量散失到空氣中，循環水得到冷卻。脈動熱管的冷凝端與波紋形的散熱翅片逐層疊放，然後整體焊接。水箱支架1為整個結構的支架，起到固定作用。各組脈動流熱管通過熱管固定組件穿過水室5上表面，並與水室5密封固定，每根脈動熱管通過固定組件獨立安裝。熱管固定組件指的是能夠固定脈動熱管的結構。水室5的進水管3與發動機水套的出水口相連，水室的出水管6通過水泵與發動機水套的進水口相連。為了補充冷卻循環水，水室5的上表面焊有加水口 7，為了保持冷卻系統內的正常壓力，避免系統內部壓力過高或過低而損壞系統，在脈動熱管的加水口 7上設有蓋子並裝有安全閥。在水室5的下邊同時焊有放水開關4，可更換水室內的冷卻循環水。根據汽車使用設計要求，所製備的脈動熱管具有臨界啟動溫度，當來自發動機水套的水溫低於此溫度時，脈動熱管不啟動，水箱不對外散熱，避免由於水箱過度散熱加大油耗。當水溫高於設計溫度值時，熱管迅速啟動，水箱與周圍空氣對流換熱。由於內部壓降很小，熱管內部的溫降也很小，整個熱管芯子具有優良的等溫性，因此本裝置具有很好的的散熱性能，體積較小。另外，由於脈動熱管是靠毛細作用運行的，液體回流不需要吸液芯，也不受重力影響，因此本裝置的工作性能不受汽車運動狀態和安裝位置的影響。本實用新型的工作過程為來自汽車發動機水套出水管的循環水由水室進水管3 進入水室5。水室內的脈動熱管散熱器芯子2加熱端受熱後，其內部工質蒸發氣化，自激脈動傳熱至熱管的冷凝端，由於外界空氣的冷卻作用，工質凝結為液體，最終將熱量散發到空氣中。冷卻後的循環水由水室5的出水管6經由水泵返回到發動機水套的進水口。水室5 上的加水口 7及安全閥是補充循環水及控制循環水壓力的。而水室5底部的放水開關4用於更換循環水。
權利要求1.一種管帶式脈動熱管汽車發動機冷卻水箱，它包括水室和散熱器芯子，其特徵在於， 所述散熱器芯子由至少一根脈動熱管和散熱翅片組成，脈動熱管採用封閉式脈動熱管。
2.根據權利要求1所述的管帶式脈動熱管汽車發動機冷卻水箱，其特徵在於，所述脈動熱管的截面形狀為扁平形。
3.根據權利要求1或2所述的管帶式脈動熱管汽車發動機冷卻水箱，其特徵在於，脈動熱管位於水室內的部分為脈動熱管的蒸發端，而位於水室外的部分為脈動熱管的冷凝端， 脈動熱管的冷凝端與波紋形的散熱翅片逐層疊放，然後整體焊接而成。
4.根據權利要求1所述的管帶式脈動熱管汽車發動機冷卻水箱，其特徵在於，所述水室設有進水管和出水管，進水管與發動機水套的出水口相連，出水管通過水泵與發動機水套的進水口相連。
5.根據權利要求1或4所述的管帶式脈動熱管汽車發動機冷卻水箱，其特徵在於，所述水室的頂部有加水口，加水口上設有蓋子；所述水室的底部設有放水開關。
6.根據權利要求5所述的管帶式脈動熱管汽車發動機冷卻水箱，其特徵在於，所述加水口上裝有安全閥。
專利摘要本實用新型公開了一種管帶式脈動熱管汽車發動機冷卻水箱，它包括水室和散熱器芯子，所述散熱器芯子由至少一根脈動熱管和散熱翅片組成，脈動熱管採用封閉式脈動熱管。水箱支架用於將水箱固定在汽車底盤上，用來保證水箱芯子的剛度。本實用新型的有益效果是，脈動熱管汽車發動機散熱裝置熱效率高，均溫特性好，體積小，熱響應迅速而且還具有安裝方便、維修簡單、使用壽命長、阻力損失小、材料消耗小，能耗低等優點。它可以有效的對汽車發動機的冷卻循環水進行冷卻散熱，同時在溫度比較低的冬季，降低汽車啟動階段的能量消耗。
文檔編號F01P11/04GK202181945SQ201120324259
公開日2012年4月4日 申請日期2011年8月31日 優先權日2011年8月31日
發明者員冬玲, 李選友, 蔡中盼, 邵敏, 高鵬 申請人:山東天力乾燥股份有限公司