CN112096655B - 一种散热轮毂结构及其所构成的散热风扇 - Google Patents

一种散热轮毂结构及其所构成的散热风扇 Download PDF

Info

Publication number
CN112096655B
CN112096655B CN202010808955.5A CN202010808955A CN112096655B CN 112096655 B CN112096655 B CN 112096655B CN 202010808955 A CN202010808955 A CN 202010808955A CN 112096655 B CN112096655 B CN 112096655B
Authority
CN
China
Prior art keywords
hub structure
hub
motor
ventilation
cavity
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010808955.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112096655A (zh
Inventor
汤武
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dongfeng Boze Automobile System Co ltd
Original Assignee
Dongfeng Boze Automobile System Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dongfeng Boze Automobile System Co ltd filed Critical Dongfeng Boze Automobile System Co ltd
Priority to CN202010808955.5A priority Critical patent/CN112096655B/zh
Publication of CN112096655A publication Critical patent/CN112096655A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112096655B publication Critical patent/CN112096655B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/32—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps
    • F04D29/325—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps for axial flow fans
    • F04D29/329—Details of the hub
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D25/00—Pumping installations or systems
    • F04D25/02—Units comprising pumps and their driving means
    • F04D25/08—Units comprising pumps and their driving means the working fluid being air, e.g. for ventilation
    • F04D25/082—Units comprising pumps and their driving means the working fluid being air, e.g. for ventilation the unit having provision for cooling the motor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/32—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps
    • F04D29/325—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps for axial flow fans
    • F04D29/327—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps for axial flow fans with non identical blades
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/32—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps
    • F04D29/38—Blades
    • F04D29/384—Blades characterised by form
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/58—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer
    • F04D29/5806—Cooling the drive system

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

本发明涉及一种散热轮毂结构及其所构成的散热风扇，所述轮毂结构的外周设有扇叶，所述轮毂机构的中心设有固定孔，所述固定孔用于与风扇电机的输出轴固定连接，所述轮毂结构内部设有容纳电机的空腔，所述轮毂结构的与所述风扇电机输出轴垂直的端面上开设有多个通风长孔，每个所述通风长孔均沿所述轮毂结构的径向设置，所述通风长孔用于连通所述空腔与所述轮毂结构的外部空间。在轮毂端面上设置通风长孔可以增大电机与外外界的导通面积，使得外界空气更容易进入进入到轮毂结构的空腔内，提高热交换效率，减小发热对电机寿命的影响。

Description

一种散热轮毂结构及其所构成的散热风扇
技术领域
本发明涉及电机散热技术领域，具体涉及一种用于改善电机散热的新型散热轮毂结构及其所构成的散热风扇。
背景技术
散热器风扇，例如用于汽车散热器、冷凝器和中冷器的风扇由轮毂和叶片组成。轮毂与驱动源电机的轴相连，叶片和轮毂的外沿相连，并延径向方向布置。当驱动源电机通电时，电机轴带动轮毂，进而带动叶片在圆周方向进行旋转，而产生沿轴向流动的气流。气流通过散热器时，可以对散热器中的有较高温度的冷却液进行降温，而降温了的冷却液通过相应管路回到发热的部件周围例如发动机，吸收了发热的部件的热量，又重新回到散热器中进行降温。如此循环，则发热部件的温度，可以维持在一个稳定的温度上进行正常工作。
而当电机长时间以满负荷功率的工况进行工作时，电机自身会产生很大的热量。同时又由于散热器的热量很高时，其热量也会辐射到风扇，进而辐射到风扇轮毂包裹的电机上。所以电机自身的温度会升高，电机的需要进行及时的散热，如不能及时散热，则会严重影响到电机的性能及寿命。
目前电机散热主要是轮毂内的直线型的筋位在旋转时，将热量从轮毂内部往外排，或是为提高电机对高温度的抵抗能力，诸多产品通过对电机设计进行改善，或应用更耐高温的材料，造成了成本的增加。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种用于改善电机散热的新型散热轮毂结构及其所构成的散热风扇，气流可以通过该轮毂结构被引导到风扇包裹的电机上，对电机进行充分散热，从而极大地保证了电机的性能和提高可靠性，而从保证风扇散热的性能和延长电机的寿命，降低了汽车市场上因电机寿命而进行维修的数量。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一方面，本发明提供一种散热轮毂结构，所述轮毂结构的外周设有扇叶，所述轮毂机构的中心设有固定孔，所述固定孔用于与风扇电机的输出轴固定连接，所述轮毂结构内部设有容纳电机的空腔，所述轮毂结构的与所述风扇电机输出轴垂直的端面上开设有多个通风长孔，每个所述通风长孔均沿所述轮毂结构的径向设置，所述通风长孔用于连通所述空腔与所述轮毂结构的外部空间。
本发明的有益效果是：在轮毂端面上设置通风长孔可以增大电机与外部空间的导通面积，使得外界空气更容易进入进入到轮毂结构的空腔内，提高热交换效率，从而大大提高了散热效率，减小发热对电机寿命的影响。
进一步的，所述通风长孔内设有与所述通风长孔的形状相匹配的引流叶片，所述引流叶片所在平面与所述轮毂结构的端面成一定夹角，使得在所述轮毂结构随电机旋转时，所述空腔内的空气沿所述通风长孔排出。
采用上述进一步改进技术方案的有益效果是，引流叶片与通风长孔的形状相匹配，在通风长孔内设置呈一定角度的引流叶片，在电机带动轮毂旋转时形成气体涡流，从轮毂端面进入轮毂空腔中，经过电机发热的表面，和电机进行进行热交换，经过热交换后的空气再从轮毂后端排出。
进一步的，所述引流叶片的两端与所述通风长孔的两端固定连接，且所述引流叶片的两侧均与所述通风长孔的两侧存在间隙。
采用上述进一步改进技术方案的有益效果是，由于引流叶片的两侧均与所述通风长孔的两侧均存在间隙。在引流叶片的作用下，轮毂空腔内的高温气体从引流叶片的一侧排出空腔，这就使得轮毂空腔内外形成了压力差，那么外部空气就可以通过引流叶片另一侧的间隙中进入到空腔内，使得空腔内外形成循环，提高散热效率。
进一步的，所述引流叶片的截面为翼型。
采用上述进一步改进技术方案的有益效果是，翼型结构具有特定的前缘角度、后缘角、弦长、弯度、厚度的参数设计，使得引流叶片具有优异的升阻比，可以提高引入气流的引入量，加快空气流动速率，进而提高电机散热效率。
进一步的，轮毂空腔的内壁上设有和通风长孔的形状相匹配的凸出轮毂空腔表面的特定高度的弧形加强筋，加强了轮毂强度，并在旋转，也进一步也推动空气更快流动到电机发热的表面。
另一方面，本发明还提供一种散热风扇，该散热风扇包括有上述的散热轮毂结构。
附图说明
图1为目前现有技术的风扇外观结构图；
图2为本发明实施例提供的风扇结构示意图；
图3为本发明实施例提供的轮毂结构内部图；
图4为本发明实施例提供的轮毂结构内部剖视图；
图5为本发明实施例提供的风扇与电机的装配剖视图；
图6为本发明实施例提供的轮毂引流叶片截面形状；
图7为本发明散热轮毂的引流的冷却空气的流动方向；
图8为目前现有技术的风扇中电机冷却空气的流动方向；
图9为引流叶片气流流动形式；
图10为引流叶片轨迹线；
图11为引流叶片翼型弯角。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、轮毂结构，2、扇叶，3、固定孔，4、电机，5、通风长孔，6、引流叶片，7、加强筋。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
专利号CN207621075U公开了一种电机风扇散热轮毂结构及其所构成的冷却风扇，如图1所示，风扇轮毂沿着边缘设有若干个通风槽，风扇轮毂开有通风孔，通风槽与电机容纳空腔通过通风孔连通，使得电机本体内部热量在空气流动下排放到外界空气中。
但上述风扇的轮毂通风孔，沿着轮毂的边缘布置，孔的面积较小，能进入气体的容量较小，且在垂直于电机轴的投影面上是中空的投影结构，使得异物及液体有进入轮毂内部的可能。
如图1和图8所示，因为通风孔布置在边缘，非中央区域，气体流入时是无法正对着电机，而是正对着电机和轮毂之间的间隙。
通风孔上设置的叶片，非翼型结构，同时叶片在通风长孔内设置90度垂直角度，对空气的引导的效率没有做更深入的研究。
如图2-6所示，本发明实施例首先提供一种散热轮毂结构，所述轮毂结构1的外周设有扇叶2，所述轮毂结构1的中心设有固定孔3，所述固定孔3用于与风扇电机4的输出轴固定连接，所述轮毂结构1内部设有容纳电机4的空腔，所述轮毂结构的与所述风扇电机输出轴垂直的端面上开设有多个通风长孔5，每个所述通风长孔5均沿所述轮毂结构的径向设置，所述通风长孔用于连通所述空腔与所述轮毂结构的外部空间。
该通风长孔可以是矩形长孔也可以是腰型长孔，还可以是扇形长孔或者弧形长孔。优选的，本实施例中，所述通风长孔为弧形长孔，弧形长孔的弯曲方向与扇叶2的弯曲方向保持一致。
在轮毂端面上设置通风长孔可以增大电机与外部空间的导通面积，使得外界空气更容易进入进入到轮毂结构的空腔内，提高热交换效率，从而大大提高了散热效率，减小发热对电机寿命的影响。
进一步的，所述通风长孔5内设有与所述通风长孔的形状相匹配的引流叶片6，所述引流叶片所在平面与所述轮毂结构的端面成一定夹角，即图6中所示的安装角，使得在所述轮毂结构随电机旋转时，产生一定的气动压力，引导外部空气沿所述通风长孔由轮毂外部进去轮毂空腔中。
进一步的，轮毂空腔上有和通风长孔的形状相匹配的有凸出轮毂空腔表面的特定高度的弧形的加强筋7并延伸到轮毂空腔的侧壁上，加强了轮毂强度，并当引流叶片引导外部空气进入轮毂空腔中时，该加强筋也在旋转，同时也推动空气更快的流动到电机发热的表面，并从轮毂后端进行排出，从而使得空气能持续在轮毂空腔内进行循环。
引流叶片与通风长孔的形状相匹配，从投影方向看，不是中空的，可防止异物的进入和降低液体浸入电机而造成电机卡阻和短路的风险。在通风长孔内设置呈一定角度的引流叶片，在电机带动轮毂旋转时形成气体涡流，从而将轮毂空腔内由于电机发热而产生的高温气体在所述引流叶片的作用下排出。
进一步的，所述引流叶片6的两端与所述通风长孔的两端固定连接，且所述引流叶片的两侧均与所述通风长孔的两侧存在间隙。
由于引流叶片的两侧均与所述通风长孔的两侧均存在间隙。在引流叶片的作用下，引流叶片6旋转，使得叶片两侧形成了压力差，外部常温的空气经上述的间隙从引流叶片一侧高压区域进入到叶片另一侧轮毂空腔中的低压区域内，并流动到空腔后端部，气流持续空腔内流动形成循环，提高散热效率。
这里应当理解的是，本领域技术人员可以根据实际需要，减少引流叶片的设置，例如，假设设有8个通风长孔，可以仅在其中4个通风长孔中设置引流叶片。
进一步的，所述引流叶片6的截面为翼型。翼型结构是具有特定轮廓的截面，具有优异的空气升阻比，可以提高气流的排出与引入量，提高空气流动速率，进而提高散热效率。冷却气流的流动形式是参考图9。从翼型前缘点开始沿着上下曲线，流动到后缘点。
同时翼型的弯角有特别的设定，弯角的大小和引流叶片前后总压力的损失多少有一定的相关性，而合理的弯度角度引起的总压力损失越小，而气流的损失也越小，会导入更多的空气流入量。根据实验显示，翼型的不同弯角在入射角Vs下总压力损失不同，当弯角20度比其他角度，其总压力损失较小。图11示意了，本发明在目前弯角上设定为20度。
根据弯角的大小，进一步设计了所述引流叶片截面形状如图6所示；图6中引流叶片截面的左侧端点为前缘点，右侧端点为后缘点。
以引流叶片的前缘点为坐标原点，前缘点到后缘点的连线为X轴建立直角坐标系，则所述引流叶片截面曲线坐标点(x,y)如下：
Figure BDA0002630204370000061
如图10所示，翼型截面是沿一定的轨迹线进行扫掠成引流叶片，该轨迹线根据扇叶轮毂尺寸大小，可相应设定轨迹线起始点和圆点的半径尺寸A,轨迹线终点和轮毂中心的半径尺寸B，轨迹线的弧度C。
采用本发明散热轮毂风扇对电机的温度降低有显著的帮助，通过对比某汽车发动机冷却风扇样品测试数据，在同样测试条件和工作状况下，采用本发明散热轮毂风扇的电机温度167.5℃比传统风扇轮毂电机温度172.2℃要低4.7℃。
在上述实施例的基础上，本发明实施例还提供一种散热风扇，该散热风扇包括有上述实施例中所描述的散热轮毂结构。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种散热轮毂结构，所述轮毂结构的外周设有扇叶，所述轮毂结构的中心设有固定孔，所述固定孔用于与风扇电机的输出轴固定连接，所述轮毂结构内部设有容纳电机的空腔，其特征在于，所述轮毂结构的与所述风扇电机输出轴垂直的端面上开设有多个通风长孔，每个所述通风长孔均沿所述轮毂结构的径向设置，所述通风长孔用于连通所述空腔与所述轮毂结构的外部空间；所述通风长孔内设有与所述通风长孔的形状相匹配的引流叶片，所述引流叶片所在平面与所述轮毂结构的端面成一定夹角，使得在所述轮毂结构随电机旋转时，外部空气沿所述通风长孔进去空腔中；所述引流叶片的截面为翼型；翼型的弯角为20°；所述引流叶片的两端与所述通风长孔的两端固定连接，且所述引流叶片的两侧均与所述通风长孔的两侧存在间隙。
2.根据权利要求1所述的散热轮毂结构，其特征在于，以引流叶片的前缘点为坐标原点，前缘点到后缘点的连线为X轴建立直角坐标系，对翼型曲线上各点坐标(X,Y)进行定义。
3.根据权利要求1-2任一项所述的散热轮毂结构，其特征在于，所述通风长孔为弧形长孔。
4.根据权利要求1-2任一项所述的散热轮毂结构，其特征在于，所述轮毂空腔内壁上设有凸出轮毂空腔表面并延伸到侧壁的弧形加强筋。
5.一种散热风扇，其特征在于，该散热风扇包括有权利要求1-4任一项所述的一种散热轮毂结构。
CN202010808955.5A 2020-08-12 2020-08-12 一种散热轮毂结构及其所构成的散热风扇 Active CN112096655B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010808955.5A CN112096655B (zh) 2020-08-12 2020-08-12 一种散热轮毂结构及其所构成的散热风扇

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010808955.5A CN112096655B (zh) 2020-08-12 2020-08-12 一种散热轮毂结构及其所构成的散热风扇

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112096655A CN112096655A (zh) 2020-12-18
CN112096655B true CN112096655B (zh) 2022-05-27

Family

ID=73752837

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010808955.5A Active CN112096655B (zh) 2020-08-12 2020-08-12 一种散热轮毂结构及其所构成的散热风扇

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112096655B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT202100016532A1 (it) * 2021-06-23 2021-09-23 General Cab S R L Elettroventilatore assiale perfezionato per motori elettrici

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7078834B2 (en) * 2004-12-02 2006-07-18 Asia Vital Component Co., Ltd. Rotor device capable of dissipating heat
KR20070094261A (ko) * 2006-03-17 2007-09-20 주식회사 두원공조 축류팬의 팬 허브 구조
DE102006023417A1 (de) * 2006-05-17 2007-11-22 Ford Global Technologies, LLC, Dearborn Lüfterrad als Bestandteil eines Lüfters zur Kühlung eines Kraftfahrzeugantriebs
KR101379542B1 (ko) * 2008-01-04 2014-03-28 한라비스테온공조 주식회사 차량용 축류팬
CN201786740U (zh) * 2010-08-13 2011-04-06 广东顺威精密塑料股份有限公司 一种带导风孔的轴流风轮
TWI509953B (zh) * 2013-12-24 2015-11-21 Sunonwealth Electr Mach Ind Co 吊扇馬達
CN204099273U (zh) * 2014-08-11 2015-01-14 上海马陆日用友捷汽车电气有限公司 多功能风叶轮毂
DE102016012801A1 (de) * 2016-10-26 2018-04-26 Man Truck & Bus Ag Axiallüfterrad
CN208268111U (zh) * 2018-05-16 2018-12-21 江苏朗信电气有限公司 一种汽车散热用风扇叶轮

Also Published As

Publication number Publication date
CN112096655A (zh) 2020-12-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7220102B2 (en) Guide blade of axial-flow fan shroud
EP1933039A1 (en) Centrifugal fan and air conditioner using the same
KR100820857B1 (ko) 축류팬
US10052931B2 (en) Outdoor cooling unit in vehicle air-conditioning apparatus
KR20000047976A (ko) 축류팬
KR20130041639A (ko) 시로코팬 및 그를 갖는 공기조화기
US10132328B2 (en) Centrifugal fan
US20150369546A1 (en) Outdoor cooling unit for vehicular air conditioning apparatus
CN112096655B (zh) 一种散热轮毂结构及其所构成的散热风扇
JPH1144432A (ja) 空気調和機
JP4742965B2 (ja) 熱搬送デバイスと、それを用いた液冷システム
KR100912526B1 (ko) 팬과 쉬라우드의 조립체
KR101218536B1 (ko) 축류팬
JP2007240075A (ja) 熱搬送デバイスと、それを用いた液冷システム
KR20100041127A (ko) 팬 및 쉬라우드 조립체
CN113167291A (zh) 螺旋桨式风扇
CN218953604U (zh) 风叶组件及轴流风机
CN216943066U (zh) 一种风机组件和空调系统
CN216554611U (zh) 应用于挖矿机上的散热风扇
KR100339558B1 (ko) 공기조화기용 축류팬
CN217406893U (zh) 散热装置及电子设备
CN210343846U (zh) 离心风机的叶轮、离心风机和吸油烟机
CN216742086U (zh) 轴流风机组件和轴流风机
CN221220912U (zh) 一种轴流风扇及空调器
KR20030013042A (ko) 보조 임펠러가 구비된 축류팬

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant