冷卻機構及電機的製作方法
2023-05-02 09:00:01
專利名稱：冷卻機構及電機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及尤其適用於電機的冷卻機構。
背景技術：
電機運行時通常會產生大量熱量，在一些應用中需對電機進行散熱處理，以避免電機損壞，保證電機正常穩定運行。圖1示出現有技術中一種具有水冷機構的電機，該水冷機構的內筒環繞定子3，外筒環繞內筒，自內筒的外表面向外延伸出若干沿周向分布的軸向延伸擋板12，外筒的內表面、內筒的外表面、內筒兩端的擋環7與各擋板12合圍形成流道 14，流道14包括若干軸向延伸路徑和連通相鄰軸向延伸路徑的偏轉路徑12a，冷水自入口 10進入流道，並沿流道14迂迴流經內筒的整個外周面後至出口 11後流出。定子與冷卻機構的內筒接觸，依靠冷水的流動可帶走電機運行所產生的熱量。上述現有技術中，由單條流道14連通入口 10和出口 11，因此流道的長度較長，導致壓力損失較大；並且，軸向延伸路徑的配置使得冷水進入流道14後沿圓周方向溫度逐漸增加，導致電機在周向上的溫差較大，散熱不均勻。本實用新型旨在提供一種可改善上述問題的冷卻結構。
實用新型內容本實用新型實施例的一方面提供一種冷卻機構，包括環形內筒及同軸環繞所述環形內筒的環形外筒；其中，所述環形內筒和環形外筒間具有至少一組導流結構，且每組導流結構形成有相通的至少兩路流道；所述環形外筒設有至少一組入口 /出口，每組入口 /出口與一組導流結構的至少兩路流道相通以使從入口流入的冷卻介質流過相應導流結構的至少兩路流道後自出口流出。較佳的，每組導流結構形成有兩路流道，所述兩路流道分別圍繞所述環形內筒的外表面的兩個半圓周面。較佳的，每組導流結構的至少兩路流道僅在相應的入口和出口處相通。可選的，所述環形內筒和環形外筒間僅具有一組導流結構，所述環形外筒僅設有一組入口 /出口，該組導流結構的每路流道包括若干沿軸向分布的周向延伸路徑及連通相鄰周向延伸路徑的軸向偏轉路徑。可選的，所述環形內筒和環形外筒間具有至少兩組導流結構，所述環形外筒設有至少兩組分別與所述兩組導流結構的至少兩路流道相通的入口 /出口，所述至少兩組導流結構的流道互不相通。較佳的，所述至少兩組導流結構的每路流道包括若干沿周向分布的軸向延伸路徑及連通相鄰軸向延伸路徑的周向偏轉路徑。較佳的，所述至少兩組導流結構的流道在周向上交替分布。較佳的，每一入口與相應出口在周向上相隔360/N度，其中N為所述環形內筒與環形外筒間的導流結構的組數。[0012]較佳的，所述至少兩組入口 /出口被設置為任意一組的入口靠近另一組的出口。一種冷卻機構，包括環形內筒及同軸環繞所述環形內筒的環形外筒；其中，所述環形外筒設有一出口和N個入口，所述環形內筒和環形外筒間設有一一對應地與所述N個入口連通的N路流道以使從所述N個入口流入的冷卻介質流經所述N路流道後自所述出口流出；其中N為大於1的整數。較佳的，所述環形內筒和環形外筒間設有一一對應地與所述N個入口連通的N路迂迴流道，及連通所述N路迂迴流道與所述出口的單路環形流道。較佳的，每路迂迴流道包括若干沿周向分布的軸向延伸路徑及連通相鄰軸向延伸路徑的周向偏轉路徑。較佳的，所述N個入口沿周向依次間隔360/N度。較佳的，N的值為3，所述三路迂迴流道在周向上兩兩交替布置，且每路迂迴流道在周向上對應環形內筒的2/3外周面。本實用新型實施例的再一方面提供一種電機，包括定子、設於定子內可相對定子轉動的轉子、及固定套設於定子外周的以上任一所述的冷卻機構。本實用新型實施例中，流道的長度較短，因此可減少壓力損失；此外，導流結構的配置方式可使電機在周向的散熱更加均勻。為了能更進一步了解本實用新型的特徵以及技術內容，請參閱以下有關本實用新型的詳細說明與附圖，然而所附圖僅提供參考與說明用，並非用來對本實用新型加以限制。
圖IA示出現有技術中一種具有水冷機構的電機；圖IB示出所述電機的內筒；圖2示出根據本實用新型一實施例的電機；圖3A示出根據本實用新型一實施例的冷卻機構；圖;3B示出圖3A中冷卻機構的環形內筒；圖3C為圖;3B中環形內筒旋轉180度後的示圖；圖4A示出根據本實用新型另一實施例的冷卻機構；圖4B示出根據本實用新型另一實施例的冷卻機構的另一方向示圖；圖4C示出圖4B中冷卻機構的環形內筒；圖4D示出根據本實用新型另一實施例的冷卻機構的第三方向示圖；圖4E示出圖4D中冷卻機構的環形內筒；圖5A示出根據本實用新型再一實施例的冷卻機構；圖5B示出根據本實用新型再一實施例的冷卻機構的另一方向示圖；圖5C示出圖5B中冷卻機構的環形內筒。
具體實施方式
以下結合附圖，通過對本實用新型的具體實施方式
詳細描述，將使本實用新型的技術方案及其他有益效果顯而易見。參考圖2，本實用新型實施例的電機200包括定子212、設於定子212內可相對定子212轉動的轉子214、及冷卻機構。所述冷卻機構包括固定套設於定子212外周的環形內筒230、及相對環形內筒230固定並同軸環繞環形內筒230的環形外筒250。參考圖3A至圖3C，在本實用新型一實施例的冷卻機構中，環形外筒250軸向兩端分別設有入口 222和出口 224，環形內筒230和環形外筒250間設有一組導流結構，該組導流結構形成相通的兩路流道，分別為第一流道對2(對應圖中實線箭頭)和第二流道
對應圖中虛線箭頭)。入口 222和出口 2M與該組導流結構的兩路流道相通。第一流道242和第二流道244分別對應環形內筒230的兩個半圓外周面，每路流道M2 (M4)包括若干沿軸向均勻分布的周向延伸路徑及連通相鄰周向延伸路徑的軸向偏轉路 (244b) ο本實施例中，環形內筒230的軸向兩端設有自其外表面徑向向外延伸至環形外筒 250內表面的兩個端環231，並且在兩個端環231之間自環形內筒230的外表面沿徑向向外延伸出至環形外筒250的內表面的若干導流板。在所述兩個半圓外周面的兩相接處分別設有沿軸向延伸的隔板236a和236b將第一流道242和第二流道244間隔開來，並使得兩流道僅在入口 222和出口 2 處相通。所述若干導流板包括兩組沿軸向交替分布的導流板23 和232b，其中各第一導流板23 分別自隔板236a朝隔板236b沿周向延伸，各第二導流板 232b分別自隔板236b朝隔板236a沿周向延伸，各導流板23 和232b的周向尺寸均小於兩隔板231a和231b的周向距離，由此形成兩路僅在入口 222和出口 2M處相通的迂迴流道242和對4。冷卻介質(例如冷水或以水為主要成份的冷卻劑等)自入口 222流入導流結構，分別沿第一流道242和第二流道244迂迴流經環形內筒230的兩個半圓外周面後在出口 2M處匯聚並流出，從而帶走電機運行時所產生的熱量。本實施例中，由兩路流道242和244分別迂迴圍繞環形內筒230的兩個半圓外周面連通入口 242和出口 M4，與現有技術中由單條流道圍繞環形內筒的整個外周面連通入口和出口相比，流道的長度較短，因此可減少壓力損失；並且，周向延伸路徑迂迴的配置方式可大大降低電機在周向方向上的溫差，從而使電機散熱更加均勻。參考圖4A至圖4E，本實用新型另一實施例的冷卻機構中，環形外筒250設有兩組入口 /出口，分別為第一入口 222/第一出口 2 和第二入口 226/第二出口 228。環形內筒230和環形外筒250間設有兩組導流結構，第一組導流結構形成相通的兩路流道，分別為第一流道242和第二流道M4 ；第二組導流結構也形成相通的兩路流道，分別為第一流道 242'和第二流道M4'。兩組入口 /出口分別與兩組導流結構的兩路流道相通。每組導流結構的第一流道對2(對2')和第二流道)分別對應環形內筒230的兩個半圓外周面。每路流道包括若干沿周向分布的軸向延伸路徑,244a, 244a『)及連通相鄰軸向延伸路徑的周向偏轉路,244b, 244b 『)。本實施例中，每一入口與相應出口在周向上相隔180度使相應導流結構的兩路流道相對稱，且一組的入口在軸向上靠近另一組的出口。可以理解的，各組導流結構的兩路流道也可以是不對稱設置，一組的入口也並不僅限於在軸向上靠近另一組的出口。本實施例中，環形內筒230的軸向兩端設有沿徑向向外延伸出至環形外筒250內表面的兩個端環231a和231b，並且在兩個端環231a和231b之間自環形內筒230的外表面沿徑向向外延伸出至環形外筒250的內表面的若干導流板，所述若干導流板包括四組導流板23 232d，其中各第一導流板23 沿周向分布並分別自環形內筒230的第一端環231a朝第二端環231b沿軸向延伸，各二導流板232b沿周向分布並分別自環形內筒230的第二端環231b朝第一端環231a沿軸向延伸，各第一導流板23 和第二導流板232b的軸向尺寸均小於兩端環231a和231b間的軸向距離，兩組導流板23 和232b沿周向交替分布且在軸向上間隔分布，每兩相鄰導流板23 和232b之間設沿軸向延伸且與兩端環231a 和231b均有一定間隔的第三導流板232c，每兩相鄰的第三導流板232c由沿周向延伸的第四導流板232d連接，由此構成兩組在周向上交替分布的導流結構，且每組導流結構形成兩路僅在相應入口和出口處相通的迂迴流道。冷卻介質(例如冷水或以水為主要成份的冷卻劑等)自兩入口 222和2 流入相應的導流結構，並沿兩組導流結構的第一流道M2J42' 和第二流道M4J44'迂迴流經環形內筒230的兩個半圓外周面後在兩齣口 2M和2 處匯聚並流出，從而帶走電機運行時所產生的熱量。本實施例中，每組導流結構的兩路流道)和對4(對4')分別迂迴圍繞環形內筒230的兩個半圓外周面連通相應的入口 222(226)和出口 224 (228)，與現有技術中由單條流道圍繞環形內筒的整個外周面連通入口和出口相比，流道的長度較短，因此可減少壓力損失；並且，兩組導流結構在周向上交替布置且使任一組入口與另一組出口相靠近可使電機在周向的散熱更加均勻。在本實用新型更多實施例中，導流結構的實現不僅限於導流板，例如也可採用管道方式實現；一組導流結構不限於僅形成兩路流道，也可形成兩路以上的流道，例如，上述實施例的單路流道可進一步分出多個相通的支路；環形內筒的環形外筒之間也可以不僅限於具有一組或兩組導流結構，例如還可以是三組導流結構；環形外筒可設三組入口 /出口， 每一入口與相應出口在周向上可相隔120度。參考圖5A至圖5C，本實用新型再一實施例的冷卻機構中，環形外筒350設有三個入口 32 322c和單一出口 324。環形內筒330和環形外筒350間形成三路分別與所述三個入口 32 322c相通的迂迴流道342 344及與三路迂迴流道342 344及出口 3 相通的單路環形流道345。所述三個入口 32 322c在周向上依次間隔大致120度，每路迂迴流道在周向上對應環形內筒330的2/3外周面。每路迂迴流道342 (343，344)包括若干沿周向分布的軸向延伸路徑及連通相鄰軸向延伸路徑的周向偏轉路徑。可以理解的，在更多實施例中，冷卻機構的入口數不僅限於三個，也可以是兩個或多於三個；各入口間的周向間隔也不限於360/N度，其中N表示入口數。本實施例中，環形內筒330的軸向兩端設有沿徑向向外延伸出至環形外筒350內表面的三個環部331a 331c，分處兩端的第一環部331a與第二環部331b之間形成所述三路迂迴流道342 344，處於同一端的第二環部331b與第三環部331c之間形成所述單路環形流道345，且第二環部331b設三個流道出口 332以供三路迂迴流道342 344與環形流道345相通，所述三個流道出口 332分別與三個入口 32 322c相鄰近。三路迂迴流道 342 344在周向上兩兩交替布置。本實施例中，由於每路迂迴流道迂迴圍繞環形內筒330 的2/3外周面連通出口和相應入口，與現有技術中由單條流道圍繞環形內筒的整個外周面連通入口和出口相比，流道的長度較短，因此可減少壓力損失；並且，三路迂迴流道342 344在周向上兩兩交替布置可使電機散熱更加均勻。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
權利要求1.一種冷卻機構，包括環形內筒及同軸環繞所述環形內筒的環形外筒；其特徵在於所述環形內筒和環形外筒間具有至少一組導流結構，且每組導流結構形成有相通的至少兩路流道；所述環形外筒設有至少一組入口 /出口，每組入口 /出口與一組導流結構的至少兩路流道相通以使從入口流入的冷卻介質流過相應導流結構的至少兩路流道後自出口流出。
2.根據權利要求1所述的冷卻機構，其特徵在於，每組導流結構形成有兩路流道，所述兩路流道分別圍繞所述環形內筒的兩個半圓外周面。
3.根據權利要求1或2所述的冷卻機構，其特徵在於，所述環形內筒和環形外筒間僅具有一組導流結構，所述環形外筒僅設有一組入口 /出口，該組導流結構的每路流道包括若干沿軸向分布的周向延伸路徑及連通相鄰周向延伸路徑的軸向偏轉路徑。
4.根據權利要求1或2所述的冷卻機構，其特徵在於，所述環形內筒和環形外筒間具有至少兩組導流結構，所述環形外筒設有至少兩組分別與所述兩組導流結構的至少兩路流道相通的入口 /出口，所述至少兩組導流結構的流道互不相通。
5.根據權利要求4所述的冷卻機構，其特徵在於，所述至少兩組導流結構的每路流道包括若干沿周向分布的軸向延伸路徑及連通相鄰軸向延伸路徑的周向偏轉路徑。
6.根據權利要求4所述的冷卻機構，其特徵在於，所述至少兩組導流結構的流道在周向上交替分布。
7.根據權利要求4所述的冷卻機構，其特徵在於，所述至少兩組入口/出口被設置為任意一組的入口靠近另一組的出口。
8.—種冷卻機構，包括環形內筒及同軸環繞所述環形內筒的環形外筒；其特徵在於 所述環形外筒設有一出口和N個入口，所述環形內筒和環形外筒間設有一一對應地與所述 N個入口連通的N路流道以使從所述N個入口流入的冷卻介質流經所述N路流道後自所述出口流出；其中N為大於1的整數。
9.如權利要求8所述的冷卻機構，其特徵在於，所述環形內筒和環形外筒間設有一一對應地與所述N個入口連通的N路迂迴流道，及連通所述N路迂迴流道與所述出口的單路環形流道。
10.如權利要求9所述的冷卻機構，其特徵在於，每路迂迴流道包括若干沿周向分布的軸向延伸路徑及連通相鄰軸向延伸路徑的周向偏轉路徑。
11.如權利要求9所述的冷卻機構，其特徵在於，N的值為3，所述三路迂迴流道在周向上兩兩交替布置，且每路迂迴流道在周向上對應環形內筒的2/3外周面。
12.一種電機，包括定子、設於定子內可相對定子轉動的轉子、及固定套設於定子外周的如以上任一權利要求所述的冷卻機構。
專利摘要本實用新型實施例涉及冷卻機構及電機，所述冷卻機構包括環形內筒及同軸環繞所述環形內筒的環形外筒；其中，所述環形內筒和環形外筒間具有至少一組導流結構，且每組導流結構形成有相通的至少兩路流道；所述環形外筒設有至少一組入口/出口，每組入口/出口與一組導流結構的至少兩路流道相通以使從入口流入的冷卻介質流過相應導流結構的至少兩路流道後自出口流出。本實用新型實施例中，流道的長度較短，因此可減少壓力損失；此外，導流結構的配置方式可使電機在周向和軸向的散熱更加均勻。
文檔編號H02K9/197GK202068276SQ201120048660
公開日2011年12月7日 申請日期2011年2月25日 優先權日2011年2月25日
發明者向海輝, 姜茂雄, 李剛, 李越, 王勇 申請人:德昌電機(深圳)有限公司