CN201300714Y

CN201300714Y - 一种二氧化碳平行流模块化散热设备

Info

Publication number: CN201300714Y
Application number: CNU2008202026326U
Authority: CN
Inventors: 梁荣光; 何冰强; 巫江虹; 向丹
Original assignee: South China University of Technology SCUT
Current assignee: South China University of Technology SCUT
Priority date: 2008-10-29
Filing date: 2008-10-29
Publication date: 2009-09-02
Anticipated expiration: 2018-10-29

Abstract

本实用新型专利公开了一种二氧化碳平行流模块化散热设备，包括空调冷凝器、水箱散热器和发动机油冷却器；水箱散热器和发动机油冷却器左右并列，通过隔热层隔开，共同位于空调冷凝器下端；水箱散热器两端设有集流节，多排微细多孔管之二连接在集流节之间，波纹散热翅片夹在两行微细多孔管之二之间，并分别与这两行微细多孔管之二焊接；冷却水入口和冷却水出口分别联结在外端不同的集流节上；集流节与空调冷凝器的集流节插接或者是通过设有左右凹口的集流节端盖与空调冷凝器的集流节连接。本实用新型集成了现有车用空调冷凝、水箱散热、发动机油冷却，整体结构模块化，散热设备可根据车型、安装空间的需要而改变，可适用于不同品牌型号的车辆冷却需要。

Description

一种二氧化碳平行流模块化散热设备

技术领域

本实用新型涉及车用冷却装置，具体涉及一种二氧化碳平行流模块化散热设备。

背景技术

在各类车辆中存在各种不同作用和形式的热交换装置，如汽车空调系统中的冷凝器，发动机冷却系统中的水箱散热器，发动机润滑系统中的机油散热器等。它们在车辆中均是独立存在并安装在车辆发动机舱，因而它们都有其各自难以克服的缺点：主要体现在汽车空调系统中的冷凝器，发动机冷却系统中的水箱散热器，发动机润滑系统中的机油散热器等，在发动机舱均占有较大的体积，必然会造成客舱空间的减小。其次，由于汽车在行驶中将产生比较剧烈的颠簸和震动，容易引起管子和肋片之间的松动，加剧换热效果的降低。第三，采用管带式或层叠式蒸发器的车辆，因其体积大、重量重和制冷能力不足，且有效散热面积小、迎风阻力大而致使换热效率低。

申请人提出在实用新型专利申请“二氧化碳平行流集成车用散热装置(申请号200820200958.5)”中，介绍了一款包括空调冷凝器、水箱散热器和发动机油冷却器的模块化集成散热系统；其水箱散热器和发动机油冷却器左右并列，通过隔热层隔开，共同位于空调冷凝器下端，空调冷凝器与水箱散热器和发动机油冷却器通过中间上隔板和中间下隔板隔开，中间上隔板和中间下隔板通过工字型支架固定。尽管该散热装置集成了现有车用空调冷凝、水箱散热、发动机油冷却等部分的功能，且成一模块化，避免了独立式空调冷凝装置、水箱散热装置、发动机油冷却系统安装多次，容易发生混淆的情况；而且整个装置采用平行流形式结构，而制造时可采用整体成型工艺，其体积和所用原材料相应减小，装置总质量比独立式结构形式要大幅降低，同时也使生产成本更低，拥有价格优势。但该散热装置的整体结构中，并没有很好地解决因车辆品牌、型号规格不同，而引致的发动机仓内部布局不均匀、不统一、不规则等情况下，如何安装使用该二氧化碳平行流集成车用散热装置的问题；同时上述专利散热装置结构中的集流节结构形式，也直接影响到整个散热装置制造和使用。

实用新型内容

本实用新型的目的是在二氧化碳平行流集成车用散热装置(申请号200820200958.5)的基础上，提供一种适应不同发动机仓内部安装、换热能力强，体积小，节省材料与安装空间的二氧化碳平行流模块化散热设备。

本实用新型的目的通过如下技术方案实现：

二氧化碳平行流模块化散热设备，包括空调冷凝器、水箱散热器和发动机油冷却器；所述水箱散热器和发动机油冷却器左右并列，通过隔热层隔开，共同位于空调冷凝器下端，空调冷凝器与水箱散热器和发动机油冷却器通过中间上隔板和中间下隔板隔开，中间上隔板和中间下隔板通过工字型支架固定；

所述空调冷凝器两端设有集流节，多排微细多孔管连接在集流节之间，波纹散热翅片夹在两行微细多孔管之间，并分别与这两行微细多孔管之一焊接；CO₂(R744)冷媒气相入口管和出口管分别联接在集流节上，所述两端的集流节为多个可正向安装的套装式结构，所述微细多孔管一端以小过盈配合的形式插入一端的集流节开口处，另一端以小过盈配合的形式插入相对端的集流节开口处；

所述水箱散热器两端设有集流节，多排微细多孔管之二连接在集流节之间，波纹散热翅片夹在两行微细多孔管之二之间，并分别与这两行微细多孔管之二焊接；冷却水入口和冷却水出口分别联结在外端不同的集流节上；所述集流节与空调冷凝器的集流节插接或者是通过设有左右凹口的集流节端盖与空调冷凝器的集流节连接；

所述发动机油冷却器两端设有集流节，多排微细多孔管之三连接在集流节之间，波纹散热翅片夹在两行微细多孔管之三之间，并分别与这两行微细多孔管之三焊接；机油入口和机油出口分别联结在外端不同的集流节上；所述两端的集流节与空调冷凝器的集流节插接或者是通过设有左右凹口的集流节端盖与空调冷凝器的集流节连接。

为进一步实现本实用新型的目的，所述发动机油冷却器的进口集流节之三与空调冷凝器的中间集流节之四直接插接，水箱散热器的进口集流节之二与空调冷凝器的出口集流节之一通过带有左右凹口的集流端盖连接。

通过带有左右凹口的集流端盖连接发动机油冷却器III的进口集流节之三与空调冷凝器的中间集流节之四，并同时通过带有左右凹口的集流端盖连接发动机油冷却器的出口集流节之一与水箱散热器的进口集流节之二。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点和积极效果：

本实用新型采用整体模块化形式，且结构上可根据车型、安装空间的需要而改变，故可适用于不同品牌型号的车辆。

附图说明

图1为实施例1二氧化碳平行流模块化散热设备结构示意图。

图2为实施例2设备结构示意图。

图3为实施例3设备结构示意图。

图4为集流节端盖结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例1

如图1所示，二氧化碳平行流模块化散热设备包含空调冷凝I、水箱散热II、发动机油冷却III等三大部分，各部分之间，水箱散热器II和发动机油冷却器III左右并列，通过隔热层18隔开，共同位于空调冷凝器I下端，空调冷凝器I与水箱散热器II和发动机油冷却器III通过中间上隔板27和中间下隔板26隔开，中间上隔板27和中间下隔板26通过工字型支架16固定。

空调冷凝器I主要由集流节端盖之一1、CO₂(R744)(R744-表示的是CO₂制冷剂。制冷剂的命名方式：用R即制冷剂英文的第一个字母加按一定规则表示制冷剂分子的原子构成的数字组成)、气相入口管2、进口集流节之一3、微细多孔管之一4、中间集流节之一5、波纹散热翅片之一6、CO₂(R744)气液两相出口管7、出口集流节之一8、中间集流节之四28、中间集流节之五29、中间上隔板27、上盖30组成。如图1所示，CO₂(R744)气相入口管2通过钎焊(以下简述为焊接)联结在进口集流节之一3上，CO₂(R744)气液两相出口管7焊接在出口集流节之一8上；进口集流节之一3的开口部位与集流节端盖之一1焊接；中间集流节之一5的开口部位与进口集流节之一3的缩口部位焊接；出口集流节之一8的开口部位与中间集流节之一5的缩口部位焊接；中间集流节之五29的开口部位与集流节端盖之一1焊接；中间集流节之四28的开口部位与中间集流节之五29的缩口部位焊接；多排微细多孔管之一4连接在集流节之间，一端是进口集流节之一3、中间集流节之一5和出口集流节之一8，另一端是中间集流节之五29与中间集流节之四28。微细多孔管之一4一端以小过盈配合的形式插入进口集流节之一3(或是中间集流节之一5或出口集流节之一8)开口处，另一端以小过盈配合的形式插入中间集流节之五29(或是中间集流节之四28)开口处，并以焊接形式进行联结。而波纹散热翅片之一6则夹在两行微细多孔管之一4之间，并分别与这两行微细多孔管之一4焊接。中间上隔板27分别与最下一行波纹散热翅片之一6、出口集流节之一8、中间集流节之四28及工字型支架16焊接在一起。上盖30分别与最上一行波纹散热翅片之一6、集流节端盖之一1、进口集流节之一3和中间集流节之五29焊接。

水箱散热器II主要由冷却水入口9、进口集流节之二10、冷却水出口11、出口集流节之二12、微细多孔管之二13、波纹散热翅片之二14、中间集流节之二17、集流节端盖之二31组成。如图1所示，冷却水入口9通过焊接联结在进口集流节之二10上，而冷却水出口11焊接在出口集流节之二12；进口集流节之二10的开口部位与出口集流节之一8的缩口部位焊接；出口集流节之二12的开口部位与进口集流节之二10的缩口部位焊接；中间集流节之二17开口部位与集流节端盖之二31焊接。微细多孔管之二13之间相互间隔，两端连接在集流节之间，一端是进口集流节之二10与出口集流节之二12，另一端是中间集流节之二17，其连接方式同微细多孔管之一4。波纹散热翅片之二14则夹在两行微细多孔管之二13之间，并分别与这两行微细多孔管之二13焊接。中间下隔板26分别与最上一行波纹散热翅片之二14、进口集流节之二10、集流节端盖之二31及工字型支架16焊接。下盖15分别与最下一行波纹散热翅片之二14、中间集流节之二17底部焊接。

发动机油冷却器III主要由中间集流节之三19、微细多孔管之三20、波纹散热翅片之三21、机油出口22、出口集流节之三23、机油入口24、进口集流节之三25、集流节端盖之二31、集流节端盖之三32组成。机油入口24通过焊接联结在进口集流节之三25上，而机油出口22焊接在出口集流节之三23；如图4所示，进口集流节之三25的开口部位与集流节端盖之三32的右侧凹口焊接；集流节端盖之三32的左侧凹口与中间集流节之四28的底部焊接，集流节端盖之三32的左侧部分与集流管末端的集流节底部是较紧的过渡配合形式，右侧部分内孔尺寸与集流节开口部位外径是较紧的过渡配合形式，集流节端盖之一32的长度视设备中两相连部分的距离而定，连接左侧凹口与右侧凹口的过渡部分可通过压凸工艺形成加强筋；出口集流节之三23的开口部位与进口集流节之三25的缩口部位焊接；中间集流节之三19开口部位与集流节端盖之二31焊接。而波纹散热翅片之三21则夹在两行微细多孔管之三20之间，并分别与这两行微细多孔管之三20焊接。多根微细多孔管之三20之间相互间隔，两端连接在集流节之间，一端是中间集流节之三19，另一端是出口集流节之三23与进口集流节之三25，其连接方式同微细多孔管之一4。中间下隔板26分别与最上一行波纹散热翅片之三21、进口集流节之三25、集流节端盖之二31及工字型支架16焊接。下盖15分别与最下一行波纹散热翅片之三21、中间集流节之三19底部焊接。

本实施例中的集流节形状和规格参见申请人提出的实用新型申请，其申请号为200820200958.5。

系统的工作原理：如图1所示空调冷凝器I工作时，高温高压的气相冷媒CO₂(R744)由CO₂(R744)气相入口管2进入进口集流节之一3，通过进口集流节之一3分流进入第一组微细多孔管之一4，平行地流到中间集流节之五29；部分冷凝，气态容积略小的CO₂(R744)冷媒，在中间集流节之五29的作用下(该集流节使气态容积略小的CO₂(R744)冷媒此时不能流出冷凝器，而流向另外一组的微细多孔管的过程)流进第二组微细多孔管之一4，再平行地流到中间集流节之一5；进一步冷凝，气态容积变小的CO₂(R744)冷媒，在中间集流节之一5的作用下流进第三组微细多孔管之一4，平行地流到中间集流节之四28；大部分冷凝，气态容积更小的CO₂(R744)冷媒，在中间集流节之四28的作用下流进第四组微细多孔管之一4，平行地流到出口集流节之一8，经CO₂(R744)气液两相出口管7引出空调冷凝器I。冷媒CO₂(R744)在冷凝部分I中流转的过程中与微细多孔管之一4接触，不断将所含的热量传递给微细多孔管之一4，再通过与微细多孔管之一4焊接的波纹翅片之一6将热量散发至流过装置该部分的空气中，并被带走，从而实现热量的耗散。完成CO₂(R744)冷媒由气相CO2(R744)转变成气液两相CO₂(R744)，从而完成冷凝效用。

水箱散热器II工作时，高温冷却水由冷却水入口9进入进口集流节之二10，通过进口集流节之二10分流进入第一组微细多孔管之二13，平行地流到中间集流节之二17；降温的冷却水，在中间集流节之二17的作用下流进第二组微细多孔管之二13，平行地流到出口集流节之二12，经冷却水出口11引出水箱散热II。冷却水在水箱散热II中流转的过程中与微细多孔管之二13接触，不断将所含的热量传递给微细多孔管之二13，再通过与微细多孔管之二13焊接的波纹翅片之二14，将热量散发至流过装置该部分的空气中，并被带走，从而实现热量的耗散。完成冷却水由高温到低温的降温进程。

发动机油冷却器III工作时，高温机油由机油入口24进入进口集流节之三25，通过进口集流节之三25分流进入第一组微细多孔管之三20，平行地流到中间集流节之三19；降温的机油，在中间集流节之三19的作用下流进第二组微细多孔管之三20，平行地流到出口集流节之三23，经机油出口22引出发动机油冷却III。

机油在发动机油冷却III中流转的过程中与微细多孔管之三20接触，不断将所含的热量传递给微细多孔管之三20，再通过与微细多孔管之三20焊接的波纹翅片之三21，将热量散发至流过装置该部分的空气中，并被带走，从而实现热量的耗散。完成机油由高温到低温的降温进程。

为尽可能将各部分间热量的相互影响降至最低，在系统中各部分间充填了隔热层。

针对散热装置用在不同的车型时，实施例1采用带有左右凹口的集流端盖三32连接发动机油冷却器III的集流节与空调冷凝器I集流节，有效地解决了发动机仓安装散热装置时出现的右下侧空间不足的问题。对于小排量车辆使用本散热装置时，由于其所使用冷却机油量相对较少，对应地发动机油冷却器III所需的散热表面积相应较小。将本散热装置加工成如图1所示的结构形式。可以减少相关原材料，从而节约制造成本，达到因地制宜的效果。

实施例2

如图2所示，该实施例与图1所示实施例相比，主要有如下区别发动机油冷却器III的进口集流节之三与空调冷凝器I的中间集流节之四直接插接，而水箱散热器II的进口集流节之二与空调冷凝器I的出口集流节之一通过带有左右凹口的集流端盖三32连接。采用该结构有效地解决安装散热装置时，左下侧空间不足的问题；对于小排量车辆使用本散热装置时，由于其所使用冷却水量较少，对应地水箱散热器II所需的散热表面积相应较小。故其结构可采用如图2所示的结构形式。

实施例3

如图3所示，该实施例则综合了图1、图2实施例使用时的空间优势，通过带有左右凹口的集流端盖三32连接发动机油冷却器III的进口集流节之三与空调冷凝器I的中间集流节之四，并同时通过带有左右凹口的集流端盖三32连接发动机油冷却器III的出口集流节之一与水箱散热器II的进口集流节之二。该结构同时也满足了在热带地区使用的车辆，驾驶仓和乘员仓要求具有更大制冷量的要求。

本实用新型由于是整体模块化形式，且结构上可根据车型、安装空间的需要而改变，故可适用于不同品牌型号的车辆。

Claims

1、二氧化碳平行流模块化散热设备，包括空调冷凝器、水箱散热器和发动机油冷却器；所述水箱散热器和发动机油冷却器左右并列，通过隔热层隔开，共同位于空调冷凝器下端，空调冷凝器与水箱散热器和发动机油冷却器通过中间上隔板和中间下隔板隔开，中间上隔板和中间下隔板通过工字型支架固定；

其特征在于：所述水箱散热器两端设有集流节，多排微细多孔管之二连接在集流节之间，波纹散热翅片夹在两行微细多孔管之二之间，并分别与这两行微细多孔管之二焊接；冷却水入口和冷却水出口分别联结在外端不同的集流节上；所述集流节与空调冷凝器的集流节插接或者是通过设有左右凹口的集流节端盖与空调冷凝器的集流节连接；

2、根据权利要求1所述的二氧化碳平行流模块化散热设备，其特征在于：所述发动机油冷却器的进口集流节之三与空调冷凝器的中间集流节之四直接插接，水箱散热器的进口集流节之二与空调冷凝器的出口集流节之一通过带有左右凹口的集流端盖连接。

3、根据权利要求1所述的二氧化碳平行流模块化散热设备，其特征在于：通过带有左右凹口的集流端盖连接发动机油冷却器III的进口集流节之三与空调冷凝器的中间集流节之四，并同时通过带有左右凹口的集流端盖连接发动机油冷却器的出口集流节之一与水箱散热器的进口集流节之二。