TWI568148B - 藉淺層溫能體及交換流體散熱之電機 - Google Patents

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Description

藉淺層溫能體及交換流體散熱之電機
本發明為於電機殼體外部加設流體熱交換裝置，而由熱交換裝置之一次管路與電機內部冷卻流體形成一次側流體循環迴路，而由熱交換裝置之二次管路與設置於淺層溫能體如淺層地表或湖、池、河川之均熱器供藉泵浦泵動流體而形成二次側循環迴路，藉由設置於淺層溫能體之均熱器，對通過之較高溫流體吸收熱能以發散電機之熱能者。
傳統電機包括固定式之變壓器或迴轉式之發電機或馬達或電渦流傳動剎車裝置，當通電運轉中，因通電導體之銅損或導磁體之鐵損而產生熱能，而隨時間之加長形成積熱昇溫，而影響電機效率及壽命甚至損壞電機。
本發明為一種藉電機與淺層溫能體如淺層地表或湖、池、河川之間，設置具有一次流體迴路及二次流體迴路之熱交換裝置，供將電機產生之熱能經熱交換裝置之一次側流體載送熱能，及二次側流體流經設置於淺層溫能體中之均熱器經淺層溫能體釋放熱能者。
傳統電機包括固定式之變壓器或迴轉式之發電機或馬達或電渦流傳動剎車裝置，當通電運轉中，因通電導體之銅損或導磁體之鐵損而產生熱能，而隨時間之加長形成積熱昇溫，而影響電機效率及壽命甚至損壞電機；本發明為於電機殼體外部加設流體熱交換裝置，而由熱交換裝置之一次管路與電機內部冷卻流體形成一次側流體循環迴 路，而由熱交換裝置之二次管路與設置於淺層溫能體如淺層地表或湖、池、河川之均熱器供藉泵浦泵動流體而形成二次側循環迴路，藉由設置於淺層溫能體之均熱器，對通過之較高溫流體吸收熱能以發散電機之熱能者；本發明為一種藉電機與淺層溫能體如淺層地表或湖、池、河川之間，設置具有一次流體迴路及二次流體迴路之熱交換裝置，供將電機產生之熱能經熱交換裝置之一次側流體載送熱能，及二次側流體流經設置於淺層溫能體中之均熱器經淺層溫能體釋放熱能者。
圖1所示為傳統電機中變壓器之散熱方式示意圖。
如圖1中所示，為傳統油冷式變壓器，為藉外露於變壓器101外殼呈上下設置之外部散熱器102，而藉變壓器101發熱能，絕緣冷卻流體103受熱而熱昇冷降流經外露於變壓器101外殼呈上下設置之外部散熱器102，而使絕緣冷卻流體103作循環流動以對外散熱者；此方式並可選擇性加設氣冷風扇110者；圖2所示為傳統電機中迴轉電機之散熱方式示意圖。
如圖2中所示，為傳統迴轉電機之散熱方式，為藉迴轉電機之外殼201加設第二層外殼202，而於電機之外殼201與第二層外殼202之間設置散熱鰭片203者；圖3所示為本發明藉淺層溫能體及交換流體之變壓器結構示意圖。
如圖3中所示，其主要構成如下：-- 變壓器101：為具有繞組及鐵蕊之變壓裝置，供設置於機殼100中，機殼100內具絕緣冷卻流體103，以供變壓器101之散熱者；-- 外部散熱器302：為呈供通過流體之容器結構，供設置於變壓 器101之外部，而上下藉流體管路與供置入變壓器101之機殼100內部之絕緣冷卻流體103循環流通，以及與供通過冷卻流體311之中繼散熱器304相結合以互相傳輸溫能者；-- 中繼散熱器304：為呈供通流體之容器結構，供與外部散熱器302相結合以互相傳輸溫能，以及藉管路305及流體泵306所驅動之冷卻流體311，流通於中繼散熱器304及供設於淺層溫能體108中之散熱器309之間作流動循環，以使變壓器101之熱能經絕緣冷卻流體103及外部散熱器302及中繼散熱器304及冷卻流體305傳導至散熱器309，而由散熱器309對淺層溫能體108散熱者；-- 散熱器309：為由良好導熱材料所構成之供流過冷卻流體111之散熱容器結構，供置入於由土地或池湖河川所構成之淺層溫能體108者；-- 流體泵306：為由機力或電力馬達所驅動之流體泵所構成者；圖4所示為本發明藉設置於變壓器殼體一邊之熱交換裝置二次側中之流體，流經設置於淺層溫能體中之均熱器對淺層溫能體釋熱之實施例示意圖。
如圖4中所示，其主要構成如下：-- 變壓器101：為具有繞組及鐵蕊之變壓裝置，供設置於機殼100中，機殼100內具絕緣冷卻流體103，以供變壓器101之散熱者；-- 熱交換器404：為呈供通過流體之容器結構，供設置結合於變壓器101之外部，而上下藉管路402與供置入變壓器101之機殼100內部之絕緣冷卻流體103循環流通，以及供通過流體泵406所泵送之冷卻流體411，流經設置於淺層溫能體108中之散熱器409，構成循環流體以傳輸溫能者； -- 散熱器409：為由良好導熱材料所構成之供流過冷卻流體411之散熱容器結構，供置入於由土地或池湖河川所構成之淺層溫能體108者；-- 流體泵406：為由機力或電力馬達所驅動之流體泵所構成者；圖5所示為本發明藉環設於變壓器殼體周圍之熱交換裝置二次側中之流體，流經設置於淺層溫能體中之均熱器對淺層溫能體釋熱之實施例示意圖。
如圖5中所示，其主要構成如下：-- 變壓器101：為具有繞組及鐵蕊之變壓裝置，供設置於機殼100中，機殼100內具絕緣冷卻流體103，以供變壓器101之散熱者；-- 外部散熱器504：為呈供通過流體之容器結構，供設置結合於變壓器101之外部共同構成熱交換器功能，以供通過冷卻流體511流經設置於淺層溫能體108中之散熱器509，構成循環流體以傳輸溫能者；-- 散熱器509：為由良好導熱材料所構成之供流過冷卻流體511之散熱容器結構，供置入於由土地或池湖河川所構成之淺層溫能體108者；-- 流體泵506：為由機力或電力馬達所驅動之流體泵所構成者；圖6所示為本發明藉設置於迴轉電機殼體之熱交換裝置二次側中之流體，流經設置於淺層溫能體中之均熱器對淺層溫能體釋熱之實施例示意圖。
如圖6中所示，其主要構成如下：-- 迴轉電機601：為具有磁場繞組、鐵蕊及轉子及機殼之迴轉電機，包括馬達或發電機或電磁耦合裝置所構成者；-- 熱交換器603：為具有一次側流體流路602及二次側流體流路 604，並可相互相輸溫能，其中一次側流體流路602，為藉管路及流體泵607之泵送而與迴轉電機601內部之氣流構成循環氣流，二次側流體流路604，為藉管路605及流體泵606，泵動冷卻流體611流經設置於淺層溫能體108中之散熱器609，而構成循環流體以傳輸溫能者；-- 散熱器609：為由良好導熱材料所構成之供流過冷卻流體611之散熱容器結構，供置入於由土地或池湖河川所構成之淺層溫能體108者；-- 流體泵606、607：為由機力或電力馬達所驅動之流體泵所構成者；圖7所示為本發明藉設置與迴轉電機殼體分離之熱交換裝置二次側中之流體，流經設置於淺層溫能體中之均熱器對淺層溫能體釋熱之實施例示意圖。
如圖7中所示，其主要構成如下：-- 迴轉電機701：為具有磁場繞組、鐵蕊及轉子及機殼之迴轉電機，包括馬達或發電機或電磁耦合裝置所構成者；-- 熱交換器703：為具有一次側流體流路702及二次側流體流路704，並可相互相輸溫能，其中一次側流體流路702，為藉管路及流體泵707之泵送而與迴轉電機701內部之氣流構成循環氣流，二次側流體流路704，為藉管路705及流體泵706，泵動冷卻流體711流經設置於淺層溫能體108中之散熱器709，而構成循環流體以傳輸溫能者；-- 散熱器709：為由良好導熱材料所構成之供流過冷卻流體711之散熱容器結構，供置入於由土地或池湖河川所構成之淺層溫能體108者；可加設氣冷風扇110者；-- 流體泵706、707：為由機力或電力馬達所驅動之流體泵所構 成者；-- 此項藉淺層溫能體及交換流體散熱之電機，其實施方式包括熱交換裝置具有一路之一次流路及一路之二次流路者。
-- 此項藉淺層溫能體及交換流體散熱之電機，其實施方式包括具有共用之熱交換裝置，共同之熱交換器設有一路或一路以上之一次流路，以分別通往多組電機之內部以各別構成一次流體回路，共用熱交換裝置同時具有一路或一路以上之二次流路，通往設於淺層溫能體之內部之同一均熱器者。
-- 此項藉淺層溫能體及交換流體散熱之電機，進一步可加設氣冷風扇110者。
100‧‧‧機殼
101‧‧‧變壓器
102、302、504‧‧‧外部散熱器
103‧‧‧絕緣冷卻流體
108‧‧‧淺層溫能體
110‧‧‧氣冷風扇
111、311、411、511、611、711‧‧‧冷卻流體
201‧‧‧迴轉電機外殼
202‧‧‧第二層外殼
203‧‧‧散熱鰭片
304‧‧‧中繼散熱器
305、402、605、705‧‧‧管路
306、406、506、606、607、706、707‧‧‧流體泵
309、409、509、609、709‧‧‧散熱器
404、603、703‧‧‧熱交換器
601、701‧‧‧迴轉電機
602、702‧‧‧一次側流體流路
604、704‧‧‧二次側流體流路
圖1所示為傳統電機中變壓器之散熱方式示意圖。
圖2所示為傳統電機中迴轉電機之散熱方式示意圖。
圖3所示為本發明藉淺層溫能體及交換流體之變壓器結構示意圖。
圖4所示為本發明藉設置於變壓器殼體之熱交換裝置二次側中之流體，流經設置於淺層溫能體中之均熱器對淺層溫能體釋熱之實施例示意圖。
圖5所示為本發明藉環設於變壓器殼體周圍之熱交換裝置二次側中之流體，流經設置於淺層溫能體中之均熱器對淺層溫能體釋熱之實施例示意圖。
圖6所示為本發明藉設置於迴轉電機殼體之熱交換裝置二次側中之流體，流經設置於淺層溫能體中之均熱器對淺層溫能體釋熱之實施例示意圖。
圖7所示為本發明藉設置與迴轉電機殼體分離之熱交換裝置二次側中之流體，流經設置於淺層溫能體中之均熱器對淺層溫能體釋熱之實施例示意圖。
100‧‧‧機殼
101‧‧‧變壓器
103‧‧‧絕緣冷卻流體
108‧‧‧淺層溫能體
110‧‧‧氣冷風扇
302‧‧‧外部散熱器
304‧‧‧中繼散熱器
305‧‧‧管路
306‧‧‧流體泵
309‧‧‧散熱器
311‧‧‧冷卻流體

Claims (5)

  1. 一種藉淺層溫能體及交換流體散熱之電機，藉電機與淺層溫能體如淺層地表或湖、池、河川之間，設置具有一次流體迴路及二次流體迴路之熱交換裝置，供將電機產生之熱能經熱交換裝置之一次側流體載送熱能，其中熱交換裝置設置於變壓器殼體一邊，熱交換裝置二次側中之流體，流經設置於淺層溫能體中之均熱器對淺層溫能體釋熱者，其主要構成如下：變壓器(101)：為具有繞組及鐵蕊之變壓裝置，供設置於機殼(100)中，機殼(100)內具絕緣冷卻流體(103)，以供變壓器(101)之散熱者；熱交換器(404)：為呈供通過冷卻流體(411)之容器結構，供設置結合於變壓器(101)機殼(100)之外部共同構成熱交換器功能，容器結構之內部並供包容設置於變壓器(101)邊側機殼(100)外部，呈上下延伸之管路(402)，管路(402)為供通過變壓器(101)之機殼(100)內部之絕緣冷卻流體(103)循環流通以和機殼(100)共同對冷卻流體(411)作熱傳，藉由通過流體泵(406)所泵送之冷卻流體(411)，流經設置於淺層溫能體(108)中之散熱器(409)，構成循環流體以傳輸溫能者；散熱器(409)：為由良好導熱材料所構成之供流過冷卻流體(411)之散熱容器結構，供置入於由土地或池湖河川所構成之淺層溫能體(108)者；流體泵(406)：為由機力或電力馬達所驅動之流體泵所構成者。
  2. 一種藉淺層溫能體及交換流體散熱之電機，藉電機與淺層溫能體如淺層地表或湖、池、河川之間，設置具有一次流體迴路及二次流體迴路之熱交換裝置，供將電機產生之熱能經熱交換裝置之一次側流體載送熱能，其中熱交換裝置環設於變壓器殼體周圍，熱交換裝置二 次側中之流體，流經設置於淺層溫能體中之均熱器對淺層溫能體釋熱者，其主要構成如下：變壓器(101)：為具有繞組及鐵蕊之變壓裝置，供設置於機殼(100)中，機殼(100)內具絕緣冷卻流體(103)，以供變壓器(101)之散熱者；外部散熱器(504)：為呈供通過冷卻流體(511)之容器結構，供設置結合於變壓器(101)機殼(100)之外部共同構成熱交換器功能，以供通過冷卻流體(511)流經設置於淺層溫能體(108)中之散熱器(509)，構成循環流體以傳輸溫能者；散熱器(509)：為由良好導熱材料所構成之供流過冷卻流體(511)之散熱容器結構，供置入於由土地或池湖河川所構成之淺層溫能體(108)者；流體泵(506)：為由機力或電力馬達所驅動之流體泵所構成者。
  3. 一種藉淺層溫能體及交換流體散熱之電機，藉電機與淺層溫能體如淺層地表或湖、池、河川之間，設置具有一次流體迴路及二次流體迴路之熱交換裝置，供將電機產生之熱能經熱交換裝置之一次側流體載送熱能，其中熱交換裝置設置於迴轉電機殼體頂部，熱交換裝置二次側中之流體，流經設置於淺層溫能體中之均熱器對淺層溫能體釋熱者，其主要構成如下：迴轉電機(601)：為具有磁場繞組、鐵蕊及轉子及機殼之迴轉電機，包括馬達或發電機或電磁耦合裝置所構成者；熱交換器(603)：為具有一次側流體流路(602)及二次側流體流路(604)，並可相互相輸溫能，其中一次側流體流路(602)，為藉從迴轉電機機殼延伸至設置於迴轉電機(601)頂部之熱交換器(603)之管路及流體泵(607)之泵送而與迴轉電機(601)內部之氣流構成循環氣流，二次側流體流路(604)，為藉管路(605)及流體泵(606)，泵動冷 卻流體(611)流經設置於淺層溫能體(108)中之散熱器(609)，而構成循環流體以傳輸溫能者；散熱器(609)：為由良好導熱材料所構成之供流過冷卻流體(611)之散熱容器結構，供置入於由土地或池湖河川所構成之淺層溫能體(108)者；流體泵(606)、(607)：為由機力或電力馬達所驅動之流體泵所構成者。
  4. 如申請專利範圍第1、2或第3項所述之藉淺層溫能體及交換流體散熱之電機，包括具有共用之熱交換裝置，共同之熱交換器設有一路或一路以上之一次流路，以分別通往多組電機之內部以各別構成一次流體回路，共用熱交換裝置同時具有一路或一路以上之二次流路，通往設於淺層溫能體之內部之同一均熱器者。
  5. 如申請專利範圍第1、2或第3項所述之藉淺層溫能體及交換流體散熱之電機，進一步可加設氣冷風扇(110)者。
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