CN111641292A - 一种内循环散热发电机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种包括电机壳、内循环导热机构和散热机构，电机壳由两端开口呈圆筒状的内壳和封闭的外壳组成，内壳布置在外壳内，内壳中装有转子和定子，转子安装在转轴上，定子固定在内壳内壁上，内循环导热机构用于将内壳中转子产生的热量循环传导至散热机构上，散热机构布置在外壳上用于将热量散发到外界，本发明能够实现电机内循环散热的功能，内循环气流量大，气流速度快，气流循环稳定，导热效果好，效率高。

Description

一种内循环散热发电机
技术领域
本发明涉及发电机领域，具体涉及一种内循环散热发电机。
背景技术
发电机在运行时主要是线圈部位产生热量，现有的发电机换热装置主要是通过经过发电机的壳体外侧的换热气流与冷却器交换热量来对发电机进行散热。
现在一部分发电机可使换热气流直接经过发电机的机壳内，再与散热机构交换热量来对发电机进行散热，从发电机内的定子和转子之间的磁隙之间经过，直接对发电机内的线圈进行换热，但是由于发电机的磁隙较小，导致换热气流流通量不够大，使发电机的换热效率的提高受到限制。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种内循环散热发电机，能够实现内循环，使得发热线圈能够处于循环流通的气流当中，能够将热量快速的导出，并进行有效的散热，气流循环量大，热量导出快速。
为了实现上述目的，本发明提出了如下技术方案：
一种内循环散热发电机，包括电机壳、内循环导热机构和散热机构，电机壳由两端开口呈圆筒状的内壳和封闭的外壳组成，内壳布置在外壳内，内壳中装有转子和定子，转子安装在转轴上，定子固定在内壳内壁上，内循环导热机构用于将内壳中转子产生的热量循环传导至散热机构上，散热机构布置在外壳上用于将热量散发到外界。
优选的：转轴轴身套接有轴套，轴套布置在内壳中，轴套内壁和转轴外壁之间间隔分布，转子安装在轴套上，轴套内壁和转轴外壁之间设置有立状的隔板，隔板围绕转轴轴向间隔分布，相邻隔板和转轴外壁、轴套内壁之间围合的区域构成连通外界的气道；
通过上述技术方案，实现了磁隙和气道双通道气流循环的目的。
优选的：隔板之间的间距一致；
通过上述技术方案，实现了构成了多个结构一致的气道，使得各处导热效率一致。
优选的：隔板的长度方向和转轴轴向呈交叉状分布；
通过上述技术方案，实现了增加隔板板面面积和气道长度，气流能够带出更多的热量。
优选的：隔板为螺旋状构件，隔板的螺旋走向和转轴转动方向一致；
通过上述技术方案，极大的延长了气道的长度，使得气流能够带出更多的热量，导热效率高。
优选的：隔板的螺距至少是轴套长度的4倍；
通过上述技术方案，不但延长了气道的长度，同时能够随着转轴转动时，产生动力，将气流更快的排出，加快气流流通速度。
优选的：内循环导热机构包括导风轮，导风轮安装在转轴上，外壳内壁和内壳外壁之间设置有空隙，导风轮用于将空隙中的气流引导至定子和转子之间的磁隙以及隔板之间的气道中，定子和转子之间的磁隙、隔板之间的气道与空隙连通，散热机构包括吸热部和散热部，吸热部布置在空隙中，散热部布置在外壳外部；
通过上述技术方案，实现了驱使气流在磁隙、气道和空气之间循环流通的目的。
优选的：导风轮包括圆盘，圆盘布置在外壳中且位于内壳一开口端，圆盘固定安装在转轴上，转轴轴向垂直圆盘盘面，圆盘靠近内壳一侧盘面上布置有扇叶组件；
通过上述技术方案，实现了导风功能。
优选的：扇叶组件包括扇叶板和环形板，扇叶板板面垂直于圆盘盘面，扇叶板板面呈倾斜状并偏离转轴轴线，环形板安装在扇叶板远离圆盘一侧，环形板、圆盘和相邻的扇叶板之间围合的区域构成吸风口，环形板内圈构成出风口，出风口对应气道和磁隙；
通过上述技术方案，实现了将空隙中的气流吸引并排向气道和磁隙中。
优选的：圆盘对应环形板内圈的部分设置有向靠近环形板方向的凸起；
通过上述技术方案，使得将气流向气道和磁隙引导。
优选的：凸起为圆锥状，凸起中心线和转轴轴线一致；
通过上述技术方案，实现了各吸风口中的沿着转轴轴向向内壳中引导。
优选的：散热机构包括A散热片，A散热片围绕转轴呈圆周阵列分布，A散热片固定在外壳上，A散热片一端插在空隙内，另一端布置在外壳外侧；
通过上述技术方案，实现了对循环气流散热冷却的功能。
优选的：散热机构包括B散热片和导热环管，B散热片围绕转轴呈圆周阵列分布，B散热片固定在外壳上，导热环管沿着转轴轴向间隔分布，转轴同一长度处的导热环管设置有两组，两组导热环管彼此连通，一组布置在空隙内，另一组布置在外壳外侧并穿过B散热片；
通过上述技术方案，实现了对循环气流进行快速散热冷却的功能。
本发明的技术效果和优点：本发明能够实现电机内循环散热的功能，内循环气流量大，气流速度快，气流循环稳定，导热效果好，效率高。
附图说明
图1为本发明一种实施方式的一种内循环散热发电机装配A散热片时的剖视结构示意图。
图2为本发明一种实施方式的一种内循环散热发电机装配B散热片时的剖视结构示意图。
图3为本发明一种实施方式的一种内循环散热发电机中轴套和隔板的结构示意图。
图4为本发明一种实施方式的一种内循环散热发电机中导风轮的结构示意图。
图5为本发明一种实施方式的一种内循环散热发电机装配B散热片时气流走向的示意图。
附图标记说明：100-转轴、200-内壳、210-空隙、300-外壳、400-散热机构、410-A散热片、420-导热环管、430-B散热片、500-转子、510-磁隙、600-定子、700-轴套、710-隔板、720-气道、800-内循环导热机构、810-圆盘、811-凸起、820-扇叶板、830-环形板、840-吸风口、850-出风口。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
实施例
参考图1-5，以下结合附图对本发明作进一步的详细说明：
参考图1，一种内循环散热发电机，包括电机壳、内循环导热机构和散热机构400，电机壳由两端开口呈圆筒状的内壳200和封闭的外壳300组成，内壳200布置在外壳300内，内壳200中装有转子500和定子600，转子500安装在转轴100上，定子600固定在内壳200内壁上，内循环导热机构用于将内壳200中转子500产生的热量循环传导至散热机构400上，散热机构400布置在外壳300上用于将热量散发到外界；通过内循环导热机构的设置，水箱向内壳200中提供循环气流，循环气流通过转子500和定子600之间的磁隙510，将热量带出，并传到至散热机构400上，散热机构400将热量向外界散发，实现内循环散热的功能
参考图1和图3，转轴100轴身套接有轴套700，轴套700布置在内壳200中，轴套700内壁和转轴100外壁之间间隔分布，转子500安装在轴套700上，轴套700内壁和转轴100外壁之间设置有立状的隔板710，隔板710围绕转轴100轴向间隔分布，相邻隔板710和转轴100外壁、轴套700内壁之间围合的区域构成连通外界的气道720；通过轴套700以及隔板710的设置，实现轴套700和转轴100之间形成多条气道720，气道720连通外壳300和内壳200之间的空隙210，在通过内循环导热机构提供循环气流，实现气流通过气道710和磁隙510，气流流通量大，实现对转子进行快速散热降温的功能，降温速度快。
参考图3，隔板710之间的间距一致；实现各气道的结构一致，使得各气道的气流流通量一致，转子产生的热量首先传递到轴套700上，轴套700上的热量先传递到隔板710上在传递到转轴100上，循环气流能够对轴套、各隔板和转轴进行较为均衡的散热，避免局部温度过高或过低，需要注意的是，轴套700、转轴100和隔板710均为铁制构件。
进一步的，将隔板710布置成，其长度方向和转轴100轴向呈交叉状分布；延长了气道的长度，使得隔板710和气流接触面积增大，提升了热传递效率，散热效果好。
参考图3，隔板710为螺旋状构件，隔板710的螺旋走向和转轴100转动方向一致；螺旋状的隔板710一方面加大了隔板710和循环气流的接触面积，也提升了气道的长度，使得散热效率和散热效果得到提升。
参考图3，隔板710的螺距至少是轴套700长度的4倍；避免了隔板710螺距过短，导致循环气流难以通过气道的问题，同时通过上述设置，转轴100在转动时，隔板710随之转动，隔板还具备煽动气流排出的功能，加大了气流流通力度和速度，进一步的提升了散热效率和散热效果。
参考图4和图5，内循环导热机构包括导风轮800，导风轮800安装在转轴100上，外壳300内壁和内壳200外壁之间设置有空隙210，导风轮800用于将空隙210中的气流引导至定子600和转子500之间的磁隙510以及隔板710之间的气道720中，定子600和转子500之间的磁隙510、隔板710之间的气道720与空隙210连通，散热机构400包括吸热部和散热部，吸热部布置在空隙210中，散热部布置在外壳300外部；通过导风轮800的设置，实现驱使气流在磁隙510、气道720与空隙210之间循环流通的功能。
参考图4，导风轮800包括圆盘810，圆盘810布置在外壳300中且位于内壳200一开口端，圆盘810固定安装在转轴100上，转轴100轴向垂直圆盘810盘面，圆盘810靠近内壳200一侧盘面上布置有扇叶组件；扇叶组件包括扇叶板820和环形板830，扇叶板820板面垂直于圆盘810盘面，扇叶板820板面呈倾斜状并偏离转轴100轴线，环形板830安装在扇叶板820远离圆盘810一侧，环形板830、圆盘810和相邻的扇叶板820之间围合的区域构成吸风口840，环形板830内圈构成出风口850，出风口850对应气道720和磁隙510；圆盘810对应环形板830内圈的部分设置有向靠近环形板830方向的凸起811；通过上述设置，实现呈圆周阵列状分布的吸风口840从各个角度将空隙210中的吸引进来，并通过圆锥状凸起811将气流导向气道720和磁隙510内，实现在较为有效的空间内，循环气流的功能。
参考图1，散热机构400可以由A散热片410组成，A散热片410围绕转轴呈圆周阵列分布，A散热片410固定在外壳300上，A散热片410一端插在空隙210内，另一端布置在外壳300外侧；A散热片410插入空隙210内的部分构成吸热部，A散热片410位于外壳300外部的部分构成散热部，A散热片410为铝制薄片状构件，能够将空隙210中空气的热量传递散发的外界空气中，实现散热功能。
参考图2，散热机构410也可以由B散热片430和导热环管430组成，B散热片430围绕转轴100呈圆周阵列分布，B散热片430固定在外壳300上，各组导热环管420沿着转轴100轴向间隔分布，转轴100同一长度处的导热环管420设置有两组，两组导热环管420彼此连通，一组布置在空隙210内，另一组布置在外壳300外侧并穿过B散热片430，导热环管430内填充有导热液；循环气流通过空隙210中时，气流中的热量传递到导热环管430中，导热环管430中的导热液将热量传递至位于外壳300外部的导热环管420中，热量进一步的传递到B散热片430上，B散热片430在进行散热，能够实现液冷快速散热，散热效果好。
本发明能够实现电机内循环散热的功能，内循环气流量大，气流速度快，气流循环稳定，导热效果好，效率高。
显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域及相关领域的普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。本发明中未具体描述和解释说明的结构、装置以及操作方法，如无特别说明和限定，均按照本领域的常规手段进行实施。

Claims (10)

1.一种内循环散热发电机，其特征在于：包括电机壳、内循环导热机构和散热机构(400)，电机壳由两端开口呈圆筒状的内壳(200)和封闭的外壳(300)组成，内壳(200)布置在外壳(300)内，内壳(200)中装有转子(500)和定子(600)，转子(500)安装在转轴(100)上，定子(600)固定在内壳(200)内壁上，内循环导热机构用于将内壳(200)中转子(500)产生的热量循环传导至散热机构(400)上，散热机构(400)布置在外壳(300)上用于将热量散发到外界。
2.根据权利要求1所述的一种内循环散热发电机，其特征在于：所述转轴(100)轴身套接有轴套(700)，轴套(700)布置在内壳(200)中，轴套(700)内壁和转轴(100)外壁之间间隔分布，转子(500)安装在轴套(700)上，轴套(700)内壁和转轴(100)外壁之间设置有立状的隔板(710)，隔板(710)围绕转轴(100)轴向间隔分布，相邻隔板(710)和转轴(100)外壁、轴套(700)内壁之间围合的区域构成连通外界的气道(720)。
3.根据权利要求2所述的一种内循环散热发电机，其特征在于：所述隔板(710)之间的间距一致。
4.根据权利要求3所述的一种内循环散热发电机，其特征在于：所述隔板(710)的长度方向和转轴(100)轴向呈交叉状分布。
5.根据权利要求3所述的一种内循环散热发电机，其特征在于：所述隔板(710)为螺旋状构件，隔板(710)的螺旋走向和转轴100转动方向一致。
6.根据权利要求5所述的一种内循环散热发电机，其特征在于：所述隔板(710)的螺距至少是轴套(700)长度的4倍。
7.根据权利要求1或2所述的一种内循环散热发电机，其特征在于：所述内循环导热机构包括导风轮(800)，导风轮(800)安装在转轴(100)上，外壳(300)内壁和内壳(200)外壁之间设置有空隙(210)，导风轮(800)用于将空隙(210)中的气流引导至定子(600)和转子(500)之间的磁隙(510)以及隔板(710)之间的气道(720)中，定子(600)和转子(500)之间的磁隙(510)、隔板(710)之间的气道(720)与空隙(210)连通，散热机构(400)包括吸热部和散热部，吸热部布置在空隙(210)中，散热部布置在外壳(300)外部。
8.根据权利要求7所述的一种内循环散热发电机，其特征在于：所述导风轮(800)包括圆盘(810)，圆盘(810)布置在外壳(300)中且位于内壳(200)一开口端，圆盘(810)固定安装在转轴(100)上，转轴(100)轴向垂直圆盘(810)盘面，圆盘(810)靠近内壳(200)一侧盘面上布置有扇叶组件。
9.根据权利要求8所述的一种内循环散热发电机，其特征在于：所述扇叶组件包括扇叶板(820)和环形板(830)，扇叶板(820)板面垂直于圆盘(810)盘面，扇叶板(820)板面呈倾斜状并偏离转轴(100)轴线，环形板(830)安装在扇叶板(820)远离圆盘(810)一侧，环形板(830)、圆盘(810)和相邻的扇叶板(820)之间围合的区域构成吸风口(840)，环形板(830)内圈构成出风口(850)，出风口(850)对应气道(720)和磁隙(510)。
10.根据权利要求9所述的一种内循环散热发电机，其特征在于：所述圆盘(810)对应环形板(830)内圈的部分设置有向靠近环形板(830)方向的凸起(811)。
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