CN105684277B - 空气对空气式热交换器 - Google Patents

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Abstract

一种热交换器包括壳体(100)，壳体(100)具有包括在壳体(100)的侧壁之间延伸的空气通道(161、162、181、182)的两个热交换单元(160、180)。壳体(100)包括位于热交换单元(160、180)之间的中间部段(170)和位于壳体(100)的相反的两个端部处的两个端部部段(150、190)。在壳体(100)的每个侧面处均定位有具有上隔室(131、141)和下隔室(132、142)的侧导管(130、140)。每个侧导管(130、140)均包括位于侧导管(130、140)的第一端部处、隔室(131、132、141、142)中的一者中的入口开口(135、145)以及位于相对的侧导管(130、140)中的对应隔室(131、132、141、142)的相反的第二端部处的出口开口(136、146)。

Description

空气对空气式热交换器
技术领域
本发明涉及空气对空气式热交换器。
在许多应用中，使用空气对空气式热交换器来冷却发热的设备。例如，电机通常是在假定其操作温度保持在40摄氏度以下的情况下构造的。小电机可以通过附接至电机的轴的并借助于电机吹动该电机周围的外部空气的风扇来冷却。大电机通常设置有用于对电机进行冷却的热交换器。热交换器还可以使电机内的内部空气环流闭合。热交换器可以是水对空气式热交换器或空气对空气式热交换器。相比空气对空气式热交换器，水对空气式热交换器通常更有效，但是存在许多要避免水的应用。因此，空气对空气式热交换器常常是在特定应用中可以使用的唯一选择。
本发明涉及可以有利地与电机结合使用的空气对空气式热交换器。该热交换器设置有外部空气环流和内部空气环流。内部空气环流使空气以从电机流向热交换器并返回至电机的闭合环流的方式循环流动。外部空气环流使冷却空气循环通过热交换器。内部空气在热交换器与电机之间循环流动，使得内部空气在每次循环期间于热交换器中通过外部空气被冷却。
背景技术
EP专利申请2 495 849公开了一种具有热交换器的旋转机。该旋转机驱动沿轴向方向延伸的并设置有至少一个风扇的轴。热交换器设置成与旋转机热连通。热交换器包括沿相对于轴向方向的横向方向延伸的管。热交换器还包括位于管的一个端部处的入口壳体和位于管的相反端部处的出口壳体。入口壳体和出口壳体沿着热交换器的轴向长度延伸。从风扇向入口壳体延伸有导管。因此，可以通过风扇引导空气穿过导管进入入口壳体并且进一步沿横向方向穿过管进入出口壳体。随后，空气沿横向方向从出口壳体排出。
US专利5,844,333公开了一种用于封闭型框架马达的空气冷却器。该装置包括电动马达和热交换器，其中，该电动马达具有沿轴向方向延伸的轴且该电动马达位于在第二壳体内，该热交换器位于第一壳体上面的第一壳体内。热交换器包括位于第二壳体内的两个热交换单元。所述两个热交换单元形成A形构型。每个热交换单元均包括沿相对于轴向方向的横向方向延伸的管。所述管在第二壳体的侧壁之间延伸。在热交换单元之间形成有中间部段并且在第一壳体的两个端部处形成有端部部段。在第一壳体的一个侧面处具有进气室并且在第一壳体的相反侧面处具有排气室。下面将对在此US专利中公开的外部空气环流和内部空气环流进行说明。
外部空气环流通过位于电动马达的轴上的风扇穿过定位在第一壳体的第一端部处的进气室中的进气开口被吹送到该进气室中。周围空气从该进气室流动穿过热交换单元中的管进入到相对的排气室中并且进一步穿过定位在第一壳体的相反的第二端部处的排气室中的出口开口从该排气室离开。因此，外部空气环流取决于电动马达的旋转速度。
呈经马达加热过的空气的形式的内部空气环流从要被冷却的电动马达向上流动至热交换器的中间部段。经马达加热过的空气通过内部风扇循环流动并且在热交换器的中间部段中被分成两个分支。第一分支流动经过第一热交换单元中的管进入第一端部部段并且在第一端部部段中进一步向下流动到电机的第一端部中。第二分支流动经过第二热交换单元中的管进入第二端部部段并且在第二端部部段中进一步向下流动到电机的相反的第二端部中。这两个分支从电动马达的相反两个端部流动到转子中的轴向空气通路中、进一步穿过转子中的径向空气通路进入该转子与定子之间的气隙并且进一步穿过定子中的径向空气通路进入热交换器的中间部段。当热空气再次从定子进入热交换器的中间部段时，开始新的冷却循环。
这些现有技术的热交换器中的一个问题是冷却时的不均匀性。外部冷却空气从热交换单元中的管的入口端部传递至该热交换单元中的管的出口端部。因此，当内部空气——即，经马达加热过的空气——经过管时，冷却空气的温度从入口端部朝向出口端部将持续升高。因此，内部空气在电机的横向方向上将被不均匀地冷却。与管的出口端部处的冷却相比，管的入口端部处的冷却更有效。
发明内容
本发明的目的是获得一种改进的空气对空气式热交换器。
根据本发明的空气对空气式热交换器的特征如下文所述。
一种空气对空气式热交换器，包括：
第一壳体(100)，所述第一壳体(100)包括相反的第一端壁(111)和第二端壁(112)、相反的第一侧壁(113)和第二侧壁(114)、底板(115)以及顶板(116)，
第一热交换单元(160)和第二热交换单元(180)，所述第一热交换单元(160)和所述第二热交换单元(180)包括在所述第一壳体(100)的所述第一侧壁(113)和所述第二侧壁(114)之间延伸的空气通道(161、162、181、182)，所述第一热交换单元(160)和所述第二热交换单元(180)将所述第一壳体(100)的内部分成位于所述第一热交换单元(160)和所述第二热交换单元(180)之间的中间部段(170)、位于所述第一壳体(100)的所述第一端壁(111)与所述第一热交换单元(160)之间的第一端部部段(150)和位于所述第一壳体(100)的所述第二端壁(112)与所述第二热交换单元(180)之间的第二端部部段(190)，
其特征在于，
所述第一壳体(100)的第一侧面处设置有第一侧导管(130)、所述第一壳体(100)的相反的第二侧面处设置有第二侧导管(140)，
所述第一侧导管(130)和所述第二侧导管(140)沿着所述第一壳体(100)的所述第一侧壁(113)和所述第二侧壁(114)中的相应的侧壁延伸并且各自包括第一端部(130A、140A)和相反的第二端部(130B、140B)，
所述第一侧导管(130)通过在所述第一侧导管(130)的所述第一端部(130A)与所述相反的第二端部(130B)之间延伸的分隔壁(119)被分成第一上隔室(131)和第一下隔室(132)，以及所述第二侧导管(140)通过在所述第二侧导管(140)的所述第一端部(140A)与所述相反的第二端部(140B)之间延伸的分隔壁(120)被分成第二上隔室(141)和第二下隔室(142)，
所述第一侧导管(130)包括位于所述第一侧导管(130)的所述第一端部(130A)处、所述第一上隔室(131)中的第一入口开口(135)以及位于所述第一侧导管(130)的第二端部(130B)处、所述第一下隔室(132)中的第一出口开口(136)，所述第二侧导管(140)包括位于所述第二侧导管(140)的所述第一端部(140A)处、所述第二下隔室(142)中的第二入口开口(145)以及位于所述第二侧导管(140)的第二端部(140B)处、所述第二上隔室(141)中的第二出口开口(146)；或者，所述第一侧导管(130)包括位于所述第一侧导管(130)的所述第一端部(130A)处、所述第一下隔室(132)中的第一入口开口以及位于所述第一侧导管(130)的第二端部(130B)处、所述第一上隔室(131)中的第一出口开口，所述第二侧导管(140)包括位于所述第二侧导管(140)的所述第一端部(140A)处、所述第二上隔室(141)中的第二入口开口以及位于所述第二侧导管(140)的第二端部(140B)处、所述第二下隔室(142)中的第二出口开口。
外部空气环流从两个侧导管的入口开口被引导到侧导管中的相应的隔室中而被引导到热交换器中，并且外部空气环流进一步沿着热交换单元中的空气通道被引导至相对的侧导管中的对应的隔室并且外部空气环流进一步穿过所述相对的侧导管中的出口开口离开热交换器。
内部空气环流从定位在第一壳体下面的要被冷却的设备被引导穿过第一壳体的底板的中间部分中的空气通路，并且内部空气环流在第一壳体的中间部段中被进一步向上引导，其中，内部空气环流被分成第一分支和第二分支，第一分支经过第一壳体中的第一热交换单元传递至第一壳体中的第一端部部段并且第一分支进一步向下穿过第一壳体的底板的第一端部部分中的空气通路返回至要被冷却的设备的第一端部，第二分支经过第一壳体中的第二热交换单元传递至第一壳体中的第二端部部段并且第二分支进一步向下穿过第一壳体的底板的第二端部部分中的空气通路返回至要被冷却的设备的相反的第二端部。
使用具有两个隔室的侧导管使得可以在热交换单元中使用沿相反的方向流动的两个不同的外部空气环流。可以将第一外部空气环流从入口开口引导至第一侧导管中的上隔室并将第二外部空气环流从入口开口引导至第二侧导管中的下隔室。第一外部环流将在热交换单元的上部部分中的空气通道中沿第一方向流动至相对的第二侧导管中的上隔室。第二外部环流将在热交换单元的下部部分中的空气通道中沿相反的第二方向流动至相对的第一侧导管中的下隔室。这意味着可以实现在热交换单元中的空气通道中的更均匀的平均热分布。在热交换单元的上部部分中流动的第一外部空气环流的温度将沿从第一侧导管向第二侧导管的方向升高。在热交换单元的下部部分中流动的第二外部空气环流的温度将沿从第二侧导管向第一侧导管的方向升高。其结果是要被冷却的设备被更均匀地冷却。
第一外部空气环流可以设置有第一风扇，并且第二外部空气环流可以设置有第二风扇。这两个风扇可以都定位在侧导管的第一端部处。此处可以使用径流式风扇。在侧导管的上隔室处安装有一个径流式风扇并且在相对的侧导管的下隔室处安装有另一个径流式风扇。这意味着在第一壳体的第一端壁处、于径流式风扇之间将具有空的空间。因此，可以在所述空间中安装用于定位在第一壳体的第一端部部段内的并使内部空气循环的风扇的驱动马达。还可以在第一壳体的相反的第二端壁上、于出口开口之间安装用于定位在第一壳体的第二端部部段内的并使内部空气循环的对应的风扇的驱动马达。
要通过热交换器冷却的电机有利地是风力涡轮机中的发电机。风力涡轮机中的舱室内的空间是有限的。这意味着热交换器必须是紧凑的以与发电机一起配装到舱室中。另外，热交换器的壳体和发电机的壳体也必须是紧凑的。冷却空气进入热交换器的线路以及冷却空气离开热交换器的线路在风力涡轮机中通常都是沿轴向方向的。
附图说明
下文中将参照附图借助于优选实施方式对本发明进行更详细的描述，在附图中：
图1为示出了根据本发明的空气对空气式热交换器的主要部件的轴测分解图。
图2为示出了图1的热交换器呈组装形式的轴测图。
图3为示出了图1和图2中的热交换器的上部部分的第一横向截面。
图4为示出了图1和图2中的热交换器的下部部分的第二横向截面。
图5为示出了热交换器的第二实施方式的横向截面。
图6为示出了根据先前附图的热交换器用于冷却电机的竖向截面。
具体实施方式
图1为示出了根据本发明的空气对空气式热交换器的主要部件的轴测分解图。图2为示出了图1的热交换器呈组装形式的轴测图。
空气对空气式热交换器包括第一壳体100，第一壳体100包括相反的两个端壁111和112、相反的两个侧壁113和114、底板115以及顶板116。端壁111、端壁112、侧壁113、侧壁114、底板115以及顶板116形成矩形容积的封闭件。第一壳体100的侧壁113、114沿轴向方向A-A延伸。第一壳体100的端壁111、112沿相对于轴向方向A-A的横向方向延伸。
热交换器还包括两个热交换单元160、180，所述两个热交换单元160、180包括在第一壳体100的侧壁113、114之间延伸的空气通道161、162、181、182。所述两个热交换单元160、180将第一壳体100的内部分成中间部段170和两个端部部段150、190，其中，中间部段170位于所述两个热交换单元160、180之间，端部部段150位于壳体100的端壁111与热交换单元160之间，端部部段190位于壳体100的端壁112与热交换单元180之间。在第一壳体100的侧壁113、114中具有接纳空气通道161、162、181、182的端部的开口。每个空气通道161、162、181、182的端部的周边密封至侧壁113、114中的对应开口。空气通道161、162、181、182沿相对于轴向方向A-A的横向方向延伸。该图在每个热交换单元160、180中示出了仅两个空气通道161、162、181、182，但是，在每个热交换单元160、180中当然会具有多个空气通道161、162、181、182。空气通道161、162、181、182可以以形成任何图案的方式彼此相距开成竖排和/或横排地定位。空气通道161、162、181、182沿着热交换单元160、180的从底板115至顶板116的整个高度并沿着相应的热交换单元160、180的在轴向方向A-A上的整个长度定位。
第一壳体100中的中间部段170和所述两个端部部段150、190有利地是空的空间。所述两个端部部段150、190通过在热交换单元160、180中的空气通道161、162、181、182之间形成的空气通路与中间部段170连通。
热交换器还包括位于壳体100的侧壁113、114处并沿着壳体100的相应的侧壁113、114沿轴向方向A-A延伸的侧导管130、140。每个侧导管130、140均包括第一端部130A、140A和相反的第二端部130B、140B。每个侧导管130、140通过分隔壁119、120被分成上隔室131、141和下隔室132、142，其中，分隔壁119、120在侧导管130、140的第一端部130A、140A与相反的第二端部130B、140B之间延伸。每个侧导管130、140还包括位于侧导管130、140的第一端部130A、140A处、隔室131、132、141、142中的一者中的入口开口135、145以及位于相对的侧导管130、140中的对应隔室131、132、141、142的第二端部130B、140B处的出口开口136、146。第一侧导管130——即，图中左边的侧导管130——包括位于上隔室131中的入口开口135和位于下隔室132中的出口开口136。第二侧导管140——即图中右边的侧导管140——包括位于下隔室142中的入口开口145和位于上隔室141中的出口开口146。空气通道161、162、181、182的端部通向侧导管130、140中的相应的隔室131、132、141、142中。定位在每个热交换单元160、180的下部部分中的空气通道161、162、181、182通向侧导管130、140中的下隔室132、142中。定位在每个热交换单元160、180的上部部分中的空气通道161、162、181、182通向侧导管130、140中的上隔室131、141中。因此，第一壳体100的内部与侧导管130、140的内部彼此隔离，即，空气无法在第一壳体100的内部与侧导管130、140的内部之间传递。空气仅通过空气通道161、162、181、182在侧导管130、140之间传递。
当然，这种情况也可以反过来，使得第一侧导管130——即，图中左边的侧导管130——包括位于下隔室132中的入口开口135和位于上隔室131中的出口开口136。第二侧导管140——即，图中右边的侧导管140——在这种情况下包括位于上隔室141中的入口开口145和位于下隔室142中的出口开口146。
侧导管130、140由与第一壳体100的侧壁113、114平行的外侧壁117、118形成。每个侧导管130、140还包括两个端壁、底板和顶板。侧导管130、140中的所述两个端壁、底板和顶板有利地由第一壳体100的延伸超出第一壳体100的侧壁113、114的端壁111、端壁112、底板115和顶板116构成。每个侧导管130、140中的分隔壁119、120由安装到侧导管130、140中的单独部件构成。每个侧导管130、140中的上隔室131、141的内部与下隔室132、142的内部也彼此隔离，即，空气无法在上隔室131、141的内部与下隔室132、142的内部之间传递。
图3为示出了图1和图2中的热交换器的上部部分的第一横向截面，并且图4为示出了该热交换器的下部部分的第二横向截面。
通过第一冷却空气风扇310将第一外部冷却空气环流L1引导至位于第一侧导管130的第一端部130A处的入口开口135而被引导到热交换器中。第一外部冷却空气环流L1从入口开口135传递到第一侧导管130的上隔室131中并且进一步穿过所述两个热交换单元160、180的上部部分中的空气通道161、162、181、182传递至第二侧导管140中的上隔室141。第一外部冷却空气环流L1随后穿过第二侧导管140的第二端部140B中的出口开口146从第二侧导管140中的上隔室141传递出去。
通过第二风扇320将第二外部冷却空气环流L2引导至位于第二侧导管140的第一端部140A处的入口开口145而引导到热交换器中。第二外部冷却空气环流L2从入口开口145传递到第二侧导管140的下隔室142中并且进一步穿过所述两个热交换单元160、180的下部部分中的空气通道161、162、181、182传递至第一侧导管130中的下隔室132。第二外部冷却空气环流L2随后穿过位于第一侧导管130的第二端部130B处的出口开口136从第一侧导管130中的下隔室132传递出去。
第一外部冷却空气环流L1和第二外部冷却空气环流L2可以从热交换器所在的空间或者从外部空间或者从室外空气获得。
第一外部冷却空气环流L1和第二外部冷却空气环流L2在侧通道130、140的第二端部130B、140B处被引导离开热交换器。可以通过定位在侧通道130、140的第二端部130B、140B处的接合导管200将出口开口136、146连接在一起。接合导管200具有定位在侧导管130、140的出口开口136、146处的两个入口开口210、220和定位在入口开口210、220之间的中间部的一个共用的出口开口230。可以将混合的外部空气环流L1、L2从出口开口230进一步引导到热交换器所在的空间中或者通过空气通道引导至外部空间或室外空气。
因此，第一外部空气环流L1和第二外部空气环流L2沿相反的方向穿过热交换单元160、180中的相应的空气通道161、162、181、182。这意味着可以实现在热交换器中的空气通道161、162、181、182上的更均匀的热分布。在第一外部空气环流L1于热交换单元160、180的上部部分中的空气通道161、162、181、182中从第一侧导管130向第二侧导管140传递时，第一外部空气环流L1的温度升高。在第二外部空气环流L2于热交换单元160、180的下部部分中的空气通道161、162、181、182中从第二侧导管140向第一侧导管130传递时，第二外部空气环流L2的温度升高。与外部空气环流L1、L2在热交换单元160、180中的空气通道161、162、181、182中仅沿一个方向传递的情况相比，外部空气环流L1、L2在空气通道161、162、181、182中的平均温度在第一壳体100的侧壁113、114之间将更均匀。
可以引导内部空气环流L10从位于热交换器的下面的要被冷却的设备向上穿过第一壳体100的底板115的中间部分中的空气通路P12。内部空气环流L10在热交换器的中间部段170中进一步向上传递。内部空气环流L10在中间部段170中被分成第一分支L11和第二分支L12，其中，第一分支L11被引导成经过第一热交换单元160进入到热交换器的第一端部部段150中，第二分支L12被引导成经过第二热交换单元180进入到热交换器的第二端部部段190中。第一分支L11在其从中间部段170经过第一热交换单元160中的空气通道161、162的外表面传递至第一端部部段150时被冷却。第二分支L12在其从中间部段170经过第二热交换单元180中的空气通道181、182的外表面传递至第二端部部段190时被冷却。内部空气环流L10的第一分支L11随后将在热交换器的第一端部部段150中向下传递并且进一步穿过底板115的第一端部部分中的空气通路P11传递至要被冷却的设备的第一端部。内部空气环流L10的第二分支L12将在热交换器的第二端部部段190中向下传递并且进一步穿过底板115的第二端部部分中的空气通路P13传递至要被冷却的设备。内部空气环流L10的第一分支L11和第二分支L12随后将横穿要被冷却的设备并且开始新的循环周期。
可以在不使用风扇的情况下获得内部空气环流L10。在许多情况下，电机10的旋转转子30将能够产生足以保持内部空气环流L10的压力。然而，也可以将风扇用于内部空气环流L10。图3和图4示出了与第一壳体100的第一端壁111连接的第一驱动马达330和空气循环风扇331以及与第二端壁112连接的第二驱动马达340和空气循环风扇341。用以产生外部空气环流L1、L2的冷却空气风扇310、320定位在第一端壁111的对角拐角部中。这意味着在第一端壁111的中间具有用于第一驱动马达330的足够的空间。第一空气循环风扇331位于第一端部部段150内并且连接至第一驱动马达330的轴。第二驱动马达340在第二端壁112的中间以对应的方式定位并且第二空气循环风扇341定位在第二端部部段190内。连接位于侧导管130、140的第二端部130B、140B处的出口开口136、146的接合导管200为待配装至第一壳体100的第二端壁112的第二驱动马达340留出了足够的空间。
第一端部部段150的在轴向方向A-A上的长度有利地与第二端部部段190的长度相同。中间部段170的在轴向方向A-A上的长度有利地等于第一端部部段150的长度与第二端部部段190的长度的总和。
图5为示出了热交换器的第二实施方式的横向截面。差别在于侧导管130、140的形式。在先前附图中，侧导管130、140沿着侧导管130、140的在第一壳体100的端壁111、112之间的整个长度具有相同的宽度。在该第二实施方式中，第一壳体100的侧壁113、114朝向热交换器的两个端部部段150、190内的中间倾斜。这意味着侧导管130、140的第一端部130A、140A和第二端部130B、140B比导管130、140的其余部分宽。较宽的第一端部130A、140A可能是需要的，以便将风扇310、320配装在位于导管130、140的第一端部130A、140A处的入口开口135、145处。另一方面，较宽的第二端部130B、140B可能也是需要的，以便实现位于侧导管130、140的第二端部130B、140B处的出口开口136、146的紧凑连接。该第二实施方式使得可以保持侧导管130、140的宽度尽可能地小但在侧导管130、140的第一端部130A、140A处仍然具有用于风扇310、320的足够的空间。
图6为示出了根据先前附图的热交换器用于冷却电机的竖向截面。
电机10设置在第二壳体60内，第二壳体60具有矩形形式并且设置有底板61、顶板62、两个端壁43、44和两个侧壁45、46。因此，第二壳体60形成了包围电机10的封闭空间。第二壳体60定位在第一壳体100的下面，使得第一壳体100的底板115搁靠第二壳体60的顶板62。第一壳体100的底板115和第二壳体60的顶板62可以形成第一壳体100与第二壳体60之间的单个分离壁70。分离壁70设置有允许空气在第一壳体100与第二壳体60之间传递的空气通路P11、P12、P13。
电机10包括配装在可旋转的轴20上的转子30。轴20在两个端部处支承在轴承51、52上。轴20具有中心轴线A-A。电机10还包括围绕转子30的定子40。电机10可以是发电机或马达。转子30设置有轴向A-A空气通道31和径向空气通道32。轴向空气通道31通向径向空气通道32中。定子40设置有径向空气通道42。因此，可以将空气从转子30的第一端部和相反的第二端部引导到轴向空气通道31中并且进一步从轴向空气通道31引导至径向空气通道32。该空气随后将从转子30的径向空气通道32穿过转子30与定子40之间的间隙G传递至定子40中的径向空气通道42。
来自电机10的热空气将进一步从定子40中的径向空气通道42穿过分离壁70的中间部分中的空气通路P12传递到热交换器的中间部段170中。如关于先前附图所描述的，内部空气环流L10随后将在电机10与热交换器之间循环流动。内部空气环流L10的第一分支L11在热交换器的第一端部部段150中向下传递并且穿过分离壁70的第一端部中的空气通路P11传递至电机10的第一端部。内部空气环流L10的第二分支L12在热交换器的第二端部部段190中向下传递并且穿过分离壁70的第二端部中的空气通路P13传递至电机10的相反的第二端部。内部空气环流L10的第一分支L11和第二分支L12随后将穿过电机10从转子30传递至定子40并且进一步传递至热交换器以开始新的循环周期。
空气通道161、162、181、182的竖向截面有利地是圆形的，即，空气通道161、162、181、182为管。然而，空气通道161、162、181、182的截面也可以具有某一其他形式，例如，椭圆形、类椭圆形或矩形。空气通道161、162、181、182可以以形成规则图案的方式成横排和竖排地定位，但是任一其他图案也是可以的。该图案例如可以使得每个其他的空气通道161、162、181、182横排被移开成使得该横排的空气通道161、162、181、182在竖向上定位在相邻横排中的空气通道161、162、181、182之间。
第一壳体100和第二壳体60有利地形成为矩形箱。使用矩形箱是可行的，并且电机可以容易地围封在矩形壳体中。然而，第一壳体100和/或第二壳体60可以具有任意形状。
侧导管130、140有利地也可以形成为矩形箱。然而，侧导管130、140也可以具有任意形状。在附图中，侧导管130、140在第一壳体100的端壁111、112之间延伸。由于第一壳体100的端壁111、端壁112、底板115和顶板116可以延伸超出第一壳体100的侧壁113、114以形成每个侧导管130、140的端壁、底板和顶板，因此这是可行的解决方案。然而，侧导管130、140还可以更短并且仅在热交换器中的热交换单元160、180之间延伸。侧导管130、140此时可能必须更宽以具有用于外部空气环流L1、L2方面的风扇310、320的足够的空间。
可以在不使用风扇的情况下获得内部环流L10。在许多情况下，电机10的旋转转子30将能够产生足以保持内部空气环流L10的压力。然而，当然也可以通过使用一个或若干个风扇来加强内部空气环流L10。
电机10有利地是风力涡轮机中的发电机。
本发明及其实施方式不限于上述示例，而是可以在权利要求的范围内改变。

Claims (8)

1.一种空气对空气式热交换器，包括：
第一壳体(100)，所述第一壳体(100)包括相反的第一端壁(111)和第二端壁(112)、相反的第一侧壁(113)和第二侧壁(114)、底板(115)以及顶板(116)，
第一热交换单元(160)和第二热交换单元(180)，所述第一热交换单元(160)和所述第二热交换单元(180)包括在所述第一壳体(100)的所述第一侧壁(113)和所述第二侧壁(114)之间延伸的空气通道(161、162、181、182)，所述第一热交换单元(160)和所述第二热交换单元(180)将所述第一壳体(100)的内部分成位于所述第一热交换单元(160)和所述第二热交换单元(180)之间的中间部段(170)、位于所述第一壳体(100)的所述第一端壁(111)与所述第一热交换单元(160)之间的第一端部部段(150)和位于所述第一壳体(100)的所述第二端壁(112)与所述第二热交换单元(180)之间的第二端部部段(190)，
其特征在于，
所述第一壳体(100)的第一侧面处设置有第一侧导管(130)、所述第一壳体(100)的相反的第二侧面处设置有第二侧导管(140)，
所述第一侧导管(130)和所述第二侧导管(140)沿着所述第一壳体(100)的所述第一侧壁(113)和所述第二侧壁(114)中的相应的侧壁延伸并且各自包括第一端部(130A、140A)和相反的第二端部(130B、140B)，
所述第一侧导管(130)通过在所述第一侧导管(130)的所述第一端部(130A)与所述相反的第二端部(130B)之间延伸的分隔壁(119)被分成第一上隔室(131)和第一下隔室(132)，以及所述第二侧导管(140)通过在所述第二侧导管(140)的所述第一端部(140A)与所述相反的第二端部(140B)之间延伸的分隔壁(120)被分成第二上隔室(141)和第二下隔室(142)，
所述第一侧导管(130)包括位于所述第一侧导管(130)的所述第一端部(130A)处、所述第一上隔室(131)中的第一入口开口(135)以及位于所述第一侧导管(130)的第二端部(130B)处、所述第一下隔室(132)中的第一出口开口(136)，所述第二侧导管(140)包括位于所述第二侧导管(140)的所述第一端部(140A)处、所述第二下隔室(142)中的第二入口开口(145)以及位于所述第二侧导管(140)的第二端部(140B)处、所述第二上隔室(141)中的第二出口开口(146)；或者，所述第一侧导管(130)包括位于所述第一侧导管(130)的所述第一端部(130A)处、所述第一下隔室(132)中的第一入口开口以及位于所述第一侧导管(130)的第二端部(130B)处、所述第一上隔室(131)中的第一出口开口，所述第二侧导管(140)包括位于所述第二侧导管(140)的所述第一端部(140A)处、所述第二上隔室(141)中的第二入口开口以及位于所述第二侧导管(140)的第二端部(140B)处、所述第二下隔室(142)中的第二出口开口。
2.根据权利要求1所述的空气对空气式热交换器，其特征在于，
外部冷却空气环流(L1、L2)从所述第一侧导管(130)的所述第一入口开口(135)和所述第二侧导管(140)的所述第二入口开口(145)被引导到所述第一侧导管(130)和所述第二侧导管(140)中的相应的隔室(131、132、141、142)中而被引导到所述热交换器中，并且所述外部冷却空气环流(L1、L2)进一步穿过所述第一热交换单元(160)和所述第二热交换单元(180)中的所述空气通道(161、162、181、182)被引导至所述第一侧导管(130)和所述第二侧导管(140)中的相对的侧导管中的对应的隔室(131、132、141、142)，并且所述外部冷却空气环流(L1、L2)进一步穿过所述第一侧导管(130)和所述第二侧导管(140)中的相对的侧导管中的所述第一出口开口(136)和所述第二出口开口(146)离开所述热交换器，
内部空气环流(L10)从定位在所述第一壳体(100)下面的要被冷却的设备被引导穿过所述第一壳体(100)的所述底板(115)的中间部分中的空气通路(P12)，并且所述内部空气环流(L10)在所述第一壳体(100)的所述中间部段(170)中被进一步向上引导，其中，所述内部空气环流(L10)被分成第一分支(L11)和第二分支(L12)，所述第一分支(L11)经过所述第一壳体(100)中的所述第一热交换单元(160)传递至所述第一壳体(100)中的所述第一端部部段(150)并且所述第一分支(L11)进一步向下穿过所述第一壳体(100)的所述底板(115)的第一端部部分中的空气通路(P11)返回至所述要被冷却的设备的第一端部，所述第二分支(L12)经过所述第一壳体(100)中的所述第二热交换单元(180)传递至所述第一壳体(100)中的所述第二端部部段(190)并且所述第二分支(L12)进一步向下穿过所述第一壳体(100)的所述底板(115)的第二端部部分中的空气通路(P13)返回至所述要被冷却的设备的相反的第二端部。
3.根据权利要求1或2所述的空气对空气式热交换器，其特征在于，所述第一热交换单元(160)和所述第二热交换单元(180)中的所述空气通道(161、162、181、182)由具有圆形截面的管形成。
4.根据权利要求1或2所述的空气对空气式热交换器，其特征在于，在所述热交换器的所述第一入口开口(135)处定位有第一冷却空气风扇(310)，并且在所述热交换器的所述第二入口开口(145)处定位有第二冷却空气风扇(320)，用以向所述热交换器提供外部冷却空气环流(L1、L2)。
5.根据权利要求1或2所述的空气对空气式热交换器，其特征在于，在所述第一壳体(100)的所述第一端部部段(150)中设置有第一空气循环风扇(331)，并且在所述第一壳体(100)的所述第二端部部段(190)中定位有第二空气循环风扇(341)，用以提供内部空气在所述热交换器与所述要被冷却的设备之间的循环。
6.根据权利要求5所述的空气对空气式热交换器，其特征在于，所述第一空气循环风扇(331)由定位在所述第一壳体(100)外、所述第一壳体(100)的所述第一端壁(111)处的第一驱动马达(330)驱动，并且，所述第二空气循环风扇(341)由定位在所述第一壳体(100)外、所述第一壳体(100)的所述第二端壁(112)处的第二驱动马达(340)驱动。
7.根据权利要求1或2所述的空气对空气式热交换器，其特征在于，位于所述第一侧导管(130)的所述第二端部(130B)处的所述第一出口开口(136)和所述第二侧导管(140)的所述第二端部(140B)处的所述第二出口开口(146)通过接合导管(200)被连接。
8.根据权利要求1所述的空气对空气式热交换器，其特征在于，所述热交换器被用于冷却电机(10)，所述电机(10)包括位于可旋转轴(20)上的转子(30)和围绕所述转子(30)的定子(40)，所述可旋转轴(20)具有沿所述第一壳体(100)的所述第一侧壁(113)和所述第二侧壁(114)的方向延伸的中心轴线(A-A)，所述电机(10)定位在第二壳体(60)内，由此，来自所述电机(10)的热空气被引导至所述第一壳体(100)的所述底板(115)的中间部分中的空气通路(P12)，并且从所述热交换器返回的空气穿过所述第一壳体(100)的所述底板(115)的第一端部部分和第二端部部分处的空气通路(P11、P13)返回至所述电机(10)的相反的两个端部。
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