专利名称：冷却装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种冷却装置，其包括旋转部件，该旋转部件设有用于冷却液体的液体传输的内部空间，并设有用于沿旋转部件的至少一部分传输空气的外部翅片。例如，该冷却装置用于车辆发动机，例如内燃机或电动发动机，或其他需要在液体和气体例如空气之间热交换的物体。这种物体的一个例子是热泵。本领域普通技术人员容易理解，并不必是冷却，也可以与任何形式的热交换有关。
背景技术：
当今用于冷却例如车辆发动机的常规系统是基于液体冷却的发动机缸体和散热器。该系统还包括液体泵和散热器翅片。常规的系统由于包括在其间需要软管接头的多个不同的通常昂贵的部件以及需要在系统中施加真空以便在系统中避免气泡而具有明显的缺点。此外，系统占据很大空间。
发明内容
本发明的目的是避免上述缺点。这通过根据权利要求1的冷却装置得以实现。
现在将借助于本发明的示例性实施例并参考附图来描述本发明，附图中图1显示了本发明的一个实施例，图2a显示了板上的外部翅片的定位的第一实施例(仅示出了几个翅片)，
图2b显示了第一实施例的局部侧视图，图3a显示了板上的外部翅片的定位的第二实施例(仅示出了几个翅片)，图3b显示了第二实施例的剖面A-A，图4a显示了板上的外部翅片的定位的第三实施例(仅示出了几个翅片)，图4b显示了第三实施例的局部侧视图，图5a显示了板上的外部翅片的定位的第四实施例(仅示出了几个翅片)，图5b显示了第四实施例的剖面A-A，图6a显示了板上的外部翅片的定位的第五实施例(仅示出了几个翅片)，图6b显示了第五实施例的剖面A-A，图7a显示了具有透气材料的本发明的第二实施例(仅示出了几个翅片)，图7b显示了第二实施例的剖面A-A，以及图8显示了具有波纹板的本发明的第三实施例的侧视图。
具体实施例方式
在图1中示出了根据本发明的冷却装置的实施例。该冷却装置包括旋转对称的旋转部件1，其通过驱动例如要冷却的物体或发动机或者电动发动机绕旋转轴线2转动。旋转部件1具有用于冷却液体通过该旋转部件液体传输的内部空间3，以在来自要冷却的发动机的热的冷却液体之间实现真实的热交换，该热的冷却液体通过旋转部件1的内部空间3引导，从而热被吸收并排放到环境空气中，使得变冷的冷却液体可以流回到发动机中，以便再次冷却发动机。
旋转部件1还设有外部翅片4，以便增加沿旋转部件1的至少一部分的空气传输，翅片4还可以形成朝向环境气体/空气的增大的热交换表面。
旋转部件1包括三个主要部分，即，冷却液体泵部分5、风机部分6和连接前两个部分5和6的中间部分7，三个部分绕旋转轴线2布置。冷却液体泵部分5设有推进器8，该推进器8在需要冷却时将冷却液体再次泵送回到发动机或物体，或者在冷却液体返回到发动机或物体之前，如果需要初始地泵送经由旋转部件1。
优选地，固定外壳9绕旋转的泵部分5设置，其推进器8和旋转部件1通过一个或多个轴承10例如滚珠轴承支撑在固定外壳9中，该固定外壳9设有密封冷却液体的密封件11。离开外壳9的出口12将冷却液体引导返回要冷却的发动机或物体。
中间部分7设有可选地沿旋转轴线2同心地布置的至少两个内部通道、用于要在旋转部件1内冷却的来流冷却液体的入口通道13以及用于经由泵部分5泵送返回到发动机的冷却液体的出口通道14。中间部分7可以非常短并且仅相应地作为来自风机部分6的入口和出口。
风机部分6具有径向延伸板15的基本形状，其在板15的第一侧18上的中心与中间部分7互连。将互连设置成使得入口通道13和出口通道14与板15内的至少一个冷却流体通道16互连，该至少一个冷却流体通道16至少将来自板15的中心区域中的入口通道13的冷却流体引导到其周边17。至少一个冷却流体通道21将冷却流体朝向中心引导回到中间部分7中的出口通道14。
冷却液体通道16和21可以是旋转对称的空腔，但也可以例如在周边再细分或者作为径向通道。不需要冷却液体通道16和21具有相同的形式。间隔壁22将通道16和21隔开，通道16和21通过具有沿轴向的至少一个通道23的部分在周边17处互连。
板15在与第一侧18相反的第二侧19上和/或在第一侧18上和/或沿其周边17设有外部翅片4。外部翅片4布置成在风机部分6处提供风机作用，使得更多的空气或气体与风机部分6接触，从而获得更大程度的热交换。如上所述，翅片4还可用于形成增大的热交换表面。
翅片4可以在径向上以及在轴向上布置，见图2a和2b，或者从旋转方向上看，在板15上相对于轴线2径向向下倾斜一角度，以便迫使在板表面15上较高高度处的空气向下朝向该表面，见图3a和3b。还可以与之相反，即，当从旋转方向上看翅片4沿相反方向倾斜时，使得空气从板表面15排放离开，并且被新空气替换，这对于热交换动作也是有利的。
优选地，不管相对于轴线2的角度如何，翅片4还在径向上弯曲，就像常规地形成的风扇一样，以便增加其风机作用，见图4a和4b以及图5a和5b。外部翅片4的另一示例性设计是当断开时在径向上相对于轴线2交替地倾斜，见图6a和6b。还是在该实施例中，可以设计在径向上弯曲的翅片(未示出)。
为了使在翅片的最外侧周边17处邻近板15的空气通过，可以在翅片4的径向向外部分处在板15和翅片4之间设置切缝。
根据风机部分6的第二实施例，见图7，具有有利的热交换性能的透气材料构成的旋转对称布置的多个块或者环形部分20在径向上布置在规则的风机翅片4的内侧，该透气材料例如铜、铝的烧结材料或碳石墨泡沫或导热塑料材料，该风机翅片4可以在径向上向外位移。板15中的冷却液体通道16和/或21然后可以例如通过管道24出现分支，使得冷却液体流的至少一部分流量行进通过这些块或环形部分20。在这种情况下，管道形式的冷却液体通道可以借助于通过铸造、激光铸造或钻孔成形而被包括在透气材料中。在透气材料中将冷却液体通道插入通过块或环形部分20还可以在不使用管道的情况下通过在材料中形成空腔来进行。
面向中心的块或环形部分20的径向向内部分或内表面可以优选地形成有一定的轴向倾斜，例如通过成圆锥形地成形，或者形成有一定的躺角，从而在更大的物体例如叶片趋向于停留在块或者环形部分20上的情况下允许它们通过。这意味着内表面的形状被设定成相对于旋转轴线沿半径倾斜，使得将这些较大物体保持在块的径向内表面上所作用的摩擦力或者其它力变得比在所发生的旋转速度下作用的抛出离心力小。
根据第三实施例，板15具有波纹形状，以便增加朝向空气的接触区域和/或热传递区域，见图8。如上所述，不同种类的翅片可以布置在波纹板15上。
根据一未示出的实施例，空气通道入口的孔径被形成为使得污垢、污泥和灰尘颗粒不会被捕获并集聚在入口中。优选地，孔径为几毫米或更大。入口优选地形成有躺角，使得在所发生的旋转速度下离心力超过摩擦力，从而防止污垢、污泥和灰尘颗粒的集聚。
原来就公知的是，包含要与空气进行热交换的液体的旋转板可以设有从板伸出的管道，以便增加热传递的表面。还从GB 1435435中知道，这种从板伸出的管道可以设有安装在从板或旋转体上伸出的管道上的环形片，从而绕管道获得层压束。这实现了从管道到环境空气流的表面增大。但是，这种设计的缺点是可以考虑为沿流体流动方向伸出到板外的管道在板的最外侧的位置处被重定向(管道在所述最外侧的位置大体平行于板延伸)，并因此具有又朝向板的向内延伸部。由于制造因素而导致垂直于管道延伸部定位的原因，在重定向的区域处缺少翅片构件，或者翅片构件变得相当稀疏。当然，可以在该区域中沿管道延伸部安装翅片，但是相对于每个管道长度段，翅片的几何热交换面积降低。此外，这需要非常复杂的制造工艺，因此没有被使用。另一方面，如果在该区域中需要绕管道垂直定位的翅片构件，则这些构件需要朝向板的内部空间，因此减少绕伸出板的管道的所述部分定位的翅片构件在总体上导致在管道的其余部分中的热传递的表面损失。
诸如这里描述的、具有绕伸出板的管道的表面增大的多孔透气块的本发明在管道的所有方向上都提供了相等的表面增大。此外，管道可以沿着旋转板以及横向于旋转板具有曲折形状的延伸部。方向多变对于管内的热传递提供了进一步的好处。从热力学定律可知，管内流体方向的改变在流体与管道壁之间产生增强的热传递。与根据前述GB1 435435相比，根据本发明，采用这种方式使得管内的热传递更加有效，在GB1 435435中，不能使用复杂的管道形状。
本发明不限于所述和所示的各种实施例，其变型当然也可以落在权利要求1的范围内。
权利要求
1.一种冷却装置，包括旋转部件(1)，该旋转部件(1)设有用于冷却液体传输的内部空间(3)并设有外部翅片(4)，该外部翅片用于沿旋转部件(1)的至少一部分的气体传输，其中旋转部件(1)设计成绕旋转轴线(2)旋转对称并包括绕旋转轴线(2)布置的冷却液体泵部分(5)、风机部分(6)和在这两者之间的中间部分(7)，风机部分(6)具有径向延伸板(15)的基本形状，使用中，冷却液体流从要冷却的物体在泵部分(5)处进入，行进通过中间部分(7)并且转向返回到风机部分(6)的周边(17)的附近区域中，以便再次经过中间部分(7)并然后通过泵部分(5)泵送返回到物体，其特征在于，诸如铜、铝的烧结材料或碳石墨泡沫或导热塑料材料的具有有利的热交换热性的透气材料构成的旋转对称布置的多个块或环形部分(20)在径向上布置在规则的风机翅片(4)的内侧。
2.根据权利要求1的冷却装置，其中，外部翅片(4)布置在径向上并相对于旋转轴线(2)成角度地朝向板(15)偏斜。
3.根据权利要求1的冷却装置，其中，板(15)具有波纹形状。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的冷却装置，其中，所述块或环形部分具有相对于冷却装置的径向延伸部在轴向上倾斜的形状。
5.根据权利要求1-4任一项所述的冷却装置，其中，在所述块或环形部分中形成冷却流体通道，使得所述冷却流体流的至少一部分可以行进通过所述块或环形部分。
6.根据权利要求5的冷却装置，其中，所述冷却流体通道形成为位于透气材料中的管道或空腔，该管道或空腔具有多个方向改变以用于增强的热传递。
7.根据权利要求6的冷却装置，其中，所述管道具有沿所述板在径向上以及横向于所述板延伸的曲折形式。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的冷却装置，其中，在透气材料中布置空气通道，且具有平滑的方向改变以允许任何出现的灰尘颗粒通过。
全文摘要
一种冷却装置，包括旋转部件(1)，该旋转部件(1)设有用于冷却液体传输的内部空间(3)并设有外部翅片(4)，该外部翅片用于气体沿旋转部件(1)的至少一部分传输。旋转部件(1)旋转对称并绕旋转轴线(2)旋转。旋转部件包括绕旋转轴线布置的冷却液体泵部分(5)、风机部分(6)和在这两者之间的中间部分(7)，其中风机部分(6)具有径向延伸板(5)的基本形状，冷却液体流从要冷却的物体在泵部分处进入，行进通过中间部分并且转向回到风机部分的周边(17)的附近区域中，以便再次经过中间部分并然后通过泵部分(5)泵送返回到物体。
文档编号F28F5/00GK101072977SQ200580038601
公开日2007年11月14日 申请日期2005年11月11日 优先权日2004年11月12日
发明者B·古德蒙德松 申请人:G千卡股份公司