冷卻保護裝置的製作方法
2023-05-24 16:46:56
專利名稱：冷卻保護裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型是關於一種冷卻散熱技術，特別是關於一種可阻隔轉動機械直接接觸高溫氣流，同時通過引入低溫氣流排出熱氣，進而防止熱效應影響轉動機械的冷卻保護裝置。
背景技術：
常用的消防排煙系統主要是在火災發生時，激活一運轉馬達驅動扇葉轉動，排出火場中的濃煙，防止煙囪效應及人員窒息的事情發生，並可有效降低火場溫度。因此該運轉馬達是應用在一高溫工作環境下，需要加強運轉馬達的耐熱措施，如採用耐熱材料等，令其不會因火場產生的高溫燒毀，確保消防排風系統可在火災發生的時發揮其應有的排煙功能，進而降低火災造成的損失。
然而，現今施行的消防安全設備檢查記錄中，對於運轉馬達的檢驗項目均視其在常溫下能否正常激活，是否可在火場高溫環境下正常運轉、不被燒毀並未列入受檢項目中，因此，在有關火災的新聞報導中，大多會有排煙系統無法發揮功能造成傷亡的內容。究其原因，仍是出於運轉馬達無法在高溫環境下正常運轉所造成，再加上近年發生的大火常因煙囪效應而造成嚴重的災情，因此，相關單位目前不得不重視消防排煙系統的相關問題。有鑑於此，即有人提出一種將運轉馬達安裝在距離火場較遠之處，以延伸轉動軸長度的方法將扇葉伸入接近火場的位置，避免運轉馬達過度暴露在火場高溫之下而導致燒毀。
上述做法僅可治標而無法治本，原因是延長轉動軸的長度，會因距離過遠造成馬達傳送能量的損失，降低了扇葉轉動速度及效率，又因消防排煙系統是將火場濃煙抽出至室外排放，該做法是將馬達安裝在室外，但消防排煙系統排出的高溫氣流也直接與馬達接觸，若馬達的耐熱效能未能進一步提升，則該做法僅可用以短暫延長馬達的運轉時間，無法確實保護馬達不被高溫氣流所毀損。
因此如何加強轉動機械的耐熱效能，使轉動機械可正常運轉在高溫環境下，實為目前亟待解決的技術問題。
實用新型內容為克服上述現有技術的缺點，本實用新型的主要目的在於提供一種冷卻保護裝置，適用於一轉動機械上，避免轉動機械直接接觸高溫氣流，使得轉動機械可在高溫氣流環境下正常運轉。
為達上述目的，本實用新型的冷卻保護裝置至少包括(1)一隔離罩，藉由支撐架固定並在內部形成有一開口漸縮的隔離空間，將轉動機械包圍其中，避免轉動機械直接與高溫氣流接觸；(2)一通風開孔，鑿設在隔離罩殼體的外部；(3)一冷卻風管，沿著轉動機械的切線方向，向隔離罩的水平方向微傾一斜角後搭接在通風開孔上，做為引入低溫氣流進入隔離空間的通道；綜上所述，本實用新型的冷卻保護裝置，是對運轉於高溫氣流環境下的轉動機械提供一冷卻保護功能，在實際應用時，該隔離罩是以支撐架固定並將轉動機械安裝在其隔離空間中，以隔絕轉動機械直接接觸高溫氣流，經由冷卻風管將低溫氣流引入至隔離空間中，使隔離罩的內部壓力大於外部壓力，在低溫氣流進入隔離空間時，因隔離罩之外形，產生一導風作用而在隔離空間中形成一以轉動機械為繞行在旋風渦流中心，將隔離空間內部及轉動機械運轉產生的熱氣排出，藉以保護轉動機械不會因高溫氣流的影響而毀損。
圖1(a)為一側面剖視圖，顯示應用本實用新型的運轉馬達安裝在冷卻保護裝置內部所含隔離空間的示意圖；圖1(b)是一後視圖，顯示本實用新型的冷卻風管組設在隔離罩外部結構的示意圖；圖1(c)為一側視圖，顯示冷卻風管安裝的示意圖；圖2是設置在建築物內部用以排除火場濃煙的消防排煙系統的概略示意圖；圖3是一側視剖面圖，顯示應用本實用新型的運轉馬達組裝在排煙道的放大示意圖；以及圖4為一斜視立體剖面圖。
具體實施方式
實施例在以下實施方式中，本實用新型的冷卻保護裝置是應用在一消防排風系統的運轉馬達(以下略稱為運轉馬達)，保護運轉馬達不會因火場產生的高溫而毀損，該裝置是藉由一隔離罩阻隔運轉馬達與高溫氣流直接接觸，還經由一冷卻風管將低溫氣流引入到隔離罩內部，通過氣冷方式降低運轉馬達本身及其周圍的溫度；然而，在此首先需注意的是，本實用新型的冷卻保護裝置並不限定僅可用於消防排風系統的運轉馬達上；廣義而言，本實用新型可適用於需在高溫氣流環境執行運轉工作的轉動機械，如乾燥爐、熱能加熱爐、熱回收機、熱交換機等所搭配使用的馬達或發電機，對這些在高溫氣流環境下運轉的轉動機械提供一冷卻保護機制，令這些轉動機械可在高溫氣流環境下正常運轉，不會因高溫的影響而毀損。
圖1(a)為一側面剖視圖，顯示應用本實用新型的運轉馬達安裝在冷卻保護裝置1內部所含隔離空間10a的示意圖。如圖1(a)所示，本實用新型的冷卻保護裝置1包括一隔離罩10、通風開孔11及冷卻風管12；該隔離罩10是藉由一支撐架5支撐固定(也可依不同的安裝場合使用其它類型的支撐架)，其外型是一開口漸縮的彈頭形狀，外殼結構是用兩個鐵片中間填塞石綿(在此並非限定外殼結構及填充物的材質，鐵片及石綿也可以其它材質取代)構成，可圍繞形成一隔離空間10a，該隔離罩10的外殼結構鑿設有一用以組設冷卻風管12的通風開孔11，令通過鼓風機2送入並加壓的低溫氣流，可經由冷卻風管12以運轉馬達3的切線方向注入到隔離空間10a中，使隔離罩10內部的空氣壓力高於其外部的空氣壓力。應用本實用新型的運轉馬達3的安裝位置是如圖1(a)所示，安裝在隔離空間10a的中央位置，隔離罩10的底部另鑿設有一開孔10b，可令運轉馬達3所含的轉軸31可貫穿隔離罩10的封閉底部以承接一扇葉4。
圖1(b)是一後視圖，顯示本實用新型所含的冷卻風管12搭接在隔離罩10外部殼體所鑿設的通風開孔11的示意圖。如圖1(b)所示，該冷卻風管12是與隔離罩10外部殼體的切線L1形成一夾角θ，令經由冷卻風管12引入隔離空間10a低溫氣流的行進方向，可與運轉馬達3的切線方向重疊，使低溫氣流可直行進入隔離空間10a，不被運轉馬達3阻擋，可維持低溫氣流的行進動能不會過度衰減；此外，如圖1(b)所示，因隔離罩10與運轉馬達3均呈一圓柱桶狀結構，故若使低溫氣流正面接觸隔離罩10的內壁，則隔離罩10的內壁會大幅抵消低溫氣流的行進動能，無法令低溫氣流在隔離空間10a中形成一旋風渦流，因此要令引入的低溫氣流可在隔離空間10a中形成一旋風渦流，須如圖1(c)所示，令冷卻風管12與隔離罩10外部殼體的水平切線H1形成有一夾角δ，令低溫氣流以非正向角度觸及隔離罩10內壁，以改變其行進方向而形成一導風作用；爾後，低溫氣流按此方式持續以非正向角度觸及其它內壁，進而形成一以運轉馬達3為旋風渦流w中心，且因該隔離罩10具有一漸縮的開口(面對圖1(c)的左邊)，故當旋風渦流w接近開口位置時，會因繞行空間受到擠壓，增加開口附近的氣流壓力，如此除了可增加夾帶有熱氣的低溫氣流排出速度外，並可藉由隔離罩10內/外部的空氣壓力差阻擋外部高溫氣流進入隔離空間10a中，確實達到避免運轉馬達3與高溫氣流直接接觸的功效。
以下通過實例詳細說明本實用新型在高溫氣流環境下如何對運轉馬達3提供一冷卻保護機制的過程，但並非以此限定本實用新型的應用範圍。圖2是設置在建築物內部用以排除火場濃煙的消防排煙系統的概略示意圖(實際使用的消防排煙系統另包括其它構件，在此實施例中僅針對與本實用新型相關部分進行說明)，如圖2所示，該消防排煙系統6是以一排煙道61為主要架構，除了如圖1(a)所示的運轉馬達3及扇葉4以外，還包括一安裝在室內的吸入口62及一接在室外的排出口63。應用本實用新型的運轉馬達3及其驅動的扇葉4是按圖1(a)所示的組裝形態安裝在消防排煙系統6的內部，該運轉馬達3是在室內發生火警時被激活運轉以推動扇葉4轉動，將火場濃煙由吸入口62抽入，後經由排煙道61抽送至排出口63後排出。
若單純使用運轉馬達3運轉在火場時，通過扇葉4轉動抽入的均是溫度高達百度以上的高溫氣流，如此極易導致運轉馬達3因過熱而毀損，無法運行在高溫環境中。換言之，高溫氣流是造成運轉馬達3無法運轉的主因。因此只有阻隔運轉馬達3與高溫氣流直接接觸方，才是避免運轉馬達3因高溫受損的根本。有鑑於此，本實用新型即提供一可阻隔運轉馬達3直接接觸高溫氣流的隔離罩10。
圖3是一側視剖面圖，顯示應用本實用新型的運轉馬達3組裝在排煙道61的放大示意圖。如圖3所示，當運轉馬達3經由轉動軸31驅動扇葉4轉動時，即可將瀰漫在火場的濃煙由吸入口62抽入，為扇葉4抽入的濃煙夾帶的高溫氣流T，也會沿著排煙道61與隔離罩10外部殼體接觸，然而在運轉馬達3轉動時，組設在室外的鼓風機2也同步激活運轉，將室外低於火場溫度的低溫氣流抽入並予以加壓後以冷卻風管12為通道，自通風開孔11注入到隔離罩10內部所含的隔離空間10a中，使隔離空間10a的空氣壓力大於隔離罩10外部(也就是排煙道61)的空氣壓力，利用隔離罩10內/外部形成的空氣壓力差，阻止高溫氣流進入隔離空間10a中，並以此防止熱傳導效應升高隔離空間10a中的溫度。
再者，因引入的低溫氣流受隔離罩10的桶狀外型及其非正向接觸隔離罩10內壁的影響(均已在上述內容中詳述)產生一導風作用，在隔離空間10a中形成一以運轉馬達3為繞行中心的旋風渦流w，還通過內、外空間的壓差將形成的旋風渦流w向隔離罩10的開口方向導出，將運轉馬達3因運轉產生的熱量排出，且因隔離罩10的開口是一漸縮設計，受擠壓效應產生的壓差更可加速導出夾帶有熱氣的旋風渦流w，並進一步阻絕高溫氣流經由隔離罩10的開口端進入至隔離空間10a中。如圖4所示的斜視立體圖，鼓風機2可不斷抽入低溫氣流並經由冷卻風管12傳輸，從通風開孔11注入到隔離空間10a中，在隔離空間10a形成的旋風渦流w也不斷的由開口端排出，此一進一出的機制即是本實用新型運用的氣體冷卻機制，確實冷卻運轉馬達3本身及其周遭的溫度，令運轉馬達3不會因高溫氣流影響而毀損。
權利要求1.一種冷卻保護裝置，令轉動機械可在高溫氣流環境下正常運轉，其特徵在於，該冷卻保護裝置至少包括一隔離罩，具有一隔離空間，將轉動機械包圍其中，與高溫氣流隔離；一通風開孔，鑿設在該隔離罩的外部殼體；以及一冷卻風管，搭接至該通風開孔，將低溫氣流引入隔離空間的信道。
2.如權利要求1所述的冷卻保護裝置，其特徵在於，該隔離罩外型是一開口漸縮的桶狀設計，僅在底部的中心位置鑿設有一供轉動機械轉動軸穿過的開孔。
3.如權利要求1所述的冷卻保護裝置，其特徵在於，該冷卻風管是與一鼓風機連接，該鼓風機是安裝在高溫氣流環境之外的低溫空間中。
4.如權利要求1所述的冷卻保護裝置，其特徵在於，該冷卻風管的位置是沿著轉動機械的切線方向貫穿該隔離罩結構向隔離罩的水平方向微傾一斜角後組設在隔離罩的外部結構上。
5.如權利要求1所述的冷卻保護裝置，其特徵在於，該轉動機械是一消防排煙系統使用的運轉馬達。
專利摘要本實用新型是一種冷卻保護裝置，為高溫環境下的轉動機械提供冷卻保護功能，該裝置包括一隔離罩、一開孔及一冷卻風管，其中，該隔離罩內部另具有一用以容置及安裝轉動機械的隔離空間，避免轉動機械直接接觸高溫氣流，還利用低溫氣流經由冷卻風管引入至隔離空間中，形成的旋風渦流將隔離空間內部及轉動機械運轉產生的熱氣排出，並可阻止高溫氣流藉由熱效應影響隔離空間的溫度，藉以保護轉動機械不會因高溫氣流的影響而毀損。
文檔編號F24F7/007GK2724286SQ20042008438
公開日2005年9月7日 申請日期2004年8月11日 優先權日2004年8月11日
發明者林耕嶺 申請人:順光股份有限公司