轴向电机及其冷却水套结构的制作方法

本实用新型涉及轴向电机设备技术领域，特别涉及一种冷却水套结构。

背景技术：

轴向磁场电机主要由绕组、铁芯、轴、轴承极机壳五大部分组成。通常，轴向电机的冷却水道设置在机壳的两侧处，通过定子端面与机壳内侧的贴合，使得冷却水道中的冷却流体与定子热传导，进而将绕组及定子产生的热量带走。

为了提高轴向电机功率密度，轴向电机的结构设计的越来越紧凑，留给冷却水道设计的空间越来越小，出于对轴向电机综合性能的考虑，需要保证轴向电机温升不能超过某规定的限值，因此，要求轴向电机由冷却流体带走的热量较多。

如图1所示，在现有的冷却水套结构中，在机壳1上设置有冷却水道11。目前，为了提高散热效果，传统的方法主要有两种：一种是通过增加冷却流体流量来增大冷却流体带走的热量，但是，在有限的冷却水道设计空间内增大冷却流体流量，设计困难程度较高；另一种是通过布置更密的冷却水道11，增加冷却水道11的长度来增加散热面积，从而带走更多的热量，但是，在有限的冷却水道设计空间内增加冷却水道11的长度，仅能减小冷却水道11的宽度，大大增加了冷却流体的流动阻力，也提高了设计困难程度。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提供了一种冷却水套结构，以提高散热效果，降低设计困难程度。本实用新型还提供了一种具有上述冷却水套结构的轴向电机。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种冷却水套结构，包括：

冷却水套本体，所述冷却水套本体内设置有冷却水道；

位于所述冷却水道内的扰流柱，所述扰流柱的一端与所述冷却水道的水道底面连接。

优选地，上述冷却水套结构中，所述扰流柱的轴线与所述冷却水套本体的轴线平行。

优选地，上述冷却水套结构中，所述扰流柱的数量为多个。

优选地，上述冷却水套结构中，多个所述扰流柱沿所述冷却水道均匀设置。

优选地，上述冷却水套结构中，所述扰流柱为圆柱体结构；

或，所述扰流柱为圆锥体结构，其大端与所述冷却水套本体连接。

优选地，上述冷却水套结构中，所述冷却水道由多个半圆形水道段及一个圆形水道段组成，多个所述半圆形水道段分布于所述圆形水道段的两侧且沿其径向分布；

相邻两个所述半圆形水道段连通，靠近所述圆形水道段的两个所述半圆形水道段与所述圆形水道段连通；

远离所述圆形水道段的两个所述半圆形水道段中，一个所述半圆形水道段的一端与其相邻的所述半圆形水道段连通，其另一端为入水口；另一个所述半圆形水道段的一端与其相邻的所述半圆形水道段连通，其另一端为出水口。

优选地，上述冷却水套结构中，所述冷却水套本体与所述扰流柱为一体式结构。

优选地，上述冷却水套结构中，所述冷却水套本体与所述扰流柱为一体铸造成型结构。

本实用新型还提供了一种轴向电机，包括冷却水套结构，所述冷却水套结构为如上述任一项所述的冷却水套结构。

优选地，上述轴向电机中，所述冷却水套本体为所述轴向电机的机壳。

从上述的技术方案可以看出，本实用新型提供的冷却水套结构，在冷却水道内设置扰流柱，并且，扰流柱的一端与冷却水道的水道底面连接，即，冷却流体在流入冷却水套本体中后，在重力及推动力的作用下，冷却流体沿冷却水道的水道底面流动，经过设置于水道底面的扰流柱后，起到了扰流作用，进而提高了冷却流体的湍流度；并且，通过设置与水道底面连接的扰流柱，扰流柱同样与冷却流体接触散热，增大了散热面积，进而有效提高了散热效果。并且，无需增加冷却流体流量及冷却水道的长度，仅需在冷却水道中增加扰流柱，有效降低了设计困难程度。

本实用新型还提供了一种轴向电机，包括冷却水套结构，冷却水套结构为如上述任一种冷却水套结构。由于上述冷却水套结构具有上述技术效果，具有上述冷却水套结构的轴向电机也应具有同样地技术效果，在此不再一一累述。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一种现有技术中的冷却水套结构的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的冷却水套结构的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型公开了一种冷却水套结构，以提高散热效果，降低设计困难程度。本实用新型还提供了一种具有上述冷却水套结构的轴向电机。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

如图2所示，本实用新型实施例提供了一种冷却水套结构，包括冷却水套本体1及扰流柱2。冷却水套本体1内设置有冷却水道11；扰流柱2位于冷却水道11内，扰流柱2的一端与冷却水道11的水道底面连接。

本实用新型实施例提供的冷却水套结构，在冷却水道11内设置扰流柱2，并且，扰流柱2的一端与冷却水道11的水道底面连接，即，冷却流体在流入冷却水套本体1中后，在重力及推动力的作用下，冷却流体沿冷却水道11的水道底面流动，经过设置于水道底面的扰流柱2后，起到了扰流作用，进而提高了冷却流体的湍流度；并且，通过设置与水道底面连接的扰流柱2，扰流柱2同样与冷却流体接触散热，增大了散热面积，进而有效提高了散热效果。并且，无需增加冷却流体流量及冷却水道11的长度，仅需在冷却水道11中增加扰流柱2，有效降低了设计困难程度。

其中，冷却流体可以为水、油或其他液体。

在本实施例中，如图1及图2所示，图2中的冷却水套结构比图1中的冷却水套结构的散热面积增加了15％；图2中的冷却水套结构中冷却液体的流动湍流度比图1中的冷却水套结构中冷却液体的流动湍流度高，使得，图2中的冷却水套结构中冷却液体的换热系数比图1中的冷却水套结构中冷却液体的换热系数提升40％。

为了进一步降低扰流柱2对冷却流体的流动阻力，扰流柱2的轴线与冷却水套本体1的轴线平行。即，扰流柱2垂直设置于冷却水道11的水道底面上，在确保扰流柱2对冷却流体的扰流效果的同时，有效减少了扰流柱2对冷却流体的流动阻力。并且，通过上述设置，增加了冷却水套本体1端部的轴向刚度，在冷却水套本体1为机壳的实施例中，有效增大了机壳的轴向刚度，在相同的轴向磁力载荷下，有效降低了轴向变形量。

在本实施例中，如图1及图2所示，应用图2中的冷却水套结构的轴向电机比应用图1中的冷却水套结构的轴向电机的轴向变形量降低了18％。

优选地，扰流柱2在冷却水道11宽度方向的尺寸D，冷却水道11的宽度L；D≤L/2。

如图2所示，为了确保扰流及散热效果，扰流柱2的数量为多个且沿冷却水道11的长度方向排列。通过设置多个扰流柱2，进一步方便了扰流柱2对冷却流体的扰流效果，也进一步增加了散热面积。也可以仅设置一个扰流柱。冷却水道11的长度方向为冷却水道11内冷却流体的流动方向。

进一步地，多个扰流柱2沿冷却水道11均匀设置。通过上述设置，使得扰流效果均匀且有效。也可以使扰流柱2以一定分布结构在冷却水道11内分布。

在一种实施方式中，扰流柱2为圆柱体结构；通过上述设置，使得冷却流体在与扰流柱2接触后，沿圆柱体结构的圆弧侧壁流动，有效降低了扰流柱2对液体流动的阻力。

在另一实施方式中，扰流柱2为圆锥体结构，其大端与冷却水套本体1连接。通过上述设置，确保了扰流柱2位于冷却水道11中的稳定性，并且，确保了冷却流体在与扰流柱2接触后沿圆锥体结构的圆弧侧壁流动，有效降低了扰流柱2对液体流动的阻力。

还可以将扰流柱2设置为横截面为椭圆形的结构，或，设置为棱柱结构等，在此不再一一累述且均在保护范围之内。

如图2所示，本实施例中，冷却水道11由多个半圆形水道段及一个圆形水道段组成，多个半圆形水道段分布于圆形水道段的两侧且沿其径向分布；相邻两个半圆形水道段连通，靠近圆形水道段的两个半圆形水道段与圆形水道段连通；远离圆形水道段的两个半圆形水道段中，一个半圆形水道段的一端与其相邻的半圆形水道段连通，其另一端为入水口；另一个半圆形水道段的一端与其相邻的半圆形水道段连通，其另一端为出水口。通过上述设置，在圆盘形的冷却水道设计空间内，尽可能的增大了冷却水道11的整体长度，确保了冷却效果。也可以将冷却水道11设置为其他结构，如由多个直线形水道段依次连接而成的结构。

冷却水套本体1与扰流柱2为一体式结构。由于冷却水套本体1多采用金属材料制作，通过将冷却水套本体1与扰流柱2设置为一体式结构，有效提高了扰流柱2的散热效果。

为了便于加工，冷却水套本体1与扰流柱2为一体铸造成型结构。通过上述设置，不会额外增加生产步骤，因此，有效降低了生产费用的附加额，进而降低了冷却水套结构的生产成本。也可以采用焊接将冷却水套本体1与扰流柱2设置为一体式结构；或者，采用撤销方式加工冷却水道11，避开需要形成扰流柱2的实体部分，同样可以使冷却水套本体1与扰流柱2设置为一体式结构。

本实用新型实施例还提供了一种轴向电机，包括冷却水套结构，冷却水套结构为如上述任一种冷却水套结构。由于上述冷却水套结构具有上述技术效果，具有上述冷却水套结构的轴向电机也应具有同样地技术效果，在此不再一一累述。

优选地，冷却水套本体1为轴向电机的机壳。也可以将冷却水套本体1加工为与机壳相互独立的一个部件，通过组装完成机壳与冷却水套本体1的连接。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

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实用新型。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实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型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。