一种空水混合式冷却发电机的制作方法

本实用新型属于发电机设备技术领域，特别涉及一种空水混合式冷却发电机。

背景技术：

发电机是能源产业的支柱，发电机运行过程中会产生大量的热，其散热能力对发电机工作的可靠性及其寿命都产生重要的影响。因此发电机的冷却是发电机设计时考虑的一个重要因素。尤其是大型兆瓦级发电机，更需要考虑有效的散热设计。目前发电机主要采用的是空冷散热结构，其简单容易实现，主要通过发电机内部设置的与转子同步的风扇驱动发电机内的气体流动，通过发电机内部的空气与外部的空气交换，对发电机的绕组冷却；但空冷散热效率低，而且当发电机过热时需要停转散热，转子同步的散风扇也停止运转，严重影响发电机的冷却；故优化发电机散热方式是提升发电机性能的重要研究方向。

技术实现要素：

为了克服上述缺陷，本实用新型的目的在于提供一种空水混合式冷却发电机，以水冷空冷混合的冷却方式，提高发电机的冷却效率，并且使得对发电机的冷却不受发电机停转的影响。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现。

一种空水混合式冷却发电机，包括机座，水冷通道，风冷通道和离心风机，所述机座内分别设置有定子、转子和转轴，所述转子安装在所述转轴上；所述水冷通道包围在所述定子外壁上，所述机座上设置有注水口和出水口，所述注水口和所述出水口与所述水冷通道相连通；所述风冷通道与所述水冷通道相邻设置，所述风冷通道连通所述机座内位于定子两端的空间；所述离 心风机设置于所述机座的一端，所述离心风机具有吸风口和出风口，所述出风口与所述风冷通道连通，所述吸风口朝向所述定子和转子的一端。

如上所述，在机座的一端设置离心风机，由于离心风机具有外接电源，使得当发电机停转时，离心风机仍然可以继续工作，使得在中途停转的电机快速冷却，为发电机中途停歇时的检查维修提供了方便；同时由于在机座内壁与与发电机的定子之间设置有风冷通道和水冷通道，水冷通道利用比热容大的介质水能够快速的将热量传输出去，风冷通道与水冷通道相邻设置，使得水冷通道可以对风冷通道进行冷却，离心风机作为风力的动力源，使得风冷通道中的冷却风可以利用发电机内部各结构之间的间隙，对各结构散热冷却，解决了水冷在空间布置的局限性问题，所以离心风机，水冷通道和风冷通道的结合布置使用提高了发电机的冷却效率。

进一步地，所述定子的一端设置有导风罩，所述导风罩上开设有通风口，所述通风口与所述离心风机的吸风口相连。通过设置导风罩，导风罩的侧壁与机座的内壁构成风道，该风道连接离心风机的出风口与风冷通道，而导风罩的侧壁形成的通道则将流经定子、转子上的风导入与导风罩相连的离心风机的吸风口，导风罩使得发电机内部形成了依靠离心风机作为动力的循环风道。

进一步地，所述水冷通道包括内侧壁和外侧壁，所述内侧壁套设在所述定子的外壁上，所述内侧壁与所述外侧壁的两端设置有环形端盖，所述内侧壁与所述外侧壁之间形成水冷通道；进一步地，所述水冷通道中具有多条肋板，所述肋板将所述水冷通道分隔为多个水冷槽；所述水冷槽在所述定子的外壁上沿圆周均布，所述水冷槽依次相连通。

进一步地，所述风冷通道由所述水冷通道的外侧壁与所述机座的内壁形成，所述水冷通道的外侧壁上布置有多条散热筋，所述散热筋将所述风冷通道分隔为多条通风槽。

进一步地，所述定子具有磁轭，所述磁轭上分布有沿所述转轴轴线贯穿 的通风孔，这种贯穿的通风孔连通了定子两端的空间，不仅有利于定子散热，同时作为一种风道也有利于发电机内的风的循环。

进一步地，所述转轴上与转子相连接的轴台部分设置有轴向贯穿的通风道；所述转轴上与转子相连接的轴台部分为辐板结构。辐板结构使得转子两端的空间连通，不仅有利于转子的散热，同时作为发电机中心部位的主要风道有利于发电机内的风的循环。

进一步地，所述机座内设置有整流板，所述整流板位于所述离心风机与所述定子之间，所述整流板中部在靠近定子的一侧有倾斜的翻边，使得整流板在靠近转子的一侧形成倾斜的整流面。整流板有利于发电机内部沿转轴流通的冷却风汇集到导风罩内，可以避免发电机内部的风流紊乱。

本实用新型的进一步改进还在于：

所述机座的驱动端的端口封闭。当该端口封闭时，由于离心风机的作用，使得冷却风在发电机内部实现内循环，无需从发电机外部吸风，相应的避免了外部灰尘对发电机内部的污染。

本实用新型的技术方案通过设置离心风机、风冷通道和水冷通道，结合水冷和风冷的冷却特点，提高了发电机的冷却效率，同时还可以在发电机停转时继续对发电机冷却的优点。

附图说明

下面结合附图对本实用新型做进一步的说明。

图1是本实施例的半剖切的正视示意图；

图2是本实施例的沿图1中C-C截面的剖切沿示意图；

图3是本实施例的图2中的风冷通道和水冷通道的局部放大示意图；

图4是本实施例中的水冷通道中的水冷槽的分布示意图；

图5是本实施例中的导风罩的左视示意图；

图6是本实施例中的整流板的左视示意图；

图中：1、机座；101、第一端盖；102、第二端盖；2、水冷通道；201、 水冷槽；202、注水口；203、出水口；204、外侧壁；205、环形端盖；206、内侧壁；3、风冷通道；301、散热筋；302、通风槽；4、离心风机；401、吸风口；402、出风口；5、转轴；501、轴台部分；502、辐条；503、环筋；6、定子；601、通风孔；7、转子；8、导风罩；801、通风口；9、整流板；901、偏心孔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步的详细说明。

参照图1和图2，本实施例的这种空水混合式冷却发电机，包括机座1，水冷通道2，风冷通道3和离心风机4，机座1的两端安装有第一端盖101和第二端盖102，第一端盖101和第二端盖102的中心开设有轴承孔，轴承孔中安装有转轴5；参照图1，第一端盖101安装在机座1的非驱动端，第一端盖101中心开设有安装孔，安装空中安装有圆柱滚子轴承，转轴5的非驱动端头安装于圆柱滚子轴承的内圈上。

转子7安装在所述转轴5上；水冷通道2包围在定子6外壁上，水冷通道2包括内侧壁206和外侧壁204，所述内侧壁206套装在所述定子6的外壁上，定子6具有磁轭，即内侧壁206的与磁轭过盈配合，并且在磁轭的两端部与内侧壁206在磁轭的两端部的位置处焊接的有限位块，用于轴向固定定子6与内侧壁206之间的相对轴向位置关系；内侧壁206与外侧壁204之间形成水冷通道；并在内侧壁206与外侧壁204的两端焊接有环形端盖205，环形端盖205封堵住了内侧壁206与外侧壁204形成的通道的两端；机座1上焊接有注水口202和出水口203，注水口202和出水口203为管状体，注水口202和出水口203均与水冷通道2相连通；注水口202和出水口203用于向水冷通道2中加注和排放冷却水的。

参照图2、图3和图4，进一步地，所述水冷通道2中等间隔焊接有多条肋板，肋板不仅具有加强水冷通道2强度的作用，还具有将所述水冷通道2分隔为多个水冷槽201；所述水冷槽201在所述定子6的外壁上沿圆周均布， 所述水冷槽201依次相连通，冷却水在水冷槽201中呈S型流动，这样加长了冷却水在水冷通道2中流动的长度，有利于提高冷却水的吸热效率；参照图1和图4，注水口202和出水口203之间焊接的肋板将注水口202和出水口203分开；那么在发电机工作时，可以先向水冷通道2中注入冷却水，等过一段时间再经由出水口203排出吸收热量的水，也可以将注水口202和出水口203与电机的外部的水泵、水箱相连，使得在整个冷却过程中，水泵不断的推动水循环，提高了散热效率。

参照图1、图2和图3，风冷通道3与所述水冷通道2相邻设置，所述风冷通道3连通所述机座1内位于定子6两端的空间；风冷通道3由所述水冷通道2的外侧壁204与所述机座1的内壁形成，所述水冷通道2的外侧壁204上焊接有多条散热筋301，所述散热筋301将所述风冷通道3分隔为多条通风槽302；并且散热筋301还具有支撑水冷通道2的作用。参照图1、图2和图3，第一端盖101上固定安装有两个离心风机4，使得离心风机4的吸风口401和出风口402均处于机座内，出风口402与风冷通道3连通，所述吸风口401朝向所述定子6和转子7的一端。

进一步地，所述定子6的一端连接有导风罩8，参照图1和图5，导风罩通过螺栓连接在水冷通道2的环形端盖205上，导风罩8上开设有两个通风口801，通风口801与离心风机4的吸风口401相连。导风罩8的侧壁与机座1的内壁构成风道，该风道连接离心风机4的出风口402与风冷通道3的一端，而导风罩8的侧壁形成的通道则将流经定子6、转子7上的风导入与导风罩8相连的离心风机4的吸风口401；由此可见，导风罩8使得发电机内部形成了依靠离心风机4作为动力的循环风道，冷却风由机座的驱动端经机座1的内部，以定子6上的靠近机座1的驱动端的端口为冷却风的入风口，经由定子6、转子7.冷却风汇入导流罩8中，继而流入离心风机4的吸风口401，后经离心风机4的出风口402进入风冷通道3中，值得注意的是冷却风在冷却风道3中，冷却风所携带的热量通过水冷通道2的外侧壁204传递给了水冷通道2 中的冷却水。

参照图1和图2，进一步地，定子6的磁轭上分布有沿所述转轴5轴线贯穿的通风孔601，这种贯穿的通风孔601连通了定子两端的空间，不仅有利于定子散热，同时作为一种风道也有利于发电机内的风的循环。

参照图1和图2，进一步地，所述转轴5上与转子7相连接的轴台部分501设置有轴向贯穿的通风道；所述转轴5上与转子7相连接的轴台部分501为辐板结构，轴台部分501的外圆上套装了转子7，轴台部分501的外圆为与转轴5的外圆周之间焊接有辐条502，辐条502之间焊接有用于加强作用的环筋503，在辐条502与环筋503之间的空隙即为转子7上用来散热的一种风道；辐板结构使得转子两端的空间连通，不仅有利于转子的散热，同时作为发电机中心部位的主要风道有利于发电机内的冷却风的循环。

参照图1和图6，进一步地，所述机座1内设置有整流板9，所述整流板9位于所述离心风机4与所述定子6之间，整流板9的外缘边通过螺栓固定于风冷通道3的冷却风入口端；整流板9的外边缘设有偏心孔901，所述整流板9中部在靠近定子6的一侧有倾斜的翻边，使得整流板9在靠近转子7的一侧形成倾斜的整流面。整流板9有利于发电机内部沿转轴5流通的冷却风通过偏心孔901汇集到导风罩8内，可以避免发电机内部的风流紊乱。

本实用新型的进一步改进还在于：

所述机座1的驱动端的端口安装的第二端盖102，值得注意的是，可以在第二端盖102上的偏心位置开设通风开口，也可以不开设通风开口，以使得机座1的驱动端的端口封闭，由于离心风机4的作用，使得冷却风在发电机内部实现内循环，无需从发电机外部吸风，相应的避免了外部灰尘对发电机内部的污染。

如上所述，在电机座1的一端设置离心风机4，由于离心风机4具有外接电源，使得当发电机停转时，离心风机4仍然可以继续工作，使得在中途停转的电机快速冷却，为发电机中途停歇时的检查维修提供了方便；同时由于 在发电机内壁与与发电机的定子6之间设置有风冷通道3和水冷通道2，水冷通道2利用比热容大的介质水能够快速的将热量传输出去，风冷通道3与水冷通道2相邻设置，使得水冷通道2可以对风冷通道3进行冷却，离心风机4作为风力的动力源，使得风冷通道3中的冷却风可以利用发电机内部各结构之间的间隙，对各结构散热冷却，解决了水冷在空间布置的局限性问题，所以离心风机4，水冷通道2和风冷通道3的结合布置使用提高了发电机的冷却效率。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变形而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变形属于本实用新型权利要求及其等同技术范围之内，则本实用新型也包含这些改动和变型在内。