CN111668993A - 一种散热型电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种散热型电机，其特征在于，至少包括壳体、设置于壳体的第一端部上的第一端盖以及设置于壳体的第二端部上的第二端盖，所述第一端部上还设置有第一安装板，并且所述第二端部上还设置有第二安装板以限定出呈封闭状的中空型腔，所述中空型腔中设置有定子以及能够绕其自身中轴线旋转的转子，其中，第一安装板与第一端盖之间的第一腔体中设置有风机，第二安装板与第二端盖之间的第二腔体中设置于位于转子之上的叶片。风机工作时能够将外界的气体注入中空型腔中，从而对转子和定子进行降温冷却。同时，转子在转动时能够带动叶片同步旋转，通过叶片的旋转能够及时将中空型腔中的气体抽出，进而能够增强中空型腔的降温冷却效果。

Description

一种散热型电机

技术领域

本发明涉及电机技术领域，尤其涉及一种散热型电机。

背景技术

高速电机技术越来越受各个行业所关注，它不仅可以获得更大的生产率，并可以降低生产成本，传功效率高，噪音小，因而被认为是21世纪最有发展前途的先进制造技术之一。在高速电机设计中，定子、转子冷却属于电机设计的关键技术，目前大部分电机的冷却方式是采用风冷或者风冷水冷结合。

例如，公开号为CN110071594A的专利文献，公开了一种高速电机自循环冷却结构及冷却方法。包括壳体、定子、转子，壳体沿轴向的一端设置进水口，另一端设置出水口，壳体、定子之间设有冷却结构，冷却结构包括第一环形水道、第二环形水道，第一环形水道与进水口连通，第二环形水道与出水口连通，第一环形水道、第二环形水道的相向侧壁之间均匀固定有若干水冷管将第一环形水道、第二环形水道连通；定子上设置有流道，流道的入口与第一环形水道之间以及流道的出口与第二环形水道之间分别通过连接水道连通；转子上设有冷却风扇，外筒与第一环形水道、第二环形水道之间留有过风间隙。

发明内容

本发明的目的是提供一种散热型电机，使得用户在使用过程中，能够有效节能，并且具有多重主动散热能力。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种散热型电机，至少包括壳体、设置于壳体的第一端部上的第一端盖以及设置于壳体的第二端部上的第二端盖，所述第一端部上还设置有第一安装板，并且所述第二端部上还设置有第二安装板以限定出呈封闭状的中空型腔，所述中空型腔中设置有定子以及能够绕其自身中轴线旋转的转子，其中，第一安装板与第一端盖之间的第一腔体中设置有风机，第二安装板与第二端盖之间的第二腔体中设置于位于转子之上的叶片。第一端盖和第一安装板上均设置有第一透气孔，第二端盖和第二安装板上均设置有第二透气孔，使得在所述风机工作时，外界的气体能够经所述第一透气孔进入所述中空型腔中，并且在所述转子转动以带动所述叶片同步转动时，叶片能够对中空型腔的气体进行抽吸以使得该气体经所述第二透气孔排出所述中空型腔。

通过上述方案，风机工作时能够将外界的气体注入中空型腔中，从而对转子和定子进行降温冷却。同时，转子在转动时能够带动叶片同步旋转，通过叶片的旋转能够及时将中空型腔中的气体抽出，进而能够增强中空型腔的降温冷却效果。

本发明进一步设置为：本发明进一步设置为：第一透气孔的内径小于第二透气孔，风机的转速小于转子的转速，第一透气孔与第二透气孔各自的中轴线能够大致重合。

通过上述方案，外界的空气通过第一透气孔进入中空型腔，并且最终由第二透气孔排出中空型腔。由于第一透气孔和第二透气孔各自的中轴线大致重合，使其气体能够沿直线流动，即，气体在流动过程中不会受到阻挡，进而有利于提高中空型腔的散热能力。此外，第一透气孔的内径小于第二透气孔，风机的转速小于转子的转速，使得中空型腔中的气体的排出速度能够大于气体进入中空型腔的速度，即，中空型腔中的热量能够及时排出，不会形成堆积，从而中空型腔的散热效果好。

本发明进一步设置为：所述散热型电机还包括热交换部和降温部，所述第二腔体与所述热交换部连通，使得第二腔体中的气体进入热交换部后能够与所述热交换部进行热交换而降低温度，所述热交换部与所述降温部连通，使得经所述热交换部降温后的气体能够进入所述降温部，其中，所述降温部能够与所述中空型腔连通以使得降温后的气体能够进入中空型腔中以对所述中空型腔进行第一级降温。

通过上述方案，热交换部能够对中空型腔中排出的气体进行降温，从而能够利用该气体的热量，降温后的气体可以通过降温部进入中空型腔中以再次对中空型腔进行降温冷却，从而能够提高散热型电机的散热性能。

本发明进一步设置为：所述降温部至少包括呈环状的箱体，所述壳体能够嵌套设置于所述箱体中，在所述箱体中填充有冷却液的情况下，所述冷却液能够与壳体抵靠接触，其中，在所述降温后的气体经第一管道进入所述箱体中的情况下，所述降温后的气体能够与所述冷却液进行热交换以使得冷却液的温度降低。

通过上述方案，箱体中的冷却液可以直接与壳体进行热交换，从而对中空型腔进行降温冷却，此时，经热交换部排出的降温后的气体进入箱体中后会与冷却液进行降温，从而使得冷却液的温度能够恢复至初始状态，进而使得冷却液能够持续对中空型腔进行降温冷却。

本发明进一步设置为：所述降温部还包括设置于所述箱体中的第一充气气囊以及设置于所述中空型腔的第二充气气囊，所述第一充气气囊经第二管道与所述第二充气气囊连通，其中，所述第二充气气囊上设置有若干个喷气嘴，在第一充气气囊中的气体持续进入第二充气气囊以使得第二充气气囊的压强大于设定阈值时，喷气嘴能够开启。

通过上述方案，降温后的气体在进入第一充气气囊中后，其会与中空型腔中的热空气持续进行热交换，进而能够对中空型腔进行持续的降温冷却。当第一充气气囊的压强大于设定阈值时，第一充气气囊中的气体可以通过喷气嘴喷出，进而使得中空型腔中的气体的流速增大，进而使得热量以更快的速度排出中空型腔。

本发明进一步设置为：所述降温部还包括设置与所述箱体中的重物和压缩弹簧，压缩弹簧的一端能够连接至箱体，压缩弹簧的另一端经所述重物连接至所述第一充气气囊，压缩弹簧的延伸方向能够与重力方向大致平行，使得在重物受到外力作用时，重物能够上下摆动以周期性地拉伸和压缩所述第一充气气囊，其中，在所述第一充气气囊被压缩时，其内部的气体能够经第二管道进入所述第二充气气囊，或者在所述第一充气气囊被拉伸时，所述降温后的气体能够经所述第一管道进入所述第一充气气囊中。

通过上述方案，使得本申请应用在火车、轮船等晃动较为厉害的工况下时，重物会由于颠簸而自动上下摆动，进而使得第一充气气囊中的气体能够持续进入第二充气气囊中。上述过程不需要消耗额外的电能，进而能够降低能耗。此外，当重物上下摆动时，其还能够对箱体中的冷却液进行搅拌，进而有利于冷却液温度的分布均匀，从而提高冷却液对中空型腔的降温冷却效果。

本发明进一步设置为：所述散热型电机还包括底座和排气罩，所述壳体、所述箱体和所述热交换部均设置于所述底座上，所述排气罩设置于所述第二端盖上并与所述热交换部连通，使得经第二端盖排出的气体能够进入所述排气罩中。所述第一管道中设置有第一单向阀，所述第二管道中设置有第二单向阀，在所述第一充气气囊被压缩时，所述第一单向阀开启，在第二充气气囊的内部压强大于设定阈值时，所述第二单向阀开启。转子的两个端部上均设置有滚动轴承，其中，转子的一端连接至所述第一安装板，转子的另一端连接至所述第二安装板。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的散热型电机的结构示意图。

图中，1、壳体；1a、第一端部；1b、第二端部；2、第一端盖；3、第二端盖；4、中空型腔；5、定子；6、转子；7、第一安装板；8、第二安装板；9、第一腔体；10、风机；11、第一透气孔；12、第二腔体；13、第二透气孔；14、叶片；15、底座；16、热交换部；17、降温部；18、排气罩；19、箱体；20、第一充气气囊；21、重物；22、压缩弹簧；23、第一管道；24、第二充气气囊；25、第二管道；26、喷气嘴；27、第一单向阀；28、第二单向阀。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明提供一种散热型电机，至少包括壳体1、第一端盖2和第二端盖3。壳体1的形状为中空圆柱状，其两个端部均可以呈开放状。第一端盖2设置于壳体1的第一端部1a上。第二端盖3设置于壳体1的第二端部1b上。通过第一端盖2和第二端盖3能够对壳体1进行封闭，使得其形成中空型腔4。中空型腔4中设置有定子5和转子6。定子5设置于中空型腔4的内壁上。转子6按照能够绕其自身中轴线旋转的方式设置于中空型腔4中。可以理解的是，壳体1上可以设置有接线盒，使得外接电源能够连接至定子或转子，从而形成电磁感应，最终实现转子6的转动。具体的，壳体1的两个端部上分别设置有第一安装板7和第二安装板8。转子6的两个端部上均可以设置有滚动轴承。转子的一端能够安装在第一安装板7上。转子的另一端能够安装在第二安装板8上，进而使得转子6能够绕其自身中轴线旋转。

第一端盖2与第一安装板7之间能够形成第一腔体9。第一腔体9中可以设置有风机10。第一端盖2和第一安装板7上均设置有第一透气孔11。在风机10工作时，其能够将外界的空气吸入第一腔体9中，并随后将空气吹入中空型腔4中，从而能够实现转子和/或定子的冷却降温。

第二端盖3与第二安装板8之间能够形成第二腔体12。第二端盖3和第二安装板8上均可以设置有第二透气孔13。转子6上设置有位于第二腔体12中的叶片14。第一透气孔11和第二透气孔13各自的中轴线能够大致重合，使得中空型腔4中的空气能够作直线运动，即，能够使得空气流动通畅，最终可以提高散热效果。本发明的散热型电机在工作时，转子6能够转动以带动其上的叶片14同步转动。当叶片14转动时，其能够对中空型腔4中的气体进行抽吸。通过叶片14能够及时将中空型腔4中的热量排出，进而能够达到提高冷却降温效果的目的。

第二透气孔13的内径比第一透气孔11的内径大，并且叶片14的转速能够大于风机10的转速，使得中空型腔4中能够形成类似于负压的效果。即，叶片14的快转速能够将较多的气体抽出中空型腔4，风机10的转速较小，只能将较少的气体注入中空型腔4中，进而使得中空型腔4中能够形成负压效果。通过上述设置，能够将中空型腔4中的热量及时排出，进而达到更好的冷却降温效果。

在本发明的另一实施例中，本发明的散热型电机还包括底座15、热交换部16和降温部17。底座15连接至壳体1以对壳体1进行支撑。即，通过底座15可以将壳体1放置于地板上。热交换部16能够设置于底座15上。热交换部16能够与中空型腔4中排出的气体进行热交换，以使得该气体的温度能够降低。降温部17设置于底座15上，在其工作时，其能够将热交换部16降温后气体注入中空型腔4中以达到第一级降温的目的。降温部17还能够通过热交换的方式对中空型腔4进行第二级降温。具体的，如图1所示，第二端盖3上设置有排气罩18。排气罩18能够将中空型腔4中排出的气体进行收集。排气罩18能够与热交换部16进行连通，使得排气罩18中的气体能够进入热交换部16中。热交换部16可以是现有技术中的换热器。例如，热交换部16中可以设置循环流动的冷却水以实现对气体的降温，或者热交换部16中可以设置冰块以实现对气体的降温。进而通过热交换部16可以将气体的温度降低至例如是0℃的指定温度。降温部17至少包括呈环状的箱体19。箱体19中可以设置有冷却液。壳体1能够嵌套于箱体19中使得壳体1的外壁能够与箱体19中的冷却液接触。冷却液可以是油或水。通过冷却液便能够对中空型腔4进行第二级降温。降温部17还包括设置于箱体19中的第一充气气囊20、重物21和压缩弹簧22。压缩弹簧22的一端能够连接至箱体19的内壁。压缩弹簧22的另一端能够经重物21连接至第一充气气囊20。第一充气气囊20能够连接至壳体1，并与中空型腔4连通。压缩弹簧22的延伸方向与重力方向大致平行，使得在自然状态下，重物21会对压缩弹簧22进行压缩，相应的，重物21此时会对第一充气气囊20进行拉伸以使得第一充气气囊20处于膨胀状态。热交换部16能够经第一管道23与第一充气气囊20连通，使得热交换部16中被降温后的气体在通过第一管道23进入箱体19中时，其首先能够与箱体19中的冷却液进行热交换，使得冷却液的温度能够降低，进而能够促进冷却液对中空性强4进行持续降温冷却。在本申请的散热型电机用于例如是船舶、火车等交通工具上时，其常常会处于颠簸的工况下，此时，重物21将呈现上下移动的状态，从而重物21能够周期性地对第一充气气囊20进行拉伸和压缩。当第一充气气囊20被压缩时，第一充气气囊20中的气体能够被注入中空型腔4中以实现第一级降温。当第一充气气囊21被拉伸时，外界的气体会通过热交换部16进入第一充气气囊21中，进而通过重物21的上下运动便能够使得第一充气气囊20持续向中空型腔4中注入气体。同时，在重物21移动以带动第一充气气囊20周期性地压缩和拉伸的情况下，箱体19中的冷却液能够被流化而处于流动状态，进而通过冷却液的流动能够提高对中空型腔4的冷却降温效果。

在本发明的另一实施例中，本发明的散热型电机还包括设置于中空型腔4中的第二充气气囊24。第二充气气囊24呈环状以设置于壳体1的靠近第一端盖2的一侧。第二充气气囊24能够经第二管道25与第一充气气囊20连通。第二充气气囊24上设置有若干个喷气嘴26。第二管道25中设置于第一单向阀27。喷气嘴26中设置有第二单向阀28。在第一充气气囊20被压缩时，第一单向阀27能够开启，使得第一充气气囊20内的气体能够进入第二充气气囊24中，进而使得第二充气气囊24的内部压强逐渐增大。当第一充气气囊20中的气体持续进入第二充气气囊24中以使得第二充气气囊24的内部压强大于设定阈值时，第二单向阀28能够开启，使得第二充气气囊24中的气体能够经喷气嘴26排出而进入中空型腔4中。第一单向阀27和第二单向阀28可以是废水处理领域中的曝气盘上使用的膜片式单向阀，其能够基于其两侧的压力差而自动开启或关闭。第一充气气囊20中的气体在逐渐进入第二充气气囊24的过程中，第二充气气囊24将持续与中空型腔4进行热交换而对中空型腔进行降温冷却，并且当第二充气气囊24的内部压强大于设定阈值时，其内部的气体通过喷气嘴26集中排出时，其能够增大气体在中空型腔4中的流动速度，进而能够以更快的速度将中空型腔中的热量排出，从而能够达到增强降温冷却效果的目的。

需要说明的是，本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (10)

1.一种散热型电机，其特征在于，至少包括壳体(1)、设置于壳体(1)的第一端部(1a)上的第一端盖(2)以及设置于壳体(1)的第二端部(1b)上的第二端盖(3)，所述第一端部(1a)上还设置有第一安装板(7)，并且所述第二端部(1b)上还设置有第二安装板(8)以限定出呈封闭状的中空型腔(4)，所述中空型腔(4)中设置有定子(5)以及能够绕其自身中轴线旋转的转子(6)，其中，第一安装板(7)与第一端盖(2)之间的第一腔体(9)中设置有风机(10)，第二安装板(8)与第二端盖(3)之间的第二腔体(10)中设置于位于转子(6)之上的叶片(14)。

2.根据权利要求1所述的散热型电机，其特征在于，第一端盖(1a)和第一安装板(7)上均设置有第一透气孔(11)，第二端盖(1b)和第二安装板(8)上均设置有第二透气孔(13)，使得在所述风机(10)工作时，外界的气体能够经所述第一透气孔(11)进入所述中空型腔(4)中，并且在所述转子(6)转动以带动所述叶片(14)同步转动时，叶片(14)能够对中空型腔(4)的气体进行抽吸以使得该气体经所述第二透气孔(13)排出所述中空型腔(4)。

3.根据权利要求2所述的散热型电机，其特征在于，第一透气孔(11)的内径小于第二透气孔(13)，风机(10)的转速小于转子(6)的转速，第一透气孔(11)与第二透气孔(13)各自的中轴线能够大致重合。

4.根据权利要求2所述的散热型电机，其特征在于，所述散热型电机还包括热交换部(16)和降温部(17)，所述第二腔体(12)与所述热交换部(16)连通，使得第二腔体(12)中的气体进入热交换部(16)后能够与所述热交换部(16)进行热交换而降低温度，所述热交换部(16)与所述降温部(17)连通，使得经所述热交换部(16)降温后的气体能够进入所述降温部(17)，其中，所述降温部(17)能够与所述中空型腔(4)连通以使得降温后的气体能够进入中空型腔(4)中以对所述中空型腔(4)进行第一级降温。

5.根据权利要求4所述的散热型电机，其特征在于，所述降温部(17)至少包括呈环状的箱体(19)，所述壳体(1)能够嵌套设置于所述箱体(19)中，在所述箱体(19)中填充有冷却液的情况下，所述冷却液能够与壳体(1)抵靠接触，其中，在所述降温后的气体经第一管道(23)进入所述箱体(19)中的情况下，所述降温后的气体能够与所述冷却液进行热交换以使得冷却液的温度降低。

6.根据权利要求5所述的散热型电机，其特征在于，所述降温部(17)还包括设置于所述箱体(19)中的第一充气气囊(20)以及设置于所述中空型腔(4)的第二充气气囊(24)，所述第一充气气囊(20)经第二管道(25)与所述第二充气气囊(24)连通，其中，所述第二充气气囊(24)上设置有若干个喷气嘴(26)，在第一充气气囊(20)中的气体持续进入第二充气气囊(24)以使得第二充气气囊(24)的压强大于设定阈值时，喷气嘴(26)能够开启。

7.根据权利要求6所述的散热型电机，其特征在于，所述降温部(17)还包括设置与所述箱体(19)中的重物(21)和压缩弹簧(22)，压缩弹簧(22)的一端能够连接至箱体(19)，压缩弹簧(22)的另一端经所述重物(21)连接至所述第一充气气囊(20)，压缩弹簧(22)的延伸方向能够与重力方向大致平行，使得在重物(21)受到外力作用时，重物(21)能够上下摆动以周期性地拉伸和压缩所述第一充气气囊(20)，其中，在所述第一充气气囊(20)被压缩时，其内部的气体能够经第二管道(25)进入所述第二充气气囊(24)，或者在所述第一充气气囊(20)被拉伸时，所述降温后的气体能够经所述第一管道(23)进入所述第一充气气囊(20)中。

8.根据权利要求5至7之一所述的散热型电机，其特征在于，所述散热型电机还包括底座(15)和排气罩(18)，所述壳体(1)、所述箱体(19)和所述热交换部(16)均设置于所述底座(15)上，所述排气罩(18)设置于所述第二端盖(3)上并与所述热交换部(16)连通，使得经第二端盖(3)排出的气体能够进入所述排气罩(18)中。

9.根据权利要求8所述的散热型电机，其特征在于，所述第一管道(23)中设置有第一单向阀(27)，所述第二管道(25)中设置有第二单向阀(28)，在所述第一充气气囊(20)被压缩时，所述第一单向阀(27)开启，在第二充气气囊(20)的内部压强大于设定阈值时，所述第二单向阀(28)开启。

10.根据权利要求8所述的散热型电机，其特征在于，转子(6)的两个端部上均设置有滚动轴承，其中，转子(6)的一端连接至所述第一安装板(7)，转子(6)的另一端连接至所述第二安装板(8)。

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