CN104269970B - 一种可用于电动机冷却的气液双介质冷却器 - Google Patents
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Abstract
一种可用于电动机冷却的气液双介质冷却器，其特征在于：主要由液流腔、气流腔、热交换板构成；液流腔和气流腔分别位于热交换板的对立侧面；热交换板表面具有大量的凹凸点，凹凸点的凹面在液流腔内，凹凸点的凸面在气流腔内；液流腔横腔截面图形为封闭结构，液流腔两端为封闭结构；气流腔横腔截面图形为半开放结构，气流腔两端为开放状态；液流腔的腔壁的两端具有液流入口孔、液流出口孔；液流腔内液流的方向与气流腔内气流的方向相逆。本发明结构简单、加工简易、散热效率高。
Description
技术领域
本发明涉及电动机冷却，具体涉及一种可用于电动机冷却的气液双介质冷却器。
背景技术
电动机是一种将电能转化成机械能的常用的旋转式电动机器。机床、水泵，需要电动机带动；电力机车、电梯，需要电动机牵引。家庭生活中的电扇、冰箱、洗衣机，甚至各种电动机玩具都离不开电动机。电动机已经应用在现代社会生活中的各个方面。电动机在使用过程中由于各种损耗的存在，使温度不断升高，为了正常使用，冷却尤其重要。如不能很好地对其进行冷却，会影响电动机的使用寿命。若电动机的散热能力差，则会造成电动机温度过高，会影响电动机的使用寿命，引起死机等问题，严重时会威胁到操作者的生命安全。
电动机的冷却方式有自冷式、自扇冷却和强迫冷却。自冷式没有任何辅助装置，完全依靠外界空气自发的流动冷却电动机，散热效率不高，适用于小型的电动机；自扇冷却是在电动机旁边加装风扇，人为加快电动机周围空气的流动加快电动机的散热，散热效果好且结构简单易于实现，目前广泛应用于工业领域；强迫冷却一般只用在大型电机中，通过冷却液(一般为油介质，个别使用水介质)为电机降温，散热效率高但系统较为复杂，一般只应用于大型电动机。
在工业电动机中，自扇冷却应用较为广泛，环境空气直接进入电动机内部进行冷却，冷空气将电动机热量直接带走并排出到周围的环境中。空气在电动机内部的行走路线主要有三种。一种是轴向，冷空气从电动机一端进入，从另外一端排出。只要一端能装较大直径的风扇，就能得到较好的冷却效果，铁芯结构较紧凑。缺点是通风损耗较大，沿电动机轴向的温度分布不均匀，一般用于容量较小的电动机。另一种是径向，冷空气从电动机两端进入，从铁芯的径向通风道排出。其缺点是因两端均要装风扇，故风扇的外径只能小于转子的外径，限制了风扇的能力，且需要有径向通风槽，使电动机尺寸略大。优点是由于使用轴流风扇，通风效率较高，散热面积较大，沿电动机轴向的温度较均匀。还有一种是轴向与径向复合通风，它是结合轴向与径向二者通风的优点而设计的，具有较好的通风冷却效果，且温度较均匀，但结构较复杂。
目前较为常用的是轴向自扇冷却，在风扇外围安装散热盖板，可以有效的对热空气进行冷却，将电动机的热量散发到空气中。在电动机的机体上制作轴向肋片，增加电动机的机体与空气的接触面积使电动机的机体可以充分的向空气散热。在电动机机体外加装的散热盖板一方面可以引导风扇空气的流向，另一方面可以对流入电动机的吸热的热空气散热提高电动机总体的散热效率。虽然已经对电动机的机体外形进行了改进，但是并没有针对散热盖板进行改进，散热盖板的散热能力还有进一步提高空间。所以针对散热盖板进行的外形改进可以提高整个电动机的散热效率，改善电动机的工作性能，加工简单、实用性强且花费低廉，适用于大部分自扇冷却电动机。
发明内容
本发明提供一种可用于电动机冷却的气液双介质冷却器，用于提高电机散热效率。
本发明具有以下技术内容。
1、一种可用于电动机冷却的气液双介质冷却器，其特征在于：主要由液流腔、气流腔、热交换板构成；液流腔和气流腔分别位于热交换板的对立侧面；热交换板表面具有大量的凹凸点，凹凸点的凹面在液流腔内，凹凸点的凸面在气流腔内；液流腔横腔截面图形为封闭结构，液流腔两端为封闭结构；气流腔横腔截面图形为半开放结构，气流腔两端为开放状态；液流腔的腔壁的两端具有液流入口孔、液流出口孔；液流腔内液流的方向与气流腔内气流的方向相逆。
2、如技术内容1所述的一种可用于电动机冷却的气液双介质冷却器，其特征在于：凹凸点的横腔截面形状为圆形、椭圆形、水滴形、流线形。
3、如技术内容1所述的一种可用于电动机冷却的气液双介质冷却器，其特征在于：凹凸点位置的壁厚小于等于平均厚度。
4、如技术内容1所述的一种可用于电动机冷却的气液双介质冷却器，其特征在于：凹凸点的排列形式为行与行之间交错排列。
词语解释：‘半开放’是指不完全封闭的图形，比如：C形、U形、n型，V型等等隔离界面不完全的图形；‘封闭结构’是指完全的图形比如O形、D形、口字形等具有完全隔离界面的图形；‘横截面’指垂直于气流或液流方向的截面。
本发明的有益效果在于：结构简单、加工简易、散热效率高。
附图说明
图1为实施实例的示意图。
图2为图1的解剖示意图。
图3为图1中液体、气体流动情况。
具体实施实例
实施实例1、如图1、2、3所示，为本发明的用于电动机冷却的气液双介质冷却器，主要由液流腔50、气流腔60、热交换板30构成；液流腔50和气流腔60分别位于热交换板30的对立侧面；液流腔50的底面热交换板30上具有大量的凹凸点10，凹凸点10的凹面在液流腔内，凹凸点10的凸面在气流腔内；液流腔50横腔截面为封闭结构，液流腔50两端为封闭状态；气流腔60横腔截面为凵字形半封闭结构，气流腔60两端为开放状态；液流腔50的腔壁上具有两个液流入口20，在液流腔的另一端具有同孔径的的两个液流出口40；凹凸点10的凸面顶点与电机表面70接触；气流腔60中气流与液流腔50中液流的方向相逆。
如图3所示为本实施实例液体、气体流动情况，a为侧视图形展示了气流腔60中气流经过凹凸点10时的流动情况、液流腔50中液流经过凹凸点10凹面时的情况，b为底视图形展示了气流腔60中气流经过一个凹凸点10时凸面的气流情况。
如图3可见气流腔60内的气流在经过凹凸点10的凸面时，迎风面形成了高气压区100，背风面形成了低气压区101，根据热量传递的规律可知高气压区100的热量交换速率高于低气压区101(气压高低是相对的)；液流腔50内的气流在经过凹凸点10的凸面时，迎流面形成了高液压区120，背流面形成了低液压区121，根据热量传递的规律可知高液压区120的热量交换速率高与低液压区121(液压高低是相对的)；当气流与液流相逆时，液流和气流的热量高速率交换区在同一侧壁上，相比液、气流同向的情况，液、气流方向相逆的情况下侧壁最低温度点更低，有利于热量从电机表面70到热交换板30的传递，从而更高效的散热。
本实施实例使用时将气压腔侧壁结合在电机表面，使液流入口20位于电机尾部，是液流出口40位于电机头部，在将液压腔的液流入口20、液流出口40连接到液冷系统上，在电机尾部连接一个风扇，使气流从依照电极的轴向流过气流腔，并使液流与气流方向相逆。
实施实例2，在实施实例1的基础上将凹凸点改成水滴型。
实施实例3，在实施实例1的基础上将凹凸点改成菱形。
Claims (2)
1.一种可用于电动机冷却的气液双介质冷却器，其特征在于：主要由液流腔、气流腔、热交换板构成；液流腔和气流腔分别位于热交换板的对立侧面；热交换板表面具有大量的凹凸点，凹凸点的凹面在液流腔内，凹凸点的凸面在气流腔内；液流腔横腔截面图形为封闭结构，液流腔两端为封闭结构；气流腔横腔截面图形为半开放结构，气流腔两端为开放状态；液流腔的腔壁的两端具有液流入口孔、液流出口孔；液流腔内液流的方向与气流腔内气流的方向相逆，凹凸点的横腔截面形状为圆形、椭圆形、水滴形，凹凸点位置的壁厚小于平均厚度。
2.如权利要求1所述的一种可用于电动机冷却的气液双介质冷却器，其特征在于：凹凸点的排列形式为行与行之间交错排列。
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