CN114982103A - 用于电机的冷却组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于电机(10)的冷却组件(36)。冷却组件(36)可包括用于接收轴(14)、转子(18)和定子(20)的大体圆柱形冷却夹套(40)。此外，冷却夹套(40)可设置在电机壳体(12)中。另外，冷却组件(36)可包括用于循环第一冷却剂的冷却夹套(40)中的至少两个第一通路(60)和用于循环第二冷却剂的冷却夹套(40)中的至少一个第二通路(62)，第二通路(62)设置于至少两个第一通路(60)之间。此外，冷却组件(36)可包括在电机壳体(12)的外部上的第三通路(72)，第三通路(72)延伸通过壳体(12)以流体地连接至少两个第一通路(60)并且绕过第二通路(62)。

Description

用于电机的冷却组件

技术领域

本公开大体上涉及一种用于电机的冷却组件，并且更具体地涉及一种具有在其中循环的多种冷却剂的冷却夹套。

背景技术

在制造、采矿、建筑、运输和其它工作领域中，经常需要采用电机。诸如电动机和发电机的电机可用于响应于电输入而生成机械功率，或响应于机械输入而生成电功率。电机(不论装置是否用作电动机、发电机、交流发电机、旋转转换器等)通常包括静止的(即非旋转的)定子，以及在定子内旋转的转子，以及机器壳体。定子大体上包括铁磁性材料的芯和绕组，所述绕组由围绕极片缠绕的绝缘线或导线的线圈构成。转子还可包括铁磁性材料的芯。传统电动机的芯、绕组和其它物理方面的构造尽管大体上是相关的，但在本文中将不进一步论述，因为本领域中的技术人员将熟悉传统电动机构造。

电动机和发电机生成大量热，并且需要高效的冷却系统。例如，在机械功率和电功率的生成期间，电机内的磁性、电阻性和机械损失使得定子中热的积累，优选将热消散以便避免机器的损坏、故障和/或失效，并且提高机器的效率。对电机的功率输出的限制之一可为其冷却定子并且消散此过量热的能力。然而，随着技术的发展，电机的功率密度不断增加，并且此类机器变得越来越难以冷却。可定位在电机的定子与壳体之间的冷却定子壳或冷却夹套提供了用于冷却这些机器的良好装置。因此，电动机和发电机通常配备有冷却夹套，冷却夹套设有用于在冷却夹套与机器壳体之间循环冷却剂的凹槽或通路。具体地，通过冷却夹套循环水、油或空气有助于消散这些电机的过量热并且因此冷却。本行业中采用的常见冷却剂包括水和乙二醇混合物(WEG)以及油冷却剂，但通常不在同一冷却夹套中一起共同采用。

用于消散来自电机的热的一个示例性布置公开于Kubes的美国专利申请号2016/0141921中(“‘921公开案”)。具体地，‘921公开案公开了一种设置于定子与电机壳体之间的热交换器，交换器是套筒或夹套，其具有在套筒的外表面上或通过套筒的外表面的相邻螺旋冷却剂流动路径。此构造允许围绕定子的用于两种不同冷却剂的双螺旋流动路径。然而，除了所公开的相邻双螺旋流动路径之外，该现有技术的公开并未提供用于多个冷却路径的任何备选布置。

所公开的冷却组件和用于冷却电机的方法旨在克服上述限制中的一个或多个和/或现有技术的其它问题。

发明内容

根据本公开的一个方面，公开了一种电机。所公开的电机可包括壳体、轴、转子和定子。此外，电机可包括具有设置于壳体中的冷却夹套的冷却组件。冷却夹套可具有限定用于接收定子的大体圆柱形腔的内表面，以及具有用于循环第一冷却剂的至少两个大体环形的第一凹槽的外表面。另外，外表面可具有用于循环第二冷却剂的至少一个大体环形的第二凹槽，第二凹槽设置于至少两个第一凹槽之间。此外，冷却组件可包括通路，所述通路在壳体的外表面上，并且延伸通过壳体以流体地连接至少两个第一凹槽并且绕过第二凹槽。

根据本公开的另一个方面，公开了一种用于电机的冷却组件。冷却组件可包括构造成接收轴、转子和定子的大体圆柱形冷却夹套；并且冷却夹套可构造成设置于电机壳体中。冷却组件还可包括用于循环第一冷却剂的冷却夹套中的至少两个第一通路和用于循环第二冷却剂的冷却夹套中的至少一个第二通路，第二通路设置于至少两个第一通路之间。此外，冷却组件可包括在电机壳体的外部上的第三通路，第三通路延伸通过壳体以流体地连接至少两个第一通路并且绕过第二通路。

根据本公开的又一个方面，公开了一种冷却电机的方法。所公开的方法可包括提供冷却夹套的步骤，冷却夹套接收在电机壳体中并且具有至少两个第一冷却剂通路和至少一个第二冷却剂通路，第二冷却剂通路设置于至少两个第一冷却剂通路之间。另外，所公开的方法可包括在电机壳体的外部上提供第三通路的步骤，第三通路流体地连接至少两个第一冷却剂通路并且绕过第二冷却剂通路。此外，所公开的方法可包括以下步骤：使第一冷却剂循环通过至少两个第一冷却剂通路和第三通路；以及使第二冷却剂循环通过第二冷却剂通路。

当结合附图阅读时，本公开的这些和其它方面以及特征将更好理解。

附图说明

图1是根据本公开的示例性公开的电机的横截面示图；

图2是根据本公开的冷却夹套的示例性实施例的透视图；

图3是根据本公开的图1的示例性电机的分解透视图，其包括定子、冷却夹套和壳体；

图4是根据本公开的图1的示例性电机的外部的视图，电机内的冷却组件的各种通路由虚线示出；

图5是根据本公开的设置在电机壳体的外表面上的旁通部件的横截面示图；以及

图6是根据本公开的冷却电机的方法的流程图。

尽管以下详细描述将关于某些说明性实施例给出，但应理解，附图未必按比例绘制，并且所公开的实施例有时以图解方式并且在部分视图中示出。另外，在某些情况下，可能已省略对于理解公开的主题不是必需的细节或使其它细节难以理解的细节。因此，应理解，本公开不限于所公开和本文中说明的特定实施例，而是限于对于整个公开和权利要求书的合理阅读以及其任何等同物。

具体实施方式

本文公开的冷却组件和用于冷却电机的方法克服了现有技术中的某些限制。本公开可应用于执行与诸如建筑、农业、采矿、制造、运输或本领域中已知的任何其它行业的行业相关联的操作的电动机或发电机。现在将详细参考具体实施例或特征，其实例在附图中示出。在尽可能的情况下，在整个附图中将使用相应或相似的附图标记来表示相同或相应的部分。

图1示出了示例性电机10。电机10可为发电机或电动机，或选择性地充当发电机和电动机两者。例如，电机10可被驱动(例如，由发动机)以产生电力，如在混合车辆应用或静止的发电应用中。备选地，电机10可供有电力以产生机械旋转，如在发动机起动应用中或电动绞盘应用中。还设想了电机10可在一些情况下充当发电机，并且在其它情况下充当电动机，如在电力传动系推进和制动应用中。

无论应用如何，除其它事物之外，电机10都可包括壳体12、在相对端处由轴承16可旋转地支承在壳体12内的轴14、可操作地联接以与轴14一起旋转的转子18、以及环形地围绕转子18的固定定子20等。当轴14和转子18被机械驱动以在壳体12内旋转时，相关联的旋转磁场可在定子20内产生电流。同样，当电流穿过定子20时，可生成使转子18和轴14旋转的磁场。可设想，电机10可含有附加或不同的部件，例如，如控制系统、处理器、电力电子器件、一个或多个传感器、储能装置和/或本领域中已知的其它部件。这样的附加系统和部件不在本公开的范围内，因此，在本文中将不进行更详细讨论。

如图1中所示，壳体12可包括大体圆柱形壳22和一个或多个端盖。壳22可基本上包围轴14、轴承16、转子18和定子20。可设想，在一些实施例中，壳22可具有两个开口端，或者可具有一个开口端和一个封闭端，这取决于应用。壳体12可包括居中定位的通孔30，其允许轴14延伸通过壳体12的相对端。可进一步设想轴14可取决于应用通过壳体12的一端或两端突出。将参照所公开的冷却功能论述壳体12的部分，但本领域中的技术人员将理解，出于安装、刚度、电连接等目的，取决于应用和需求，壳体12通常包括本文中未描述的其它方面。壳体12可由具有相对高的导热率的材料(如金属)构成。有利地，金属壳体允许有效的热传递。

转子18可容纳在定子20内。转子18可由用于电动机或发电机的典型材料形成，并且可构造成在定子20内旋转以产生转矩。以圆柱形形状形成的转子18可具有开口中心以固定地连接到轴14，并且响应于轴14的旋转而与电机10内的磁场相互作用。在一个实施例中，转子18可包括一叠钢叠片和也称为转子齿(未示出)的多个径向突出部分。随着每一个突出部分旋转以与定子20的磁场相互作用，可产生对应电流。

定子20可固定到壳体12以产生与钢叠片的径向突出部分相互作用的磁场。与转子18类似，定子20还可包括形成于齿(未示出)中的钢叠片。定子20的齿可朝向转子18的向外突出的转子齿沿径向向内突出。在一些应用中，定子20还可包括铜线的线圈或绕组34以形成多个极。随着转子18旋转以与定子20的磁场相互作用，可从绕组34通过多个极中的每一个依序生成电流。

还如图1中所示，如下文详细描述，电机10可包括冷却组件36，冷却组件用于通过将至少两种冷却剂引导遍及或靠近电机10的初级热生成部件来减少电机10中的热。除其它事物之外，冷却组件36包括设置于定子20与壳体12之间的大体圆柱形冷却夹套40。图2示出了示例性的大体上中空体的冷却夹套40。冷却夹套40可分别具有内同轴表面42和外同轴表面44。内表面42限定大体圆柱形腔46。冷却夹套40的本体可包括第一轴向端48和第二轴向端50。第一轴向端48可为第一末端，并且第二轴向端50可为第二末端。由冷却夹套40的内表面42限定的腔46可从第一轴向端48延伸到第二轴向端50，并且可在第一轴向端48处打开，并且还在第二轴向端50处打开。腔46可具有一致的直径，并且可构造成用于接收定子20。附图将冷却夹套40和壳体12示为大体上圆柱形的，然而，应认识到，冷却夹套和壳体的多个几何形状可在本公开的范围内设想。安装凸缘52可位于邻近第一轴向端48，凸缘52构造成用于将冷却夹套40与壳体12联接。为了便于联接，凸缘52可包括形成于其中的螺栓孔54，其中的一些在图2中示出。冷却夹套40与壳体12之间的联接可包括任何数目的元件，如凸缘52、螺栓、凸耳或本行业中已知的用于紧固或联接零件的任何其它合适的装置。例如，联接元件可为夹持肩部等。

如图2中进一步所示，如下文详细描述，冷却夹套40可包括形成于外表面44中的多个大体周向的凹槽，以用于使多种冷却剂循环通过在凹槽与壳体12之间产生的通路。凹槽可沿着从第一轴向端48延伸到第二轴向端50的冷却夹套长度彼此邻近定位。凹槽可包括成组的轴向前进凹槽，每组适于沿轴向前进方向引导冷却流体通过邻近凹槽。备选地，不使冷却剂轴向前进的单个环形凹槽也可设想出，并且可干涉独立的轴向前进凹槽。如本文中所用，术语“轴向前进”应理解为意指凹槽具有一定构造和/或定向，使得冷却剂沿相对于冷却夹套40的纵向中心轴线前进的方向流动。换句话说，轴向前进凹槽将不定位在围绕纵向轴线的一致轴向位置处，而是将改为定位成使得它们朝向或远离第一轴向端48或第二轴向端50转移流体。在整个本公开中，第一冷却剂在其中循环的流体路径可互换地称为第一凹槽60或第一通路60；并且第二冷却剂在其中循环的流体路径可互换地称为第二凹槽62或第二通路62。冷却夹套40的外表面44中的第一凹槽/通路60和第二凹槽/通路62可具有适合于特定应用并且取决于期望的凹槽/通路60、62的数目和序列的任何宽度和深度。

在图2的示例性实施例中，例如，冷却夹套40可包括用于循环第一冷却剂的多个大体环形的第一凹槽60。尽管第一凹槽60示为两组第一凹槽60，每一组围绕冷却夹套40前进和螺旋转动两圈(也参见图4)，但本公开中可设想任何数目的第一凹槽60和围绕冷却夹套40的螺旋转动。另外，冷却夹套40可包括用于循环第二冷却剂的大体环形的第二凹槽62。第二凹槽62可设置在第一凹槽60之间，并且尽管第二凹槽62示出为单个凹槽，但本文中可设想用于循环第二冷却剂的多个第二凹槽62以及轴向前进和螺旋转动的第二凹槽62。另外，尽管图2示出了从冷却夹套40的一端到另一端的外表面44上的第一凹槽60、第二凹槽62和第一凹槽60的序列，但本文中可设想凹槽60、62的附加序列。例如，附加的第二凹槽62还可邻近冷却夹套40的端部48、50设置在第一凹槽60的相对侧上。备选地，所示凹槽60、62的序列可在外表面44上沿着冷却夹套40的长度重复多次。取决于特定应用、机器大小和热传递要求，在不脱离本公开的范围的情况下，所示实施例的许多变型是可能的。

冷却剂通过冷却夹套40的凹槽或通路60、62的循环导致冷却夹套40与壳体12之间以及与冷却夹套和壳体两者的多种冷却剂接触，由此去除热并且冷却定子20。如本领域中所理解，冷却组件36的冷却性能可通过冷却夹套40中的凹槽60、62的形状和长度以及移动穿过其中的冷却剂的速度进行优化。

本公开的冷却夹套40可通过铸造工艺制造。在本公开的上下文内，铸造应理解为意指将诸如金属或塑料的熔融材料引入模具内、允许其在模具内固化并且然后弹出或破开以制作制成的零件的任何制造过程。铸造用于制作通过其它方法(如从固体材料切割)将难以或不经济地制作的复杂形状的零件。本领域中已知的铸造类型包括砂型铸造、压铸、永久型铸造、离心铸造、连续铸造等。备选地，也如本领域中已知，冷却夹套40和/或其元件可为机器制造的。可选地并且在本文中还可设想，冷却夹套40可直接铸造到电机10的壳体12中。无论是通过铸造还是机械加工，除其它事物之外，当前公开的冷却夹套40的外表面44都包括用于引导和循环多种冷却剂的特征，即第一凹槽或通路60和第二凹槽或通路62。

转到图3，示出了图1的电机10的某些部件的分解或拆卸视图，包括壳体12、冷却夹套40和定子20。如图1和3中所示，冷却夹套40接收在壳体12中，并且定子20接收在冷却夹套40中，全部以同轴方式。使冷却夹套40的外表面44(在其中具有上述凹槽60、62)与壳体12的壳22接触建立第一通路60和第二通路62以及用于使两种冷却剂循环通过冷却夹套40的对应第一冷却剂流动路径和第二冷却剂流动路径。冷却夹套40以旨在防止第一冷却剂和第二冷却剂逸出其相应通路60、62的方式密封在壳体12内。通过在将冷却夹套40引导到壳体12中期间适当地定向冷却夹套40和壳体12，可进行供应和排放端口(下文详述)与冷却剂通路60、62的适当定向/对准。如上文所论述，冷却夹套40可经由凸缘52螺栓连接到壳体12，或由任何其它合适的手段附接。冷却夹套40还可经由压配合与壳体12联接。

除了冷却夹套40的外表面44与壳体12的壳22之间的表面对表面接触之外，一个或多个O形环64还可用于添加部件之间的进一步接触，并且在冷却夹套40与壳体12之间形成附加密封(参见图1和5)。此O形环64可定位在冷却夹套40的外表面44上的附加凹槽中。如上所述和下文进一步详述，本公开的构造允许多种冷却剂同时轴向流动通过冷却夹套40。由于不同的冷却剂从独立源供应并且负责不同的冷却功能，所以不同的冷却剂应当隔离而不允许在冷却夹套40内混合。除了冷却夹套40与壳体12之间的表面对表面密封之外，O形环64在第一冷却剂通路60与第二冷却剂通路62之间提供附加密封。以此方式，防止不同冷却剂流体的交叉污染。具体地，尽管在冷却夹套40与壳体12之间具有表面对表面密封，但如果任何冷却剂流体逸出其相应通路60、62，则O形环64可防止冷却剂的任何进一步移动，并且因此防止邻近通路中的冷却剂污染。任何数目的O形环64都可在冷却夹套40与壳体12之间采用；并且尽管O形环64在本文中仅示为设置于第一通路60与中心第二通路62之间，但O形环也可设置于第一通路60的相对侧上，以及在冷却夹套40中的任何附加冷却剂通路之间。

定子20可接收在冷却夹套40内，使得定子20与冷却夹套40的内表面42热传递接触。可能期望在将冷却夹套40放置在外部壳体12内之前将定子20放置在冷却夹套40中。在此情况下，冷却夹套40可通过加热而膨胀，定子20置于其中，并且然后冷却夹套40允许冷却并且由此围绕定子20收缩。定子20可包括第一轴向端和第二轴向端，并且可保持在冷却夹套40内，使得定子20的第一轴向端和第二轴向端与冷却夹套40的第一轴向端48和第二轴向端50基本对准。此外，如本领域中通常理解的，并且因此未在本文中详细描述的，合适的发电机转子18或电动机转子18可定位在定子20内，并且输入联接件或输出联接件分别与其联接。

图4示出组装的电机10和壳体12的外部视图。隐藏在壳体12内的冷却夹套40未被具体提及；然而，使用虚线在壳体12的壳22下方阴影中描绘了冷却夹套40的第一冷却剂通路60和第二冷却剂通路62。在此示例性实施例中，描绘了两组第一冷却剂通路60的端部66，通路60轴向前进并且围绕冷却夹套40和定子20转两圈(在此视图中也看不到)。备选地，在此实施例中仅包括单个第二通路62，第二冷却剂通路62设置于第一冷却剂通路60之间。如上所述，尽管未描绘，但任何数目和在冷却夹套40上的任何轴向放置的附加第一冷却剂通路60和第二冷却剂通路62都在本公开的范围内。

壳体12的外部可适于具有延伸通过壳体12并且与第一通路60流体连通的端口68，由此便于从第一通路60供应和/或排出第一冷却剂。同样，尽管图4中未示出，但壳体12还可包括用于供应/排出第二通路62的第二冷却剂的附加端口。应理解，在使用中，第一冷却剂和第二冷却剂可由泵(未示出)加压并且引导到端口68中的一个中以用于循环通过冷却夹套40。电机壳体12和通路60、62可取决于特定应用和需求而适于具有任何数目的端口68，无论是入口端口或出口端口。在目前描绘的实施例中，第一冷却剂可进入一个端口68并且沿着第一通路60引导到另一个端口68，此类端口分别充当入口端口和出口端口。

应理解，所公开的构造允许冷却剂流动的方向反转(如果期望如此)。在其它设想的实施例中，冷却剂通路适于具有附加入口端口和出口端口，以允许冷却剂同时沿多个方向循环。当用来自例如第一冷却剂储集器和第二冷却剂储集器或其它供应位置的第一冷却剂或第二冷却剂填充通路60、62时，端口68中的一个端口可用于吹扫空气，而另一个端口68接收并且供应冷却剂。如本行业中通常所理解的，端口68可允许从一个端口到另一个端口再供应冷却剂和通过冷却夹套40的连续流体流动路径。如本行业中通常所实践的，离开电机10的冷却剂可引导到热交换器，在热交换器处，吸收的热可在冷却剂返回到电机10之前传递到大气。另外，如本行业中还众所周知的，壳体12还可适于具有通风口(未示出)以用于从电机10的壳体12吹扫空气、油等。

进一步参考本公开的冷却组件36，图4和5还示出了设置在电机10的壳体12上的旁通部件70。此旁通部件70可包括第三通路72，其延伸通过壳体12以通过“跳过”第二通路62来流体地连接两组第一通路60。图4示出了在电机壳体12的表面上的旁通部件70的外部，第三通路72使用虚线在阴影中示出。备选地，图5示出了旁通部件70的横截面图，其展示了第三通路72如何与第一通路60对准并且与第一通路流体连通。具体地，旁通部件70设置在电机壳体12上，使得第三通路72与另外独立的成组第一冷却剂通路60的端部66对准。以此方式，通过连接成组第一通路60并且绕过第二通路62，第三通路72提供围绕第二通路62的第一冷却剂流动路径74，以允许第一冷却剂流从冷却夹套40的一端轴向地流动到另一端，而第二冷却剂在第一冷却剂流动路径之间流动。

如图所示，旁通部件70可为细长的块型结构，其与电机壳体12一起铸造并且一体化。备选地，单独制造的旁通部件可紧固到壳体12的外表面。此类旁通部件可具有与壳体12相同的材料，或具有本行业中已知的任何其它材料。在所示实施例中，第三通路72机械加工到旁通部件70中。具体地，如图5中所示，第三通路72通过在三个位置处钻入旁通部件70并且还在两个位置处通过壳体12最终产生三个相交通路而产生，其中两个还与成组第一通路60相交并且产生成组第一通路之间的流体连通。此构造需要旁通部件70与第一通路60的精确对准，使得第三通路72延伸通过壳体12以流体地连接成组第一通路60。还如图所示，塞76或任何合适的装置可并入旁通部件70中以堵塞或密封机械加工的第三通路72的暴露端，由此在第一通路60之间提供连续的第一冷却剂流动路径74。

如所提及，旁通部件70可使用任何合适的紧固装置附接到壳体表面，而不是与壳体12成一体的。例如，旁通部件70可为与所描绘的形状类似并且在其中具有第三通路72的独立铸造部件。此类旁通部件和第三通路可与延伸通过电机壳体12的孔对准以与第一通路60相交，并且随后紧固到壳体12。此构造还将提供在第一通路60之间并且围绕第二通路62的连续冷却剂流动路径74。本文中可设想可实现该功能的任何数目的构造。例如，另一个备选实施例可包括将管或管道附接到壳体12的外表面以提供某些通路之间并且围绕其它通路的流体连通。此类管或管道的附接可包括本行业已知的能够提供通路之间的流体紧密密封的任何合适的紧固装置。

在涉及此类独立旁通部件的情况下，本文中还可设想用本公开的元件改造现有电机。具体地，在现有机器包括具有多个轴向前进的冷却剂通路的冷却夹套的情况下，此类机器可用所公开的旁通部件改造以允许多个冷却剂流动路径通过冷却夹套而免于冷却剂的交叉污染。因此，本文中进一步设想了用于用本公开的元件改造现有电机的套件。具体地，此套件可包括旁通部件70和用于附接旁通部件70的任何必要紧固装置(包括但不限于附加管、螺栓、凸缘、托架、系带和夹具)，使得其流体地连接某些通路，同时绕过另一个通路。应理解，现有电机的任何此类适配可进一步需要并入附加端口和/或其它部件。

此外，如上文所提及，在本公开的范围内是具有冷却夹套的电机，所述冷却夹套具有附加和备选的第一通路和第二通路和/或一系列第一通路和第二通路。在这方面中，本文还设想了可在电机壳体上使用多个旁通部件以流体地连接相同冷却剂的通路。例如，如果所示冷却夹套40适于具有与第一通路60相对的冷却夹套40的轴向端48、50处的附加第二通路，则所公开的旁通部件70中的一个或多个可用于将附加第二通路与中心第二通路62流体地连接。取决于特定的冷却夹套设计和热传递要求，使用旁通部件的一个或多个类似冷却剂通路之间的任何数目的旁通构造都是可能的，并且在本公开中可设想。

图6示出了用于冷却电机10的方法的流程图。图6在以下段落中更详细地论述以进一步示出所公开的方法和概念。

工业适用性

所公开的用于电机10的冷却组件36在其中期望以受控并且一致的方式耗散大量热的任何电动机或发电机中找到潜在应用。所公开的冷却组件36增加了电机10的冷却效率，而不会基本上增加电机10的大小或重量。本文公开的冷却组件和方法可用于任何环境中，包括用于移动车辆上或静止应用中的电机。可采用适于具有所公开的冷却组件的电机的工作环境可包括采矿、机车、农业、运输、建筑等。在此类应用中，如下文详述，所公开的原理应用于使用相同冷却夹套40中的两种独立冷却剂流体冷却电机10的定子20。

转向图6，示出了用于冷却电机10的方法100的流程图。所公开的方法100开始于在步骤110处，提供冷却夹套40，冷却夹套40接收在电机壳体12中，并且具有至少两个第一冷却剂通路60和至少一个第二冷却剂通路62，第二冷却剂通路62设置于至少两个第一冷却剂通路60之间。如上文参考图1-5所述，冷却夹套40接收电机10的定子20和转子18。此外，冷却夹套40、定子20和转子18全部同轴地设置在电机壳体12内。以此方式，冷却夹套40以热传递能力定位在热发电定子20与电机10的壳体12之间。

所公开的冷却夹套40使用两种不同的冷却剂耗散来自定子20的热，每一种冷却剂流动通过独立的冷却剂回路或通路60、62。循环通过第一通路60的第一冷却剂可为水和乙二醇混合物(以及其它组分)，也称为WEG冷却剂。此第一WEG冷却剂主要用于通过围绕冷却夹套40循环来冷却定子20，同时还轴向前进通过冷却夹套40，冷却夹套以热传递方式直接接触定子20。通过从第一冷却剂储集器通过入口端口和出口端口68再供应和排出第一冷却剂，可进一步便于通过冷却夹套40的连续的第一冷却剂循环。循环通过第二通路62的第二冷却剂可为基于油的冷却剂，其包括任何类型的油、传动流体或润滑流体。此第二冷却剂可用于冷却电机10的内部部件，包括定子20的线圈或绕组34。与第一冷却剂类似，第二冷却剂可围绕冷却夹套40循环，并且尽管未示出，但也可轴向循环通过冷却夹套40。另外，如本行业中通常所实践的，可允许第二油冷却剂渗流通过冷却夹套40的第二通路62并且进入定子20，由此接触和冷却定子20的绕组34。第二油冷却剂还可通过壳体上的端口再供应和/或排出，所述端口与第二通路62流体连通。

如上所述，所公开的冷却夹套40可设计为具有对应于第一通路60和第二通路62的任何数目的凹槽。第一通路60和第二通路62可沿着冷却夹套40的长度轴向交替次序设置。此外，可包括任何数目的成组通路60、62。如图1、2、4和5中所示，冷却夹套40可包括以下轴向前进通路顺序：围绕冷却夹套40螺旋两圈的一组第一通路60、围绕冷却夹套40的第二通路62、以及围绕冷却夹套40螺旋两圈的另一组第一通路60。以此方式，有利地，第二冷却剂可在第一冷却剂的循环通路60之间循环。此外，第一通路60的螺旋(并且潜在地第二通路62)可沿着定子20的长度提供均匀的分布式冷却。

为了使第一冷却剂在所示的两组第一通路60之间循环，提供了绕过介入的第二通路62的第三通路72。因此，冷却电机10的方法100包括作为步骤120在电机壳体12的外部上提供第三通路72，第三通路72流体地连接至少两个第一冷却剂通路60并且绕过第二冷却剂通路62。此第三通路72可为以与壳体12成一体的方式设置在壳体12的外部上的旁通部件70的一部分，或者可改为紧固到壳体12。在任何情况下，第三通路72提供至少两个第一通路60之间并且围绕第二通路62的流体连通。如贯穿附图所示，这种旁通构造有利地允许两种交替的冷却剂沿着冷却夹套40的长度轴向地循环。此外，取决于特定冷却夹套的凹槽或通路设计，以及其热传递需求，电机可适于具有连接类似冷却剂通路的任何数目的旁通部件70，包括绕过WEG通路的油通路。

用于冷却电机10的方法100的步骤130和140分别需要使第一冷却剂循环通过至少两个第一冷却剂通路60和第三通路72，并且使第二冷却剂循环通过第二冷却剂通路62。如上所述，第一冷却剂可为旨在主要以热传递方式冷却定子20的WEG冷却剂，而第二冷却剂可为旨在主要通过热传递和直接接触冷却定子20的绕组34的油冷却剂。应避免同时循环通过冷却夹套40的这两种冷却剂的交叉污染。为此，如图1和5中所示，所公开的冷却组件36可进一步包括O形环64，所述O形环径向设置于冷却夹套40与壳22之间，并且轴向设置于第一通路60与第二通路62之间。以此方式，除了通路60、62经由冷却夹套40的外表面44与壳体12的壳22之间的表面对表面接触而彼此密封之外，通路60、62进一步通过并入O形环64彼此密封。此构造有利地允许两种独立冷却剂在冷却夹套40的各处轴向交替循环，而不混合或污染任一冷却剂。尽管未如此示出，但O形环64可沿着冷却夹套40的轴向长度并入任何地方，最尤其是在交替的第一通路60与第二通路62之间。

本公开还提供用旁通部件70改装现有电机。例如，取决于特定的热传递需求，具有冷却夹套(在其中具有用于循环冷却剂流体的凹槽)的现有电机可潜在地适于具有一个或多个旁通部件70。在这方面中，本文还可设想包括旁通部件70，以及使现有电机适于具有旁通部件70所必需的任何附接装置的套件。如果需要，还可添加附加端口以便于两种不同冷却剂沿着冷却夹套的长度的连续循环，并且改变潜在交替的冷却剂通路的数目和序列。另外，现有电机可适于具有本公开的全新冷却组件。例如，现有的常规电机可被拆卸，并且随后与包括冷却夹套40和旁通部件70的本公开的冷却组件适配并且重新组装。以这些不同方式，本公开提供了升级现有电机的潜力。

通过引导两种不同的冷却剂通过沿着冷却夹套40的长度轴向设置的邻近冷却剂通路60、62，上述冷却组件36和方法100可提供电机10的更大冷却效率。具体地，用于冷却定子20的第一WEG冷却剂连同用于冷却绕组34的第二油冷却剂为往往生成产生最多热量的电机10的部件提供冷却。具有常规冷却夹套的电机的部件经历的任何热引起的应力或损坏继而可减小。

对本公开或其示例的所有引用旨在引用当时所讨论的特定示例，而并非旨在更一般地暗示对本公开的范围的任何限制。另外，对于本领域技术人员显而易见的是，在不背离本公开的范围的情况下，可制作出本公开的冷却组件的各种改型和变型。考虑到本文中公开的实施例的说明和实施，其它实施例对于本领域技术人员将是显而易见的。用于给定应用的特定布置将取决于大小、热传递要求和可能的其它因素。因此，希望仅将本公开视为示例性的，并且涵盖落入所附权利要求的精神和范围内的所有备选方案、改型和变型。

Claims (10)

1.一种用于电机(10)的冷却组件(36)，包括：

构造成接收轴(14)、转子(18)和定子(20)的大体圆柱形冷却夹套(40)，所述冷却夹套(40)构造成设置于电机壳体(12)中；

用于循环第一冷却剂的所述冷却夹套(40)中的至少两个第一通路(60)和用于循环第二冷却剂的所述冷却夹套(40)中的至少一个第二通路(62)，所述第二通路(62)设置于所述至少两个第一通路(60)之间；以及

在所述电机壳体(12)的外部上的第三通路(72)，所述第三通路(72)延伸通过所述壳体(12)以流体地连接所述至少两个第一通路(60)并且绕过所述第二通路(62)。

2.根据权利要求1所述的冷却组件(36)，其中所述第一通路(60)构造成循环基于水和乙二醇的第一冷却剂。

3.根据权利要求1所述的冷却组件(36)，其中所述第二通路(62)构造成循环基于油的第二冷却剂。

4.根据权利要求1所述的冷却组件(36)，进一步包括在所述冷却夹套(40)上设置在所述至少两个第一通路(60)与所述第二通路(62)之间的一个或多个O形环(64)。

5.根据权利要求1所述的冷却组件(36)，其中所述第三通路(72)是用于改装现有电机(10)的套件的一部分。

6.根据权利要求1所述的冷却组件(36)，其中所述第三通路(72)包括构造成用于附接到所述电机壳体(12)的外部的管。

7.一种冷却电机(10)的方法(100)，包括以下步骤：

提供冷却夹套(40)，所述冷却夹套(40)接收在电机壳体(12)中并且具有至少两个第一冷却剂通路(60)和至少一个第二冷却剂通路(62)，所述第二冷却剂通路(62)设置于所述至少两个第一冷却剂通路(60)之间；

在所述电机壳体(12)的外部上提供第三通路(72)，所述第三通路(72)流体地连接所述至少两个第一冷却剂通路(60)并且绕过所述第二冷却剂通路(62)；

使第一冷却剂循环通过所述至少两个第一冷却剂通路(60)和所述第三通路(72)；以及

使第二冷却剂循环通过所述第二冷却剂通路(62)。

8.根据权利要求7所述的方法(100)，进一步包括在至少两个第一通路(60)与所述第二通路(62)之间提供一个或多个O形环(64)的步骤。

9.根据权利要求7所述的方法(100)，其中所述第一冷却剂是基于水和乙二醇的冷却剂，所述冷却剂构造成冷却所述电机(10)的定子(20)。

10.根据权利要求7所述的方法(100)，其中所述第二冷却剂是基于油的冷却剂，所述冷却剂构造成冷却所述电机(10)的定子绕组(34)。

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