一种蜗流混合水箱结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种蜗流混合水箱结构，将水箱中的循环冷却液在水箱中巧妙布置，用蜗流板和引流管实现水箱内液体的均匀混合功能，使出液温度稳定；需要时可植入附加循环，满足冷液机的双循环使用。本实用新型可广泛用于各型冷液机，特别适用于车载、舰载或固定站等特殊用途的冷液机，水箱内的液体通常为水或不同浓度的乙二醇水溶液等。
【专利说明】一种蜗流混合水箱结构
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及冷液机水箱领域，具体是一种蜗流混合水箱结构。
【背景技术】
[0002]随着现代冷液机的快速发展，其冷却技术的运用越来越广泛，如电力电子、军事和航空、发电站、激光设备、柜机冷却、半导体设备和超级计算机等行业，已越来越离不开其散热、冷却或温度调节的运用。特别是车载、舰载或固定站等特殊用途的冷液机，主要解决大功率雷达发射机组、激光器、电子机柜和高功率模块等散热，相对民用产品而言，其功能和性能指标均有较大差别。例如:要求用更少零部件或构件数完成更多的功能，体现现代产品结构设计的优化，进而产品的可靠性得到有效提高。
[0003]冷液机中用于储存、缓冲、混合、加热、膨胀、排气和排液等功能为一体的水箱，通常有诸多设计方法。其中，对水箱液体的混合作用，就是为了得到稳定的供液温度。通常的办法是在水箱中安装搅拌器，使水箱内液体搅拌均匀；或利用纵向和横向隔板将水箱分隔为热量释放区、混合区和恒温区等，实现水箱内溶液的混合，得到稳定的供液温度。当增加搅拌器无疑会将低产品的基本可靠性；采用纵向和横向隔板，无疑会使水箱内部结构复杂，焊缝或搭接过多，易形成腐蚀；同时采用水箱覆膜工艺时，这种带隔板的水箱又无法满足覆膜工艺要求。所以采用一些简单、可靠的构件，利用液体自身的流动和余压进行混合，成为该领域内的一种趋势。
[0004]
【发明内容】
本实用新型的目的是提供一种蜗流混合水箱结构，以解决现有技术存在的冋题。
[0005]为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案为:
[0006]一种蜗流混合水箱结构，包括箱体，其特征在于:箱体左侧侧壁上部向箱体内水平向右连接有蜗流板本体，所述蜗流板本体依次进行四次弯折，首先竖直向下90度弯折形成第一弯折部，然后向左90度弯折形成第二弯折部，再竖直向上90度弯折形成第三弯折部，最后向右90度弯折形成第四弯折部，构成螺旋形的蜗流板，所述蜗流板本体与箱体顶部之间构成作为热量释放区的第一段流道，第一折弯部及其上延伸线与箱体右侧壁之间构成作为第一混合区的第二段流道，第二折弯部及其右延伸线与箱体底部之间构成作为第二混合区的第三段流道，第三折弯部及其下延伸线与箱体左侧壁之间构成作为过渡区的第四段流道，第四折弯部及其左延伸线与蜗流板本体之间构成作为第一恒温区的第五段流道，第四折弯部的右延伸线、蜗流板本体、第一折弯部之间构成作为第二恒温区的第六段流道，第四折弯部及其右延伸线、第三折弯部、第二折弯部及第一折弯部之间构成作为第三恒温区的第七段流道，蜗流板本体连接处上方的箱体左侧侧壁上安装有与箱体内连通的主循环进口法兰，蜗流板本体连接处下方的箱体左侧侧侧壁对应第三折弯部所在位置安装有主循环出口法兰，主循环出口法兰上连通有引流管，引流管延伸至与第三折弯部接触，且第三折弯部上与引流管接触处设置有通孔。
[0007]所述的一种蜗流混合水箱结构，其特征在于:所述箱体右侧侧壁上部与主循环进口法兰相对位置安装有与箱体内连通的附加循环出口法兰，箱体右侧侧壁下部位于主循环出口法兰下方位置安装有与箱体内连通的附加循环进口法兰。
[0008]所述的一种蜗流混合水箱结构，其特征在于:所述箱体顶部安装有竖直伸入第二段流道中的电加热管簇。
[0009]所述的一种蜗流混合水箱结构，其特征在于:所述蜗流板本体与第一折弯部之间、第一折弯部与第二折弯部之间、第二折弯部与第三折弯部之间、第三折弯部与第四折弯部之间分别通过圆角折弯连接。
[0010]所述的一种蜗流混合水箱结构，其特征在于:所述蜗流板底部通过若干蜗流板支架、支座和连接螺钉与箱体底部连接。
[0011]所述的一种蜗流混合水箱结构，其特征在于:第五段流道与第六段流道之间还可设置有过滤器。
[0012]本实用新型相比现有技术具有以下有益效果:
[0013]1、增加部件少，结构紧凑，主循环液体混合充分、可靠。
[0014]2、主循环在水箱中流道增长，顺时或逆时均能形成稳定的水流。
[0015]3、主循环、附加循环同时进行时，余压相互利用，提高机组运行效率。
[0016]3、主循环、附加循环也能独立运行。
[0017]4、可保持水箱内壁完整光滑，无需用隔板焊接或搭接等附加措施。
[0018]5、不锈钢设计，可长期使用，耐腐蚀、耐候性强。
[0019]6、加工简单，安装方便，成本低。
[0020]7、保留了水箱原有的储存和缓冲等功能。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1为本实用新型结构原理图。
[0022]图2为本实用新型蜗流板与箱体底部连接示意图。
【具体实施方式】
[0023]参见图1、图2所示，一种蜗流混合水箱结构，包括箱体1，箱体I左侧侧壁上部向箱体内水平向右连接有蜗流板本体2，蜗流板本体2依次进行四次弯折，首先竖直向下90度弯折形成第一弯折部21，然后向左90度弯折形成第二弯折部22，再竖直向上90度弯折形成第三弯折部23，最后向右90度弯折形成第四弯折部24，构成螺旋形的蜗流板，蜗流板本体2与箱体I顶部之间构成作为热量释放区的第一段流道，第一折弯部21及其上延伸线与箱体I右侧壁之间构成作为第一混合区的第二段流道，第二折弯部22及其右延伸线与箱体I底部之间构成作为第二混合区的第三段流道，第三折弯部23及其下延伸线与箱体I左侧壁之间构成作为过渡区的第四段流道，第四折弯部24及其左延伸线与蜗流板本体21之间构成作为第一恒温区的第五段流道，第四折弯部24的右延伸线、蜗流板本体2、第一折弯部21之间构成作为第二恒温区的第六段流道，第四折弯部24及其右延伸线、第三折弯部23、第二折弯部22及第一折弯部21之间构成作为第三恒温区的第七段流道，蜗流板本体2连接处上方的箱体I左侧侧壁上安装有与箱体内连通的主循环进口法兰5，蜗流板本体2连接处下方的箱体I左侧侧侧壁对应第三折弯部所在位置安装有主循环出口法兰4，主循环出口法兰4上连通有引流管3，引流管3延伸至与第三折弯部23接触，且第三折弯部23上与引流管3接触处设置有通孔。
[0024]箱体I右侧侧壁上部与主循环进口法兰相对位置安装有与箱体I内连通的附加循环出口法兰11，箱体I右侧侧壁下部位于主循环出口法兰4下方位置安装有与箱体I内连通的附加循环进口法兰12。
[0025]箱体I顶部安装有竖直伸入第二段流道中的电加热管簇10。
[0026]蜗流板本体2与第一折弯部之间21、第一折弯部21与第二折弯部22之间、第二折弯部22与第三折弯部23之间、第三折弯部23与第四折弯部24之间分别通过圆角折弯连接。
[0027]蜗流板2底部通过若干蜗流板支架7、支座8和连接螺钉9与箱体I底部连接。
[0028]第五段流道与第六段流道之间还可设置有过滤器6。
[0029]本实用新型主要包括:水箱、蜗流板、引流管、主循环出口法兰、主循环进口法兰、过滤器、若干蜗流板支架、若干支座、若干连接螺钉、电加热管簇、附加循环出口法兰和附加循环进口法兰等组成。其特征在于蜗流板将水箱分割成一个螺旋型(顺时或逆时均可)的腔体，将主循环进口法兰送来的液体分成7个流段，第I段为主循环热量释放区，热量主要来自热负载；第2、3段为混合区，可与电加热管簇产生的热量混合，也可与附加循环的冷液混合；第4段为过度区；第5、6、7段为恒温区；每段流道宽度或流通面积保持相当，特殊流道尺寸可变化，如第3段宽度减小、第7段宽度增大，以更好改善液体的混合和恒温；到达水箱中部的恒温区液体再通过引流管引至水箱侧壁上的主循环出口法兰。
[0030]本实用新型中，蜗流板中部通常有4个大圆角折弯；两侧端头通常有小拆边，如一端拆边与水箱侧壁相连，另一端拆边为涡舌结构，可用流体软件进行优化仿真，以减小流阻；下端头通过若干蜗流板支架、支座和连接螺钉与水箱底进行固定；蜗流板上设有用于连接引流管的圆孔或过孔，可满足主循环出口法兰四个方向上的安装。
[0031]本实用新型箱体整体外形为正方形或长方形，不排除圆柱形，当圆柱形时相应构件应做适当调整，如蜗流板改为整体蜗流形等；材质通常为不锈钢，内壁可采用非金属覆膜技术，满足特殊防腐要求。
[0032]本实用新型中，如两端采用法兰连接等，便于组装；根据主循环出口法兰的位置，可提供四个方向的安装。
[0033]本实用新型中，高度相对主循环进口法兰低；主循环出口法兰可分别设计在水箱的4个侧面上，且位置应满足引流管对接水箱的第6或7段区。
[0034]本实用新型中，箱体内液体温度低时，对其进行加热，并且加装在混合区。
[0035]本实用新型中，当冷液机有双循环使用时，即压缩机的制冷模式参与在附加循环时，对其进行连接，否则去消或外加端盖预留；流经的液体循环量小于主循环量。
[0036]本实用新型中，通常设在5、6段之间，为主循环液体过滤；为抽拉式结构，便于从水箱顶部取出清洗；无过滤功能时可取消。
[0037]如图1、图2所示，本实用新型所包括:箱体1、蜗流板2、引流管3、主循环出口法兰4、主循环进口法兰5、过滤器6、蜗流板支架7、支座8、连接螺钉9、电加热管簇10、附加循环出口法兰11、附加循环进口法兰12等组成。
[0038]主循环出口法兰4、主循环进口法兰5、附加循环出口法兰11、附加循环进口法兰12均通过氩弧焊方式，满焊于水箱I上。主循环出口法兰4和附加循环出口法兰11的高度Ii1应保持在低液位1!2以下。当水箱作为膨胀水箱用时，在水箱内部应留出所连接系统的所有液体的膨胀量，若水平截面尺寸已定，则膨胀量转换成高度应不大于h - h2。
[0039]箱体I的外形尺寸为长(L) X宽(W) X高(h)，具体尺寸依据设计需求而定；箱体I整体外形可为正方形或长方形，但不限于此；箱体I材质通常为不锈钢，内壁可采用非金属覆膜技术，满足特殊防腐要求。
[0040]蜗流板2的中部通常有4个大圆角折弯，主要与箱体I内部形体保持一种平行，提供一个连续的流道，折弯半径应考虑引流管的安装工艺和流道等因素；两侧端头通常有小拆边，如一端拆边与水箱侧壁相连，另一端拆边为涡舌结构，可用流体软件进行优化仿真，以减小流阻；下端头通过若干蜗流板支架7、支座8和连接螺钉9与箱体I底进行固定；蜗流板2上设有用于连接引流管3的圆孔或过孔，满足主循环出口法兰4四个方向上的安装。如主循环出口法兰4设在箱体I热量释放区一侧时，蜗流板上应多增加一个过孔，便于引流管穿过，其过孔具体结构视情而定，非本实用新型所强调的。
[0041]将蜗流板2装于箱体I内时，形成一个螺旋型(顺时或逆时均可)的腔体，并将主循环液体分成7个流段(第I段为热量释放区；第2、3段为混合区；第4段为过度区；第5、6、7段为恒温区)，对应其流道宽度尺寸分别U、L2, L3, L4, L5, M5P L7，通常L1= L2= L3 =L4=L5= L6= L7，即每段流道宽度或流通面积保持相当。其中，为更好改善箱体I的混合和恒温作用，如将L3减小、L 7增大，相者差值相等，不影响其他流道宽度尺寸。在第2、3流段可设有电加热管簇10、附加循环出口法兰11和附加循环进口法兰12，实现加热和冷液机双循环功能(附加循环量小于主循环量)，其中附加循环出口法兰11对着主循环进口法兰5，这样主循环带来的热量，在余压的作用下，更容易被附加循环吸走；而附加循环带来的冷量，在余压的作用下，也更容易被主循环吸走和混合，这种互相作用改善了箱体I中液体的循环。当冷液机无双循环使用时，附加循环去消或外加端盖预留。
[0042]引流管3将箱体I中部的恒温区液体引至水箱I侧壁上的主循环出口法兰4 ;弓丨流管3为组装式结构设计，如两端采用法兰连接等，便于组装。主循环出口法兰4的位置，相对主循环进口法兰5要低，对应引流管3有四个方向设计。如图2所示，引流管3可有位置 1、I1、II1、IV。
[0043]电加热管簇10装在水箱I的混合区，满足对箱体I内液体进行加热的功能。
[0044]过滤器6通常设在5、6段之间，为主循环液体过滤；为抽拉式结构，便于从水箱顶部取出清洗；无过滤功能时可取消。
【权利要求】
1.一种蜗流混合水箱结构，包括箱体，其特征在于:箱体左侧侧壁上部向箱体内水平向右连接有蜗流板本体，所述蜗流板本体依次进行四次弯折，首先竖直向下90度弯折形成第一弯折部，然后向左90度弯折形成第二弯折部，再竖直向上90度弯折形成第三弯折部，最后向右90度弯折形成第四弯折部，构成螺旋形的蜗流板，所述蜗流板本体与箱体顶部之间构成作为热量释放区的第一段流道，第一折弯部及其上延伸线与箱体右侧壁之间构成作为第一混合区的第二段流道，第二折弯部及其右延伸线与箱体底部之间构成作为第二混合区的第三段流道，第三折弯部及其下延伸线与箱体左侧壁之间构成作为过渡区的第四段流道，第四折弯部及其左延伸线与蜗流板本体之间构成作为第一恒温区的第五段流道，第四折弯部的右延伸线、蜗流板本体、第一折弯部之间构成作为第二恒温区的第六段流道，第四折弯部及其右延伸线、第三折弯部、第二折弯部及第一折弯部之间构成作为第三恒温区的第七段流道，蜗流板本体连接处上方的箱体左侧侧壁上安装有与箱体内连通的主循环进口法兰，蜗流板本体连接处下方的箱体左侧侧侧壁对应第三折弯部所在位置安装有主循环出口法兰，主循环出口法兰上连通有引流管，引流管延伸至与第三折弯部接触，且第三折弯部上与引流管接触处设置有通孔。
2.根据权利要求1所述的一种蜗流混合水箱结构，其特征在于:所述箱体右侧侧壁上部与主循环进口法兰相对位置安装有与箱体内连通的附加循环出口法兰，箱体右侧侧壁下部位于主循环出口法兰下方位置安装有与箱体内连通的附加循环进口法兰。
3.根据权利要求1所述的一种蜗流混合水箱结构，其特征在于:所述箱体顶部安装有竖直伸入第二段流道中的电加热管簇。
4.根据权利要求1所述的一种蜗流混合水箱结构，其特征在于:所述蜗流板本体与第一折弯部之间、第一折弯部与第二折弯部之间、第二折弯部与第三折弯部之间、第三折弯部与第四折弯部之间分别通过圆角折弯连接。
5.根据权利要求1所述的一种蜗流混合水箱结构，其特征在于:所述蜗流板底部通过若干蜗流板支架、支座和连接螺钉与箱体底部连接。
6.根据权利要求1所述的一种蜗流混合水箱结构，其特征在于:第五段流道与第六段流道之间还可设置有过滤器。
【文档编号】F25B43/00GK204176984SQ201420665206
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年11月8日 优先权日:2014年11月8日
【发明者】王伟, 季正峰, 汪长江, 李华, 赵贝 申请人:合肥天鹅制冷科技有限公司