CN117879260B - 一种永磁发电机冷却装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种永磁发电机冷却装置，涉及永磁电机技术领域，包括发动机、发电机主体和绕卷在发电机主体外侧的蒸发器，还包括：冷却组件，设置在发电机主体的一侧，所述分流组件包括安装套，所述安装套与连接套相连接，所述安装套与集风罩固定连接，所述安装套远离集风罩的一侧安装有分流管，所述分流管的一端连接有喷气嘴，所述安装套靠近分流管的一侧固定连接有固定板，所述连接套靠近扇叶的一侧固定连接有连接杆，所述连接杆远离连接套的一侧固定连接有滑块，解决了仅在发电机的外部设置风扇，散热效果有限，在负载设备使用时内部温度值处于较高的温度，发电机温度高时永磁发电机的性能下降，仍存在发电机温度较高的问题。

Description

一种永磁发电机冷却装置

技术领域

本发明涉及永磁电机技术领域，具体为一种永磁发电机冷却装置。

背景技术

永磁发电机是指由热能转变的机械能转化为电能的发电装置，永磁发电机具有体积小、效率高、重量轻等传统发电机无法比拟的优点。永磁发电机虽然可以做到全封闭防水防霉防盐雾，但在工作中会产生大量的热能，如果不能有效地从发电机中把这些热能排除，很可能会影响永磁发电机的正常工作状态，甚而缩短使用寿命，造成不可逆退磁现象，使发电机性能下降甚至无法使用。

现有永磁发电机的冷却方式有风冷和水冷两种，风冷是在转轴上安装风叶，其缺点是工作时，能为发电机散去一部份的热量，但是增加发电机的损耗，并且冷却效果在一般环境的场所使用时，发电机的温度依然较高，因永磁发电机采用永磁体产生电能，所以永磁发电机常常设计全封闭有着较高防护等级，在负载设备使用时内部温度值处于较高的温度，发电机温度高时永磁发电机的性能下降，因此风叶冷却的方式并不能有效解决永磁发电机的散热问题。水冷的设计降温效果大于风叶散热，水冷是将冷却水通过在机壳内设计管道在冷却液在管道内循环流动带走热量，但当永磁发电机的处于高温环境使用时冷却的效果就显得微乎其微。在发电设备长时间的使用，冷却水的温度随之升高，冷却效果变差。永磁发电机整体性能下降，当温度持续上升时永磁当冷却效果变差时，还是不能有效避免永磁发电机高温时对发电机整体性能降低带来的影响。

如公开号为CN107370292A的一种永磁发电机的冷却装置，永磁发电机的转轴一端固定有离心风扇，所述离心风扇外套设有导流罩，所述导流罩沿所述永磁发电机的转轴的轴线方向向所述永磁发电机的定子的外侧壁延伸预设长度，所述导流罩用于将经过所述离心风扇离散的气流导向所述定子的外侧壁，通过在永磁发电机的转轴上设置离心风扇进行散热，离心风扇体积小，节省了车辆空间，但是，仅在发电机的外部设置风扇，散热效果有限，在负载设备使用时内部温度值处于较高的温度，发电机温度高时永磁发电机的性能下降，并不能有效解决永磁发电机的散热问题，具有一定的局限性。

所以我们提出了一种永磁发电机冷却装置，以便于解决上述中提出的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种永磁发电机冷却装置，以解决仅在发电机的外部设置风扇，散热效果有限，在负载设备使用时内部温度值处于较高的温度，发电机温度高时永磁发电机的性能下降，仍存在发电机温度较高的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种永磁发电机冷却装置，包括发动机、发电机主体和绕卷在发电机主体外侧的蒸发器；

还包括：

冷却组件，设置在发电机主体的一侧；

所述发动机的一端固定安装有转动轴，所述转动轴的外部一侧固定连接有扇叶；

集风罩，安装在转动轴的外部，所述集风罩位于扇叶的一侧，所述转动轴的外部另一侧安装有连接套；

分流组件，设置在转动轴的外侧，所述分流组件包括安装套，所述安装套与连接套相连接，所述安装套与集风罩固定连接，所述安装套远离集风罩的一侧安装有分流管，所述分流管的一端连接有喷气嘴；

所述安装套靠近分流管的一侧固定连接有固定板，所述固定板的内部安装有转轴，所述转轴的外侧套接有连接管，所述连接管的一侧连接有进风管，所述进风管的一侧安装有进风口；

所述连接套靠近扇叶的一侧固定连接有连接杆，所述连接杆远离连接套的一侧固定连接有滑块，所述扇叶的中部开设有第一滑槽，所述滑块位于第一滑槽的内部。

优选的，所述扇叶的直径大于集风罩的直径，所述集风罩为锥形设置，且沿扇叶到安装套的方向直径逐渐减小，所述分流管为对称设置，所述分流管不少于四个，所述安装套的内部开设有排风孔，所述排风孔与发电机主体的内部相连通。

通过采用上述技术方案，设置有分流组件，扇叶吹出的风一部分由集风罩导入到安装套的内部，并经过进风口进入进风管中，再经过连接管进入到分流管中，最后由喷气嘴喷出对发电机主体的壳体内壁降温，分流组件对发电机主体的内部降温，配合冷却剂循环对发电机主体的外侧降温，能起到更好地降温冷却效果。

优选的，所述冷却组件包括电磁膨胀阀，所述电磁膨胀阀的一侧安装有冷凝器，所述发动机远离发电机主体的一端与压缩机相连接，所述发电机主体的输出端安装有负载设备和电控装置。

通过采用上述技术方案，发电机主体持续发热电控装置采集发电机温度，压缩机将气态的冷却剂传动到冷凝器中，将气态冷却剂重新液态化，冷凝器输出液态化的冷却剂，电磁膨胀阀将冷却剂气态化后通过冷却管道输送到蒸发器中，在蒸发器流动气态冷却剂给发电机主体降温。

优选的，所述连接套与安装套固定连接，所述转轴与固定板转动连接，所述连接管位于两个所述固定板的内侧，所述连接管与转轴固定连接，所述连接管的一侧与进风管相连通，所述连接管的另一侧与分流管相连通。

通过采用上述技术方案，扇叶吹出的风一部分由集风罩导入到安装套的内部，并经过进风口进入进风管中，再经过连接管进入到分流管中，最后由喷气嘴喷出对发电机主体的壳体内壁降温。

优选的，所述进风管与进风口贯通连接，所述进风口位于安装套的内部，所述连接管靠近连接套的一侧固定连接有辅助弹簧，所述辅助弹簧远离连接管的一端与连接套固定连接。

通过采用上述技术方案，连接套转动时的离心力带动连接管向外展开，连接管展开时，喷气嘴与发电机主体的内壁更贴近，辅助弹簧用于对连接管拉紧限位。

优选的，所述第一滑槽为环形开设，所述滑块与第一滑槽转动连接，所述扇叶的一侧开设有第二滑槽，所述第一滑槽与第二滑槽相连通。

通过采用上述技术方案，在喷气嘴对发电机主体的内壁喷气降温时，喷气的后坐力带动分流管轻微转动，且分流管转动方向保持与转动轴转动方向相同，分流管带动连接套转动，连接套能带动安装套和集风罩转动，且连接套也会带动连接杆和滑块转动，连接杆在第二滑槽的内部转动，滑块在第一滑槽的内部转动，连接杆和滑块起到辅助连接套转动的作用。

优选的，所述连接杆与第二滑槽转动连接，所述连接杆不少于四个。

通过采用上述技术方案，多个对称设置的连接杆，便于辅助连接套更好地转动。

优选的，所述蒸发器的一侧安装有冷却管道，冷却管道将蒸发器、压缩机、冷凝器、电磁膨胀阀和蒸发器依次相连接，所述发电机主体与电控装置电连接。

通过采用上述技术方案，电控装置一直保持采集发电机温度的状态以此来控制电磁膨胀阀的流量，气态冷却剂经过蒸发器后温度变高通过管道回到压缩机，通过压缩机传送到冷凝器冷却成液态冷却剂，以此循环，达到冷却发电机的效果。通过电控装置监测发电机主体温度，控制电磁膨胀阀流量保证了发电机主体在恒温、低温下使用。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：设置有分流组件，扇叶吹出的风一部分由集风罩导入到安装套的内部，并经过进风口进入进风管中，再经过连接管进入到分流管中，最后由喷气嘴喷出对发电机主体的壳体内壁降温，分流组件对发电机主体的内部降温，配合冷却剂循环对发电机主体的外侧降温，能起到更好地降温冷却效果；

设置有分流组件，分流组件包括发动机、发电机主体、转动轴、扇叶、安装套、集风罩、分流管、连接管、进风管和喷气嘴，在发电机主体连接负载设备工作时，启动发动机带动发电机主体工作和转动轴转动，转动轴带动其上的扇叶转动，扇叶转动配合发电机主体的进气口和出气口，对发电机主体的内部吹风散热，同时，扇叶吹出的风一部分由集风罩导入到安装套的内部，并经过进风口进入进风管中，再经过连接管进入到分流管中，最后由喷气嘴喷出对发电机主体的壳体内壁降温，安装套内部剩余的风经过排风孔排出，不会倒灌向扇叶，从而不会阻碍扇叶的正常转动，也不会阻碍发电机主体的正常发电进程；

同时，由于连接套与转动轴转动连接，在喷气嘴对发电机主体的内壁喷气降温时，喷气的后坐力带动分流管轻微转动，且分流管转动方向保持与转动轴转动方向相同，分流管带动连接套转动，连接套能带动安装套和集风罩转动，且连接套也会带动连接杆和滑块转动，连接杆在第二滑槽的内部转动，滑块在第一滑槽的内部转动，连接杆和滑块起到辅助连接套转动的作用，使得扇叶以较快速度转动时，连接套仍会保持较低的速度，进而提高喷气嘴的喷气降温效果，连接套转动时的离心力带动连接管向外展开，连接管展开时，喷气嘴与发电机主体的内壁更贴近，辅助弹簧用于对连接管拉紧限位；

设置有冷却组件，冷却组件包括发电机主体、电磁膨胀阀、冷凝器、压缩机和电控装置，当发动机启动时发电机主体旋转，发电机主体给电控装置及负载设备提供电源，同时发动机一端带动压缩机上得电机旋转，因发电机主体处于负载运行状态，发电机主体持续发热电控装置采集发电机温度，压缩机将气态的冷却剂传动到冷凝器中，将气态冷却剂重新液态化，冷凝器输出液态化的冷却剂，电磁膨胀阀将冷却剂气态化后通过冷却管道输送到蒸发器中，在蒸发器流动气态冷却剂给发电机主体降温，此时电控装置一直保持采集发电机温度的状态以此来控制电磁膨胀阀的流量，气态冷却剂经过蒸发器后温度变高通过管道回到压缩机，通过压缩机传送到冷凝器冷却成液态冷却剂，以此循环，达到冷却发电机的效果，在发电机上布置蒸发器，由电控装置收集发电机温度控制电磁膨胀阀调节制液剂流量到蒸发器上，以此完成发电机降温的过程从而保证恒温、低温运行，发电机恒温、低温运行有利于永磁发电机运行电气参数的稳定，又保护永磁体因工作温度过高而退磁的问题、有效的延长了永磁发电机的使用寿命，同时，通过冷却剂循环对发电机主体的外侧降温，配合分流组件对发电机主体的内部降温，能起到更好地降温冷却效果，解决了仅在发电机的外部设置风扇，散热效果有限，在负载设备使用时内部温度值处于较高的温度，发电机温度高时永磁发电机的性能下降，仍存在发电机温度较高的问题。

附图说明

图1为本发明发电机主体安装结构示意图；

图2为本发明发电机主体内部结构示意图；

图3为本发明分流组件结构爆炸示意图；

图4为本发明分流组件整体结构示意图；

图5为本发明扇叶剖视结构示意图；

图6为本发明图5中的A处放大结构示意图；

图7为本发明图5中的B处放大结构示意图；

图8为本发明发电机主体立体结构示意图；

图9为本发明喷气嘴安装结构示意图；

图10为本发明冷却组件示意图。

图中：1、发动机；2、蒸发器；3、发电机主体；4、电磁膨胀阀；5、冷凝器；6、压缩机；7、负载设备；8、电控装置；9、转动轴；10、扇叶；11、安装套；12、集风罩；13、分流管；14、排风孔；15、连接套；16、固定板；17、转轴；18、连接管；19、进风管；20、进风口；21、喷气嘴；22、辅助弹簧；23、第一滑槽；24、滑块；25、第二滑槽；26、连接杆。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

请参阅图1-10，本发明提供一种技术方案：一种永磁发电机冷却装置，包括发动机1、发电机主体3和绕卷在发电机主体3外侧的蒸发器2；

发动机1的一端固定安装有转动轴9，转动轴9的外部一侧固定连接有扇叶10；

扇叶10的直径大于集风罩12的直径，集风罩12为锥形设置，且沿扇叶10到安装套11的方向直径逐渐减小，分流管13为对称设置，分流管13不少于四个，安装套11的内部开设有排风孔14，排风孔14与发电机主体3的内部相连通。

集风罩12，安装在转动轴9的外部，集风罩12位于扇叶10的一侧，转动轴9的外部另一侧安装有连接套15。

分流组件，设置在转动轴9的外侧，分流组件包括安装套11，安装套11与连接套15相连接，安装套11与集风罩12固定连接，安装套11远离集风罩12的一侧安装有分流管13，分流管13的一端连接有喷气嘴21。

连接套15与安装套11固定连接，转轴17与固定板16转动连接，连接管18位于两个固定板16的内侧，连接管18与转轴17固定连接，连接管18的一侧与进风管19相连通，连接管18的另一侧与分流管13相连通。

安装套11靠近分流管13的一侧固定连接有固定板16，固定板16的内部安装有转轴17，转轴17的外侧套接有连接管18，连接管18的一侧连接有进风管19，进风管19的一侧安装有进风口20。

进风管19与进风口20贯通连接，进风口20位于安装套11的内部，连接管18靠近连接套15的一侧固定连接有辅助弹簧22，辅助弹簧22远离连接管18的一端与连接套15固定连接。

连接套15靠近扇叶10的一侧固定连接有连接杆26，连接杆26远离连接套15的一侧固定连接有滑块24，扇叶10的中部开设有第一滑槽23，滑块24位于第一滑槽23的内部。

第一滑槽23为环形开设，滑块24与第一滑槽23转动连接，扇叶10的一侧开设有第二滑槽25，第一滑槽23与第二滑槽25相连通，连接杆26与第二滑槽25转动连接，连接杆26不少于四个。

实施例一：如图1-9所示，在发电机主体3连接负载设备7工作时，启动发动机1带动发电机主体3工作和转动轴9转动，转动轴9带动其上的扇叶10转动，扇叶10转动配合发电机主体3的进气口和出气口，对发电机主体3的内部吹风散热，同时，扇叶10吹出的风一部分由集风罩12导入到安装套11的内部，并经过进风口20进入进风管19中，再经过连接管18进入到分流管13中，最后由喷气嘴21喷出对发电机主体3的壳体内壁降温，安装套11内部剩余的风经过排风孔14排出，不会倒灌向扇叶10，从而不会阻碍扇叶10的正常转动，也不会阻碍发电机主体3的正常发电进程。

由于连接套15与转动轴9转动连接，在喷气嘴21对发电机主体3的内壁喷气降温时，喷气的后坐力带动分流管13轻微转动，且分流管13转动方向保持与转动轴9转动方向相同，分流管13带动连接套15转动，连接套15能带动安装套11和集风罩12转动，且连接套15也会带动连接杆26和滑块24转动，连接杆26在第二滑槽25的内部转动，滑块24在第一滑槽23的内部转动，连接杆26和滑块24起到辅助连接套15转动的作用，使得扇叶10以较快速度转动时，连接套15仍会保持较低的速度，进而提高喷气嘴21的喷气降温效果，连接套15转动时的离心力带动连接管18向外展开，连接管18展开时，喷气嘴21与发电机主体3的内壁更贴近，辅助弹簧22用于对连接管18拉紧限位。

冷却组件，设置在发电机主体3的一侧，冷却组件包括电磁膨胀阀4，电磁膨胀阀4的一侧安装有冷凝器5，发动机1远离发电机主体3的一端与压缩机6相连接，发电机主体3的输出端安装有负载设备7和电控装置8。

蒸发器2的一侧安装有冷却管道，冷却管道将蒸发器2、压缩机6、冷凝器5、电磁膨胀阀4和蒸发器2依次相连接，发电机主体3与电控装置8电连接。

实施例二：如图10所示，蒸发器2可采用绕管式蒸发器，电磁膨胀阀4可采用EFJ-1/2-L2，冷凝器5可采用HA-10/20，压缩机6可采用WS18-37，电控装置8为现有技术，当发动机1启动时发电机主体3旋转，发电机主体3给电控装置8及负载设备7提供电源，同时发动机1一端带动压缩机6上得电机旋转，因发电机主体3处于负载运行状态，发电机主体3持续发热电控装置8采集发电机温度，压缩机6将气态的冷却剂传动到冷凝器5中，将气态冷却剂重新液态化，冷凝器5输出液态化的冷却剂，电磁膨胀阀4将冷却剂气态化后通过冷却管道输送到蒸发器2中，在蒸发器2流动气态冷却剂给发电机主体3降温。

此时电控装置8一直保持采集发电机温度的状态以此来控制电磁膨胀阀4的流量，气态冷却剂经过蒸发器2后温度变高通过管道回到压缩机6，通过压缩机6传送到冷凝器5冷却成液态冷却剂，以此循环，达到冷却发电机的效果。通过电控装置8监测发电机主体3温度，控制电磁膨胀阀4流量保证了发电机主体3在恒温、低温下使用，同时，通过冷却剂循环对发电机主体3的外侧降温，配合分流组件对发电机主体3的内部降温，能起到更好地降温冷却效果，解决了仅在发电机的外部设置风扇，散热效果有限，在负载设备7使用时内部温度值处于较高的温度，发电机温度高时永磁发电机的性能下降，仍存在发电机温度较高的问题。

工作原理：在使用该装置时，首先，如图1-10所示，在发电机主体3连接负载设备7工作时，启动发动机1带动发电机主体3工作和转动轴9转动，转动轴9带动其上的扇叶10转动，扇叶10转动配合发电机主体3的进气口和出气口，对发电机主体3的内部吹风散热，同时，扇叶10吹出的风一部分由集风罩12导入到安装套11的内部，并经过进风口20进入进风管19中，再经过连接管18进入到分流管13中，最后由喷气嘴21喷出对发电机主体3的壳体内壁降温，安装套11内部剩余的风经过排风孔14排出，不会倒灌向扇叶10，从而不会阻碍扇叶10的正常转动，也不会阻碍发电机主体3的正常发电进程。

由于连接套15与转动轴9转动连接，在喷气嘴21对发电机主体3的内壁喷气降温时，喷气的后坐力带动分流管13轻微转动，且分流管13转动方向保持与转动轴9转动方向相同，分流管13带动连接套15转动，连接套15能带动安装套11和集风罩12转动，且连接套15也会带动连接杆26和滑块24转动，连接杆26在第二滑槽25的内部转动，滑块24在第一滑槽23的内部转动，连接杆26和滑块24起到辅助连接套15转动的作用，使得扇叶10以较快速度转动时，连接套15仍会保持较低的速度，进而提高喷气嘴21的喷气降温效果，连接套15转动时的离心力带动连接管18向外展开，连接管18展开时，喷气嘴21与发电机主体3的内壁更贴近，辅助弹簧22用于对连接管18拉紧限位。

发电机主体3给电控装置8及负载设备7提供电源，同时发动机1一端带动压缩机6上得电机旋转，因发电机主体3处于负载运行状态，发电机主体3持续发热电控装置8采集发电机温度，压缩机6将气态的冷却剂传动到冷凝器5中，将气态冷却剂重新液态化，冷凝器5输出液态化的冷却剂，电磁膨胀阀4将冷却剂气态化后通过冷却管道输送到蒸发器2中，在蒸发器2流动气态冷却剂给发电机主体3降温，此时电控装置8一直保持采集发电机温度的状态以此来控制电磁膨胀阀4的流量，气态冷却剂经过蒸发器2后温度变高通过管道回到压缩机6，通过压缩机6传送到冷凝器5冷却成液态冷却剂，以此循环，达到冷却发电机的效果。通过电控装置8监测发电机主体3温度，控制电磁膨胀阀4流量保证了发电机主体3在恒温、低温下使用。

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，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 (3)

1.一种永磁发电机冷却装置，包括发动机（1）、发电机主体（3）和绕卷在发电机主体（3）外侧的蒸发器（2）；

其特征在于，还包括：

冷却组件，设置在发电机主体（3）的一侧，所述冷却组件包括电磁膨胀阀（4），所述电磁膨胀阀（4）的一侧安装有冷凝器（5），所述发动机（1）远离发电机主体（3）的一端与压缩机（6）相连接，所述发电机主体（3）的输出端安装有负载设备（7）和电控装置（8）；

所述发动机（1）的一端固定安装有转动轴（9），所述转动轴（9）的外部一侧固定连接有扇叶（10）；

集风罩（12），安装在转动轴（9）的外部，所述集风罩（12）位于扇叶（10）的一侧，所述转动轴（9）的外部另一侧安装有连接套（15）；

分流组件，设置在转动轴（9）的外侧，所述分流组件包括安装套（11），所述安装套（11）与连接套（15）相连接，所述安装套（11）与集风罩（12）固定连接，所述安装套（11）远离集风罩（12）的一侧安装有分流管（13），所述分流管（13）的一端连接有喷气嘴（21）；

所述扇叶（10）的直径大于集风罩（12）的直径，所述集风罩（12）为锥形设置，且沿扇叶（10）到安装套（11）的方向直径逐渐减小，所述分流管（13）为对称设置，所述分流管（13）不少于四个，所述安装套（11）的内部开设有排风孔（14），所述排风孔（14）与发电机主体（3）的内部相连通；

所述安装套（11）靠近分流管（13）的一侧固定连接有固定板（16），所述固定板（16）的内部安装有转轴（17），所述转轴（17）的外侧套接有连接管（18），所述连接管（18）的一侧连接有进风管（19），所述进风管（19）的一侧安装有进风口（20）；

所述连接套（15）与安装套（11）固定连接，所述转轴（17）与固定板（16）转动连接，所述连接管（18）位于两个所述固定板（16）的内侧，所述连接管（18）与转轴（17）固定连接，所述连接管（18）的一侧与进风管（19）相连通，所述连接管（18）的另一侧与分流管（13）相连通；

所述进风管（19）与进风口（20）贯通连接，所述进风口（20）位于安装套（11）的内部，所述连接管（18）靠近连接套（15）的一侧固定连接有辅助弹簧（22），所述辅助弹簧（22）远离连接管（18）的一端与连接套（15）固定连接；

所述连接套（15）靠近扇叶（10）的一侧固定连接有连接杆（26），所述连接杆（26）远离连接套（15）的一侧固定连接有滑块（24），所述扇叶（10）的中部开设有第一滑槽（23），所述滑块（24）位于第一滑槽（23）的内部；

所述蒸发器（2）的一侧安装有冷却管道，冷却管道将蒸发器（2）、压缩机（6）、冷凝器（5）、电磁膨胀阀（4）和蒸发器（2）依次相连接，所述发电机主体（3）与电控装置（8）电连接。

2.根据权利要求1所述的一种永磁发电机冷却装置，其特征在于：所述第一滑槽（23）为环形开设，所述滑块（24）与第一滑槽（23）转动连接，所述扇叶（10）的一侧开设有第二滑槽（25），所述第一滑槽（23）与第二滑槽（25）相连通。

3.根据权利要求2所述的一种永磁发电机冷却装置，其特征在于：所述连接杆（26）与第二滑槽（25）转动连接，所述连接杆（26）不少于四个。