CN210669780U - 一种直冷冷却器及电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种直冷冷却器，包括具有进风口和排风口的冷却腔，冷却腔包括主进风通道、副进风通道和排风通道。由进风口流入的冷空气分成两路，一路流入主进风通道后从电机腔的第一入风口直接流入电机腔，与电机腔内的热空气进行热交换；另一路冷空气流入副进风通道后从电机腔的第二入风口直接流入电机腔，与电机腔内的热空气进行热交换；经热交换后，电机腔内热交换后产生的热空气由电机腔中间所设的出风口排出至排风通道，排风通道内的热空气再由排风口排出，实现热交换。本实用新型能够使冷空气分两路直接与电机腔连续进行热交换，使电机腔的热交换温度差增大，热交换效率较高。本实用新型还公开一种包含直冷冷却器的电机。

Description

一种直冷冷却器及电机

技术领域

本实用新型涉及电机冷却技术领域，特别涉及一种直冷冷却器。本实用新型还涉及一种包含直冷冷却器的电机。

背景技术

电机运行时，其内部的定子绕组、定子铁芯、转子绕组等部件均产生大量的热量，为保证电机的局部温度不超过允许值，现有电机通常配置有用于及时降温的直冷冷却器，直冷冷却器的冷却性能直接影响着电机的性能，因此提升直冷冷却器的性能显得尤为必要。

现有的直冷冷却器主要分为两类，其中一类直冷冷却器只有一次风路，热交换时，冷空气从进风口进入冷却腔内，冷却腔内的冷空气与电机腔内的热空气依靠温度差间接进行热交换，带走电机腔内的热量，冷却腔内经热交换所产生的热空气从出风口直接排出。另一类直冷冷却器包含一次风路和二次风路，一次风路中转子绕组转动带动电机腔内的空气流通以使电机腔内的热空气与冷却腔内的冷空气进行热交换，带走电机腔内的热量；在二次风路中，冷空气由进风口进入冷却腔内，进入的冷空气与冷却腔内一次风路热交换所产生的热空气进行热交换，二次风路热交换后产生的热空气由出风口排出。

由上述可知，现有的直冷冷却器因受结构限制无法使冷空气直接流入电机腔，导致冷空气无法与电机腔直接进行热交换，而是依靠冷却腔与电机腔之间的温度差间接进行热交换，每次热交换的温差较小，热交换效率相对较低。

因此，如何优化现有直冷冷却器的结构以提升电机的冷却效率使本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种直冷冷却器及电机，冷空气分两路直接与电机腔连续进行热交换，热交换温度差增大，热交换效率较高。

其具体方案如下：

本实用新型提供一种直冷冷却器，包括具有进风口和排风口的冷却腔，冷却腔包括：

用于连通进风口和电机腔第一端所设的第一入风口以使进风口流入的冷空气直接流入电机腔内的主进风通道；

与主进风通道相独立并用于连通进风口和电机腔第二端所设的第二入风口以使进风口流入的冷空气经冷却腔直接流入电机腔内的副进风通道；

与主进风通道和副进风通道相独立、用于连通排风口和电机腔中间所设的出风口以使电机腔内流入的冷空气与电机腔内的热空气热交换后产生的热空气的从排风口排出的排风通道。

优选地，还包括具有冷却腔的主壳体；主壳体包括：

相对设置的顶侧板和底侧板，底侧板的中心具有中间通风口；

固设于底侧板且具有与中间通风口单独连通的下排风腔的下排风罩；下排风罩设有送风口；

固设于下排风罩与顶侧板之间且具有与下排风腔相连通的上排风腔的上排风罩，上排风腔的两端分别与送风口和排风口相连通；

由出风口排出的热空气经中间通风口流入下排风腔内，再经送风口流入上排风腔内后从排风口排出，排风通道实现排风。

优选地，主壳体还包括：

垂直固设于顶侧板与底侧板之间且同时与上排风罩的前侧和下排风罩的前侧抵接固连的主进风隔板；

主进风隔板用于将主进风通道分隔为相互对称且相互独立的左主进风通道和右主进风通道，主进风隔板还用于将副进风通道分隔为相互对称且相互独立的左副进风通道和右副进风通道，左主进风通道与左副进风通道均设于冷却腔的左侧，右主进风通道和右副进风通道均设于冷却腔的右侧。

优选地，上排风罩的右侧与下排风罩的右侧倾斜相交形成右侧V型进风通道，底侧板的右端设有与第一入风口相连通的第一右通风口和与第二入风口相连通的第二右通风口；主壳体还包括：

倾斜地固设于进风口与下排风罩之间且与主进风隔板右侧垂直相抵、用于分割进风口以使右主进风通道和右副进风通道均与进风口相连通的右进风挡板；

由进风口流入的冷空气在右进风挡板的引导下经第一右通风口流入第一入风口，右主进风通道实现进风；

由进风口流入的冷空气在右进风挡板的阻隔下依次经右侧V型进风通道和第二右通风口后流入第二入风口，右副进风通道实现进风。

优选地，左主进风通道的结构和右主进风通道的结构，左副进风通道的结构和右副进风通道的结构相同。

优选地，上排风罩的左侧与下排风罩的左侧倾斜相交形成左侧V型进风通道，底侧板的左端设有与第二入风口相连通的第二左通风口，上排风罩的长度大于下排风罩的长度，主壳体还包括：

固设于上排风罩底部且与下排风罩后侧相抵、用于将右侧V型进风通道流入的冷空气导入第二右通风口并将右侧V型进风通道流入的冷空气导入第二左通风口的V型进风导板。

优选地，还包括与主壳体相固连且设于进风口处、用于过滤进入进风口内冷空气的进风罩。

优选地，进风罩设有引导冷空气均匀流入进风口的匀风板。

优选地，还包括与主壳体相固连且设于排风口处的排风罩，排风罩设有用于引导热空气从排风口均匀排出的导风板。

本实用新型还提供一种电机，包括上述任一项所述的直冷冷却器。

相对于背景技术，本实用新型所提供的直冷冷却器，包括具有进风口和排风口的冷却腔，冷却腔包括主进风通道、副进风通道和排风通道。冷却时，由进风口流入的冷空气分成两路，一路流入主进风通道后从电机腔的第一入风口直接流入电机腔，使主进风通道流出的冷空气直接与电机腔内的热空气进行热交换；另一路冷空气流入副进风通道后从电机腔的第二入风口直接流入电机腔，使副进风通道流出的冷空气直接与电机腔内的热空气进行热交换；经热交换后，电机腔内热交换后产生的热空气由电机腔中间所设的出风口排出至排风通道，排风通道内的热空气再由排风口排出，由此实现热交换。由此可知，本实用新型所提供的直冷冷却器能够使冷空气分两路直接与电机腔连续进行热交换，使电机腔的热交换温度差增大，热交换效率较高。

本实用新型所提供的包含直冷冷却器的电机，具有相同的有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例所提供的直冷冷却器的工作原理图；

图2为本实用新型所提供的直冷冷却器的结构图；

图3为图2的另一视图；

图4为图2的剖面结构图；

图5为图1中主壳体的工作原理图；

图6为图1中主壳体去掉顶侧板后的结构图；

图7为图1中主壳体的仰视图；

图8为图1中主壳体的另一视图；

图9为图1中主壳体的内部各板的组装结构图；

图10为图9的另一视图；

图11为图1中进风罩的结构图；

图12为图11的另一视图；

图13为图1中排风罩的结构图；

图14为图13的另一视图。

附图标记如下：

电机腔01；

主壳体1、进风罩2和排风罩3；

冷却腔101、进风口102、排风口103和右侧V型进风通道104；

顶侧板111、底侧板112、前侧框113、后侧板114、右侧板115、下排风罩 121、上排风罩122、主进风隔板13、右进风挡板141、左进风挡板142和V型进风导板15；

送风口1211；

中间通风口1121、第一右通风口1122、第二右通风口1123、第一左通风口 1124和第二左通风口1125；

匀风板21；

导风板31；

附图1中，细实线箭头指代主进风通道的冷空气流向；细点画线箭头指代副进风通道的冷空气流向，粗空心箭头指代排风通道。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

请参考图1至图14，图1为本实用新型实施例所提供的直冷冷却器的工作原理图；图2为本实用新型所提供的直冷冷却器的结构图；图3为图2的另一视图；图4为图2的剖面结构图；图5为图1中主壳体的工作原理图；图6为图1中主壳体去掉顶侧板后的结构图；图7为图1中主壳体的仰视图；图8为图1中主壳体的另一视图；图9为图1中主壳体的内部各板的组装结构图；图10为图9的另一视图；图11为图1中进风罩的结构图；图12为图11的另一视图；图13为图 1中排风罩的结构图；图14为图13的另一视图。

首先需说明的是，文中的方位词前、后、左、右均以附图2所示的附图位置，该图的左侧即为前、右侧即为后、前侧为右、后侧为左。

本实用新型实施例公开了一种直冷冷却器，包括具有进风口102和排风口 103的冷却腔101，进风口102和排风口103分别设有冷却腔101的两端。

冷却腔101包括彼此相互独立的主进风通道、副进风通道和排风通道。附图1中，细实线箭头指代主进风通道的冷空气流向；细点画线箭头指代副进风通道的冷空气流向，粗空心箭头指代排风通道。

主进风通道的两端分别与进风口102和电机腔01第一端所设的第一入风口相连通，进风口102流入的冷空气经主进风通道直接流入电机腔01内。此处的电机腔01是指由电机各壳体所形成的封闭型腔，定子绕组、定子铁芯、转子绕组等部件均安装于电机腔01内，电机运转时，各部件产出的热量具有电机腔01，使电机腔01充满具有较高温度的热空气。第一入风口优选为设于电机腔01左端顶部的通孔。

副进风通道的两端分别与进风口102和电机腔01第二端所设的第二入风口相连通，进风口102流入的冷空气经副进风通道直接流入电机腔01内。需特别说明的是，第二入风口与第一入风口分别设于电机腔01的两端，便于冷空气均匀流入电机腔01，有利于提升热交换效率。具体地，第二入风口优选为设于电机腔01右端顶部的通孔。

排风通道的两端分别与排风口103和电机腔01中间所设的出风口相连通，电机腔01内流入的冷空气与电机腔01内的热空气热交换后产生的热空气流经排风通道后从排风口103排出。在此需特别说明的是，出风口设于电机腔01的中间，也即出风口位于第一入风口和第二入风口的之间，保证电机腔01两端进冷风、中间出热风，使电机腔01两端的热空气充分进行热交换，有利于进一步提升热交换效率。具体地，出风口优选为设于电机腔01中间的通孔。

冷却时，由进风口102流入的冷空气分成两路，一路流入主进风通道后从电机腔01的第一入风口直接流入电机腔01，使主进风通道流出的冷空气直接与电机腔01内的热空气进行热交换；另一路冷空气流入副进风通道后从电机腔01的第二入风口直接流入电机腔01，使副进风通道流出的冷空气直接与电机腔01内的热空气进行热交换；经热交换后，电机腔01内热交换后产生的热空气由电机腔01中间所设的出风口排出至排风通道，排风通道内的热空气再由排风口103排出，由此实现热交换。

综上所述，本实用新型所提供的直冷冷却器能够使冷空气分两路直接与电机腔01连续进行热交换，使电机腔01的热交换温度差增大，热交换效率较高。

本实用新型包括具有冷却腔101的主壳体1，主壳体1包括顶侧板111、底侧板112、下排风罩121和上排风罩122。

其中，顶侧板111和底侧板112相对设置，具体地，顶侧板111和底侧板112 均为矩形薄板。底侧板112的中心具有与电机腔01的出风口相连通的中间通风口1121。在该具体实施例中，中间通风孔具体为若干沿线性排列的矩形通孔，便于热空气快速地从出风口排出。

下排风罩121固设于底侧板112，下排风罩121可通过焊接的方式固定于底侧板112上。下排风罩121罩于中间通风孔外周，使中间通风孔排出的热空气能够与第一入风口和第二入风口排出的冷空气隔开，从而使下排风罩121形成与中间通风口1121单独连通的下排风腔。下排风罩121设有供热空气排出的送风口1211，也即下排风腔的两端分别与中间通风孔和送风口1211相连通。

在该具体实施例中，下排风罩121的外周为四块侧板围成的封闭环状结构，下排风罩121的顶部设有与封闭环状结构相固连的顶板，顶板开设有送风口1211。下排风罩121的外周面可以是四棱锥面，在此不作具体限定。

上排风罩122固设于下排风罩121与顶侧板111之间，具有与下排风腔相连通的上排风腔，上排风腔的两端分别与送风口1211和排风口103相连通。在该具体实施例中，上排风罩122为由三块侧板围成的敞开结构，该敞开结构的敞口与主壳体的后侧板114相抵接，从形成上排风腔。上排风罩122的横截面呈矩形，但不限于此。

基于此可知，排风通道包括依次相互连通的中间通风口1121、下排风腔、送风口1211和上排风腔。排风时，电机腔01内的热空气由出风口排出，热空气经中间通风口1121流入下排风腔内，再经送风口1211流入上排风腔内，最后从排风口103排出，从而使排风通道实现排风。

本实用新型还包括垂直固设于顶侧板111与底侧板112之间的主进风隔板 13，主进风隔板13的后端同时与上排风罩122的前侧和下排风罩121的前侧抵接固连。主进风隔板13不仅能够将主进风通道分隔为相互对称且相互独立的左主进风通道和右主进风通道，主进风隔板13还能够将副进风通道分隔为相互对称且相互独立的左副进风通道和右副进风通道，从而形成两路主进风通道和两路副进风通道，进风速度块，热交换速度高，热交换效率自然有所提高。

需补充说明的是，左主进风通道与左副进风通道均设于冷却腔101的左侧，能够与电机腔01左侧的热空气进行热交换；右主进风通道和右副进风通道均设于冷却腔101的右侧，能够与电机腔01右侧的热空气进行热交换。此外，各通道的对称设置，方便加工。

在该具体实施例中，主进风隔板13的高度与顶侧板111与底侧板112的垂向高度相等。主进风隔板13的后侧通过焊接方式固定于上排风罩122的前侧和下排风罩121的前侧。

在该具体实施例中，优选地，上排风罩122的右侧与下排风罩121的右侧倾斜相交形成右侧V型进风通道104，同样地，上排风罩122的左侧与下排风罩 121的左侧倾斜相交形成左侧V型进风通道，右侧V型进风通道104和左侧V型进风通道相互对称，均用于供冷空气流通，并隔离开冷空气和热空气。

在该具体实施例中，底侧板112的右端设有与第一入风口相连通的第一右通风口1122和与第二入风口相连通的第二右通风口1123，底侧板112的左端设有与第一入风口相连通的第一左通风口1124和与第二入风口相连通的第二左通风口1125。

主壳体1还包括倾斜地固设于进风口102与下排风罩121之间的右进风挡板141，右进风挡板141与主进风隔板13右侧垂直相抵，右进风挡板141用于分割进风口102，使右主进风通道和右副进风通道均与进风口102相连通。在具体实施例中，右进风挡板141设有翻转弯板，翻转弯板的底部凹槽能够在一定程度上引导冷空气快速流入第一入风口内。

当冷空气流入进风口102后分成两路，一路右进风挡板141的引导下经第一右通风口1122流入第一入风口，接着直接流入电机腔01内，使右主进风通道实现进风；另一路冷空气在右进风挡板141的阻隔下流入右侧V型进风通道 104，经右侧V型进风通道104后从第二右通风口1123流入第二入风口，最后流入电机腔01内，使右副进风通道实现进风。

为提升通用性，左主进风通道的结构和右主进风通道的结构，左副进风通道的结构和右副进风通道的结构相同。

相应地，本实用新型还包括倾斜地固设于进风口102与下排风罩121之间的左进风挡板142，使左主进风通道和左副进风通道均与进风口102相连通。

当冷空气流入进风口102后又分成两路，一路左进风挡板142的引导下经第一左通风口1124流入第一入风口，接着直接流入电机腔01内，使左主进风通道实现进风；另一路冷空气在左进风挡板142的阻隔下流入左侧V型进风通道，经左侧V型进风通道后从第二左通风口1125流入第二入风口，最后流入电机腔01内，使左副进风通道实现进风。

在该具体实施例中，上排风罩122的长度大于下排风罩121的长度，上排风罩122的前端于下排风罩121的左端相对齐，上排风罩122的后端超出下排风罩121的后端。

主壳体1还包括固设于上排风罩122底部且与下排风罩121后侧相抵的V型进风导板15，V型进风导板15具有向远离上排风罩122底面的方向突出的V型结构，V型进风导板15不仅能够将右侧V型进风通道104流入的冷空气导入第二右通风口1123，还能够将右侧V型进风通道104流入的冷空气导入第二左通风口1125，改变冷空气的流动方向，保证冷空气充分流入电机腔01，提升热交换效率。

在该具体实施例中，V型进风导板15固定于上排风罩122超出下排风罩121 部分的底部，且V型进风导板15的前端与下排风罩121的后侧面相抵。V型进风导板15的后端超出上排风罩122的后端设置。

在该具体实施例中，主壳体1还包括相对设置的前侧框113和后侧板114，及相对设置的左侧板和右侧板115，使前侧框113、后侧板114、左侧板和右侧板115能够围成方形环状框架。

本实用新型还包括与主壳体1相固连且设于进风口102处的进风罩2，进风罩2固定在主壳体1的前端。为保证密封性，进风罩2与主壳体1之间可增设密封胶。

在该具体实施例中，进风罩2呈立方体状，以附图11的当前视图为准，具体包括前罩板和垂直固设于前罩板外沿的左侧框、后侧框、顶侧框和底侧框，其中，顶侧框具有入口，入口处设有过滤网，过滤流入冷却腔101内的冷空气，防止杂质进入电机而影响电机正常工作。

关键的是，进风罩2设有引导冷空气均匀流入进风口102的匀风板21。在该具体实施例中，匀风板21与进风罩2的前罩板相对，也即匀风板21设于进风罩2后侧。匀风板21具体为百叶窗，但不限于此。

本实用新型还包括与主壳体1相固连且设于排风口103处的排风罩3。排风罩3的一端与主壳体1相固连，另一端具有与排气管相连通的排气接口，方便热空气被外接的排气管排出。此外，排风罩3设有用于引导热空气从排风口103 均匀排出的导风板31。导风板31具体设有排风罩3的前端，与排风口103相对，也可以是百叶窗，但不限于此。

本实用新型还提供一种电机，包括上述直冷冷却器，具有相同的有益效果。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种直冷冷却器，其特征在于，包括具有进风口(102)和排风口(103)的冷却腔(101)，所述冷却腔(101)包括：

用于连通所述进风口(102)和电机腔(01)第一端所设的第一入风口以使所述进风口(102)流入的冷空气直接流入电机腔(01)内的主进风通道；

与所述主进风通道相独立并用于连通所述进风口(102)和电机腔(01)第二端所设的第二入风口以使所述进风口(102)流入的冷空气经所述冷却腔(101)直接流入电机腔(01)内的副进风通道；

与所述主进风通道和所述副进风通道相独立的排风通道，所述排风通道的两端分别与所述排风口(103)和电机腔(01)中间所设的出风口相连通，用于使电机腔(01)内流入的冷空气与电机腔(01)内的热空气热交换后产生的热空气的从所述排风口(103)排出。

2.根据权利要求1所述的直冷冷却器，其特征在于，还包括具有所述冷却腔(101)的主壳体(1)；所述主壳体(1)包括：

相对设置的顶侧板(111)和底侧板(112)，所述底侧板(112)的中心具有中间通风口(1121)；

固设于所述底侧板(112)且具有与所述中间通风口(1121)单独连通的下排风腔的下排风罩(121)；所述下排风罩(121)设有送风口(1211)；

固设于所述下排风罩(121)与所述顶侧板(111)之间且具有与所述下排风腔相连通的上排风腔的上排风罩(122)，所述上排风腔的两端分别与所述送风口(1211)和所述排风口(103)相连通；

由所述出风口排出的热空气经所述中间通风口(1121)流入所述下排风腔内，再经所述送风口(1211)流入所述上排风腔内后从所述排风口(103)排出，所述排风通道实现排风。

3.根据权利要求2所述的直冷冷却器，其特征在于，所述主壳体(1)还包括：

垂直固设于所述顶侧板(111)与所述底侧板(112)之间且同时与所述上排风罩(122)的前侧和所述下排风罩(121)的前侧抵接固连的主进风隔板(13)；

所述主进风隔板(13)用于将所述主进风通道分隔为相互对称且相互独立的左主进风通道和右主进风通道，所述主进风隔板(13)还用于将所述副进风通道分隔为相互对称且相互独立的左副进风通道和右副进风通道，所述左主进风通道与所述左副进风通道均设于所述冷却腔(101)的左侧，所述右主进风通道和所述右副进风通道均设于所述冷却腔(101)的右侧。

4.根据权利要求3所述的直冷冷却器，其特征在于，所述上排风罩(122)的右侧与所述下排风罩(121)的右侧倾斜相交形成右侧V型进风通道(104)，所述底侧板(112)的右端设有与所述第一入风口相连通的第一右通风口(1122)和与所述第二入风口相连通的第二右通风口(1123)；所述主壳体(1)还包括：

倾斜地固设于所述进风口(102)与所述下排风罩(121)之间且与所述主进风隔板(13)右侧垂直相抵、用于分割所述进风口(102)以使所述右主进风通道和所述右副进风通道均与所述进风口(102)相连通的右进风挡板(141)；

由所述进风口(102)流入的冷空气在所述右进风挡板(141)的引导下经所述第一右通风口(1122)流入所述第一入风口，所述右主进风通道实现进风；

由所述进风口(102)流入的冷空气在所述右进风挡板(141)的阻隔下依次经所述右侧V型进风通道(104)和所述第二右通风口(1123)后流入所述第二入风口，所述右副进风通道实现进风。

5.根据权利要求4所述的直冷冷却器，其特征在于，所述左主进风通道的结构和所述右主进风通道的结构，所述左副进风通道的结构和所述右副进风通道的结构相同。

6.根据权利要求5所述的直冷冷却器，其特征在于，所述上排风罩(122)的左侧与所述下排风罩(121)的左侧倾斜相交形成左侧V型进风通道，所述底侧板(112)的左端设有与所述第二入风口相连通的第二左通风口(1125)，所述上排风罩(122)的长度大于所述下排风罩(121)的长度，所述主壳体(1)还包括：

固设于所述上排风罩(122)底部且与所述下排风罩(121)后侧相抵、用于将所述右侧V型进风通道(104)流入的冷空气导入所述第二右通风口(1123)并将所述右侧V型进风通道(104)流入的冷空气导入所述第二左通风口(1125)的V型进风导板(15)。

7.根据权利要求2至6任一项所述的直冷冷却器，其特征在于，还包括与所述主壳体(1)相固连且设于所述进风口(102)处、用于过滤进入所述进风口(102)内冷空气的进风罩(2)。

8.根据权利要求7所述的直冷冷却器，其特征在于，所述进风罩(2)设有引导冷空气均匀流入所述进风口(102)的匀风板(21)。

9.根据权利要求2至6任一项所述的直冷冷却器，其特征在于，还包括与所述主壳体(1)相固连且设于所述排风口(103)处的排风罩(3)，所述排风罩(3)设有用于引导热空气从所述排风口(103)均匀排出的导风板(31)。

10.一种电机，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述的直冷冷却器。

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