CN110470158A - 共形热管组件 - Google Patents

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Abstract

一种热管组件包括具有多孔芯衬里的壁，与壁中的至少一个联接的绝缘层，以及通过壁密封的内腔室。衬里保持内腔室中的工作流体的液相。绝缘层直接抵靠电磁功率转换设备的传导部件，使得来自传导部件的热量使至少一个壁的多孔芯衬里中的工作流体汽化，并且工作流体在至少一个其他壁的多孔芯衬里处或内冷凝，以冷却电磁功率转换设备的传导部件。组件可以放置成，在设备运作和/或经受导致设备运作的时变磁场的同时，与设备直接接触。

Description

共形热管组件
相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年5月11日提交的美国临时申请No.62/670,460的优先权，其全部公开内容通过引用的方式并入文中。
技术领域
文中描述的主题涉及热管。
背景技术
由于焦耳加热，电磁(EM)功率转换设备在运作期间产生热量。这些类型的设备的示例包括诸如马达和发电机的电机、电感和变压器。热学管理办法的有效性可以限约这些设备中可以实现的功率密度、每单位体积的功率和/或每单位重量的功率。改进热学管理办法可以允许设备的导体中的电流量增加，而不会超过安全的运作温度限制。增加可以在设备的导体中传导的电流量可以允许改进设备的功率密度。
管理设备中产生的热量的一个方法是热管。一些已知热管由传导材料，诸如铜，制成。当存在高频电磁场时，该传导材料产生附加热量。结果，应当运作来携带热量远离设备(如，远离设备的传导绕组或线圈)的那个热管可以由于热管附近变动的电磁场而产生附加热量，除了潜在性地增加温度，还造成功率转换效率下降。
发明内容
在一个实施例中，一种热管组件包括多个连接的壁、绝缘层和内腔室，多个连接的壁沿着壁具有多孔芯衬里，绝缘层在至少一个壁的与至少一个壁的多孔芯衬里相对的一侧与壁中的至少一个联接，内腔室安置在壁内部并通过壁密封。壁的多孔芯衬里配置成保持内腔室中的工作流体的液相。至少一个壁的绝缘层直接抵靠电磁功率转换设备的传导部件，使得来自传导部件的热量使至少一个壁的多孔芯衬里中的工作流体汽化，并且工作流体在至少一个其他壁的多孔芯衬里处或内冷凝，以冷却电磁功率转换设备的传导部件。该组件可以放置成，在设备运作和/或经受导致设备运作的时变磁场的同时，与设备直接接触。
在一个实施例中，一种热管系统包括多个热管组件，多个热管组件配置成直接抵靠电力马达的传导绕组安置，以冷却绕组。热管组件中的每一个包括多个连接的壁，多个连接的壁沿着壁具有多孔芯衬里。壁至少包括内壁、外壁以及将内壁与外壁联接的连接壁。热管组件中的每一个还包括安置在壁的内部并通过壁密封的内腔室。壁的多孔芯衬里配置成保持内腔室中的工作流体的液相。热管组件的内壁配置成直接抵靠马达的传导绕组定位，使得来自传导绕组的热量使热管组件的内壁的多孔芯衬里中的工作流体汽化。工作流体在热管组件的外壁的多孔芯衬里处或内冷凝，以冷却马达的传导绕组。
附图说明
从参考附图阅读以下对非限制性实施例的描述中，将会更好地理解本发明主题，其中，下面：
图1图示热管组件的横截面视图的一个示例；
图2图示带有共形热管组件的一个实施例的马达的传导线圈的立体图；
图3是图2中示出的传导线圈和热管组件的一部分的立体图；
图4是图2中示出的传导线圈和热管组件的一部分的前视图；
图5图示带有共形热管组件的另一实施例的图2中示出的马达的传导线圈的立体图；
图6是图5中示出的传导线圈和热管组件的一部分的立体图；
图7是图5中示出的传导线圈和热管组件的一部分的前视图；
图8图示带有共形热管组件的另一实施例的图2中示出的马达的传导线圈的立体图；
图9是图8中示出的传导线圈和热管组件的一部分的立体图；
图10是图8中示出的传导线圈和热管组件的一部分的前视图；
图11是图8中示出的传导线圈和热管组件的一部分的另一立体图；
图12图示图2中示出的马达的线圈和热管组件的一个实施例的横截面视图；
图13图示图2中示出的马达的线圈和热管组件的另一实施例的横截面视图；
图14图示图2中示出的马达的线圈和热管组件的另一实施例的横截面视图；
图15图示端罩共形热管组件的一个实施例；
图16图示马达壳体热管组件的一个实施例的第一横截面视图；
图17图示图16中示出的马达壳体热管组件的第二横截面视图；
图18图示转子套筒热管组件的一个实施例的第一横截面视图；
图19图示图18中示出的转子套筒热管组件的第二横截面视图；
图20图示用于内部永磁马达的转子热管组件的一个实施例的横截面视图；
图21图示用于励磁绕线马达的感应马达的转子热管组件的一个实施例的横截面视图；
图22图示变压器绕组或电感绕组热管组件的一个实施例的横截面视图；
图23图示图8中示出的热管组件中的一个以上在图2中示出的马达中的运作，马达安置在移动系统上；
图24也图示图8中示出的热管组件中的一个以上在图2中示出的马达中的运作，马达安置在移动系统上；
图25也图示图8中示出的热管组件中的一个以上在图2中示出的马达中的运作，马达安置在移动系统上；以及
图26图示用于形成冷却电机的热管组件的方法的一个实施例的流程图。
具体实施方式
文中描述的主题涉及由一种以上材料形成的热管，该一种以上材料具有低于已知热管(如，显著低于铜)的电传导率。例如，用以形成文中描述的热管的材料的传导率可以至少为一，并且(在一个实施例中)可以比铜小二以上的数量级。文中描述的热管的一个以上实施例可以由钛形成，钛具有显著低于铜的电传导率。热管可以经由电泳沉积(EPD)共形涂覆有高热传导率陶瓷绝缘材料，用于电气隔离，其可以维持热管的热学性能，同时增强热管的绝缘性质。
文中描述的本发明主题的一个实施例提供一种方法，该方法涉及到经由电泳工艺利用包括氮化物的陶瓷材料涂覆热管的表面，以形成第一涂层。该方法进一步包括：使通过电泳处理沉积的第一涂层与热固性树脂接触，以形成第二涂层；以及，固化第二涂层，以形成电气绝缘涂层，电气绝缘涂层包括分布在聚合物基质中的陶瓷材料。合适的热传导陶瓷材料包括氮化铝、氮化硼、金刚石、氧化铝或其组合。陶瓷基质中合适的热固性树脂包括环氧树脂、硅氧烷、聚酯、聚氨酯、氰酸酯、聚酰亚胺、聚酰胺、聚酰胺酰亚胺、聚酯酰亚胺、聚乙烯酯或其组合。附加地，利用增材制造，共形热管可以形式适配于机器的几乎任何绕组或线圈形状。最后，用高强度钛制成热管允许更替热管中的结构元件，诸如槽楔、端罩和/或马达壳体，造成了性能增强且重量减少的两用热学机械结构。
电机中的热学管理一般涉及到，通过采用诸如液体或空气冷却的散热片(heatsink)的办法在磁活性区块外部进行热量提取。该办法可以称为“远程冷却”。也即，在可以提取热量之前，机器中产生的热量越过从源到片的若干区块传导。例如，在电力马达中，在热量可以排出到周围的工作流体之前，铜导体中产生的热量可以经过线股绝缘、线匝绝缘、灌封树脂、地-壁绝缘、绕组-芯体交界、芯体叠层、芯体-壳体交界和翅片传导。这些各种区块具有有限的热传导率(如，绕组～0.5W/m-K，绝缘层～0.15W/m-K，灌封树脂～0.2W/m-K，叠层～25W/m-K)。因此，该办法限制可以提取的热量，因而限制可以在设备中维持的电流。
当希望更高的性能和功率密度时，还采用对以上办法的改进，例如通过当可行时使工作流体更靠近导体(如，使用中空导体并使提取热量的工作流体直接在设备中的发热导体附近流动)。该方法称为“嵌入式冷却”或“直接导体冷却”，当前被采用在高压机器中，其中绝缘层显著更厚并且经由常规办法严格限制热量提取。该办法依托于清洁的介电工作流体，并且需要附加设施(诸如流动分配歧管、软管和过滤器)以完成流动，从而增加设计的总成本和复杂性并减少总功率密度。
热管或内腔室越来越多地用来解决其他应用(诸如电子冷却)中相似的热量提取挑战。这些设备以下述原理运作：在密封筒或罩壳中进行相变热传递，并且当恰当设计时，有效地将热量从远处的难以抵达的热源携带到附近的方便的散热片，在散热片中可以更容易地提取热量而温度下降最小或减少。因此，恰当设计的热管在热学管理系统中作为“热学超导体”运作。然而，在EM功率转换应用中采用和接受热管由于若干原因而被限制，诸如，商业上可用的热管一般由铜制成。当这种热管靠近高频EM场被使用时，会招致显著涡流引起的热量产生，导致效率和性能总体下降。附加地，这些设备中可用于绕组或线圈的区域是紧凑的，并且绕组外形是非标准的(即，绕组不总是圆形或矩形的)。
一些已知的热管或内腔室可能仅可用为矩形或是柱形筒构型，进一步限制了这些类型的热管或内腔室在这些应用中的使用。附加地，归因于处于设计电势的绕组与处于地电势的热管之间的电压差异，可能需要采用电气绝缘。一般的电气绝缘材料，诸如NOMEX、KAPTON、云母和玻璃纤维，也是热学绝缘的，当在绕组附近使用时会降低热管的总体效率。
文中描述的本发明主题的一个以上实施例解决了上述铜热管的许多(如果不是所有的话)短处。附加地，可以形成形式适配的热学结构的两用机械元件，用于进一步改进热管的热学性能，以及减少总重量。文中描述的本发明热管组件可以被使用为用于冷却电力马达(包括具有集中绕组和/或分布绕组的马达)的传导线圈的热管和内腔室。这些组件可以是共形内腔室端罩组件，在马达中使用共形内腔室端罩组件，以冷却马达的马达绕组的端匝。该组件可以是共形成，该组件具有共形于(如，与之互补或匹配)电力机器的至少一部分，如端部绕组，的形状的外部形状和/或尺寸。
该组件可以形成电机的壳体，壳体具有共形于电机形状的内腔室。该组件的一个实施例包括马达中的转子的套筒或端板，其包括冷却转子的共形内腔室。这些组件可以为内部永磁体(IPM)、表面永磁体(SPM)，为单激励或双激励的感应机器(IM)、开关磁阻机器(SRM)、同步磁阻机器(SynRM)，或者为励磁绕线机器(field wound machine，FWM)提供转子冷却。利用有助于将热量吸出并远离绕组的到热管的散热片的可选延伸部，组件可以利用构建或形成到变压器的线轴(bobbin)中的热管或内腔室，提供变压器和/或电感绕组的冷却。
虽然文中描述了热管组件的用途的许多示例，但是，并非热管组件的所有用途都局限于这些示例。热管组件可以被用以冷却其他磁性设备、机器或应用。
在一个实施例中，热管组件由钛或钛合金形成。热管组件可以通过增材制造形状与组件所冷却的设备的形状共形的组件来形成。例如，可以使用三维(3D)打印、快速成型(RP)、直接数字制造(DDM)、选择性激光熔化(SLM)、电子束熔化(EBM)、直接金属激光熔化(DMLM)等等来生成组件。
热管组件可以由替代钛或者除钛以外的另一材料形成。例如，热管组件可以由热传导但电阻绝的另一材料，诸如不锈钢，形成。
热管组件可以放置或形成为与文中描述的磁性设备的传导绕组直接接触。这与可能要求在热管组件的外表面和磁性设备的传导绕组之间放置绝缘的一些已知热管组件构成对比。热管组件可以放置在产生使得设备运作的时变电磁场内，与定位在这些场外部的一些已知热管组件构成对比。通过将热管组件直接应用于这些设备中的热源，相对于一些已知热管组件可以达到显著的热学性能优势。
文中描述的本发明主题的一个以上实施例涉及集成的热学和机械组件，其可以在设备中被用于冷却设备的传导绕组，包括三维打印的共形内腔室。
图1图示热管组件100的横截面视图的一个示例。组件100在图1中示出，以描述文中描述的共形热管组件如何在稳定和/或不稳定的冷却条件下从电气和/或机械热源(如，电磁设备的传导绕组，电磁设备诸如马达、电感、变压器、感应加热线圈等等)中去除热能的基本运作。
组件100包括带有低热阻的蒸气壳体102。壳体102可以使用增材制造(如，三维打印)来形成，和/或，可以由具有低热阻和低电传导率的材料(如，钛、不锈钢等)形成。蒸气壳体102限定并包围内腔室104。该腔室104可以与外部环境非常紧密地密封，从而腔室104内部的工作流体(如，水)不能经过壳体102穿出腔室104，和/或，不能经过壳体102进入腔室104。
壳体102通过围绕腔室104延伸并包围腔室104的若干壁106，108，110，112限定。壁106，108，110，112只是提供为文中描述的各种热管组件如何可以运作以从电磁设备中去除热量的一个示例。壁106，108，110，112的数量、尺寸和/或布置可以基于热管组件要与之共形的电磁设备的形状而变动。附加地，使用增材制造，支撑壁可以视需要构建在蒸气空间104内的特定方位，以机械地支撑外壳体102并为结构提供附加刚性。支撑壁可以配置成允许蒸气连续流动以使堵塞最小或减少。
可选地，壁106，108，110和/或112的一个以上外表面可以包括绝缘层116或与之联接。该绝缘层116可以由介电材料、不热传导(或者，热传导性小于壁106，108，110和/或112)的材料和/或不电传导(或电传导性小于壁106，108，110和/或112)的材料形成。绝缘层116可以由之形成的材料的示例包括聚酰胺、KAPTON或NOMEX。在一个实施例中，使用电泳沉积在壁106，108，110和/或112中的一个以上上形成绝缘层116。替换性地，使用另一沉积技术。
在一个实施例中，壁106，108，110和/或112中的一个以上的内表面包括多孔芯结构或衬里114，由多孔芯结构或衬里114形成，或者内衬有多孔芯结构或衬里114。多孔芯结构114可以使用增材制造来形成，并且可以由烧结粉末形成。替换性地，多孔芯结构114可以使用另一技术和/或另一材料形成。多孔芯结构114可以内衬腔室104的整个内表面并且可以保持液体工作流体。可选地，并非所有壁都可以包括绝缘层116和/或多孔芯结构114。例如，一个以上壁可以不包括芯结构114，或者至少一个壁的一部分可以不包括芯结构114。作为另一示例，一个以上壁可以不包括绝缘层116，或者至少一个壁的一部分可以不包括绝缘层116。可选地，一个以上内支撑立柱或支柱可以从一个壁延伸到相对壁，以机械地将壁支撑成远离彼此。
依据哪个壁在设备旁边，壳体102经过壁106，108，110和/或112从电磁设备传导热能。在一些实施例中，数个壁106，108，110，112可以在同一时间与相同或不同设备接触。在组件100运作的一个示例中，壁108可以与热源(诸如设备的传导绕组)直接接触。
随着壁108吸收热能，壁108将热能传递到保持在腔室104内和/或在沿着壁108的多孔芯结构114的孔隙内的工作流体(如，水、氨等)。该工作流体可以在多孔芯结构114中处于液体状态。随着工作流体吸收热能，流体从液相变相到气相并移动到内腔室104中。随着工作流体移动到腔室104中和/或朝向冷却器壁106，110和/或112移动时，工作流体冷却和冷凝(如，从气相变动成液相)。然后，流体的液相经过重力和/或毛细力再循环回到腔室104中，在那里流体又从壁108吸收热能，以此继续蒸发-冷凝循环。
例如，密封腔室104可以保持工作流体的液相和工作流体的气相处于热力学平衡。当热量(如，在一个以上壁106，108，110，112处)引入腔室104中并且热量(如，在位于离热源更远处的一个以上其他壁106，108，110，112处)从腔室104中去除时，发生非常有效的热传递过程。该过程涉及到，热量进入壁106，108，110或112并且抵达壁106，108，110或112的多孔芯衬里114中的液体工作流体。液体工作流体通过热量至少部分地汽化，并且蒸气移动到蒸气可以冷凝的地方，诸如腔室104的内部和/或位于离热源更远处的另一壁106，108，110，112。蒸气冷凝回到液相，并且一旦这样做，便将热量释放回到位于离热源更远处的壁106，108，110，112中。液体工作流体回来进入多孔芯衬里114中并且可以通过毛细作用(例如，毛细芯吸力)朝向内腔室104吸回。
图2图示带有共形热管组件204的一个实施例的马达202的传导线圈200的立体图。图3是传导线圈200和热管组件204的一部分的立体图。图4是传导线圈200和热管组件204的一部分的前视图。马达202是文中描述的电磁功率转换设备的一个示例。仅马达202的定子的环圈部分206在图2中示出，马达202可以包括附加部件。环圈部分206可以表示定子的内部或内径的一部分。环圈206包括若干传导线圈或绕组200，当使电流穿过时，若干传导线圈或绕组200生出与转子(未示出)交互的磁场，导致其移动。
线圈200可以在马达202运作期间产生热量。该热量可以通过热管组件204从线圈200中耗散或以其他方式去除。在图示实施例中，热管组件204是L形本体。热管组件204包括内部分210和外部分208，内部分210在马达202的相邻线圈200之间延伸，外部分208安置在线圈200外侧(如，不位于线圈200之间)。内部分210在轴向方向上伸长，轴向方向平行于马达202的中心轴线或旋转轴线216。外部分208在径向方向上伸长，径向方向垂直于马达202的中心轴线或旋转轴线216。在图示实施例中，热管组件204的外部分208全都位于马达202的定子的环圈部分206的一侧。附加地，在图示实施例中，热管组件204的外部分全都径向向外延伸(如，远离马达202的中心轴线或旋转轴线216)。
热管组件204可以包括内腔室104，内腔室104具有其中带有工作流体的多孔芯衬里114，如图1所示。热管组件204可以通过从线圈200中去除热量来帮助快速冷却线圈200，如上面连同图1中示出的热管组件100一起描述的。例如，热管组件204的内部分210中的相对壁106，108可以与相邻线圈200直接接触。来自线圈200的热量使保持在壁106，108的多孔芯衬里114中的工作流体汽化，然后蒸气工作流体可以在热管组件204的内腔室104内移动到热管组件204的热量较少的外部分208中。然后蒸气工作流体可以冷凝回到液体工作流体(如下所述)，然后(如，经由毛细作用)流动或被拉回到内部分210的多孔芯衬里114中。
热管组件204中的每一个的内部分210的壁106，108与位于热管组件204的相对侧的线圈200直接接触，如图4所示。例如，除形成壁106，108的材料之外没有任何附加材料可以安置在壁106和/或108与最近的线圈200之间。
热管组件204的外部分208包括若干翅片212。这些翅片212可以是中空的伸长的延伸部，其从热管组件204的外部分208的内腔室104向外突出。这可以允许热管组件204的内腔室104中的工作流体流动到翅片212中。运作时，来自线圈200的热量可以使热管组件204的内部分210的板208中的多孔芯衬里114中的工作流体的液相汽化，该多孔芯衬里114邻近于线圈200或以其他方式与线圈200接触。汽化的冷却剂可以在内腔室104的在热管组件204的内部分210中的部分中移动到内腔室104的在热管组件204的外部分208中的部分。
汽化的工作流体可以在内腔室104的在热管组件204的外部分208中的部分中冷凝。汽化的工作流体中的至少一些可以流动到热管组件204的外部分208的中空翅片212中，以减少汽化的工作流体冷凝所需要的时间。这可以快速冷却线圈200所产生的热量。然后冷凝的工作流体可以流动回到热管组件204的内部分210中的多孔芯衬里114中。如所描绘的，热管组件204与和空气冷却布置一致的翅片212交界。可选地，代之，热管组件204可以与和液体冷却布置一致的液体热交换器交界。在替换性实施例中，翅片212可以是分离的实体并且使用环氧树脂、焊料或相似的结合运作附接到热管，确保了热管本体和翅片之间的热学连通。
图5图示带有共形热管组件504的另一实施例的马达202的传导线圈200的立体图。图6是传导线圈200和热管组件504的一部分的立体图。图7是传导线圈200和热管组件504的一部分的前视图。
在图示实施例中，热管组件504是L形本体。热管组件504包括内部分510和外部分508，内部分210在马达202的相邻线圈200之间延伸，外部分208安置在线圈200外部(如，不位于线圈200之间)。内部分510在轴向方向上伸长，轴向方向平行于马达502的中心轴线或旋转轴线216。外部分508在径向方向上伸长，径向方向垂直于马达202的中心轴线或旋转轴线216。在图示实施例中，热管组件504的外部分508全都位于马达202的定子的环圈部分206的一侧。附加地，与图2至图4中示出的热管组件204构成对比，在图示实施例中，热管组件504的外部分全都径向向内延伸(如，朝向马达202的中心轴线或旋转轴线216)。
热管组件504可以包括内腔室104，内腔室104具有其中带有工作流体的多孔芯衬里114，如图1所示。热管组件504可以通过从线圈200中去除热量来帮助快速冷却线圈200，如上所述。例如，热管组件504的内部分510中的相对壁106，108可以与相邻线圈200直接接触。来自线圈200的热量使保持在壁106，108的多孔芯衬里114中的工作流体汽化，然后蒸气工作流体可以在热管组件504的内腔室104内移动到热管组件504的热量较少的外部分508中。蒸气工作流体中的至少一些可以进入热管组件504的外部分508的翅片212，如上所述。然后蒸气工作流体可以冷凝回到液体工作流体，然后(如，经由毛细作用)流动或被拉回到内部分510的多孔芯衬里114中。
热管组件504中的每一个的内部分510的壁106，108与位于热管组件504的相对侧的线圈200直接接触，如图8所示。例如，除形成壁106，108的材料之外没有任何附加材料可以安置在壁106和/或108与最近的线圈200之间。
图8图示带有共形热管组件804的另一实施例的马达202的传导线圈200的立体图。图9是传导线圈200和热管组件804的一部分的立体图。图10是传导线圈200和热管组件804的一部分的前视图。图11是传导线圈200和热管组件804的一部分的另一立体图。
在图示实施例中，热管组件804是L形本体。热管组件804包括内部分810和外部分808，内部分210在马达202的相邻线圈200之间延伸，外部分808安置在线圈200外部(如，不位于线圈200之间)。内部分810在轴向方向上伸长，轴向方向平行于马达502的中心轴线或旋转轴线216。外部分808在径向方向上伸长，径向方向垂直于马达202的中心轴线或旋转轴线216。在图示实施例中，热管组件804的外部分808位于马达202的定子的环圈部分206的相对侧。例如，外部分808可以在环圈部分206的侧之间交替，使得彼此相邻的热管组件804在环圈部分206的相对侧上具有外部分808。彼此相邻的热管组件804可以具有接触同一线圈200的相对侧的内部分810。附加地，热管组件804的外部分全都径向向外延伸(如，远离马达202的中心轴线或旋转轴线216)。
热管组件804可以包括内腔室104，内腔室104具有其中带有工作流体的多孔芯衬里114，如图1所示。热管组件804可以通过从线圈200中去除热量来帮助快速冷却线圈200，如上所述。例如，热管组件804的内部分810中的相对壁106，108可以与相邻线圈200直接接触。来自线圈200的热量使保持在壁106，108的多孔芯衬里114中的工作流体汽化，然后蒸气工作流体可以在热管组件804的内腔室104内移动到热管组件804的热量较少的外部分808中。蒸气工作流体中的至少一些可以进入热管组件804的外部分808的翅片212，如上所述。然后蒸气工作流体可以冷凝回到液体工作流体，然后(如，经由毛细作用)流动或被拉回到内部分810的多孔芯衬里114中。
热管组件804中的每一个的内部分810的壁106，108与位于热管组件804的相对侧的线圈200直接接触，如图9、图10和图11所示。例如，除形成壁106，108的材料之外没有任何附加材料可以安置在壁106和/或108与最近的线圈200之间。
图12图示马达202的线圈200和热管组件1204的一个实施例的横截面视图。横截面视图可以表示垂直于马达202的旋转轴线216定向的二维平面。在图示实施例中，马达202具有布置为集中绕组的线圈200。热管组件1204可以表示上述散热片组件204，504，804中的一个以上。图12的横截面视图仅示出热管组件1204的内部分的横截面。如所示出的，热管组件1204具有中空内腔室104，其中壁106，108邻近于线圈200和/或与线圈200接触。在图示实施例中，热管组件1204的内部分具有矩形横截面形状。可选地，马达202的定子的环圈部分206可以包括顶杆1200，在不同实施例中，顶杆1200可以是磁性的或非磁性的。
图13图示马达202的线圈200和热管组件1304的另一实施例的横截面视图。横截面视图可以表示垂直于马达202的旋转轴线216定向的二维平面。在图示实施例中，马达202具有布置为集中绕组的线圈200。热管组件1304可以表示上述散热片组件204，504，804中的一个以上。图13的横截面视图仅示出热管组件1304的内部分的横截面。如所示出的，热管组件1304具有中空内腔室104，其中组件1304的壁邻近于线圈200和/或与线圈200接触。在图示实施例中，热管组件1304的内部分具有T形横截面形状。该形状使得，内腔室104的径向部分1300在垂直于旋转轴线216的方向上伸长，并且内腔室104的周向部分1302在环绕旋转轴线216或以其他方式不与旋转轴线216相交的方向上伸长。例如，内腔室104可以在与旋转轴线216正交的方向上伸长。相对于图12中示出的实施例，热管组件1304的该形状可以在线圈200和热管组件1304之间提供更多接触。这可以造成热量更加快速地从线圈200传递到热管组件1304，以更加快速地冷却线圈200。可选地，热管组件1304可以作为马达的集成顶杆运作。
图14图示马达202的线圈200和热管组件1404的另一实施例的横截面视图。横截面视图可以表示垂直于马达202的旋转轴线216定向的二维平面。在图示实施例中，马达202具有布置为分布绕组的线圈200。可选地，马达202的定子的环圈部分206可以包括上述顶杆1200。
热管组件1404可以表示上述散热片组件204，504，804中的一个以上。图14的横截面视图仅示出热管组件1404的内部分的横截面。如所示出的，热管组件1404具有中空内腔室104，其中组件1404的壁106，108邻近于线圈200和/或与线圈200接触。在图示实施例中，热管组件1404的内部分具有矩形横截面形状。虽然图12中示出的热管组件1204的内部分在朝向或远离马达202的旋转轴线216在径向上延伸的方向上伸长，但是，热管组件1404的内部分在环绕轴线216的周向方向上伸长。
图15图示端罩共形热管组件1500的一个实施例。热管组件1500形成成或形成为与马达202联接的端罩1502。端罩1502与马达202的定子1506的定子壳体1504联接。端罩1502包括凹部1508，凹部1508具有共形于马达202的线圈200的形状的形状。例如，凹部1508可以具有分离地接收马达202的分离线圈200的U形形状或其他凹形形状。
端罩1502可以形成(如，使用增材制造)为在端罩1502中包括散热片组件1510。组件1510可以定形成匹配线圈200的弯曲形状，如图15所示。例如，线圈200的凸形形状可以延伸到组件1510的凹形形状中。这些组件1510包括通过上述内部多孔芯衬里限定和包围的内腔室104。例如，组件1510的一个弯曲壁1512可以是组件1510的包括多孔芯衬里的蒸发器壁，组件1510的相对的弯曲或平坦壁1514可以是包括另一多孔芯衬里的冷凝器壁。可选地，端罩1502可以包括间隙垫1516，间隙垫1516可以是接合线圈200的柔性的热传导材料。该间隙垫1516可以接合线圈200而不会对线圈200的端匝(如，图15中线圈200的可见部分)施予机械损坏，同时还将热量从线圈200热传导到组件1510。
运作时，来自线圈200的端匝的热量被组件1510的蒸发器壁1512接收。该热量使蒸发器壁1512的多孔芯衬里中的液体工作流体蒸发。汽化的工作流体朝向冷凝器壁1514移动，在那里工作流体冷凝以形成液体工作流体。通过该蒸发和冷凝从线圈200吸出来自线圈200的端匝的热量。形成成马达202的端罩1502的热管组件1500可以单独使用，或者，与文中描述的一个以上其他热管组件组合使用，以快速冷却马达的传导线圈。
图16图示马达壳体热管组件1600的一个实施例的第一横截面视图。图17图示马达壳体热管组件1600的第二横截面视图。图16中示出的视图沿着平行于马达202的旋转轴线216或者包括旋转轴线216的二维平面。图17中示出的视图沿着垂直于旋转轴线216的另一二维平面。如所示出的，马达202可以包括端罩1502。可选地，该端罩1502可以形成为上述端罩共形热管组件1500。
热管组件1600形成成或形成为马达202的外壳体1602。可以使用增材制造来形成热管组件1600。热管组件1600可以被用以冷却马达202，并且可以与文中描述的一个以上其他热管组件组合使用。壳体1602包括内壁1604和相对壁1606，在壁1604，1606之间有密封的内腔室1608。壁1604，1606可以包括文中描述的多孔芯衬里。工作流体可以安置在腔室1608内和/或壁1604，1606的孔隙内。
内壁1604可以直接邻近于定子壳体1504，以冷却定子壳体1504。可选地，相对壁1606包括远离定子壳体1504向外突出的伸长翅片1610。翅片1610可以是内腔室1608的中空延伸部，使得工作流体可以在翅片1610内流动。运作时，来自定子壳体1504的热量使壁1604的多孔衬里的孔隙中的液体工作流体蒸发。汽化的工作流体远离壁1604向内径向流动到内腔室1608中，可选地，朝向内腔室1608的在翅片1610内的部分流动。翅片1610允准汽化的工作流体更加远离热源(如，马达)移动，并且提供若干翅片1610允许汽化的工作流体的较小部分被分离地冷却。这些特征可以允准汽化的工作流体通过将热量从马达202传递到组件1600外而快速冷凝，以此快速冷却马达202。
如图17所示，可选地，热管组件1600可以包括一个以上支撑支柱1700。支柱1700是通过将壁1606机械地支撑在壁1604外而有助于将壁1604，1606彼此分离的结构构件。支柱1700可以由相同材料形成和/或使用增材制造形成。可选地，支柱1700可以将内腔室1608划分成若干较小腔室1608。支柱1700可以包括多孔芯衬里114，以辅助使冷凝的工作流体从流体冷凝的一侧移动回到一旦显露于热量则流体蒸发的一侧。
图18图示转子套筒热管组件1800的一个实施例的第一横截面视图。图19图示转子套筒热管组件1800的第二横截面视图。图18中示出的视图沿着平行于马达202的旋转轴线216或者包括旋转轴线216的二维平面。图19中示出的视图沿着垂直于旋转轴线216的另一二维平面。马达202(图16中示出)的转子1802安置在定子1506(图15中示出)内侧。转子1802与伸长轴1804联接，并且转子1802和轴1804两者皆围绕或绕着旋转轴线216旋转。
热管组件1800可以形成为转子1802上的套筒和/或端板。热管组件1800可以安置在转子1802和定子1506之间，以冷却转子1802，可选地，以及冷却定子1506。热管组件1800包括套筒部分1808和端板部分1806。套筒部分1808在平行于轴线216的方向上伸长，而端板部分1806在垂直于轴线216的方向上伸长。端板部分1806可以形成为带有开口的圆形板，轴1804延伸通过该开口。在图18中，仅套筒部分1808和端板部分1806的一半被示出。
可以使用增材制造来形成热管组件1800。热管组件1800可以被用以冷却转子1802，并且可以与文中描述的一个以上其他热管组件组合使用。热管组件1800的部分1806，1808包括内壁1810和相对壁1812，在壁1810，1812之间有密封的内腔室1814。壁1810，1812可以包括文中描述的多孔芯衬里。工作流体可以安置在腔室1814内和/或壁1810，1812的孔隙内。
内壁1810可以直接邻近于转子1802的外表面，如图18所示。可选地，端板部分1806包括远离端板部分1806的外壁1812向外突出的伸长翅片1610。如上所述，翅片1610可以是内腔室1814的中空延伸部，使得工作流体可以在翅片1610内侧流动。运作时，来自转子1802的热量使壁1810的多孔衬里的孔隙中的液体工作流体蒸发。汽化的工作流体远离壁1810朝向内腔室1814的部分(在套筒部分1808中)径向流动和(在端板部分1806中)轴向流动，可选地，朝向内腔室1814的在翅片1610内的部分流动。然后汽化的工作流体可以冷凝并返回到壁1810中的孔隙。在一个实施例中，离心力可以有助于使工作流体返回到热管组件的一侧，在那里发生工作流体的蒸发。
如图19所示，可选地，热管组件1800可以包括一个以上支撑支柱1700。如上所述，支柱1700是通过将壁1812机械地支撑在壁1810外而有助于将壁1810，1812彼此分离的结构构件。支柱1700可以由相同材料形成和/或使用增材制造形成。可选地，支柱1700可以将内腔室1814划分成若干较小腔室1814。
图20图示用于内部永磁马达的转子热管组件2000的一个实施例的横截面视图。图20中示出的视图沿着垂直于内部永磁马达的转子的旋转轴线的二维平面。仅内部永磁马达的转子2001和轴2003的一部分在图20中示出。
热管组件2000形成为矩形盒，其中放置了内部永磁马达的永磁体2006。可以针对内部永磁马达中的每个永磁体提供若干热管组件2000，诸如一个组件2000。可以使用增材制造来形成热管组件2000。热管组件2000可以被用以冷却磁体2006。热管组件2000包括内壁2002和相对壁2004，在壁2002，2004之间有密封的内腔室2006。壁2002，2004可以包括文中描述的多孔芯衬里。工作流体可以安置在腔室2006内和/或壁2002，2004的孔隙内。
内壁2002可以直接邻近于磁体2006的外表面。运作时，来自磁体2006的热量使内壁2002的多孔衬里的孔隙中的液体工作流体蒸发。汽化的工作流体远离内壁2002朝向内腔室2008和外壁2004径向流动。这可以帮助从磁体2006吸走热量并冷却磁体2006。如文中所描述的，汽化的工作流体可以冷凝并返回到内壁2002。
图21图示用于励磁绕线马达(field wound motor)的感应马达的转子热管组件2100的一个实施例的横截面视图。图21中示出的视图沿着垂直于感应马达的转子2102的旋转轴线2126的二维平面。仅转子2102的一部分在图21中示出。
转子2102包括在平行于转子2102的旋转轴线2126的方向上伸长的若干传导杆件或杆条2104。该轴线2126垂直于图21的视图定向(如，进出图21的页面)。这些杆条2104放置在转子2102中的开口中。若干热管组件2100可以围绕杆条2104形成。热管组件2100可以与杆条2104直接接触。例如，每个热管组件2100可以形成为杆条2104中的一个定位其中的柱形套筒，其中热管组件2100和杆条2104放置到转子2102中的开口中，如图21所示。
可以使用增材制造来形成热管组件2100。热管组件2100可以被用以冷却杆条2104，在运作期间，杆条2104可以由于杆条2104所显露的磁场变动而升温，以使转子2102旋转。尽管仅杆条2104中的五个示出为包括热管组件2100，但是，可选地，不同数量或所有的杆条2104可以提供有热管组件2100。
热管组件2100中的每一个可以包括内壁2106和相对外壁2108，在壁2106，2108之间有密封的内腔室2110。壁2106，2108可以包括文中描述的多孔芯衬里。工作流体可以安置在腔室2110内和/或壁2106，2108的孔隙内。内壁2106可以直接邻近于杆条2104的外表面。运作时，来自杆条2104的热量使内壁2106的多孔衬里的孔隙中的液体工作流体蒸发。汽化的工作流体远离内壁2106朝向内腔室2110和外壁2108径向流动。这可以帮助从杆条2104吸走热量并冷却杆条2104。如文中所描述的，汽化的工作流体可以冷凝并返回到内壁2106。
图22图示变压器绕组或电感绕组热管组件2200的一个实施例的横截面视图。热管组件2200可以被用以冷却变压器或电感设备2204的传导绕组2202。绕组2202可以围绕线轴2206螺旋缠绕，热管组件2200可以至少部分地位于绕组2202和线轴2206之间。设备2204的磁性芯体2208定位成使得绕组2202围绕磁性芯体2208的被绝缘间隙分离的相对区段延伸。替换性地，热管组件2200可以形成线轴2206。例如，热管组件2200可以形成为柱形本体，绕组2202绕着该柱形本体缠绕。
如所示出的，热管组件2200可以形成为包括脊部2201，脊部2201远离热管组件2200或线轴2206的中心轴线径向延伸。这些脊部可以尺寸定成和定位成接收不同绕组2202。脊部增加绕组2202接合热管组件2200的表面面积，这可以增加热量从绕组2202热传递到热管组件2200的速率。可选地，脊部可以为在制造变压器期间将绕组2202定位在何处提供导引。
运作时，绕组2202可以由于从电流经过绕组2202的通路中而在芯体2208周围产生的变化磁场而变成被加热。热管组件2200可以帮助冷却这些绕组2202。热管组件2200可以围绕线轴2206在绕组2202和线轴2206之间缠绕。热管组件2200包括相对的内壁2210和外壁2212，在壁2210，2212之间有密封的内腔室2214。壁2210，2212可以包括多孔芯衬里114，如文中所描述的，在衬里114和腔室2214的孔隙中有工作流体。壁2212可以与绕组2202直接接触。例如，在壁2212和绕组2202之间可以没有任何其他材料。
热管组件2200还可以包括腔室延伸部2216，腔室延伸部2216是内腔室2214的不安置在绕组2202和线轴2206之间的延伸部。在图示实施例中，该延伸部2216由壁2210，2212和腔室2214的在绕组2202的外部沿着线轴2206的长度延伸的部分形成，如图22所示。壁2210，2212可以环绕线轴2206，使得热管组件2200形成线轴2206安置在其中的柱形套筒。腔室延伸部2216可以是该柱形套管的在绕组2202外部延伸的部分。
可以使用增材制造来形成热管组件2200。热管组件2200可以被用以冷却在设备2204运作期间会升温的绕组2202。运作时，来自绕组2202的热量使壁2212的多孔衬里的孔隙中以及潜在性地在壁2210的孔隙中的液体工作流体蒸发。汽化的工作流体在沿着线轴2206的长度朝向腔室延伸部2216的方向上在腔室2214中轴向流动。例如，汽化的工作流体增加腔室2214内的在绕组2202和线轴2206之间的位置的气体压力。该增加的压力可以导致汽化的工作流体沿着线轴2206的长度朝向腔室延伸部2216在腔室2214中流动。
腔室延伸部2216内的温度可以相对于腔室2214内的在绕组2202和线轴2206之间的温度而减少。这可能是由于加热的绕组2202离腔室延伸部2216更远。腔室延伸部2216中的较冷温度可以导致汽化的工作流体冷凝，这将热能传递出热管组件2200并且帮助冷却绕组2202。然后，液体工作流体可以流动回到壁2210，2212的孔隙中并且在绕组2202和线轴2206之间的位置流动到腔室2214中，以继续冷却绕组2202。
图23至图25图示热管组件804中的一个以上在马达202中的运作，马达202安置在移动系统上。尽管描述和图示聚焦于热管组件804，但是，描述也可以应用于文中描述的其他热管组件。马达202可以安装在移动系统上，诸如由于交通工具的加速而经受不同重力和其他力的交通工具(如，飞行器，诸如固定翼飞机或直升机)。例如，在从地面起飞飞行器(图23中示出)期间，由于重力朝向地面的拉力(如，g)和飞行器远离地面的加速度(如，a)，马达202会经受加速力a+g。这些力可以导致热管组件804中的工作流体被抽吸到组件804内的内腔室的一个壁或一侧，而非另一壁或另一侧。
例如，马达202下面(相对于车辆加速的方向，或者，图23中马达202下面)的热管组件804可以使工作流体从马达202的传导线圈200之间的位置拉走。通过位于马达202下面的热管组件804，这可以招致减少线圈200的冷却(相对于没有加速力a和/或重力g作用在工作流体上运作的热管组件804)。但，马达202上面(相对于车辆加速的方向，或者，图23中马达202上面)的热管组件804可以使工作流体拉到马达202的传导线圈200之间的位置。通过位于马达202上面的热管组件804，这可以招致增加线圈200的冷却(相对于没有加速力a和/或重力g作用在工作流体上运作的热管组件804)。
一半的热管组件804的冷却减少和另一半热管组件804的冷却增加的净效应可以招致线圈200以在没有加速力a和/或重力g作用在工作流体上的影响时线圈200将被冷却的相同速率和/或相同量而被冷却。例如，通过马达202上面的热管组件804增加冷却可以抵抗和抵消通过马达202下面的热管组件804减少冷却。
作为另一示例，在飞行器(图24中示出)恒速巡航期间，飞行器可以在比远离地面(如，起飞)或朝向地面(如，着陆))更加平行于地面的方向上移动。由于重力朝向地面的拉力，马达202会经受重力g。这些力可以导致在马达202的下半部(如，对分平面2400下面)的热管组件804中的工作流体被抽吸到组件804内的内腔室的一个壁或一侧，而非另一壁或另一侧。例如，平面2400下面的热管组件804可以使工作流体从马达202的传导线圈200之间的位置拉走。通过位于马达202下面的热管组件804，这可以招致减少线圈200的冷却(相对于没有重力g作用在工作流体上运作的热管组件804)。但，平面2400上面的热管组件804可以使工作流体拉到马达202的传导线圈200之间的位置。通过位于平面2400下面的热管组件804，这可以招致增加线圈200的冷却(相对于没有重力g作用在工作流体上运作的热管组件804)。
马达的线圈可以利用平行路径缠绕，使得马达的上半部形成一个平行路径，而马达的下半部形成第二平行路径。通过将平行绕组路径添加到马达，一半热管组件804的减少冷却和另一半热管组件804的增加冷却的净效应可以招致线圈200以在没有重力g作用在工作流体上的影响时线圈200将被冷却的相同速率和/或相同量而被冷却。例如，通过平面2400上面的热管组件804增加冷却可以抵抗和抵消通过平面2400下面的热管组件804减少冷却。由于作为温度函数的铜的电阻率的正温度系数，发生该温度均衡。
如果马达的上半部上的线圈处于比马达的下半部上的线圈低的温度，则线圈中传导的电力电流将重新分布成，马达的上半部上的线圈中传导的电流量增加，而马达的下半部上的线圈中传导的电流量减小。发生这种情况是因为电流在马达的温度较低的一半部中比在马达的较热的下半部中更加容易传导。这将招致马达的上半部上的冷却器线圈的温度增加(由于在这些线圈中更多电流被传导)并且马达的底半部上的加温线圈的温度减小(由于在这些线圈中更少电流被传导)。实际上，平行绕组路径和热管冷却的组合形成“自动均衡”过程，其抵消由于热管组件的定向而造成的冷却的增加或减少(视情况)。
虽然仅线圈的两个平行绕组路径被示出和描述(如，上半部和底半部线圈)，但是，马达绕组可以被分段成不同数量的平行绕组路径，直到每个马达绕组与所有其他马达绕组平行的情况为止并包括这种情况。例如，马达的上半部分上的绕组可以是一个平行传导路径，马达的下半部分中的绕组可以是另一不同的平行传导路径。替换性地，可以提供两个以上的平行路径。
作为另一示例，在飞行器巡航期间，飞行器可以在平行于地面的方向上加速(图25中示出)。在该横向或水平加速期间，马达202可以在不同方向上经受加速力a和重力g。加速力a可以在一个方向上(如，与图25中示出的加速巡航箭头相对)拉动工作流体，而重力g在垂直方向上(如，朝向地面)拉动工作流体。这些力可以导致热管组件804中的工作流体在不同方向上被抽吸。
例如，沿着马达202的前侧(如，图25中马达202的右侧)并且在对分平面2400上面的热管组件804可以使加速力a和重力g两者皆将这些组件804中的工作流体拉动到线圈200之间的位置。这可以招致线圈200相对于其他热管组件804的冷却显著改进。相反地，沿着马达202的相对的后侧(如，图25中马达202的左侧)并且在对分平面2400下面的热管组件804可以使加速力a和重力g两者皆拉动这些组件804中的工作流体向远离线圈200的位置。这可以招致线圈200相对于其他热管组件804的冷却显著减小。
沿着马达202的前侧并且在对分平面2400下面的热管组件804可以使加速力a将这些组件804中的工作流体拉动到线圈200之间的位置，但重力g拉动工作流体远离线圈200之间的位置。这可以招致线圈200相对于除在平面2400上面并且沿着马达202前侧的热管组件804之外的其他热管组件804的改进冷却。沿着马达202的后侧并且在对分平面2400上面的热管组件804可以使重力g将这些组件804中的工作流体拉动到线圈200之间的位置，而且还可以使加速力a将这些组件804中的工作流体拉动到不在线圈200之间的位置。这可以招致线圈200相对于除在平面2400上面并且沿着马达202前侧的热管组件804之外的热管组件804的改进冷却。
对热管组件804的不同象限的不同量的冷却的净效应可以招致线圈200以在没有加速力a和/或重力g作用在工作流体上的影响时线圈200将被冷却的相同速率和/或相同量而被冷却。
图26图示用于形成冷却电机的热管组件的方法2600的一个实施例的流程图。方法2600可以被用以生成文中示出和/或描述的热管组件的一个以上。连同方法2600一起描述的两个以上运作可以在同一时间(例如，并发或同时地)施行，或者可以依序施行。
在2602，形成热管组件的内部分。热管组件的内部分可以限定蒸气腔室的定形成抵靠或靠近电机的传导部分定位的一部分。例如，内部分可以尺寸定成适配在定子的线圈之间，可以尺寸定为抵靠定子的线圈适配的端罩，可以尺寸定成放置在马达的定子外部，可以尺寸定成放置在马达的转子和定子之间，可以尺寸定成围绕插入转子中的磁体放置或放置在插入转子中的磁体和马达中转子的周围部分之间，可以尺寸定成围绕插入转子中的传导杆件放置或放置在插入转子中的传导杆件和马达中转子的周围部分之间，可以尺寸定成围绕或抵靠变压器的传导线圈放置，等等。内部分可以形成为在内部分的一个以上内表面上具有多孔芯结构。如上所述，该芯结构可以保持工作流体以帮助冷却电机。在一个实施例中，可以使用增材制造来形成热管组件的内部分。
可选地，内部分可以形成为具有一个以上内部支撑支柱。如上所述，这些支柱可以机械地支撑热管组件的相对侧，防止在电机运作期间朝向彼此移动。
在2604，形成热管组件的外部分。外部分可以形成有内部分，诸如通过在同一时间或在同一打印节段期间增材制造内部分和外部分。替换性地，内部分和外部分可以在不同时间形成。外部分还可以包括内部多孔芯结构，以保持或帮助冷凝上述工作流体。
外部分可以形成为远离热源，热源使热管组件的内部分中的工作流体汽化。例如，内部分和外部分可以形成为L形，其中内部分定形成适配在马达的定子的相邻线圈之间，外部分安置在线圈外侧(如，不在线圈之间)。作为另一示例，外部分可以是热管组件的离端罩热管组件中的线圈更远的一部分，也即比内部分离转子中的磁体或传导杆件更远，也即比内部分离转子更远，等等。在一个实施例中，外部分可以形成为变压器线轴的延伸部，以允许工作流体远离变压器的线圈移动并在热管组件的外部分中冷却。
在一个实施例中，热管组件包括多个连接的壁、绝缘层和内腔室，多个连接的壁沿着壁具有多孔芯衬里，绝缘层在至少一个壁的与至少一个壁的多孔芯衬里相对的一侧与壁中的至少一个联接，内腔室安置在壁内侧并通过壁密封。壁的多孔芯衬里配置成保持内腔室中的工作流体的液相。至少一个壁的绝缘层直接抵靠电磁功率转换设备的传导部件，使得来自传导部件的热量使至少一个壁的多孔芯衬里中的工作流体汽化，并且工作流体在至少一个其他壁的多孔芯衬里处或内冷凝，以冷却电磁功率转换设备的传导部件。
可选地，传导部件包括电磁功率转换设备的一个以上传导绕组，使得来自一个以上传导绕组的热量使内壁的多孔芯衬里中的工作流体汽化，并且工作流体在外壁的多孔芯衬里处或内冷凝，以冷却电磁功率转换设备的一个以上传导绕组。
可选地，壁形成内腔室的伸长内部分，该内部分位于一个以上传导绕组的相邻传导线圈之间并且直接邻近于该相邻传导线圈。
可选地，内腔室的内部分沿着电磁功率转换设备的旋转轴线伸长。
可选地，壁还形成内腔室的伸长外部分，该外部分位于传导线圈外部。
可选地，内腔室的外部分在垂直于电磁功率转换设备的旋转轴线的方向上伸长。
可选地，该组件还包括从外部分向外延伸的伸长翅片。
可选地，内腔室的伸长外部分在朝向电磁功率转换设备的旋转轴线径向定向的方向上伸长。
可选地，内腔室的伸长外部分在远离电磁功率转换设备的旋转轴线径向定向的方向上伸长。
可选地，内腔室的内部分在相邻传导线圈之间的位置具有矩形横截面形状。
可选地，内腔室的内部分在传导线圈的数个不同平面上的相邻传导线圈之间延伸并接触该相邻传导线圈。
可选地，内腔室的内部分具有T形横截面形状。
可选地，内腔室的内部分位于相邻传导线圈的相对表面之间并与之接触，该相邻传导线圈是电力马达的集中绕组。
可选地，内腔室的内部分位于相邻传导线圈的相对表面之间并与之接触，该相邻传导线圈是电力马达的分布绕组。
可选地，内腔室的内部分具有H形横截面形状。
可选地，该组件还包括端罩，端罩与作为电磁功率转换设备的马达的传导绕组联接。壁和内腔室可以位于端罩内。
可选地，壁位于马达的定子外部并且直接接触定子，该马达是电磁功率转换设备。
可选地，壁形成远离马达的旋转轴线径向突出的伸长翅片，并且其中，内腔室延伸到翅片中。
可选地，该组件还包括位于壁之间的支撑支柱，以在结构上将壁支撑成远离彼此。
可选地，壁形成转子套筒和端板，马达的转子位于其中，作为电磁功率转换设备。
可选地，由壁形成的转子套筒围绕转子的旋转轴线环绕转子。
可选地，由壁形成的端板垂直于转子的旋转轴线定向。
可选地，端板包括在平行于旋转轴线的方向上远离端板轴向突出的伸长翅片。内腔室可以延伸到伸长翅片中。
可选地，壁围绕作为电磁功率转换设备的内部永磁马达中的永磁体延伸。
可选地，壁围绕作为电磁功率转换设备的励磁绕线马达的感应马达中的磁体延伸。
可选地，壁围绕作为电磁功率转换设备的变压器的线轴延伸，其中壁和内腔室安置在变压器的传导绕组和线轴之间。
可选地，壁形成内腔室的延伸部，延伸部沿着线轴的长度延伸，但不位于线轴和变压器的传导绕组之间。
在一个实施例中，热管系统包括多个热管组件，多个热管组件配置成直接抵靠电力马达的传导绕组安置，以冷却绕组。热管组件中的每一个包括多个连接的壁，多个连接的壁沿着壁具有多孔芯衬里。壁包括至少内壁、外壁以及将内壁与外壁联接的连接壁。热管组件中的每一个还包括安置在壁内部并通过壁密封的内腔室。壁的多孔芯衬里配置成保持内腔室中的工作流体的液相。热管组件的内壁配置成直接抵靠马达的传导绕组定位，使得来自传导绕组的热量使热管组件的内壁的多孔芯衬里中的工作流体汽化。工作流体在热管组件的外壁的多孔芯衬里处或内冷凝，以冷却马达的传导绕组。
可选地，热管组件的壁形成内腔室的伸长内部分，该内部分位于一个以上传导绕组中的相邻传导绕组之间并且直接邻近于该相邻传导绕组。热管组件的壁还可以形成内腔室的伸长外部分，该外部分位于马达的传导绕组外部。
可选地，内腔室的内部分在平行于马达的旋转轴线的方向上伸长。
可选地，内腔室的外部分在垂直于马达的旋转轴线的方向上伸长。
可选地，热管组件中的至少一个还包括从热管组件的外部分向外延伸的伸长翅片。
可选地，马达的传导绕组围绕马达的旋转轴线沿着圆形环圈延伸。热管组件的外部分全都可以位于环圈的单侧。
可选地，马达的传导绕组围绕马达的旋转轴线沿着圆形环圈延伸。第一组热管组件的外部分可以位于环圈的第一侧，非重叠的第二组热管组件的外部分可以位于环圈的相对的第二侧。
可选地，热管组件的外部分在朝向马达的旋转轴线径向向内定向的方向上伸长。
可选地，热管组件的外部分在从马达的旋转轴线径向向外定向的方向上伸长。
可选地，通过在第一组传导绕组中接收更多的电流并且通过电力马达的不同的第二组传导绕组接收更少的电力电流，热管组件有助于在电力马达运作期间自动均衡电力马达的传导绕组的温度差异，其中，由于因重力或加速力中的一个以上，对应的第一组热管组件中的工作流体被引导到更靠近第一组传导绕组中的传导绕组的位置，因此第一组传导绕组更冷，由于因重力或加速力中的一个以上，对应的第二组热管组件中的工作流体被引导到离第二组传导绕组中的传导绕组更远的位置，因此第二组传导绕组更热。
应要理解，以上描述意在是图示性的而非限制性的。例如，上述实施例(和/或其各方面)可以彼此组合地使用。此外，在不偏离其范围的情况下，可以进行许多修改例，以使特定情形或材料适应本发明主题的教导。虽然文中所描述的材料的尺寸和类型意在限定本发明主题的参数，但是，它们决不是限制性的而是示范性的实施例。一旦评阅以上描述，许多其他实施例对于本领域普通技术人员将会是显然的。因此，本发明主题的范围应该参考所附权利要求书连同这些权利要求所赋予的等同物的全部范围来确定。在所附权利要求书中，术语“包括”和“其中有”被用作相应术语“包含”和“其中”的普通英语等同物。另外，在以下权利要求书中，术语“第一”、“第二”和“第三”等仅被用作标记，并不意在对其对象施予数字要求。进一步，以下权利要求书的限制不是用装置加功能的格式书写的，并不意在基于35U.S.C§112(f)来诠释，除非及直到这些权利要求限制明确使用“用于...的装置”然后是没有进一步结构的功能说明。
该书面描述使用示例来公开本发明主题的若干实施例，包括最佳模式，还使本领域的普通技术人员能够实践本发明主题的实施例，包括制成和使用任何设备或系统，并施行任何并入的方法。本发明主题的专利权范围由权利要求书来限定，可以包括本领域的普通技术人员容易想到的其他示例。这种其他示例意在包括于权利要求书的范围内，如果该示例具有与权利要求书的文字语言并无不同的结构元件的话，或者，如果该示例包括与权利要求书的文字语言无实质不同的等效结构元件的话。
当连同附图一起阅读时，将更好地理解本发明主题的某些实施例的前述描述。各种实施例并不局限于附图中示出的布置和工具。
如文中所使用的，以单数形式列举并且以单词“一”或“一个”开头的元件或步骤应该被理解为不排除多个所述元件或步骤，除非明确说明这种排除。而且，参考本发明的“一个实施例”不意在诠释为排除也并入所列举特征的其他实施例的存在。另外，除非明确反之说明，否则，“包含”、“包含有”、“包括”、“包括有”、“具备”或“具有”特定性质的一个元件或多个元件的实施例可以包括不具有该性质的其他这些元件。
本发明的各种特征，方面和优点也可以体现在以下条项中描述的各种技术方案中，这些方案可以以任何组合方式组合：
1.一种热管组件，其特征在于，包含：
多个连接的壁，所述多个连接的壁沿着所述壁具有多孔芯衬里；
绝缘层，在至少一个壁的与所述至少一个壁的所述多孔芯衬里相对的一侧上，所述绝缘层与所述壁中的至少一个壁联接；和
内腔室，所述内腔室被安置在所述壁的内部并通过所述壁被密封，
其中，所述壁的所述多孔芯衬里被构造成保持所述内腔室中的工作流体的液相，
其中，所述至少一个壁的所述绝缘层直接抵靠电磁功率转换设备的传导部件，使得来自所述传导部件的热量使所述至少一个壁的所述多孔芯衬里中的所述工作流体汽化，并且所述工作流体在至少一个其他壁的所述多孔芯衬里处或在至少一个其他壁的所述多孔芯衬里内冷凝，以冷却所述电磁功率转换设备的所述传导部件。
2.如条项1所述的热管组件，其特征在于，其中，所述传导部件包括所述电磁功率转换设备的一个以上的传导绕组，使得来自所述一个以上的传导绕组的热量使所述至少一个壁的所述多孔芯衬里中的所述工作流体汽化，并且所述工作流体在所述至少一个其他壁的所述多孔芯衬里处或在所述至少一个其他壁的所述多孔芯衬里内冷凝，以冷却所述电磁功率转换设备的所述一个以上的传导绕组。
3.如条项2所述的热管组件，其特征在于，其中，所述壁形成所述内腔室的伸长的内部分，所述内部分位于所述一个以上的传导绕组的相邻传导线圈之间并且直接邻近于所述相邻传导线圈。
4.如条项3所述的热管组件，其特征在于，其中，所述内腔室的所述内部分沿着所述电磁功率转换设备的旋转轴线伸长。
5.如条项3所述的热管组件，其特征在于，所述壁还形成所述内腔室的伸长的外部分，所述外部分位于所述传导线圈的外部。
6.如条项5所述的热管组件，其特征在于，其中，所述内腔室的所述外部分在垂直于所述电磁功率转换设备的旋转轴线的方向上伸长。
7.如条项5所述的热管组件，其特征在于，进一步包含从所述外部分向外延伸的伸长的翅片。
8.一种热管组件，其特征在于，包含：
多个连接的壁，所述多个连接的壁沿着所述壁具有多孔芯衬里，所述壁形成并密封内腔室，所述壁的所述多孔芯衬里被构造成保持所述内腔室中的工作流体的液相，
其中，所述壁为下述中的一个以上的形状：接合马达的线圈的马达端罩，接合变压器的线圈的变压器线轴，围绕转子的外部延伸的转子套筒，或者所述马达的外壳体，用于所述马达的磁体的罩壳，或者用于所述马达的传导杆件的罩壳，
其中，所述壁中的至少一个壁被构造成靠近所述马达的所述线圈、所述变压器的所述线圈、所述转子、所述马达的外部、所述马达的所述磁体、或者所述马达的所述传导杆件中的一个以上来被定位，使得来自所述马达的所述线圈、所述变压器的所述线圈、所述转子、所述马达、所述马达的所述磁体、或者所述马达的所述传导杆件中的所述一个以上的热量至少部分地使所述至少一个壁的所述多孔芯衬里中的所述工作流体汽化，并且所述工作流体在至少一个其他壁的所述多孔芯衬里处或在至少一个其他壁的所述多孔芯衬里内冷凝，以冷却所述马达的所述线圈、所述变压器的所述线圈、所述转子、所述马达、所述马达的所述磁体、或者所述马达的所述传导杆件中的所述一个以上。
9.如条项8所述的热管组件，其特征在于，其中，所述壁的形状和尺寸被定成位于所述马达的所述定子的外部并且直接接触所述定子。
10.如条项9所述的热管组件，其特征在于，其中，所述壁形成远离所述马达的旋转轴线径向突出的伸长的翅片，并且其中，所述内腔室延伸到所述翅片中。
11.如条项9所述的热管组件，其特征在于，进一步包含位于所述壁之间的支撑支柱，以在结构上将所述壁支撑成远离彼此。
12.如条项8所述的热管组件，其特征在于，其中，所述壁形成所述马达的所述转子位于其中的转子套筒和端板。
13.如条项12所述的热管组件，其特征在于，其中，所述端板包括在平行于所述旋转轴线的方向上远离所述端板轴向突出的伸长的翅片，其中，所述内腔室延伸到所述伸长的翅片中。
14.一种热管系统，其特征在于，包含：
多个热管组件，所述多个热管组件被构造成直接抵靠电力马达的传导绕组安置，以冷却所述绕组，所述热管组件中的每一个热管组件包括：
多个连接的壁，所述多个连接的壁沿着所述壁具有多孔芯衬里，所述壁至少包括内壁、外壁以及将所述内壁与所述外壁联接的连接壁。
内腔室，所述内腔室被安置在所述壁的内部并通过所述壁被密封，
其中，所述壁的所述多孔芯衬里被构造成保持所述内腔室中的工作流体的液相，
其中，所述热管组件的所述内壁被构造成直接抵靠所述马达的所述传导绕组定位，使得来自所述传导绕组的热量使所述热管组件的所述内壁的所述多孔芯衬里中的所述工作流体汽化，并且所述工作流体在所述热管组件的所述外壁的所述多孔芯衬里处或在所述热管组件的所述外壁的所述多孔芯衬里内冷凝，以冷却所述马达的所述传导绕组。
15.如条项14所述的系统，其特征在于，其中，所述热管组件的所述壁形成所述内腔室的伸长的内部分，所述内部分位于所述一个以上的传导绕组的相邻传导绕组之间并且直接邻近于所述相邻传导绕组，所述热管组件的所述壁还形成所述内腔室的伸长的外部分，所述外部分位于所述马达的所述传导绕组的外部。
16.如条项15所述的系统，其特征在于，其中，所述内腔室的所述内部分在平行于所述马达的旋转轴线的方向上伸长。
17.如条项15所述的系统，其特征在于，其中，所述内腔室的所述外部分在垂直于所述马达的旋转轴线的方向上伸长。
18.如条项15所述的系统，其特征在于，进一步包含从所述热管组件的所述外部分向外延伸的伸长的翅片。
19.如条项15所述的系统，其特征在于，其中，所述马达的所述传导绕组围绕所述马达的旋转轴线沿着圆形环圈延伸，并且其中，第一组所述热管组件的所述外部分位于所述环圈的第一侧，非重叠的第二组所述热管组件的所述外部分位于所述环圈的相对的第二侧。
20.如条项30或任一项其他权利要求所述的系统，其特征在于，其中，通过在第一组传导绕组中接收更多的电流并且通过所述电力马达的不同的第二组所述传导绕组接收更少的电流，所述热管组件有助于在所述电力马达运作期间自动均衡所述电力马达的所述传导绕组的温度差异，其中，由于对应的第一组所述热管组件中的所述工作流体因重力或加速力中的一个以上而被引导到更靠近第一组传导绕组中的所述传导绕组的位置，因此所述第一组传导绕组更冷，由于对应的第二组所述热管组件中的所述工作流体因重力或加速力中的所述一个以上而被引导到离第二组传导绕组中的所述传导绕组更远的位置，因此所述第二组传导绕组更热。

Claims (10)

1.一种热管组件，其特征在于，包含：
多个连接的壁，所述多个连接的壁沿着所述壁具有多孔芯衬里；
绝缘层，在至少一个壁的与所述至少一个壁的所述多孔芯衬里相对的一侧上，所述绝缘层与所述壁中的至少一个壁联接；和
内腔室，所述内腔室被安置在所述壁的内部并通过所述壁被密封，
其中，所述壁的所述多孔芯衬里被构造成保持所述内腔室中的工作流体的液相，
其中，所述至少一个壁的所述绝缘层直接抵靠电磁功率转换设备的传导部件，使得来自所述传导部件的热量使所述至少一个壁的所述多孔芯衬里中的所述工作流体汽化，并且所述工作流体在至少一个其他壁的所述多孔芯衬里处或在至少一个其他壁的所述多孔芯衬里内冷凝，以冷却所述电磁功率转换设备的所述传导部件。
2.如权利要求1所述的热管组件，其特征在于，其中，所述传导部件包括所述电磁功率转换设备的一个以上的传导绕组，使得来自所述一个以上的传导绕组的热量使所述至少一个壁的所述多孔芯衬里中的所述工作流体汽化，并且所述工作流体在所述至少一个其他壁的所述多孔芯衬里处或在所述至少一个其他壁的所述多孔芯衬里内冷凝，以冷却所述电磁功率转换设备的所述一个以上的传导绕组。
3.如权利要求2所述的热管组件，其特征在于，其中，所述壁形成所述内腔室的伸长的内部分，所述内部分位于所述一个以上的传导绕组的相邻传导线圈之间并且直接邻近于所述相邻传导线圈。
4.如权利要求3所述的热管组件，其特征在于，其中，所述内腔室的所述内部分沿着所述电磁功率转换设备的旋转轴线伸长。
5.如权利要求3所述的热管组件，其特征在于，所述壁还形成所述内腔室的伸长的外部分，所述外部分位于所述传导线圈的外部。
6.如权利要求5所述的热管组件，其特征在于，其中，所述内腔室的所述外部分在垂直于所述电磁功率转换设备的旋转轴线的方向上伸长。
7.如权利要求5所述的热管组件，其特征在于，进一步包含从所述外部分向外延伸的伸长的翅片。
8.一种热管组件，其特征在于，包含：
多个连接的壁，所述多个连接的壁沿着所述壁具有多孔芯衬里，所述壁形成并密封内腔室，所述壁的所述多孔芯衬里被构造成保持所述内腔室中的工作流体的液相，
其中，所述壁为下述中的一个以上的形状：接合马达的线圈的马达端罩，接合变压器的线圈的变压器线轴，围绕转子的外部延伸的转子套筒，或者所述马达的外壳体，用于所述马达的磁体的罩壳，或者用于所述马达的传导杆件的罩壳，
其中，所述壁中的至少一个壁被构造成靠近所述马达的所述线圈、所述变压器的所述线圈、所述转子、所述马达的外部、所述马达的所述磁体、或者所述马达的所述传导杆件中的一个以上来被定位，使得来自所述马达的所述线圈、所述变压器的所述线圈、所述转子、所述马达、所述马达的所述磁体、或者所述马达的所述传导杆件中的所述一个以上的热量至少部分地使所述至少一个壁的所述多孔芯衬里中的所述工作流体汽化，并且所述工作流体在至少一个其他壁的所述多孔芯衬里处或在至少一个其他壁的所述多孔芯衬里内冷凝，以冷却所述马达的所述线圈、所述变压器的所述线圈、所述转子、所述马达、所述马达的所述磁体、或者所述马达的所述传导杆件中的所述一个以上。
9.如权利要求8所述的热管组件，其特征在于，其中，所述壁的形状和尺寸被定成位于所述马达的所述定子的外部并且直接接触所述定子。
10.如权利要求9所述的热管组件，其特征在于，其中，所述壁形成远离所述马达的旋转轴线径向突出的伸长的翅片，并且其中，所述内腔室延伸到所述翅片中。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113054802A (zh) * 2019-12-26 2021-06-29 通用电气公司 具有适形热管组件的电动马达

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11122715B2 (en) * 2018-05-11 2021-09-14 General Electric Company Conformal heat pipe assemblies
US10790731B2 (en) * 2018-05-30 2020-09-29 General Electric Company Methods of depositing coatings on electrical machine components
US20200340757A1 (en) * 2019-04-29 2020-10-29 Nanotek Instruments, Inc. Expanded graphite-enhanced vapor-based heat transfer device and production process
US11765871B2 (en) 2020-03-26 2023-09-19 Ge Aviation Systems Llc Aircraft and method for thermal management
DE102020112591A1 (de) * 2020-05-08 2021-11-11 Airbus S.A.S. Kühlvorrichtung zur verwendung in magnetischen wechselfeldern, spulenanordnung, elektrische maschine und flugzeug
US11971160B2 (en) 2020-05-15 2024-04-30 Signify Holding, B.V. Vapor chamber cooled high lumen device with improved cooling solution
US11725882B2 (en) * 2020-06-16 2023-08-15 Lockheed Martin Corporation Cooling system for rotor hub mounted component
US11705782B2 (en) * 2021-09-23 2023-07-18 Hamilton Sundstrand Corporation Electric motor cooling with oscillating heat pipes

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3801843A (en) * 1972-06-16 1974-04-02 Gen Electric Rotating electrical machine having rotor and stator cooled by means of heat pipes
JPH06341778A (ja) * 1993-06-02 1994-12-13 Shin Meiwa Ind Co Ltd ウイック式ヒートパイプ
JPH07307226A (ja) * 1994-05-11 1995-11-21 Akutoronikusu Kk 静止誘導機器巻線の冷却構造
CN1780543A (zh) * 2004-11-18 2006-05-31 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 热管
JP2010154713A (ja) * 2008-12-26 2010-07-08 Sumitomo Electric Ind Ltd 電動機用ステータ及び電動機用分割ステータ
WO2012107684A1 (fr) * 2011-02-08 2012-08-16 Renault S.A.S. Dispositif de refroidissement des bobines des moteurs électriques d'un véhicule par caloduc
KR20130048571A (ko) * 2011-11-02 2013-05-10 (주)성곡나노텍 히트파이프를 이용한 영구자석 발전기의 고정자
CN107659018A (zh) * 2017-09-30 2018-02-02 天津大学 一种加强电机端部冷却的可拆卸式热管冷却结构

Family Cites Families (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56157238A (en) 1980-05-07 1981-12-04 Fanuc Ltd Rotary motor
WO1992007227A1 (en) 1990-10-22 1992-04-30 Teledyne Industries, Inc. High temperature heat pipes and components and devices utilizing such heat pipes
US5283488A (en) 1993-02-22 1994-02-01 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Rotor cooling structure
US6499532B1 (en) 1999-05-04 2002-12-31 Kevin R. Williams Electric motor cooling system
US20020084061A1 (en) 2001-01-03 2002-07-04 Rosenfeld John H. Chemically compatible, lightweight heat pipe
CN1195196C (zh) 2002-01-10 2005-03-30 杨洪武 集成式热管及其换热方法
DE10258778A1 (de) 2002-12-16 2004-07-22 Siemens Ag Elektrische Maschine mit Heatpipes
FR2855673A1 (fr) 2003-05-26 2004-12-03 Valeo Equip Electr Moteur Machine electrique tournante, telle qu'un alternateur ou demarreur, notamment pour vehicule automobile
US7168480B2 (en) 2004-04-29 2007-01-30 Los Alamos National Security, Llc Off-axis cooling of rotating devices using a crank-shaped heat pipe
US7635932B2 (en) * 2004-08-18 2009-12-22 Bluwav Systems, Llc Dynamoelectric machine having heat pipes embedded in stator core
EP1717536B1 (en) 2005-04-25 2008-01-09 Actron Technology Corporation Method for manufacturing a heat-dissipating structure of a rectifier
US7443063B2 (en) 2005-10-11 2008-10-28 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Cooling fan with motor cooler
US8283818B2 (en) 2006-06-19 2012-10-09 Hpev, Inc. Electric motor with heat pipes
US7629716B2 (en) 2006-07-19 2009-12-08 Encap Technologies Inc. Electromagnetic device with closed heat transfer system
US7683509B2 (en) 2006-07-19 2010-03-23 Encap Technologies Inc. Electromagnetic device with open, non-linear heat transfer system
JP5309225B2 (ja) 2009-01-06 2013-10-09 マサチューセッツ インスティテュート オブ テクノロジー 熱交換器および関連方法
EP2398132B1 (de) 2010-06-18 2019-02-20 Grundfos Management A/S Pumpenaggregat
US20120085519A1 (en) 2010-10-12 2012-04-12 Chou Chu-Hsien Heat-dissipating structure for motor stator
JP5553040B2 (ja) 2011-02-03 2014-07-16 トヨタ自動車株式会社 電子部品
US9071098B2 (en) 2011-03-29 2015-06-30 Asia Vital Components Co., Ltd. Centrifugal heat dissipation device and motor using same
EP2509196A1 (en) 2011-04-07 2012-10-10 Siemens Aktiengesellschaft Stator arrangement
US20120280580A1 (en) 2011-05-04 2012-11-08 Aurora Office Equipment Co., Ltd. Shanghai Cooled fractional-horsepower motor
WO2012167274A1 (en) * 2011-06-03 2012-12-06 Remy Technologies, Llc Electric machine module cooling system and method
US8884480B2 (en) 2011-07-26 2014-11-11 Hamilton Sundstrand Corporation Motor with cooled rotor
JP6191137B2 (ja) * 2012-05-14 2017-09-06 富士通株式会社 冷却装置
MX346856B (es) 2013-02-25 2017-04-03 Hpev Inc Tubo de calor compuesto de ventilación radial.
US9331552B2 (en) 2013-06-13 2016-05-03 Tesla Motors, Inc. Rotor assembly with heat pipe cooling system
US10660236B2 (en) 2014-04-08 2020-05-19 General Electric Company Systems and methods for using additive manufacturing for thermal management
US10356945B2 (en) 2015-01-08 2019-07-16 General Electric Company System and method for thermal management using vapor chamber
US9230726B1 (en) 2015-02-20 2016-01-05 Crane Electronics, Inc. Transformer-based power converters with 3D printed microchannel heat sink
US9905359B2 (en) 2015-09-01 2018-02-27 Dell Products, Lp Wireless power antenna winding including heat pipe and method therefor
US10386127B2 (en) 2015-09-09 2019-08-20 General Electric Company Thermal management system
US10209009B2 (en) 2016-06-21 2019-02-19 General Electric Company Heat exchanger including passageways
US10802467B2 (en) 2017-01-06 2020-10-13 General Electric Company Methods of defining internal structures for additive manufacturing
US10746479B2 (en) 2018-02-09 2020-08-18 General Electric Company Additively manufactured structures for thermal and/or mechanical systems, and methods for manufacturing the structures
US11043876B2 (en) * 2018-05-11 2021-06-22 General Electric Company Electric motor having conformal heat pipe assemblies
US11122715B2 (en) * 2018-05-11 2021-09-14 General Electric Company Conformal heat pipe assemblies
US20200178941A1 (en) 2018-12-07 2020-06-11 General Electric Company Ultrasound probe and method of making the same

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3801843A (en) * 1972-06-16 1974-04-02 Gen Electric Rotating electrical machine having rotor and stator cooled by means of heat pipes
JPH06341778A (ja) * 1993-06-02 1994-12-13 Shin Meiwa Ind Co Ltd ウイック式ヒートパイプ
JPH07307226A (ja) * 1994-05-11 1995-11-21 Akutoronikusu Kk 静止誘導機器巻線の冷却構造
CN1780543A (zh) * 2004-11-18 2006-05-31 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 热管
JP2010154713A (ja) * 2008-12-26 2010-07-08 Sumitomo Electric Ind Ltd 電動機用ステータ及び電動機用分割ステータ
WO2012107684A1 (fr) * 2011-02-08 2012-08-16 Renault S.A.S. Dispositif de refroidissement des bobines des moteurs électriques d'un véhicule par caloduc
KR20130048571A (ko) * 2011-11-02 2013-05-10 (주)성곡나노텍 히트파이프를 이용한 영구자석 발전기의 고정자
CN107659018A (zh) * 2017-09-30 2018-02-02 天津大学 一种加强电机端部冷却的可拆卸式热管冷却结构

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113054802A (zh) * 2019-12-26 2021-06-29 通用电气公司 具有适形热管组件的电动马达

Also Published As

Publication number Publication date
US20210378154A1 (en) 2021-12-02
US20190350111A1 (en) 2019-11-14
US11683919B2 (en) 2023-06-20
EP3569960A2 (en) 2019-11-20
US11122715B2 (en) 2021-09-14
EP3569960A3 (en) 2020-03-04

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