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TWI578672B - Water - cooled motor devices - Google Patents

Water - cooled motor devices Download PDF

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TWI578672B
TWI578672B TW104114587A TW104114587A TWI578672B TW I578672 B TWI578672 B TW I578672B TW 104114587 A TW104114587 A TW 104114587A TW 104114587 A TW104114587 A TW 104114587A TW I578672 B TWI578672 B TW I578672B
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Chien Kuo Yen
Chun Tun Yu
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Visionary Dynamics
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
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    • H02K5/20—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium
    • H02K5/203—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium specially adapted for liquids, e.g. cooling jackets

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  • Power Engineering (AREA)
  • Motor Or Generator Cooling System (AREA)
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Description

水冷式馬達裝置
本發明是有關於一種馬達裝置，特別是指一種水冷式馬達裝置。
參閱圖1，中華民國專利公告號169755中揭示一種水冷式馬達裝置。該水冷式馬達裝置包括一個馬達機殼1、一個馬達2、一個扇葉3，及一個冷卻殼體4。
該馬達機殼1界定出一個容置空間11及一個圍繞該容置空間11的冷卻空間12。該馬達2設置在該馬達機殼1的容置空間11中，且包括一支可轉動的驅動軸21。該扇葉3連接至該馬達2的驅動軸21的一端。該冷卻殼體4連接至該馬達機殼1並罩設該扇葉3，且界定出一個與該馬達機殼1的冷卻空間12相連通的儲液空間41，並包括與該儲液空間41相連通的一個入液口42及一個出液口43。
使用時，液體5由該冷卻機殼4的入液口42流入至該冷卻殼體4的儲液空間41內，由於該馬達機殼1的冷卻空間12是與該冷卻殼體4的儲液空間41直接相連通，所以，該液體5也會流入該馬達機殼1的冷卻空間12內，當該馬達2開始運轉，該馬達2的驅動軸21會驅動該扇 葉3轉動，以促進該液體5的流動，最後，再由該冷卻殼體4的出液口43流出，而該馬達2運轉產生的熱可透過該液體5傳遞至外界，達到冷卻該馬達2的效果。
然而，由於該入液口42與該出液口43皆是設於該馬達機殼1的同側，造成該馬達2運轉時，該液體5會受到該扇葉3旋動引導，而有部分尚未進行熱交換的該液體5直接被輸送至該出液口43並流出，使得冷卻效率不佳。且該馬達2在該液體5充滿該冷卻殼體4的儲液空間41及該馬達機殼1的冷卻空間12的高水壓情況下運轉，導致該馬達2的運轉負載高，又有耗電大的缺失。
因此，本發明之目的，即在提供一種提升冷卻效率的水冷式馬達裝置。
於是，本發明水冷式馬達裝置，包含一個馬達機殼單元、一個馬達、一個冷卻機殼及一個葉輪單元。該馬達機殼單元界定出一個容置空間及一個圍繞該容置空間的冷卻室，且包括與該冷卻室相連通的一個注液口及一個排液口。該馬達設置在該馬達機殼單元的容置空間內，且包括一可轉動的驅動軸。該冷卻機殼連接該馬達機殼單元，並界定出一個儲液空間，且包括與該儲液空間相連通的一個入液口及一個出液口。該葉輪單元連接該馬達的驅動軸的一端並設置在該冷卻機殼的儲液空間內。該葉輪單元可被該馬達的驅動軸驅動而轉動，以使一由該冷卻機殼的入液口進入至該冷卻機殼的儲液空間的液體被輸送至該冷 卻機殼的出液口而流出，並流至該馬達機殼單元的注液口而進入該冷卻室以冷卻該馬達，再由該馬達機殼單元的排液口排出。
本發明之功效在於透過將該冷卻機殼的儲液空間與該馬達機殼單元的冷卻室隔絕，以及將該冷卻機殼的出液口與該馬達機殼單元的注液口空間相連通的設計，液體必定會進入該馬達機殼單元的冷卻室，達到熱交換的目的，同時，減輕該馬達的運轉負載並提高液體流動速度，繼而提升冷卻效率。
6‧‧‧馬達機殼單元
60‧‧‧液體
61‧‧‧馬達殼體
610‧‧‧開放端
6101‧‧‧開放端部
6102‧‧‧開放端部
611‧‧‧內圍繞壁
612‧‧‧外圍繞壁
6121‧‧‧排氣孔
613‧‧‧連接壁
614‧‧‧散熱鰭片
615‧‧‧容置空間
616‧‧‧冷卻室
6161‧‧‧冷卻部
62‧‧‧第一蓋體
621‧‧‧第一內部空間
622‧‧‧注液室
623‧‧‧注液口
63‧‧‧第二蓋體
631‧‧‧第二內部空間
632‧‧‧排液室
633‧‧‧排液口
7‧‧‧馬達
71‧‧‧驅動軸
8‧‧‧冷卻機殼
81‧‧‧儲液空間
82‧‧‧入液口
83‧‧‧出液口
9‧‧‧葉輪單元
10‧‧‧連接單元
本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是習知水冷式馬達裝置的剖面圖；圖2是本發明水冷式馬達裝置的一實施例的立體分解圖；圖3是該實施例的立體組合圖；圖4是該實施例的側視圖；圖5是一沿著圖4中直線V-V所截取的剖面圖，說明一液體在該實施例中的流動路徑；及圖6是局部放大剖視圖，說明該實施例的一冷卻機殼及一葉輪單元。
參閱圖2、圖3及圖5，本發明水冷式馬達裝置 的一個實施例安裝於一電動車(圖未示)上，且該電動車例如但不限於電動汽車、電動機車或電動自行車。本發明水冷式馬達裝置的實施例包含一個馬達機殼單元6、一個包括一可轉動之驅動軸71的馬達7、一個冷卻機殼8、一個葉輪單元9，及一個連接單元10。
該馬達機殼單元6包括一個馬達殼體61、一個第一蓋體62，及一個第二蓋體63。
該馬達殼體61具有一內圍繞壁611、一外圍繞壁612、複數個相間隔的連接壁613，及複數個相間隔的散熱鰭片614。該內圍繞壁611界定出一個沿著該內圍繞壁611的長度方向延伸且具有兩相反開放端部6101的容置空間615。該外圍繞壁612圍繞該內圍繞壁611，且與該內圍繞壁611相配合界定出一個供冷卻該馬達7的液體60流動於內的冷卻室616。該冷卻室616沿著該外圍繞壁612的長度方向延伸，且具有兩相反開放端部6102。該外圍繞壁612上形成一個排氣孔6121。該等連接壁613位於該內圍繞壁611及該外圍繞壁612之間，並連接該內圍繞壁611及該外圍繞壁612，且將該冷卻室616分隔出複數個冷卻部6161。其中一個冷卻部6161與該排氣孔6121相連通。該等散熱鰭片614位於對應的冷卻部6161中，且分別自該內圍繞壁611向該外圍繞壁612延伸。該馬達殼體61還具有兩相反的開放端610。每一開放端610由該容置空間615之各別的開放端部6101與該冷卻室616之各別的開放端部6102共同構成。
該第一蓋體62用來封閉該馬達殼體61的其中一個開放端610。該第一蓋體62界定出一與該馬達殼體61的容置空間615相連通的第一內部空間621(見圖5)，及一個圍繞該第一內部空間621且與該馬達殼體61的冷卻室616相連通的注液室622(見圖5)，並包括一個與該注液室622相連通的注液口623。該注液室622之垂直於該馬達7的驅動軸71的截面形狀呈環形。
該第二蓋體63用來封閉該馬達殼體61的另一個開放端610。該第二蓋體63界定出一個與該馬達殼體61的容置空間615相連通的第二內部空間631，及一個圍繞該第二內部空間631且與該馬達殼體61的冷卻室616相連通的排液室632，並包括一個與該排液室632相連通的排液口633。該排液室632之垂直於該馬達7的驅動軸71的截面形狀呈環形。當該液體60流入該馬達殼體61的該等冷卻部6161、第一蓋體62的注液室622及第二蓋體63的排液室632時，於該等冷卻部6161、該注液室622及該排液室632內的空氣可經由該排氣孔6121排出，待該等冷卻部6161、該注液室622及該排液室632溢滿該液體60後，再以防水墊圈(圖未示)與螺絲(圖未示)密閉該排氣孔6121。
該馬達7設置在該馬達機殼單元6的馬達殼體61的容置空間615內。由於該馬達7的結構並非本發明的技術特徵，於此不再贅述。該馬達7的驅動軸71鄰近該馬達機殼單元6的第二蓋體63的一端可連結至該電動車的驅動組件(圖未示)。於該馬達7運轉時，該馬達7的驅動軸 71驅動該電動車的驅動組件，以使該電動車運作。
參閱圖4至圖6，該冷卻機殼8可拆離地連接該馬達機殼單元6的第一蓋體62，並界定出一個供該液體60流動並使該液體60增壓的儲液空間81(見圖6)，且包括一個與該儲液空間81相連通且供該液體60進入的入液口82，及一個與該儲液空間81相連通且供該液體60流出的出液口83。
該葉輪單元9連接該馬達7的驅動軸71鄰近該馬達機殼單元6的第一蓋體62的一端，並設置在該冷卻機殼8的儲液空間81內。該連接單元10例如但不限於鋼管或塑膠管。該連接單元10連接該馬達機殼單元6的第一蓋體62的注液口623及該冷卻機殼8的出液口83。
於該馬達7運轉時，該葉輪單元9可被該馬達7的驅動軸71驅動而轉動，且該液體60由該冷卻機殼8的入液口82進入至該儲液空間81，接著，被輸送至該出液口83而流出，然後，經由該連接單元10流至該馬達機殼單元6的第一蓋體62的注液口623而進入該注液室622，再由該注液室622進入該馬達殼體61的冷卻室616的該等冷卻部6161以冷卻該馬達7，再匯集至該馬達機殼單元6的排液室632，而由該馬達機殼單元6的第二蓋體63的排液口633排出。
綜上所述，本發明透過將該冷卻機殼8的儲液空間81與該馬達機殼單元6的冷卻室616基本上是相互隔絕，僅藉由該冷卻機殼8的出液口83與該馬達機殼單元6 的第一蓋體62的注液口623空間相連通，因此液體必定會進入該馬達機殼單元6的馬達殼體61的冷卻室616，達到熱交換的目的，同時，該馬達7的運轉僅需驅動於該儲液空間81的液體60流動，而可減輕該馬達7的運轉負載，使得於該儲液空間81的液體60流動速度可被提高，促使於該冷卻室611中的液體60流動速度也被提高，繼而提升冷卻效率，故確實能達成本發明之目的。
惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
6‧‧‧馬達機殼單元
61‧‧‧馬達殼體
610‧‧‧開放端
6101‧‧‧開放端部
6102‧‧‧開放端部
611‧‧‧內圍繞壁
612‧‧‧外圍繞壁
6121‧‧‧排氣孔
613‧‧‧連接壁
614‧‧‧散熱鰭片
615‧‧‧容置空間
616‧‧‧冷卻室
6161‧‧‧冷卻部
62‧‧‧第一蓋體
623‧‧‧注液口
63‧‧‧第二蓋體
631‧‧‧第二內部空間
632‧‧‧排液室
633‧‧‧排液口
7‧‧‧馬達
8‧‧‧冷卻機殼
82‧‧‧入液口
83‧‧‧出液口
9‧‧‧葉輪單元
10‧‧‧連接單元

Claims (9)

  1. 一種水冷式馬達裝置，包含：一個馬達機殼單元，界定出一個容置空間及一個圍繞該容置空間的冷卻室，且包括與該冷卻室相連通的一個注液口及一個排液口；一個馬達，設置在該馬達機殼單元的容置空間內，且包括一可轉動的驅動軸；一個冷卻機殼，連接該馬達機殼單元，並界定出一個儲液空間，且包括與該儲液空間相連通的一個入液口及一個出液口；一個葉輪單元，連接該馬達的驅動軸的一端並設置在該冷卻機殼的儲液空間內，該葉輪單元可被該馬達的驅動軸驅動而轉動，以使一由該冷卻機殼的入液口進入至該冷卻機殼的儲液空間的液體被輸送至該冷卻機殼的出液口而流出，並流至該馬達機殼單元的注液口而進入該冷卻室以冷卻該馬達，再由該馬達機殼單元的排液口排出。
  2. 如請求項1所述的水冷式馬達裝置，其中，該馬達機殼單元包括一供該馬達設置於內且具有兩相反的開放端的馬達殼體，及分別封閉該等開放端的第一蓋體與第二蓋體。
  3. 如請求項2所述的水冷式馬達裝置，其中，該馬達殼體具有一界定出該容置空間的內圍繞壁、一連接並圍繞該內圍繞壁且與該內圍繞壁相配合界定出該冷卻室的外 圍繞壁，及複數個相間隔且分別自該內圍繞壁向該外圍繞壁延伸的散熱鰭片。
  4. 如請求項3所述的水冷式馬達裝置，其中，該馬達殼體還具有複數個位於該內圍繞壁及該外圍繞壁之間，並連接該內圍繞壁及該外圍繞壁之相間隔的連接壁，且該等連接壁將該馬達殼體的冷卻室分隔出複數個冷卻部。
  5. 如請求項3所述的水冷式馬達裝置，其中，該注液口是形成在該第一蓋體，該排液口是形成在該第二蓋體。
  6. 如請求項5所述的水冷式馬達裝置，其中，該馬達殼體的第一蓋體界定出一與該馬達殼體的冷卻室相連通的注液室，且該馬達殼體的第二蓋體界定出一與該馬達殼體的冷卻室相連通的排液室。
  7. 如請求項6所述的水冷式馬達裝置，其中，該馬達殼體的第一蓋體的注液室之垂直於該馬達的驅動軸的截面形狀呈環形，且該馬達殼體的第二蓋體的排液室之垂直於該馬達的驅動軸的截面形狀呈環形。
  8. 如請求項2所述的水冷式馬達裝置，其中，該冷卻機殼可拆離地連接該馬達機殼單元的第一蓋體。
  9. 如請求項1或8所述的水冷式馬達裝置，還包含一個連接該馬達機殼單元的注液口及該冷卻機殼的出液口的連接單元。
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