CN115714506A - 一种风冷电机的气道式冷却装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风冷电机的气道式冷却装置，涉及风冷电动机领域，包括电机内壳，在该电机内壳内同轴安装有定子、转子和悬臂轴，电机内壳的一端设有底板，底板的一侧为外壳安装面；电机外壳，同轴套设在电机内壳外周，并固定在外壳安装面上，电机内壳相对电机外壳密封，在电机外壳上开设进风口和出风口，电机外壳的内壁与电机内壳的外壁之间形成通风腔，进风口、出风口分别与通风腔连通，形成通气风道；以及空气压缩机，其进气口与出风口连接，对通气风道进行负压吸引。本发明不再使用电机风扇进行散热，利用空气压缩机负压吸气的特点带动空气流通，提高电机散热效果，消除了常规风冷电机所带来的风磨损耗，进而延长电机使用寿命。

Description

一种风冷电机的气道式冷却装置

技术领域

本发明涉及风冷电动机的领域，具体涉及一种风冷电机的气道式冷却装置。

背景技术

电机运行时会产生热量，如果不及时散热会导致电机温升过高，烧坏内部定子绕组，常规的电机散热方式是通过电机内部的风扇进行散热。例如，中国专利文献(CN206117385U)公开了一种高效风冷电机，包括机座本体、设置在机座本体外表面上的若干散热肋筋、电机轴及安装在电机轴上的电机风扇，在电机风扇的外侧设置有风扇导风板，风扇导风板内表面与电机风扇的各风扇叶片外侧形成等间隙；在散热肋筋的外周设置有若干导风盖，所述导风盖间隔设置于相邻两散热肋筋顶部之间；两散热肋筋与导风盖及机座本体间形成导风腔，导风腔的进风端位于机座本体上邻近电机风扇的一端。该高效风冷电机能改善电机风扇的送风状态，增强电机散热效果，提高电机效率。

然而，使用风扇散热的效果不是很明显，常规的风冷电机中无论是用同轴风叶或是独立风机或者转子上自带风叶都会造成风磨损耗，为提高电机散热效果以及减少风损，提高电机性能，发明了此气道式冷却方式。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种风冷电机的气道式冷却装置，解决了用风扇散热效果差的问题，提高了电机的散热效果，加快散热速度，利用空气压缩机负压吸气的特点带动空气流通，不再使用电机风扇进行散热，消除了常规风冷电机所带来的风磨损耗，进而延长电机使用寿命。

本发明的目的是通过如下技术方案来完成的：这种风冷电机的气道式冷却装置，包括

电机内壳，在该电机内壳内同轴安装有定子、转子和悬臂轴，电机内壳的一端设有底板，底板的一侧为外壳安装面；

电机外壳，同轴套设在电机内壳外周，并固定在外壳安装面上，电机内壳相对电机外壳密封，在电机外壳上开设进风口和出风口，电机外壳的内壁与电机内壳的外壁之间形成通风腔，进风口、出风口分别与通风腔连通，形成通气风道；以及

空气压缩机，其进气口与出风口连接，对通气风道进行负压吸引。

作为进一步的技术方案，所述底板上设有开口，使悬臂轴暴露于开口处，从而向外输出动力；底板、开口及悬臂轴三者同轴布置。

作为进一步的技术方案，所述电机内壳上远离底板的一端设置后盖板进行密封。

作为进一步的技术方案，所述电机内壳的外壁上沿轴向均布有若干环形的散热筋，在进风口与出风口之间的通气风道内设置一条连接筋，连接筋沿电机内壳的轴向布置，用于连接电机内壳的外壁与电机外壳的内壁。

作为进一步的技术方案，所述进风口和出风口均沿电机外壳的径向开设，且进风口的中心与出风口的中心所成圆心角为90°。

作为进一步的技术方案，所述进风口开设在电机外壳上与底板相对的一侧，出风口开设在电机外壳靠近底板处的外壁上；通风腔内靠近进风口处设置空气滤芯，对进风口吸入空气进行过滤，空气滤芯的中心孔前端与进风口连通，所述中心孔的后端被后盖板堵住，使过滤后的空气只能从空气滤芯的外周排出；电机内壳上沿其外壁均布有若干条形的散热筋，散热筋沿电机内壳的轴向布置。

作为进一步的技术方案，所述电机外壳的外壁上靠近底板处沿轴向开设若干条状的进风口，各进风口沿电机外壳的外圆周均布；电机内壳上沿其外壁均布有若干散热筋，散热筋沿电机内壳的轴向布置。

作为进一步的技术方案，所述电机内壳的外壁上沿轴向均布有若干环形的散热筋，进风口和出风口均沿电机外壳的径向开设，且进风口的中心与出风口的中心所成圆心角为180°；所述进风口有若干个，且其总面积大于出风口面积。

作为进一步的技术方案，所述底板上与外壳安装面相对的一侧为空压机安装面，所述空气压缩机为螺杆式空压机，所述螺杆式空压机固定在空压机安装面上，其轴伸端同轴连接在悬臂轴上，由悬臂轴驱动所述螺杆式空压机工作，所述螺杆式空压机的进气口与出风口连接实现负压吸引，所述螺杆式空压机的出气口向外输出压缩空气。

作为进一步的技术方案，所述电机外壳上开设若干固定孔，用于固定电机内壳和电机外壳。

本发明的有益效果为：

1、电机内、外壳之间形成通气风道，借助空气压缩机的负压吸引作用，由流动空气将电机内部的热量带出，在无需安装电机风扇的情况下，实现气道式散热，此气道式冷却方式消除了电机风扇运行时带来的风磨损耗，能有效提升电机的性能与冷却效果；

2、底板上设置开口露出悬臂轴，便于电机直接外接输出动力，悬臂轴与同时也便于螺杆式空压机同轴连接，底板、开口及悬臂轴三者同轴布置，减少了联轴器、中托架等零部件的联接，能够提高电机运行的稳定性；

3、电机内壳安装后盖板进行密封，使电机内壳相对电机外壳完全密封，有效保护了电机内的定子绕组，避免了定子绕组因吸附过多杂物导致电机温升过高以及线路短路的风险；

4、电机内壁上沿空气流动的方向设置散热筋，进一步提升空气的冷却效果；

5、通气风道内设置连接筋，使进风口的空气绕电机内壳的外壁一圈后才从出风口排出，保证散热效果；

6、进出风口角度多样化，进出风口可根据实际需求设置，可以实现风上进下出、下进上出，以及前端进后端出，后端进风，经过空气滤芯，从前端吹出；

7、在下进上出的进风模式中，取消进、出风口之间的连接筋，空气能从通气风道的两侧通过，此外出风口由多个小孔组成，在增大进风面积的同时，还能防止大颗粒的杂质进入通气风道；

8、悬臂轴与螺杆式空压机同轴连接后，电机可作为螺杆式空压机的动力源使用，螺杆式空压机在对电机散热的同时，还能实现空气压缩功能。

附图说明

图1为本发明中实施例1的结构剖视图。

图2为本发明中实施例1的立体结构示意图1。

图3为图2去掉电机外壳后的结构示意图。

图4为本发明中实施例1的立体结构示意图2。

图5为本发明中实施例2的结构剖视图。

图6为本发明中实施例2的立体结构示意图。

图7为本发明中实施例3的结构剖视图。

图8为本发明中实施例4的结构剖视图。

图9为本发明的风冷电机与螺杆式空压机同轴连接后的结构示意图。

附图标记说明：电机内壳1、底板1-1、外壳安装面1-2、空压机安装面1-3、开口1-4、电机外壳2、定子3、转子4、悬臂轴5、进风口6、出风口7、通风腔8、后盖板9、通气风道10、散热筋11、连接筋12、空气滤芯13、固定孔14、螺杆式空压机15、轴伸端16、进气口17。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做详细的介绍：

实施例1：如附图1～4所示，一种风冷电机的气道式冷却装置，包括电机内壳1、底板1-1、外壳安装面1-2、空压机安装面1-3、开口1-4、电机外壳2、定子3、转子4、悬臂轴5、进风口6、出风口7、通风腔8、后盖板9、通气风道10、散热筋11、连接筋12、固定孔14和空气压缩机。

参考附图1，在电机内壳1内依次同轴安装有定子3、转子4和悬臂轴5，电机内壳1的一端设有底板1-1，底板1-1的一侧为外壳安装面1-2，底板1-1上与外壳安装面1-2相对的一侧为空压机安装面1-3。电机外壳2同轴套设在电机内壳1外周，并固定在外壳安装面1-2上，在电机外壳2上开设进风口6和出风口7，电机外壳2的内壁与电机内壳1的外壁之间形成通风腔8，进风口6、出风口7分别与通风腔8连通，形成通气风道10，电机内壳1相对电机外壳2(通风腔8)密封。空气压缩机的进气口连接在出风口7上，实现对通气风道10的负压吸引，使外界空气从进风口6处进入通风腔8，对电机进行散热后，从出风口7处吸出通风腔8，形成通风散热循环。如图3所示，电机内壳1的外壁上沿轴向均布有若干环形的散热筋11(每一环形的散热筋11沿电机内壳1的外圆周布置)，在进风口6与出风口7之间的通气风道10内设置一条连接筋12，连接筋12沿电机内壳1(电机外壳2)的轴向布置，连接筋12将电机内壳1的外壁与电机外壳2的内壁连接。进一步的，如图2、4所示，进风口6和出风口7均沿电机外壳2的径向开设，且进风口6的中心与出风口7的中心所成圆心角为90°。连接筋12将90°的圆心角隔开，使进风口6处的空气必须绕通风腔8(通气风道10)一圈后才从出风口7处排出，保证散热效果。

优选地，如图3、4所示，在底板1-1中心设有开口1-4，使悬臂轴5暴露于开口1-4处，便于向外输出动力，底板1-1、开口1-4及悬臂轴5三者同轴布置，减少了联轴器、中托架等零部件的联接，能够提高电机运行的稳定性。电机内壳1上远离底板1-1的一端设置后盖板9进行密封，使电机内壳相对电机外壳完全密封，有效保护了电机内的定子绕组，避免了定子绕组因吸附过多杂物导致电机温升过高以及线路短路的风险。电机外壳2上开设若干固定孔14，用于固定电机内壳1和电机外壳2。本实施例中的进风形式为左、右进出风。

实施例2：如图5、6所示，一种风冷电机的气道式冷却装置，包括电机内壳1、底板1-1、外壳安装面1-2、空压机安装面1-3、开口1-4、电机外壳2、定子3、转子4、悬臂轴5、进风口6、出风口7、通风腔8、后盖板9、通气风道10、散热筋11、空气滤芯13、固定孔14和空气压缩机。

参考附图5，与实施例1不同之处在于，进风口6开设在电机外壳2上与底板1-1相对的一侧(即图5中左侧)，出风口7开设在电机外壳2靠近底板1-1处的外壁上(图5中右上角)。通风腔8内靠近进风口6处设置空气滤芯13，能够对进风口6吸入的空气进行过滤，空气滤芯13的中心孔前端与进风口6连通，该中心孔的后端被后盖板9所堵住，使过滤后的空气只能从空气滤芯13中心孔的外周(即图5中靠左侧的上、下两部分)排出。进一步的，电机内壳1上沿其外壁均布有若干条形的散热筋11，散热筋11沿电机内壳1的轴向布置，即散热筋11的长度方向与通气风道10的方向相同。本实施例中的进风形式为后端进风、前端出风。

实施例3：如图7所示，一种风冷电机的气道式冷却装置，包括电机内壳1、底板1-1、外壳安装面1-2、空压机安装面1-3、开口1-4、电机外壳2、定子3、转子4、悬臂轴5、进风口6、出风口7、通风腔8、后盖板9、通气风道10、散热筋11、空气滤芯13、固定孔14和空气压缩机。

与实施例1不同之处在于，电机外壳2的外壁上靠近底板1-1处(即图7中左侧)沿轴向开设若干条状的进风口6，各进风口6沿电机外壳2的外圆周均布，条状且圆周分布的进风口6有效增加了进风面积，进而增大进风量，提升电机散热效果。电机内壳1上沿其外壁圆周均布有若干散热筋11，散热筋11沿电机内壳1的轴向布置，即散热筋11的长度方向与通气风道10的方向相同。本实施例中的进风形式为前端进风、后端出风。

实施例4：参考附图8，与实施例1相同之处在于，电机内壳1的外壁上仍沿轴向均布有若干环形的散热筋11，且进风口6和出风口7均沿电机外壳2的径向开设。与实施例1不同之处在于，进风口6开设在电机外壳2底部(地脚安装面处)，出风口7开设于电机外壳2顶部(与地脚安装面相对处)，且进风口6的中心与出风口7的中心所成圆心角为180°。此外，优选地，进风口6由三个(也可以是更多数量)小孔组成，各小孔的总面积大于出风口7的面积。将一个较大的孔改为多个较小的孔，在增大进风面积的同时，还能防止大颗粒的杂质进入通气风道10内，导致堵塞。

如图9所示(图中以实施例1为例)，对于上述实施例1～4，当空气压缩机为螺杆式空压机15时，该风冷电机作为螺杆式空压机15的动力源组合使用。螺杆式空压机15固定在空压机安装面1-3上，其轴伸端16同轴连接在悬臂轴5上，由悬臂轴5驱动螺杆式空压机15工作，螺杆式空压机15的进气口17与出风口7通过管道连接实现负压吸引，螺杆式空压机15的出气口向外输出压缩空气，即螺杆式空压机对电机进行散热的同时还能对外进行空气压缩。

本发明的工作原理：本发明中的风冷电机可单独作为动力源使用，也可作为螺杆式空压机的动力源组合使用。单独使用时，电机由悬臂轴5向外输出动力，只需在出风口7处连接空气压缩机，利用空气压缩机工作时产生的负压对通气风道10产生负压吸引，使外界空气从进风口6进入通风腔8(通气风道10)内实现对电机的散热。与螺杆式空压机15组合使用时，螺杆式空压机固定在空压机安装面1-3上，其轴伸端16同轴连接在悬臂轴5上，由悬臂轴5驱动螺杆式空压机工作。并且，螺杆式空压机的进气口17与出风口7通过管道连接实现负压吸引，而螺杆式空压机的出气口则向外输出压缩空气，即螺杆式空压机在对电机进行散热的同时还能同步进行空气压缩，作为空气压缩设备使用。

可以理解的是，对本领域技术人员来说，对本发明的技术方案及发明构思加以等同替换或改变都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种风冷电机的气道式冷却装置，其特征在于：包括

电机内壳(1)，在该电机内壳(1)内同轴安装有定子(3)、转子(4)和悬臂轴(5)，电机内壳(1)的一端设有底板(1-1)，底板(1-1)的一侧为外壳安装面(1-2)；

电机外壳(2)，同轴套设在电机内壳(1)外周，并固定在外壳安装面(1-2)上，电机内壳(1)相对电机外壳(2)密封，在电机外壳(2)上开设进风口(6)和出风口(7)，电机外壳(2)的内壁与电机内壳(1)的外壁之间形成通风腔(8)，进风口(6)、出风口(7)分别与通风腔(8)连通，形成通气风道(10)；以及

空气压缩机，其进气口与出风口(7)连接，对通气风道(10)进行负压吸引。

2.根据权利要求1所述的风冷电机的气道式冷却装置，其特征在于：所述底板(1-1)上设有开口(1-4)，使悬臂轴(5)暴露于开口(1-4)处，从而向外输出动力；底板(1-1)、开口(1-4)及悬臂轴(5)三者同轴布置。

3.根据权利要求2所述的风冷电机的气道式冷却装置，其特征在于：所述电机内壳(1)上远离底板(1-1)的一端设置后盖板(9)进行密封。

4.根据权利要求3所述的风冷电机的气道式冷却装置，其特征在于：所述电机内壳(1)的外壁上沿轴向均布有若干环形的散热筋(11)，在进风口(6)与出风口(7)之间的通气风道(10)内设置一条连接筋(12)，连接筋(12)沿电机内壳(1)的轴向布置，用于连接电机内壳(1)的外壁与电机外壳(2)的内壁。

5.根据权利要求4所述的风冷电机的气道式冷却装置，其特征在于：所述进风口(6)和出风口(7)均沿电机外壳(2)的径向开设，且进风口(6)的中心与出风口(7)的中心所成圆心角为90°。

6.根据权利要求3所述的风冷电机的气道式冷却装置，其特征在于：所述进风口(6)开设在电机外壳(2)上与底板(1-1)相对的一侧，出风口(7)开设在电机外壳(2)靠近底板(1-1)处的外壁上；通风腔(8)内靠近进风口(6)处设置空气滤芯(13)，对进风口(6)吸入空气进行过滤，空气滤芯(13)的中心孔前端与进风口(6)连通，所述中心孔的后端被后盖板(9)堵住；电机内壳(1)上沿其外壁均布有若干条形的散热筋(11)，散热筋(11)沿电机内壳(1)的轴向布置。

7.根据权利要求3所述的风冷电机的气道式冷却装置，其特征在于：所述电机外壳(2)的外壁上靠近底板(1-1)处沿轴向开设若干条状的进风口(6)，各进风口(6)沿电机外壳(2)的外圆周均布；电机内壳(1)上沿其外壁均布有若干散热筋(11)，散热筋(11)沿电机内壳(1)的轴向布置。

8.根据权利要求3所述的风冷电机的气道式冷却装置，其特征在于：所述电机内壳(1)的外壁上沿轴向均布有若干环形的散热筋(11)，进风口(6)和出风口(7)均沿电机外壳(2)的径向开设，且进风口(6)的中心与出风口(7)的中心所成圆心角为180°；所述进风口(6)有若干个，且其总面积大于出风口(7)面积。

9.根据权利要求1～8中任一项所述的风冷电机的气道式冷却装置，其特征在于：所述底板(1-1)上与外壳安装面(1-2)相对的一侧为空压机安装面(1-3)，所述空气压缩机为螺杆式空压机(15)，螺杆式空压机(15)固定在空压机安装面(1-3)上，其轴伸端(16)同轴连接在悬臂轴(5)上，由悬臂轴(5)驱动螺杆式空压机(15)工作，螺杆式空压机(15)的进气口(17)与出风口(7)连接实现负压吸引，螺杆式空压机(15)的出气口向外输出压缩空气。

10.根据权利要求9所述的风冷电机的气道式冷却装置，其特征在于：所述电机外壳(2)上开设若干固定孔(14)，用于固定电机内壳(1)和电机外壳(2)。

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