CN103001398A - 一种液体冷却电动电机的冷却套管 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种液体冷却电动电机的冷却套管，包括内部冷却环及外部冷却环，所述外部冷却环套装在所述内部冷却环上，所述内部冷却环具有内表面及外表面，且借助所述内表面围绕形成一内腔，所述内部冷却环的外表面上设有至少两片以上的散热片，所述散热片平行排列在所述内部冷却环的外表面上，且相邻的所述散热片之间留有空隙，形成一流动通道；所述外部冷却环上设有冷却剂出口及冷却剂入口，在所述冷却剂出口及冷却剂入口相应位置下的散热片被从内部冷却环上去除，用于将传入的冷却剂均匀的分散进所述流动通道内。

Description

一种液体冷却电动电机的冷却套管
技术领域
本发明涉及一种液体冷却电动电机的冷却套管。
背景技术
专利US6300693揭示了一种以轴向通道作为冷却剂流动通道的冷却套管，作用是冷却电动机或发电机的定子，例如，用于永磁无刷电机动或发电机。所用流动通道的排列并未进行低生产成本和高效热量传输方面的优化。
专利WO2003100946描述了一些增大导热面积的方法，但定子内部仍然使用轴向冷却剂流向。电机前后防护物被用于将冷却剂分散到不同的流动通道。因此冷却套管包含至少3部分（不含任何必要的密封件和连接物），以建立完整的流动通道。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种简易、成本有效的生产、装配以及高效热量传输的冷却电机的冷却套管。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种液体冷却电动电机的冷却套管，包括内部冷却环及外部冷却环，所述外部冷却环套装在所述内部冷却环上，所述内部冷却环具有内表面及外表面，且借助所述内表面围绕形成一内腔，所述内部冷却环的外表面上设有至少两片以上的散热片，所述散热片平行排列在所述内部冷却环的外表面上，且相邻的所述散热片之间留有空隙，形成一流动通道；所述外部冷却环上设有冷却剂出口及冷却剂入口，在所述冷却剂出口及冷却剂入口相应位置下的散热片被从内部冷却环上去除，用于将传入的冷却剂均匀的分散进所述流动通道内。
本发明的有益效果是：电动机可以得到更集中的冷却，保证了稳定的冷却剂分布/集中，散热片增加了有效表面，同时通过这种方式将热量传输给冷却剂，另外，生产成本小，具有最大的热传导效率。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述流动通道的形状为矩形、圆形或三角形中的任意一种或几种的混合。
进一步，所述冷却剂出口及冷却剂入口之间以内腔的中心点为圆点形成一夹角，所述夹角为0～35°或145～180°。
进一步，所述冷却套管还包括两个O形圈，所述两个O形圈分别靠近所述内部冷却环和外部冷却环之间形成的环状间隙，所述O形圈套装在所述环状间隙内，使得所述内部冷却环与外部冷却环密封连接。
进一步，所述冷却套管还包括两个环状接缝，所述冷却套管通过所述两个环状接缝将所述外部冷却环和内部冷却环固定、密封在一起。
冷却套管可以通过焊接两个环状接缝密封起来，每个环状接缝都将内部冷却环和外部冷却环密封起来。此外，焊缝容许内部冷却环到外部冷却环的扭矩传输。
进一步，所述焊接方式可以是电子束焊接、激光焊接、合金电弧焊或搅拌摩擦等焊接。
附图说明
图1为本发明冷却电机的冷却套管的结构示意图；
图2为本发明冷却电机的冷却套管另一结构示意图；
图3显示在内部冷却环的外表面上生产矩形间隙时切割片的堆叠示意图；
图4为流动通道为矩形时，本发明冷却电机的冷却套管的内部冷却环的剖面示意图；
图5为本发明内部冷却环的流动通道为圆形的剖面示意图；
图6为本发明内部冷却环的流动通道为三角形的剖面示意图；
图7为本发明冷却剂出口及冷却剂入口位置相对的示意图；
图8为本发明冷却剂出口及冷却剂入口位置相邻的示意图
图9为焊接的冷却套管以及冷却套管上环状接缝的剖面图；
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、内部冷却环，2、外部冷却环，3、散热片，4、流动通道，5、冷却剂入口，6、冷却剂出口，7、O形圈，8、环状接缝,9、切割片，10、垫片。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
一种液体冷却电动电机的冷却套管，如图1所示，包括内部冷却环1及外部冷却环2，所述外部冷却环2套装在所述内部冷却环1上，所述内部冷却环1具有内表面及外表面，且借助所述内表面围绕形成一内腔，所述内部冷却环1的外表面上设有散热片3，所述散热片3平行排列在所述内部冷却环1的外表面上，且相邻的所述散热片3之间留有空隙，形成一流动通道4，为了实现最佳的热量传输效果，要保持高速冷却液流动来达到涡旋流动效果。
所述外部冷却环2上设有冷却剂出口6及冷却剂入口5，在所述冷却剂出口6及冷却剂入口5相应位置下的散热片3部分的被从内部冷却环1上去除，用于将传入的冷却剂均匀的分散进所述流动通道4内，同时，收集来自流动通道4的冷却剂。
在内部冷却环1圆柱形的内部表面上，电机或发电机的线圈组通过温缩或涂胶的方式来安装，取决于电机的型号，例如是轴向还是经向的磁通电机或发电机。这样可以确保由线圈组到内部冷却环的内表面之间的强烈的热传导。
图1为冷却剂出口6及冷却剂入口5位置相对的结构示意图；图2为冷却剂出口6及冷却剂入口5位置相邻的结构示意图。
如图2所示，冷却剂入口5和出口6相邻。冷却剂被分配器均匀地分散开，并且沿着流动通道4的前一半向下流去集流器。在集流器处，来自前一半通道的冷却剂被收集起来，再分散给后一半流动通道4，向上流去出口的集流器，再从冷却剂出口6流出。
如图3所示，在一种由切割片9及垫片10组成的特殊的切割工具的辅助下，所述散热片3可以经过一次车削加工而成。另外，流动通道4或者散热片3也可能通过浇铸形成。
流动通道4的形状可以是矩形的，如图4所示，但是其他可以生产出来的形状也可以考虑，比如圆形（如图5所示）或者三角形（如图6所示）。另外，图4显示所有流动通道4的形状相同，呈对称分布，但是其他形状及组合排列也可行，在于需求去产生涡旋流动效应及最有效的冷却剂的热量传导。
所述冷却剂出口6及冷却剂入口5之间以内腔的中心点为圆点形成一夹角，所述夹角为0～35°或145～180°。
依据边缘条件，有些情况下，冷却剂入口5和冷却剂出口6可以不相对，相对意味着电机轴（以内腔的中心点为圆心）调至180°。在这种情况下，允许存在一个不超过35°的偏角（见图7），此时冷却剂在冷却套管中的流动如图1所示。
有些情况下，冷却剂入口5和冷却剂出口6可以不相邻，相邻意味着电机轴调至0°。在这种情况下，允许存在一个不超过35°的偏角（见图8），此时冷却剂在冷却套管中的流动如图2所示。
所述冷却套管还包括两个靠近内部冷却环和外部冷却环的环状间隙（流动通道）的O形圈7，所述O形圈7套装在所述环状间隙内，使得所述内部冷却环1与外部冷却环2密封连接。
如图9所示，冷却套管可以通过焊接两个环状接缝8密封起来，每个环状接缝8都将内部冷却环1和外部冷却环2密封起来。此外，焊缝容许内部冷却环1到外部冷却环2的扭矩传输。
所述焊接方法可以是电子束焊接、激光焊接、（合金）电弧焊或搅拌摩擦焊接。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种液体冷却电动电机的冷却套管，其特征在于：包括内部冷却环及外部冷却环，所述外部冷却环套装在所述内部冷却环上，所述内部冷却环具有内表面及外表面，且借助所述内表面围绕形成一内腔，所述内部冷却环的外表面上设有至少两片以上的散热片，所述散热片平行排列在所述内部冷却环的外表面上，且相邻的所述散热片之间留有空隙，形成一流动通道；所述外部冷却环上设有冷却剂出口及冷却剂入口，在所述冷却剂出口及冷却剂入口相应位置下的散热片被从内部冷却环上去除，用于将传入的冷却剂均匀的分散进所述流动通道内。
2.根据权利要求1所述的液体冷却电动电机的冷却套管，其特征在于：所述流动通道的形状为矩形、圆形或三角形中的任意一种或几种的混合。
3.根据权利要求1所述的液体冷却电动电机的冷却套管，其特征在于：所述冷却剂出口及冷却剂入口之间以内腔的中心点为圆点形成一夹角，所述夹角为0～35°或145～180°。
4.根据权利要求1至3任一项所述的液体冷却电动电机的冷却套管，其特征在于：所述冷却套管还包括两个O形圈，所述两个O形圈分别靠近所述内部冷却环和外部冷却环之间形成的环状间隙，所述O形圈套装在所述环状间隙内，使得所述内部冷却环与外部冷却环密封连接。
5.根据权利要求1至3任一项所述的液体冷却电动电机的冷却套管，其特征在于：所述冷却套管还包括两个环状接缝，所述冷却套管通过所述两个环状接缝将所述外部冷却环和内部冷却环固定、密封在一起。
6.根据权利要求5所述的液体冷却电动电机的冷却套管，其特征在于：所述焊接方式为电子束焊接、激光焊接、合金电弧焊或搅拌摩擦焊接。
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