阅读说明：本技术 散热器单体及组合式换热器 (Radiator monomer and combined heat exchanger ) 是由 范正银 范晓波 于 2019-10-11 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种散热器单体及组合式换热器,其中组合式换热器包括多个散热器单体,还包括中间腔室、上总腔室和下总腔室；上下相邻的任意两个所述散热器单体的接口之间通过所述中间腔室实现连通；多个所述散热器单体连通形成整体框架；上、下总腔室通过密封圈与散热器单体上的接口连通；密封圈用于实现散热器单体分别与上总腔室、下总腔室之间的联接密封。这样结构的组合式换热器,其超密封连接结构简单且可靠；组合式换热器其尺寸大小可以根据需要进行选择拼接,这样形成的组合式换热器其可以适应更多的应用场景。(The invention discloses a radiator monomer and a combined heat exchanger, wherein the combined heat exchanger comprises a plurality of radiator monomers, a middle chamber, an upper total chamber and a lower total chamber; the interfaces of any two adjacent radiator monomers are communicated through the middle cavity; a plurality of radiator monomers are communicated to form an integral frame; the upper and lower main chambers are communicated with the interface on the radiator monomer through a sealing ring; the sealing ring is used for realizing the connection and sealing between the radiator monomer and the upper total cavity and between the radiator monomer and the lower total cavity respectively. The combined heat exchanger with the structure has simple and reliable ultra-sealed connection structure; the size of the combined heat exchanger can be selected and spliced according to needs, and the formed combined heat exchanger can adapt to more application scenes.)

散热器单体及组合式换热器

技术领域

本发明涉及热交换装置技术领域，特别涉及一种散热器单体及组合式换热器。

背景技术

一般来说，配套大型发电机组和工程机械的换热器迎风面积和体积都比较大，这样就给换热器的生产制造和可靠性带来很大的问题。即当换热器的迎风面积加大后，生产换热器的各种设备规格也必然加大，工艺装备的投入也必然大幅增加，另外还导致换热器的工艺可制造性大大降低；同时，换热器的迎风面积加大后，换热器在耐振、耐热冲击和耐压等可靠性都会大幅降低。

常规的大型散热器主要由进水室1、芯子2、出水室3、固定螺栓4和左立柱5、右立柱6组成，如图1。很显然这种大换热器的工艺可制造性，提高产品可靠性，且尺寸单一，无法适应更多的应用场景。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单可装配性好的散热器单体及组合式换热器，并大幅提高组合式换热器的可靠性。

本发明提供一种散热器单体，包括水室、芯子以及主板；所述芯子包括本体、位于本体上、下位置安装的主板以及位于本体任意一侧均依次设置的散热带、散热管和侧板；所述芯子的上下两端并位于所述主板的外侧分别设置有室体，所述芯子通过所述主板与所述室体焊接连接在一起形成散热器单体；且所述室体上设置有用于连接另一个散热器单体的接口。

相应地，本发明还提供了一种组合式换热器，包括多个散热器单体，还包括中间腔室、上总腔室和下总腔室；上下相邻的任意两个所述散热器单体的接口之间通过所述中间腔室实现连通；多个所述散热器单体连通形成整体框架；

所述上总腔室设置在整体框架的顶部并与位于最顶部的散热器单体上的接口通过密封圈连通，所述下总腔室设置在所述整体框架的底部并与最底部的散热器单体上的接口通过密封圈连通；所述密封圈用于实现所述散热器单体分别与所述上总腔室、所述下总腔室之间的联接密封。

优选的，作为一种可实施方式；所述密封圈包括密封部和减震垫部；所述密封部连接在所述减震垫部的上部并且一体成型。

优选的，作为一种可实施方式；所述密封圈的密封部和减震垫部的内孔尺寸大于所述散热器单体的接口的外径；所述密封部内孔壁向内侧设置有凸起部分；当单个散热器单体的接口***所述密封部的内孔后，所述密封部的凸起部分被压平，并使所述密封部所在的外壁露出腔室壁外部分被挤压翻折，扣住上总腔室壁或是下总腔室壁形成超密封状态。

优选的，作为一种可实施方式；所述凸起部分与所述密封部所在水平端面形成导向角α，所述导向角为20－70°，所述凸起部分与所述密封部所在的水平端面通过圆弧光滑过渡。

优选的，作为一种可实施方式；所述密封圈的密封部的高度h大于总腔室壁厚δ，h＝δ+1.5－5mm；其中所述总腔室壁厚δ为上总腔室壁厚δ或下总腔室壁厚δ。

优选的，作为一种可实施方式；所述中间腔室包括中间腔室体以及连接在中间腔室体两端的安装座，位于中间腔室体左侧的安装座用于连接左立柱，位于中间腔室体右侧的安装座用于连接右立柱；且所述中间腔室体的上、下表面都设置有通孔，该位于所述中间腔室体下表面的通孔用于连接下层的散热器单体，位于中间腔室体上表面的通孔用于连接上层的散热器单体。

优选的，作为一种可实施方式；所述接口为扁圆形的接口；所述上总腔室，所述下总腔室上均设置用于连接散热器单体上的接口的扁圆形安装孔；所述中间腔室体上的通孔为扁圆形的通孔；所述扁圆形的通孔的形状与所述接口形状适应性。

优选的，作为一种可实施方式；多个所述散热器单体通过所述中间腔室连接形成的处于一个平面内的组合式换热器为单层单平面的组合式换热器；或者多个所述散热器单体通过所述中间腔室连接形成处于一个平面内的组合式换热器为单层单平面的组合式换热器；且多个单层单平面的组合式换热器前后顺序排列在一个整体框架内所形成的组合式换热器为多层多平面的组合式换热器。

优选的，作为一种可实施方式；在单层单平面的组合式换热器的结构中，所述上总腔室，所述下总腔室上开设的扁圆形安装孔的数量与同一行的多个所述散热器单体的接口的数量以及中间腔室上同一行的扁圆形的通孔的数量相对应。

优选的，作为一种可实施方式；组合式换热器还包括左立柱和右立柱；且所述左立柱固定连接在所述整体框架的左侧，所述右立柱固定连接在所述整体框架的右侧。

本发明实施例带来了以下有益效果：

本发明提供的散热器单体及组合式换热器，其中，散热器单体其由水室、芯子以及主板等构成；其中芯子包括本体、位于本体上、下位置安装的主板以及位于本体任意一侧均依次设置的散热带、散热管和侧板；芯子的上下两端并位于主板的外侧分别设置有室体，芯子通过主板与室体焊接连接在一起形成散热器单体；最为重要的是，在室体上设置有用于连接另一个散热器单体的接口。这样一来通过多个散热器单体相互连接就可以形成一个尺寸更大的组合式换热器，该组合式换热器由多个小尺寸的散热器单体快速连接形成，其尺寸大小可以根据需要进行选择拼接，这样形成的组合式换热器其可以适应更多的应用场景。

相应的，本发明提供的一种组合式换热器，包括多个散热器单体，还包括中间腔室、上总腔室和下总腔室；上下相邻的任意两个散热器单体的接口之间通过中间腔室实现连通；多个散热器单体连通形成整体框架；上总腔室设置在整体框架的顶部并与位于最顶部的散热器单体上的接口通过密封圈连通，下总腔室设置在整体框架的底部并与最底部的散热器单体上的接口通过密封圈连通；密封圈用于实现散热器单体分别与上总腔室、下总腔室之间的联接密封。上述组合式换热器其上下相邻的任意两个散热器单体的接口之间通过中间腔室实现连通，最终形成一个整体框架，另外该整体框架最终还通过密封圈实现了与上，下总腔室的超密封连接。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1现有技术中的一种大型换热器的结构示意图；

图2为本发明实施例一提供的换热器单体的主视结构示意图；

图3为本发明实施例一提供的换热器单体的俯视结构示意图；

图4为本发明实施例二提供的一种组合式换热器的主视结构示意图；

图5为本发明实施例提供的组合式换热器中的上总腔室、下总腔室的***结构示意图；

图6为本发明实施例提供的组合式换热器中的密封圈剖视结构示意图；

图7为本发明实施例提供的组合式换热器中的密封圈俯视结构示意图；

图8为本发明实施例提供的组合式换热器中的密封圈一状态下的装配示意图；

图9为本发明实施例提供的组合式换热器中的密封圈另一状态下的装配示意图；

图10为本发明实施例提供的组合式换热器中的中间腔室的结构示意图；

图11为本发明实施例提供的组合式换热器具有单层多平面结构形式的组合式换热器的***图；

图12为本发明实施例提供的组合式换热器具有多层多平面结构形式的组合式换热器的***图。

图1的附图标记：进水室1；芯子2；出水室3；固定螺栓4；左立柱5；右立柱6；

图2－图12的附图标记：上总腔室7；散热器单体8；中间腔室9；密封圈10；下总腔室11；固定螺栓12；左立柱13；右立柱14；室体15；水管16；膨胀水箱支架17；膨胀水箱接口18；堵头19；安装座20；安装孔21；室体22；中间腔室体23；通孔24；安装座25；接口26；室体27；主板28；散热带29；散热管30；侧板31；密封部32；减震垫部33；上总腔室34；第一平面散热器单体35；第二平面散热器36；下总腔室37；螺栓38；左立柱39；右立柱40；上总腔室41；上层第一平面散热器42；上层第二平面散热器43；中间腔室44；下层第一平面散热器45；下层第二平面散热器46；下总腔室47；螺栓48；左立柱49；右立柱50。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明的技术方案。

实施例一

如图2以及图3所示，本发明实施例一提供一种散热器单体，包括水室、芯子以及主板；芯子包括本体、位于本体上、下位置安装的主板28以及位于本体任意一侧均依次设置的散热带29、散热管30和侧板31；芯子的上下两端并位于主板28的外侧分别设置有室体27，芯子通过主板28与室体27焊接连接在一起形成散热器单体；且室体27上设置有用于连接另一个散热器单体的接口26。

分析上述散热器单体的主要构造可知：上述散热器单体由水室、芯子以及主板等构成；其中芯子包括本体、位于本体上、下位置安装的主板以及位于本体任意一侧均依次设置的散热带、散热管和侧板；芯子的上下两端并位于主板的外侧分别设置有室体，芯子通过主板与室体焊接连接在一起形成散热器单体；最为重要的是，在室体上设置有用于连接另一个散热器单体的接口。这样一来通过多个散热器单体相互连接就可以形成一个尺寸更大的组合式换热器，该组合式换热器由多个小尺寸的散热器单体快速连接形成，其尺寸大小可以根据需要进行选择拼接，这样形成的组合式换热器其可以适应更多的应用场景。

实施例二

如图4所示，本发明实施例二还提供了一种组合式换热器，包括多个散热器单体(如实施例一中的散热器单体)，还包括中间腔室、上总腔室7和下总腔室11；上下相邻的任意两个散热器单体的接口26之间通过中间腔室实现连通；多个散热器单体连通形成整体框架；

上总腔室7设置在整体框架的顶部并与位于最顶部的散热器单体上的接口26通过密封圈连通，下总腔室11设置在整体框架的底部并与最底部的散热器单体上的接口26通过密封圈连通；密封圈用于实现散热器单体分别与上总腔室7、下总腔室11之间的联接密封。

且左立柱13固定连接在整体框架的左侧，右立柱14固定连接在整体框架的右侧。

需要说明的是，上述组合式换热器主要由上总腔室7、散热器单体8、中间腔室9、密封圈10、下总腔室11、固定螺栓12和左立柱13、右立柱14组成，如图4。上述组合式换热器其采用一种新型的密封圈把多个散热器单体和上、下总腔室、中间腔室联接密封在一起。上述组合式散热器通过将大芯子分解成单较体小芯子，然后将小芯子制造成小尺寸的散热器单体，再利用散热器单体组合一起形成大芯子散热器，例如多层组合式散热器(多层组合式换热器可以适用的芯子的芯宽和芯高都较大)，如图4。

关于组合式换热器结构中的上总腔室、下总腔室，如图5。需要说明的是，上述上总腔室7的室体15、下总腔室11的室体22通过挤压型材得到，再焊接需要的附件如：水管16、膨胀水箱支架17、膨胀水箱接口18等，室体两端焊接堵头19密封，在堵头19上焊接安装座20，通过螺栓直接与立柱(左立柱和右立柱)连接，形成稳定的框架结构。在上总腔室和下总腔室上的扁圆形的安装孔21用于连通散热器单体。本发明实施例中的组合式换热器包括但不限于在散热器中体现。同时在空空中冷器和风冷油冷器也同样适用。

如图6以及图7所示，上述密封圈10包括密封部32和减震垫部33；密封部32连接在减震垫部33的上部并且一体成型。

上述组合式换热器的优点在于提高了大面积芯子的可靠性，但是组合式的方案必然带来了芯子的组装问题。本方案通过合理的设计，使该问题得到了妥善的解决。具体实施方案如下，本发明实施例通过密封圈(具体参见图6)来连接散热器单体和主水室。该密封圈为唇形结构，配合散热器单体中的扁圆形的接口26和上总腔室和下总腔室上的扁圆形的安装孔21完成组合。上述密封圈10一体成型，其特征主要分为两部分：密封部32和减震垫部33。密封部32设计成唇形，唇形凸出斜边与水平夹角为α。内轮廓与腔室上的接口26配合，内轮廓下端光滑并设计有倒角，供接口26方便插进，上端设计唇形凸起，在普通状态下如图6所示。再完全装配完成后，上端唇形凸起被接口26挤压扣住该上总腔室或是下总腔室，如图8以及图9。通过挤压变形，保证密封圈在装配后处于图9所示状态，保证密封。通过上述结构分析可知，该密封圈10既可以连接室体15、室体22也可以连接中间腔室体23。

如图6所示，上述密封圈的密封部32和减震垫部33的内孔尺寸大于散热器单体的接口26的外径；密封部32内孔壁向内侧设置有凸起部分；当单个散热器单体的接口26***密封部32的内孔后，密封部32的凸起部分被压平，并使密封部32所在的外壁露出腔室壁外部分被挤压翻折，扣住上总腔室壁或是下总腔室壁形成超密封状态。

凸起部分与密封部32所在水平端面形成导向角α，导向角为20－70°，凸起部分与密封部32所在的水平端面通过圆弧光滑过渡。

上述密封圈的密封部的高度h大于总腔室壁厚δ，h＝δ+1.5－5mm；其中总腔室壁厚δ为上总腔室壁厚δ或下总腔室壁厚δ。

需要说明的是，上述密封圈是一种新型密封圈(或称唇形密封圈)，直接实现散热器单体和总腔室(上总腔室和下总腔室)之间的联接密封；如图6所示，该密封圈把密封部与减震垫部设计在一起，由密封部32和减震垫部33构成的密封圈便于安装和节省成本；在具体结构中，密封圈内孔壁一圈都向孔内侧凸出，整圈内孔向孔内凸出高度值基本一样，凸出高度1.5－6mm；同时为了保证密封，在支撑面的外侧已经开始凸起，起点与支撑面的距离d≥0.5mm；散热器单体的接口26从支撑端***，为了方便装配，密封圈上的密封部内孔尺寸和减震垫部的内孔尺寸分别比散热器单体的管口的外径都略大；为了方便装配和橡胶垫变形，上述密封部32的内孔壁与凸起部分设有导向角α，导向角为20－70°，凸起部分与密封部所在的水平端面通过圆弧光滑过渡；当单个换热器***密封圈的密封部32内，密封部32上的内侧的凸起部分被压平，并使密封部露出腔室壁外部分被挤压翻折，翻折后的部分可以压紧扣住总腔室壁形成超密封状态，因此密封部分高度h一般大于总腔室壁厚δ，h＝δ+1.5－5mm；

如图10所示，上述中间腔室包括中间腔室体23以及连接在中间腔室体23两端的安装座25，位于中间腔室体23左侧的安装座25用于连接左立柱，位于中间腔室体23右侧的安装座25用于连接右立柱；且中间腔室体23的上、下表面都设置有通孔24，该位于中间腔室体23下表面的通孔24用于连接下层的散热器单体，位于中间腔室体23上表面的通孔24用于连接上层的散热器单体。

如图10所示，本发明实施例二提供的组合式换热器设计了中间腔室；上述中间腔室包括中间腔室体23以及连接在中间腔室体23两端的安装座25，两端的安装座25可以连接位于中间腔室两侧的左立柱和右立柱；且中间腔室体23的上、下表面都设置有通孔24(或称扁圆形的通孔24)，该位于中间腔室体23下表面的通孔24用于连接下层的散热器单体，位于中间腔室体23上表面的通孔24用于连接上层的散热器单体。通过中间腔室的设计，使整体框架形成了多层稳定四边形结构，再通过散热器单体的装配，组成了更大散热面积的散热器。

上述中间腔室体23与框架的结合为换热器的可组合提供了基础，合理的散热器单体设计是实现换热器功能的重要环节。本发明实施例设计了标准的模块化散热器单体，如图2。该散热器单体主要由水室加芯子等构成，水室由接口26和室体27组成，接口26设计成扁圆形，在起到连通主水室作用的同时，同时约束散热器单体的转动。

如图2所示，上述接口26为扁圆形的接口；上总腔室7，下总腔室11上均设置用于连接散热器单体上的接口26的扁圆形安装孔；中间腔室体23上的通孔为扁圆形的通孔24；扁圆形的通孔24的形状与接口26形状适应性。而且在单层单平面的组合式换热器的结构中，上总腔室7，下总腔室11上开设的扁圆形安装孔的数量与同一行的多个散热器单体的接口26的数量以及中间腔室上同一行的扁圆形的通孔24的数量相对应。

需要说明的是，在具体技术方案中，散热器单体结构上的接口26是扁圆形的接口，可以防止单个换热器旋转；同时扁圆形的接口同时起安装柱的作用和接通单个的换热器单体和总腔室的作用；上述散热器单体结构上的接口26优选为扁圆形，但不局限于采用扁圆形，如采用圆形、矩形、椭圆形。但是如果采用圆形进出口时需要在换热器单体上另外设置一个固定点，防止换热器旋转。

如图10以及图11所示，多个散热器单体通过中间腔室连接形成的处于一个平面内的组合式换热器为单层单平面的组合式换热器；或者多个散热器单体通过中间腔室连接形成处于一个平面内的组合式换热器为单层单平面的组合式换热器；且多个单层单平面的组合式换热器前后顺序排列在一个整体框架内所形成的组合式换热器为多层多平面的组合式换热器。

需要说明的是，在具体实施方案中，上述多个散热器单体通过中间腔室连接形成的处于一个平面内的组合式换热器即可形成单层单平面的组合式换热器，同样在此基础上多个单层单平面的组合式换热器前后顺序排列在一个整体框架内所形成的组合式换热器为多层多平面的组合式换热器；因此说本发明实施例中的组合式换热器既可以做成多层多平面组合式换热器，也可做成单层单平面组合式换热器。

横向和纵向的组合，扩大了芯宽和芯高。本方案也可在深度方向上进行组合，扩大芯厚。组成单层多平面组合散热器如图11和多层多平面组合散热器如图12。单层多平面换热器通过加宽的上总腔室34、下总腔室37，通过密封圈10将第一平面散热器单体35、第二平面散热器36等多平面的组合一起，再利用螺栓38与左立柱39、右立柱40固定连接。对于芯高较高的可以利用加宽的上总腔室41、加宽的下总腔室47，再配合加宽中间腔室44，连接上层第一平面散热器42，上层第二平面散热器43，下层第一平面散热器45，下层第二平面散热器46等通过螺栓48与左立柱49、右立柱50固定形成多层多平面组合式水箱。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管上述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本申请的范围之内并且形成不同的实施例。另外，公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本申请的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。