CN114961969B - 一种除气室 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种除气室，包括壳体和除气组件，其中，壳体设有空腔，除气组件具有多个除气孔，除气组件位于空腔内，除气组件与壳体可转动地连接，以使除气组件处于打开的第一状态或阻隔的第二状态。当除气组件处于打开的第一状态时冷却液注入空腔，除气组件处于阻隔的第二状态时，除气孔对冷却液进行气液分离。由于除气组件处于打开的第一状态，有利于冷却液注入空腔，从而提高冷却液注入的效率，除气组件处于阻隔的第二状态时，除气孔对冷却液进行气液分离，有利于流经除气室的冷却液进行气液分离，进而兼顾了冷却液注入效率与气液分离。

Description

一种除气室

技术领域

本申请涉及汽车发动机冷却领域，具体地，涉及一种除气室。

背景技术

近年来，随着经济发展、科技进步，市场上车辆数量越来越多，用户对于车辆的性能要求，驾车体验越发重视。在车辆行驶过程中，车辆需要采用冷却***将热量散发至空气中，防止车辆过热。车辆的冷却***在加注冷却液、维修以及正常的使用过程中都不可避免地会在冷却***中引入来自外界环境的气体，在车辆运行过程中，进入到冷却***中的气体经由冷却循环，被冷却液裹挟流经冷却***的各个零部件，由于气体的比热容远小于冷却液的比热容，因此，冷却***中存在的气体会影响冷却***的冷却效果。

除气室作为发动机冷却回路主要部件，其发挥着存储温度升高体积膨胀的冷却液、将冷却循环回路中气泡与冷却液分离、稳定***压力与加注冷却液等作用。然而，现有的除气室中常采用孔板结构，若孔板结构的开孔过大，极大地降低气液分离效果，若开孔过小则降低冷却液的加注速度。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种除气室，以解决现有除气室无法兼顾气液分离与冷却液加注效率的问题。

为了解决上述问题，本申请采用以下技术方案予以实现：

本申请提供了一种除气室，包括：

壳体，设有空腔；以及

除气组件，具有多个除气孔，所述除气组件位于所述空腔内，所述除气组件与所述壳体可转动地连接，以使所述除气组件处于打开的第一状态或阻隔的第二状态；

其中，所述除气组件处于所述打开的第一状态时，冷却液注入所述空腔；所述除气组件处于阻隔的所述第二状态时，所述除气孔对所述冷却液进行气液分离。

进一步地，所述除气组件包括：

除气板，具有所述除气孔；以及

转轴，固定于所述壳体的内壁，所述转轴与所述除气板可转动地连接。

进一步地，所述除气板包括：

连接体，与所述转轴可转动地连接；

第一分隔板；以及

第二分隔板，与所述第一分隔板间隔设置，所述第二分隔板与所述第一分隔板均具均与所述连接体固定连接，所述第二分隔板与所述第一分隔板均设有多个所述除气孔。

进一步地，所述第二分隔板上的所述除气孔与所述第一分隔板上的所述除气孔错位设置。

进一步地，所述第二分隔板上的多个所述除气孔呈多行多列状设置；和/或，

所述第一分隔板上的多个所述除气孔呈多行多列状设置。

进一步地，所述除气孔的直径为5mm～8mm。

进一步地，所述除气组件的位置高于所述冷却液标识液位5mm～10mm。

进一步地，所述除气室还包括挡块，所述挡块固定于所述壳体的所述空腔，所述挡块用于限制所述除气组件转动。

进一步地，所述挡块位于远离所述除气组件与所述壳体转动连接处的一端。

进一步地，所述壳体具有进液口、出液口与加注口，所述进液口与出液口分别位于所述壳体的不同侧面，所述加注口位于所述壳体的顶面，所述进液口、所述出液口与所述加注口均与所述空腔连通。

本申请实施例的除气室，包括壳体和除气组件，壳体设有空腔，除气组件具有多个除气孔，除气组件位于空腔内，除气组件与壳体可转动地连接。由于除气组件与壳体可转动地连接，以使除气组件处于打开的第一状态或阻隔的第二状态，当除气组件处于打开的第一状态，有利于冷却液注入空腔，从而提高冷却液注入的效率，除气组件处于阻隔的第二状态时，除气孔对冷却液进行气液分离，有利于流经除气室的冷却液进行气液分离，进而兼顾了冷却液注入效率与气液分离。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种除气室的结构示意图；

图2为图1中除气室的另一视角下的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的另一种除气室的断面图；

图4为本申请实施例提供的一种除气室的断面图；

图5为本申请实施例提供的一种除气板的***图；

图6为图5中A-A向剖视图；

图7为本申请实施例提供的一种除气室的断面图，其中，除气组件处于第一状态；以及

图8为本申请实施例提供的一种除气室的断面图，其中，显示加注枪。

附图标记说明：

1-壳体，11-空腔，12-进液口，13-出液口，14-加注口，2-除气组件，21-除气板，211-连接体，212-第一分隔板，213-第二分隔板，22-转轴，3-挡块，P-除气孔，Q-通孔，T-加注枪。

具体实施方式

下面结合附图对本申请的具体实施方式进行详细的描述。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的技术特征可以相互组合，具体实施方式中的详细描述应理解为本申请宗旨的解释说明，不应视为对本申请的不当限制。

应该理解的是，方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些方位术语仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，所涉及的术语“第一/第二”仅仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定次序，可以理解地，“第一/第二”在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序，以使这里描述的本申请实施例能够以除了在这里图示或描述的以外的顺序实施。

除气室作为发动机冷却回路中不可缺少的部件，其主要作用不仅表现为储存温度升高体积膨胀的冷却液、对冷却回路中混入的气体进行气液分离、还具有稳定***压力、加注冷却液等作用。在有些场合，除气室也被称为副水箱、膨胀水箱。

一方面，进入除气室的冷却液，往往携带着一些空气，空冷凝结物随冷却液进入除气室内部，混入冷却液中的空气会自动分离进入上部；但当温度较低、除气流量较大时，空气在除气室内部分离效果会比较差，冷却液会将部分空气再次卷入冷却液当中，若分离不及时的话，空气会再次进入***循环，对水泵等零件造成影响。

另一方面，车辆从工厂总装线下线时需提前加注冷却液，一般为了提高加注效率，会采用真空加注的方式，即加注机完成整车冷却***回路气密性检测后，对***抽真空，之后注入冷却液，一般冷却液加注的速度在15L/min左右，过慢的加注速度会影响生产效率，同时加注时不能有较多的障碍物阻挡，否则会影响加注效率。

然而，现有的除气室中常采用孔板结构进行气液分离，这种孔板结构由于结构因素，需要在除气室成型时就放在内部，这样设置的孔板结构直接冷却液的加注速度。若孔板结构上的孔板开孔过大，就无法有效进行气液分离，若孔板结构上的孔板开孔过小，就会影响冷却液加注速度，无法兼顾冷却液加注效率与气液分离。

有鉴于此，如图1～图4所示，本申请实施例提供一种除气室，包括壳体1和除气组件2，其中，壳体1设有空腔11，除气组件2具有多个除气孔P，除气组件2位于空腔11内，除气组件2与壳体1可转动地连接，以使除气组件2处于打开的第一状态或阻隔的第二状态。除气组件2处于打开的第一状态时，冷却液注入空腔11，除气组件2处于阻隔的第二状态时，除气孔P对冷却液进行气液分离。

具体地，除气组件2位于空腔11内，除气组件2与壳体1可转动地连接，以使除气组件2处于打开的第一状态或阻隔的第二状态。例如，除气组件2的一端与壳体1的内壁可转动地连接，除气组件2可以绕与壳体1的转动连接处进行转动。当除气室内装有冷却液，冷却液对除气组件2产生浮力，除气组件2处于阻隔的第二状态。除气组件2处于打开的第一状态时，冷却液注入空腔11，由于冷却液加注至空腔11的过程中，除气组件2处于打开的第一状态，避免加注的冷却液流经除气组件2，减少了除气组件2的阻隔，进而提高了冷却液的加注效率。例如，除气组件2的一端与壳体1的内壁可转动地连接，除气组件2在自重作用下，除气组件2绕与壳体1的转动连接处进行转动，除气组件2处于打开的第一状态，此时冷却液加注至空腔11的过程中，加注的冷却液无需流经除气组件2，减少了除气组件2的阻隔。

应该理解的是，除气组件2处于阻隔的第二状态指的是，除气组件2将壳体1的空腔11进行分割，除气组件2具有多个除气孔P，冷却液流经除气组件2，除气孔P对混入冷却液进行除气，实现气液分离。除气组件2处于打开的第一状态指的是，除气组件2在自重作用下，除气组件2绕与壳体1的转动连接处进行转动，使得除气组件2处于打开的第一状态。上述仅通过除气组件2的一端与壳体1的内壁可转动地连接为例进行说明，并非对本申请实施例的除气室的限制，在其他除气组件2与壳体1的转动情形也应当属于本申请实施例除气室的保护范围，例如，除气组件2与壳体1的转动处位于除气组件2的中部，除气组件2在转动处呈现偏心状，也可实现除气组件2转动至打开或阻隔状态。

在一实施例中，如图3所示，除气组件2的数量为两个，两个除气组件2对齐设置。具体地，处于阻隔的第二状态的两个除气组件2处于同一高度，共同占空腔11的横截面的一半，两个除气组件2共同拼接后对冷却液进行气液分离。

在一实施例中，如图5和图6所示，除气组件2包括除气板21和转轴22，其中，除气板21具有除气孔P，转轴22固定于壳体1的内壁，转轴22与除气板21可转动地连接。

具体地，转轴22固定于壳体1的内壁，转轴22与除气板21可转动地连接，使得除气组件2能够在打开的第一状态与阻隔的第二状态之间进行变换。例如，转轴22与壳体1的内壁间隔设置，并且除气板21的一端具有通孔Q，转轴22穿设于通孔Q，除气板21可绕转轴22转动。特别地，转轴22穿设于通孔Q，通过销钉对转轴22与除气板21进行转动固定，从而限制除气板21脱出转轴22，降低除气板21失效风险，提高除气组件2的可靠性。特别地，除气组件2转动的范围为0°～90°，具体地，除气组件2在自重作用下，与竖直平面呈0°夹角，除气组件2处于打开的第一状态；除气组件2在冷却液浮力作用下，与竖直平面呈90°夹角，除气组件2处于阻隔的第一状态。例如，除气板21绕转轴22的转动角度为0°～90°。

在一实施例中，壳体1包括两个半壳，两个半壳拼装形成壳体1。具体地，转轴22与除气板21均安装于其中一半壳后，转轴22固定于一半壳的内壁，转轴22与除气板21可转动地连接，再拼装另外一个半壳从而形成壳体1。

在一实施例中，转轴22与壳体1的内壁间隔设置，转轴22与壳体1的之间的间距与除气板21转动处适配。具体地，除气板21绕转轴22转动至阻隔的第二状态时，除气板21遮挡转轴22与壳体1的之间的间距，从而使得冷却循环回路中的冷却液从除气板21的上方流动至下方，降低冷却液从转轴22与壳体1之间间距处流经的风险，提高阻隔的第二状态下除气组件2的气液分离效果。

在一实施例中，除气板21包括连接体211、第一分隔板212和第二分隔板213，其中，连接体211与转轴22可转动地连接，第二分隔板213与第一分隔板212间隔设置，第二分隔板213与第一分隔板212均具均与连接体211固定连接，第二分隔板213与第一分隔板212均设有多个除气孔P。

具体地，第二分隔板213与第一分隔板212均与空腔11适配，例如，第二分隔板213与第一分隔板212呈板状，第二分隔板213与第一分隔板212间隔设置，第二分隔板213与第一分隔板212均具均与连接体211固定连接。连接体211与转轴22可转动地连接，带动第二分隔板213与第一分隔板212绕转轴22转动。第二分隔板213与第一分隔板212均设有多个除气孔P，通过第二分隔板213与第一分隔板212的除气孔P，对冷却循环回路中冷却液进行气液分离。例如，第二分隔板213与第一分隔板212间隔设置，连接体211围设第二分隔板213与第一分隔板212的周侧，第二分隔板213与第一分隔板212均设有多个除气孔P。特别地，连接体211、第一分隔板212和第二分隔板213一体加工成型，例如，除气板21为塑料板，对塑料板的中部进行镂空，同时，塑料板的两侧进行钻孔，形成除气孔P。

在一实施例中，第二分隔板213上的除气孔P与第一分隔板212上的除气孔P错位设置。具体地，第二分隔板213上具有多个除气孔P，相邻两除气孔P之间间隔设置。第一分隔板212上具有多个除气孔P，相邻两除气孔P之间间隔设置，第二分隔板213上的除气孔P与第一分隔板212上的除气孔P错位设置，使得冷却循环回路中的冷却液流经除气孔P时，冷却液在第二分隔板213上的除气孔P与第一分隔板212上的除气孔P之间形成“迷宫式”，提高阻隔的第二状态下除气组件2的气液分离效果。特别地，除气孔P的直径为5mm～8mm。

在一实施例中，第二分隔板213上的多个除气孔P呈多行多列状设置，具体地，第二分隔板213设有多个除气孔P，例如，除气孔P为圆孔，第二分隔板213的多个圆孔呈多行多列状设置，多行多列状的圆孔呈阵列排列设置。特别地，除气孔P的直径为5mm-8mm，相邻排之间除气孔P的距离为除气孔P的直径的两倍，相邻列之间除气孔P的距离为除气孔P的直径的两倍。

在一实施例中，第一分隔板212上的多个除气孔P呈多行多列状设置。第一分隔板212设有多个除气孔P，例如，除气孔P为圆孔，第一分隔板212的多个圆孔呈多行多列状设置，多行多列状的圆孔呈阵列排列设置。特别地，除气孔P的直径为5mm-8mm，相邻排之间除气孔P的距离为除气孔P的直径的两倍，相邻列之间除气孔P的距离为除气孔P的直径的两倍。

在一实施例中，第二分隔板213与第一分隔板212之间间距与除气孔P的直径适配，具体地，除气孔P的直径为5mm-8mm，第二分隔板213与第一分隔板212之间间距为10mm，第二分隔板213与第一分隔板212之间间距大于除气孔P的直径。例如，第二分隔板213与第一分隔板212之间间距为8mm～12mm。特别地，第二分隔板213与第一分隔板212上的除气孔P错位设置，第二分隔板213与第一分隔板212上的除气孔P错位间距与除气孔P的直径一致。

应该理解的是，上述除气组件2包括第二分隔板213与第一分隔板212，在一些其他情况下，除气组件2还能包括其他分隔板，也就是说，除气组件2双层或者多层结构。除气组件2在第二分隔板213与第一分隔板212上均设有多个规则阵列排列的圆孔，圆孔直径D在5-8mm之间，每个圆孔沿X方向、Y方向阵列的距离为2D，上下两层分离板的圆孔存在错位，沿X方向、Y方向方向错位距离为1D，两层分离板之间间距在10mm左右。双侧或者多层的错位设置的除气孔P可以防止冷却液高速流入时卷入气泡，减速后的冷却液可以在其中完成液气分离，冷却液流入除气室的底部，气体进入上部空间。

在一实施例中，除气组件2的位置高于冷却液标识液位5mm～10mm。在除气室的壳体1上设有冷却液标识液位，冷却液标识液位用于指示加注冷却液的容积，除气组件2的位置高于冷却液标识液位5mm～10mm，使得除气组件2更好地受到冷却液的作用。例如，除气组件2位于在冷却液正常液面上方5mm～10mm，从而有利于有助于气液分离效果。

应该理解的是，冷却液标识液位为除气室中对冷却液体积划定，冷却回路中冷却液的体积多大或过小均不利于冷却效果，同时，冷却液容易受到温度的影响，除气组件2的位置高于冷却液标识液位5mm～10mm，则在温度变化的情况下，除气组件2仍能够受到冷却液的作用，使得除气组件2处于阻隔的第二状态。而申请实施例的除气室中，除气组件2的位置高于冷却液标识液位5mm～10mm，处于阻隔的第二状态下的除气组件2受冷却液的浮力作用，除气组件2的气液分离效果更好。

在一实施例中，如图4所示，除气室还包括挡块3，挡块3固定于壳体1的空腔11，挡块3用于限制除气组件2转动。具体地，挡块3位于壳体1的空腔11，并固定于壳体1的内壁上，挡块3限制除气组件2转动。例如，挡块3位于除气组件2转动连接相邻的一侧，挡块3限制除气组件2转动，从而降低受到冷却液浮力影响除气组件2从阻隔的第二状态继续转动的风险，提高除气室的可靠性。应该理解的是，冷却液受温度影响热胀冷缩，冷却液对除气组件2产生浮力，在浮力作用下，除气组件2从打开的第一状态转动至阻隔第二状态，由于挡块3固定于壳体1的空腔11，从而通过挡块3限制除气组件2转动，提高除气室的稳定性与可靠性。特别地，挡块3的位置高于冷却液标示液位。例如，除气组件2在自重作用下呈打开的第一状态，随着除气室内冷却液增多，除气组件2受到冷却液浮力影响，从打开的第一状态转变至阻隔的第二状态，由于挡块3的位置高于冷却液标示液位，从而限制除气组件2进一步转动，提高除气组件2的可靠性。

在一实施例中，挡块3的数量为多个，多个挡块3间隔设置。具体地，多个挡块3间隔得设置在除气组件2与壳体1转动连接处的两端。例如，挡块3的数量为两个，两个挡块3分别位于除气组件2与壳体1转动连接处的两端。特别地，多个挡块3对称地设置在除气组件2与壳体1转动连接处的两端。

在一实施例中，挡块3位于远离除气组件2与壳体1转动连接处的一端。具体地，挡块3固定于壳体1的内壁，挡块3位于远离除气组件2与壳体1转动连接处的一端。应该理解的是，除气室内的冷却液对除气组件2产生浮力，由于挡块3位于远离除气组件2与壳体1转动连接处的一端，使得除气组件2抵接挡块3，以便更好地平衡冷却液的浮力，提高除气组件2的受力强度，进而提高除气组件2的可靠性。

在一实施例中，壳体1具有进液口12、出液口13与加注口14，进液口12与出液口13分别位于壳体1的不同侧面，加注口14位于壳体1的顶面，进液口12、出液口13与加注口14均与空腔11连通。

具体地，进液口12与出液口13分别位于壳体1的不同侧面，进液口12的位置高于出液口13的位置，加注口14位于壳体1的顶面，进液口12、出液口13与加注口14均与空腔11连通。例如，对除气室进行加注冷却液时，加注枪T从加注口14伸入空腔11内，除气组件2在自重作用下处于打开的第一状态。在冷却循环过程中，冷却液从进液口12流入至空腔11内，除气组件2对流入的冷却液进行气液分离，以实现除气效果。

为了更好地理解本申请实施例的除气室，下面结合除气室进行冷却液加注过程与气液分离过程进行详细说明。

冷却液加注：如图7和图8所示，在车间对除气室进行冷却液加注时，加注枪T***壳体1的空腔11内，加注的冷却液越过除气组件2直接进行加注，除气组件2不会影响或阻挡冷却液加注，提高冷却液加注的流畅性。当冷却液加注完成后，取出加注枪T，除气组件2受冷却液浮力的影响，除气组件2渐渐从打开的第一状态转动至阻隔的第二状态，例如，除气组件2渐渐浮起，并漂浮在在预设的冷却液标示液位上。而现有的除气室通常采用设置在内部的孔板结构，冷却液加注时，孔板结构阻隔冷却液加注，极大的增加气体混入的风险，同时还降低了加注效率。应该注意的是，此时冷却***内还没有冷却液，除气组件2在自重作用下作用转动，使得除气组件2处于打开的第一状态，特别地，除气组件2与壳体1的内壁平行(参见图7)。

气液分隔过程：如图4所示，从除气口进入的冷却液(一般为柱状)撞击在除气室内部(流量较大时)，撞击点可根据壶体内部结构进行设计，或冷却液直接从进水口流入除气室液面中(流量较小时)，汇入除气室内部的冷却液前，会先经过除气组件2，除气组件2上的除气孔P对混入冷却液中的气体进行气液分离。例如，除气组件2采用第一分隔板212和第二分隔板213双层结构设计，这种双分离板的结构限制了冷却液流速，同时第一分隔板212和第二分隔板213上的除气孔P错位布置，使得冷却液从第一分隔板212的上方，流入至第二分隔板213下方时，冷却液的路径呈“迷宫状”，这种除气孔P错位布置提高了冷却液的气液分离效果，冷却液中的气泡移动至除气组件2的除气孔P后，上升至除气室内上部空间，完成液气分离，完成分离的冷却液从出液口再进入冷却回路参与循环。应该注意的是，除气组件2的布置需要尽量占满除气室内剖面空间，特别地，当除气室为了提高***压力，除气室内部增加加强筋，加强筋对除气室的空腔11分隔成多个部分，此时可以设置在分隔后的多个空间均设置除气组件2。

应该理解的是，本申请实施例的除气室结构可应用于常规的汽车冷却***，也可以应用于燃料电池汽车、混动汽车中。由于在除气室内设置可转动的除气组件2，避免采用常规除气室中较为复杂的气泡分离结构，从而能够降低对除气室形状结构要求，解除除气室的除气口和出水口相对位置的强制约关系，进而可以优化除气室的布置设计。同时，除气组件2可以转动，提高冷却液加注速度，上述的除气组件2的设置在燃料电池汽车、混动汽车具有很大的好处，极大地便于燃料电池汽车、混动汽车等机舱布置，提高其机舱布置的灵活程度。

以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，对于本领域技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请所要求保护的技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种除气室，其特征在于，包括：

壳体，设有空腔；以及

除气组件，具有多个除气孔，所述除气组件位于所述空腔内，所述除气组件与所述壳体可转动地连接，以使所述除气组件处于打开的第一状态或阻隔的第二状态；

其中，所述除气组件处于所述打开的第一状态时，冷却液注入所述空腔；所述除气组件处于阻隔的所述第二状态时，所述除气孔对所述冷却液进行气液分离。

2.根据权利要求1所述的除气室，其特征在于，所述除气组件包括：

除气板，具有所述除气孔；以及

转轴，固定于所述壳体的内壁，所述转轴与所述除气板可转动地连接。

3.根据权利要求2所述的除气室，其特征在于，所述除气板包括：

连接体，与所述转轴可转动地连接；

第一分隔板；以及

第二分隔板，与所述第一分隔板间隔设置，所述第二分隔板与所述第一分隔板均与所述连接体固定连接，所述第二分隔板与所述第一分隔板均设有多个所述除气孔。

4.根据权利要求3所述的除气室，其特征在于，所述第二分隔板上的所述除气孔与所述第一分隔板上的所述除气孔错位设置。

5.根据权利要求3所述的除气室，其特征在于，所述第二分隔板上的多个所述除气孔呈多行多列状设置；和/或，

所述第一分隔板上的多个所述除气孔呈多行多列状设置。

6.根据权利要求1所述的除气室，其特征在于，所述除气孔的直径为5mm～8mm。

7.根据权利要求1所述的除气室，其特征在于，所述除气组件的位置高于所述冷却液标识液位5mm～10mm。

8.根据权利要求1所述的除气室，其特征在于，所述除气室还包括挡块，所述挡块固定于所述壳体的所述空腔，所述挡块用于限制所述除气组件转动。

9.根据权利要求8所述的除气室，其特征在于，所述挡块位于远离所述除气组件与所述壳体转动连接处的一端。

10.根据权利要求1所述的除气室，其特征在于，所述壳体具有进液口、出液口与加注口，所述进液口与出液口分别位于所述壳体的不同侧面，所述加注口位于所述壳体的顶面，所述进液口、所述出液口与所述加注口均与所述空腔连通。