CN110676971A - 旋转电动机的冷却结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种旋转电动机的冷却结构，包含一套管以及复数主分流壁，其中套管具有一环周面，且环周面包含一第一半环周面以及一第二半环周面。主分流壁系相互平行地设置于套管的环周面上以形成复数主流道。各主分流壁包含一主缺口，其中两相邻主分流壁的两主缺口分别配置于第一半环周面上以及第二半环周面上。藉由环周面上呈交错配置的主分流壁的主缺口，提供冷却介质以交错式的路径进行流动，藉此提高旋转电动机的散热效率。

Description

旋转电动机的冷却结构
技术领域
本发明与旋转电动机有关，特别是关于一种旋转电动机的冷却结构。
背景技术
随着工业自动化技术的快速发展，旋转电动机被广泛地应用于各种复合式工具机上进行高速旋转的加工。由于旋转电动机因定子铁心的铁损以及线圈的铜损而产生热量，当旋转电动机用于驱动工具机的主轴时，高温所导致的热变形将会严重地影响加工精度。因此在马达壳体上设计冷却流道，通入冷却液直接与壳体接触进行冷却成为现今的旋转电动机散热设计的趋势。
现有的冷却流道有以彼此不交叉并呈平行的方式并排形成多条的螺旋状流道设计，并于长轴之两相对端分别设有入水口以及出水口，藉由冷却介质从入水口进入并经螺旋状流道后从出水口流出以带走热量，达到散热冷却之目的。然而，此种螺旋状的流道设计属于连续式的流道，其冷却路径的距离较长，会造成压力损失增加而导致冷却介质之流速由入水口向出水口递减之现象而导致冷却效率之降低。
因此，如何透过冷却流道之设计来降低流道内压力之损失并提高冷却效率，已成为旋转电动机冷却设计上的一大挑战。
发明内容
因此，本发明之主要目的在于提供一种旋转电动机的冷却结构，其提高旋转电动机的散热效率。
缘是，为达成上述目的，本发明采用以下技术方案：
旋转电动机的冷却结构，包含一套管以及复数主分流壁，其中套管具有一环周面，且环周面包含一第一半环周面以及一第二半环周面。主分流壁相互平行地设置于套管的环周面上以形成复数主流道。各主分流壁包含一主缺口，其中两相邻主分流壁的两主缺口分别配置于第一半环周面上以及第二半环周面上。
在本发明的一实施例中，旋转电动机的冷却结构更包含套设于套管上的外壳，其中外壳包含一入水孔以及一出水孔，且入水孔以及出水孔是分别设置于外壳的两端并分别对应于两主流道。
在本发明的一实施例中，对应入水孔的主流道的宽度大于对应出水孔的主流道的宽度，其中对应入水孔的主流道的宽度与对应出水孔的主流道的宽度的比例介于2至3倍间。
在本发明的一实施例中，旋转电动机的冷却结构更包含复数副分流壁，相互平行地设置于各主流道上以形成复数副流道，其中各副分流壁包含两分别配置于第一半环周面上以及第二半环周面上副缺口。
在本发明的一实施例中，对应入水孔的主流道的副流道数量大于对应出水孔的主流道的副流道数量，其中对应入水孔的主流道的副流道数量与对应出水孔的主流道的副流道数量的比例介于2至3倍间。
在本发明的一实施例中，主分流壁以及副分流壁呈梯状外形，其中各梯状外形主分流壁以及副分流壁包含一具有一第一长度顶部以及一具有一第二长度底部，且第一长度小于第二长度。
在本发明的一实施例中，第一长度与第二长度的比例介于0.2至0.8间。
本发明的有益效果：本发明的旋转电动机的冷却结构藉由环周面上呈交错配置的主分流壁的主缺口，提供冷却介质以交错式的路径进行流动，藉此提高旋转电动机的散热效率。此外，透过主流道从入水孔至出水孔的递减式流道宽度设计以及各主流道从入水孔至出水孔中副流道数量的差异设计，以加强出口处散热效果，使旋转电动机整体散热更均匀。再者，藉由主分流壁以及副分流壁的梯状外形结构来提升散热面积，以加强整体散热效果。
附图说明
图1是本发明第一实施例的旋转电动机的冷却结构的分解图。
图2是本发明第一实施例的旋转电动机的冷却结构中第一宽度与第二宽度比例与压降及温度的关系图表。
图3是本发明第二实施例的旋转电动机的冷却结构的立体图。
图4是本发明第二实施例的旋转电动机的冷却结构的正视图。
图5是本发明第三实施例的旋转电动机的冷却结构的正视图。
具体实施方式
首先，请参阅图1，本发明第一实施例中所提供旋转电动机的冷却结构包含一套管10以及复数主分流壁20。套管10具有一环周面11，且环周面11包含一第一半环周面12以及一第二半环周面13，其中第一半环周面12与第二半环周面13呈对称配置。主分流壁20相互平行地设置于套管10的环周面11上以形成复数主流道21。
在本实施例中，旋转电动机的冷却结构更包含一外壳，套设于该套管10上，其中外壳包含一入水孔31以及一出水孔32，且入水孔31以及出水孔32分别设置于该外壳的两端并分别对应于两主流道21。
各主分流壁20包含一主缺口22，其中两相邻主分流壁的两主缺口22分别配置于第一半环周面12上以及第二半环周面13上，使主分流壁20的主缺口22于环周面11上呈交错配置。此外，入水孔31所对应的主流道21具有一第一宽度W1，而出水孔32所对应的主流道21具有一第二宽度W2，其中第一宽度W1大于第二宽度W2。进一步地说明，邻接于对应入水孔31主流道21的另一主流道21具有略小于第一宽度W1的流道宽度，而邻接于对应出水孔32主流道21的另一主流道21具有略大于第二宽度W2的流道宽度。亦即，各主流道21的流道宽度由入水孔31向出水孔32方向呈递减式的设计，然而实际的流道宽度仍视实际套管10的总长而做调整，请参照图2中第一宽度W1与第二宽度W2的比例与压降及温度的关系图表，当第一宽度W1与第二宽度W2的比例介于2至3倍间时，可有效降低总体温度并获得明显的压降，因此以第一宽度W1与第二宽度W2的比例介于2至3倍间为设计原则。
综上，本发明第一实施例中所提供旋转电动机的冷却结构藉由主分流壁20的主缺口22于环周面11上呈交错配置来提供冷却介质以交错式的路径进行流动，相较于现有技术中连续式的流道设计具有较佳的散热效率。此外，主流道21的递减式流道宽度设计让入口处流速较慢而热对流系数低，但出口处流速加快而热对流系数提升，以加强出口处散热效果，使旋转电动机整体散热更均匀。
请参照图3及图4，本发明第二实施例中所提供旋转电动机的冷却结构，相较于第一实施例中所提供旋转电动机的冷却结构更包含复数副分流壁40，相互平行地设置于各该主流道21上以形成复数副流道41。各副分流壁40包含两分别配置于该第一半环周面上以及该第二半环周面上的副缺口42。此外，邻近入水孔31的副流道41数量大于邻近出水孔32的副流道41数量，且比例介于2至3倍间。
因此，本发明第二实施例中所提供旋转电动机的冷却结构于各主流道21中配置了复数并联的副流道41，并藉由邻近入水孔31的副流道41数量大于邻近出水孔32的副流道41数量的设计，可使冷却介质于邻近入水孔31的低温区域降低流速，另一方面则使冷却介质于邻近出水孔32的高温区域提高流速来加强出口处散热效果，使马达整体散热更均匀。
请参照图5，本发明第三实施例中所提供旋转电动机的冷却结构与第一实施例中所提供旋转电动机的冷却结构的差异在于主分流壁20呈梯状外形。各主分流壁20包含一顶部23以及一底部24，其中顶部23具有一第一长度D1，且底部24具有一第二长度D2。第一长度D1小于第二长度D2，且第一长度D1与该第二长度D2的比例介于0.2至0.8间。值得一提的是，虽然本实施例是以主分流壁20做为例示说明，但此结构亦可适用于第二实施例的副分流壁40而使主分流壁20以及副分流壁40皆具有梯状外形分流壁结构。
本发明第三实施例中所提供旋转电动机的冷却结构藉由梯状外形的分流壁结构来提升流道总面积，进而提升散热面积，以加强整体散热效果。
藉由上述各实施例之流道结构设计之说明，本发明之旋转电动机之冷却结构所得以达成之主要功效归纳如下：
1.相较于现有技术中连续式的流道设计因距离较长的冷却路径所造成压力损失增加而导致冷却效率下降，本发明的旋转电动机的冷却结构藉由主分流壁20的主缺口22于环周面11上呈交错配置来提供冷却介质以交错式的路径进行流动来提高散热效率。
2.本发明中利用主流道21从入水孔31至出水孔32的递减式流道宽度设计以及各主流道21从入水孔31至出水孔32中副流道41数量的差异设计，可使冷却介质于邻近入水孔31的低温区域降低流速，另一方面则使冷却介质于邻近出水孔32的高温区域提高流速来加强出口处散热效果，使旋转电动机整体散热更均匀。
3.本发明中藉由主分流壁20以及副分流壁40的梯状外形结构来提升散热面积，以加强整体散热效果。

Claims (10)

1.一种旋转电动机的冷却结构，其特征在于：它包含：
一套管，具有一环周面，该环周面包含一第一半环周面以及一第二半环周面；以及
复数主分流壁，相互平行地设置于该套管的该环周面上以形成复数主流道，且各该主分流壁包含一主缺口，其中该两相邻主分流壁的两该主缺口是分别配置于该第一半环周面上以及该第二半环周面上。
2.如权利要求1所述的旋转电动机的冷却结构，其特征在于：更包含一外壳，套设于该套管上，其中该外壳包含一入水孔以及一出水孔，该入水孔以及该出水孔分别设置于该外壳的两端并分别对应于两主流道。
3.如权利要求2所述的旋转电动机的冷却结构，其特征在于：其中对应该入水孔的该主流道的宽度大于对应该出水孔的该主流道的宽度。
4.如权利要求3所述的旋转电动机的冷却结构，其特征在于：其中对应该入水孔的该主流道的宽度与对应该出水孔的该主流道的宽度的比例介于2至3倍间。
5.如权利要求2所述的旋转电动机的冷却结构，其特征在于：更包含复数副分流壁，相互平行地设置于各该主流道上以形成复数副流道，其中各该副分流壁包含两副缺口，且两该副缺口是分别配置于该第一半环周面上以及该第二半环周面上。
6.如权利要求2所述的旋转电动机的冷却结构，其特征在于：其中对应该入水孔的该主流道的副流道数量大于对应该出水孔的该主流道的副流道数量。
7.如权利要求6所述的旋转电动机的冷却结构，其特征在于：其中对应该入水孔的该主流道的副流道数量与对应该出水孔的该主流道的副流道数量的比例介于2至3倍间。
8.如权利要求1或4所述的旋转电动机的冷却结构，其特征在于：其中该主分流壁以及该副分流壁呈梯状外形。
9.如权利要求8所述的旋转电动机的冷却结构，其特征在于：其中各梯状外形主分流壁以及副分流壁包含一顶部以及一底部，该顶部具有一第一长度而该底部具有一第二长度，其中该第一长度小于该第二长度。
10.如权利要求9所述的旋转电动机的冷却结构，其特征在于：其中该第一长度与该第二长度的比例介于0.2至0.8间。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103155377A (zh) * 2010-10-04 2013-06-12 瑞美技术有限责任公司 用于电机定子的冷却剂通道
CN103516138A (zh) * 2013-10-08 2014-01-15 苏州朗高电机有限公司 一种水冷电机冷却水道
CN104578548A (zh) * 2015-02-09 2015-04-29 北京华盛源通科技有限公司 一种水冷电机冷却管路
US20160056682A1 (en) * 2014-08-22 2016-02-25 Regal Beloit America, Inc. Stator, electric machine and associated method
CN206559178U (zh) * 2017-03-28 2017-10-13 长城汽车股份有限公司 电机的冷却壳体、电机及电动车辆

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103155377A (zh) * 2010-10-04 2013-06-12 瑞美技术有限责任公司 用于电机定子的冷却剂通道
CN103516138A (zh) * 2013-10-08 2014-01-15 苏州朗高电机有限公司 一种水冷电机冷却水道
US20160056682A1 (en) * 2014-08-22 2016-02-25 Regal Beloit America, Inc. Stator, electric machine and associated method
CN104578548A (zh) * 2015-02-09 2015-04-29 北京华盛源通科技有限公司 一种水冷电机冷却管路
CN206559178U (zh) * 2017-03-28 2017-10-13 长城汽车股份有限公司 电机的冷却壳体、电机及电动车辆

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