(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210530572.5 (22)申请日 2022.05.16 (71)申请人 中南大学 地址 410083 湖南省长 沙市岳麓区麓山 南 路932号 (72)发明人 饶政华　余绍宏　张子尚　郭耀　 罗松　季家伟　彭春杰　 (74)专利代理 机构 长沙市融智专利事务所(普 通合伙) 43114 专利代理师 赵春生 (51)Int.Cl. H05K 7/20(2006.01) (54)发明名称 一种用于电力机车牵引系统的相变蓄冷式 散热装置 (57)摘要 本发明公开了一种用于电力机车牵引系统 的相变蓄冷式散热装置， 包括冷却塔以及设置在 冷却塔一侧的废热驱动相变蓄冷结构， 所述废热 驱动相变蓄冷结构包括外壳、 夹层气流通道以及 相变材料腔， 所述外壳一侧壁的底部和顶部分别 设置有进气口和热气流出口， 所述进气口和热气 流出口均与夹层气流通道连通， 所述夹层气流通 道与冷却塔二者正对侧壁的顶部分别开设有对 接连通的冷气流出口和冷气流进口， 所述相变材 料腔内填充有相变材料； 所述夹层气流通道与冷 却塔对应侧壁之间形成管道废热利用腔， 所述油 管路和水管路延伸至管道废热利用腔。 采用本申 请的相变蓄冷式散热装置， 提高了冷却效率， 降 低了散热能耗。 权利要求书1页 说明书4页 附图3页 CN 114845529 A 2022.08.02 CN 114845529 A 1.一种用于电力 机车牵引系统的相变蓄冷式散热装置， 包括冷却塔(1)、 设置在 冷却塔 内的风机(2)以及延伸至冷却塔内的油管路(3)和水管路(4)， 所述冷却塔的顶部和底部分 别开设有进风口(101)和排风口(102)； 其特征在于： 所述冷却塔的一侧设置有废热驱动相 变蓄冷结构， 所述废热驱动相变蓄冷结构包括外壳(5)、 设置外壳内的夹层气流通道(6)以 及设置在夹层气流通道至少一侧的相变材料腔(7)， 所述外壳一侧壁的底部和顶部分别设 置有进气口(501)和热气流出口(502)， 所述进气口和热气流出口均与夹层气流通道连通， 所述夹层气流通道与冷却塔二者正对侧壁的顶部 分别开设有对接连通的冷气流出口(503) 和冷气流进口(103)， 所述热气流出口、 冷气流出口和冷气流进口均配备有阀门， 所述相变 材料腔内填充有相变材料； 所述夹层气流通道与冷却塔对应侧壁之 间形成管道废热利用腔 (9)， 所述油管路和水 管路延伸至管道废热利用腔。 2.根据权利要求1所述的用于电力 机车牵引系统 的相变蓄冷式散热装置， 其特征在于： 所述夹层气流 通道(6)的两侧均设置有相变材 料腔(7)。 3.根据权利要求2所述的用于电力 机车牵引系统 的相变蓄冷式散热装置， 其特征在于： 所述管道废热利用腔(9)设置在对应侧相变材 料腔的顶部 。 4.根据权利要求3所述的用于电力 机车牵引系统 的相变蓄冷式散热装置， 其特征在于： 所述油管路(3)和水 管路(4)在管道废热利用腔(9)内 紧贴夹层气流 通道(6)布置 。 5.根据权利要求4所述的用于电力 机车牵引系统 的相变蓄冷式散热装置， 其特征在于： 所述油管路(3)和水 管路(4)在管道废热利用腔(9)内呈盘管 形式布置 。 6.根据权利要求1 ‑5任意一项所述的用于电力机车牵引系统的相变蓄冷式散热装置， 其特征在于： 所述相变材 料腔内沿竖向间隔设置有 多块隔板(8)。 7.根据权利要求6所述的用于电力 机车牵引系统 的相变蓄冷式散热装置， 其特征在于： 所述相变材料腔(7)的左侧内壁和右侧内壁均沿竖向间隔设置有多块隔板， 所述左侧的隔 板和右侧的隔板交替布置， 所述隔板的宽度比相变材 料腔的宽度小。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114845529 A 2一种用于电力机车牵引系统的相变蓄冷式散热装 置 技术领域 [0001]本发明涉及电力机车散热技术领域， 具体涉及一种用于电力机车牵引系统的相变 蓄冷式散热装置 。 背景技术 [0002]在高海拔地区的铁路 中， 隧道内外具有相当大的温差， 最高可达到40℃左右。 隧道 内外巨大 的温差给电力机车冷却塔的运行带来挑战， 尤其是在隧道内高温的工况下， 冷却 塔的冷却效率较低。 一方面， 高温可能导致牵引变压器和牵引变流器过热而产生磨损等不 利后果； 另一方面， 高温使风冷的效率降低， 造成牵引系统散热所需的风机等设备功率提 高， 大幅度增 加能耗。 [0003]现有的电力机车冷却塔大多采用强迫风冷的方式， 利用冷却塔内的风机抽取外部 空气， 然后对冷却塔内牵引变压器的油管路和牵引变流器的水管路进行强迫对流散热。 冷 却塔的运行模式单一， 在隧道内空气温度较高时， 风冷的效率明显下降， 导致需要 更大的风 机功率， 造成更高的能耗。 隧道外的低温空气具有天然且充足的冷量， 但冷却塔无法利用这 部分冷量用于隧道内的冷却中。 此外， 冷却塔在运行过程中会产生大量的废热， 而这部 分废 热均散失到空气中而无法被利用。 发明内容 [0004]有鉴于此， 本发明的目的在于提供一种用于电力机车牵引系统的相变蓄冷式散热 装置， 以便提高冷却效率， 降低散热能耗。 [0005]本发明通过以下技 术手段解决上述问题： [0006]一种用于电力机车牵引系统的相变蓄冷式散热装置， 包括冷却塔、 设置在冷却塔 内的风机以及延伸至冷却塔内的油管路和水管路， 所述冷却塔的顶部和底部分别开设有进 风口和排风口； 所述冷却塔的一侧设置有废热驱动相 变蓄冷结构， 所述废热驱动相变蓄冷 结构包括外壳、 设置外壳内的夹层气流通道以及设置在夹层气流通道至少一侧的相变材料 腔， 所述外壳一侧 壁的底部和顶部分别 设置有进气口和热气流出 口， 所述进气口和热气流 出口均与夹层气流通道连通， 所述夹层气流通道与冷却塔二者正对侧壁的顶部 分别开设有 对接连通的冷气流出 口和冷气流进口， 所述热气流出 口、 冷气流出 口和冷气流进口均配备 有阀门， 所述相 变材料腔 内填充有相变材料； 所述夹层气流通道与冷却塔对应侧 壁之间形 成管道废热利用腔， 所述油管路和水 管路延伸至管道废热利用腔。 [0007]在隧道外工作时， 进气口和热气流出口保持开启， 冷气流出口和 冷气流进口保持 关闭， 管道废热利用腔内通过油管路和水管路散热产生的废热经夹层气流通道侧壁传递至 夹层气流通道内， 从进气口吸入的冷空气在废热 的驱动下上升， 与相变材料进行换热后 从 热气流出口排出； 在风机抽吸作用下， 冷空气从冷却塔顶部的进风口吸入后， 与油管路和水 管路进行强迫风冷换 热， 实现油管路和水 管路的散热， 之后从冷却塔底部的排 风口排出； [0008]在隧道内工作时， 进气口保持开启， 热气流出口保持关闭， 冷气流出口和冷气流进说　明　书 1/4 页 3 CN 114845529 A 3