CN102651579B - 冷却机构及电机 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例涉及冷却机构及电机，所述冷却机构包括环形内筒及同轴环绕所述环形内筒的环形外筒；其中，所述环形内筒和环形外筒间具有至少一组导流结构，且每组导流结构形成有相通的至少两路流道；所述环形外筒设有至少一组入口/出口，每组入口/出口与一组导流结构的至少两路流道相通以使从入口流入的冷却介质流过相应导流结构的至少两路流道后自出口流出。本发明实施例中，流道的长度较短，因此可减少压力损失；此外，导流结构的配置方式可使电机在周向和轴向的散热更加均匀。

Description

冷却机构及电机
技术领域
本发明涉及尤其适用于电机的冷却机构。
背景技术
电机运行时通常会产生大量热量，在一些应用中需对电机进行散热处理，以避免电机损坏，保证电机正常稳定运行。图1示出现有技术中一种具有水冷机构的电机，该水冷机构的内筒环绕定子3，外筒环绕内筒，自内筒的外表面向外延伸出若干沿周向分布的轴向延伸挡板12，外筒的内表面、内筒的外表面、内筒两端的挡环7与各挡板12合围形成流道14，流道14包括若干轴向延伸路径和连通相邻轴向延伸路径的偏转路径12a，冷水自入口10进入流道，并沿流道14迂回流经内筒的整个外周面后至出口11后流出。定子与冷却机构的内筒接触，依靠冷水的流动可带走电机运行所产生的热量。上述现有技术中，由单条流道14连通入口10和出口11，因此流道的长度较长，导致压力损失较大；并且，轴向延伸路径的配置使得冷水进入流道14后沿圆周方向温度逐渐增加，导致电机在周向上的温差较大，散热不均匀。
本发明旨在提供一种可改善上述问题的冷却结构。
发明内容
本发明实施例的一方面提供一种冷却机构，包括环形内筒及同轴环绕所述环形内筒的环形外筒；其中，所述环形内筒和环形外筒间具有至少一组导流结构，且每组导流结构形成有相通的至少两路流道；所述环形外筒设有至少一组入口/出口，每组入口/出口与一组导流结构的至少两路流道相通以使从入口流入的冷却介质流过相应导流结构的至少两路流道后自出口流出。
较佳的，每组导流结构形成有两路流道，所述两路流道分别围绕所述环形内筒的外表面的两个半圆周面。
较佳的，每组导流结构的至少两路流道仅在相应的入口和出口处相通。
可选的，所述环形内筒和环形外筒间仅具有一组导流结构，所述环形外筒仅设有一组入口/出口，该组导流结构的每路流道包括若干沿轴向分布的周向延伸路径及连通相邻周向延伸路径的轴向偏转路径。
可选的，所述环形内筒和环形外筒间具有至少两组导流结构，所述环形外筒设有至少两组分别与所述两组导流结构的至少两路流道相通的入口/出口，所述至少两组导流结构的流道互不相通。
较佳的，所述至少两组导流结构的每路流道包括若干沿周向分布的轴向延伸路径及连通相邻轴向延伸路径的周向偏转路径。
较佳的，所述两组导流结构的流道在周向上交替分布。
较佳的，每一入口与相应出口在周向上相隔360/N度，其中N为所述环形内筒与环形外筒间的导流结构的组数。
较佳的，所述至少两组入口/出口被设置为任意一组的入口靠近另一组的出口。
一种冷却机构，包括环形内筒及同轴环绕所述环形内筒的环形外筒；其中，所述环形外筒设有一出口和N个入口，所述环形内筒和环形外筒间设有一一对应地与所述N个入口连通的N路流道以使从所述N个入口流入的冷却介质流经所述N路流道后自所述出口流出；其中N为大于1的整数。
较佳的，所述环形内筒和环形外筒间设有一一对应地与所述N个入口连通的N路迂回流道，及连通所述N路迂回流道与所述出口的单路环形流道。
较佳的，每路迂回流道包括若干沿周向分布的轴向延伸路径及连通相邻轴向延伸路径的周向偏转路径。
较佳的，所述N个入口沿周向依次间隔360/N度。
较佳的，N的值为3，所述三路迂回流道在周向上两两交替布置，且每路迂回流道在周向上对应环形内筒的2/3外周面。
本发明实施例的再一方面提供一种电机，包括定子、设于定子内可相对定子转动的转子、及固定套设于定子外周的以上任一所述的冷却机构。
本发明实施例中，流道的长度较短，因此可减少压力损失；此外，导流结构的配置方式可使电机在周向的散热更加均匀。
为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
图1A示出现有技术中一种具有水冷机构的电机；
图1B示出所述电机的内筒；
图2示出根据本发明一实施例的电机；
图3A示出根据本发明一实施例的冷却机构；
图3B示出图3A中冷却机构的环形内筒；
图3C为图3B中环形内筒旋转180度后的示图；
图4A示出根据本发明另一实施例的冷却机构；
图4B示出根据本发明另一实施例的冷却机构的另一方向示图；
图4C示出图4B中冷却机构的环形内筒；
图4D示出根据本发明另一实施例的冷却机构的第三方向示图；
图4E示出图4D中冷却机构的环形内筒；
图5A示出根据本发明再一实施例的冷却机构；
图5B示出根据本发明再一实施例的冷却机构的另一方向示图；
图5C示出图5B中冷却机构的环形内筒。
具体实施方式
下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其他有益效果显而易见。
参考图2，本发明实施例的电机200包括定子212、设于定子212内可相对定子212转动的转子214、及冷却机构。所述冷却机构包括固定套设于定子212外周的环形内筒230、及相对环形内筒230固定并同轴环绕环形内筒230的环形外筒250。
参考图3A至图3C，在本发明一实施例的冷却机构中，环形外筒250轴向两端分别设有入口222和出口224，环形内筒230和环形外筒250间设有一组导流结构，该组导流结构形成相通的两路流道，分别为第一流道242(对应图中实线箭头)和第二流道244(对应图中虚线箭头)。入口222和出口224与该组导流结构的两路流道相通。第一流道242和第二流道244分别对应环形内筒230的两个半圆外周面，每路流道242(244)包括若干沿轴向均匀分布的周向延伸路径242a(244a)及连通相邻周向延伸路径的轴向偏转路径242b(244b)。
本实施例中，环形内筒230的轴向两端设有自其外表面径向向外延伸至环形外筒250内表面的两个端环231，并且在两个端环231之间自环形内筒230的外表面沿径向向外延伸出至环形外筒250的内表面的若干导流板。在所述两个半圆外周面的两相接处分别设有沿轴向延伸的隔板236a和236b将第一流道242和第二流道244间隔开来，并使得两流道仅在入口222和出口224处相通。所述若干导流板包括两组沿轴向交替分布的导流板232a和232b，其中各第一导流板232a分别自隔板236a朝隔板236b沿周向延伸，各第二导流板232b分别自隔板236b朝隔板236a沿周向延伸，各导流板232a和232b的周向尺寸均小于两隔板231a和231b的周向距离，由此形成两路仅在入口222和出口224处相通的迂回流道242和244。冷却介质(例如冷水或以水为主要成份的冷却剂等)自入口222流入导流结构，分别沿第一流道242和第二流道244迂回流经环形内筒230的两个半圆外周面后在出口224处汇聚并流出，从而带走电机运行时所产生的热量。
本实施例中，由两路流道242和244分别迂回围绕环形内筒230的两个半圆外周面连通入口242和出口244，与现有技术中由单条流道围绕环形内筒的整个外周面连通入口和出口相比，流道的长度较短，因此可减少压力损失；并且，周向延伸路径迂回的配置方式可大大降低电机在周向方向上的温差，从而使电机散热更加均匀。
参考图4A至图4E，本发明另一实施例的冷却机构中，环形外筒250设有两组入口/出口，分别为第一入口222/第一出口224和第二入口226/第二出口228。环形内筒230和环形外筒250间设有两组导流结构，第一组导流结构形成相通的两路流道，分别为第一流道242和第二流道244；第二组导流结构也形成相通的两路流道，分别为第一流道242′和第二流道244′。两组入口/出口分别与两组导流结构的两路流道相通。每组导流结构的第一流道242(242′)和第二流道244(244′)分别对应环形内筒230的两个半圆外周面。每路流道包括若干沿周向分布的轴向延伸路径242a(242a′，244a，244a′)及连通相邻轴向延伸路径的周向偏转路径242b(242b′，244b，244b′)。本实施例中，每一入口与相应出口在周向上相隔180度使相应导流结构的两路流道相对称，且一组的入口在轴向上靠近另一组的出口。可以理解的，各组导流结构的两路流道也可以是不对称设置，一组的入口也并不仅限于在轴向上靠近另一组的出口。
本实施例中，环形内筒230的轴向两端设有沿径向向外延伸出至环形外筒250内表面的两个端环231a和231b，并且在两个端环231a和231b之间自环形内筒230的外表面沿径向向外延伸出至环形外筒250的内表面的若干导流板，所述若干导流板包括四组导流板232a～232d，其中各第一导流板232a沿周向分布并分别自环形内筒230的第一端环231a朝第二端环231b沿轴向延伸，各二导流板232b沿周向分布并分别自环形内筒230的第二端环231b朝第一端环231a沿轴向延伸，各第一导流板232a和第二导流板232b的轴向尺寸均小于两端环231a和231b间的轴向距离，两组导流板232a和232b沿周向交替分布且在轴向上间隔分布，每两相邻导流板232a和232b之间设沿轴向延伸且与两端环231a和231b均有一定间隔的第三导流板232c，每两相邻的第三导流板232c由沿周向延伸的第四导流板232d连接，由此构成两组在周向上交替分布的导流结构，且每组导流结构形成两路仅在相应入口和出口处相通的迂回流道。冷却介质(例如冷水或以水为主要成份的冷却剂等)自两入口222和226流入相应的导流结构，并沿两组导流结构的第一流道242、242′和第二流道244、244′迂回流经环形内筒230的两个半圆外周面后在两出口224和228处汇聚并流出，从而带走电机运行时所产生的热量。
本实施例中，每组导流结构的两路流道242(242′)和244(244′)分别迂回围绕环形内筒230的两个半圆外周面连通相应的入口222(226)和出口224(228)，与现有技术中由单条流道围绕环形内筒的整个外周面连通入口和出口相比，流道的长度较短，因此可减少压力损失；并且，两组导流结构在周向上交替布置且使任一组入口与另一组出口相靠近可使电机在周向的散热更加均匀。
在本发明更多实施例中，导流结构的实现不仅限于导流板，例如也可采用管道方式实现；一组导流结构不限于仅形成两路流道，也可形成两路以上的流道，例如，上述实施例的单路流道可进一步分出多个相通的支路；环形内筒的环形外筒之间也可以不仅限于具有一组或两组导流结构，例如还可以是三组导流结构；环形外筒可设三组入口/出口，每一入口与相应出口在周向上可相隔120度。
参考图5A至图5C，本发明再一实施例的冷却机构中，环形外筒350设有三个入口322a～322c和单一出口324。环形内筒330和环形外筒350间形成三路分别与所述三个入口322a～322c相通的迂回流道342～344及与三路迂回流道342～344及出口324相通的单路环形流道345。所述三个入口322a～322c在周向上依次间隔大致120度，每路迂回流道在周向上对应环形内筒330的2/3外周面。每路迂回流道342(343，344)包括若干沿周向分布的轴向延伸路径及连通相邻轴向延伸路径的周向偏转路径。可以理解的，在更多实施例中，冷却机构的入口数不仅限于三个，也可以是两个或多于三个；各入口间的周向间隔也不限于360/N度，其中N表示入口数。
本实施例中，环形内筒330的轴向两端设有沿径向向外延伸出至环形外筒350内表面的三个环部331a～331c，分处两端的第一环部331a与第二环部331b之间形成所述三路迂回流道342～344，处于同一端的第二环部331b与第三环部331c之间形成所述单路环形流道345，且第二环部331b设三个流道出口332以供三路迂回流道342～344与环形流道345相通，所述三个流道出口332分别与三个入口322a～322c相邻近。三路迂回流道342～344在周向上两两交替布置。本实施例中，由于每路迂回流道迂回围绕环形内筒330的2/3外周面连通出口和相应入口，与现有技术中由单条流道围绕环形内筒的整个外周面连通入口和出口相比，流道的长度较短，因此可减少压力损失；并且，三路迂回流道342～344在周向上两两交替布置可使电机散热更加均匀。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种冷却机构，包括环形内筒及同轴环绕所述环形内筒的环形外筒；其特征在于：
所述环形内筒和环形外筒间具有至少两组导流结构，且每组导流结构形成有相通的两路流道；
所述环形外筒设有至少两组分别与所述每一组导流结构的两路流道相通的入口/出口，所述至少两组导流结构的流道互不相通；每组入口/出口与一组导流结构的两路流道相通以使从入口流入的冷却介质流过相应导流结构的至少两路流道后自出口流出；
所述每组导流结构的两路流道分别围绕所述环形内筒的两个半圆外周面；
每组导流结构的两路流道仅在相应的入口和出口处相通，
每一入口与相应出口在周向上相隔360/N度，其中N为所述环形内筒与环形外筒间的导流结构的组数。
2.根据权利要求1所述的冷却机构，其特征在于，所述至少两组导流结构的每路流道包括若干沿周向分布的轴向延伸路径及连通相邻轴向延伸路径的周向偏转路径。
3.根据权利要求1所述的冷却机构，其特征在于，所述至少两组导流结构的流道在周向上交替分布。
4.根据权利要求1所述的冷却机构，其特征在于，所述至少两组入口/出口被设置为任意一组的入口靠近另一组的出口。
5.一种冷却机构，包括环形内筒及同轴环绕所述环形内筒的环形外筒；其特征在于：所述环形外筒设有一出口和N个入口，所述环形内筒和环形外筒间设有一一对应地与所述N个入口连通的N路迂回流道，及连通所述N路迂回流道与所述出口的单路环形流道，所述N路迂回流道使得从所述N个入口流入的冷却介质流经所述N路迂回流道及所述单路环形流道后自所述出口流出；其中N为大于1的整数；
所述N路迂回流道沿周向排列共同环绕所述环形内筒的整个外圆周，所述N个入口沿周向依次间隔360/N度。
6.如权利要求5所述的冷却机构，其特征在于，每路迂回流道包括若干沿周向分布的轴向延伸路径及连通相邻轴向延伸路径的周向偏转路径。
7.如权利要求5所述的冷却机构，其特征在于，N的值为3，所述三路迂回流道在周向上两两交替布置，且每路迂回流道在周向上对应环形内筒的2/3外周面。
8.一种电机，包括定子、设于定子内可相对定子转动的转子、及固定套设于定子外周的如以上任一权利要求所述的冷却机构。
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