CN106218649A - 一种用于低地板车的散热装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于低地板车的散热装置，包括置于车体顶部的柜体，柜体内设有制动电阻和液冷循环系统，液冷循环系统包括相配合的第一风机、第一散热器、水泵和液冷管道，液冷管道伸出柜体外用于冷却车辆的牵引电机，第一风机和第一散热器设置于制动电阻的同一侧，用于使外界冷风通过第一散热器进行首次散热后再吹向制动电阻进行二次散热。本发明具有设计合理、布局紧凑、集成度高、散热效率高、便于维护的优点。

Description

一种用于低地板车的散热装置

技术领域

本发明主要涉及到轨道交通设备领域，具体涉及一种用于低地板车的散热装置。

背景技术

随着中小城市对轨道交通的需求，低地板列车的需求越来越大。低地板车辆具有其特殊性，为了降低车辆地板的高度，需要将车辆设备如牵引设备、制动设备等全部安装在车顶。这种安装形式难以避免地出现了以下技术问题：

（1）低地板车牵引电机用于驱动低地板车行驶，同时低地板车辆电制动的能量主要依靠制动电阻将能量消耗掉，这使得牵引电机和制动电阻需要极其高效的散热装置对其进行散热，才能满足使用需求。但是由于车顶安装空间小，承重程度低，因此要求水冷装置也必须满足体积小、重量轻的要求，这与冷却效率高的要求形成了极大的矛盾，极大限制了散热装置的使用。

（2）由于车顶空间小，电气设备复杂，不同的冷却设备间也会相互造成干扰。

（3）由于设备均安装在车顶，这使得当设备出现故障时，需要在车顶对设备进行维护，车顶作业一是由于高空作业不够安全，容易造成人员或设备掉落的风险，二是车顶面积小不便于作业的开展，使得维护工作效率低，严重影响了列车的运行。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于：针对现有技术存在的问题，提供一种设计合理、布局紧凑、集成度高、散热效率高、便于维护的用于低地板车的散热装置。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种用于低地板车的散热装置，包括置于车体顶部的柜体，所述柜体内设有制动电阻和液冷循环系统，所述液冷循环系统包括相配合的第一风机、第一散热器、水泵和液冷管道，所述液冷管道伸出柜体外用于冷却车辆的牵引电机，所述第一风机和第一散热器设置于制动电阻的同一侧，用于使外界冷风通过第一散热器进行首次散热后再吹向制动电阻进行二次散热。

作为本发明的进一步改进，所述液冷循环系统还包括设于柜体内的第二风机和第二散热器，所述第二风机和第二散热器设于制动电阻的另一侧，用于使外界冷风通过第二散热器进行首次散热后从另一侧吹向制动电阻进行二次散热。

作为本发明的进一步改进，所述第一散热器、第一风机、制动电阻、第二风机和第二散热器依次按序布置于柜体内，所述第一风机和制动电阻之间、制动电阻与第二风机之间均设有竖向的第一导风板，两块所述第一导风板的左右两端和顶端均与柜体密封连接，两块所述第一导风板的底端均与柜体底板之间留有间距以形成风道，用于将首次散热后的空气集中导向至制动电阻的底部。

作为本发明的进一步改进，所述第一散热器与第一风机之间、第二风机与第二散热器之间均设有竖向的风机安装板，所述风机安装板的四周均与柜体密封连接，所述风机安装板的中部开设有风机口。

作为本发明的进一步改进，所述制动电阻的下方设有两块对称的第二导风板，两块所述第二导风板均呈斜坡状设置，两块所述第二导风板位置低的一端均固定于柜体底板上，两块所述第二导风板位置高的一端相连接且靠近制动电阻的底面设置，用于将空气由下至上快速导向至制动电阻底面。

作为本发明的进一步改进，每块所述第二导风板的板面上均对应设有一块用于将空气均匀导向至制动电阻底面的第三导风板，所述第三导风板靠近第二导风板位置低的一端设置，所述第三导风板与第二导风板之间设有间距且平行设置。

作为本发明的进一步改进，所述柜体的顶面于制动电阻的上方处设有用于制动电阻散热的散热顶板，所述散热顶板上开设有多个散热孔，所述散热顶板与柜体可拆卸连接用于对制动电阻进行检修或拆装。

作为本发明的进一步改进，所述柜体的侧板上设有一个以上可拆卸的绝缘密封板，所述绝缘密封板靠近制动电阻设置用于打开时对制动电阻进行电线连接操作。

作为本发明的进一步改进，所述液冷循环系统还包括与液冷管道连通的膨胀水箱，所述柜体的顶板上开设有用于对膨胀水箱进行加水的注水口，所述注水口上设有可拆装的密封板。

作为本发明的进一步改进，所述第一散热器和第二散热器上均设有快速接头组件，所述第一散热器和第二散热器通过快速接头组件与伸出柜体外的液冷管道进行快速拆装连接。

作为本发明的进一步改进，所述柜体的四角处均设有一个吊耳组件，所述柜体的底板上开设有多个排水孔。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

（1）本发明的用于低地板车的散热装置，只使用一套液冷循环系统，却同时集成了水冷和风冷两种不同冷却模式分别对制动电阻和牵引电机进行散热冷却，极大了减少了冷却设备的数量，使得整个装置结构布局紧凑，集成度高，体积小、重量轻，占用空间小，很好的满足了对空间、重量、效率要求极高的低地板车车顶安装要求。

（2）本发明的用于低地板车的散热装置，很好的结合了制动电阻和牵引电机不同的设备特性，利用液冷对牵引电机进行表面散热，再利用风冷吹向缝隙极多的制动电阻进行内部散热，散热效果极佳，满足了低地板车的散热需求。

（3）本发明的用于低地板车的散热装置，在冷却设备集成度高的前提下，再将制动电阻和液冷循环系统全部集成在柜体内，可以直接将整个柜体从车顶搬下，直接进行整柜替换，然后再在地面对更换的设备进行维护，既降低了高空作业的危险，又提高了维护工作效率，便于低地板车快速重新投入使用。

（4）本发明的用于低地板车的散热装置，柜体既可以形成风道便于外界冷空气按照柜体的导向进行集中和散热，又能够对柜内的制动电阻和液冷循环系统形成保护，当维修人员在车顶上频繁走动时，不会对制动电阻和液冷循环系统造成损坏，有效延长了低地板车设备的使用寿命，降低了维护成本。

（5）本发明的用于低地板车的散热装置，通过设置两个风机、两个散热器，能够极大的增强液冷循环系统的散热功率，使得液冷循环系统可以满足两个甚至多个牵引电机的散热需求，这进一步减少了冷却设备的数量，使得低地板车的冷却设备集成度高，体积小、重量轻，占用空间小。

（6）本发明的用于低地板车的散热装置，通过设置两个风机、两个散热器，使得两个风机能够分别从不同的方向吹向制动电阻，进一步加大了对制动电阻的散热作用。同时这种直列排布式的设计，只是延长了设备的长度，并没有增加设备的高度，不但大大增强了散热功率，还很好的满足了低地板车车顶安装要求。

（7）本发明的用于低地板车的散热装置，通过设置第一导风板和风机安装板，将柜体内分隔成五个依次并列的腔室，一是使得柜体整体更加牢固，受力更加平均，对柜内设备形成更好保护。二是形成的几个相对独立、相对密封的腔室，能将各个发热件分别隔离开来，不会发生器件串热温升的现象。三是使得冷风更加集中、强劲的吹向制动电阻进行散热，散热效果极佳。

（8）本发明的用于低地板车的散热装置，通过设置相配合的第二导风板和第三导风板，会对风的角度进行调整，使得吹入的冷风在导向作用下，由下向上快速、集中、均匀地吹向制动电阻的底部，以对制动电阻进行快速、高效散热。

附图说明

图1是本发明用于低地板车的散热装置在实施例中的原理示意图。

图2是本发明的液冷循环系统在实施例中的局部结构原理示意图。

图3是本发明的柜体在实施例中的局部结构原理示意图。

图4是本发明的柜体在实施例中的立体结构原理示意图。

图例说明：

1、柜体；11、散热顶板；12、绝缘密封板；13、密封板；14、吊耳组件；2、制动电阻；3、液冷循环系统；31、第一风机；32、第一散热器；33、水泵；34、液冷管道；35、第二风机；36、第二散热器；37、膨胀水箱；4、牵引电机；5、第一导风板；6、风机安装板；61、风机口；7、第二导风板；8、第三导风板；9、快速接头组件。

具体实施方式

以下结合具体实施例和附图对本发明作进一步详细说明。

如图1至图4所示，本发明提供一种用于低地板车的散热装置，包括置于车体顶部的柜体1，柜体1内设有制动电阻2和液冷循环系统3，液冷循环系统3包括相配合的第一风机31、第一散热器32、水泵33和液冷管道34，液冷管道34伸出柜体1外用于冷却车辆的牵引电机4，第一风机31和第一散热器32设置于制动电阻2的同一侧，用于使外界冷风通过第一散热器32进行首次散热后再吹向制动电阻2进行二次散热。

作业时，冷却液在水泵33的作用下，不断地在第一散热器32、水泵33和液冷管道34内循环流动，流经牵引电机4时，冷却液带走牵引电机4的热量，对牵引电机4进行散热。当高温度的冷却液流经至第一散热器32时，第一风机31对第一散热器32进行吹风或者抽风，使得外界冷风通过第一散热器32，对第一散热器32内的冷却液进行散热，使得冷却后的冷却液又再次流经牵引电机4对其进行散热，很好的满足了牵引电机4的冷却需求。

同时，通过本发明的特殊设计，在上述第一风机31对第一散热器32进行散热的过程中，吹入或者吸入柜体1内的外界冷空气，在对第一散热器32进行首次散热后，会进一步吹向制动电阻2进行二次散热。由于第一散热器32的温度大大低于制动电阻2的温度，这使得外界冷风在首次散热时虽然带走了第一散热器32的部分温度，但其温升并不会很高，其相对于温度较高的的制动电阻2而言，仍然属于温度更低的冷风。源源不断的冷风对制动电阻2进行二次散热，又很好的解决了制动电阻2的冷却需求。

通过这样特殊的优化设计，具有如下优点：一是本发明只使用一套液冷循环系统3，却同时集成了水冷和风冷两种不同冷却模式分别对制动电阻2和牵引电机4进行散热冷却，极大了减少了冷却设备的数量，使得整个装置结构布局紧凑，集成度高，体积小、重量轻，占用空间小，很好的满足了对空间、重量、效率要求极高的低地板车车顶安装要求。二是本发明很好的结合了制动电阻2和牵引电机4不同的设备特性，利用液冷对牵引电机4进行表面散热，再利用风冷吹向缝隙极多的制动电阻2进行内部散热，散热效果极佳，满足了低地板车的散热需求。三是本发明在冷却设备集成度高的前提下，再将制动电阻2和液冷循环系统3全部集成在柜体1内，使得当出现故障需要维修时，可以直接将整个柜体1从车顶搬下，直接进行整柜替换，然后再在地面对更换的设备进行维护，既降低了高空作业的危险，又提高了维护工作效率，便于低地板车快速重新投入使用。四是本发明设计柜体1，既可以形成风道便于外界冷空气按照柜体1的导向进行集中和散热，又能够对柜内的制动电阻2和液冷循环系统3形成保护，当维修人员在车顶上频繁走动进行其他设备的维护更换时，不会对制动电阻2和液冷循环系统3造成损坏，有效延长了低地板车设备的使用寿命，降低了维护成本。

如图1、图2所示，进一步，在较佳实施例中，液冷循环系统3还包括设于柜体1内的第二风机35和第二散热器36，第二风机35和第二散热器36设于制动电阻2的另一侧，用于使外界冷风通过第二散热器36进行首次散热后从另一侧吹向制动电阻2进行二次散热。本发明通过设置两个风机、两个散热器，一是能够极大的增强液冷循环系统3的散热功率，使得液冷循环系统3不但可以满足单个牵引电机4的散热需求，还能如图1所示，满足两个甚至多个牵引电机4的散热需求，这进一步减少了冷却设备的数量，使得低地板车的冷却设备集成度高，体积小、重量轻，占用空间小。二是通过增加一个风机和散热器，使得两个风机能够分别从不同的方向吹向制动电阻2，进一步加大了对制动电阻2的散热作用，进一步保证了制动电阻2的正常运行。三是这种直列排布式的设计，只是延长了设备的长度，并没有增加设备的高度，不但大大增强了散热功率，还很好的满足了低地板车车顶安装要求。

进一步，在较佳实施例中，第一散热器32、第一风机31、制动电阻2、第二风机35和第二散热器36依次按序布置于柜体1内，第一风机31和制动电阻2之间、制动电阻2与第二风机35之间均设有竖向的第一导风板5，两块第一导风板5的左右两端和顶端均与柜体1密封连接，两块第一导风板5的底端均与柜体1底板之间留有间距以形成风道，用于将首次散热后的空气集中导向至制动电阻2的底部。通过这样特殊的优化设计，具有如下优点：

一是使得第一散热器32和第二散热器36分别布置于柜体1的两侧，使得第一散热器32和第二散热器36能够快速、直接的和外界冷空气进行接触，外界冷空气能快速的对第一散热器32和第二散热器36进行散热，快速的降低了冷却液的温度，很好的满足了牵引电机4的散热需求。二是两个风机均设置于散热器和制动电阻2的中间，在抽风使外界冷空气迅速通过散热器进行首次散热后，又能够对该空气形成持续驱动力，进一步将该空气送入至制动电阻2处进行二次散热，很好的满足了制动电阻2的散热需求。三是通过设置两块第一导风板5，使得首次散热后的冷风通过散热器后并不会流失，而是在导风板和风机之间集中，然后通过下方的风道统一送至制动电阻2处，散热效果好。四是在制动电阻2的两侧设置两块第一导风板5，使得制动电阻2处于一个腔体内，从两侧底部风道进入该腔体内的冷风也只能对制动电阻2进行散热，而不会出现流失的情况，散热效果极佳。五是在底部形成风道，使得进入制动电阻2所处腔体内的冷空气，会按照从底向上的路径，逐步流经制动电阻2的内部和外部，热交换程度高，散热效果好。

如图3所示，进一步，在较佳实施例中，第一散热器32与第一风机31之间、第二风机35与第二散热器36之间均设有竖向的风机安装板6，风机安装板6的四周均与柜体1密封连接，风机安装板6的中部开设有风机口61。通过设置两块风机安装板6，使得柜体1进一步被功能分区，两块第一导风板5和两块风机安装板6将柜体1内分隔成五个依次并列的腔室，第一散热器32、第一风机31、制动电阻2、第二风机35和第二散热器36依次按序布置于五个腔室内，一是使得柜体1整体更加牢固，受力更加平均，对柜内设备形成更好保护，工作人员在车顶频繁走动进行维护更换时，柜体1和柜内的制动电阻2和液冷循环系统3均不会发生形变和损伤，延长了设备寿命。二是形成的几个相对独立、相对密封的腔室，能将各个发热件分别隔离开来，不会发生器件串热温升的现象。三是第一导风板5和风机安装板6配合使得第一风机31和第二风机35均各自设置于一个相对密封的腔室内，使得风机抽取的冷风经过散热器后，更加集中的从底部的风道吹向制动电阻2进行散热。四是设置在风机安装板6中部的风机口61能使得风机抽吸的冷风更加集中、更加强劲快速地通过散热器，便于对散热器的快速高效散热。

如图3所示，进一步，在较佳实施例中，制动电阻2的下方设有两块对称的第二导风板7，两块第二导风板7均呈斜坡状设置，两块第二导风板7位置低的一端均固定于柜体1底板上，两块第二导风板7位置高的一端相连接且靠近制动电阻2的底面设置，用于将空气由下至上快速导向至制动电阻2底面。通过设置两块相配合的第二导风板7，使得制动电阻2的下方形成一个向上顶起的房顶状的导流区，从两侧第一导风板5下方风道吹来的冷风不会在该腔室内停留或者分散，而是会对风的角度进行调整，使得吹入的冷风分别在两个斜坡状的第二导风板7的导向下，由下向上集中流动，快速、集中地吹向制动电阻2的底部，以对制动电阻2进行快速、高效散热。

如图3所示，进一步，在较佳实施例中，每块第二导风板7的板面上均对应设有一块用于将空气均匀导向至制动电阻2底面的第三导风板8，第三导风板8靠近第二导风板7位置低的一端设置，第三导风板8与第二导风板7之间设有间距且平行设置。通过设置结构特殊的第三导风板8，使得在每块第二导风板7的板面上均进一步形成一个导流部，对冷风进行二次调整，使得经第二导风板7向上流动的冷风不会全部集中在制动电阻2的底部中央（即不会全部集中在房顶状的最尖端），而是十分均匀的吹向制动电阻2的整个底面，从而十分均匀的对制动电阻2内部各个方位进行散热，使得不会出现散热盲区或者散热温差区，散热效果极佳。

如图4所示，进一步，在较佳实施例中，柜体1的顶面于制动电阻2的上方处设有用于制动电阻2散热的散热顶板11，散热顶板11上开设有多个散热孔，散热顶板11与柜体1可拆卸连接用于对制动电阻2进行检修或拆装。通过设置散热顶板11，使得当只需要对制动电阻2进行维护或更换时，不用取出整个柜体1，即可在车顶上打开散热顶板11，然后快速的对柜内的制动电阻2进行维护，车顶作业时间短，操作方便、快捷、安全。二是散热顶板11同时也是排风散热区，从制动电阻2内吹出的热风能够通过散热顶板11上的多个散热孔快速排出柜体1外，和底部的导风板配合形成了一个上下对流的风道，散热效果好。三是散热顶板11也起到过滤的作用，防止较大异物从车顶向下落入制动电阻2腔内。

如图3、图4所示，进一步，在较佳实施例中，柜体1的侧板上设有一个以上可拆卸的绝缘密封板12，绝缘密封板12靠近制动电阻2设置用于打开时对制动电阻2进行电线连接操作。通过设置可拆卸的绝缘密封板12，使得当需要将柜体1整体更换时，能拆下绝缘密封板12然后快速的对柜内的制动电阻2等进行电线连接操作，使得更换过程快速、简单、高效，便于散热装置的整体快速安装和更换维护。为便于直接的对制动电阻2进行操作，故绝缘密封板12需设置在制动电阻2的附件，而通过将绝缘密封板12由绝缘材料制成，可有效与柜内的制动电阻2及电线形成绝缘，避免漏电情况发生，提高了设备和列车的整体安全性。

如图2、图4所示，进一步，在较佳实施例中，液冷循环系统3还包括与液冷管道34连通的膨胀水箱37，柜体1的顶板上开设有用于对膨胀水箱37进行加水的注水口，注水口上设有可拆装的密封板13。由于本散热装置需要对多个设备进行散热，故为了及时补充液冷管道34内的冷却液，本发明设置了膨胀水箱37以对液冷管道34内进行及时补充。通过在顶部开设注水口，使得当需要对膨胀水箱37进行加水时，在车顶直接打开顶部的密封板13就能进行注水操作，车顶作业时间短，操作方便、快捷、安全。

如图1、图2所示，进一步，在较佳实施例中，第一散热器32和第二散热器36上均设有快速接头组件9，第一散热器32和第二散热器36通过快速接头组件9与伸出柜体1外的液冷管道34进行快速拆装连接。通过设置快速接头组件9，使得当需要进行整柜替换，柜内的液冷循环系统3能够快速的和柜体1外的液冷管道34进行快速拆装连接，提高了更换安装的工作效率，便于低地板车快速重新投入使用。

如图3、图4所示，进一步，在较佳实施例中，柜体1的四角处均设有一个吊耳组件14，柜体1的底板上开设有多个排水孔。通过设置多个吊耳组件14，便于进行整柜替换时，能快速的将旧的柜体1从车顶内吊离，并将新的柜体1吊起安装在车顶上，操作方便、快捷。由于柜体1设置在车辆顶部，通过在设置多个排水孔，使得当车顶雨水进入柜体1内时，能够快速的通过多个排水孔排出柜体1外，有效延长了设备的寿命。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种用于低地板车的散热装置，其特征在于，包括置于车体顶部的柜体（1），所述柜体（1）内设有制动电阻（2）和液冷循环系统（3），所述液冷循环系统（3）包括相配合的第一风机（31）、第一散热器（32）、水泵（33）和液冷管道（34），所述液冷管道（34）伸出柜体（1）外用于冷却车辆的牵引电机（4），所述第一风机（31）和第一散热器（32）设置于制动电阻（2）的同一侧，用于使外界冷风通过第一散热器（32）进行首次散热后再吹向制动电阻（2）进行二次散热。

2.根据权利要求1所述的用于低地板车的散热装置，其特征在于，所述液冷循环系统（3）还包括设于柜体（1）内的第二风机（35）和第二散热器（36），所述第二风机（35）和第二散热器（36）设于制动电阻（2）的另一侧，用于使外界冷风通过第二散热器（36）进行首次散热后从另一侧吹向制动电阻（2）进行二次散热。

3.根据权利要求2所述的用于低地板车的散热装置，其特征在于，所述第一散热器（32）、第一风机（31）、制动电阻（2）、第二风机（35）和第二散热器（36）依次按序布置于柜体（1）内，所述第一风机（31）和制动电阻（2）之间、制动电阻（2）与第二风机（35）之间均设有竖向的第一导风板（5），两块所述第一导风板（5）的左右两端和顶端均与柜体（1）密封连接，两块所述第一导风板（5）的底端均与柜体（1）底板之间留有间距以形成风道，用于将首次散热后的空气集中导向至制动电阻（2）的底部。

4.根据权利要求3所述的用于低地板车的散热装置，其特征在于，所述第一散热器（32）与第一风机（31）之间、第二风机（35）与第二散热器（36）之间均设有竖向的风机安装板（6），所述风机安装板（6）的四周均与柜体（1）密封连接，所述风机安装板（6）的中部开设有风机口（61）。

5.根据权利要求3所述的用于低地板车的散热装置，其特征在于，所述制动电阻（2）的下方设有两块对称的第二导风板（7），两块所述第二导风板（7）均呈斜坡状设置，两块所述第二导风板（7）位置低的一端均固定于柜体（1）底板上，两块所述第二导风板（7）位置高的一端相连接且靠近制动电阻（2）的底面设置，用于将空气由下至上快速导向至制动电阻（2）底面。

6.根据权利要求5所述的用于低地板车的散热装置，其特征在于，每块所述第二导风板（7）的板面上均对应设有一块用于将空气均匀导向至制动电阻（2）底面的第三导风板（8），所述第三导风板（8）靠近第二导风板（7）位置低的一端设置，所述第三导风板（8）与第二导风板（7）之间设有间距且平行设置。

7.根据权利要求1至6中任意一项所述的用于低地板车的散热装置，其特征在于，所述柜体（1）的顶面于制动电阻（2）的上方处设有用于制动电阻（2）散热的散热顶板（11），所述散热顶板（11）上开设有多个散热孔，所述散热顶板（11）与柜体（1）可拆卸连接用于对制动电阻（2）进行检修或拆装。

8.根据权利要求1至6中任意一项所述的用于低地板车的散热装置，其特征在于，所述柜体（1）的侧板上设有一个以上可拆卸的绝缘密封板（12），所述绝缘密封板（12）靠近制动电阻（2）设置用于打开时对制动电阻（2）进行电线连接操作。

9.根据权利要求1至6中任意一项所述的用于低地板车的散热装置，其特征在于，所述液冷循环系统（3）还包括与液冷管道（34）连通的膨胀水箱（37），所述柜体（1）的顶板上开设有用于对膨胀水箱（37）进行加水的注水口，所述注水口上设有可拆装的密封板（13）。

10.根据权利要求2至6中任意一项所述的用于低地板车的散热装置，其特征在于，所述第一散热器（32）和第二散热器（36）上均设有快速接头组件（9），所述第一散热器（32）和第二散热器（36）通过快速接头组件（9）与伸出柜体（1）外的液冷管道（34）进行快速拆装连接。

11.根据权利要求1至6中任意一项所述的用于低地板车的散热装置，其特征在于，所述柜体（1）的四角处均设有一个吊耳组件（14），所述柜体（1）的底板上开设有多个排水孔。