CN104533830B - 用于发电机的风扇结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于发电机的风扇结构，包括风扇和发电机，所述风扇安装在所述发电机飞轮的口部，所述风扇包括叶片，固定脚和环盖，所述叶片位于所述环盖的外端面，所述固定脚位于所述环盖的内端面；所述风扇还可以直接由飞轮底部的磁瓦保持架形成，所述磁瓦保持架上的固定脚从磁瓦的外端面伸出从而形成风扇的叶片。本发明的冷却风扇将在发动机和发电机之间的中心区域产生负压，外界冷空气可以直接被吸入电机进行冷却，然后再对发动机局部进行冷却，以降低发动机机油温度，防止发动机过热，本发明能低成本的实现最佳的发电机组冷却顺序，提高发电机冷却效率。

Description

用于发电机的风扇结构

技术领域

本发明涉及一种风扇结构，具体涉及一种用于发电机的风扇结构。

背景技术

与传统的工频同步发电机相比，多极永磁发电机具有效率高、体积小、重量轻的优点。随着电力电子技术的发展，与多极永磁发电机配套使用的逆变器成本越来越低，多极永磁发电机组的优势越来越明显，代表了小型发电机组的未来发展方向。

由于多极永磁发电机体积小、功率大，能量密度较高，而且永磁体的工作性能受温度影响比较大，因此多极永磁发电机的冷却非常关键。

现有的由发动机驱动的外转子式多极永磁发电机冷却结构主要有3种：

1、后置式反向安装发电机：发电机转子飞轮口部朝外、即背朝发动机反向安装在发动机曲轴后端，即飞轮处于电机定子和发动机之间，发电机有自己单独的飞轮及冷却风扇，冷却风扇安装在飞轮和发动机之间，冷却顺序：发电机——>发动机曲轴箱盖——>消音器（可选），此结构以YAMAHA为代表。

2、前置式发电机：发电机转子飞轮口部朝向发动机安装在发动机曲轴前端，即电机定子处于飞轮和发动机之间，发电机和发动机共用一个飞轮及冷却风扇，冷却风扇安装在飞轮外部，从该风扇出来的主要气流用来冷却发动机，一部分气流通过发电机与发动机之间的间隙进入电机进行冷却，然后通过风扇底盖上的开孔再返回风扇中心的负压区循环，冷却顺序：发动机局部——>发电机——>发动机主体——>消音器，此结构以HONDA为代表。

3、后置式正向安装发电机：发电机转子飞轮口部朝向发动机、即正向安装在发动机曲轴后端，电机定子安装在曲轴箱盖上，发电机有自己单独的飞轮及冷却风扇，该冷却风扇是离心风扇，安装在飞轮外部，发电机位于发动机和风扇之间。冷却顺序：发动机曲轴箱盖——>发电机——>消音器（可选），此结构以国内各厂家为代表。

从对电机的冷却效率上来比较，上述第1种冷却结构是最合理的，因为温度最低的空气最先冷却的是电机，然后才冷却比电机温度高的发动机，最后冷却温度最高的消音器。但是该冷却结构存在成本较高的缺点，因为电机飞轮是口部朝外、即背朝发动机反向安装的，定子无法直接安装在曲轴箱盖上，由于定子与发动机曲轴之间的同轴度精度要求较高，只能通过增加一个经过加工的铝压铸件的电机罩壳包围整个电机，定子安装在电机罩壳的底部，结构比较复杂，制造和装配成本较高。

从发电机组的成本上来比较，上述第3种冷却结构是最合理的，因为该冷却结构不需要第1种冷却结构中的铝压铸件电机罩壳，结构简单，制造和装配成本较低。而且这种结构可以直接使用通用小汽油机作为动力，由于通机产量巨大，能使发电机组整机成本更具有优势，因此该方案也优于上述第2种冷却结构。但是这种冷却结构的电机散热效率较低，因为温度最低的空气最先冷却的不是电机，而是先冷却了发动机曲轴箱盖，然后才冷却温度较低的电机，显然冷却顺序反了，用来冷却电机的空气是已经被曲轴箱盖加热过的，电机冷却效率较低。此外，这种方案的电机冷却进风口位于电机与发动机之间，当应用于封闭式静音发电机组时，会给电机进气通道和机壳进气口的位置设计造成困难。

本专利的外转子式多极永磁发电机冷却结构正是着眼于上述冷却结构的不足，在采用通用汽油发动机作为发电机动力的基础上，为发电机设计了专用的冷却风扇，该风扇可与电机飞轮口部的磁瓦保持架做成一体，也可以与飞轮底部的磁瓦保持架做成一体，与磁瓦保持架做成一体结构可以简化结构，降低制造和装配成本。本专利应用于后置式正向安装发电机时，可省去铝压铸件的电机罩壳，在保持较高的电机冷却效率基础上降低了成本。本专利能够低成本地实现最合理的冷却顺序：发电机——>发动机——>消音器（可选），在增加发电机冷却效率的同时，提高了对发动机机油的冷却效率，防止发动机过热。

显然，本专利的电机风扇冷却结构同样可以应用于以其他发动机作为动力的外转子式多极永磁发电机组，比如：柴油机或天然气发动机。

此外，虽然本专利冷却风扇的主要应用场合是安装在发动机后端的外转子式多极永磁发电机，但是显然也可以应用在前置式发电机上（参见专利图20）：保持原有发动机冷却风扇不变，只需要在电机转子飞轮和发动机之间安装本专利的冷却风扇即可。本专利的冷却风扇将在发动机和发电机之间的中心区域产生负压，进入发动机冷却风扇的外界冷空气可以直接被吸入电机进行冷却，可以实现合理的冷却顺序：发电机——>发动机——>消音器（可选）。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的问题，提供一种用于发电机的风扇结构。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

用于发电机的风扇结构，包括风扇和发电机，所述风扇安装在所述发电机飞轮的口部。

所述风扇包括叶片，固定脚和环盖，所述叶片位于所述环盖的外端面，所述固定脚位于所述环盖的内端面；所述风扇还可以直接由飞轮底部的磁瓦保持架形成，所述磁瓦保持架上的固定脚从磁瓦的外端面伸出从而形成风扇叶片。

优选的，所述固定脚插在所述磁瓦之间的间隙中，所述环盖的内端面与所述磁瓦的外端面贴合在一起。

进一步的，所述磁瓦保持架上的固定脚是加长的，且加长段的外露部分形成了离心风扇的叶片。

优选的，所述风扇的内径不小于所述发电机定子的外径。

优选的，所述风扇是一种离心式风扇。

进一步的，所述固定脚与所述磁瓦之间可以用胶水加固。

本发明的有益效果:

本发明的冷却风扇将在发动机和发电机之间的中心区域产生负压，外界冷空气可以直接被吸入电机进行冷却，然后再对发动机局部进行冷却，以降低发动机机油温度，防止发动机过热，本发明能低成本的实现最佳的发电机组冷却顺序，提高发电机冷却效率，且具有成本低、结构紧凑的优点。

附图说明

图1是本发明实施例一的风扇的立体的正面结构示意图；

图2是本发明实施例一的风扇的立体的背面结构示意图；

图3是本发明实施例一的进入风扇的气流的示意图；

图4是本发明实施例一的风扇的后视图；

图5是本发明实施例一的风扇的侧视图；

图6是本发明实施例一的风扇的正视图；

图7是本发明实施例一的风扇的A-A截面的结构示意图；

图8是本发明实施例一的风扇的B-B截面的结构示意图；

图9是本发明实施例一的发电机的侧面结构示意图；

图10是本发明实施例一的发电机的后视图；

图11是本发明实施例一的发电机的C-C截面的结构示意图；

图12是本发明实施例一的发电机的D-D截面的结构示意图；

图13是本发明实施例一的发电机的定子的结构示意图；

图14是本发明实施例一的发电机的立体背面示意图；

图15是本发明实施例一的发电机的立体正面示意图；

图16是本发明实施例一的发电机结构的爆炸示意图；

图17是本发明实施例一的由发动机驱动的发电机的正面结构示意图；

图18是本发明实施例一的由发动机驱动的发电机的E-E截面的结构示意图；

图19是本发明应用于后置式发电机的结构示意图；

图20是本发明应用于前置式发电机的结构示意图；

图21是本发明实施例二的风扇的立体的正面示意图；

图22是本发明实施例二的进入风扇的气流的示意图；

图23是本发明实施例二的风扇的立体的背面示意图；

图24是本发明实施例二的风扇的正视图；

图25是本发明实施例二的风扇的侧视图；

图26是本发明实施例二的风扇的后视图；

图27是本发明实施例二的发电机的侧面结构示意图；

图28是本发明实施例二的发电机的后视图；

图29是本发明实施例二的发电机的C-C截面示意图；

图30是本发明实施例二的发电机的D-D截面示意图；

图31是本发明实施例二的发电机的定子的结构示意图；

图32是本发明实施例二的发电机的立体背面示意图；

图33是本发明实施例二的发电机的立体正面示意图；

图34是本发明实施例二的发电机结构的爆炸示意图；

图35是本发明实施例二的由发动机驱动的发电机的正面结构示意图；

图36是本发明实施例二的由发动机驱动的发电机的E-E截面的结构示意图。

图中标号说明：1、风扇，2、叶片，3、固定脚，4、环盖，5、进入风扇的气流，6、进风，7、出风，8、发电机，9、转子，10、飞轮，11、飞轮进风口，12、磁瓦，13、磁瓦保持架，14、定子，15、定子铁芯，16、线圈，17、电机外罩，18、电机外罩进风口，19、电机外罩出风口，20、发电机冷却进风，21、发电机冷却出风，22、发动机，23、曲轴，24、活塞，25、连杆，26、曲轴箱体，27、曲轴箱盖，28、发动机冷却风扇，29、发动机飞轮，30、导风罩，31、手拉起动器，32、消音器，33、发动机冷却进风，34、发动机冷却出风，35、发电机组冷却出风，36、风扇内径，37、定子外径。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。

参照图1-图36所示，用于发电机的风扇结构，风扇1和发电机8，所述风扇1安装在所述发电机8飞轮10的口部，

所述风扇1包括叶片2，固定脚3和环盖4，所述叶片2位于所述环盖4的外端面，所述固定脚3位于所述环盖的内端面；所述风扇1还可以直接由飞轮10底部的磁瓦保持架13形成，所述磁瓦保持架13上的固定脚3从磁瓦12的外端面伸出从而形成风扇叶片。

优选的，所述固定脚3插在所述磁瓦12之间的间隙中，所述环盖4的内端面与所述磁瓦12的外端面贴合在一起。

进一步的，所述磁瓦保持架13上的固定脚3是加长的，且加长段的外露部分形成了风扇1的叶片2。

优选的，所述风扇1的风扇内径36不小于所述发电机8定子14的定子外径37。因为所述风扇1安装到飞轮10口部后一般是拆不下来的，如果所述风扇1的内径小于所述发电机8的定子14的外径，在拆装定子14和转子9过程中，所述风扇1内侧会与定子14的外侧干涉，所述发电机8无法安装和拆卸。

优选的，所述风扇1是一种离心式风扇。

进一步的，所述固定脚3与所述磁瓦12之间可以用胶水加固。

实施例一：

风扇1由叶片2、固定脚3和环盖4构成，叶片2和固定脚4分居环盖4的内、外两端面，叶片2位于环盖4的外端面，固定脚3位于环盖4的内端面。固定脚3插入磁瓦12之间的间隙，环盖4内端面与磁瓦12的外端面贴合在一起。

本实施例具有最优的风扇结构，是本发明的最佳设计方案

实施例二：

风扇1直接由飞轮10底部的磁瓦保持架13形成，磁瓦保持架13上的固定脚3加长后从磁瓦12的外端面伸出，从而在加长段的外露部分形成离心风扇的叶片。

本实施例具有较低的成本，是本发明的备选方案

采用实施例一或二之后，发电机8的飞轮10口部朝向发动机安装在曲轴上，安装在飞轮10口部的冷却风扇1处于发电机8和发动机22之间，风扇1随转子9旋转时，在风扇1中心区域形成负压，外界冷空气从转子飞轮的飞轮进风口11处被吸入发电机8，冷空气先冷却发电机8，然后进入发电机8与发动机22之间的间隙中对发动机局部进行冷却，这有助于降低机油温度，提高发动机在高温环境下的输出功率，最后可根据需要对消声器32进行冷却。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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.用于发电机的风扇结构，其特征在于，包括风扇（1）和发电机（8），所述风扇（1）安装在所述发电机（8）飞轮（10）的口部，所述风扇（1）包括叶片（2），固定脚（3）和环盖（4），所述叶片（2）位于所述环盖（4）的外端面，所述固定脚（3）位于所述环盖（4）的内端面，所述固定脚（3）插在磁瓦（12）之间的间隙；所述风扇（1）还可以直接由飞轮（10）底部的磁瓦保持架（13）形成，所述磁瓦保持架（13）上的固定脚（3）从磁瓦（12）的外端面伸出从而形成风扇叶片。

2.根据权利要求1所述的用于发电机的风扇结构，其特征在于，所述环盖（4）的内端面与所述磁瓦（12）的外端面贴合在一起。

3.根据权利要求1所述的用于发电机的风扇结构，其特征在于，所述磁瓦保持架（13）上的固定脚（3）是加长的，且加长段的外露部分形成了风扇叶片。

4.根据权利要求1所述的用于发电机的风扇结构，其特征在于，所述风扇（1）的风扇内径（36）不小于所述发电机（8）定子（14）的定子外径（37）。

5.根据权利要求1所述的用于发电机的风扇结构，其特征在于，所述风扇（1）是一种离心式风扇。

6.根据权利要求2所述的用于发电机的风扇结构，其特征在于，所述固定脚（3）与所述磁瓦（12）之间可以用胶水加固。