转子组件和径向风扇的制作方法

本实用新型涉及一种转子组件，包括一个叶轮和一个径向风扇，该径向风扇带有一套具有一体化冷却功能的转子组件。

背景技术：

在径向风扇中，存在转子轴的轴承内机械摩擦产生热量，进而导致过热的问题。这种问题特别多出现在高转速径向风扇中，该种径向风扇应安装于一个轴向单侧封闭的一体式伸缩密闭罩内，因为此处的热量散发会额外受到一条热量外排通道处的伸缩密闭罩的阻碍。

本实用新型所述的高转速，是指径向压缩器出口处的圆周转速为60米/秒的叶轮转速。由此还会加重高温问题，因为转速增加必然会产生额外的过热。

在某些应用情况中，高转速风机的外壳由金属制成。因此具有冷却作用，也就是热量可以通过导热壳壁良好地消散。在大型的或者固定安装的高转速风机中，还可选择搭配成本高昂的油/水冷却装置。如果可以使用一种冷媒进行冷却，则该冷媒会在需冷却的区域循环流动。

如果外壳完全由金属制成，就存在仅适用于有限环境和连接方式的缺点。假如用塑料作为风扇主外壳的材料，虽然具有较高的造型自由度，并可以采用其他的接合方法，但在传热方面却难尽人意。

如果采用油/水作为辅助介质进行轴承冷却，会有很高的设计花费和要求搭配附加机组。

技术实现要素：

因此，本实用新型的目的在于克服上述缺陷，提供一种涉及径向风扇且特别是高转速径向风扇的转子组件，以达到轴承冷却优化的目的。

本实用新型的目的通过技术方案1中的特征组合来实现。

本实用新型为此提供一种适合高转速径向风扇并具有一条一体化导热路径的转子组件，包括一条内部轴向开放的轴承管，在该轴承管内的第一轴承和第二轴承处装有一条支撑一个叶轮的、附带一个全密闭式马达的转子的转轴，该轴承管具有一个朝外伸出的径向伸出部，该径向伸出部至少部分以一个热量排放段延伸越过叶轮的外圆周，由此形成一条由第一轴承延伸至热量排放段的一体化导热路径。

优选地，伸出部成形为一个基本圆形的板式伸出部，其直径DA 大于叶轮的直径DV。

优选地，伸出部具有一个外部环形的颈部，该颈部沿轴向延伸，并且沿径向包围叶轮的径向边缘的至少一部分或者整个径向外圆周。

优选地，转轴以位于一个设于轴承管内的第一轴承处的分段和位于一个与此轴向隔开的且设于轴承管内的第二轴承处的分段布设在叶轮与转子之间，从而使转轴的一个末段突出于将热量散发到扇壳的叶轮。

一种径向风扇，其装有根据以上技术方案任一项的转子组件，所述径向风扇带有一个扇壳，该扇壳具有一个凹槽，其中，轴承管的热量排放段以一个热量排放面恰当伸入凹槽内，以使叶轮在风扇运转时所输送的介质流沿热量排放面流动，从而使位于第一轴承和第二轴承对面的热量排放面成为一个散热区。

优选地，凹槽的至少一部分位于扇壳的一个径向外置的通流导道内。

优选地，轴承管的一个轴向段供第一轴承和第二轴承容置，扇壳的圆柱形壳段以该轴向段为幅度包围轴承管的轴向段。

优选地，该圆柱形壳段连接一个周边封闭的伸缩密闭罩。

优选地，伸缩密闭罩与扇壳形成一个单体结构。

优选地，轴承管以其径向伸出部水平布置在扇壳的一个壳底板上。

伸出部的较大直径区延伸距离大于叶轮的直径(径向装配或者对角式装配)。由此确保叶轮产生的气流可吹至轴承管的扩大直径处的边缘，

从而通过与叶轮的介质流耦合而形成一个散热区。至于转子系统内产生的热量，主要通过导热路径来排放。为了取得预期的导热效果，突出的热量排放段的材质需具备至少1W/m*K的导热率。不过至于热量排放段的材质是否应与轴承管本身的相同，则是无关紧要的。这种结构形式可为一体式、单件式或者多体式、多件式。

对于径向风机而言，叶轮下面的额外泄漏流在实际上也是非常有用的，因为它可以帮助散热。

如果采用相对较窄的颈部作为热量排放段，则可用叶轮下面的泄漏流作冷却用。

在此，伸出部较佳地成形为一个基本圆形的板式伸出部，其直径 DA大于叶轮的直径DV。

进一步，伸出部更加地具有一个外部环形的颈部，该颈部沿轴向延伸，并且沿径向包围叶轮的径向边缘的至少一部分或者整个径向外圆周。

其中，转轴更佳以位于一个设于轴承管内的第一轴承处的分段和位于一个与此轴向隔开的且设于轴承管内的第二轴承处的分段布设在叶轮与转子之间，从而使转轴的一个末段突出于将热量散发到扇壳的叶轮。藉此凭借转轴形成另一排热路径，并使转轴末段成为散热区。风扇轴向抽吸的介质流，例如抽吸的空气，会因此沿转轴的末段流动，并接着被引入径向的通流导道。

进一步，本实用新型还涉及一种径向风扇，该径向风扇附带装有前述转子组件的扇壳，该扇壳具有一个凹槽，轴承管的热量排放段以恰当的方式连带热量排放面伸入该凹槽或者与该凹槽接壤，以使叶轮在风扇运转时所输送的介质流沿热量排放面流动，从而使位于轴承对面的热量排放面成为一个散热区。以此方式实现从两个轴承通过轴承管直至伸出部颈部的热量排放面的传热，进而达到恰当的散热效果。

在一个进一步较佳的本实用新型实施例中，凹槽至少部分设于一条径向外置的通流导道内。

轴承管的一个轴向段较佳直接供轴承容置，其中扇壳的圆柱形壳段包围轴承管的轴向段。

进一步，该圆柱形壳段(直接)连接一个周边封闭的伸缩密闭罩，并且伸缩密闭罩为带有扇壳单体结构。

更佳地，轴承管连带其径向伸出部水平布置在扇壳的一个壳底板上。由此，除便于安装外，还由于平面接合结构及平面式排热可使轴承管产生更大的热容量。

本实用新型实现了轴承冷却优化。

附图说明

有关本实用新型的其他较佳结构方式，将在专利的附属申请范围说明中予以限定，并通过以下示例性实施例且结合附图予以详细阐述。其中：

图1示出了转子组件一个实施例的一个侧面剖面图，

图2示出了径向风扇一个实施例的一个侧面剖面图，

图3示出了图2所示径向风扇的一个立体剖面图，

图4示出了图1所示实施例的一个俯视图，

图5至图9示出了本实用新型其他实施例的图式。

具体实施方式

在以下章节将凭借图1至图9对本实用新型的实施例进行阐述，其中相同的附图标记表示相同的结构特征及/或功能特征。

图1显示了一个转子组件10的一个实施例。

转子组件10适用于高转速径向风扇。转子组件10包括一个内部轴向开放的轴承管20。轴承管20内装有一条转轴40，在该转轴40 上装有一个全密闭式马达的一个转子50。图2和图3显示了位于外部的马达定子51。轴承管20具有一个朝外突出的径向伸出部21，

该伸出部21以一个热量排放段23延伸越过叶轮30的外圆周31，由此形成一条由第一轴承24延伸至热量排放段23的一体化导热路径 20。其中的材料必须具备一个合乎要求的、可以传送所出现的热流的导热率。

在图2的剖面图和图2的立体剖面图中，明显可见伸出部21延伸跨过叶轮30的外圆周31。伸出部21基本为一个圆形的板式伸出部，其直径DA大于叶轮30的直径DV。

伸出部21此外还具有一个外部环形的、朝上突出的颈部，该颈部沿轴向A延伸并且沿径向包围叶轮30的径向边缘32的外部。也就是说，叶轮30恰当定位于转轴40上，致使叶轮30卡扣在伸出部 21的凹处。

沿径向位于叶轮30外面的伸出部21的边缘26，具有如图3所示的三个紧固孔27。利用这些紧固孔27，整个转子组件10可以固定于径向风扇的扇壳2，如图2所示。三个紧固孔27设于环形颈部。

转轴40装于第一轴承24、第二轴承25之间，一个弹簧28顶抵于一个内部凸缘29处并将第一轴承24预压紧。第二轴承(图3中的下侧轴承25)座合于轴承管20下端，并位于凸缘29的对面。带有转子50的转轴40穿过下侧第二轴承25。

图2还显示了扇壳2。轴承管20以其径向伸出部21装于壳底板2a上，并以一条螺栓与扇壳2接合。轴承管20连带转轴40和套于转轴40上的转子50伸入一个周边封闭(顶部敞开)的伸缩密闭罩3内，该伸缩密闭罩属于径向风扇的扇壳2一部分(部分图示了出来)并且与其成形为一个单体结构。

转轴40以其末段44突出于将热量散发到扇壳2的叶轮30。扇壳具有一个凹槽2i，轴承管20的热量排放段23以其热量排放面23i 伸入该凹槽2i内。热量排放面23i在第一轴承24、第二轴承25对面形成一个散热区。

如图2可清楚地看到，凹槽2i设于扇壳2的一个径向外置的通流导道2s内。

图5至图9显示了本实用新型的其他实施例，其中最主要涉及的是外壳2、伸缩密闭罩3和轴承管20以及热量排放段23的其他结构形式。如图可见，伸缩密闭罩3v的伸出部在外壳2的外壳上体与外壳下体之间延伸。另如图9所示，热量排放段23设有一个紧固孔，以将轴承管20的伸出部固定于伸缩管3的伸出部。

上述实施例及附图仅为本实用新型的较佳实施例，不能以此限定本实用新型的实施范围。凡依技术方案所作之均等变化与修饰，皆应属本实用新型的专利涵盖之范围内。因此，所述的凹槽2i也可为多个并排的开口或者成形于扇壳该区域的多个洞孔。