一种电机及其冷却装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种电机的冷却装置，包括进风罩，所述进风罩上设置有进风口和出风口，还包括设置于所述进风罩内的离心风机和渐开线挡板；所述进风口与所述出风口的中轴线互相垂直，且所述离心风机的入口与所述进风口相连；所述渐开线挡板环绕设置在所述离心风机的周向，且开口方向面朝所述出风口。本发明所公开的电机的冷却装置，包括进风罩和设置在进风罩内的离心风机和渐开线挡板。进风罩上设置有进风口和出风口，其中，进风口和出风口的中轴线互相垂直，顺应离心风机的风向。渐开线挡板环绕设置在离心风机的周向方向，并且其开口面朝进风罩的出风口。通过离心风机和渐开线挡板的配合，可使气路顺畅、冷却效率增大，并减小噪声。
【专利说明】一种电机及其冷却装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及机电工程【技术领域】，特别涉及一种电机的冷却装置。本发明还涉及一种包括上述冷却装置的电机。
【背景技术】
[0002]随着中国机械工程和电力技术的发展，将两者有机结合的机电工程【技术领域】也日益壮大，而电机就是一种连接机械工程和电力工程两种【技术领域】的重要枢纽。
[0003]电机由于工作转速高、工作时间长等因素的影响，在其定子、转子等零部件上往往会产生大量热量。为保证电机的运行质量，需要及时为电机散热。工程上一般通过“空空冷却”或“空水冷却”的方式为电机散热。其中，“空水冷却”装置的成本较高，投资额度较大，并且安全系数较低，容易引发安全事故，因而并不常用。
[0004]目前，工程上广泛采用的是生产成本较低的“空空冷却”的方式。但是，“空空冷却”装置由于散热所需的通风量很大，而风压又较低，因而效率较低，并且通风量大还同时导致了噪声大的问题。所以，如何在提高电机冷却装置效率的基础上，同时减小冷却装置产生的噪声，是本领域技术人员所面临的问题。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种电机的冷却装置，能够提高冷却装置的冷却效率，同时减小冷却装置产生的噪声。本发明的另一目的是提供一种包括上述冷却装置的电机。
[0006]为解决上述技术问题，本发明提供一种电机的冷却装置，包括进风罩，所述进风罩上设置有进风口和出风口，还包括设置于所述进风罩内的离心风机和渐开线挡板；所述进风口与所述出风口的中轴线互相垂直，且所述离心风机的入口与所述进风口相连；所述渐开线挡板环绕设置在所述离心风机的周向，且开口方向面朝所述出风口。
[0007]优选地，所述渐开线挡板的首端不封闭，且与所述进风罩的侧壁相连，所述渐开线挡板的尾端也与所述进风罩的侧壁相连。
[0008]优选地，所述离心风机的风扇包括至少一个呈圆弧形的后倾式叶片。
[0009]优选地，所述离心风机的入口为平底倒圆锥形，且所述入口的侧壁上粘贴有用于吸收噪声的消音棉。
[0010]优选地，还包括设置于所述进风罩内的导风筒，所述导风筒的入口与所述进风口相连，且所述导风筒的出口与所述离心风机的入口相连，所述导风筒的内壁上设置有用于阻隔噪声的隔音毡。
[0011]优选地，所述进风罩的进风口的相对面上铺设有用于吸收噪声的消音棉。
[0012]优选地，还包括过渡风罩和用于冷却介质的冷却包，所述过渡风罩一端与所述出风口连通，另一端与所述冷却包连通；所述过渡风罩内部设置有互相平行的分流隔板。
[0013]优选地，还包括出风罩，所述出风罩与所述冷却包的出口相连，且所述出风罩的迎风面上铺设有消音棉。
[0014]本发明还提供一种电机，包括机身和设置于所述机身外的冷却装置，其中，所述冷却装置为上述任一项所述的冷却装置。
[0015]本发明所提供的电机的冷却装置，主要包括进风罩和设置在进风罩内的离心风机和渐开线挡板。进风罩上设置有进风口和出风口，并且进风口和出风口的中轴线互相垂直，比如进风口设置在进风罩的顶部，而出风口设置在进风罩的侧壁。另外，离心风机的入口与进风罩的进风口相连，而其出口，由于离心风机能将纵向的气流改变为横向的气流，因此离心风机的出口其实为其径向；同时由于进风罩的出风口和进风口垂直，因此离心风机的出口相当于与进风罩的出风口相连。渐开线挡板是一种呈渐开线弧度的挡板，环绕设置在离心风机的周向方向，并且其开口面朝进风罩的出风口。当离心风机把气流从其周向吹出时，会顺着渐开线挡板的表面流动，从而形成渐开线风路。因此，本发明所提供的电机的冷却装置，其离心风机的结构形式可以起到一定程度的降低噪声的作用，而与渐开线挡板的配合，使得气流流动变为渐开线气路，从而使气流流动更加顺畅，同时增大了气流风压，并且顺畅的气路降低了气流运动时产生的振动和噪声。综上所述，本发明所提供的电机的冷却装置，通过离心风机和渐开线挡板的配合，使气流的流动更加顺畅，减少了撞击和振动，从而提高了冷却效率，降低了气流流动时产生的噪声。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0017]图1为本发明所提供的第一种【具体实施方式】的整体结构示意图；
[0018]图2为图1中离心风机与渐开线挡板的装配俯视图；
[0019]图3为本发明所提供的第二种【具体实施方式】的整体结构示意图。
[0020]其中，图1—图2中:
[0021]进风罩一 1，进风口一 101，出风口一 102，离心风机一 2，渐开线挡板一 3，消音棉一4，导风筒一5，隔音租一6。
[0022]图3 中:
[0023]消音棉一4，过渡风罩一7，分流隔板一701，冷却包一8，出风罩一9。
【具体实施方式】
[0024]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0025]请参考图1，图1为本发明所提供的第一种【具体实施方式】的整体结构示意图。
[0026]在本发明所提供的第一种【具体实施方式】中，电机的冷却装置主要包括进风罩1、离心风机2和渐开线挡板3。
[0027]其中，进风罩I是冷却空气进入冷却装置遇到的第一个零部件，在进风罩I上一般设置有进风口 101和出风口 102。冷却装置运作时，冷却空气从进风罩I的进风口 101处流入，再从出风口 102流出。一般进风口 101和出风口 102都会相对设置，但在本发明中，进风口 101和出风口 102并非相对设置，而是互相垂直设置，即进风口 101的中轴线和出风口102的中轴线互相垂直，冷却空气从进风口 101处进入后，会经过一个垂直的转折再从出风口 102流出。比如，进风口 101设置在进风罩I的顶部，而出风口 102设置在进风罩I的侧壁上。如此设置的作用将在后续内容中详细论述。此外，在进风罩I的前端部分一般还填充有用于过滤杂质的材料和吸收噪声的吸音材料。
[0028]离心风机2，是一种根据动能转换为势能的原理，利用高速旋转的叶轮将气体加速，然后减速、改变流向，使动能转换成势能(也就是压力能)的设备。冷却空气从离心风机2的轴向方向进入，然后被减速后再变向，从离心风机2的径向方向吹出，并且由于减速的作用提高了风压。在本发明中，离心风机2安装在进风罩I中，并且离心风机2的入口与进风罩I的进风口 101相连，因此冷却空气从进风罩I进入时，就能立刻进入离心风机2，提高冷却效率。至于其出口，前面已经有过论述，进风罩I的进风口 101和出风口 102的中轴线互相垂直，因此气路也是互相垂直的。而离心风机2的气路首先由入口处的轴向改变为径向，因此，离心风机2的气路出口相当于与进风罩I的出风口 102相连。
[0029]此外，离心风机2内一般设置有风扇，此处优选地，该风扇包括至少一个呈圆弧形的后倾式叶片，后倾式叶片能够提供的压力更大，并且圆弧形的叶片可以起到降低损耗和噪声的作用。当然，离心风机2的风扇还可以包括前倾式叶片，矩形等形状的叶片也同样可以米用。
[0030]如图2所示，图2为图1中离心风机与渐开线挡板的装配俯视图。
[0031]渐开线挡板3，是本发明中另一核心部件。顾名思义，该渐开线挡板3呈渐开线形状，并且环绕设置在离心风机2的周向方向，其开口方向需面朝进风罩I的出风口 102。如此，从离心风机2的径向吹出的冷却空气才能沿着渐开线挡板3的表面从出风口 102流出。由于渐开线挡板3的曲线特点，冷却空气在其表面流动时，形成了渐开线气路，这将使气流的流动更加顺畅，同时相应地增大了气流风压，并且额外地，顺畅的气路降低了气流运动时产生的振动，因此降低了噪声。
[0032]综上所述，本发明所提供的电机的冷却装置，通过在进风罩I内设置离心风机2和渐开线挡板3，并且通过中轴线互相垂直的进风口 101和出风口 102，使离心风机2的气路入口与进风口 101相连，且其气路出口与出风口 102相连，由于离心风机2的减速和转向特性，增大了风压(势能)，提高了冷却空气的冷却效率；同时在气路流动的过程中，由于渐开线挡板3的作用使气流形成渐开线气路，气路顺畅，降低了损耗和噪声。因此，本发明所提供的电机的冷却装置，能够在提高电机冷却装置效率的基础上，同时减小噪声。
[0033]此外，还能对离心风机2的结构进行优化。为此，本实施例将离心风机2的入口设置有平底倒圆锥形。如此设置，冷却空气在从离心风机2的入口处被吸入时，会由于巨大的风压和逐渐缩小的通过面而形成圆锥迎风面，相比于现有技术中的圆筒迎风面或其余形状，能使气流流动更加顺畅，同时降低损耗和噪声。当然，离心风机2的入口若是矩形或圆形也同样可以采用。
[0034]而为了与离心风机I的平底倒圆锥形入口相配合，本实施例还在其入口的侧壁上粘贴有用于吸收噪声的消音棉4，由于消音棉4的存在，气流从进风口 101处进入时的噪声就能够得到一定程度减小。
[0035]同理，考虑到从进风罩I的进风口 101处流入的气流，风压大，风速快，因此必然存在一部分气路不会从离心风机I的径向吹出，而是直接穿过离心风机2的轴向，撞击到进风罩I的底板上，这将会产生噪声。为此，本实施例在进风罩I的气流反射面，也就是进风口101的相对面上铺设有用于吸收噪声的消音棉4。由于消音棉4的存在，减小了由于直接撞击到进风罩I的气流反射面的噪声。
[0036]此外，还能对渐开线挡板3的结构进行优化。为此，本实施例将渐开线挡板3的首端设置为不封闭的形式，并且首端打开后与进风罩I的侧壁相连。而尾端自然也是开口状态，不同的是，渐开线挡板3的尾端也与进风罩I的侧壁相连。如此设置，渐开线挡板3就将离心风机2包围起来，并且和进风罩I的底板、顶板形成一个密闭空间，此外还具有两个气路口(首端和尾端)。因此，气流从进风罩I的进风口 101处流入后，全部进入了离心风机2中，渐开线挡板3的首尾端与侧壁相连，保证气流不会从进风罩I内的其余角度流动，提高了冷却效率，并且渐开线挡板3围城的空间比进风罩I的内部空间要小，因此，风压进一步提高；而渐开线挡板3的首尾端都不封闭，相比于首端封闭的形式，离心风机2的径向上任何一点都可以作为出口，气流从离心风机2的周围360°无死角地流动，一部分直接进入进风罩I的出风口 102，另一部分顺着渐开线挡板3的表面形成渐开线气路，最终也进入出风口 102。
[0037]进一步地，为了从源头处减小冷却装置的噪声，本实施例在进风罩I内增设了导风筒5。顾名思义，导风筒5是一种引导气流流动的筒状部件，其入口与进风罩I的进风口101相连，出口自然与离心风机2的入口相连。如此，离心风机2的入口不再与进风口 101直接相连，而是通过导风筒5后再与进风口 101相连。相比于直接相连的形式，气流在经过导风筒5的作用后，会有部分紊流受到约束形成层流，从而减小了振动和摩擦，减低了噪声。此外，本实施例还在导风筒5的内壁上设置了用于阻隔噪声的隔音毡6。通过隔音毡6与导风筒5的共同作用，冷却空气在冷却装置的源头处的噪声得到大幅减小。
[0038]本实施例还提供一种电机，包括机身和设置在机身外的冷却装置，其中，该冷却装置与上述内容相同，此处不再赘述。
[0039]请参考图3，图3为本发明所提供的第二种【具体实施方式】的整体结构示意图。
[0040]本发明所提供的第二种【具体实施方式】，在第一种【具体实施方式】的基础上做了改进，具体为:增设了过渡风罩7、冷却包8和出风罩9。本实施例所提供的冷却装置的其余部分与前述内容相同，此处不再赘述。
[0041]在本发明所提供的第二种【具体实施方式】中，为了在电机外形成完成的冷却装置，本实施例增设了过渡风罩7和冷却包8。其中，过渡风罩7的一端与进风罩I的出风口 102相连，而另一端与冷却包8相连。如此，从出风口 101中被吹风的冷却空气就顺着过渡风罩I流入到冷却包8中，然后在冷却包8中被冷却降温。此处同样为了减小噪声，在过渡风罩7的内部设置了互相平行的分流隔板701。该分流隔板701能够将从出风口 102流出的冷却空气分流，将部分紊流约束为层流，从而使气路更加顺畅，减小了空气摩擦，降低了噪声。
[0042]接上述，冷却空气经由过渡风罩7到冷却包8冷却后，再从冷却包8的出口排出。为了在冷却装置的末端也能够减小气流的噪声，本实施例在冷却包8的出口外设置了出风罩9，并且在出风罩9的迎风面(即正对气流面)上铺设有消音棉4。如此设置，在电机冷却装置的末端也能够通过出风罩9和消音棉4的共同作用来减小气流噪声。
[0043]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
【权利要求】
1.一种电机的冷却装置，包括进风罩(I)，所述进风罩(I)上设置有进风口(101)和出风口(102)，其特征在于，还包括设置于所述进风罩(I)内的离心风机(2)和渐开线挡板(3);所述进风口(101)与所述出风口(102)的中轴线互相垂直，且所述离心风机(2)的入口与所述进风口(101)相连；所述渐开线挡板(3)环绕设置在所述离心风机(2)的周向，且开口方向面朝所述出风口(102)。
2.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，所述渐开线挡板(3)的首端不封闭，且与所述进风罩(I)的侧壁相连，所述渐开线挡板(3)的尾端也与所述进风罩(I)的侧壁相连。
3.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，所述离心风机(2)的风扇包括至少一个呈圆弧形的后倾式叶片。
4.根据权利要求1或3所述的冷却装置，其特征在于，所述离心风机(2)的入口为平底倒圆锥形，且所述入口的侧壁上粘贴有用于吸收噪声的消音棉(4)。
5.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，还包括设置于所述进风罩(I)内的导风筒(5)，所述导风筒(5)的入口与所述进风口(101)相连，且所述导风筒(5)的出口与所述离心风机(2)的入口相连，所述导风筒(5)的内壁上设置有用于阻隔噪声的隔音毡(6)。
6.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，所述进风罩(I)的进风口(101)的相对面上铺设有用于吸收噪声的消音棉(4)。
7.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，还包括过渡风罩(7)和用于冷却介质的冷却包(8)，所述过渡风罩(7) —端与所述出风口(102)连通，另一端与所述冷却包(8)连通；所述过渡风罩(7)内部设置有互相平行的分流隔板(701)。
8.根据权利要求7所述的冷却装置，其特征在于，还包括出风罩(9)，所述出风罩(9)与所述冷却包(8)的出口相连，且所述出风罩(9)的迎风面上铺设有消音棉(4)。
9.一种电机，包括机身和设置于所述机身外的冷却装置，其特征在于，所述冷却装置为权利要求1一8任一项所述的冷却装置。
【文档编号】H02K5/24GK104485782SQ201410810998
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年12月23日 优先权日:2014年12月23日
【发明者】邓尧强, 李德金, 郑国丽, 董江东, 尤磊, 王伟, 于冰, 王虎, 蒋传奇 申请人:南车株洲电机有限公司