CN113991916B - 电机机壳、电机、空压机系统和家用电器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电机机壳、电机、空压机系统和家用电器，电机机壳的周壁设置有在轴向上延伸的内进液槽、至少一个内流槽、内出液槽、外进液槽、至少一个外流槽以及外出液槽，内进液槽设置有内进液口，内出液槽设置有内出液口，内进液槽、内流槽和内出液槽依次相连通并在机壳的周向上均匀分布形成内层流道，外进液槽设置有外进液口，外出液槽设置有外出液口，外进液槽、外流槽和外出液槽依次相连通并在机壳的周向上均匀分布形成外层流道，且外层流道在机壳的径向上位于内层流道的外侧，内层流道内的第一冷却液的温度高于外层流道内的第二冷却液的温度。本发明电机机壳的散热能力强，散热效率高，温度分布均匀。
Description
技术领域
本发明涉及电机技术领域，尤其是涉及一种电机机壳、具有该电机机壳的电机、具有该电机的空压机系统和家用电器。
背景技术
空压机系统对其电机的冷却效果要求较高，电机的散热能力直接影响空压机系统运行效率。压机系统作为通用动力源设备，一旦运行效率降低，则耗电量巨大，大大增加使用成本。
为了提高冷却效果，现有电机将机壳改为液冷机壳，液冷机壳设有相互连通的内层冷却流道和外层冷却流道，沿内层冷却流道循环一周的冷却液进入外层冷却流道再循环一周后排出电机之外。此液冷机壳通过内外层并联冷却流道增大散热面积，但是冷却液在内层冷却流道循环一周过程中已经换热升温，升温后的冷却液再进入外层冷却流道进行一周循环，则外层冷却流道的冷却液的温度高于内层冷却流道的冷却液的温度，由于内层冷却流道和外层冷却流道内是同步循环冷却液，内层冷却流道的低温冷却液在对机壳内部冷却的同时还对外层冷却流道的升温冷却液进行冷却，从而影响了对机壳内部的冷却效果，导致电机的散热能力和散热效率不佳。
发明内容
为了实现本发明的第一目的，本发明提供一种散热能力强、散热效率高、温度分布均匀、结构简单且制造成本低的电机机壳。
为了实现本发明的第二目的，本发明提供一种具有上述电机机壳的电机。
为了实现本发明的第三目的，本发明提供一种具有上述电机的空压机系统。
为了实现本发明的第四目的，本发明提供一种具有上述电机的家用电器。
为了实现本发明的第一目的，本发明提供一种电机机壳，电机机壳的周壁设置有内进液槽、至少一个内流槽、内出液槽、外进液槽、至少一个外流槽以及外出液槽，内进液槽、内流槽、内出液槽、外进液槽、外流槽以及外出液槽均在电机机壳的轴向上延伸，内进液槽设置有内进液口，内出液槽设置有内出液口，内进液槽、内流槽和内出液槽依次相连通并在电机机壳的周向上均匀分布形成内层流道，外进液槽设置有外进液口，外出液槽设置有外出液口，外进液槽、外流槽和外出液槽依次相连通并在电机机壳的周向上均匀分布形成外层流道，且外层流道在电机机壳的径向上位于内层流道的外侧，内层流道内的第一冷却液的温度高于外层流道内的第二冷却液的温度。
从上述方案可见，电机机壳的内层流道内循环有第一冷却液，即第一冷却液通过内进液口进入内进液槽内，之后在内进液槽、内流槽和内出液槽内依次循环一周，之后从内出液口排出，同时电机机壳的外层流道内循环有第二冷却液，即第二冷却液通过外进液口进入外进液槽内，之后在外进液槽、外流槽和外出液槽依次循环一周，之后从外出液口排出。由于电机工作时产生的热源从机壳的内部产生，依次径向向外传递，本发明外层流道在电机机壳的径向上位于内层流道的外侧，且内层流道的第一冷却液的温度高于外层流道的第二冷却液的温度，使得机壳的内外层流道具有温度差，则内层流道的第一冷却液在带走机壳内部热量的同时，外层流道的第二冷却液进一步带走机壳内部以及第一冷却液的热量，从而内外层流道能够有效地带走更多热量，散热能力强，散热效率高，温度分布更均匀，机壳热变形也更均匀，冷却效果好，进而提高电机散热能力，使得电机温度分布均匀，避免电机某一部位局部过热，出现绝缘损坏的现象。此外，本发明电机机壳的结构简单，便于模块化、系列化和标准化生产，有利于降低制造成本和提高产品的质量。另外，本发明机壳内外层流道通入冷却液进行散热，也起到隔音降噪效果。
进一步的方案是，内进液槽、内流槽、内出液槽、外进液槽、外流槽和外出液槽在电机机壳的周向上交错分布。
进一步的方案是，第一冷却液与第二冷却液的温度差值大于10℃。
进一步的方案是，内进液口贯穿电机机壳的周壁设置；和/或，内出液口贯穿电机机壳的周壁设置。
进一步的方案是，内进液口与电机机壳在轴向上的第一端面之间的距离为电机机壳的外径的第一倍数，第一倍数小于1；和/或，内出液口与第一端面之间的距离为电机机壳的外径的第二倍数，第二倍数小于1。
进一步的方案是，第一倍数为0.2，和/或，第二倍数为0.2。
进一步的方案是，外进液口贯穿电机机壳的周壁设置；和/或，外出液口贯穿电机机壳的周壁设置。
进一步的方案是，外进液口与电机机壳在轴向上的第二端面之间的距离为电机机壳的外径的第三倍数，第三倍数小于1；和/或，外出液口与第二端面之间的距离为电机机壳的外径的第四倍数，第四倍数小于1。
进一步的方案是，第三倍数为0.2，和/或，第四倍数为0.2。
进一步的方案是，电机机壳在轴向上的长度为Ln，电机机壳的外径为D，0.5D≤Ln≤3D。
进一步的方案是，内进液槽、内流槽和内出液槽中至少一个内槽在电机机壳的径向上的截面呈扇形、梯形、椭圆形、圆形、三角形中的一种设置；和/或，外进液槽、外流槽和外出液槽中至少一个外槽在电机机壳的径向上的截面呈扇形、梯形、椭圆形、圆形、三角形中的一种设置。
进一步的方案是，内进液槽、内流槽和内出液槽中至少一个内槽在电机机壳的周向上呈弧形延伸；和/或，外进液槽、外流槽和外出液槽中至少一个外槽在电机机壳的周向上呈弧形延伸。
进一步的方案是，内槽对应于电机机壳轴心的圆心角为θ，12°≤θ≤36°；和/或，外槽对应于电机机壳轴心的圆心角为β，12°≤β≤36°。
进一步的方案是，电机机壳在轴向上的第一端面开设有多个第一凹槽，多个第一凹槽使得内进液槽、内流槽和内出液槽依次相连通；和/或，电机机壳在轴向上的第二端面开设有多个第二凹槽，多个第二凹槽使得外进液槽、外流槽和外出液槽依次相连通。
进一步的方案是，每一个第一凹槽远离电机机壳的第二端面的开口端设置有第一密封件；和/或，每一个第二凹槽远离电机机壳的第一端面的开口端设置有第二密封件。
进一步的方案是，第一密封件通过焊接形成，和/或，第二密封件通过焊接形成。
为了实现本发明的第二目的，本发明提供一种电机，包括转子、定子和机壳，转子和定子分别设置在机壳的内部，机壳为上述的电机机壳。
为了实现本发明的第三目的，本发明提供一种空压机系统，包括上述的电机。
为了实现本发明的第四目的，本发明提供一种家用电器，包括上述的电机。
附图说明
图1是本发明电机实施例的剖视图。
图2是本发明电机实施例中机壳在轴向上的剖视图。
图3是本发明电机实施例中机壳在径向上的剖视图。
图4是本发明电机实施例中机壳的结构图。
以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
具体实施方式
参见图1，本实施例的电机包括转子1、定子2和机壳3，转子1和定子2分别设置在机壳3的内部，机壳3的轴向两端分别盖合有前端盖4和后端盖5。
参见2至图4，本实施例电机机壳3的周壁设置有内进液槽(未标示)、多个内流槽(未标示)、内出液槽(未标示)、外进液槽(未标示)、多个外流槽(未标示)以及外出液槽(未标示)，内进液槽、每一个内流槽、内出液槽、外进液槽、每一个外流槽以及外出液槽均在电机机壳3的轴向上延伸。其中，内进液槽设置有内进液口311，内出液槽设置有内出液口312，内进液槽、多个内流槽和内出液槽依次相连通并在电机机壳3的周向上均匀分布形成内层流道31。并且，外进液槽设置有外进液口321，外出液槽设置有外出液口322，外进液槽、多个外流槽和外出液槽依次相连通并在电机机壳3的周向上均匀分布形成外层流道32，且外层流道32在电机机壳3的径向上位于内层流道31的外侧。此外，内进液槽、多个内流槽、内出液槽、外进液槽、多个外流槽和外出液槽在电机机壳3的周向上交错分布，且内层流道31内的第一冷却液的温度高于外层流道32内的第二冷却液的温度。
电机在工作时，电机机壳3的内层流道31内循环有第一冷却液，即第一冷却液通过内进液口311进入内进液槽内，之后在内进液槽、多个内流槽和内出液槽内依次循环一周，之后从内出液口312排出，同时电机机壳3的外层流道32内循环有第二冷却液，即第二冷却液通过外进液口321进入外进液槽内，之后在外进液槽、多个外流槽和外出液槽依次循环一周，之后从外出液口322排出。由于电机工作时产生的热源从机壳3的内部产生，依次径向向外传递，本实施例外层流道32在电机机壳3的径向上位于内层流道31的外侧，内进液槽、多个内流槽、内出液槽、外进液槽、多个外流槽和外出液槽在电机机壳3的周向上交错分布，从而增大散热面积，温度分布更均匀，机壳3热变形也更均匀，冷却效果好。并且，本实施例内层流道31的第一冷却液的温度高于外层流道32的第二冷却液的温度，使得机壳3的内外层流道32具有温度差，则内层流道31的第一冷却液在带走机壳3内部热量的同时，外层流道32的第二冷却液进一步带走机壳3内部以及第一冷却液的热量，从而内外层流道32能够有效地带走更多热量，散热能力强，散热效率高，进而提高电机散热能力，使得电机温度分布均匀，避免电机某一部位局部过热，出现绝缘损坏的现象。此外，本实施例电机机壳3的结构简单，便于模块化、系列化和标准化生产，有利于降低制造成本和提高产品的质量。另外，本实施例机壳3内外层流道32通入冷却液进行散热，也起到隔音降噪效果。
为了进一步提高散热能力和散热效率，本实施例内层流道31内的第一冷却液与外层流道32内的第二冷却液的温度差值大于10℃，从而降低机壳3不同位置的温度差，使机壳3温度场分布均匀，提高机壳3散热能力，降低机壳3温升，进而提高电机效率。
本实施例内进液口311贯穿电机机壳3的周壁设置，内出液口312贯穿电机机壳3的周壁设置。为了确保加工工艺的可行性，本实施例内进液口311与电机机壳3在轴向上的第一端面35之间的距离为电机机壳3的外径D的第一倍数，第一倍数小于1，优选地，第一倍数为0.2，且本实施例内出液口312与电机机壳3的第一端面35之间的距离为电机机壳3的外径D的第二倍数，第二倍数小于1，优选地，第二倍数为0.2。
本实施例外进液口321贯穿电机机壳3的周壁设置，外出液口322贯穿电机机壳3的周壁设置。为了确保加工工艺的可行性，本实施例外进液口321与电机机壳3在轴向上的第二端面36之间的距离为电机机壳3的外径D的第三倍数，第三倍数小于1，优选地，第三倍数为0.2，且本实施例外出液口322与电机机壳3的第二端面36之间的距离为电机机壳3的外径D的第四倍数，第四倍数小于1，优选地，第四倍数为0.2。
电机机壳3在轴向上的长度为Ln可根据使用需要调整，优选地，本实施例0.5D≤Ln≤3D，其中电机机壳3的外径为D。当Ln<0.5D时，机壳3的轴向长度Ln过短，不利于机壳3轴向端部的焊接，使得制造工艺复杂，增加机壳3工艺成本；当Ln>3D时，机壳3的轴向长度Ln过长，冷却液在机壳3的内外层流道32流过的路径过长，不利于热量传递。
电机机壳3可通过挤压或拉伸工艺一次成型，电机机壳3的外形轮廓可根据模具调整，不限于整圆，可以存在切边倒角及其他不规则轮廓。内进液槽、内流槽和内出液槽中至少一个内槽在电机机壳3的径向上的截面呈扇形、梯形、椭圆形、圆形、三角形中的一种设置，外进液槽、外流槽和外出液槽中至少一个外槽在电机机壳3的径向上的截面呈扇形、梯形、椭圆形、圆形、三角形中的一种设置。
具体地，本实施例内进液槽、内流槽和内出液槽中至少一个内槽在电机机壳3的周向上呈弧形延伸，外进液槽、外流槽和外出液槽中至少一个外槽在电机机壳3的周向上呈弧形延伸。优选地，内槽对应于电机机壳3轴心的圆心角为θ，12°≤θ≤36°，外槽对应于电机机壳3轴心的圆心角为β，12°≤β≤36°，从而保证机壳3在周向上的不同位置能够最大限度地与冷却液接触，进一步增大散热面积，提高散热能力和散热效率。
此外，本实施例电机机壳3在轴向上的第一端面35开设有多个第一凹槽33，多个第一凹槽33使得内进液槽、多个内流槽和内出液槽依次相连通，电机机壳3在轴向上的第二端面36开设有多个第二凹槽34，多个第二凹槽34使得外进液槽、多个外流槽和外出液槽依次相连通。为了提高电机机壳3的轴向两端的密封性，则每一个第一凹槽33远离电机机壳3的第二端面36的开口端设置有第一密封件37，每一个第二凹槽34远离电机机壳3的第一端面35的开口端设置有第二密封件38。其中，本实施例第一密封件37通过摩擦焊接形成，第二密封件38通过摩擦焊接形成，从而保证产品质量的一致性。
本发明电机可适用在空压机系统中，空压机系统在工作时，本发明电机的机壳3内的内层流道31与空压机系统共用冷却液，而机壳3内的外层流道32通入独立的、更低温度的冷却液，从而能够更好地对电机进行散热。
本发明电机也可适用在家用电器、电动工具以及机械设备中，家用电器包括空调器、洗衣机、电风扇、电冰箱、录音机、录像机、影碟机、吸尘器、照相机、电吹风、电动剃须刀等，电动工具有钻孔、抛光、磨光、开槽、切割、扩孔等工具，机械设备包括各种小型机床、小型机械、医疗器械、电子仪器等。
以上实施例，只是本发明的较佳实例，并非来限制本发明实施范围，故凡依本发明申请专利范围的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本发明专利申请范围内。
Claims (19)
1.电机机壳，其特征在于，所述电机机壳的周壁设置有内进液槽、至少一个内流槽、内出液槽、外进液槽、至少一个外流槽以及外出液槽，所述内进液槽、所述内流槽、所述内出液槽、所述外进液槽、所述外流槽以及所述外出液槽均在所述电机机壳的轴向上延伸；
所述内进液槽设置有内进液口，所述内出液槽设置有内出液口，所述内进液槽、所述内流槽和所述内出液槽依次相连通并在所述电机机壳的周向上均匀分布形成内层流道；
所述外进液槽设置有外进液口，所述外出液槽设置有外出液口，所述外进液槽、所述外流槽和所述外出液槽依次相连通并在所述电机机壳的周向上均匀分布形成外层流道，且所述外层流道在所述电机机壳的径向上位于所述内层流道的外侧，所述内层流道内的第一冷却液的温度高于所述外层流道内的第二冷却液的温度。
2.根据权利要求1所述的电机机壳，其特征在于：
所述内进液槽、所述内流槽、所述内出液槽、所述外进液槽、所述外流槽和所述外出液槽在所述电机机壳的周向上交错分布。
3.根据权利要求1所述的电机机壳，其特征在于：
所述第一冷却液与所述第二冷却液的温度差值大于10℃。
4.根据权利要求1所述的电机机壳，其特征在于：
所述内进液口贯穿所述电机机壳的周壁设置；
和/或，所述内出液口贯穿所述电机机壳的周壁设置。
5.根据权利要求4所述的电机机壳，其特征在于：
所述内进液口与所述电机机壳在轴向上的第一端面之间的距离为所述电机机壳的外径的第一倍数，所述第一倍数小于1；
和/或，所述内出液口与所述第一端面之间的距离为所述电机机壳的外径的第二倍数，所述第二倍数小于1。
6.根据权利要求5所述的电机机壳，其特征在于：
所述第一倍数为0.2，和/或，所述第二倍数为0.2。
7.根据权利要求1所述的电机机壳，其特征在于：
所述外进液口贯穿所述电机机壳的周壁设置；
和/或，所述外出液口贯穿所述电机机壳的周壁设置。
8.根据权利要求7所述的电机机壳，其特征在于：
所述外进液口与所述电机机壳在轴向上的第二端面之间的距离为所述电机机壳的外径的第三倍数，所述第三倍数小于1；
和/或，所述外出液口与所述第二端面之间的距离为所述电机机壳的外径的第四倍数，所述第四倍数小于1。
9.根据权利要求8所述的电机机壳，其特征在于：
所述第三倍数为0.2，和/或，所述第四倍数为0.2。
10.根据权利要求1所述的电机机壳，其特征在于：
所述电机机壳在轴向上的长度为Ln，所述电机机壳的外径为D，0.5D≤Ln≤3D。
11.根据权利要求1所述的电机机壳，其特征在于：
所述内进液槽、所述内流槽和所述内出液槽中至少一个内槽在所述电机机壳的径向上的截面呈扇形、梯形、椭圆形、圆形、三角形中的一种设置；
和/或，所述外进液槽、所述外流槽和所述外出液槽中至少一个外槽在所述电机机壳的径向上的截面呈扇形、梯形、椭圆形、圆形、三角形中的一种设置。
12.根据权利要求1所述的电机机壳，其特征在于：
所述内进液槽、所述内流槽和所述内出液槽中至少一个内槽在所述电机机壳的周向上呈弧形延伸；
和/或，所述外进液槽、所述外流槽和所述外出液槽中至少一个外槽在所述电机机壳的周向上呈弧形延伸。
13.根据权利要求12所述的电机机壳，其特征在于：
所述内槽对应于所述电机机壳轴心的圆心角为θ，12°≤θ≤36°；
和/或，所述外槽对应于所述电机机壳轴心的圆心角为β，12°≤β≤36°。
14.根据权利要求1至13任一项所述的电机机壳，其特征在于：
所述电机机壳在轴向上的第一端面开设有多个第一凹槽，多个所述第一凹槽使得所述内进液槽、所述内流槽和所述内出液槽依次相连通；
和/或，所述电机机壳在轴向上的第二端面开设有多个第二凹槽，多个所述第二凹槽使得所述外进液槽、所述外流槽和所述外出液槽依次相连通。
15.根据权利要求14所述的电机机壳，其特征在于：
每一个所述第一凹槽远离所述电机机壳的第二端面的开口端设置有第一密封件；
和/或，每一个所述第二凹槽远离所述电机机壳的第一端面的开口端设置有第二密封件。
16.根据权利要求15所述的电机机壳，其特征在于：
所述第一密封件通过焊接形成，和/或，所述第二密封件通过焊接形成。
17.电机，包括转子、定子和机壳，所述转子和所述定子分别设置在所述机壳的内部，其特征在于：
所述机壳为上述权利要求1至16任一项所述的电机机壳。
18.空压机系统，其特征在于，包括权利要求17所述的电机。
19.家用电器，其特征在于，包括权利要求17所述的电机。
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