CN115726985A - 一种离心涡轮风机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种离心涡轮风机，包括：外转子电机，外转子电机包括电机定子和外转子，外转子呈瓶盖状，套设于电机定子的外周；以及套设于外转子上的涡轮风机，外转子电机驱动涡轮风机运转以使风从涡轮风机的进风口吸入，出风口排出。

Description

一种离心涡轮风机

技术领域

本发明涉及涡轮风机领域，尤其涉及一种集成外转子电机的离心涡轮风机。

背景技术

当前汽车产业电动化发展迅速，环卫车辆作为城市环卫作业车辆，也将迎来电动化浪潮。传统洗扫车作为环卫道路保洁车辆，通常由副发动机驱动车辆上装有的风机、水泵、油泵等开展工作。在这种驱动模式下，传动系统结构复杂，效率低，可靠性差。

针对电动洗扫车，其上也装有风机、水泵、油泵等装置。在进行洗扫作业时吸尘所采用的风机利用电机通过皮带轮传动驱动风机工作，传动结构复杂，占用空间大，布置灵活性较差，无法适应电动洗扫车的发展需求，

为了克服现有技术存在的上述缺陷，本领域亟需一种离心涡轮风机，用于电动洗扫车等场景，直接采用外转子电机作为风机工作的动力源，同时采用强迫风冷为电机散热，提升了离心涡轮电机的工作性能，风机与电机集成一体，进一步降低风机的重量和体积，从而提升风机的布置灵活性，提升整车空间利用率。

发明内容

以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。

为了克服现有技术存在的上述缺陷，本发明提供了一种离心涡轮风机，包括：外转子电机，外转子电机包括电机定子和外转子，外转子呈瓶盖状，套设于电机定子的外周；以及套设于外转子上的涡轮风机，外转子电机驱动涡轮风机运转以使风从涡轮风机的进风口吸入，出风口排出。

在一实施例中，优选地，外转子的端盖上设有多个通风孔以吸入冷却风为外转子电机散热。

在一实施例中，优选地，电机定子的中央设有电机定子轴，电机定子轴中央设有中空风道以吸入冷却风。

在一实施例中，优选地，电机定子轴中央的中空风道在经过电机定子段的四周开有多个通风孔，用于将吸入中空风道的冷却风排至电机定子以冷却外转子电机。

在一实施例中，优选地，涡轮风机包括：套设于外转子外周的涡轮叶轮，外转子驱动涡轮叶轮沿特定方向转动；外转子的侧周表面设有多个通风孔，用以排出吸入电机的冷却风至涡轮叶轮，并从出风口排出。

在一实施例中，优选地，涡轮风机还包括蜗壳，蜗壳为离心涡轮风机的外壳，电机定子与外转子均固定安装于蜗壳的蜗壳后盖上以支撑外转子电机。

在一实施例中，优选地，电机定子与外转子通过螺栓固定连接与蜗壳的蜗壳后盖上。

在一实施例中，优选地，电机定子与外转子通过轴承连接。

在一实施例中，优选地，外转子的外壳内部分设有永磁体。

本发明的另一方面还提供了一种车辆，该车辆包含上述任一项所描述的离心涡轮风机。

附图说明

在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，能够更好地理解本发明的上述特征和优点。在附图中，各组件不一定是按比例绘制，并且具有类似的相关特性或特征的组件可能具有相同或相近的附图标记。

图1是根据本发明的一实施例绘示的离心涡轮风机的右侧面的截面结构剖视图；

图2是根据本发明的一实施例绘示的离心涡轮风机的正面的截面结构剖视图；

图3是根据本发明的一实施例绘示的离心涡轮风机的装置结构的拆解爆炸图；

图4是根据本发明的一实施例绘示的离心涡轮风机的装置结构的截面放大图；

图5是根据本发明的一实施例绘示的电机外转子的端盖散热孔结构示意图；以及

图6是根据本发明的一实施例绘示的电机定子轴内部的散热空气流向示意图。

为清楚起见，以下给出附图标记的简要说明：

1 进风口

2 涡轮叶轮

3 外转子

4 电机定子

5 蜗壳

6 出风口

7 蜗壳前盖

8 蜗壳后盖

9 外转子外壳

10 永磁体

11 轴承

12 定子线圈

13 电机定子轴

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。虽然本发明的描述将结合优选实施例一起介绍，但这并不代表此发明的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作发明介绍的目的是为了覆盖基于本发明的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。

为了提供对本发明的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本发明也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本发明的重点，有些具体细节将在描述中被省略。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，在以下的说明中所使用的“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“水平”、“垂直”应被理解为该段以及相关附图中所绘示的方位。此相对性的用语仅是为了方便说明之用，其并不代表其所叙述的装置需以特定方位来制造或运作，因此不应理解为对本发明的限制。

能理解的是，虽然在此可使用用语“第一”、“第二”、“第三”等来叙述各种组件、区域、层和/或部分，这些组件、区域、层和/或部分不应被这些用语限定，且这些用语仅是用来区别不同的组件、区域、层和/或部分。

因此，以下讨论的第一组件、区域、层和/或部分可在不偏离本发明一些实施例的情况下被称为第二组件、区域、层和/或部分。

为了克服现有技术存在的上述缺陷，本发明提供了一种离心涡轮风机，不同于一般电动涡轮风机采用皮带轮传动驱动风机工作的传统方式，直接使用外转子电机作为风机工作的动力源，同时采用强迫风冷为电机散热，风机与电机集成一体，进一步降低风机的重量和体积，从而提升风机的布置灵活性，提升整车空间利用率。

图1是根据本发明的一实施例绘示的离心涡轮风机的右侧面的截面结构剖视图；图2是根据本发明的一实施例绘示的离心涡轮风机的正面的截面结构剖视图。

如图1、2所示，本发明提供的离心涡轮风机包括：外转子电机，外转子电机包括电机定子4和外转子3，以及套设于外转子3上的涡轮风机，外转子电机驱动涡轮风机运转以使风从涡轮风机的进风口1吸入，出风口6排出。

涡轮风机还包括套设于外转子3外周的涡轮叶轮2，外转子3驱动涡轮叶轮2沿特定方向转动，从而开展洗扫作业。

涡轮叶轮2与外转子3为一个整体，当电机通电工作时，外转子3开始旋转工作，从而涡轮叶轮2同步开始旋转运转，进一步地，风机从进风口1吸入空气，通过涡轮叶轮2经过蜗壳5后，最后从出风口6排出。

图3是根据本发明的一实施例绘示的离心涡轮风机的装置结构的拆解爆炸图。

请再结合图3，在一实施例中，涡轮风机还包括蜗壳5，蜗壳5为离心涡轮风机的外壳。电机定子4与外转子3均固定安装于蜗壳的蜗壳后盖上以支撑外转子电机。

请参照图1～3，本发明提供的离心涡轮风机的进风口1的截面呈长方形，竖立于离心涡轮风机的最前端，开口朝上。

进风口1的下端与蜗壳前端中央连通，以将吸入进风口1的风导入风机的涡轮叶轮2。

在图3所示的实施例中，离心涡轮风机的出风口6位于装置侧面，开口沿水平方向向左，用于排出吸入风机中的风量。

本领域技术人员可以理解地，上述离心涡轮风机的进风口与出风口的位置、形状仅做示例性地说明，目的是为更加清楚地阐述本发明的装置结构及工作原理，并非用于限制本发明的保护范围。

图4是根据本发明的一实施例绘示的离心涡轮风机的装置结构的截面放大图。

请参照图4，外转子外壳9内部部分设有永磁体10，电机定子4中还安装有定子线圈12，用于与永磁体10配合以使通电后驱动外转子3转动。

电机定子4和外转子3之间通过轴承11连接固定。

请再结合图3、4，外转子3套设于电机定子4外周，由外转子外壳9加以固定。电机定子4与外转子3均通过螺栓固定安装于蜗壳5的蜗壳后盖8上以支撑外转子电机。

在一实施例中，外转子外壳9与蜗壳后盖8通过螺栓连接为一个整体。

在图3所示的实施例中，外转子3呈瓶盖状，套设于电机定子4的外周。外转子的端盖上设有多个通风孔以吸入冷却风为外转子电机散热。

外转子3的侧周表面也设有多个通风孔，用于排出吸入电机散热风至外部风机的涡轮叶轮2，最后由出风口6排出。

图5是根据本发明的一实施例绘示的电机外转子的端盖散热孔结构示意图。

在图5所示的实施例中，外转子3的端盖中央为固定螺栓，围绕固定螺栓设有多圈孔洞，多个孔洞呈放射状的同心圆由内向外均匀排布，在外圈还设有方形孔洞以向装置中央吸入更多的冷却风进行散热。

本领域技术人员可以理解地，图5实施例中的散热孔排布仅做示例性的说明，而非用于限制本发明的保护范围。散热孔的排布可以根据实际工况的不同需求呈现不同的排布方式。

请再回到图4，电机定子4的中央设有电机定子轴13，电机定子轴13穿过蜗壳5的蜗壳前盖7。电机定子轴13中央设有前后贯通的中空风道以吸入冷却风。

当冷却风经由外转子3端盖的散热孔吸入后，进入该中空风道进一步的为电机进行散热。

图6是根据本发明的一实施例绘示的电机定子轴内部的散热空气流向示意图。

请参照图6，电机定子轴13中央的中空风道在经过电机定子段的四周开有多个通风孔。沿图6中的箭头方向，冷却风经由外转子3端盖吸入定子轴13的中空风道后，通过该些通风孔排出至电机内部，最后排出至电机外部的涡轮叶轮2，最后散热风从出风口6排出。

因此，本发明提供的离心涡轮风机在实现外转子电机直接驱动风机工作的同时，利用风的流向巧妙设计散热风道及散热孔，在风机工作的同时为内部电机进行强制风冷，从而为电机进行散热冷却。

本发明提供的离心涡轮风机，直接使用外转子电机作为风机运转的动力源，避免了传统涡轮风机中利用皮带轮传动风机的传统方式，将电机与风机集成为一体，进一步降低了风机的重量、体积，提升了风机的布置灵活性，提升了整车空间利用率。

更进一步地，在离心涡轮风机的装置中设置风冷结构，通过散热孔、冷却风道的设置使得风机在工作时，能够同步将冷却风吸入电机从而对电机进行散热冷却，提升了涡轮风机的工作性能。

本发明还提供了一种车辆，该车辆包含上述任一项所描述的离心涡轮风机。

在一实施例中，该车辆用于城市环卫作业的洗扫保洁车辆，其在进行洗扫作业时利用上述涡轮风机进行吸尘工作。由于本发明提供的离心涡轮风机具备重量轻、体积小的优势特点，使得风机在车辆空间中的布置具备灵活性，提升了整车的空间利用率。

提供对本公开的先前描述是为使得本领域任何技术人员皆能够制作或使用本公开。对本公开的各种修改对本领域技术人员来说都将是显而易见的，且本文中所定义的普适原理可被应用到其他变体而不会脱离本公开的精神或范围。由此，本公开并非旨在被限定于本文中所描述的示例和设计，而是应被授予与本文中所公开的原理和新颖性特征相一致的最广范围。

Claims (10)

1.一种离心涡轮风机，包括：

外转子电机，所述外转子电机包括电机定子和外转子，所述外转子呈瓶盖状，套设于所述电机定子的外周；以及

套设于所述外转子上的涡轮风机，所述外转子电机驱动所述涡轮风机运转以使风从所述涡轮风机的进风口吸入，出风口排出。

2.如权利要求1所述的离心涡轮风机，其特征在于，所述外转子的端盖上设有多个通风孔以吸入冷却风为所述外转子电机散热。

3.如权利要求2所述的离心涡轮风机，其特征在于，所述电机定子的中央设有电机定子轴，所述电机定子轴中央设有中空风道以吸入冷却风。

4.如权利要求3所述的离心涡轮风机，其特征在于，所述电机定子轴中央的所述中空风道在经过所述电机定子段的四周开有多个通风孔，用于将吸入所述中空风道的冷却风排至所述电机定子以冷却所述外转子电机。

5.如权利要求1所述的离心涡轮风机，其特征在于，所述涡轮风机包括：

套设于所述外转子外周的涡轮叶轮，所述外转子驱动所述涡轮叶轮沿特定方向转动；

所述外转子的侧周表面设有多个通风孔，用以排出吸入所述电机的冷却风至所述涡轮叶轮，并从所述出风口排出。

6.如权利要求2所述的离心涡轮风机，其特征在于，所述涡轮风机还包括蜗壳，所述蜗壳为所述离心涡轮风机的外壳，所述电机定子与所述外转子均固定安装于所述蜗壳的蜗壳后盖上以支撑所述外转子电机。

7.如权利要求6所述的离心涡轮风机，其特征在于，所述电机定子与所述外转子通过螺栓固定连接于所述蜗壳的蜗壳后盖上。

8.如权利要求2所述的离心涡轮风机，其特征在于，所述电机定子与所述外转子通过轴承连接。

9.如权利要求1所述的离心涡轮风机，其特征在于，所述外转子的外壳内部分设有永磁体。

10.一种车辆，其特征在于，所述车辆包含如权利要求1～9中任一项所述的离心涡轮风机。

Images