CN215909735U - 一种具有改进结构的环路热管牵引变流器冷却系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种具有改进结构的环路热管牵引变流器冷却系统，属于铁路电子设备制冷和传热技术领域，包括冷却基板、蒸发器、散热元件、蒸汽管线以及冷凝器；还包括散热翅片，所述散热翅片的一端与所述冷凝器相连接，蒸发器包括蒸发器壳体、毛细芯、液体引管、液体核心、蒸汽槽道和导热硅胶，蒸汽槽道位于毛细芯的外围，毛细芯位于液体核心的外围，液体核心位于液体引管的外围，储液器内装有液体工质；毛细芯设于储液器的外侧。本实用新型的具有改进结构的环路热管牵引变流器冷却系统，在蒸发器中，增加了毛细芯的孔隙率，在冷凝器端，增加了散热翅片，使整体系统更加高效传热。

Description

一种具有改进结构的环路热管牵引变流器冷却系统

技术领域

本实用新型涉及一种具有改进结构的环路热管牵引变流器冷却系统，应用多蒸发器环路热管技术对牵引变流器冷却系统进行设计，实现牵引变流器安全、高效、节能的冷却系统，属于铁路电子设备制冷和传热技术领域。

背景技术

目前，随着高速铁路车辆的快速发展，大部分车辆靠电力牵引，其中牵引变流器的核心部件IGBT在列车运行过程中产生大量的热，这些热量若不及时有效的排散，会严重影响IGBT使用寿命，甚至影响列车行车安全。目前，高速电动车组牵引变流器冷却系统主要包括两种：一种是水冷却系统；另外一种是常规热管(重力热管)冷却系统。两种冷却方式都存在各自的缺点。对于水冷方式，一方面，单相对流的换热性能较差；另一方面，工质的循环需要消耗额外的泵功，且泵的寿命和运行过程可能出现的泄漏也是这种冷却方式的技术缺点。常规热管多为金属刚性体，且内部存在气液逆流现象，对其布置方式以及传热能力造成限制。

本发明人于2018年07月05日申请了专利号为201821060845.X的中国实用新型专利，公开的技术方案如下：一种基于环路热管的牵引变流器冷却装置，其特征在于：包括冷却基板、蒸发器、散热元件、蒸汽管线、液体管线以及冷凝器；其中，蒸发器和冷凝器嵌在冷却基板上，蒸发器的一端与冷凝器的一端之间通过蒸汽管线相连接，冷凝器的另一端通过液体管线与蒸发器的另一端相连接，形成闭路循环，散热元件位于蒸发器的外围，散热元件安装在冷却基板上，散热元件和冷却基板之间设有导热硅胶；蒸发器包括储液器、毛细芯和蒸汽槽道，储液器内装有液体工质；毛细芯设于储液器的外侧，蒸汽槽道设于毛细芯的外围，蒸汽槽道与蒸汽管线相连接。

本发明人在实践过程中发现，上述基于环路热管的牵引变流器冷却装置有如下不足之处：原系统单套循环功率200W左右，单套传热能力会影响产品中使用过程的设计排布，且循环系统过多也增加使用过程的风险。

因此，提供一种改进的基于环路热管的牵引变流器冷却系统，加强环路热管的单套传热能力，增强实用性，就成为该技术领域急需解决的技术难题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种改进的基于环路热管的牵引变流器冷却系统，在蒸发器中，增加了毛细芯的孔隙率，在冷凝端增加了散热翅片，使整体系统更加高效传热。

本实用新型的上述目的是通过以下技术方案实现的：

一种具有改进结构的环路热管牵引变流器冷却系统，包括冷却基板、蒸发器、散热元件、蒸汽管线以及冷凝器；其中，蒸发器和冷凝器嵌在冷却基板上，蒸发器的一端与冷凝器的一端之间通过蒸汽管线相连接，冷凝器的另一端通过蒸汽管线与蒸发器的另一端相连接，形成闭路循环，散热元件位于蒸发器的外围，散热元件安装在冷却基板上，散热元件和冷却基板之间设有导热硅胶；其特征在于：还包括散热翅片，所述散热翅片的一端与所述冷凝器相连接，蒸发器包括蒸发器壳体、毛细芯、液体引管、液体核心、蒸汽槽道和导热硅胶，蒸汽槽道位于毛细芯的外围，毛细芯位于液体核心的外围，液体核心位于液体引管的外围，储液器内装有液体工质；毛细芯设于储液器的外侧。

优选地，所述毛细芯的孔隙率为45％-65％，优选55％。

优选地，冷凝器嵌在散热翅片凹槽里。

优选地，所述蒸发器为2-8组。

优选地，所述蒸发器为4组。

优选地，所述4组蒸发器为两排两列排列。

优选地，所述液体工质是氨(R717)。

优选地，所述储液器为T型，其突出部的三面设有毛细芯。

优选地，所述散热元件位于蒸发器的两侧，分别为4个。

优选地，所述基于环路热管的牵引变流器冷却装置还设有冷风机组，与散热翅片的一端相连接。

优选地，所述冷风机组为两个，分别位于所述冷凝器的两侧。

本实用新型的优点：

本实用新型的具有改进结构的环路热管牵引变流器冷却系统，在蒸发器中，增加了毛细芯的孔隙率，在冷凝端增加了散热翅片，使整体系统更加高效传热。

下面通过附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明，但并不意味着对本实用新型保护范围的限制。

附图说明

图1是本实用新型实施例1的具有改进结构的环路热管牵引变流器冷却系统的结构示意图。

图2是本实用新型实施例1的具有改进结构的环路热管牵引变流器冷却系统中冷凝器的结构示意图。

图3是本实用新型实施例1的具有改进结构的环路热管牵引变流器冷却系统中蒸发器的局部放大结构示意图。

主要零部名称

1 储液器 2 毛细芯

3 散热元件 4 蒸汽槽道

5 蒸汽管线 6 冷却基板

7 冷凝器 8 冷风机组

9 散热翅片 10 液体引管

11 液体核心 12 导热硅胶

具体实施方式

实施例1

如图1所示，是本实用新型实施例1的具有改进结构的环路热管牵引变流器冷却系统的结构示意图；如图2所示，是本实用新型实施例1的具有改进结构的环路热管牵引变流器冷却系统中冷凝器的结构示意图；如图3所示，是本实用新型实施例1的具有改进结构的环路热管牵引变流器冷却系统中蒸发器的局部放大结构示意图；其中，1为储液器，2为毛细芯，3为散热元件，4为蒸汽槽道，5为蒸汽管线，6为冷却基板，7为冷凝器，8为冷风机组，9为散热翅片，10为液体引管，11为液体核心，12为导热硅胶；本实用新型实施例1的具有改进结构的环路热管牵引变流器冷却系统包括储液器1，毛细芯2，散热元件3，蒸汽槽道4，蒸汽管线5，冷却基板6，冷凝器7，冷风机组8，散热翅片9，液体引管10，液体核心11，导热硅胶12；本实施例的冷却基板6上嵌有二组蒸发器和一个冷凝器7，蒸发器与冷凝器7的一端之间通过蒸汽管线5相连接，冷凝器7的另一端通过液体管线与蒸发器中的储液器1相连接，形成闭路循环；每组蒸发器包括一个储液器1，储液器1内装有液体工质，该液体工质是氨(R717)；储液器1为T型，其突出部的三面设有毛细芯2，毛细芯2的外围设有蒸汽槽道4，毛细芯2与蒸汽管线5的一端相连接(蒸汽管线5深入T型储液器中的毛细芯2)，蒸汽管线5的另一端与冷凝器7的一端相连接；在蒸发器的两侧各设有4个散热元件3，散热元件3安装在冷却基板6上，散热元件3和冷却基板6之间设有导热硅胶12，散热元件3产生的废热经导热硅胶12传导至冷却基板6中；毛细芯2表面处的液体工质吸收由冷却基板6传输而来的热量后蒸发，经由蒸汽槽道4汇集至蒸汽管线5中，在毛细管力的驱动下，蒸汽工质循环至冷凝器7中，被冷凝器7冷边的环境空气所冷却，放出热量后重新凝结为液态并通过液体管道返回蒸发器的储液器1中；形成一个完整的循环；冷凝器7为冷凝管，冷凝管嵌在散热翅片9的凹槽里，散热翅片9的另一侧与冷风机组8相连接，冷风机组8为风扇，蒸发器包括蒸发器壳体、毛细芯2、液体引管10、液体核心11、蒸汽槽道4和导热硅胶12；蒸汽槽道4位于毛细芯2的外围，毛细芯2位于液体核心11的外围，液体核心11位于液体引管10的外围；毛细芯2的孔隙率为55％。

实施例2

本实用新型实施例2的具有改进结构的环路热管牵引变流器冷却系统包括储液器1，毛细芯2，散热元件3，蒸汽槽道4，蒸汽管线5，冷却基板6，冷凝器7，9为导热硅胶，10为液体引管，11为液体核心；其中，冷却基板6上嵌有五组蒸发器和一个冷凝器7，蒸发器与冷凝器7的一端之间通过蒸汽管线5相连接，冷凝器7的另一端通过液体管线与蒸发器中的储液器相连接，形成闭路循环；每组蒸发器包括一个储液器1，储液器1内装有液体工质，该液体工质是氨(R717)；储液器1的三面设有毛细芯2，毛细芯2的外围设有蒸汽槽道4，毛细芯2与蒸汽管线5的一端相连接，蒸汽管线5的另一端与冷凝器7的一端相连接，冷凝器7的两侧各设有冷风机组8，用于冷凝器7的进一步冷却；在蒸发器的两侧各设有5个散热元件3，散热元件3安装在冷却基板6上，散热元件3和冷却基板6之间设有导热硅胶，散热元件3产生的废热经导热硅胶传导至冷却基板6中；毛细芯2表面处的液体工质吸收由冷却基板6传输而来的热量后蒸发，经由蒸汽槽道4汇集至蒸汽管线5中，在毛细管力的驱动下，蒸汽工质循环至冷凝器7中，被冷凝器7冷边的环境空气所冷却，放出热量后重新凝结为液态并通过液体管道返回蒸发器的储液器1中；形成一个完整的循环；蒸发器包括蒸发器壳体、毛细芯2、液体引管10、液体核心11、蒸汽槽道4和导热硅胶12；蒸汽槽道4位于毛细芯2的外围，毛细芯2位于液体核心11的外围，液体核心11位于液体引管10的外围，毛细芯2的孔隙率为65％。

本实用新型的具有改进结构的环路热管牵引变流器冷却系统，在蒸发器中，增加了毛细芯的孔隙率，在冷凝端增加了散热翅片，使整体系统更加高效传热。

本实用新型的改进的基于环路热管的牵引变流器冷却系统，加强环路热管的单套传热能力，增强实用性。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种具有改进结构的环路热管牵引变流器冷却系统，包括冷却基板、蒸发器、散热元件、蒸汽管线以及冷凝器；其中，蒸发器和冷凝器嵌在冷却基板上，蒸发器的一端与冷凝器的一端之间通过蒸汽管线相连接，冷凝器的另一端通过蒸汽管线与蒸发器的另一端相连接，形成闭路循环，散热元件位于蒸发器的外围，散热元件安装在冷却基板上，散热元件和冷却基板之间设有导热硅胶；其特征在于：还包括散热翅片，所述散热翅片的一端与所述冷凝器相连接，蒸发器包括蒸发器壳体、毛细芯、液体引管、液体核心、蒸汽槽道和导热硅胶，蒸汽槽道位于毛细芯的外围，毛细芯位于液体核心的外围，液体核心位于液体引管的外围，储液器内装有液体工质；毛细芯设于储液器的外侧。

2.根据权利要求1所述的具有改进结构的环路热管牵引变流器冷却系统，其特征在于：所述毛细芯的孔隙率为45-65％。

3.根据权利要求2所述的具有改进结构的环路热管牵引变流器冷却系统，其特征在于：冷凝器嵌在散热翅片凹槽里。

4.根据权利要求3所述的具有改进结构的环路热管牵引变流器冷却系统，其特征在于：所述蒸发器为2-8组。

5.根据权利要求4所述的具有改进结构的环路热管牵引变流器冷却系统，其特征在于：所述蒸发器为4组。

6.根据权利要求5所述的具有改进结构的环路热管牵引变流器冷却系统，其特征在于：所述4组蒸发器为两排两列排列。

7.根据权利要求6所述的具有改进结构的环路热管牵引变流器冷却系统，其特征在于：所述液体工质是氨。

8.根据权利要求7所述的具有改进结构的环路热管牵引变流器冷却系统，其特征在于：所述储液器为T型，其突出部的三面设有毛细芯。

9.根据权利要求8所述的具有改进结构的环路热管牵引变流器冷却系统，其特征在于：所述散热元件位于蒸发器的两侧，分别为4个。

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