具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。虽然本发明的描述将结合优选实施例一起介绍，但这并不代表此发明的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作发明介绍的目的是为了覆盖基于本发明的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本发明的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本发明也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本发明的重点，有些具体细节将在描述中被省略。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，在以下的说明中所使用的“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“水平”、“垂直”应被理解为该段以及相关附图中所绘示的方位。此相对性的用语仅是为了方便说明之用，其并不代表其所叙述的装置需以特定方位来制造或运作，因此不应理解为对本发明的限制。

能理解的是，虽然在此可使用用语“第一”、“第二”、“第三”等来叙述各种组件、区域、层和/或部分，这些组件、区域、层和/或部分不应被这些用语限定，且这些用语仅是用来区别不同的组件、区域、层和/或部分。因此，以下讨论的第一组件、区域、层和/或部分可在不偏离本发明一些实施例的情况下被称为第二组件、区域、层和/或部分。

如上所述，在变压器于轨道交通的实际应用中，通常需要将变压器和电路的变流单元集成安装于同一密封的绝缘箱体内。因此，变压器需要具有较高的耐电压击穿能力和紧凑的结构。此外，由于集成安装于绝缘箱体内的变流单元和电容等器件的耐热能力普遍较差，在冷却变压器的同时必须限制变压器冷却装置向绝缘箱体内部的散热量。

为了满足变压器于轨道交通的实际应用中的上述需求，本发明提供了一种基于通液毛细管网的变压器冷却装置，用于在绝缘箱体内部的狭小空间中冷却变压器，并在带走变压器热量的同时减少向绝缘箱体内部的散热量。

请参考图1，图1示出了根据本发明的一方面提供的变压器冷却装置的安装示意图。

如图1所示，变压器11可以包括用于包裹线圈绕组的灌封层，以及围绕在灌封层之外的铁芯111。变压器11可以与电路的变流单元12集成安装于一个密封的绝缘箱体13内部。上述变流单元12包括但不限于轨道车辆的整流模块、逆变模块、电容器以及弱电控制板等电路元件。由于上述变流单元12的耐热能力普遍较差，变压器的冷却装置在对变压器11进行冷却的同时，必须限制变压器11向绝缘箱体13内部的散热量，从而防止电路的变流单元12过热损坏。

在本发明的一个实施例中，变压器的冷却装置可以包括设于绝缘箱体13内部的毛细管网21、设于绝缘箱体13之外的散热器22，以及设于绝缘箱体13之外的流体泵23。

上述毛细管网21可以由多根并联的毛细管构成。该多根并联的毛细管可以均匀地贴附于变压器11的灌封层的外表面。多根并联毛细管的内部可以通有流动的制冷剂，用于吸收变压器11的灌封层和变压器11的铁芯111产生的热量。上述制冷剂包括但不限于水、油、或其他液体冷媒。在一个实施例中，毛细管网21中的多根并联毛细管可以为毫米级管径的毛细管，优选为管径在5mm以下的毛细管，用于在绝缘箱体内部的狭小空间中冷却变压器11，并在带走变压器11热量的同时减少向绝缘箱体13内部的散热量。

相比于现有技术在变压器11的灌封层上开设冷却管槽的方案，上述将吸收热量的毛细管网21贴附于变压器11的灌封层的外表面以形成冷却面的方案，可以保持变压器11线包和灌封层的完整性，并且可以在变压器11主体完工后再进行安装，有利于降低安装难度和降低制造成本。

上述散热器22可以用于为毛细管网21中的制冷剂散热。具体来说，散热器22可以由一个换热器和一个风扇组成。上述换热器包括但不限于板式换热器和板翅式换热器，可以用于传导制冷剂中的热量。上述风扇可以不断地向换热器产生冷却气流，利用低温的空气带走换热器表面的热量，从而冷却换热器中的制冷剂以实现变压器11的冷却。在一个实施例中，可以通过调节散热器22的散热能力来控制绝缘箱体13内部制冷剂的温度，从而实现对变压器11外表面温度的控制。散热器22的散热能力可以通过改变风扇的转速来调节。

上述流体泵23包括但不限于容积式泵和叶轮式泵，可以用于驱动制冷剂在毛细管网21和散热器22之间循环流动。具体来说，流体泵23可以不断地驱动吸收了变压器11热量的高温制冷剂流向散热器22以进行散热，并不断地驱动完成散热的低温制冷剂流向毛细管网21以冷却变压器11。流体泵23的具体选型可以根据制冷剂的具体特性来确定。在一个实施例中，可以通过调节制冷剂在流体泵23中的流速来控制绝缘箱体13内部制冷剂的温度，从而实现对变压器11外表面温度的控制。

通过将结构紧凑的毛细管网21设置于绝缘箱体13内部，而将散热器22和流体泵23设置于绝缘箱体13之外，可以在绝缘箱体13内部的狭小空间中对变压器11进行冷却。通过将吸收热量的毛细管网21覆盖于变压器11的灌封层的外表面以形成冷却面，而将释放热量的散热器22设置于绝缘箱体13之外，可以在对变压器11进行冷却的同时减少向绝缘箱体13内部的散热量。

请结合参考图2A-2B，图2A示出了根据本发明的一个实施例提供的变压器冷却装置的正视示意图。图2B示出了根据本发明的一个实施例提供的变压器冷却装置的侧视示意图。

如图2A-2B所示，毛细管网21中多根并联毛细管211的两端可以分别连接一根集管212-213。制冷剂可以在流体泵23的驱动下由一根集管212分流流入多根毛细管211，再由另一根集管213汇流流出多根毛细管211，从而实现制冷剂在毛细管网21中的流动。由于毛细管网21中包括多根毛细管211，且该多根毛细管211为相互并联的结构，制冷剂在毛细管网21中流速可以控制在1m/s以下。因此，通过采用上述毛细管网21的结构，可以有效地降低制冷剂的流速，从而减小制冷剂的流动阻力以降低流体泵23驱动制冷剂流动的功率损耗。此外，通过采用将毛细管网21均匀地贴附于变压器11的灌封外层的方式，可以利用毛细管网21柔性可弯折的特点，形成散热面积大、温度分布均匀的冷却面，从而提升变压器冷却装置的冷却效果。

在本发明的一个实施例中，两根集管212-213可以设于变压器11的两侧。毛细管网21中的多根并联毛细管211可以从一根集管212向变压器11的另一侧延伸，并在变压器11的另一侧连接另一根集管213。多根并联毛细管211与两根集管212-213的连接方式可以为热熔连接。通过采用上述热熔连接的连接方式，多根并联毛细管211与两根集管212-213直接不需要添加额外的连接件，因此整个毛细管网21的重量很轻，并具有所需安装空间小、绝缘性好，以及生产成本低的优点。

具体来说，上述毛细管网21中的多根毛细管211可以由柔性的导热材料制成，用于贴合变压器11的灌封层的外表面形状。上述柔性的导热材料包括但不限于尼龙、聚氯乙烯(Polyvinyl chloride，PVC)，以及聚氨酯(Polyurethane，PU)。由于毛细管网21中的多根毛细管211由柔性的导热材料制成，毛细管网21可以是柔性的。因此，毛细管网21可以在不经过任何加工的情况下贴合多种不同灌封层的外表面形状，从而扩大本发明提供的上述变压器的冷却装置的适用范围。

可选地，在一个实施例中，上述柔性的导热材料还可以优选地具有绝缘阻燃的特性。通过采用绝缘阻燃材料制成的毛细管网21来代替现有技术中金属等材质的散热板，可以有效地降低对变压器11电磁参数的影响，并且不对变压器11的绝缘耐压等级产生负面影响。

可选地，在一个实施例中，变压器的冷却装置还可以包括管网压紧结构31和管网间隙填充垫32。上述管网压紧结构31可以为绝缘材料制成的捆扎带，用于将毛细管网21固定并贴紧变压器11的灌封层的外表面。上述管网间隙填充垫32可以由柔性的绝缘导热材料制成，设于毛细管网21的多根毛细管211之间，用于配合上述管网压紧结构31来固定多根毛细管211之间的间隙。上述多根毛细管211之间的间隙可以根据变压器11的具体尺寸和变压器11的实际冷却要求来确定，可以优选为20mm。

请参考图3，图3示出了根据本发明的一个实施例提供的管网间隙填充垫的剖面示意图。

如图3所示，上述管网间隙填充垫32可以选用硅胶垫、硅脂垫等柔性的绝缘导热垫，设于毛细管网21的多根毛细管211和捆扎带31之间。管网间隙填充垫32可以在捆扎带31的束缚作用下压紧毛细管网21中的多根并联毛细管211，从而向内发生凹陷形变。此时，管网间隙填充垫32和毛细管网21中的多根并联毛细管211可以在捆扎带31的作用下，固定并贴紧变压器11的灌封层的外表面，从而共同形成完整的冷却面。各毛细管211之间可以通过管网间隙填充垫32中未发生形变的部分来间隔，从而固定该多根毛细管211之间的间隙。

本领域的技术人员可以理解，上述设于毛细管网21和变压器11的灌封层之间管网间隙填充垫32，只是本发明提供的一种实施例，主要用于清楚地展示本发明的构思，并提供一种便于公众实施的具体方案，而非用于限制本发明的保护范围。

可选地，在另一个实施例中，基于本发明的构思，上述管网间隙填充垫32也可以设置于毛细管网21的多根毛细管211和变压器11的灌封层之间。毛细管网21中的多根并联毛细管211可以在捆扎带31的束缚作用下压紧管网间隙填充垫32，从而使管网间隙填充垫32向内发生凹陷形变。此时，毛细管网21中的多根并联毛细管211可以在捆扎带31的作用下，通过管网间隙填充垫32固定并贴紧变压器11的灌封层的外表面。各毛细管211之间可以通过管网间隙填充垫32中未发生形变的部分来间隔，从而固定该多根毛细管211之间的间隙。

可选地，在其他实施例中，基于本发明的构思，上述管网间隙填充垫32也可以是设置于毛细管网21的多根毛细管211之间的多块分离的绝缘导热垫。该多块分离的绝缘导热垫32和毛细管网21中的多根并联毛细管211可以在捆扎带31的作用下，固定并贴紧变压器11的灌封层的外表面，从而共同形成完整的冷却面。各毛细管211之间可以通过该多块分离的绝缘导热垫32来间隔，从而固定该多根毛细管211之间的间隙。

本领域的技术人员还可以理解，上述将两根集管212-213分别设于变压器11两侧的方案只是本发明提供的一种实施例，主要用于清楚地展示本发明的构思，并提供一种便于公众实施的具体方案，而非用于限制本发明的保护范围。

请结合参考图4和图5，图4示出了根据本发明的一个实施例提供的变压器冷却装置的正视示意图。图5示出了根据本发明的一个实施例提供的毛细管网的展开示意图。

如图4所示，在本发明的一个实施例中，变压器冷却装置的两根集管412-413可以设于变压器11的同一侧。毛细管网41中的多根毛细管411可以从一根集管412向变压器11的另一侧延伸，并在变压器11的另一侧弯折返回以连接另一根集管413。

具体来说，如图5所示，毛细管网41中多根并联毛细管411的两端可以分别连接一根集管412-413。集管412可以设于变压器11的一侧。多根毛细管411可以从集管412向变压器11的另一侧延伸，并在变压器11的另一侧发生弯折以返回集管412所在的一侧，从而连接位于变压器11同一侧的集管413。制冷剂可以在流体泵23的驱动下由一根集管412分流流入多根毛细管411，再由另一根集管413汇流流出多根毛细管411，从而实现制冷剂在毛细管网41中的流动。由于毛细管网41中包括多根毛细管411，且该多根毛细管411为相互并联的结构，制冷剂在毛细管网41中流速可以控制在1m/s以下。因此，通过采用上述毛细管网41的结构，可以有效地降低制冷剂的流速，从而减小制冷剂的流动阻力以降低流体泵23驱动制冷剂流动的功率损耗。

上述多根毛细管411之间的间隙可以根据变压器11的具体尺寸和变压器11的实际冷却要求来确定。通过缩小多根毛细管411之间的间隙可以增强变压器冷却装置的冷却效果。由于多根毛细管411之间间隙的取值范围受毛细管411弯折半径的限制，而毛细管411的弯折半径由毛细管411的具体材质来决定。因此，通过选用柔软材料制成的毛细管411，可以缩小多根毛细管411之间的间隙，从而增强变压器冷却装置的冷却效果。

在一个实施例中，上述毛细管网41中的多根毛细管411可以由柔性的导热材料制成，用于贴合变压器11的灌封层的外表面形状，并缩小多根毛细管411之间的间隙。上述柔性的导热材料包括但不限于尼龙、聚氯乙烯(Polyvinyl chloride，PVC)，以及聚氨酯(Polyurethane，PU)。由于毛细管网41中的多根毛细管411由柔性的导热材料制成，毛细管网41可以是柔性的。因此，毛细管网41可以在不经过任何加工的情况下，完美地贴合多种不同灌封层的外表面形状，从而提升本发明提供的上述变压器的冷却装置的适用范围。

提供对本公开的先前描述是为使得本领域任何技术人员皆能够制作或使用本公开。对本公开的各种修改对本领域技术人员来说都将是显而易见的，且本文中所定义的普适原理可被应用到其他变体而不会脱离本公开的精神或范围。由此，本公开并非旨在被限定于本文中所描述的示例和设计，而是应被授予与本文中所公开的原理和新颖性特征相一致的最广范围。