CN105990946A - 具双重冷却流道的电机外壳组件 - Google Patents

Abstract

一种具双重冷却流道的电机外壳组件，其包括：一壳体，呈圆柱状，在壳体的外表面上形成有两相对称的冷却流道，冷却流道自该壳体外表面前端延伸到后端，且具有一入口端以及一出口端，其中一冷却流道的入口端靠近壳体前端，且出口端靠近壳体后端，另一冷却流道的入口端靠近壳体后端，且出口端靠近壳体前端；一前盖板，设置在壳体前端；以及一后盖板，设置在壳体后端。两冷却流道可供冷却流体分别自壳体的前端、后端进入，达到对电机外壳组件内的发热零件产生均匀冷却的效果。

Description

具双重冷却流道的电机外壳组件

技术领域

本发明关于一种外壳组件，尤指一种具双重冷却流道的电机外壳组件。

背景技术

电机为普遍运用的装置，能够作马达以输出动力，或是作为发电机而通过其他能量转换的方式来提供电力。随着电机应用效能的提升，其尺寸缩小，然而发热功率密度也随之增加。因此，对电机的冷却能力要求也相对提高，电机是否能够受到良好冷却以维持正常工作温度，则直接相关于电机的散热安排。一般而言，不同电机的操作设计，均会使定子组、转子组有电机损失，电机转子损失会转换成热的形式，而产生的热会传递至轴承上，轴承本身也因转轴的高转速而产生摩擦热，过多的摩擦热将使得轴承温度过高而损坏，引发电机振动甚至损毁的问题。

电机在允许连续操作的设计条件下，其定子组中的铜线绕组温度每提升10℃，使用的寿命便会下降一半。包覆在铜线外的绝缘漆则易因高温产生的热应力及热疲劳造成脆化、裂解。

为了避免高温导致电机零件寿命减短或损毁，通常会在电机上设置冷却流道，并于冷却流道中导入冷却流体以对电机进行降温。优异的冷却流道排列布置方式可提升电机的效率、性能及寿命，但过于复杂的流道反而使得制造的困难度增加及成本提高，不符合效益。

现有的电机冷却流道安排大多只适用于特定类型的电机，例如空腔流道的应用的例子均以冷却较小型的电机为主，而应用至大型电机中，因发热量提升，冷却情况易因为流体形成的回流区造成热点，使电机于此局部产生温度过高的情况。在冷却条件不佳的情况下，此类空腔流道产生核沸腾的机会提升，因核沸腾产生的相变变化会使得电机产生气爆、漏水、疲劳等的现象，造成电机应用的危险性也增加。此外，也有螺旋流道的应用，此种冷却流道普遍的应用在电机的冷却中，螺旋流道是采用一进流孔以及一出流孔的冷却布局，冷却流体从电机的一端通过进流孔进入螺旋状冷却流道，再由电机另一端通过出流孔离开冷却流道，且同时带走电机上的高热，由此达到降温效果。然而，冷却流体在冷却流道中流动的过程中会吸收热量而逐步增高自身温度，当冷却流体到达出流孔时，温度已高于冷却流体尚未进入冷却流道的温度，因此，靠近出流孔的电机零件所获得的冷却效果远不如靠近进流孔的电机零件的冷却效果。电机的尺寸及长度过大则加剧螺旋流道对电机前后定子绕组冷却不均匀的问题。

发明内容

本发明人有鉴于传统的电机冷却流道仅允许冷却流体从电机一端进入而导致电机另一端的冷却效果较差的缺点，改良其不足与缺失，进而创作出一种具双重冷却流道的电机外壳组件。

本发明的目的在于提供一种具双重冷却流道的电机外壳组件，其上的两个冷却流道允许冷却流体分别从外壳组件的两端进入，再分别从外壳组件的两端离开，故外壳组件每一端均能接收尚未与电机定子组热源产生热交换而温度较低的冷却流体，达到均匀冷却效果。

为达上述目的，使前述具双重冷却流道的电机外壳组件包括：

一壳体，其呈圆柱状，在该壳体的外表面上形成有两相对称的冷却流道，该冷却流道自该壳体外表面前端延伸到该壳体外表面后端，且该冷却流道具有一入口端以及一出口端，其中一冷却流道的入口端靠近壳体前端，且该冷却流道的出口端靠近壳体后端，另一冷却流道的入口端靠近壳体后端，且该另一冷却流道的出口端靠近壳体前端；

一外壳套，其呈圆柱状，该外壳套套设在该壳体上且覆盖该两冷却流道，在该外壳套上设置有一前出流管以及一后出流管，该前出流管与该后出流管分别与该两冷却流道的两出口端相连通；

一前盖板，其设置在该壳体前端，在该前盖板上设置有一与该壳体的其中一冷却流道的入口端相连通的前进流管；以及

一后盖板，其设置在该壳体后端，在该后盖板上设置有一与该壳体的另一冷却流道的入口端相连通的后进流管。

所述壳体的各冷却流道大致呈蛇形蜿蜒状。

所述壳体的各冷却流道具有多个相互平行的区段。

所述壳体的两冷却流道相互独立而不相连通。

所述壳体的前端与后端分别贯穿形成有一连通孔，该两连通孔分别与两冷却流道的入口端相连通；该前盖板的顶端形成有一与前进流管相连通的前通孔，该前盖板外侧面形成有一与前进流管相连通的前冷却通道，该前冷却通道通过壳体的其中一连通孔与其中一冷却流道的入口端相连通；一前通道压盖能拆卸的设置在该前盖板上且覆盖该前冷却通道，在该前通道压盖上形成有一L形通道，该前通道压盖上的L形通道与前通孔以及前冷却通道相连通；该后盖板顶端形成有一与后进流管相连通的后通孔，该后盖板外侧面形成有一与后进流管相连通的后冷却通道，该后冷却通道通过壳体的另一连通孔与另一冷却流道的入口端相连通；一后通道压盖能拆卸的设置在后盖板上且覆盖该后冷却通道，在该后通道压盖上形成有一L形通道，该后通道压盖上的L形通道与后通孔以及后冷却通道相连通。

所述前盖板的前冷却通道大致呈O形；所述后盖板的后冷却通道大致呈O形。

所述前盖板上轴向贯穿形成一前轴孔；该后盖板上轴向贯穿形成一后轴孔；在该前通道压盖上轴向贯穿形成有一前组装孔；以及在该后通道压盖上轴向贯穿形成有一后组装孔。

本发明另一目的是提供一种双重冷却流道的电机外壳组件，其包括：

一壳体，其呈圆柱状，在该壳体的外表面上形成有两相对称的冷却流道，该冷却流道自该壳体外表面前端延伸到该壳体外表面后端，且该冷却流道具有一入口端以及一出口端，其中一冷却流道的入口端靠近壳体前端，且该冷却流道的出口端靠近壳体后端，另一冷却流道的入口端靠近壳体后端，且该另一冷却流道的出口端靠近壳体前端；

一外壳套，其呈圆柱状，该外壳套套设在该壳体上且覆盖该两冷却流道，在该外壳套上设置有一前进流管以及一后进流管，该前进流管与该后进流管分别与该两冷却流道的两入口端相连通，在该外壳套上设置有一前出流管以及一后出流管，该前出流管与该后出流管分别与该两冷却流道的两出口端相连通；

一前盖板，其设置在该壳体前端；以及

一后盖板，其设置在该壳体后端。

通过上述技术手段，本发明电机外壳组件的壳体具有两个冷却流道，其中一冷却流道与前进流管及后出流管相连通，另一冷却流道与后进流管与前出流管相连通，当进行冷却时，可分别对前进流管与后进流管输入两份冷却流体，该两份冷却流体分别自壳体的前端与后端进入两冷却流道，最后再分别自后出流管与前出流管流出壳体外。由此，可达到两份冷却流体同时自电机外壳组件的前端与后端进入，并且同时进行冷却的状况，由于电机外壳组件的前后两端均同时接纳尚未热交换而升温的冷却流体，故电机外壳组件前后两端处的铜线绕组、定子硅钢片组、转轴、轴承等零件均能得到良好冷却效果，避免电机其中一端接触到已经升温的冷却流体而降低冷却效率的问题。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中，

图1为本发明应用于电机的立体外观图。

图2为本发明应用于电机的前视图。

图3为本发明应用于电机的仰视剖面图。

图4为本发明应用于电机的侧视剖面图。

图5为本发明应用于电机的另一侧视剖面图。

图6为本发明壳体的立体外观图。

图7为本发明壳体的俯视图。

图8为本发明前盖板与前通道压盖的立体分解图。

图9为本发明前盖板与前通道压盖的侧视图。

图10为本发明后盖板与后通道压盖的立体分解图。

图11为本发明后盖板与后通道压盖的侧视图。

图12为本发明第一实施例的流道展开示意图。

图13为本发明第一实施例的流道立体示意图。

图14为本发明第二实施例的流道展开示意图。

图15为本发明第二实施例的流道立体示意图。

附图标号说明：

10壳体 100冷却流道

101入口端 102出口端

105连通孔

20外壳套 22a后出流管

22b前出流管

30前盖板 300前冷却通道

301前通孔 31前进流管

35前轴孔

40后盖板 400后冷却通道

401后通孔 41后进流管

45后轴孔

50前通道压盖 500L形通道

55前组装孔

60后通道压盖 600L形通道

65后组装孔

90电机模块 91铜线绕组

92定子硅钢片组 93鼠笼绕组

94转子硅钢片组 95转轴

具体实施方式

请参照图1到图3，本发明具双重冷却流道100的电机外壳组件的第一实施例可与一电机模块90组合成一电机。该电机模块90具有一铜线绕组91、一定子硅钢片组92、鼠笼绕组93、一转子硅钢片组94以及一转轴95。该铜线绕组91固定在定子硅钢片组92上，该鼠笼绕组93固定在该转子硅钢片组94上，该转轴95设置在该转子硅钢片组94中。

请进一步参照图4，本发明具双重冷却流道100的电机外壳组件的第一实施例容纳该电机模块90，且包括：一壳体10、一外壳套20、一前盖板30、一前通道压盖50、一后盖板40以及一后通道压盖60。

请进一步参照图6、图12与图13，该壳体10呈圆柱状，可容纳该电机模块90，在壳体10的外表面上形成有两相对称的冷却流道100。各冷却流道100大致呈蛇形蜿蜒状，冷却流道100自该壳体10外表面前端延伸到后端，且具有一入口端101、一出口端102、以及多个相互平行的区段。其中一冷却流道100的入口端101靠近壳体10前端，且出口端102靠近壳体10后端，另一冷却流道100的入口端101靠近壳体10后端，且出口端102靠近壳体10前端。此外，壳体10前端与后端上分别贯穿形成一连通孔105，以与两冷却流道100的两入口端101分别连通。再者，壳体10的两冷却流道100相互独立而不相连通。此外，各冷却流道100的截面可为圆形、正方形、长方形、或梯形。

该外壳套20呈圆柱状，套设在壳体10上且覆盖该两冷却流道100，在外壳套20上设置有该前出流管22b以及一后出流管22a，以分别与该两冷却流道100的两出口端102相连通。

请进一步参照图7、图8与图9，该前盖板30设置在壳体10前端，在前盖板30上设置有一与该壳体10的其中一冷却流道100的入口端101间接相连通的前进流管31。在前盖板30上轴向贯穿形成一前轴孔35，该前轴孔35内可设置有轴承，以供安装该转轴95。此外，前盖板30的顶端形成有一与前进流管31相连通的前通孔301，该前盖板30外侧面形成有一与前进流管31相连通且大致呈O形的前冷却通道300，该前冷却通道300通过壳体10的连通孔105而与其中一冷却流道100的入口端101相连通。

该前通道压盖50以可拆卸方式设置在该前盖板30上且覆盖该前冷却通道300，在该前通道压盖50上形成有一L形通道500，以与前通孔301以及前冷却通道300相连通。此外，在该前通道压盖50上轴向贯穿形成有一前组装孔55，以供转轴95通过。

请进一步参照图10与图11，该后盖板40设置在壳体10后端，在后盖板40上设置有一与该壳体10的另一冷却流道100的入口端101间接相连通的后进流管41。在后盖板40上轴向贯穿形成一后轴孔45，该后轴孔45内可设置有轴承，以供安装该转轴95。此外，该后盖板40顶端形成有一与后进流管41相连通的后通孔401，该后盖板40外侧面形成有一与后进流管41相连通且大致呈O形的后冷却通道400，该后冷却通道400通过壳体10的另一连通孔105与另一冷却流道100入口端101相连通。

请进一步参照图5，该后通道压盖60以可拆卸方式设置在后盖板40上且覆盖该后冷却通道400，在该后通道压盖60上形成有一L形通道600，以与后通孔401以及后冷却通道400相连通。此外，在该后通道压盖60上轴向贯穿形成有一后组装孔65，以供转轴95通过。

所述前盖板30的前冷却通道300大致呈O形；所述后盖板40的后冷却通道400大致呈O形。

请进一步参照图14与图15，本发明双重冷却流道100的电机外壳组件的第二实施例大致上与第一实施例相同，惟该前进流管31、该后进流管41是设置于外壳套20上，并非分别设置于前盖板30与后盖板40上，且前盖板30与后盖板40分别不具O形前冷却通道300与O形后冷却通道400。

通过上述技术手段，本发明具有下列优点：

1、本发明电机外壳组件的壳体10具有两个冷却流道100，其中一冷却流道100与前进流管31及后出流管22a相连通，另一冷却流道100与后进流管41与前出流管22b相连通，当进行冷却时，可分别对前进流管31与后进流管41输入两份冷却流体，该两份冷却流体分别从前进流管31与后进流管41注入，并且自壳体10的前端与后端分别进入两冷却流道100，最后再分别自后出流管22a与前出流管22b流出壳体10外，如图12与图13或图14与图15所显示。由此，可达到两份冷却流体同时自电机外壳组件的前端与后端进入，并且同时进行冷却的状况，由于电机外壳组件的前后两端均同时接纳尚未热交换而升温的冷却流体，故电机外壳组件前后两端处的铜线绕组、定子硅钢片组、转轴、轴承等零件均能得到良好冷却效果，避免电机其中一端接触到已经升温的冷却流体而降低冷却效率的问题。

2、本发明冷却流道100采用蛇形蜿蜒配置而具有多个平行区段，可增加冷却流体覆盖的区域，且可往壳体10轴向两侧方向延伸排列，不会因为传统螺旋水道而受到螺距的制造限制导致产生有冷却流体覆盖不到的区域，本发明蛇形蜿蜒的冷却流道100可轻易应用在不同长度或尺寸的电机上，大为提高电机外壳组件的应用性。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种具双重冷却流道的电机外壳组件，其特征在于，所述具双重冷却流道的电机外壳组件包括：

一壳体，其呈圆柱状，在该壳体的外表面上形成有两相对称的冷却流道，该冷却流道自该壳体外表面前端延伸到该壳体外表面后端，且该冷却流道具有一入口端以及一出口端，其中一冷却流道的入口端靠近壳体前端，且该冷却流道的出口端靠近壳体后端，另一冷却流道的入口端靠近壳体后端，且该另一冷却流道的出口端靠近壳体前端；

一外壳套，其呈圆柱状，该外壳套套设在该壳体上且覆盖该两冷却流道，在该外壳套上设置有一前出流管以及一后出流管，该前出流管与该后出流管分别与该两冷却流道的两出口端相连通；

一前盖板，其设置在该壳体前端，在该前盖板上设置有一与该壳体的其中一冷却流道的入口端相连通的前进流管；以及

一后盖板，其设置在该壳体后端，在该后盖板上设置有一与该壳体的另一冷却流道的入口端相连通的后进流管。

2.如权利要求1所述具双重冷却流道的电机外壳组件，其特征在于，该壳体的各冷却流道呈蛇形蜿蜒状。

3.如权利要求2所述具双重冷却流道的电机外壳组件，其特征在于，该壳体的各冷却流道具有多个相互平行的区段。

4.如权利要求1至3中任一项所述具双重冷却流道的电机外壳组件，其特征在于，该壳体的两冷却流道相互独立而不相连通。

5.如权利要求4所述具双重冷却流道的电机外壳组件，其特征在于，该壳体的前端与后端分别贯穿形成有一连通孔，该两连通孔分别与两冷却流道的入口端相连通；该前盖板的顶端形成有一与前进流管相连通的前通孔，该前盖板外侧面形成有一与前进流管相连通的前冷却通道，该前冷却通道通过壳体的其中一连通孔与其中一冷却流道的入口端相连通；一前通道压盖能拆卸的设置在该前盖板上且覆盖该前冷却通道，在该前通道压盖上形成有一L形通道，该前通道压盖上的L形通道与前通孔以及前冷却通道相连通；该后盖板顶端形成有一与后进流管相连通的后通孔，该后盖板外侧面形成有一与后进流管相连通的后冷却通道，该后冷却通道通过壳体的另一连通孔与另一冷却流道的入口端相连通；一后通道压盖能拆卸的设置在后盖板上且覆盖该后冷却通道，在该后通道压盖上形成有一L形通道，该后通道压盖上的L形通道与后通孔以及后冷却通道相连通。

6.如权利要求5所述具双重冷却流道的电机外壳组件，其特征在于，该前盖板的前冷却通道呈O形；所述后盖板的后冷却通道呈O形。

7.如权利要求6所述具双重冷却流道的电机外壳组件，其特征在于，该前盖板上轴向贯穿形成一前轴孔；该后盖板上轴向贯穿形成一后轴孔；在该前通道压盖上轴向贯穿形成有一前组装孔；以及在该后通道压盖上轴向贯穿形成有一后组装孔。

8.一种具双重冷却流道的电机外壳组件，其特征在于，所述具双重冷却流道的电机外壳组件包括：

一壳体，其呈圆柱状，在该壳体的外表面上形成有两相对称的冷却流道，该冷却流道自该壳体外表面前端延伸到该壳体外表面后端，且该冷却流道具有一入口端以及一出口端，其中一冷却流道的入口端靠近壳体前端，且该冷却流道的出口端靠近壳体后端，另一冷却流道的入口端靠近壳体后端，且该另一冷却流道的出口端靠近壳体前端；

一外壳套，其呈圆柱状，该外壳套套设在该壳体上且覆盖该两冷却流道，在该外壳套上设置有一前进流管以及一后进流管，该前进流管与该后进流管分别与该两冷却流道的两入口端相连通，在该外壳套上设置有一前出流管以及一后出流管，该前出流管与该后出流管分别与该两冷却流道的两出口端相连通；

一前盖板，其设置在该壳体前端；以及

一后盖板，其设置在该壳体后端。