一種水冷式電機(jī)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種水冷式電機(jī)，外殼的外壁上沿周向均布有軸向散熱凹槽，外殼底部的兩端分別有一個(gè)安裝支座；外殼內(nèi)壁上的定子安裝凹槽中安裝有定；轉(zhuǎn)子一端的輸出軸從外殼上的過孔穿過，在轉(zhuǎn)子的另一端有散熱風(fēng)扇，在外殼外面設(shè)置一根橡膠水管，該橡膠水管沿軸向纏繞在兩個(gè)安裝支座之間的外殼上，從而形成一個(gè)螺旋形結(jié)構(gòu)，且外殼將橡膠水管分成若干個(gè)收尾相連的環(huán)形段；橡膠水管的內(nèi)徑與外殼的內(nèi)徑之比為n，且0.1≤n≤0.18。本發(fā)明在外殼外面纏繞一根水管，并通過水管的材質(zhì)、水管的纏繞方式以及水管與外殼的內(nèi)徑之比有機(jī)配合，從而很好地改善徑向方向上的散熱效果，且同時(shí)通過控制水管內(nèi)冷卻水的流動(dòng)方向來改善軸向方向的散熱效果。
【專利說明】
_種水冷式電機(jī)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于電機(jī)領(lǐng)域，尤其涉及一種水冷式電機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]電機(jī)是一種運(yùn)用廣泛的動(dòng)力裝置，它一般由外殼、定子和轉(zhuǎn)子等部分構(gòu)成，其中外殼的外壁上沿周向設(shè)有一組軸向散熱凹槽，該外殼底部的兩端分別設(shè)有一個(gè)安裝支座。夕卜殼的內(nèi)壁上固設(shè)有定子，該定子與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)配合，且轉(zhuǎn)子上的輸出軸從外殼一端的過孔穿出，該外殼的另一端裝有散熱端蓋，這個(gè)散熱端蓋用于保護(hù)電機(jī)內(nèi)的冷卻風(fēng)扇。使用時(shí)，電機(jī)會(huì)發(fā)熱，若不有效進(jìn)行散熱不僅會(huì)影響傳動(dòng)效率、精度，而且還會(huì)影響電機(jī)的使用壽命。雖然冷卻風(fēng)扇能具有一定的散熱功能，但散熱效果還是不甚理想。
[0003]為了改善散熱效果，又增加了輔助散熱結(jié)構(gòu)及方法。目前電機(jī)的散熱冷卻方式主要由以下幾種:自然冷卻、強(qiáng)迫風(fēng)冷、自通風(fēng)和水冷，與其他冷卻方式相比，在相同功率等級(jí)下，使用水冷方式冷卻的電機(jī)具有體積小，重量輕的優(yōu)點(diǎn)，材料的利用率更高。中國(guó)專利公開了多種水冷式電機(jī)，比如中國(guó)專利ZL2012105457033公開了一種水冷電機(jī)，它在所述機(jī)殼外部還設(shè)有外罩，所述外罩上設(shè)有進(jìn)水口和出水口，所述外罩的內(nèi)壁上還設(shè)有螺牙，所述螺牙的底徑與所述機(jī)殼的外壁緊密接觸，所述進(jìn)水口、兩相鄰螺牙之間的縫隙以及出水口形成水流通道，所述外罩內(nèi)壁上的螺牙為雙頭螺牙，所述外罩上的進(jìn)水口與出水口分別與所述雙頭螺牙形成的兩個(gè)水流通道的一端相連通，所述兩個(gè)水流通道的另一端通過機(jī)殼上的臺(tái)階相連通，所述進(jìn)水口上安裝有隔水圈，所述隔水圈為圓弧狀，所述外罩上與所述進(jìn)水口相對(duì)應(yīng)的位置設(shè)有一止轉(zhuǎn)臺(tái)階，所述止轉(zhuǎn)臺(tái)階的形狀與所述隔水圈的形狀相匹配。
[0004]又如中國(guó)專利ZL201010040014.8公開了一種水冷電機(jī)及電機(jī)冷卻方法，它在機(jī)座中部的外表面具有多個(gè)沿電機(jī)軸向設(shè)置的輔助板，相鄰的輔助板之間形成多個(gè)沿電機(jī)軸向的溝槽，所述多個(gè)溝槽中均設(shè)有可拆卸的冷卻管，冷卻液可在冷卻管中流動(dòng)，所述輔助板沿電機(jī)軸向一端的外側(cè)設(shè)有環(huán)繞機(jī)座外表面的進(jìn)水多通管，所述進(jìn)水多通管上設(shè)有至少一個(gè)進(jìn)水口，輔助板沿電機(jī)軸向另一端的外側(cè)設(shè)有環(huán)繞機(jī)座外表面的排水多通管，所述排水多通管上設(shè)有至少一個(gè)排水口，所述冷卻管的兩端分別與進(jìn)水多通管和排水多通管連通，所述輔助板的內(nèi)部為空心結(jié)構(gòu)，與電機(jī)定子鐵心之間形成沿電機(jī)軸向的通風(fēng)槽。
[0005]在使用過程中，我們發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的水冷電機(jī)雖然散熱冷卻效果比單獨(dú)利用散熱風(fēng)扇的方式有所提高，但散熱冷卻效果還是不太理想;更為重要的是，現(xiàn)有的輔助散熱方式不僅需要增加至少4個(gè)以上的自制部件，結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，并且往往需要改動(dòng)電機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，這樣就大幅增加了生產(chǎn)難度和制造成本，而且為了通過冷卻水帶走電機(jī)工作時(shí)的熱量，這些增加的部件與外殼之間要形成供冷卻水流動(dòng)的水冷腔，這樣就對(duì)外殼的制造精度以及水冷腔的防水密封問題提出了很高的精度要求，一旦出現(xiàn)漏水就可能會(huì)漏到電機(jī)外殼內(nèi)，與外殼內(nèi)部的通電部件接觸，從而導(dǎo)致觸電，進(jìn)而引發(fā)嚴(yán)重的安全事故。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種散熱效果好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和安全性高的水冷式電機(jī)。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:一種水冷式電機(jī)，包括外殼(I)和散熱風(fēng)扇(8)，其中外殼
(1)的外壁上沿周向均布有軸向散熱凹槽(Ia)，外殼(I)底部的兩端分別有一個(gè)安裝支座(Ib);所述外殼(I)內(nèi)壁上的定子安裝凹槽中安裝有定子(5)，該定子與轉(zhuǎn)子(6)轉(zhuǎn)動(dòng)配合；所述轉(zhuǎn)子(6)—端的輸出軸(7)從外殼(I)上的過孔穿過，在轉(zhuǎn)子的另一端有所述散熱風(fēng)扇
[8]，該散熱風(fēng)扇由外殼(I)上的散熱端蓋(Ic)遮擋，其特征在于:在所述外殼(I)外面設(shè)置一根橡膠水管(2)，該橡膠水管沿軸向纏繞在兩個(gè)所述安裝支座(Ib)之間的外殼(I)上，從而形成一個(gè)螺旋形結(jié)構(gòu)，且外殼(I)將橡膠水管(2)分成若干個(gè)收尾相連的環(huán)形段(2a);相鄰兩個(gè)所述環(huán)形段(2a)緊靠在一起，而環(huán)形段所在平面與外殼(I)的軸心線垂直，且環(huán)形段(2a)的整個(gè)外圓面與對(duì)應(yīng)的所述軸向散熱凹槽(Ia)槽口緊密接觸;所述橡膠水管(2)的壁厚為2 — 2.5mm，該橡膠水管的內(nèi)徑與外殼(I)的內(nèi)徑之比為η，且0.1^Ξη^Ο.18；
[0008]所述橡膠水管(2)的一端為進(jìn)水端，該橡膠水管的另一端為出水端，且該出水端與所述散熱端蓋(Ic)位于同一端;使用時(shí)，所述橡膠水管(2)的進(jìn)水端和出水端均與同一個(gè)水槽(3)連通，且水槽(3)內(nèi)設(shè)有用于向橡膠水管(2)內(nèi)栗水的水栗(4)。
[0009]在上述技術(shù)方案中，在所述外殼(I)外面設(shè)置一根橡膠水管(2)，該橡膠水管沿軸向纏繞在兩個(gè)安裝支座之間的外殼(I)上，從而形成一個(gè)螺旋形結(jié)構(gòu)，且外殼(I)將橡膠水管(2)分成若干個(gè)收尾相連的環(huán)形段(2a)，相鄰兩個(gè)所述環(huán)形段(2a)緊靠在一起，這樣就能大幅增大散熱面積，且散熱區(qū)域環(huán)繞在整個(gè)外殼(I)外面，散熱區(qū)域大且均勻。本案中采用橡膠水管(2)來容納冷卻水，一是為了便于取材，二是橡膠水管(2)的導(dǎo)熱效率高，橡膠比金屬材質(zhì)能更及時(shí)地將熱量傳遞到冷卻水中，從而通過冷卻水及時(shí)帶走熱量。
[0010]同時(shí)，環(huán)形段所在平面與外殼(I)的軸心線垂直，環(huán)形段(2a)的整個(gè)外圓面與對(duì)應(yīng)的所述軸向散熱凹槽(Ia)槽口緊密接觸，這樣就能在結(jié)構(gòu)上保證從軸向散熱凹槽(Ia)處散熱出來的熱量能及時(shí)通過環(huán)形段(2a)進(jìn)行熱交換，從而由橡膠水管(2)內(nèi)的冷卻水及時(shí)帶走;并且，橡膠水管(2)的壁厚為2 — 2.5mm，這樣既能保證橡膠水管(2)具有足夠的強(qiáng)度，防止因?yàn)閺澢笠驈?qiáng)度不夠而裂口，從而避免漏水，進(jìn)而杜絕引發(fā)觸電的安全事故，又能保證熱量及時(shí)、有效地透過橡膠水管(2)的壁厚進(jìn)入橡膠水管(2)內(nèi)。另外，本發(fā)明的水流冷卻通道在橡膠水管(2)內(nèi)，不與外殼發(fā)生關(guān)系，即使漏水，水也不易從電機(jī)外殼進(jìn)入電機(jī)內(nèi)部，這樣也能從根本上避免因漏水而導(dǎo)致觸電。
[0011]并且，橡膠水管(2)的內(nèi)徑與外殼(I)的內(nèi)徑之比為n，且0.1彡η彡0.18。由于電機(jī)的尺寸規(guī)格越大，其工作時(shí)的熱量就越大，電機(jī)的外殼內(nèi)徑也越大，這種情況下橡膠水管
(2)的內(nèi)徑也要求相應(yīng)增大。在本案中，橡膠水管(2)的內(nèi)徑與外殼(I)的內(nèi)徑之比為η，這個(gè)比值的意義是電機(jī)工作時(shí)的熱量越大，橡膠水管(2)的內(nèi)徑也就相應(yīng)地成比例增大，這樣就能更好地匹配不同尺寸規(guī)格的外殼。同時(shí)，本案中η的參數(shù)范圍較為合適，若η過小，雖然可以增加橡膠水管(2)纏繞在外殼(I)外面形成的散熱面積總和，但會(huì)導(dǎo)致橡膠水管(2)的內(nèi)徑較小，冷卻水在橡膠水管(2)內(nèi)的流速不高，這樣就會(huì)影響散熱效果;反之若η過大，雖然能增大橡膠水管(2)的內(nèi)徑，相應(yīng)提高冷卻水在橡膠水管(2)內(nèi)的流速，但會(huì)減少橡膠水管
(2)纏繞在外殼(I)外面形成的散熱面積總和，這樣也會(huì)降低散熱效果。由上可見，橡膠水管⑵的內(nèi)徑與外殼(I)內(nèi)徑之比是一個(gè)很重要的技術(shù)參數(shù)，本案中的0.KnS0.18參數(shù)范圍適中，它很好地兼顧了水流速度和散熱面積總和，因?yàn)樗魉俣群蜕崦娣e總和都會(huì)影響散熱效果，從而綜合改善了外殼徑向方向上的散熱效果。另外，橡膠水管(2)的一端為進(jìn)水端，該橡膠水管的另一端為出水端，且該出水端與所述散熱端蓋(I c)位于同一端，這樣就使冷卻水沿外殼(I)軸向的流動(dòng)方向與由散熱風(fēng)扇產(chǎn)生的熱量流動(dòng)方向一致，這樣又能很好地對(duì)電機(jī)內(nèi)的軸向熱流進(jìn)行散熱，這個(gè)軸向上的散熱與外殼徑向方向上的散熱有機(jī)結(jié)合，從而使本案形成一個(gè)密切聯(lián)系、配合和不可分割的整體，進(jìn)而很好地改善了電機(jī)外殼的散熱效果。
[0012]綜上所述，本發(fā)明在外殼外面纏繞一根水管，并通過水管的材質(zhì)、水管的纏繞方式以及水管與外殼的內(nèi)徑之比有機(jī)配合，形成一個(gè)不可分割的有機(jī)整體，從而很好地改善徑向方向上的散熱效果，且同時(shí)通過控制水管內(nèi)冷卻水的流動(dòng)方向來改善軸向方向的散熱效果，并且徑向和軸向上的散熱相結(jié)合有效改善了外殼的整體散熱效果;并且冷卻水的冷卻通道只在水管內(nèi)，而不與外殼發(fā)生聯(lián)系，從而從根本上消除了因漏水而導(dǎo)致觸電的安全隱患；而且，本發(fā)明通過增加一根水管就有效、巧妙地改善了外殼的整體散熱效果，增加部件少且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，也不需要對(duì)外殼做任何改造，成本低廉，實(shí)施很方便，這樣就很有效地克服了現(xiàn)有技術(shù)增加部件多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、對(duì)現(xiàn)有結(jié)構(gòu)改動(dòng)大、制造難度大、成本高且存在觸電可能性的缺陷，具有很好的實(shí)用性。
[0013]作為本發(fā)明的優(yōu)化設(shè)計(jì)，所述橡膠水管(2)的內(nèi)徑與外殼(I)的內(nèi)徑之比為0.15。
[0014]采用以上結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，本參數(shù)設(shè)計(jì)能更好地兼顧和平衡之間水流速度與散熱面積總和之間的關(guān)系，從而進(jìn)一步改善了外殼徑向方向上的散熱效果。
[0015]作為優(yōu)選設(shè)計(jì)，所述橡膠水管(2)的壁厚為2.25mm。采用上述參數(shù)，使得橡膠水管
(2)兼具足夠的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和良好的導(dǎo)熱性能，從而能更加快速地散熱，進(jìn)而改善本發(fā)明的性會(huì)K。
[0016]有益效果:本發(fā)明在外殼外面纏繞一根水管，并通過水管的材質(zhì)、水管的纏繞方式以及水管與外殼的內(nèi)徑之比有機(jī)配合，形成一個(gè)不可分割的有機(jī)整體，從而很好地改善徑向方向上的散熱效果，且同時(shí)通過控制水管內(nèi)冷卻水的流動(dòng)方向來改善軸向方向的散熱效果，并且徑向和軸向上的散熱相結(jié)合有效改善了外殼的整體散熱效果;并且冷卻水的冷卻通道只在水管內(nèi)，而不與外殼發(fā)生聯(lián)系，從而從根本上消除了因漏水而導(dǎo)致觸電的安全隱患；而且，本發(fā)明通過增加一根水管就有效、巧妙地改善了外殼的整體散熱效果，增加部件少且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，也不需要對(duì)外殼做任何改造，成本低廉，實(shí)施很方便，這樣就很有效地克服了現(xiàn)有技術(shù)增加部件多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、對(duì)現(xiàn)有結(jié)構(gòu)改動(dòng)大、制造難度大、成本高且存在觸電可能性的缺陷，具有很好的實(shí)用性，不僅可用于新制電機(jī)的改進(jìn)，而且也可以用于電機(jī)出廠后的改造。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2為圖1的橫截面剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明:
[0020]如圖1、2所不，一種水冷式電機(jī)，包括外殼I和散熱風(fēng)扇8，其中外殼I為招鑄件，該外殼I的外壁上沿周向均布有一組軸向散熱凹槽Ia，夕卜殼I底部的兩端分別有一個(gè)安裝支座Ib。外殼I內(nèi)壁上的定子安裝凹槽中安裝有定子5，該定子與轉(zhuǎn)子6轉(zhuǎn)動(dòng)配合，其具體的安裝結(jié)構(gòu)為現(xiàn)有技術(shù)。轉(zhuǎn)子6—端的輸出軸7從外殼I上的過孔穿過，在轉(zhuǎn)子的另一端有散熱風(fēng)扇8，該散熱風(fēng)扇由外殼I上的散熱端蓋Ic遮擋，且散熱端蓋Ic上開有散熱孔。電機(jī)工作時(shí)，電機(jī)外殼內(nèi)的熱量主要從散熱風(fēng)扇處和外殼I上的軸向散熱凹槽Ia排走，即軸向散熱和徑向散熱是主要的散熱路徑，因此這兩個(gè)散熱路徑就成了改進(jìn)的方向。
[0021]作為本案的改進(jìn)之處，在外殼I外面設(shè)置一根橡膠水管2，該橡膠水管2沿軸向纏繞在兩個(gè)安裝支座Ib之間的外殼I上，從而形成一個(gè)螺旋形結(jié)構(gòu)，這個(gè)螺旋形結(jié)構(gòu)的軸心線與外殼I的軸心線在同一條直線上，且外殼I將橡膠水管2分成一組收尾相連的環(huán)形段2a。當(dāng)然，水管2也可以換成消防水袋。
[0022]如圖1、2所示，相鄰兩個(gè)環(huán)形段2a緊靠在一起，而環(huán)形段所在平面與外殼I的軸心線垂直，且環(huán)形段2a的整個(gè)外圓面與對(duì)應(yīng)的軸向散熱凹槽Ia槽口緊密接觸。橡膠水管2的壁厚為2 — 2.5_，并可進(jìn)一步優(yōu)選為2.1、2.15、2.3和2.45_。橡膠水管的內(nèi)徑與外殼I的內(nèi)徑之比為η，且0.1彡η彡0.18，并可進(jìn)一步優(yōu)選為0.1彡η彡0.14和0.15彡η彡0.18。在本實(shí)施例中，橡膠水管的內(nèi)徑與外殼I的內(nèi)徑之比還可以為0.13、0.15和0.17。
[0023]橡膠水管2的一端為進(jìn)水端，該橡膠水管2的另一端為出水端，且該橡膠水管2的出水端與散熱端蓋Ic位于同一端。在實(shí)際制造過程中，也可以使橡膠水管2的進(jìn)水端與散熱端蓋Ic位于同一端。使用時(shí)，橡膠水管2的進(jìn)水端和出水端均與同一個(gè)水槽3連通。水槽3內(nèi)設(shè)有用于向橡膠水管2內(nèi)栗水的水栗4，該水栗4向橡膠水管2的進(jìn)水端栗水，且水栗4與橡膠水管2的進(jìn)水端連接方式為現(xiàn)有技術(shù)，在此不做贅述。為了改善散熱效果，水槽3還設(shè)有外購(gòu)的降溫設(shè)備，該降溫設(shè)備用于對(duì)冷卻水降溫，且降溫設(shè)備的種類多種多樣，如風(fēng)扇或制冷機(jī)。
[0024]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不以本發(fā)明為限制，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種水冷式電機(jī)，包括外殼(I)和散熱風(fēng)扇(8)，其中外殼(I)的外壁上沿周向均布有軸向散熱凹槽(Ia)，外殼(I)底部的兩端分別有一個(gè)安裝支座(Ib);所述外殼(I)內(nèi)壁上的定子安裝凹槽中安裝有定子(5)，該定子與轉(zhuǎn)子(6)轉(zhuǎn)動(dòng)配合;所述轉(zhuǎn)子(6)—端的輸出軸(7)從外殼(I)上的過孔穿過，在轉(zhuǎn)子的另一端有所述散熱風(fēng)扇(8)，該散熱風(fēng)扇由外殼(I)上的散熱端蓋(Ic)遮擋，其特征在于:在所述外殼(I)外面設(shè)置一根橡膠水管(2)，該橡膠水管沿軸向纏繞在兩個(gè)所述安裝支座(Ib)之間的外殼(I)上，從而形成一個(gè)螺旋形結(jié)構(gòu)，且外殼(I)將橡膠水管(2)分成若干個(gè)收尾相連的環(huán)形段(2a);相鄰兩個(gè)所述環(huán)形段(2a)緊靠在一起，而環(huán)形段所在平面與外殼(I)的軸心線垂直，且環(huán)形段(2a)的整個(gè)外圓面與對(duì)應(yīng)的所述軸向散熱凹槽(Ia)槽口緊密接觸;所述橡膠水管(2)的壁厚為2—2.5mm，該橡膠水管的內(nèi)徑與外殼(I)的內(nèi)徑之比為n，且0.1彡η彡0.18; 所述橡膠水管(2)的一端為進(jìn)水端，該橡膠水管的另一端為出水端，且該出水端與所述散熱端蓋(Ic)位于同一端;使用時(shí)，所述橡膠水管(2)的進(jìn)水端和出水端均與同一個(gè)水槽(3)連通，且水槽(3)內(nèi)設(shè)有用于向橡膠水管(2)內(nèi)栗水的水栗(4)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水冷式電機(jī)，其特征在于:所述橡膠水管(2)的內(nèi)徑與外殼(I)的內(nèi)徑之比為0.15。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水冷式電機(jī)，其特征在于:所述橡膠水管(2)的壁厚為2.25mm。
【文檔編號(hào)】H02K5/20GK106026499SQ201610598556
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年7月27日
【發(fā)明人】吳繼成, 吳丹
【申請(qǐng)人】吳繼成