專利名稱：動力分散式電力動車組用集成式冷卻模塊的制作方法
技術領域：
:本發(fā)明涉及動力分散式電力動車組主變壓器和主變流器冷卻系統(tǒng) 用集成式冷卻模塊，屬于換熱技術領域。
背景技術：
2004年以前，我國鐵路客運列車屬于中低速運行， 一般時速低于 160公里。從2004年開始，鐵道部開展了大規(guī)模的技術引進工作，國內客車 制造企業(yè)青島四方-龐巴迪-鮑爾鐵路運輸設備有限公司、南車集團四方機車 車輛股份有限公司、北車集團唐山機車車輛廠、北車集團長春客車廠分別與 加拿大龐巴迪公司、日本川崎重工公司、德國西門子公司、法國阿爾斯通公 司合作，向鐵道部提供時速為200公里 300公里的動力分散式電力動車組， 中國鐵路從此邁向中高速客運時代。上述這些交流傳動動力分散式電力動車 組主變壓器冷卻裝置和主變流器冷卻裝置全部采用獨立式布置，即變壓器冷 卻裝置和變流器冷卻裝置為兩個獨立的模塊，前者一般包括防塵網、油散熱 器、風機、電機和安裝框架等組成；后者一般包括防塵網、水散熱器、風機、 電機和安裝框架等組成。冷卻裝置吊裝在動車組地板之下，并分別位于動車 組側面。冷卻系統(tǒng)工作時，冷卻裝置中的風機把動車地板底部側面的冷卻空 氣吸入到散熱器空氣側，在散熱器內部與高溫變壓器油或變流器冷卻水進行 熱交換。這種冷卻裝置由于各自獨立，所占空間體積較大，結構復雜，不緊 湊。另外，上述冷卻模塊均采用一般的防塵網設計，在列車高速行駛的過程 中，帶有大量灰塵和微粒的冷卻空氣進入散熱器中，這些灰塵和微粒極易沉 積在散熱器空氣側翅片上，堵塞翅片中的空氣通道，造成散熱器傳熱能力大 幅度下降，空氣側壓力損失大幅度增加，其最終結果是影響列車主變壓器和 主變流器冷卻系統(tǒng)的正常工作，增加列車的輔助功率消耗，加大維護維修工 作量，京-津300km/h客運動車組已經受此困擾。目前，即使上述獨立式布置 的主變壓器和主變流器冷卻裝置也全部采購國外進口產品，事實證明這種 裝置的防塵設計不適合中國國情。國內尚沒有自主知識產權的動力分散式電力動車組主變壓器和主變流器用集成式冷卻模塊產品
發(fā)明內容
:本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術中的不足之處，為鐵路運輸提供一 種結構緊湊、易于維護、可靠性高、輔助功率消耗低、換熱能力強的高度集 成的動力分散式電力動車組用集成式冷卻模塊。該集成式冷卻模塊替代進口 件，滿足相關產品國產化的迫切要求。同時解決目前高速電力動車組冷卻裝 置的污臟問題，延長清洗周期，降低維護工作量。
這種動力分散式電力動車組用集成式冷卻模塊的結構是，安裝箱體左右 兩側設有I、 II端散熱模塊，安裝箱體前后端設有主變壓器副油箱、排塵裝
置，安裝箱體內設有i 、 n端散熱模塊用的離心風機組及其風機后導風筒之
間的導流隔斷板，安裝箱體頂部設有膨脹水箱。I、 II端散熱模塊沿著列車橫 向分別由外向內依次設置空氣濾清器、水散熱器、油散熱器、離心風機組。
I、 II端散熱模塊內的水散熱器和油散熱器可為串接式布置，也可為并接 式布置。空氣濾清器底部設有集塵箱，其底板可繞固定軸旋轉，底板上表面 貼有保證底板與集塵箱箱體之間密封的密封圈。主變壓器副油箱上設有空氣 干燥器及連接主變壓器油箱與主變壓器副油箱的氣體觸發(fā)繼電器。排塵裝置 包括集塵箱、吸塵管、排塵風機組、儲塵箱及控制器，吸塵管為帶有快速連 接接頭的軟管，吸塵管的一端與空氣濾清器底部的集塵箱相連通。膨脹水箱
通過兩側的水管與i 、 n端散熱模塊的水散熱器相連通。i、 n端散熱模塊 的離心風機組的電機可為兩個相同或兩個不同電機，也可為同一個雙軸伸電 機。
集成式冷卻模塊工作時，離心風機組帶動外部環(huán)境空氣流動，從列車兩 側面吸進冷卻空氣，冷卻空氣經過散熱器時吸收變流器冷卻水和變壓器冷卻 油帶來的熱量，然后沿著風機導流腔，再流向列車底部的環(huán)境當中。
所述的集成式冷卻模塊的空氣濾清器采用慣性空氣濾清器作為防塵裝置 的核心部件，此型空氣濾清器采用中空慣性沖擊式鋁制過濾元件，這種特殊 的結構既能防止一定的沖擊、阻擋較大垃圾如廢紙、塑料袋等，又能過濾灰塵和水滴，使空氣得到最大程度的凈化，同時空氣通過空氣濾清器時壓力損 失較小。慣性空氣濾清器底部設置經整體計算設計的集塵箱，此集塵箱采用 可繞固定軸旋轉活動的底板設計，底板上表面貼密封圈，保證底板與集塵箱 箱體之間的密封。此結構設計保證在維護清洗冷卻模塊時，能徹底清除集塵 箱中的灰塵和顆粒。
所述的集成式冷卻模塊的排塵裝置包括集塵箱、吸塵管、儲塵箱、排塵 風機組及控制器。排塵裝置在控制器的控制下，定期啟動排塵風機，將積聚 在集塵箱中的灰塵吸到儲塵箱中存放。上述空氣濾清器與排塵裝置合理配合 使用，可防止灰塵重復進入散熱器，有效降低散熱器的污臟程度。吸塵管采 用帶快速連接接頭的軟管，方便拆卸和使用。
所述的集成式冷卻模塊的離心風機組由前導風筒、離心式風機葉輪、后 導風筒、驅動電機組成。根據(jù)具體散熱要求，每個散熱模塊使用一個或兩個 風機組，I、 II端散熱模塊對應位置處的風機可采用兩個相同或兩個不同電 機獨立驅動，也可共用同一個雙軸伸電機驅動。兩個風機后導風筒之間設有 導流隔斷板，使空氣在風機中流動更順暢。這種設計可降低風機噪音，產品 環(huán)境性更好。
所述的集成式冷卻模塊將兩個散熱模塊設置在一個模塊內。每個散熱模 塊內的水散熱器和油散熱器可采用串接式布置，也可采用并接式布置。所謂 串接式布置，即水散熱器在前，油散熱器在后，外界環(huán)境冷卻空氣先接觸水 散熱器，由水散熱器流出的冷卻空氣再經過油散熱器；所謂并接式布置，即 水散熱器和油散熱器上下布置，外界環(huán)境冷卻空氣同時接觸水散熱器和油散 熱器。水散熱器和油散熱器可采用獨立式設計，也可采用整體式水-油散熱器 設計，此設計縮小了冷卻裝置的總體積，結構緊湊。
集成式冷卻模塊將主變壓器冷卻系統(tǒng)和主變流器冷卻系統(tǒng)的關鍵部件和 絕大多數(shù)重要配件集成在一起，使冷卻模塊不但具有散熱功能，還具有為水 系統(tǒng)補水、排氣、過濾金屬離子的作用，為油系統(tǒng)補油、除濕、排氣、調節(jié)平衡壓力的作用。功能更多，結構更緊湊。
例如，變壓器副油箱與變壓器主油箱之間安裝的氣體觸發(fā)繼電器，當變 壓器因故障區(qū)過熱或強電場作用造成絕緣材料分解產生氣體時，可通過氣體 觸發(fā)繼電器排氣、報警或跳閘；變壓器副油箱還通過氣體觸發(fā)繼電器及管路 向主油箱補充油量。變壓器副油箱上設有空氣干燥器，當變壓器內部壓力過 小或過大時，空氣通過空氣干燥器進入或流出變壓器副油箱，達到調節(jié)油系 統(tǒng)壓力平衡的目的。集成式冷卻模塊的膨脹水箱，可補償溫度變化引起的冷 卻系統(tǒng)內冷卻水體積的變化；調節(jié)水泵進口的壓力，若膨脹水箱內部的空氣 壓力大于或小于某一規(guī)定的值時，可以通過膨脹水箱上的壓力釋放閥與周圍 空氣交換；通過觀察窗，可監(jiān)視水位變化；當水箱水位過低或過滿時，水位 報警器會發(fā)出報警信號。
上述集成式冷卻模塊各組成部件可根據(jù)需要增減。
本發(fā)明的集成式冷卻模塊可取代已有技術中使用的一般獨立式冷卻裝 置，采用整體配套設計方法，實現(xiàn)各部件性能之間合理匹配，在滿足換熱要 求的前提下，減少冷卻裝置所占的空間體積，增加冷卻裝置的功能，使結構 更緊湊。這一特點，為交流傳動動力分散式電力動車組的運用提供了一種新 的技術。
本發(fā)明的集成式冷卻模塊，采用帶集塵箱的慣性空氣濾清器與排塵裝置 的配合，代替已有技術中的的一般防塵網，有效降低散熱器的污臟程度。因 此，這種結構更便于使用維護，延長了維護周期，降低了維護工作量；能極 大地降低運營單位的使用維護成本，提高經濟效益。這一特點，同樣為交流 傳動動力分散式電力動車組的運用提供了一種新的技術。
本發(fā)明的集成式冷卻模塊，由于采用了模塊化集成配套設計技術，具有 總體體積小、結構緊湊、傳熱能力強、安裝方便、維護維修工作量小和安全 可靠等優(yōu)點。


圖1是本發(fā)明動力分散式電力動車組用集成式冷卻模塊前端結構示意圖。
圖2是本發(fā)明動力分散式電力動車組用集成式冷卻模塊后端結構示意圖。
具體實施例方式現(xiàn)結合附圖對本發(fā)明作進一步說明請參照圖l、圖2，動力 分散式電力動車組用集成式冷卻模塊包括I端散熱模塊、II端散熱模塊、膨
脹水箱8、變壓器副油箱13、空氣干燥器14、氣體觸發(fā)繼電器15等部件。 I端散熱模塊設置有空氣濾清器l、水散熱器2、油散熱器4、排塵裝置、離 心風機組等，排塵裝置包括集塵箱17、排塵風機組21、儲塵箱19。 II端散熱 模塊設置有空氣濾清器12、水散熱器ll、油散熱器IO、離心風機組、排塵裝 置等，排塵裝置包括集塵箱22、排塵風機組21、儲塵箱20。在每個散熱模塊 中，空氣濾清器、水散熱器、油散熱器、離心風機組按著由外向內的順序沿 著列車橫向布置。離心風機和風機驅動電機組成離心風機組，I 、 II端散熱 模塊用的離心風機組的風機后導風筒之間設有導流隔斷板，離心風機組設在 安裝箱體6內，安裝箱體與I 、 II端散熱模塊連接。膨脹水箱8設置在包容 離心風機組的安裝箱體6頂部，膨脹水箱8上設置壓力釋放閥9、水位觀察窗 7。膨脹水箱8通過兩側的水管5與I 、 II端散熱模塊的水散熱器2、 11相 連。在安裝箱體6的前后兩端分別設置變壓器副油箱13和排塵裝置。在變壓 器副油箱13上設置空氣干燥器14及連接主變壓器油箱與主變壓器副油箱的 氣體觸發(fā)繼電器15。吸塵管18、 23為帶有快速連接接頭的軟管，吸塵管的一 端分別與空氣濾清器1、 12底部的集塵箱17、 22相連通。
權利要求
1一種動力分散式電力動車組用集成式冷卻模塊，其特征在于安裝箱體左右兩側設有I、II端散熱模塊，安裝箱體前后端設有主變壓器副油箱、排塵裝置，安裝箱體內設有I、II端散熱模塊用的離心風機組及其風機后導風筒之間的導流隔斷板，安裝箱體頂部設有膨脹水箱。
2.根據(jù)權利要求1所述的動力分散式電力動車組用集成式冷卻模塊，其特征在于i、 n端散熱模塊是由外向內依次沿著列車橫向設置的空氣濾清器、水散熱器、油散熱器、離心風機組。
3.根據(jù)權利要求1所述的動力分散式電力動車組用集成式冷卻模塊，其特征在于I、 II端散熱模塊內的水散熱器和油散熱器可為串接式布置，也可為并 接式布置。
4.根據(jù)權利要求1所述的動力分散式電力動車組用集成式冷卻模塊，其特征 在于空氣濾清器底部設有集塵箱，其底板可繞固定軸旋轉，底板上表面貼 有保證底板與集塵箱箱體之間密封的密封圈。
5.根據(jù)權利要求1所述的動力分散式電力動車組用集成式冷卻模塊，其特征在于主變壓器副油箱上設有空氣干燥器及連接主變壓器油箱與主變壓器副油箱的氣體觸發(fā)繼電器。
6.根據(jù)權利要求1所述的動力分散式電力動車組用集成式冷卻模塊，其特征在于排塵裝置包括集塵箱、吸塵管、排塵風機組、儲塵箱及控制器，吸塵 管為帶有快速連接接頭的軟管，吸塵管的一端與空氣濾清器底部的集塵箱相 連通。
7.根據(jù)權利要求1所述的動力分散式電力動車組用集成式冷卻模塊，其特征在于膨脹水箱通過兩側的水管與I 、 II端散熱模塊的水散熱器相連通。
8 根據(jù)權利要求1所述的動力分散式電力動車組用集成式冷卻模塊，其特征在于i、 n端散熱模塊的離心風機組的電機可為兩個相同或兩個不同電機，也可為同一個雙軸伸電機。
全文摘要
一種動力分散式電力動車組用集成式冷卻模塊，安裝箱體左右兩側設有I、II端散熱模塊，安裝箱體前后端設有主變壓器副油箱、排塵裝置，安裝箱體內設有I、II端散熱模塊用的離心風機組及其風機后導風筒之間的導流隔斷板，安裝箱體頂部設有膨脹水箱。I、II端散熱模塊是由外向內依次沿著列車橫向設置的空氣濾清器、水散熱器、油散熱器、離心風機組。散熱模塊工作時，離心風機組帶動外部環(huán)境空氣流動，從列車兩側面吸進冷卻空氣，空氣經過散熱器時吸收主變流器冷卻水和主變壓器冷卻油帶來的熱量，然后沿著風機導流腔，再流向列車底部的環(huán)境當中。本發(fā)明集成式冷卻模塊，由于采用了模塊化集成配套設計技術，具有總體體積小、結構緊湊、傳熱能力強、安裝方便、維護維修工作量小和安全可靠等優(yōu)點。
文檔編號B61D49/00GK101475008SQ20081001305
公開日2009年7月8日 申請日期2008年8月30日 優(yōu)先權日2008年8月30日
發(fā)明者劉俊杰, 孔麗君, 張延蕾, 趙志強 申請人:中國北車集團大連機車研究所有限公司