专利名称：列管式电机用空空冷却器的制作方法
技术领域：
本发明涉及电机换热技术，更具体地说，涉及一种列管式电机用空空冷却器。
背景技术：
在发电系统中，电机由于连续运转会持续发热，导致电机温度上升，如果不把这部 分热量及时带走，将会存在安全隐患，影响整个电机的使用寿命。因此，一般的电机都会配 有相应的电机冷却器。在目前现有的列管式电机用空空冷却器中，最为常见的换热管排列方式有两种， 请参阅图1所示，一种是呈等边三角形的管排方式(叉排式)，即同排的相邻两换热管1211 的圆心与纵排相对应的一换热管12的圆心构成等边三角形结构。该种管排方式加工比较 简单，相应的数据计算也已有大量的经验公式，并且传热系数较高，但是管外阻力相对较 大，无法适用于阻力要求高的场合。请参阅图2所示，另一种是呈长方形的管排方式(顺排 式)，即同排的相邻两换热管2211的圆心与纵排相对应的两换热管2211的圆心构成长方形 结构。该种管排方式虽然能够对降低整个换热器的管外阻力起到一定的效果，但由于其是 以牺牲部分换热性能来换取阻力的达标，因此在国家“节能减排”方针的大背景下，日益显 现出其使用的局限性。我们知道，冷却器的管外阻力的大小可以用欧拉数Eu来作为一个衡量指标，而影 响管外阻力的因素主要有管外风速以及换热管的布管方式。一般来说，欧拉数Eu可以采用 以下公式来表示即
厶ρ_
「00051 Eu =——-~ 二 C χ Re—m
LUUU3」 ( 1 )式中，C和m是常数，其值与换热管的布置方式有关；雷诺数Re是管外风速，与换 热管的特征尺寸有关，若是圆管的话，一般取管外径作为特征尺寸；N为垂直于来流方向的 管排数；ΔΡ为管外阻力；ρ为管外气体的密度；ν为管外气体流速。从式(1)中可以看出， 管外阻力ΔΡ与换热管的管排数N有直接的关系，管排数N越多，管外阻力ΔΡ就越大。而 上述的两种管排方式均是按垂直于来流方向，即平行于冷却器进风口的平面布置。并且通 常管排数N都在十排以上，当换热功率较大时，管排数N甚至在二三十排以上，因此其管外 阻力Δ P很大。因此，迫切需要一种新的空空冷却器，用以解决在保证总的换热面积(即换热功 率)不变的情况下，减少垂直于来流方向上的管排数，以降低管外风阻，从而达到降低能 耗、节约能源这个困惑了冷却器行业多年而又一直未能很好解决的问题。
发明内容
针对现有技术中存在的上述的缺点，本发明的目的是提供一种列管式电机用空空 冷却器，该冷却器能够在达到换热要求的情况下最大限度的降低管外风阻，有利于降低成 本和能耗。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案该列管式电机用空空冷却器包括风柜、并排设于风柜内的数个换热组件以及设于 风柜一侧的集风组件，所述的每个换热组件均由两个倾斜设置的换热管束构成，并且形成 的纵向截面呈倒“V”型结构；每个换热管束包括纵向排布的数列换热管。所述的换热组件的数量为一个、横向并排的两个或横向并排的多个。所述的换热管束与电机来流方向的夹角取值范围为5° 30°。所述的每个换热管束包括多列纵向平行排布的换热管。所述的同一纵列的相邻两个换热管的管间距Sl的取值相同，横向相邻的两个换 热管的管间距S2的取值相同或不相同。所述的每个换热管束的上、下两端分别设有形状相适配的挡风板，并且每个换热 管束的外侧还设有形状相适配的折流板。在上述技术方案中，本发明的列管式电机用空空冷却器包括风柜、并排设于风柜 内的数个换热组件以及设于风柜一侧的集风组件，所述的每个换热组件均由两个倾斜设置 的换热管束构成，并且形成的纵向截面呈倒“V”型结构；每个换热管束包括纵向排布的数 列换热管。采用该管排方式的冷却器能够在换热效果不变的情况下，最大限度的减少了内 风路所穿过的管排数，从而大大的降低了管外的空气阻力，不但减少了产生成本，而且还有 效的降低了使用能耗。
图1是现有技术的换热管按等边三角形的排列方式的结构示意图；图2是现有技术的换热管按长方形的排列方式的结构示意图；图3是本发明的列管式电机用空空冷却器一实施例的立体示意图；图4是沿图3中A-A线的剖视示意图；图5是沿图3中B-B线的剖视示意图；图6是图5中一换热管束的局部放大示意图；图7是本发明的冷却器另一实施例的立体示意图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。实施例1在本实施例中，换热组件的数量为两个，并且纵向截面均呈倒“V”型结构。请参阅图3 图6所示，本实施例的列管式电机用空空冷却器30的结构与现有技 术基本相同，同样也包括风柜31、并排且固定设于风柜31内的数个换热组件32以及设于风 柜31 —侧的集风组件33，不同的是，每个换热组件32均由两个倾斜设置的换热管束321构 成，并且形成的纵向截面呈倒“V”型结构；而每个换热管束321包括纵向排布的数列换热管 3211。根据冷却器30不同的宽度可选择换热组件32的数量，在本实施例中，该换热组件32 的数量为横向并排的两个，从而在风柜31内整体形成纵向截面为“M”型结构。倾斜设置的 换热管束321与电机来流方向(即电机出风口送出并进入风柜31内的内风路垂直方向)的 夹角a取值范围为5° 30°。并且每个换热管束包括多列纵向平行排布的换热管3211，
4图5中换热管束的换热管3211为五列。另外，每个换热管束321的同一纵列的相邻两个换 热管3211的管间距Sl的取值以及横向相邻的两个换热管3211的管间距S2的取值，均可 按我国过增元院士提出的场协同理论来计算确定，从而实现上述管间距的优化设计。每个 换热管束321的上下两端均设有形状相适配的挡风板312，而换热管束321得外侧还设有形 状相适配的折流板313。请再结合图4 图5所示，该冷却器30的工作原理如下将该冷却器30通过安装面311安装在电机上，通过风机并经集风组件33进入风 柜31内，为换热管3211提供用于换热的冷流体(即外风路a)；而电机的发出的热流体(即 内风路b)从出风口 0垂直进入风柜31内，并经设于风柜31内的挡风板312的作用，分别 从换热管束321的内侧进入换热管束321内，并在经折流板313作用下，分别沿换热管3211 轴向方向流动，与换热管3211内的冷流体进行充分的热量交换，然后再从换热管束321的 内侧流出，并分别从安装面的两侧排出并进入电机的进风口 I，用以冷却电机的发热元件， 带走电机运转产生的热量，以此反复循环工作，实现对电机的有效冷却。实施例2在本实施例中，换热组件的数量为一个，并且纵向截面均呈倒“V”型结构。请参阅图7所示，本实施例的列管式电机用空空冷却器40的结构与实施例1基本 相同，不同之处在于，本实施例的冷却器40的换热组件42的数量为一个，并且该换热组件 42的纵向截面也呈倒“V”型结构，因此在风柜41内整体形成纵向截面为倒“V”型结构。该 冷却器40的工作原理以及效果与实施例1相同，在此不再赘述。综上所述，与现有技术的冷却器相比，采用本发明的管排方式的冷却器，在换热效 果不变的情况下，能够最大限度的减少了内风路b所穿过的管排数，从而大大的降低了管 外的空气阻力，不但减少了产生成本，而且还有效的降低了使用能耗，效果十分明显。本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明， 而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变 化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。
权利要求
一种列管式电机用空空冷却器，该冷却器包括风柜、并排设于风柜内的数个换热组件以及设于风柜一侧的集风组件，其特征在于所述的每个换热组件均由两个或多个倾斜设置的换热管束构成，并且形成的纵向截面呈倒“V”型结构；每个换热管束包括纵向排布的数列换热管。
2.如权利要求1所述的列管式电机用空空冷却器，其特征在于所述的换热组件的数量为一个、横向并排的两个或横向并排的多个。
3.如权利要求1所述的列管式电机用空空冷却器，其特征在于 所述的换热管束与电机来流方向的夹角取值范围为5° 30°。
4.如权利要求1所述的列管式电机用空空冷却器，其特征在于 所述的每个换热管束包括多列纵向平行排布的换热管。
5.如权利要求1所述的列管式电机用空空冷却器，其特征在于所述的同一纵列的相邻两个换热管的管间距Si的取值相同，横向相邻的两个换热管 的管间距S2的取值相同或不相同。
6.如权利要求1所述的列管式电机用空空冷却器，其特征在于所述的每个换热管束的上、下两端分别设有形状相适配的挡风板，并且每个换热管束 的外侧还设有形状相适配的折流板。
全文摘要
本发明公开了一种列管式电机用空空冷却器，该冷却器包括风柜、并排设于风柜内的数个换热组件以及设于风柜一侧的集风组件，所述的每个换热组件均由两个或多个倾斜设置的换热管束构成，并且形成的纵向截面呈倒“V”型结构；每个换热管束包括纵向排布的数列换热管。采用该管排方式的冷却器能够在换热效果不变的情况下，最大限度的减少了内风路所穿过的管排数，从而大大的降低了管外的空气阻力，不但减少了生产成本，而且还有效的降低了使用能耗。
文档编号H02K9/00GK101908791SQ200910052530
公开日2010年12月8日 申请日期2009年6月4日 优先权日2009年6月4日
发明者张奎, 沈志勇, 茅忠萍, 茅文焯 申请人:上海东润换热设备制造有限公司