CN117302279B - 一种轨道车双向多通道散热装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轨道车双向多通道散热装置，包括内外双循环散热装置、散热器和进风箱，内外双循环散热装置设置为两个，内外双循环散热装置和散热器呈品字形布置，进风箱设置在内外双循环散热装置之间，内外双循环散热装置包括圆形冷风风筒和外循环风箱，圆形冷风风筒的外圆周方向设置有散热内腔，散热内腔的外圆周方向设置有冷却腔，外循环风箱与冷却腔之间的腔体设置为外循环风腔，冷却腔中设置风管，风管设置为内外两层，风管沿冷却腔中心均匀设置，风管之间设置有扁管；完全改变了传统散热装置的散热方式，该装置采用品字形布置，大大压缩了设备的整体高度，安装更加灵活，采用双向内外循环相结合的方式，大大提高了散热效果。

Description

一种轨道车双向多通道散热装置

技术领域

本发明涉及轨道车散热冷却技术领域，具体为一种轨道车双向多通道散热装置。

背景技术

轨道车是铁路上主要运输工具，我国铁路里程数的不断增长，轨道车辆也越来越多，传动方式轨道车有机械传动、液压传动、电传动，其中目前最多的是机械传动，轨道车运行的环境比较复杂，轨道车高效稳定的散热系统，是保证轨道车辆安全运行的重要条件。

轨道车的散热装置有水散热器、中冷器、传动油散热器、液压油散热器等，最常见的是每个散热器都是单独散热，或者将各种散热器采用并联设置或者上下布置组合在一起，分别采用一台风机进行散热，各自还是相互独立，散热器一般由铝管和铝翅片组成，铝管将液体分散，并通过铝翅片增加散热面积，然后通过高速气流将热量带走，该种方式散热结构比较简单，体积大，占用轨道车辆空间；中国专利申请号202123236622.9公开了一种用于高海拔轨道车的复合散热装置，水散热器、液压油散热器和中冷器并联设置，并且分别配备一个风扇，通过高压气流将热量带走，起到散热的效果，而且还需要对液压马达的液压油散热，该种结构存在的缺点是，不仅占用个轨道车辆空间，需要多个风机，造价成本高，散热方式单一，散热效率低。

中国专利申请号202310570251.2公开了一种轨道车辆用内外双效复合散热装置，该散热装置采用一台电机同轴驱动两个叶轮散热，起到了降低成本的目的，一台散热装置能够对多种液体散热，存在的缺陷是，两个箱体共用一个冷风进口，实际使用中存在冷风进风量不足，冷却腔中的散热介质将热量交换，采用单一吹风方式，将热量带走，散热效率低，而且两个箱体还是并联设置，需要将散热装置做的高大，才能满足散热需求。

现有的散热器出厂前，需要采用高压水冲洗散热管路中的杂质，然后再采用高压热风进行烘干，由于铝管很细，冲洗时很浪费时间，冲洗困难，每个散热器至少需要五个小时冲洗；针对上述问题提出了一种轨道车双向多通道散热装置。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种轨道车双向多通道散热装置，完全改变了传统散热装置的散热方式，该装置采用品字形布置，大大压缩了设备的整体高度，安装更加灵活，采用双向内外循环相结合的方式，大大提高了散热效果，采用圆筒形散热结构，增大散热管的管径，通过多通道结构延长散热流道，实现大流量高效率的散热效果，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种轨道车双向多通道散热装置，包括内外双循环散热装置、散热器和进风箱，内外双循环散热装置设置为两个，内外双循环散热装置和散热器呈品字形布置，进风箱设置在内外双循环散热装置之间，内外双循环散热装置包括圆形冷风风筒和外循环风箱，圆形冷风风筒的外圆周方向设置有散热内腔，散热内腔的外圆周方向设置有冷却腔，外循环风箱与冷却腔之间的腔体设置为外循环风腔，冷却腔中设置风管，风管设置为内外两层，风管沿冷却腔中心均匀设置，风管之间设置有扁管，风管和扁管组成散热导流通道，风管的内层和外侧之间设置有冷却组件，冷却组件包括冷却环形室Ⅰ和冷却环形室Ⅱ，冷却环形室Ⅰ与冷却环形室Ⅱ之间通过冷却管连通，冷却环形室Ⅱ通过短接管与散热内腔连通，散热内腔中设置有螺旋散热流道，冷却环形室Ⅰ上设置有分流管，该分流管位于外循环风腔中，在液体进入到分流管后，分流管与散热器连接。

进一步的，外循环风箱的底部设置有风箱出风口，外循环风箱上部设置有风箱进风口，风箱进风口与外循环风箱相切，冷却腔的壳体外表面圆周方向设置有均匀分布的散热翅片，散热翅片上开设有均匀分布的窗口。

进一步的，圆形冷风风筒的内端设置有叶轮，叶轮出风端与圆形冷风风筒之间设置有冷风导风罩，冷风导风罩的内端设置有气流隔离槽，叶轮的外侧设置有叶轮罩，叶轮罩的圆周方向设置有均匀分布的矩形孔，外循环风箱的内侧面上设置有冷风罩，冷风罩形成的冷风室与风管连通。

进一步的，所述进风箱中设置有叶轮支架，叶轮支架上设置有动力机构，动力机构包括T型换向箱和电机，T型换向箱的两侧输出端分别连接有转轴，所述叶轮穿在转轴上，电机的输出轴通过联轴器与T型换向箱输入端连接，进风箱的后端出口与散热器连接。

进一步的，所述圆形冷风风筒的内表面沿圆周方向设置有均匀分布的导热条，导热条内侧面设置有导热环，圆形冷风风筒的外端设置有进风罩，进风罩的进口朝向前端，进风罩的外侧面上设置有与圆形冷风风筒连通的风孔，冷却腔的外侧端设置出风罩，出风罩与风管连通，风管中设置有滤风网，出风罩的出口朝向后端。

进一步的，散热器包括上箱体和下箱体，上箱体和下箱体中分别设置有隔板，上箱体与下箱体之间通过导流管连通，所述上箱体上设置有液体进口管，进口管设置为两个。

进一步的，还包括缓冲管，缓冲管设置在进风箱的顶部，分流管与缓冲管连通，下箱体的两侧分别连接有导流管，导流管的另一端与缓冲管连通。

进一步的，还包括固定底架，内外双循环散热装置、散热器、进风箱的下部均设置在固定底架上，散热内腔连接有液体出口管，液体出口管穿至外循环风箱的外侧，所述冷却腔的上部和下部分别设置有冷却液进管和冷却液出管，冷却液进管和冷却液出管分别穿至外循环风箱的外侧。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、完全改变了传统散热装置的散热方式，该装置采用品字形布置，大大压缩了设备的整体高度，安装更加灵活，采用双向内外循环相结合的方式，大大提高了散热效果，采用圆筒形散热结构，增大散热管的管径，通过多通道结构延长散热流道，实现大流量高效率的散热效果。

2、利用强制冷却和自冷却相结合的方式，实现多级散热，该装置进风量大，冷却效率高，液体在内外双循环散热装置中进行多通道流通，延长散热时间，就算在高温的环境下，也能满足散热需求。

3、扁管将风管之间相互连通，增大导热面积，互通结构提高通道的流通性，外循环风腔的外部循环冷风，就可以对液体进行冷却，实现自冷却，然后进入到冷却腔进行冷却液的热传导冷却，实现内外双散热，效果更好。

4、轨道车在行驶的时候，高速气流通过前端进风口直接进入到进风箱中，进入的直接是外部冷风，在冷风对散热器散热的同时对动力机构散热，确保动力输出稳定，冷却腔中的冷却液可以通过外循环风腔的涡旋风冷却，也可以通过风管冷却，实现内外双冷效果。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明仰视结构示意图；

图3为本发明内外双循环散热装置剖面示意图；

图4为本发明去除外循环风箱结构示意图；

图5为本发明内外双循环散热装置内部结构示意图；

图6为本发明A处放大结构示意图；

图7为本发明扁管与风管连接结构示意图；

图8为本发明冷却腔去除扁管与风管结构示意图；

图9为本发明动力机构设置位置示意图；

图10为本发明俯视结构示意图；

图11为本发明去除散热器后视结构示意图。

图中：1冷风罩、2固定底架、3内外双循环散热装置、4进风罩、5风孔、6出风罩、7散热器、8外循环风箱、9风箱出风口、10风箱进风口、11进风箱、12散热翅片、13扁管、14外循环风腔、15风管、16冷却腔、17圆形冷风风筒、18固定孔、19液体出口管、20循环管、21导流管、22下箱体、23分流管、24缓冲管、25上箱体、26液体进口管、27导热条、28导热环、29螺旋散热流道、30窗口、31散热内腔、32冷风导风罩、33叶轮罩、34叶轮、35转轴、36滤风网、37冷却环形室Ⅰ、38冷却环形室Ⅱ、39短接管、40矩形孔、41气流隔离槽、42冷却管、43电机、44叶轮支架、45 T型换向箱、46冷却液进管、47冷却液出管。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，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发明的限制。

请参阅图1-11，本发明提供一种技术方案：一种轨道车双向多通道散热装置，包括内外双循环散热装置3、散热器7和进风箱11，内外双循环散热装置3设置为两个，内外双循环散热装置3和散热器7呈品字形布置，这样布置可以整体压缩散热装置的高度，使得本装置可以安装在轨道车的顶部或者前端，进风箱11设置在内外双循环散热装置3之间，内外双循环散热装置3包括圆形冷风风筒17和外循环风箱8，圆形冷风风筒17的外圆周方向设置有散热内腔31，散热内腔31的外圆周方向设置有冷却腔16，外循环风箱8与冷却腔16之间的腔体设置为外循环风腔14，外循环风腔14、冷却腔16、散热内腔31和圆形冷风风筒17同心，他们之间相互接触，相辅相成，进行热量传递，通过内外双冷却风，确保散热高效，冷却腔16中设置风管15，风管15设置为内外两层，内侧双层风管15增加出风量的同时，增大与热量的交换面积，风管15沿冷却腔16中心均匀设置，风管15之间设置有扁管13，风管15和扁管13组成散热导流通道，该扁管13将风管15之间相互连通，增大导热面积，互通结构提高通道的流通性，散热效果更好，风管15的内层和外侧之间设置有冷却组件，冷却组件包括冷却环形室Ⅰ37和冷却环形室Ⅱ38，冷却环形室Ⅰ37与冷却环形室Ⅱ38之间通过冷却管42连通，冷却环形室Ⅱ38通过短接管39与散热内腔31连通，液体在经过冷却组件的时候，通过圆周方向均设置的冷却管42，加大散热面积，对液体进行冷却，导流管21和冷却管42的管径大于常规铝管三至五倍，其目的是就是便于吹出管中的杂质，无需浪费大量时间进行清理装置内部的杂质，散热内腔31中设置有螺旋散热流道29，然后再通过螺旋散热流道29延长液体在散热内腔31的时间，使得液体充分散热，冷却环形室Ⅰ37上设置有分流管23，该分流管23位于外循环风腔14中，在液体进入到分流管23后，分流管23与散热器7连接，通过外循环风腔14的外部循环冷风，就可以对液体进行冷却，实现自冷却，然后进入到冷却腔16进行冷却液的热传导冷却，实现内外双散热，效果更好，安装的时候在进风箱11的进口、风箱进风口10、进风罩4和出风罩6上分别设置滤网，起到对装置保护和对空气进行过滤的作用。

外循环风箱8的底部设置有风箱出风口9，外循环风箱8上部设置有风箱进风口10，风箱进风口10与外循环风箱8相切，这样可以使冷风以倾斜的角度进入到外循环风腔14，形成涡旋风，冷却腔16的壳体外表面圆周方向设置有均匀分布的散热翅片12，散热翅片12上开设有均匀分布的窗口30，通过散热翅片12传递冷却腔16的热量，利用外循环风腔14中的冷风对冷却腔16散热，窗口30增大散热翅片12的散热面积，涡旋风能够充分的将热量带走。

圆形冷风风筒17的内端设置有叶轮34，叶轮34出风端与圆形冷风风筒17之间设置有冷风导风罩32，冷风导风罩32的内端设置有气流隔离槽41，叶轮34的进风端边缘位于气流隔离槽41中， 且未与气流隔离槽41接触，从而不会影响叶轮34的转动，气流隔离槽41与叶轮34会形成相对隔离的空间，有效的防止了内部与外部之间气流的混合，叶轮34的外侧设置有叶轮罩33，叶轮罩33的圆周方向设置有均匀分布的矩形孔40，外循环风箱8的内侧面上设置有冷风罩1，冷风罩1形成的冷风室与风管15连通，在叶轮34的高速转动下，带动冷却风通过矩形孔40进入到冷风室中，然后进入到风管15中，实现热量交换。

进风箱11中设置有叶轮支架44，叶轮支架44上设置有动力机构，动力机构包括T型换向箱45和电机43，T型换向箱45的两侧输出端分别连接有转轴35，叶轮34穿在转轴35上，电机43的输出轴通过联轴器与T型换向箱45输入端连接，该动力机构位于进风箱11中，轨道车在行驶的时候，高速气流通过前端进风口直接进入到进风箱11中，进入的直接是外部冷风，在冷风对散热器7散热的同时对动力机构散热，确保动力输出稳定，进风箱11的后端出口与散热器7连接。

圆形冷风风筒17的内表面沿圆周方向设置有均匀分布的导热条27，导热条27内侧面设置有导热环28，圆形冷风风筒17与散热内腔31接触，散热内腔31为该散热装置最后一道散热结构，经过螺旋散热流道29散热后，液体的温度会被降下来，液体被排至下级管道中，导热条27和导热环28也由于传导散热内腔31的热量，液体经过前几道的散热，直接与外部冷风接触，确保最后一道散热结构的散热效果，圆形冷风风筒17的外端设置有进风罩4，进风罩4的进口朝向前端，这样在轨道车行驶的时候，气流直接进入到进风罩4中，提高进风量，进风罩4的外侧面上设置有与圆形冷风风筒17连通的风孔5，风孔5起到补充冷风的作用，冷却腔16的外侧端设置出风罩6，出风罩6与风管15连通，风管15中设置有滤风网36，滤风网36用于分散风，缓冲风速，延长风与热量的交换的时间，出风罩6的出口朝向后端，可以在出风罩6与进风罩4之间设置隔热垫，减少热量传递，避免对进入圆形冷风风筒17的冷风产生影响，出风罩6用于排出热风，热风朝后端排放，不会对进入到进风罩4内的冷风产生影响。

散热器7与内外双循环散热装置3之间的进风箱11对应，该散热器7设计为小尺寸，其目的是利用进风箱11中冷风对热体进行初步的散热，然后将初步散热后的液体分向内外双循环散热装置3进行散热，散热器7包括上箱体25和下箱体22，上箱体25和下箱体22中分别设置有隔板，隔板将箱体分割为两个空间，分别用于不同液体的散热，根据实际中使用可以对水和油液分别散热，上箱体25与下箱体22之间通过导流管21连通，上箱体25上设置有液体进口管26，进口管26设置为两个，缓冲管24设置在进风箱11的顶部，分流管23与缓冲管24连通，下箱体22的两侧分别连接有导流管21，导流管21的另一端与缓冲管24连通，导流管21设置为多根，起到分流液体作用，增加与涡旋风的接触面积。

内外双循环散热装置3、散热器7、进风箱11的下部均设置在固定底架2上，固定底架2上设置有固定孔18，通过固定孔18能够将本装置固定在轨道车的车顶或车头前端，品字形结构，压缩设备高度，不会影响轨道车辆的通过性，散热内腔31连接有液体出口管19，液体出口管19穿至外循环风箱8的外侧，冷却腔16的上部和下部分别设置有冷却液进管46和冷却液出管47，冷却液进管46和冷却液出管47分别穿至外循环风箱8的外侧，冷却液进管46用于向冷却腔16添加冷却液，冷却液出管47用于排空冷却腔16的液体。

在使用时：液体通过液体进口管26进入到上箱体25中，通过导流管21分流进入到下箱体22中，在此过程中，利用进风箱11中的冷风对液体进行初步散热，然后通过循环管20进入到缓冲管24中，经过分流管23分流进入到冷却环形室Ⅰ37中，外循环风腔14的涡旋风对液体进行散热，冷却环形室Ⅰ37经过冷却管42进入到冷却环形室Ⅱ38中，冷却管42与冷却液进行热交换，完成散热后，通过短接管39进入到螺旋散热流道29，液体通过螺旋散热流道29围绕圆形冷风风筒17外表面循环后，通过液体出口管19排出，完成对油液的多通道散热；外循环冷风的流向，在轨道车行驶中，外部冷却风通过风箱进风口10进入到外循环风箱8中，形成涡旋风，进行热交换后，通过底部的风箱出风口9排出，内部循环风冷风的流向，外部冷却风通过进风罩4或者风孔5进入到圆形冷风风筒17中，在叶轮34的带动下进入到冷风罩1内，然后改变方向进入到风管15中，在风管15中完成热量交换，然后通过出风罩6向后排出；进入到进风箱11中的冷风，将动力机构的热量带走，并进入散热器7中，将散热器7中挥发的热量带走，最后从散热器7的背面排出。

以上显示和描述了本发明的基本原理，主要特征和优点，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围。

Claims (8)

1.一种轨道车双向多通道散热装置，包括内外双循环散热装置（3）、散热器（7）和进风箱（11），其特征在于：内外双循环散热装置（3）设置为两个，内外双循环散热装置（3）和散热器（7）呈品字形布置，进风箱（11）设置在内外双循环散热装置（3）之间，内外双循环散热装置（3）包括圆形冷风风筒（17）和外循环风箱（8），圆形冷风风筒（17）的外圆周方向设置有散热内腔（31），散热内腔（31）的外圆周方向设置有冷却腔（16），外循环风箱（8）与冷却腔（16）之间的腔体设置为外循环风腔（14），冷却腔（16）中设置风管（15），风管（15）设置为内外两层，风管（15）沿冷却腔（16）中心均匀设置，风管（15）之间设置有扁管（13），风管（15）和扁管（13）组成散热导流通道，风管（15）的内层和外侧之间设置有冷却组件，冷却组件包括冷却环形室Ⅰ（37）和冷却环形室Ⅱ（38），冷却环形室Ⅰ（37）与冷却环形室Ⅱ（38）之间通过冷却管（42）连通，冷却环形室Ⅱ（38）通过短接管（39）与散热内腔（31）连通，散热内腔（31）中设置有螺旋散热流道（29），冷却环形室Ⅰ（37）上设置有分流管（23），该分流管（23）位于外循环风腔（14）中，在液体进入到分流管（23）后，分流管（23）与散热器（7）连接。

2.根据权利要求1所述的一种轨道车双向多通道散热装置，其特征在于：外循环风箱（8）的底部设置有风箱出风口（9），外循环风箱（8）上部设置有风箱进风口（10），风箱进风口（10）与外循环风箱（8）相切，冷却腔（16）的壳体外表面圆周方向设置有均匀分布的散热翅片（12），散热翅片（12）上开设有均匀分布的窗口（30）。

3.根据权利要求1所述的一种轨道车双向多通道散热装置，其特征在于：圆形冷风风筒（17）的内端设置有叶轮（34），叶轮（34）出风端与圆形冷风风筒（17）之间设置有冷风导风罩（32），冷风导风罩（32）的内端设置有气流隔离槽（41），叶轮（34）的外侧设置有叶轮罩（33），叶轮罩（33）的圆周方向设置有均匀分布的矩形孔（40），外循环风箱（8）的内侧面上设置有冷风罩（1），冷风罩（1）形成的冷风室与风管（15）连通。

4.根据权利要求3所述的一种轨道车双向多通道散热装置，其特征在于：进风箱（11）中设置有叶轮支架（44），叶轮支架（44）上设置有动力机构，动力机构包括T型换向箱（45）和电机（43），T型换向箱（45）的两侧输出端分别连接有转轴（35），叶轮（34）穿在转轴（35）上，电机（43）的输出轴通过联轴器与T型换向箱（45）输入端连接，进风箱（11）的后端出口与散热器（7）连接。

5.根据权利要求1所述的一种轨道车双向多通道散热装置，其特征在于：圆形冷风风筒（17）的内表面沿圆周方向设置有均匀分布的导热条（27），导热条（27）内侧面设置有导热环（28），圆形冷风风筒（17）的外端设置有进风罩（4），进风罩（4）的进口朝向前端，进风罩（4）的外侧面上设置有与圆形冷风风筒（17）连通的风孔（5），冷却腔（16）的外侧端设置出风罩（6），出风罩（6）与风管（15）连通，风管（15）中设置有滤风网（36），出风罩（6）的出口朝向后端。

6.根据权利要求1所述的一种轨道车双向多通道散热装置，其特征在于：散热器（7）包括上箱体（25）和下箱体（22），上箱体（25）和下箱体（22）中分别设置有隔板，上箱体（25）与下箱体（22）之间通过导流管（21）连通，上箱体（25）上设置有液体进口管（26），进口管（26）设置为两个。

7.根据权利要求6所述的一种轨道车双向多通道散热装置，其特征在于：还包括缓冲管（24），缓冲管（24）设置在进风箱（11）的顶部，分流管（23）与缓冲管（24）连通，下箱体（22）的两侧分别连接有导流管（21），导流管（21）的另一端与缓冲管（24）连通。

8.根据权利要求1所述的一种轨道车双向多通道散热装置，其特征在于：还包括固定底架（2），内外双循环散热装置（3）、散热器（7）、进风箱（11）的下部均设置在固定底架（2）上，散热内腔（31）连接有液体出口管（19），液体出口管（19）穿至外循环风箱（8）的外侧，冷却腔（16）的上部和下部分别设置有冷却液进管（46）和冷却液出管（47），冷却液进管（46）和冷却液出管（47）分别穿至外循环风箱（8）的外侧。