一种走行风冷式换热器

摘要

本发明提供一种走行风冷式换热器，包括热交换组件，所述热交换组件包括第一热交换器及第二热交换器，所述第一热交换器及第二热交换器均设有风道，所述第一热交换器的风道沿走行风向设置，所述第二热交换器的风道为上下设置。本发明具有保证换热器在无风机情况下散热可靠性的优点。

权利要求

1.一种走行风冷式换热器，包括热交换组件，其特征在于，所述热交换组件包括第一热交换器及第二热交换器，所述第一热交换器及第二热交换器均设有风道，所述第一热交换器的风道沿走行风向设置，所述第二热交换器的风道为上下设置。

2.根据权利要求1所述的走行风冷式换热器，其特征在于，所述第一热交换器及所述第二热交换器均包括主管路及多个换热芯体，多个所述换热芯体沿主管路的长度方向依次排列布置，所述风道设于所述换热芯体上。

3.根据权利要求2所述的走行风冷式换热器，其特征在于，所述主管路与换热芯体之间通过导流片连通。

4.根据权利要求2所述的走行风冷式换热器，其特征在于，所述第一热交换器与所述第二热交换器为层叠布置，相邻所述第一热交换器的换热芯体之间设有所述第二热交换器的换热芯体。

5.根据权利要求4所述的走行风冷式换热器，其特征在于，所述第一热交换器的换热芯体与所述第二热交换器的换热芯体底部平齐，所述第一热交换器的换热芯体顶部高于所述第二热交换器的换热芯体顶部。

6.根据权利要求2至5任意一项所述的走行风冷式换热器，其特征在于，所述换热芯体为板翅式换热芯体。

7.根据权利要求1至5任意一项所述的走行风冷式换热器，其特征在于，所述第一热交换器与第二热交换器通过交换器连通管连通。

8.根据权利要求7所述的走行风冷式换热器，其特征在于，所述热交换组件为两组，两组所述热交换组件通过组件连通管连通，所述组件连通管与所述交换器连通管呈对角布置。

9.根据权利要求8所述的走行风冷式换热器，其特征在于，两组所述热交换组件上分别设有进液口及出液口，所述进液口及出液口均与对应所述热交换组件的交换器连通管呈对角布置。

10.根据权利要求9所述的走行风冷式换热器，其特征在于，所述第一热交换器及第二热交换器的其中一个上设有安装组件连通管的安装孔，另一个上设有进液口及出液口。

说明书

一种走行风冷式换热器

技术领域

[0001] 本发明涉及换热领域，尤其涉及一种走行风冷式换热器。

背景技术

[0002] 近年来，轨道交通行业发展迅猛，功率模块作为其中的关键部件得到了重要的应用，为了满足轨道交通的应用要求，功率模块的集成度越来越高，发热功率越来越大，研究发现热失效已经成为其主要的失效形式，特别是在恶劣的工况下，经常出现故障，因此热管理问题已经成为电子设备发展过程中一种亟待解决的瓶颈。然而要有效的控制电子元器件的结温，不仅需要性能良好的热沉，更需要性能良好的换热器，因为热量最终都是通过换热器散发到周围环境中，若换热器性能优越，则可有效降低热平衡系统的温升，使电子元器件在一个良好的温度范围内工作，不会因过热而出现故障，同时其承受高热脉冲的能力也得到增强，可提高电子设备的安全可靠性，对降低其故障率具有重要的影响。

[0003] 在轨道交通或大功率散热领域，通常依靠走行风代替风机提供驱动力，驱动风与换热器进行热交换，但受体积尺寸限制，且热交换器安装在柜体底部，其严重影响了车体静止时的自然对流散热。具体讲，车辆静止时通常辅助设备(如空调、风机、水泵等)依旧运行，此时换热器热损耗高，当车辆长时间静止运行时，容易出现散热困难、水温持续升高等现象，严重时将导致换热器失效，辅助设备因高温停止运行等问题。因此，迫切需要一种能同时解决走行时和静止时散热问题的换热器。

发明内容

[0004] 本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种保证了换热器在无风机情况下散热可靠性的走行风冷式换热器。

[0005] 为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

[0006] 一种走行风冷式换热器，包括热交换组件，所述热交换组件包括第一热交换器及第二热交换器，所述第一热交换器及第二热交换器均设有风道，所述第一热交换器的风道沿走行风向设置，所述第二热交换器的风道为上下设置。

[0007] 作为上述技术方案的进一步改进：

[0008] 所述第一热交换器及所述第二热交换器均包括主管路及多个换热芯体，多个所述换热芯体沿主管路的长度方向依次排列布置，所述风道设于所述换热芯体上。

[0009] 所述主管路与换热芯体之间通过导流片连通。

[0010] 所述第一热交换器与所述第二热交换器为层叠布置，相邻所述第一热交换器的换热芯体之间设有所述第二热交换器的换热芯体。

[0011] 所述第一热交换器的换热芯体与所述第二热交换器的换热芯体底部平齐，所述第一热交换器的换热芯体顶部高于所述第二热交换器的换热芯体顶部。

[0012] 所述换热芯体为板翅式换热芯体。

[0013] 所述第一热交换器与第二热交换器通过交换器连通管连通。

[0014] 所述热交换组件为两组，两组所述热交换组件通过组件连通管连通，所述组件连通管与所述交换器连通管呈对角布置。

[0015] 两组所述热交换组件上分别设有进液口及出液口，所述进液口及出液口均与对应所述热交换组件的交换器连通管呈对角布置。

[0016] 所述第一热交换器及第二热交换器的其中一个上设有安装组件连通管的安装孔，另一个上设有进液口及出液口。

[0017] 与现有技术相比，本发明的优点在于：

[0018] 本发明设置有第一热交换器及第二热交换器，同时，在第一热交换器上设有沿走行风向设置的风道，在第二热交换器上设有上下设置的风道，使得车辆在行走及静止时可分别通过第一热交换器及第二热交换器进行换热器的风冷散热，有效解决了静止时换热器散热困难导致的换热器失效、辅助设备无法运行的问题，保证了换热器在无风机情况下的散热可靠性，其节约能源，设备安全性高。

附图说明

[0019] 在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：

[0020] 图1是本发明的主视图。

[0021] 图2是本发明的左视图。

[0022] 图3是图2的A部的放大示意图。

[0023] 图4是图2的B部的放大示意图。

[0024] 图5是第一换热芯体的结构示意图。

[0025] 图6是第二换热芯体的结构示意图。

[0026] 图7是换热器的原理图

[0027] 图8是第一热交换器的原理图。

[0028] 图9是第二热交换器的原理图。

[0029] 图10是导流片的结构示意图。

[0030] 在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

[0031] 图中各标号表示：

[0032] 1、第一热交换器；2、第二热交换器；3、风道；4、主管路；5、换热芯体；51、第一换热芯体；52、第二换热芯体；6、导流片；61、主管路连通口；62、换热芯体连通孔；7、交换器连通管；8、组件连通管；9、进液口；10、出液口。

具体实施方式

[0033] 下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明，但并不因此而限制本发明的保护范围。

[0034] 如图1至图10所示，本实施例的走行风冷式换热器，包括热交换组件，热交换组件包括第一热交换器1及第二热交换器2，第一热交换器1及第二热交换器2均设有风道3，第一热交换器1的风道3沿走行风向设置，第二热交换器2的风道3为上下设置。本发明设置有第一热交换器1及第二热交换器2，同时，在第一热交换器1上设有沿走行风向设置的风道3，主要解决走行时的散热问题，对自然冷却亦有一定辅助作用；在第二热交换器2上设有上下设置的风道3，主解决静止时的自然冷却散热问题，对走行时的散热亦有一定辅助作用，即本发明在车辆行走及静止时可分别通过第一热交换器1及第二热交换器2进行换热器的风冷散热，有效解决了静止时换热器散热困难导致的换热器失效、辅助设备无法运行的问题，保证了换热器在无风机情况下的散热可靠性，其节约能源，且设备安全性高。

[0035] 本实施例中，第一热交换器1及第二热交换器2均包括主管路4及多个换热芯体5，多个换热芯体5沿主管路4的长度方向依次排列布置，如图5、图6所示，风道3设于换热芯体5上。本实施例中，主管路4与换热芯体5之间通过导流片6连通，使得主管路4与换热芯体5在不同高度上可相互连通，如图10所示，导流片6上设有与主管路4连通的主管路连通口61及与换热芯体5的水翅片连通的换热芯体连通孔62。

[0036] 本实施例中，第一热交换器1与第二热交换器2为层叠布置，相邻第一热交换器1的换热芯体5之间设有第二热交换器2的换热芯体5，使得第一热交换器1与第二热交换器2错位布置。

[0037] 本实施例中，第一热交换器1的换热芯体5与第二热交换器2的换热芯体5底部平齐，第一热交换器1的换热芯体5顶部高于第二热交换器2的换热芯体5顶部，有效增加了第一热交换器1与车底部的空隙，利用车辆静止时的自然对流换热；同时，车辆行走时，减弱了第二热交换器2的换热芯体5对第一热交换器1的换热芯体5的阻挡，有利于提供通过第一热交换器1的换热芯体5的风速，达到提升散热效果的作用。

[0038] 本实施例中，第一热交换器1的换热芯体5为第一换热芯体51，第二热交换器2的换热芯体5为第二换热芯体52，如图1所示，第二换热芯体52的散热面积大于第一换热芯体51的散热面积。

[0039] 如图1所示，本实施例中，热交换组件为两组，两组热交换组件为对称布置，两组热交换组件的设置能充分利用走行风，有效延长了高温冷却液的换热时间，提高了换热效率。

[0040] 本实施例中，两组热交换组件通过组件连通管8连通；如图3所示，第一热交换器1与第二热交换器2通过交换器连通管7连通，组件连通管8与交换器连通管7呈对角布置，使得冷却液在热交换器内充分流动，保证散热效果。

[0041] 本实施例中，两组热交换组件上分别设有进液口9及出液口10，进液口9及出液口10位置处设有水管接头，进液口9及出液口10均与对应热交换组件的交换器连通管7呈对角布置，使得冷却液在热交换器内充分流动，保证散热效果。本实施例中，进液口9及出液口10的位置可互换，互换后冷却液的流动方向将相反。

[0042] 本实施例中，第二热交换器2上设有安装组件连通管8的安装孔，第一热交换器1上设有进液口9及出液口10，在其他实施例中，也可将组件连通管8的安装孔设置在第一热交换器1上，进液口9及出液口10设置在第二热交换器2上。

[0043] 本实施例中，换热芯体5为板翅式换热芯体，板翅式换热芯体的板束数量可根据实际换热情况设置。本实施例中，板翅式换热芯体的翅片结构采用平直形，在其他实施例中，也可根据实际情况采用锯齿形、波纹形、多孔形、百叶窗形等结构形式的翅片结构。本实施例中，第一热交换器1及第二热交换器2的材料为铝合金，各部件间采用焊接方式连接。

[0044] 如图7至图9所示，本实施例中，当功率模块的冷却系统运行时，从功率模块获取热量的高温冷却液从进液口9进入第一热交换器1，在第一热交换器1流动后通过交换器连通管7进入位于第一热交换器1底部的第二热交换器2，之后通过组件连通管8流入另一第二热交换器2内，在第二热交换器2中流动后又经交换器连通管7进入位于其上部的第一热交换器1，最后变成低温冷却液从出液口10处回到冷却系统中。在上述过程中，若车辆处于行走状态，走行风沿着第一热交换器1的风道3流动并将热量带走，流经第二热交换器2时，会在垂直于第二热交换器2的风道3方向产生巨大的压差，此时在第二热交换器2的风道3中产生二次气流，热量再一次被带走，使得高温冷却液得到最大程度的热量散发。若车辆处于静止状态，第二热交换器2利用空气自由浮升沉降实现高温冷却液的热量散发。

[0045] 虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。