CN105971910B - 一种单级高速风机自冷却系统 - Google Patents

一种单级高速风机自冷却系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种单级高速风机自冷却系统，包括空冷系统和风冷系统，空冷系统包括壳体、主排风管、副排风管、散热吸气管道、长风道和短风道，主排气管与蜗壳连接，主排气管上开设的分支管与涡轮增压器的一端相连，涡轮增压器的另一端与副排风管相连，在壳体内设有散热吸气管道，散热吸气管道通过散热弯管、三通管道与电机外套上的两个进风口相连，长风道和短风道与电机外套上的出风口相连。风机的集流器和电机外套上的环形水道、水泵和水箱串联形成水冷却系统，将电机外套上的热量传递给集流器，再借助高速气流冷却集流器的方式实现冷却。采用空冷系统与水冷系统相结合的复合冷却方案解决电机散热问题，确保风机部件的安全可靠运行。

Description

一种单级高速风机自冷却系统
技术领域
本发明属于冷却系统领域，尤其是涉及一种单级高速风机自冷却系统。
背景技术
单级高速风机是通过电机主轴直连带动叶轮高速运转，在正常工作状态下，电机本身会有5％的功率损耗，这部分功率以热量的形式损耗。电机主轴在长时间高速运转时，热量在电机内积累，定子、转子、轴承等零部件温度升高，会影响电机运行的稳定性、安全性及使用寿命。因此，解决电机的散热、保持电机内的热平衡就显得至关重要。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种单级高速风机自冷却系统，采用空冷系统与水冷系统相结合的复合冷却方案解决电机散热问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种单级高速风机自冷却系统，包括空冷系统，所述空冷系统包括壳体、主排风管、副排风管、散热吸气管道、长风道和短风道，将单级高速风机置于所述壳体内，所述主排气管与风机上的蜗壳连接，所述主排气管上开设的分支管与涡轮增压器的一端相连，所述涡轮增压器的另一端与所述副排风管相连，气体带动涡轮增压器中的轴旋转后由副排气管排出，涡轮增压器中的轴旋转由另一侧的涡轮风机吸入冷空气，在所述壳体内设有所述散热吸气管道，在所述壳体上开设有散热吸气管道的进气口，可直接从壳体外吸入冷空气，所述散热吸气管道通过散热弯管与三通管道的进口相连，所述三通管道的两个出口与电机外套上的两个进风口相连，冷空气经过散热弯管、三通管道后进入电机内，所述长风道和短风道与所述电机外套上的出风口相连，空气吸热后从长风道、短风道排出。
进一步的，本单级高速风机自冷却系统还包括水冷系统，所述水冷系统包括水箱和设置在风机的集流器和电机外套上的环形水道，所述水箱位于所述壳体内，所述水箱出水口通过水管与水泵相连，所述水泵与集流器进水管的一端相连，所述集流器进水管的另一端与集流器上的环形水道相连，所述集流器上的环形水道通过电机进水管与电机外套上的环形水道相连，所述电机外套上的环形水道通过水箱进水管与水箱相连。电机外套与集流器上的环形水道、水泵和水箱串联形成水冷却系统，将电机外套上的热量传递给集流器，集流器内表面流过的高速气流将热量带入蜗壳排出。
进一步的，所述水箱为封闭式水箱，在所述水箱中设有隔板，使水箱进水管与水箱出水口处于隔板两侧，使水箱内的水形成定向流动。
进一步的，在所述散热吸气管道内安装有散热空滤。
进一步的，所述长风道和短风道朝向集流器，以使热空气尽快由集流器吸入并排出。
进一步的，由于电机外套上设有两个进风口，在所述三通管道的进口处设有分流板，以保证冷空气一分为二进入电机。
进一步的，在所述壳体内安装有壳体空滤。
进一步的，所述壳体为封闭壳体。
进一步的，所述散热吸气管道的进气口开设在壳体前立板上，在所述壳体右立板上开有风机进气口，所述主排气管和副排气管位于壳体顶部。
相对于现有技术，本发明所述的单级高速风机自冷却系统具有以下优势：空冷系统是利用排气带动涡轮增压器吸入冷空气冷却电机内部，水冷系统是利用水循环将电机外套热量带至集流器，再借助高速气流冷却集流器的方式实现冷却，采用空冷系统与水冷系统相结合的复合冷却方案解决电机散热问题，保证风机的温度保持在要求的温度范围内，确保风机部件的安全可靠运行；具有结构简单、设计巧妙、冷却效果好等优点。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明中壳体的主视图；
图2为本发明中壳体的右视图；
图3为本发明的结构示意图；
图4为本发明的主视图；
图5为本发明的俯视图；
图6为本发明中风机主视图；
图7为本发明中集流器剖视图；
图8为本发明中水箱的结构示意图；
图9为本发明中电机外套剖视图；
图10为本发明中三通管道结构示意图。
附图标记说明：
1、壳体；2、主排气管；3、副排气管；4、风机；4-1、集流器；4-2、蜗壳；4-3、电机外套；5、涡轮增压器；6、壳体空滤；7、散热空滤；8、散热吸气管道；9、长风道；10、水箱；10-1、水箱出水口；10-2、隔板；11、水箱进水管；12、短风道；13、水泵；14、进气口；15、电机进水管；16、集流器进水管；17、散热弯管；18、三通管道；18-1、分流板。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
一种单级高速风机自冷却系统，包括空冷系统，所述空冷系统包括壳体1、主排风管2、副排风管3、散热吸气管道8、长风道9和短风道12，所述壳体1为封闭壳体，在所述壳体1内安装有壳体空滤6，所述主排气管2和副排气管3位于壳体1顶部，将单级高速风机4置于所述壳体1内，所述主排气管2与风机4上的蜗壳4-2连接，所述主排气管2上开设的分支管与涡轮增压器5的一端相连，所述涡轮增压器5的另一端与所述副排风管3相连，气体带动涡轮增压器5中的轴旋转后由副排气管3排出，涡轮增压器5中的轴旋转由另一侧的涡轮风机吸入冷空气，在所述壳体1内设有所述散热吸气管道8，在所述散热吸气管道8内安装有散热空滤7，在所述壳体1前立板上开设有散热吸气管道8的进气口14，散热吸气管道8可直接从壳体1外吸入冷空气，在所述壳体1右立板上开有风机进气口，所述散热吸气管道8通过散热弯管17与三通管道18的进口相连，所述三通管道18的两个出口与电机外套4-3上的两个进风口相连，冷空气经过散热弯管17、三通管道18后进入电机内，由于电机外套4-3上设有两个进风口，在所述三通管道18的进口处设有分流板18-1，以保证冷空气一分为二进入电机，所述长风道9和短风道12与所述电机外套4-3上的出风口相连，所述长风道9和短风道12朝向集流器4-1，以使热空气尽快由集流器4-1吸入并排出。
本单级高速风机自冷却系统还包括水冷系统，所述水冷系统包括水箱10和设置在风机4的集流器4-1和电机外套4-3上的环形水道，所述水箱10位于壳体1内，所述水箱出水口10-1通过水管与水泵13相连，所述水泵13与集流器进水管16的一端相连，所述集流器进水管16的另一端与集流器4-1上的环形水道相连，所述集流器4-1上的环形水道通过电机进水管15与电机外套4-3上的环形水道相连，所述电机外套4-3上的环形水道通过水箱进水管11与水箱10相连，所述水箱10为封闭式水箱，在所述水箱10中设有隔板10-2，使水箱进水管11与水箱出水口10-1处于隔板10-2两侧，使水箱10内的水形成定向流动。
本实例的工作过程：空冷系统是利用排气带动涡轮增压器5为动力吸入冷空气，散热吸气管道8为独立管道，并在密闭独立的散热吸气管道8中安装有散热空滤7，以保证电机的内部洁净。电机外套4-3上开有两个散热进风口，在三通管道18中间设有分流板18-1，冷空气进入电机前用三通管道18对气体分离，由电机排出的气体进入长风道9和短风道12，长风道9和短风道12朝向集流器4-1，以使热空气尽快由集流器4-1吸入并排出。电机外套4-3与集流器4-1上的环形水道、水泵13和水箱10串联形成水冷却系统，将电机外套4-3上的热量传递给集流器4-1，集流器4-1内表面流过的高速气流将热量带入蜗壳4-2排出。本单级高速风机自冷却系统采用空冷系统与水冷系统相结合的复合冷却方案解决电机散热问题，保证风机的温度保持在要求的温度范围内，确保风机部件的安全可靠运行。
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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种单级高速风机自冷却系统，其特征在于：包括空冷系统，所述空冷系统包括壳体、主排风管、副排风管、散热吸气管道、长风道和短风道，将单级高速风机置于所述壳体内，所述主排气管与风机上的蜗壳连接，所述主排气管上开设的分支管与涡轮增压器的一端相连，所述涡轮增压器的另一端与所述副排风管相连，在所述壳体内设有所述散热吸气管道，在所述壳体上开设有散热吸气管道的进气口，所述散热吸气管道通过散热弯管与三通管道的进口相连，所述三通管道的两个出口与电机外套上的两个进风口相连，所述长风道和短风道与所述电机外套上的出风口相连。
2.根据权利要求1所述的一种单级高速风机自冷却系统，其特征在于：本单级高速风机自冷却系统还包括水冷系统，所述水冷系统包括水箱和设置在风机的集流器和电机外套上的环形水道，所述水箱位于所述壳体内，所述水箱出水口通过水管与水泵相连，所述水泵与集流器进水管的一端相连，所述集流器进水管的另一端与集流器上的环形水道相连，所述集流器上的环形水道通过电机进水管与电机外套上的环形水道相连，所述电机外套上的环形水道通过水箱进水管与水箱相连。
3.根据权利要求2所述的一种单级高速风机自冷却系统，其特征在于：所述水箱为封闭式水箱，在所述水箱中设有隔板，使水箱进水管与水箱出水口处于隔板两侧。
4.根据权利要求3所述的一种单级高速风机自冷却系统，其特征在于：在所述散热吸气管道内安装有散热空滤。
5.根据权利要求4所述的一种单级高速风机自冷却系统，其特征在于：所述长风道和短风道朝向集流器。
6.根据权利要求5所述的一种单级高速风机自冷却系统，其特征在于：在所述三通管道的进口处设有分流板。
7.根据权利要求6所述的一种单级高速风机自冷却系统，其特征在于：在所述壳体内安装有壳体空滤。
8.根据权利要求1所述的一种单级高速风机自冷却系统，其特征在于：所述壳体为封闭壳体。
9.根据权利要求1所述的一种单级高速风机自冷却系统，其特征在于：所述散热吸气管道的进气口开设在壳体前立板上，在所述壳体右立板上开有风机进气口，所述主排气管和副排气管位于壳体顶部。
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