CN110492675A - 用于电机的蒸发式冷却系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于电机冷却技术领域，具体提供一种用于电机的蒸发式冷却系统。本发明旨在解决现有电机采用水冷方式冷却时会消耗额外的电能的问题。本发明的蒸发式冷却系统包括蒸发冷却部分和冷凝部分，所述冷凝部分包括冷凝器，蒸发冷却部分包括设置在壳体中且依次连通的第一进口、内部通道和第一出口，并且第一进口位于第一出口的下方；冷凝器上设置有依次连通的第二进口、冷凝腔和第二出口；第一进口与第二出口连通，第一出口与第二进口连通；在安装好的状态下，冷凝器位于壳体的上方，以使冷凝器内液态的第一冷媒能够在重力作用下流入壳体中吸收壳体的热量变成气态，以及使壳体中气态的第一冷媒在浮力的作用下再次进入冷凝器内释放热量变成液态，避免了能源浪费。

Description

用于电机的蒸发式冷却系统

技术领域

本发明属于电机冷却技术领域，具体提供一种用于电机的蒸发式冷却系统。

背景技术

现有电机的机壳冷却方式主要有两种。第一种是风冷，即在电机转轴的一端设置风扇，通过风扇驱动气流与机壳接触，使气流带走电机的热量。第二种是水冷，即在电机的机壳上设置水路，通过循环泵驱动冷却液在机壳内的水路中循环，使冷却液带走电机上的热量。

水冷相对于风冷而言，能够更好地对电机进行冷却，因此水冷在很多场合被使用。

但是，由于现有的电机水冷机壳上的水路较长，进出口冷却水的温度差较大，使电机存在较大的温度差，甚至会导致电机局部过热，影响电机的运行和使用寿命。并且冷却水的循环泵在长期运行时，势必会消耗大量的电能，造成能源的浪费。

相应地，本领域需要一种新的电机冷却系统来解决上述问题。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有电机采用水冷方式冷却时会消耗额外的电能的问题，本发明提供了一种用于电机的蒸发式冷却系统，所述电机包括壳体，所述蒸发式冷却系统包括蒸发冷却部分和冷凝部分，所述冷凝部分包括冷凝器，所述蒸发冷却部分包括设置在所述壳体中且依次连通的第一进口、内部通道和第一出口，并且所述第一进口位于所述第一出口的下方；所述冷凝器上设置有依次连通的第二进口、冷凝腔和第二出口；所述第一进口与所述第二出口连通，所述第一出口与所述第二进口连通；在安装好的状态下，所述冷凝器位于所述壳体的上方，以使所述冷凝器内液态的第一冷媒能够在重力作用下流入所述壳体中吸收所述壳体的热量变成气态，以及使所述壳体中气态的第一冷媒在浮力的作用下再次进入所述冷凝器内释放热量变成液态。

在上述蒸发式冷却系统的优选技术方案中，所述冷凝器还包括用于接收第二冷媒的冷却装置，所述冷却装置包括依次连通的第三进口、冷却通道和第三出口，所述冷却通道的至少一部分伸入所述冷凝腔中。

在上述蒸发式冷却系统的优选技术方案中，所述冷却装置是管状构件；并且/或者，所述第二冷媒是空气或水。

在上述蒸发式冷却系统的优选技术方案中，所述冷凝腔包括形成在所述冷凝器的底部的凹槽，所述第二出口设置在所述凹槽的下方并与所述凹槽连通。

在上述蒸发式冷却系统的优选技术方案中，所述内部通道包括沿所述壳体的轴向分布的多条环形通道和沿所述壳体的径向分布的两条轴向通道；每一条所述轴向通道都与所述多条环形通道分别连通；两条所述轴向通道中的一条与所述第一进口连通，两条所述轴向通道中的另一条与所述第一出口连通。

在上述蒸发式冷却系统的优选技术方案中，与所述第一进口连通的所述轴向通道位于所述壳体的底部，与所述第一出口连通的所述轴向通道位于所述壳体的顶部。

在上述蒸发式冷却系统的优选技术方案中，所述轴向通道的横截面为矩形或圆形。

在上述蒸发式冷却系统的优选技术方案中，所述蒸发式冷却系统还包括多根连接管，所述第一进口与所述第二出口之间、所述第一出口与所述第二进口之间分别通过所述连接管连通。

在上述蒸发式冷却系统的优选技术方案中，所述连接管是软管或硬管。

在上述蒸发式冷却系统的优选技术方案中，所述第一冷媒是氨气、氟利昂、乙烷、甲醇或乙醇。

本领域技术人员能够理解的是，在本发明的优选技术方案中，通过在壳体上设置依次连通的第一进口、内部通道和第一出口，在冷凝器上设置依次连通的第二进口、冷凝腔和第二出口，并使所述第一进口与所述第二出口连通，使所述第一出口与所述第二进口连通，以及在安装好的状态下，使所述冷凝器位于所述壳体的上方，使得所述冷凝器内液态的第一冷媒能够在重力作用下流入所述壳体中吸收所述壳体的热量变成气态，以及使得所述壳体中气态的第一冷媒在浮力的作用下再次进入所述冷凝器内释放热量变成液态。因此，本发明的蒸发式冷却系统能够借助第一冷媒的相态变化来吸收电机产生的热量，对电机进行冷却，而不需要借助外界驱动装置，避免了额外的能源浪费。

优选地，所述第一冷媒是氨气、氟利昂、乙烷、甲醇或乙醇。进一步优选地，所述第一冷媒是氟利昂-21，氟利昂-11或者氟利昂-113。

进一步优选地，所述冷凝器还包括用于接收第二冷媒的冷却装置，所述冷却装置包括依次连通的第三进口、冷却通道和第三出口，所述冷却通道的至少一部分伸入所述冷凝腔中，以便通过冷却装置对冷凝腔中气态的第一冷媒进行快速冷却使其液化。

附图说明

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式，附图中：

图1是本发明的蒸发式冷却系统的结构原理图；

图2是本发明的电机的壳体的前视图；

图3是图2中沿A-A方向的剖视图；

图4是图2中沿B-B方向的剖视图。

附图标记列表：

1、壳体；11、第一进口；12、第一出口；13、内部通道；131、环形通道；132、轴向通道；

2、冷凝器；21、第二进口；22、第二出口；23、冷凝腔；231、凹槽；24、冷却装置；241、第三进口；242、第三出口；243、冷却通道；

3、第一连接管；

4、第二连接管。

具体实施方式

本领域技术人员应当理解的是，本节实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非用于限制本发明的保护范围。例如，虽然附图中的各部件之间是按一定比例关系绘制的，但是这种比例关系并非一成不变，本领域技术人员可以根据需要对其作出调整，以便适应具体的应用场合，调整后的技术方案仍将落入本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，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。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，本发明的蒸发式冷却系统主要包括蒸发冷却部分和冷凝部分，所述冷凝部分包括冷凝器2，所述蒸发冷却部分设置在壳体1中。壳体1、冷凝器2、第一连接管3和第二连接管4。其中，壳体1是电机的壳体，第一连接管3和第二连接管4用于将壳体1和冷凝器2连接到一起，并因此形成一个循环回路。在连接好的状态下，冷凝器2位于壳体1的上方，并且循环回路中被通入第一冷媒。该第一冷媒能够在壳体1内吸收壳体1的热量并因此由液态变成气态，该第一冷媒能够在冷凝器2中被冷却并因此由气态变成液态。具体地，冷凝器2内液态的第一冷媒能够在重力作用下流入壳体1中吸收壳体1的热量变成气态，以及使壳体1中气态的第一冷媒在浮力的作用下再次进入冷凝器2内释放热量变成液态。

其中，第一冷媒可以是氨气、氟利昂、乙烷、甲醇、乙醇等任意可行的冷媒，只要其能够在壳体1中吸收热量由液态变成气态，在冷凝器2中释放热量变成液态即可。优选地，所述第一冷媒是氟利昂-21，氟利昂-11或者氟利昂-113。或者，本领域技术人员也可以采用公开号为CN101857794A的专利申请中提到的电机用蒸发冷却介质，或者采用公开号为CN103409114A的专利申请中提到的蒸发冷却介质作为所述第一冷媒。

如图1至图4所示，所述冷却部分包括设置在壳体1中且依次连通的第一进口11、内部通道13和第一出口12，并且第一进口11位于第一出口12的下方。优选地，内部通道13包括沿壳体1的轴向(图3中的上下方向)分布的多条环形通道131和沿壳体1的径向(图3中的左右方向)分布的两条轴向通道132。其中，每一条轴向通道132都与多条环形通道131分别连通，两条轴向通道132中的一条与第一进口11连通，两条轴向通道132中的另一条与第一出口12连通。

虽然图中并未明确示出，但是在本发明的优选实施方案中，在安装好的状态下或在使用状态下，第一进口11和与第一进口11连通的轴向通道132位于壳体1的底部，第一出口12和与第一出口12连通的轴向通道132位于壳体1的顶部。

如图3所示，在本发明的优选实施方案中，环形通道131的截面为矩形。此外，本领域技术人员也可以根据需要，将环形通道131设置成其截面为圆型、菱形、椭圆形等其它任意可行的形状。

如图1所示，冷凝器2上设置有依次连通的第二进口21、冷凝腔23和第二出口22。其中，第二进口21通过第二连接管4与第一出口12连通，第二出口22通过第一连接管3与第一进口11连通。优选地，冷凝腔23包括形成在冷凝器2的底部的凹槽231，第二出口22设置在凹槽231的下方并与凹槽231连通，以便冷凝腔23内液态的第一冷媒能够先流入凹槽231中，然后顺利地从第二出口22流向第一连接管3，防止液态的第一冷媒在冷凝腔23中其它的位置积聚。

虽然图中并未明确示出，但是凹槽231优选地是沿竖直方向(图1中上下方向)向下逐渐收缩的漏斗形结构。

继续参阅图1，冷凝器2上还设置有用于接收第二冷媒的冷却装置24，该冷却装置24包括依次连通的第三进口241、冷却通道243和第三出口242，并且冷却通道243的至少一部分伸入冷凝腔23中，以便冷却通道243中的第二冷媒能够迅速吸收冷凝腔23中第一冷媒的热量，使第一冷媒由气态变成液态。

优选地，冷却装置24是管状构件。所述第二冷媒是空气或水。

此外，本领域技术人员也可以根据需要，将冷却装置24设置成其它任意可行的结构，例如板状结构、桶状结构、蜂窝状结构等。

进一步，在本发明的优选实施方案中，第一连接管3和第二连接管4都是软管，例如橡胶软管，以便方便施工人员的安装和拆卸。并且第一连接管3或第二连接管4可以一根完整的管，也可以是由多根管串联而成的管。

此外，本领域技术人员也可以根据需要，将第一连接管3和第二连接管4设置成硬管，例如不锈钢管。

基于上文的描述，本领域技术人员能够理解的是，本发明的用于电机的蒸发式冷却系统能够借助第一冷媒的相态变化来吸收电机产生的热量，对电机进行冷却，而不需要借助外界驱动装置，避免了额外的能源浪费。

虽然图中并未示出，但是在本发明另一个可行的实施方案中，与上述优选实施方案不同的是，冷凝器2不具有冷却装置24，冷凝器2通过其侧壁使其内的第一冷媒与外界空气进行热交换，以达到冷却第一冷媒的目的。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于电机的蒸发式冷却系统，所述电机包括壳体，其特征在于，所述蒸发式冷却系统包括蒸发冷却部分和冷凝部分，所述冷凝部分包括冷凝器，所述冷却部分包括设置在所述壳体中且依次连通的第一进口、内部通道和第一出口，并且所述第一进口位于所述第一出口的下方；

所述冷凝器上设置有依次连通的第二进口、冷凝腔和第二出口；

所述第一进口与所述第二出口连通，所述第一出口与所述第二进口连通；

在安装好的状态下，所述冷凝器位于所述壳体的上方，以使所述冷凝器内液态的第一冷媒能够在重力作用下流入所述壳体中吸收所述壳体的热量变成气态，以及使所述壳体中气态的第一冷媒在浮力的作用下再次进入所述冷凝器内释放热量变成液态。

2.根据权利要求1所述的蒸发式冷却系统，其特征在于，所述冷凝器还包括用于接收第二冷媒的冷却装置，所述冷却装置包括依次连通的第三进口、冷却通道和第三出口，所述冷却通道的至少一部分伸入所述冷凝腔中。

3.根据权利要求2所述的蒸发式冷却系统，其特征在于，所述冷却装置是管状构件；并且/或者，所述第二冷媒是空气或水。

4.根据权利要求1所述的蒸发式冷却系统，其特征在于，所述冷凝腔包括形成在所述冷凝器的底部的凹槽，所述第二出口设置在所述凹槽的下方并与所述凹槽连通。

5.根据权利要求1所述的蒸发式冷却系统，其特征在于，所述内部通道包括沿所述壳体的轴向分布的多条环形通道和沿所述壳体的径向分布的两条轴向通道；

每一条所述轴向通道都与所述多条环形通道分别连通；

两条所述轴向通道中的一条与所述第一进口连通，两条所述轴向通道中的另一条与所述第一出口连通。

6.根据权利要求5所述的蒸发式冷却系统，其特征在于，与所述第一进口连通的所述轴向通道位于所述壳体的底部，与所述第一出口连通的所述轴向通道位于所述壳体的顶部。

7.根据权利要求6所述的蒸发式冷却系统，其特征在于，所述轴向通道的横截面为矩形或圆形。

8.根据权利要求1所述的蒸发式冷却系统，其特征在于，所述蒸发式冷却系统还包括多根连接管，所述第一进口与所述第二出口之间、所述第一出口与所述第二进口之间分别通过所述连接管连通。

9.根据权利要求8所述的蒸发式冷却系统，其特征在于，所述连接管是软管或硬管。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的蒸发式冷却系统，其特征在于，所述第一冷媒是氨气、氟利昂、乙烷、甲醇或乙醇。