CN219068012U - 空气悬浮离心鼓风机及负压风冷高速永磁电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于鼓风机领域，公开了一种空气悬浮离心鼓风机及其负压风冷高速永磁电机，负压风冷高速永磁电机包括设置于电机壳内的电机定子、电机转子、设置于电机定子外周的壳体镶套，壳体镶套外表面设置有冷却通道，电机壳上设置有电机排风口、与冷却通道连通的电机进风口；电机转子通过径向动压空气轴承安装于轴承座，电机转子一端连接有排气风扇叶轮，邻近排气风扇叶轮的轴承座和径向动压空气轴承设置有轴承部件过气通道，电机排风口通过轴承部件过气通道与电机腔室连通；本实用新型利用电机转子带动排气风扇叶轮高速旋转，形成内部负压冷却系统压差的变化，给电机及其他零部件有效降温，电机及鼓风机整机性能可靠，使用寿命长。

Description

空气悬浮离心鼓风机及负压风冷高速永磁电机

技术领域

本实用新型涉及鼓风机技术领域，具体涉及一种空气悬浮离心鼓风机及其所采用的负压风冷高速永磁电机。

背景技术

空气悬浮离心鼓风机以其高效、节能、环保等优点，在许多行业得到了广泛应用。空气悬浮离心鼓风机普遍采用高速永磁电机来驱动压气机，由于高速永磁电机的体积远小于同等功率的常速电机，故其功率及损耗密度大，同时散热困难。如不采取快速散热措施，会使电机温升过高，导致绕组寿命缩短。高速永磁电机作为鼓风机的核心部件，其运行的可靠性直接关系到鼓风机的整机性能和寿命。为了保证高速永磁电机能够高效、稳定地运行，其内部需要专门设置冷却结构。目前，对高速永磁电机内部进行冷却主要有水冷方式、风冷方式、水冷与风冷相结合方式。

其中，水冷方式需要在电机内部设置水冷管路，水冷方式存在的不足之处在于：结构复杂，加工难度大，并且冷却液消耗快，密封要求高，泄漏风险高，安全系数相对低。

相较于水冷方式，由于风冷方式基本不存在泄漏风险，安全系数相对高，因而被普遍采用。例如，授权公告号为CN207393509U的中国实用新型专利，公开了一种离心风机，在其电机主轴一端连接有风扇，该风扇为吸气风扇，当主轴带动风扇高速旋转时，通过风扇吸入的空气进入电机腔室，对电机部件进行散热。通过设置吸气风扇，虽然在一定程度上对电机部件起到了散热冷却作用，但是，由于风扇做功产生压力的同时会使空气温度升高，因而，风扇冷却风在进入电机腔室之前已经产生了一部分热量，被先升温，从而削弱了进入电机腔室的空气对电机部件的散热冷却效果，导致该种风冷方式对高速永磁电机的冷却能力存在一定局限性。

发明内容

有鉴于此，本实用新型所要解决的第一个技术问题是：提供一种负压风冷高速永磁电机，电机内部降温快、散热效果好。

基于一个总的发明构思，本实用新型所要解决的第二个技术问题是：提供一种空气悬浮离心鼓风机，采用本实用新型的负压风冷高速永磁电机，电机内部降温快、散热效果好。

为解决上述第一个技术问题，本实用新型的技术方案是：负压风冷高速永磁电机，所述负压风冷高速永磁电机包括：电机壳，所述电机壳内设置有电机定子和电机转子，所述电机转子两端分别通过径向动压空气轴承安装于轴承座，所述轴承座固定连接于所述电机壳，所述电机转子一端连接有风扇叶轮；

所述电机壳上设置有电机进风口、电机排风口；

所述电机壳内还设置有壳体镶套，所述壳体镶套设置于所述电机定子外周，所述壳体镶套外表面设置有与所述电机进风口连通的冷却通道；

所述风扇叶轮为排气风扇叶轮；

邻近所述排气风扇叶轮的所述轴承座和所述径向动压空气轴承设置有轴承部件过气通道，所述电机排风口通过所述轴承部件过气通道与电机腔室连通。

其中，所述排气风扇叶轮位于由风扇叶轮罩和所述轴承座围成的风扇腔室内，所述风扇叶轮罩设置有风扇罩通道，所述风扇罩通道将所述风扇腔室与所述电机排风口连通。

其中，将所述电机壳一端定义为出气连接端，所述电机排风口设置于所述出气连接端，所述电机进风口邻近所述电机排风口。

其中，所述壳体镶套外表面设置有若干轴向延伸的散热翅片，相邻所述散热翅片之间形成所述冷却通道。

其中，所述电机壳外表面设置有若干凸楞。

为解决上述第二个技术问题，本实用新型的技术方案是：空气悬浮离心鼓风机，所述空气悬浮离心鼓风机包括由电机驱动的压气机，所述压气机包括压气机壳和设置于所述压气机壳内的压气机叶轮，所述电机为以上所述的负压风冷高速永磁电机，所述压气机叶轮固定连接于所述电机转子端部，所述压气机壳固定连接于所述电机壳端部。

其中，所述电机转子远离所述排气风扇叶轮的一端还设置有止推轴承，所述止推轴承位于所述轴承座与所述压气机叶轮的轮背之间。

其中，所述压气机壳的进气口连接有进口导流罩。

其中，所述压气机设置有两个，分别连接于所述负压风冷高速永磁电机的两端。

其中，所述压气机壳的排气口连接有排气管，两所述排气管与排气总管连通。

采用了上述技术方案后，本实用新型至少取得了如下有益效果：

由于本实用新型的负压风冷高速永磁电机，在电机转子一端连接有排气风扇叶轮，电机转子带动排气风扇叶轮高速旋转做功使电机内部产生负压，外部空气自电机进风口进入电机内部，沿壳体镶套的冷却通道流动，经电机定子与电机转子之间的间隙迂回，流过轴承部件过气通道，自电机排风口排出；电机内部空气经过了迂回流动路径，能快速将高速永磁电机工作产生的热量及时排出，达到快速散热、降温目的；既使风扇做功的同时会使空气温度升高，由于排气风扇叶轮是将腔室内的空气向外排放，因此不会将热量因素带入电机腔室内部，解决了传统高速永磁电机因吸气风扇叶轮本身做功产生热量对高速永磁电机冷却造成影响的问题，提高了电机使用寿命。

由于本实用新型的空气悬浮离心鼓风机采用了本实用新型的负压风冷高速永磁电机，相应地，本实用新型的空气悬浮离心鼓风机具有电机内部降温快、散热效果好的优点，提高了鼓风机使用寿命。

当本实用新型的空气悬浮离心鼓风机在其负压风冷高速永磁电机两端分别连接有压气机，两压气机的排气管与排气总管连通时，一台负压风冷高速永磁电机同时驱动两压气机工作，提高了鼓风机风量，满足了用风量大的场所需求。

附图说明

图1是本实用新型实施例的空气悬浮离心鼓风机结构示意图；

图2是图1的剖视示意图；

图3是图2中电机壳结构示意图；

图4是图2中壳体镶套结构示意图；

图中：I、负压风冷高速永磁电机；II、压气机；

11、电机壳；111、电机进风口；112、电机排风口；12、电机定子；13、电机转子；14、壳体镶套；141、冷却通道；15、排气风扇叶轮；16、风扇叶轮罩；161、风扇罩通道；17、径向动压空气轴承；171、轴承部件过气通道；18、止推轴承；

21、压气机壳；22、压气机叶轮；23、进口导流罩；24、排气总管；

图1中的空心箭头表示压缩空气路径；图2中的箭头表示冷却空气路径。

具体实施方式

需要说明的是，在本文描述中，除非另有规定或限定，术语“相连”、“连接”、“相连接”等应做广义理解，例如，可以是两个元件之间的直接相连，还可以是通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

下面结合附图对本实用新型实施例做进一步详细的非限制性说明。

如图1和图2所示，本实用新型实施例的空气悬浮离心鼓风机，包括负压风冷高速永磁电机I和由其驱动的压气机II。

其中，压气机II包括压气机壳21和设置于压气机壳21内的压气机叶轮22。

如图2、图3和图4所示，其中，负压风冷高速永磁电机I包括：电机壳11、设置于电机壳11内的电机定子12、电机转子13，压气机叶轮22固定连接于电机转子13端部，压气机壳21固定连接于电机壳11端部。电机壳11上设置有电机进风口111、电机排风口112。电机壳11内还设置有壳体镶套14，壳体镶套14设置于电机定子12外周，壳体镶套14外表面设置有与电机进风口111连通的冷却通道141，优化设计是，在壳体镶套14外表面设置有若干轴向延伸的散热翅片，相邻散热翅片之间形成冷却通道141。电机转子13两端分别通过径向动压空气轴承17安装于轴承座，轴承座固定连接于电机壳11。电机转子13一端连接有排气风扇叶轮15，排气风扇叶轮15位于由风扇叶轮罩16和轴承座围成的风扇腔室内，风扇叶轮罩16设置有风扇罩通道161，邻近排气风扇叶轮15的轴承座和径向动压空气轴承设置有轴承部件过气通道171；电机腔室、轴承部件过气通道171、风扇腔室、风扇罩通道161、电机排风口112依次连通。电机转子13远离排气风扇叶轮15的一端还设置有止推轴承18，止推轴承18位于轴承座与压气机叶轮22的轮背之间。

将电机壳11一端记为出气连接端，优化设计是，将电机排风口112设置于该出气连接端，电机进风口111邻近电机排风口112。如此设计，可以使空气有较长的流动路径，进一步提高换热冷却效果。

其中，电机壳11外表面还设置有若干凸楞，能增大与外界空气接触面积，加快电机散热速度。

其中，压气机壳21的进气口连接有进口导流罩23，进口导流罩23呈喇叭形状，便于外部空气进入。

其中，在一具体实施例中，压气机II设置有两个，分别连接于负压风冷高速永磁电机I的两端。与压气机壳21的排气口相连的排气管与排气总管24连通。如此设计，一台负压风冷高速永磁电机I同时驱动两压气机II工作，提高了鼓风机风量，尤其适合于风量需求大的场所。

本实用新型实施例的工作过程如下：

启动前，电机转子13与径向动压空气轴承17之间存在物理性接触；启动后，电机转子13与径向动压空气轴承17相对运动，形成流体动力场，流体动力场使得电机转子13处于悬浮状态并高速旋转。如图1所示，电机转子高速旋转过程中驱动压气机II工作，外部空气自进口导流罩23进入压气机内部，增压后由排气管汇入排气总管24，输送至风量需求大的场所。如图2所示，电机转子13高速旋转过程中同时带动排气风扇叶轮15高速旋转做功，使电机内部产生负压，外部空气源源不断地自电机进风口111进入电机内部，沿壳体镶套14的冷却通道141流动，经电机定子12与电机转子13之间的间隙迂回，通过轴承部件过气通道171进入风扇腔室，通过风扇罩通道161和电机排风口112排至电机外部，形成独特的电机负压排风冷却系统，使得高速永磁电机工作产生的热量能源源不断地通过负压排风冷却系统及时排出，有效降低了高速永磁电机的工作温度，大大提升了空气悬浮离心鼓风机的使用寿命。

本实用新型构思巧妙，将现有技术中的吸气风扇叶轮反置为排气风扇叶轮，即在电机内部形成负压排风冷却系统，无需外部动力，无需额外附属设备，利用电机转子带动排气风扇叶轮旋转形成主机内部冷却系统压差的变化，给电机及其他零部件有效降温，电机及鼓风机整机的性能可靠，使用寿命长。

以上所述为本实用新型较佳实施方式的举例，其中未详细述及的部分皆为本领域的已知技术，本实用新型的保护范围以权利要求的内容为准，任何基于本实用新型的技术启示而进行的等效变换皆在本实用新型保护范围内。

Claims (10)

1.负压风冷高速永磁电机，所述负压风冷高速永磁电机包括：电机壳，所述电机壳内设置有电机定子和电机转子，所述电机转子两端分别通过径向动压空气轴承安装于轴承座，所述轴承座固定连接于所述电机壳，所述电机转子一端连接有风扇叶轮，其特征在于，

所述电机壳上设置有电机进风口、电机排风口；

所述电机壳内还设置有壳体镶套，所述壳体镶套设置于所述电机定子外周，所述壳体镶套外表面设置有与所述电机进风口连通的冷却通道；

所述风扇叶轮为排气风扇叶轮；

邻近所述排气风扇叶轮的所述轴承座和所述径向动压空气轴承设置有轴承部件过气通道，所述电机排风口通过所述轴承部件过气通道与电机腔室连通。

2.如权利要求1所述的负压风冷高速永磁电机，其特征在于，所述排气风扇叶轮位于由风扇叶轮罩和所述轴承座围成的风扇腔室内，所述风扇叶轮罩设置有风扇罩通道，所述风扇罩通道将所述风扇腔室与所述电机排风口连通。

3.如权利要求1所述的负压风冷高速永磁电机，其特征在于，将所述电机壳一端定义为出气连接端，所述电机排风口设置于所述出气连接端，所述电机进风口邻近所述电机排风口。

4.如权利要求1所述的负压风冷高速永磁电机，其特征在于，所述壳体镶套外表面设置有若干轴向延伸的散热翅片，相邻所述散热翅片之间形成所述冷却通道。

5.如权利要求1所述的负压风冷高速永磁电机，其特征在于，所述电机壳外表面设置有若干凸楞。

6.空气悬浮离心鼓风机，所述空气悬浮离心鼓风机包括：由电机驱动的压气机，所述压气机包括压气机壳和设置于所述压气机壳内的压气机叶轮，其特征在于，所述电机为权利要求1至5任一项所述的负压风冷高速永磁电机，所述压气机叶轮固定连接于所述电机转子端部，所述压气机壳固定连接于所述电机壳端部。

7.如权利要求6所述的空气悬浮离心鼓风机，其特征在于，所述电机转子远离所述排气风扇叶轮的一端还设置有止推轴承，所述止推轴承位于所述轴承座与所述压气机叶轮的轮背之间。

8.如权利要求6所述的空气悬浮离心鼓风机，其特征在于，所述压气机壳的进气口连接有进口导流罩。

9.如权利要求6所述的空气悬浮离心鼓风机，其特征在于，所述压气机设置有两个，分别连接于所述负压风冷高速永磁电机的两端。

10.如权利要求9所述的空气悬浮离心鼓风机，其特征在于，所述压气机壳的排气口连接有排气管，两所述排气管与排气总管连通。

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