一种自循环液冷电机的制作方法

本发明涉及一种液冷电机，具体涉及一种不适用外部设备，则能够实现冷却介质自循环的电动车辆使用的自循环液冷电机。

背景技术：

现有的电机冷却液的循环都需要依靠外部设备，这样就需要额外的投入。而且，循环设备工作需要占用安装空间，对于电动车辆来说维护成本高，生产成本也高。

技术实现要素：

本发明的目的在于，提供一种冷却液能够自循环的电机。

为了实现上述目的，本发明包括了机壳和轴体，轴体竖向设置，机壳底端固定导向板，导向板内侧设有向中心腔突出的凸起，机壳内临近导向板上方固定滑动密封圈，滑动密封圈与导向板之间留有间隙；

机壳内固定一个内壳，内壳与机壳之间形成2-5mm的介质流动通道，所述滑动密封圈与导向板之间的间隙和该介质流动通道连通；

所述内壳底部固定导热曲面板，导热曲面板与内壳之间装填不锈钢颗粒，粒径在2-5mm范围内，不锈钢颗粒的间隙填充固液相变材料，固液相变材料选用水合盐，相变温度在40-60摄氏度范围内；

介质流动通道的顶端与横向缓冲腔连通，横向缓冲腔通过滑动密封件与轴体转动密封，轴体内设置多个进液通道，进液通道开口位于横向缓冲腔包围的轴体的柱面上，另一端与锥形腔的锥顶连通；

横向缓冲腔的顶面固定盘管，盘管与冷却液箱连通，盘管和冷却液箱内充满冷却液；

在轴体内，开设同轴的中心腔，中心腔纵截面为圆形，其直径是轴体直径的1/8-1/4，其轴向两端位于与轴承固定点之间，中心腔一端与同轴的柱形腔连通，柱形腔的直径是轴体直径的1/4-1/3，柱形腔的长度是中心腔的1/10-1/6，柱形腔远离中心腔的一端连通同轴的锥形腔，锥形腔的锥底与柱形腔端面重合，锥形腔的长度是中心腔的1/8-1/5；

在中心腔的外围开设4-8个同心腔，同心腔轴线与中心腔轴线平行，且沿中心腔轴线均匀分布，同心腔的直径是中心腔直径的1/3-1/2，同心腔的长度不大于中心腔的长度，同心腔临近锥形腔的一端通过斜管与锥形腔临近锥顶的1/3处连通；

所述中心腔、柱形腔、锥形腔、同心腔和斜管形成冷却腔，常温下，冷却腔和介质流动通道以及横向缓冲腔内的气压为0.4-0.6个标准大气压；

冷却腔和介质流动通道以及横向缓冲腔，内填充冷却液，所述冷却液按重量份配比为：甲醇68-77份、乙醇10-13份、乙二醇7-12份、水3-5份。

进一步的，所述轴体上开设3-6个冷却腔，冷却腔临近锥形腔，其内径为轴体直径的1/8-1/6，绕轴体轴线均匀分布，锥形腔的锥顶位于冷却腔围绕的区域内，冷却腔一端与进气斜管连通，进气斜管开口位于轴体的柱面上，冷却腔的另一端与排气斜管连通，排气斜管开口位于轴体的柱面上，所述进气斜管位于轴体上的开口上固定进风罩，用于在轴体旋转时将空气引入进气斜管内，所述排气斜管位于轴体上开口的径向外侧固定两端开口的引流罩，引流罩，多个引流罩相邻的两个开口交错设置。

优选地，所述不锈钢球和固液相变材料的体积比为1：1-1：3。

本发明的有益效果在于，利用低气压和低温汽化液体作为冷却介质，结合转轴和机壳连通的流动通道，达到冷却介质在电机内自发循环，达到冷却效果的目的。

附图说明

图1是本发明结构示意图。

图2是轴体结构示意图。

图3是图2a-a向示意图。

图4是图2b-b向示意图。

图5是图2c-c向示意图。

图6是图5d-d向示意图。

具体实施方式

下面结合附图对发明做详细描述。

如图1至6所示，一种自循环液冷电机，包括了机壳和轴体连通的冷却液循环通道。在轴体10内，开设同轴的中心腔20，中心腔20纵截面为圆形，其直径是轴体10直径的1/8-1/4，其轴向两端位于与轴承固定点之间，中心腔20一端与同轴的柱形腔21连通，柱形腔21的直径是轴体10直径的1/4-1/3，柱形腔21的长度是中心腔20的1/10-1/6，柱形腔21远离中心腔20的一端连通同轴的锥形腔22，锥形腔22的锥底与柱形腔端面重合，锥形腔22的长度是中心腔20的1/8-1/5；

在中心腔20的外围开设4-8个同心腔30，同心腔30轴线与中心腔20轴线平行，且沿中心腔20轴线均匀分布，同心腔30的直径是中心腔20直径的1/3-1/2，同心腔30的长度不大于中心腔20的长度，同心腔30临近锥形腔22的一端通过斜管32与锥形腔22临近锥顶的1/3处连通；

在轴体10内开设弧面腔31，弧面腔31与中心腔20同轴，其中心处于中心腔20远离柱形腔21的一端连通，其外延与同心腔20远离柱形腔21的一端连通，为了便于加工，轴体10在弧形腔31处可以分隔成两段，不包含中心腔20的一段为外延段11，外延段11通过螺栓或焊接的方式与包含中心腔20的一段固定连接；

电机要竖向固定使用，还包括机壳60，机壳底端固定导向板61，导向板61内侧设有向中心腔20突出的凸起，机壳60内临近导向板61上方固定滑动密封圈62，滑动密封圈62与导向板61之间留有间隙；

机壳60内固定一个内壳68，内壳68与机壳60之间形成2-5mm的介质流动通道，所述滑动密封圈62与导向板61之间的间隙和该介质流动通道连通；

所述内壳68底部固定导热曲面板65，曲面板的作用就是为了增加受热面积。导热曲面板65与内壳68之间装填不锈钢颗粒，粒径在2-5mm范围内，不锈钢颗粒的间隙填充固液相变材料，不锈钢颗粒与固液相变材料的体积比为1：1-1：3。固液相变材料选用水合盐，相变温度在40-60摄氏度范围内。可选材料见表1。不锈钢颗粒和固液相变材料的作用有两个，一方面是为了传导热量，另一方面是为了缓冲释热，传导热量是为了让从中心腔和同心腔喷出的气液混合物继续受热，持续汽化。缓冲释热是为了让定子和转子的热量能够快速的被吸收，然后有效的释放，避免定子和转子过热。

表1

介质流动通道的顶端与横向缓冲腔67连通，横向缓冲腔67通过滑动密封件与轴体10转动密封，轴体10内设置多个进液通道26，进液通道26开口位于横向缓冲腔67包围的轴体10的柱面上，另一端与锥形腔22的锥顶连通。

横向缓冲腔67的顶面固定盘管70，盘管70与冷却液箱连通，盘管70和冷却液箱内充满冷却液。

所述中心腔20、柱形腔21、锥形腔22、同心腔30、弧面腔31和斜管32形成冷却腔，常温下，冷却腔和介质流动通道以及横向缓冲腔67内的气压为0.4-0.6个标准大气压。

冷却腔和介质流动通道以及横向缓冲腔67，内填充冷却液，所述冷却液按重量份配比为：甲醇68-77份、乙醇10-13份、乙二醇7-12份、水3-5份；

所述柱形腔21和锥形腔22不在转子线圈包覆的轴向范围内。

甲醇的汽化温度在64.5度左右，乙醇的汽化温度78度，水的汽化温度为100度，乙二醇的汽化温度为197.3度。当然这些汽化温度都是标准大气压下的汽化温度。由于常温下，冷却腔内的气压为0.4-0.6个标准大气压，电机工作后温度上升，由于本身气压较低，甲醇在同心腔30和中心腔内很容易汽化，汽化产生的压力推带动其它冷却介质快速向下移动，喷到导向板61上后分散，并通过内壳和机壳之间的介质流动通道快速上升，移动过程中剩余介质快速吸收热量持续汽化，加快移动，进入横向缓冲腔67内，经过盘管的冷却冷凝变为液态，通过进液通道进入锥形部，在重新回到同心腔30和中心腔20内。盘管由于和冷却液箱连通，充满冷却液，内部能够自发的进行冷热循环。如此能够形成一个自发的冷却液循环的系统。

为了提高汽化后液体冷凝的效率，轴体10上开设3-6个冷却腔40，冷却腔40临近锥形腔22，其内径为轴体10直径的1/8-1/6，绕轴体10轴线均匀分布，锥形腔22的锥顶位于冷却腔40围绕的区域内，冷却腔40一端与进气斜管41连通，进气斜管41开口位于轴体10的柱面上，冷却腔40的另一端与排气斜管42连通，排气斜管42开口位于轴体10的柱面上，所述进气斜管41位于轴体10上的开口上固定进风罩43，用于在轴体10旋转时将空气引入进气斜管41内，所述排气斜管42位于轴体10上开口的径向外侧固定两端开口的引流罩44，引流罩44，多个引流罩44相邻的两个开口交错设置。引流罩44的作用是要是在轴体10快速旋转时在引流罩内形成沿轴体10周向的气流，气流快速流动会在排气管44内形成负压，对冷却腔40内空气起到抽吸的作用，从而能够加快冷却腔40内的空气流动，提高锥形腔22内汽化后气体的冷凝速率。

以上所述仅为本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明精神和原则内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。