[发明专利]具有非平行冷却散热片的冷却系统

说明书

技术领域

本发明总体上涉及一种冷却系统，尤其涉及一种具有非平行散热片的冷却系统。

背景技术

机器，包括履带式拖拉机、轮式装载机、拖运卡车以及其它的重型建筑和采矿设备，被用于各种各样的作业。为了完成这些作业，在典型情况下，机器包含有内燃机，例如柴油机、汽油机或者通过燃烧燃料/空气混合物产生大量动力的气体燃料发动机。这种燃烧过程产生大量的热量，为了保证发动机的正常、高效运行，需要冷却系统来对流入或流出发动机的流体进行冷却。

例如，内燃机通常流体连接到多个不同的液体到空气和/或空气到空气换热器，以冷却在发动机中循环的液体和气体。这些换热器通常靠拢在一起并且/或者靠近发动机以节省机器上的空间。由发动机驱动的风扇设置在发动机/换热器组件的前面以吹动空气使之穿过换热器和发动机，或者设置在换热器和发动机之间，抽吸空气使之经过换热器且将使空气穿过发动机。

发动机的尺寸和功率输出至少部分取决于对发动机所提供的冷却量。也就是说，发动机可以具有最大的温度范围和最有效的运行温度范围，发动机的运行受到使发动机的温度维持在最大极限值以下以及最佳范围内的相关换热器的容量的限制。此外，在给定特定发动机外壳的空间约束的情况下，换热器的尺寸也可能受到限制。因此，有必要在给定的空间约束下使冷却效率最大化。

使冷却效率最大化是困难的，特别是当多个发动机的换热器和非发动机的换热器组装在一起时。也就是说，在某些构造下，变速器油和/或液压油的冷却器与发动机换热器共处在一起以利用由发动机驱动的风扇产生的空气流。在这些情况下，油冷却器的传热会影响发动机的散热器的传热，并且占用发动机舱内的空间。为此，单个换热器的设计，特别是与换热器内部流动通道有关的散热片的设计非常重要。

2002年7月23日公布的授予Tolinson等人的美国专利US6,422,306(’306号专利)记载了一种独特散热片设计的实例。该’306号专利说明了一种与高炉一起使用的换热器，其包括多个换热器元件。每个换热器元件包括一纵轴。一对凹陷部设置在一对相应的蛤壳部件(clamshell)内。所述凹陷部相互面对，以形成通道壁和位于该通道壁之间的蜿蜒流体通道。所述蜿蜒流体通道的至少一部分沿着纵轴延伸。在凹陷部内并在部分蜿蜒流体通道内形成有多个增强结构。所述多个增强结构伸入蜿蜒流体通道内。每个增强结构构成纵向截面基本为梯形的皱褶。纵向定位的通道壁部分在用于每个蛤壳部件的两个相邻设置的增强结构之间延伸。

由于从’306号专利的高炉中排出的热废空气流过所述对蛤壳部件，鼓风机逼迫空气经过该蛤壳部件并穿过所述凹陷部以吸收热量。蜿蜒通道内的增强结构以及蜿蜒通道本身都改善了从废气向空气的导热性。

尽管’306号专利的换热器可以改善典型管翅式换热器的传输特性，但是其结构复杂、制造昂贵而且易于泄漏。具体而言，由于蛤壳部件、凹陷部、以及增强结构的复杂几何结构，所述换热器的部件成本很高。为此，组装该换热器可能困难并且费时，这进一步增加了成本。而且，由于容纳废气的通道是由两个分开的部件半体(即，蛤壳部件)结合在一起而形成的，废气有可能从接头泄漏到流经换热器的空气中去。尽管些许泄漏对于空气到空气的应用是可以接受的，但是，对于液体到空气的应用，例如汽车水箱或油冷却器应用，液体的任何泄漏都是不允许的。

本发明的冷却系统目的在于克服前述问题的一项或多项。

发明内容

一方面，本发明涉及一种用于换热器的冷却通道。该冷却通道可以包括第一侧部构件、非平行相对的第二侧部构件以及沿所述第一和第二侧部构件的长度连接所述第一和第二侧部构件的端部构件。至少一个形成在所述第一和第二侧部构件中的一个构件与所述端部构件之间的内角沿所述冷却通道的长度周期性地变化。

另一方面，本发明公开了另一种冷却通道。该冷却通道可以包括第一侧部构件、非平行相对的第二侧部构件以及沿所述第一和第二侧部构件的长度连接所述第一和第二侧部构件的端部构件。所述第一侧部构件、第二侧部构件和端部构件可以形成一种大致敞开的、具有梯形形状的三面结构(three sided structure)，并且所述端部构件的宽度沿所述端部构件的长度周期性地变化。

附图说明

图1是示例性公开的机器的示意图；

图2是用于图1中机器的示例性公开的冷却系统的示意和原理图；

图3是用于图2中冷却系统的换热器的示意图；

图4是用于图3中冷却系统的示例性公开的冷却散热片的部分示意图；

图5A和5B是图4中示例性公开的冷却散热片的横截面图；以及