专利名称：用于车辆的热回收系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于车辆的热回收系统。
背景技术：
日本专利申请公开2008-148464公开了一种用来驱动车轮的马达。该马达在该马 达的壳体中具有定子芯以及转子。线圈缠绕着该定子芯，并且该转子安装在该马达的轴上。 环状护套在该定子芯的相对侧、在与该线圈相邻的位置处固定于该定子芯。用于冷却线圈 的油通道形成在各护套中。该护套已在其中形成用于油通道的进口和出口，并且管道连接 于进口和出口。该壳体可贮存从油通道的出口流出的油。在该壳体的底部连接另一管道。 在该管道中连接使油循环的泵以及用于储存油的贮存箱。然而，在上述马达中，从线圈中通过油回收的热仅被浪费而没有用于空气调节或 用于改进车辆的燃料效率。在此以前，为了有效地利用被浪费的热，可经管道将热交换器连接于马达，以便在 已加热的油与任何其它介质之间进行热交换，由此形成热回收系统。如果空气用作热交换 中要被加热的介质，那么空气可用于空气调节。在上述马达中，护套布置为与线圈相邻，但护套中的油不与该线圈直接接触。因 此，该线圈的热并未有效地传导给油，并且该线圈的热并未有效地回收。对于代替马达的发 电机，这个问题是真实的。在上述马达中，没有提供用于使壳体绝热的绝热体，从而使油的热从壳体消散出。 如果马达与前述热交换器一起使用，由该马达或发电机生成的热不能有效地传递到该热交 换器。已根据上述问题做出的本发明旨在提供一种热回收系统，其收集电动旋转装置的 热并将所收集的热有效地传递至热交换器。
发明内容
一种热回收系统包括电动旋转装置、热交换器、管道以及贮存器。电动旋转装置具 有定子芯以及壳体。定子芯缠绕有线圈。热交换器在第一热介质与第二热介质之间提供热 交换。第一热介质与线圈接触并从线圈吸收热。管道将电动旋转装置连接于热交换器并且 经由该管道传输第一热介质。在壳体中形成贮存器并在该贮存器中储存第一热介质。电动 旋转装置具有绝热体部。绝热体部防止第一热介质的热消散到壳体外部。
通过参考下文的目前优选实施方式的说明以及附图，可最好地理解本发明及其目 的和优点，在所述附图中图1是示出了根据本发明的第一优选实施方式的热回收系统的构造的纵向剖视 图2是示出了根据本发明的第一优选实施方式的热回收系统的一部分的局部放 大纵向剖视图；图3也是局部放大纵向剖视图，示出了根据本发明的第一优选实施方式的热回收 系统的另一部分；图4是示出了根据本发明的第一优选实施方式的热回收系统的构造的放大部分 的正视图；图5是类似于图4的正视图，但示出了根据本发明的第二优选实施方式的热回收 系统；图6是类似于图4的正视图，但示出了根据本发明的第三优选实施方式的热回收 系统；图7是类似于图2的纵向剖视图，但示出了根据本发明的第四优选实施方式的热 回收系统；图8是类似于图2的纵向剖视图，但示出了根据本发明的第五优选实施方式的热 回收系统；图9是类似于图3的纵向剖视图，示出了根据本发明的第六优选实施方式的热回 收系统；图10是类似于图3的纵向剖视图，但示出了根据本发明的第七优选实施方式的热 回收系统；图11是类似于图3的纵向剖视图，但示出了根据本发明的第八优选实施方式的热 回收系统；图12是类似于图3的纵向剖视图，但示出了根据本发明的第九优选实施方式的热 回收系统；图13是类似于图2的纵向剖视图，但示出了热回收系统的参考示例；图14是类似于图2的纵向剖视图，但示出了根据本发明的第十优选实施方式的热 回收系统；图15是示出了根据本发明的第十一优选实施方式的热回收系统的一部分的局部 放大纵向剖视图；图16是类似于图15的局部放大纵向剖视图，但示出了根据本发明的第十二优选 实施方式的热回收系统。
具体实施例方式参考图1至图4，下文将描述用于车辆的根据本发明的第一实施方式的热回收系 统。参考图1，该热回收系统包括作为电动旋转装置的马达1、热交换器2以及管道3A、 :3B。管道3AJB将马达1连接于热交换器2并且使作为第一热交换介质的油0能够在马达 1与热交换器2之间流动。马达1具有壳体4以及旋转轴5，旋转轴5由壳体4经由轴承4A可旋转地支撑。 定子芯7经作为辅助绝热体部的绝热体6固定于壳体4的内周。橡胶用作绝热体6的材料。 定子芯7具有多个等角度间隔开并且沿定子芯7的轴向延伸的槽，并且在定子芯7的这些槽中缠绕有线圈8。在定子芯7内部，转子9固定地安装在旋转轴5上。永磁体(未示出) 固定在转子9中。环状热吸收护套10、11在定子芯7的相对的轴向端部上固定于定子芯7。参考仅示出了热吸收护套11的图2，热吸收护套10、11已在其中形成油0的通道 10A、11A，其覆盖了线圈18。参考图1，定子芯7经绝热体6固定于壳体4的内周，并且热吸 收护套10、11固定于定子芯7，以使热吸收护套10、11也通过绝热体6与壳体4绝热。热吸收护套10、11分别具有向上延伸并在顶部处敞口的、用于油通道10AU1A的 进口 10B、11B。如图1所示，从热交换器2延伸的管道;3B分支，以便连接于进口 10B、11B。 来自热交换器2的油0经管道;3B以及进口 10B、1IB传输到油通道10A、1IA中。热吸收护套 10、11分别在其底部处具有向下敞口的出口 10C、11C。通道10AU1A中的油0经出口 10C、 IlC从通道10AU1A中流出。出口 10CU1C的直径小于进口 10BU1B的直径。参考图3，箱12布置在壳体4的底部、与热吸收护套10、11对应的位置处。箱12 的容积大于定子芯7以及热吸收护套10、11的总容积，以使箱12成功地接收来自热吸收护 套10、11的油0。由绝热材料制成的腿部13布置在壳体4与箱12之间。储存油0的储存 室12A布置在壳体4、与热吸收护套10、11的底部对应的位置处。储存室12A在其顶部处敞 口。箱12具有从储存室12A的底部向下延伸的出口 12B，以便与热交换器2连接。如图1 所示，出口 12B经管道3A连接于热交换器2。热交换器2用来在油0与作为第二热介质的空气之间交换热。泵(未示出)布置 在各管道3A、3B中。在该用于车辆的热回收系统中，在马达1的线圈8中流动的电流在定子芯7与转 子9之间产生了磁场，所以转子9进而旋转轴5旋转。旋转轴5操作性地连接于车辆的驱 动轴。在马达1的操作期间，在线圈8中产生热。当用于车辆的该热回收系统中的泵(未示出)起动时，油0经热吸收护套10、11、 箱12、管道;3B以及热交换器2循环。因此，管道;3B中的油0经进口 10B、11B流到热吸收护 套10、11的通道10AU1A中。参考图2，储存在通道10AU1A中的油0与线圈直接接触，以 使线圈8的热有效地传输给油0。因此，油0有效地吸收并回收来自线圈8的热。通道10AU1A中的油0暂时地储存在热吸收护套10、11中，然后经出口 10CU1C 流到箱12的储存室12A中，在该储存室12A处贮存油0，如图3所示。由绝热材料制成并且 布置在壳体4与箱12之间的腿部13防止油0的热消散到壳体的外部。因此，根据本发明的上述实施方式的用于车辆的热回收系统能够将来自马达1的 热有效地传输至热交换器2。如果该系统适于通过使用热交换器2将车辆中的空气加热，则 可提供空气调节。此外，马达1可有效地冷却，从而以增加的效率操作马达1。另外，可通过改进现有马达来制造马达1，从而可使本发明的上述实施方式的热回 收系统变得经济。参考图5，根据本发明的第二实施方式的热回收系统与第一实施方式的热回收系 统的不同之处在于使用了新月形状的热吸收护套14。经进口 10BU1B流到油通道10AU1A 中的油0沿线圈8传输并且暂时地储存在热吸收护套14中。其它有利效果与根据第一实 施方式的热回收系统的有利效果相同。参考图6，根据本发明的第三实施方式的热回收系统与第二实施方式的热回收系统的不同之处在于使用了不具有诸如10CU1C的出口的热吸收护套15。该热回收系统的其 余结构与根据第二实施方式的热回收系统的基本相同。该系统提供了与根据第二实施方式 的热回收系统相同的有利效果。参考示出了根据本发明的第四实施方式的热回收系统的图7，定子芯17具有凹部 17A,并且热吸收护套16具有突出部16A，突出部16A与定子芯17的凹部17A接合以使热 吸收护套16紧固于定子芯17。设置这种突出部16A以及凹部17A有助于利于组装马达1。 其它的有利效果与根据第一实施方式的热回收系统的有利效果相同。参考示出了根据本发明的第五实施方式的热回收系统的图8，热吸收护套18已在 其中形成密封凹槽18a。耐热密封件20装配在密封凹槽18a中，以便在热吸收护套18与定 子芯19之间密封。因此，防止油0从通道10AU1A泄漏，从而将线圈8的热有效地传输至 油0。其它的有利效果与根据第一实施方式的热回收系统的有利效果相同。参考示出了根据本发明的第六实施方式的热回收系统的图9，在箱12与壳体4之 间设置有片状绝热体21。该热回收系统的其余结构与第一实施方式的基本相同。该系统提 供了与根据第一实施方式的热回收系统相同的有利效果。参考示出了根据本发明的第七实施方式的热回收系统的图10，在壳体4的部分内 表面上设置有作为绝热体部的绝热层22A，由此形成了储存室4b。该热回收系统的其余结 构与根据第一实施方式的基本相同。根据该实施方式，能够通过在现有马达的壳体上形成 绝热层22A而制造新的马达1，从而该系统是经济的。其它的有利效果与根据第一实施方式 的热回收系统相同。绝热层22A可由任何合适的绝热材料或反射材料制成。例如，热反射涂覆、涂抹、 涂镀或镜面精加工可用于绝热层。参考示出了根据本发明的第八实施方式的热回收系统的图11，在壳体4的部分外 周表面上设置有作为绝热体部的绝热层22B。如图11所示，形成了由绝热层22B包围的油 储存室4C。该热回收系统的其余结构与根据第一实施方式的基本相同。该系统提供了与根 据第七实施方式的热回收系统相同的有利效果。参考图12，根据本发明的第九实施方式的热回收系统具有壳体23以及布置为经 空气间隙25而包围壳体23的第二或外壳体M。绝热体沈插置在壳体23与外壳体M之 间。绝热体26用来维持壳体23与外壳体M之间的间隙。形成了由壳体23包围的储存室 4C。其余结构与根据第一实施方式的热回收系统的相同。该系统提供了与根据第一实施方 式的热回收系统相同的有利效果。如图13所示，线圈8可位于热吸收护套11的一侧。在这种情况下，油0与线圈8 之间的接触面积小，从而油0难以从线圈8吸收热。参考示出了根据本发明的第十实施方 式的热回收系统的图14，线圈8缠绕成使得在保持线圈8在热吸收护套11中覆盖的容积 与图13中所示的容积相同的情况下，增加油0与线圈8之间的接触面积。参考示出了根据本发明的第十一实施方式的热回收系统的图15，在壳体4与定子 芯7之间设置有作为辅助绝热体部的橡胶垫圈^A。壳体4与定子芯7通过螺栓28 (在图 中仅示出一个螺栓)而紧固在一起。该热回收系统的其余结构与根据第一实施方式的基本 相同。根据该第十一实施方式的系统防止线圈8的热经定子芯7消散到壳体4外部。通过 增加橡胶垫圈29A而形成的空隙可用于油0的通道。其它的有利效果与根据第一实施方式的热回收系统的有利效果相同。参考图16，根据本发明的第十二实施方式的热回收系统与上述第十一实施方式的 热回收系统的不同之处在于在壳体4与定子芯7之间设置有陶瓷垫圈29B而不是橡胶垫 圈^^。该热回收系统的其余结构与根据第十一实施方式的基本相同。该系统提供了与根 据第十一实施方式的热回收系统相同的有利效果。根据本发明，可用水代替作为第一热介质的油。另外，可用水代替作为第二热介质 的空气。根据本发明，可用发电机代替马达。本发明的热回收系统可用于例如火车、飞机的 马达。马达的线圈可按包括同心绕法、波状绕法、分布绕法在内的任何方式缠绕。
权利要求
1.一种热回收系统，包括电动旋转装置，所述电动旋转装置具有定子芯以及壳体，所述定子芯缠绕有线圈；热交换器，所述热交换器在第一热介质与第二热介质之间提供热交换，所述第一热介 质与所述线圈接触并且从所述线圈吸收热；管道，所述管道将所述电动旋转装置连接至所述热交换器，并且经由所述管道传输所 述第一热介质；以及所述第一热介质的贮存器，所述贮存器形成在所述壳体中，所述电动旋转装置具有绝 热体部，所述绝热体部防止所述第一热介质的热消散到所述壳体的外部。
2.根据权利要求1所述的热回收系统，其中，所述贮存器具有热吸收护套，所述热吸收 护套覆盖所述线圈并且在所述热吸收护套中形成所述第一热介质的通道。
3.根据权利要求1或2所述的热回收系统，其中，所述贮存器具有储存所述第一热介质 的储存室。
4.根据权利要求1所述的热回收系统，其中所述贮存器具有热吸收护套以及储存室，所述热吸收护套覆盖所述线圈并且在所述热 吸收护套中形成所述第一热介质的通道，所述储存室储存所述第一热介质；所述管道在所述电动旋转装置的上游侧连接在所述热吸收护套的顶部；所述储存室在与所述热吸收护套对应的位置处布置在所述壳体的底部；并且所述管道在所述电动旋转装置的下游侧连接在所述储存室的底部。
5.根据权利要求3所述的热回收系统，其中，所述绝热体部支撑如下所述的箱，该箱具 有敞口的顶部、以及具有用作所述储存室的内部。
6.根据权利要求5所述的热回收系统，其中，所述绝热体部是布置在所述壳体与所述 箱之间的腿部。
7.根据权利要求6所述的热回收系统，其中，所述腿部由绝热材料制成。
8.根据权利要求5所述的热回收系统，其中，所述绝热体部是布置在所述壳体与所述 箱之间的绝热体。
9.根据权利要求3所述的热回收系统，其中，所述绝热体部是设置在所述壳体的内表 面上并且形成所述储存室的绝热层。
10.根据权利要求3所述的热回收系统，其中，所述绝热体部是设置在所述壳体的外表 面上的绝热层。
11.根据权利要求3所述的热回收系统，其中，所述绝热体部是包围所述贮存器的壳体 以及布置为经由间隙包围所述壳体的第二壳体。
12.根据权利要求1所述的热回收系统，其中，在所述壳体与所述定子芯之间布置有辅 助绝热体部。
13.根据权利要求12所述的热回收系统，其中，所述辅助绝热体部是布置在所述壳体 与所述定子芯之间的腿部。
14.根据权利要求12所述的热回收系统，其中，所述辅助绝热体部由绝热材料制成。
全文摘要
用于车辆的热回收系统，一种热回收系统包括电动旋转装置、热交换器、管道以及贮存器。所述电动旋转装置具有定子芯以及壳体。所述定子芯缠绕有线圈。所述热交换器在第一热介质与第二热介质之间提供热交换。所述第一热介质与所述线圈接触，并且从所述线圈吸收热。所述管道将所述电动旋转装置连接于所述热交换器并且传输所述第一热介质。所述贮存器形成在所述壳体中，并且储存所述第一热介质。所述电动旋转装置具有绝热体部。所述绝热体部防止所述第一热介质的热消散到所述壳体的外部。
文档编号H02K9/19GK102107598SQ20101061763
公开日2011年6月29日 申请日期2010年12月15日 优先权日2009年12月16日
发明者安谷屋拓, 川口真广, 横町尚也, 深作博史, 铃木润也 申请人:株式会社丰田自动织机