專利名稱：用于電機(jī)的旋轉(zhuǎn)定向冷卻劑噴灑裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文中公開的主題大體上涉及電機(jī)，更具體地，本公開涉及電機(jī)的流體冷卻。
背景技術(shù)：
在一些電機(jī)中，液體冷卻劑——一般為油——被用來冷卻電機(jī)。冷卻劑用來改善機(jī)器的排熱并防止由過熱導(dǎo)致的電機(jī)損壞。冷卻方案一般利用圍繞電機(jī)的定子的外部周向延伸的冷卻套管。冷卻劑流過冷卻套管以從定子移除熱量。盡管這種方法在從與冷卻套管接觸的定子疊片移除熱量時(shí)是有用的，但冷卻套管在冷卻定子線圈端部(end turns)時(shí)是低效的，因?yàn)槔鋮s套管不直接接觸線圈端部。本領(lǐng)域希望在基于冷卻劑從電機(jī)移除熱量方面收到改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
公開了一種用于流體冷卻電機(jī)的轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子包括可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在中心軸線處的轉(zhuǎn)子軸；和多個(gè)旋轉(zhuǎn)冷卻劑通路，所述多個(gè)旋轉(zhuǎn)冷卻劑通路從轉(zhuǎn)子軸向外延伸以將冷卻劑流引導(dǎo)至所需沖擊位置。還公開了一種流體冷卻的電機(jī)，電機(jī)包括包括至少一個(gè)導(dǎo)體的定子和設(shè)置于定子的徑向內(nèi)側(cè)的轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子包括可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在中心軸線處的轉(zhuǎn)子軸；和多個(gè)旋轉(zhuǎn)冷卻劑通路，所述多個(gè)旋轉(zhuǎn)冷卻劑通路從轉(zhuǎn)子軸向外延伸以將冷卻劑流引導(dǎo)至定子上的所需沖擊位置。另外公開了一種用于冷卻電機(jī)的方法，所述方法包括使冷卻劑大致徑向向外地在電機(jī)的轉(zhuǎn)子中流動(dòng)。迫使冷卻劑穿過繞電機(jī)的中心軸線旋轉(zhuǎn)的多個(gè)冷卻劑通路并且從所述多個(gè)冷卻劑通路流向所需沖擊位置。冷卻劑沖擊在所需沖擊位置上，從而從沖擊位置帶走熱能。


現(xiàn)在參照附圖，其中在一些附圖中相同的元件使用相同的標(biāo)號(hào)圖I是電機(jī)的實(shí)施方式的局部截面圖；圖2是電機(jī)的轉(zhuǎn)子的實(shí)施方式的端視圖；圖3是電機(jī)的另一個(gè)實(shí)施方式的端視圖；以及圖4是電機(jī)的又一個(gè)實(shí)施方式的局部截面圖。
具體實(shí)施例方式圖I示出了電機(jī)10的實(shí)施方式的截面圖，電機(jī)10例如是交流發(fā)電機(jī)或發(fā)電機(jī)。電機(jī)10包括可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在電機(jī)10的中心軸線14處的轉(zhuǎn)子12。轉(zhuǎn)子12包括轉(zhuǎn)子軸16，并且在一些實(shí)施方式中包括固定至轉(zhuǎn)子軸16的外表面的多個(gè)轉(zhuǎn)子疊片18。定子20設(shè)置在轉(zhuǎn)子12的徑向外側(cè)。定子20沿著轉(zhuǎn)子12的長度軸向延伸并且大致周向地環(huán)繞轉(zhuǎn)子12。定子20包括在一些實(shí)施方式中大致軸向設(shè)置以形成定子芯22的多個(gè)定子疊片22。多個(gè)導(dǎo)體26穿過定子芯24。在定子芯24的每個(gè)端部28處，導(dǎo)體26從定子芯24退出并且再次進(jìn)入定子芯24,形成線圈端部30。轉(zhuǎn)子12包括多個(gè)冷卻劑通路32。所述多個(gè)冷卻劑通路32的每個(gè)冷卻劑通路32從通路入口 34朝向通路出口 36向外延伸。在一些實(shí)施方式中，冷卻劑通路32沿著徑向方向向外延伸。另外，如圖I所示，在一些實(shí)施方式中，通路入口 34設(shè)置于轉(zhuǎn)子軸16地徑向附近。然而，應(yīng)當(dāng)理解，通路入口 34可設(shè)置于其它的徑向位置?？商娲?，所述多個(gè)冷卻劑通路32既可徑向延伸又可軸向延伸，并且可以是除了線性以外的其它形狀，例如是曲線狀的。所述多個(gè)冷卻劑通路32可以具有任何適合的截面形狀。例如，截面可以是閉合的管狀截面，或者可以是諸如溝或槽之類的開放截面。所述多個(gè)冷卻劑通路32被構(gòu)造為能夠繞電機(jī)10的中心軸線14旋轉(zhuǎn)并且該旋轉(zhuǎn)可由轉(zhuǎn)子12的旋轉(zhuǎn)來驅(qū)動(dòng)。在一些實(shí)施方式中，所述多個(gè)冷卻劑通路32延伸穿過冷卻劑通路構(gòu)件38，通路入口 34和/或通路出口 36可以設(shè)置在冷卻劑通路構(gòu)件38中。冷卻劑通路構(gòu)件38是具有內(nèi)徑40的環(huán)形形狀，以允許轉(zhuǎn)子軸16進(jìn)出(egress)，同時(shí)還控制來自轉(zhuǎn)子12的冷卻劑流。在一些實(shí)施方式中，可期望經(jīng)由冷卻劑通路構(gòu)件38與轉(zhuǎn)子軸16之間的間隙放掉過量的冷卻劑以防止冷卻劑累積在轉(zhuǎn)子12內(nèi)。所述多個(gè)冷卻劑通路32可設(shè)置于轉(zhuǎn)子12的軸向端部42。在一些實(shí)施方式中，冷卻劑通路構(gòu)件38例如在轉(zhuǎn)子12的每個(gè)軸向端部上的轉(zhuǎn)子疊片18和/或轉(zhuǎn)子軸16處固定至轉(zhuǎn)子12?？商娲兀龆鄠€(gè)冷卻劑通路32可以與轉(zhuǎn)子12是一體的，例如，穿過所述多個(gè)轉(zhuǎn)子疊片18。另外，應(yīng)當(dāng)理解，冷卻通路32的位置不限于轉(zhuǎn)子12的端部42，冷卻劑通路32 可設(shè)置于轉(zhuǎn)子12上需要冷卻劑流的任何位置。為了將冷卻劑引導(dǎo)至所需區(qū)域，例如引導(dǎo)至電機(jī)10的任一端上的線圈端部30，在一些實(shí)施方式中是油的冷卻劑44的流在通路入口 34被從冷卻劑源(未示出)注入所述多個(gè)冷卻劑通路32中。隨著轉(zhuǎn)子12繞中心軸線14旋轉(zhuǎn)，離心力迫使冷卻劑44通過所述多個(gè)冷卻劑通路32并且從通路出口 36離開。冷卻劑流44隨后沖擊在由通路出口 36的位置確定的沖擊位置46上。在一些實(shí)施方式中，沖擊位置位于定子的線圈端部30。所述多個(gè)冷卻劑通路32的位置和尺寸設(shè)置成將所需的冷卻劑44的流引導(dǎo)至沖擊位置46，從而從沖擊位置46排出所需量的熱。如圖2所示，通路出口 36和相關(guān)聯(lián)的冷卻劑通路32圍繞轉(zhuǎn)子12的圓周排列。在一些實(shí)施方式中，如圖所示，通路出口 36是大致圓形的，但也可使用例如槽之類的其它形狀。另外，冷卻劑通路32的數(shù)量和通路出口 36的數(shù)量可依據(jù)沖擊在沖擊位置46上的冷卻劑44的所需的量而變化。如圖3所示，圍繞圓周設(shè)置的通路出口 36可將冷卻劑44引導(dǎo)至大致不同的沖擊位置46以能夠在多個(gè)沖擊位置46排出熱量。經(jīng)由所述多個(gè)冷卻劑通路32將冷卻劑44引導(dǎo)至一個(gè)或多個(gè)所需的沖擊位置46使得能夠?qū)⒗鋮s劑44精確地直接施加到需要改善排熱的位置。圖4示出了電機(jī)10的另一個(gè)實(shí)施方式。在該實(shí)施方式中，在轉(zhuǎn)子軸16和所述多個(gè)轉(zhuǎn)子疊片18之間設(shè)置轉(zhuǎn)子轂48，并且轉(zhuǎn)子轂48能夠與轉(zhuǎn)子軸16和所述多個(gè)轉(zhuǎn)子疊片18 —起繞中心軸線14旋轉(zhuǎn)。在一些實(shí)施方式中，冷卻劑44例如在轉(zhuǎn)子軸16和冷卻劑通路構(gòu)件38之間的間隙50處進(jìn)入轉(zhuǎn)子12。隨著轉(zhuǎn)子12繞中心軸線14的旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子12中的冷卻劑44朝向轉(zhuǎn)子轂48的內(nèi)壁52徑向向外流動(dòng)。冷卻劑44隨后沿著內(nèi)壁52朝向所述多個(gè)冷卻劑通路32流動(dòng)。在一些實(shí)施方式中，為了有助于將冷卻劑44朝向所述多個(gè)冷卻劑通路32引導(dǎo)，內(nèi)壁52可朝向所需位置傾斜。冷卻劑44穿過所述多個(gè)冷卻劑通路32朝向如上所述的沖擊位置46前進(jìn)。盡管已示出和描述了一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式，但在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下可作出修改和替代。因此，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明是通過示例而非限制的方式描述 的。
權(quán)利要求
1.一種用于流體冷卻電機(jī)的轉(zhuǎn)子，包括 轉(zhuǎn)子軸，所述轉(zhuǎn)子軸可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在中心軸線處；和 多個(gè)冷卻劑通路，每個(gè)所述冷卻劑通路包括至少一個(gè)冷卻劑通路入口和至少一個(gè)冷卻劑通路出口，所述多個(gè)冷卻劑通路構(gòu)造為繞所述中心軸線旋轉(zhuǎn)并且通過所述多個(gè)冷卻劑通路將冷卻劑流引導(dǎo)至所需沖擊位置，從而從所述沖擊位置帶走熱能。
2.如權(quán)利要求I所述的轉(zhuǎn)子，其中，所述轉(zhuǎn)子包括設(shè)置在所述轉(zhuǎn)子的軸向端部附近的至少一個(gè)冷卻劑通路構(gòu)件。
3.如權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)子，其中，所述至少一個(gè)冷卻劑通路至少部分地延伸穿過所述至少一個(gè)冷卻劑通路構(gòu)件。
4.如權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)子，其中，所述至少一個(gè)冷卻劑通路構(gòu)件與所述轉(zhuǎn)子軸之間的間隙允許冷卻劑從所述轉(zhuǎn)子溢流。
5.如權(quán)利要求I所述的轉(zhuǎn)子，包括設(shè)置于所述轉(zhuǎn)子軸的外側(cè)并且與所述轉(zhuǎn)子軸連接的轉(zhuǎn)子轂。
6.如權(quán)利要求5所述的轉(zhuǎn)子，其中，所述轉(zhuǎn)子構(gòu)造為沿著所述轉(zhuǎn)子轂的徑向內(nèi)壁從轉(zhuǎn)子腔引導(dǎo)冷卻劑。
7.如權(quán)利要求6所述的轉(zhuǎn)子，其中，所述轉(zhuǎn)子轂的所述徑向內(nèi)壁朝向所述至少一個(gè)冷卻劑通路傾斜。
8.如權(quán)利要求I所述的轉(zhuǎn)子，其中，所述多個(gè)冷卻劑通路中的各個(gè)冷卻劑通路將冷卻劑引導(dǎo)至大致不同的沖擊位置。
9.一種流體冷卻的電機(jī),包括 定子，所述定子包括至少一個(gè)導(dǎo)體；和 轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子設(shè)置于所述定子的徑向內(nèi)側(cè)，所述轉(zhuǎn)子包括 轉(zhuǎn)子軸，所述轉(zhuǎn)子軸可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在中心軸線處；和 多個(gè)冷卻劑通路，每個(gè)所述冷卻劑通路包括至少一個(gè)冷卻劑通路入口和至少一個(gè)冷卻劑通路出口，所述多個(gè)冷卻劑通路構(gòu)造為繞所述中心軸線旋轉(zhuǎn)并且通過所述多個(gè)冷卻劑通路將冷卻劑流引導(dǎo)至所需沖擊位置，從而從所述沖擊位置帶走熱能。
10.如權(quán)利要求9所述的電機(jī)，其中，所述定子包括至少一個(gè)線圈端部。
11.如權(quán)利要求10所述的電機(jī)，其中，所需沖擊位置位于所述至少一個(gè)線圈端部處。
12.如權(quán)利要求9所述的電機(jī)，包括設(shè)置于所述轉(zhuǎn)子軸的外側(cè)并且與所述轉(zhuǎn)子軸連接的轉(zhuǎn)子轂。
13.如權(quán)利要求12所述的電機(jī)，其中，所述轉(zhuǎn)子構(gòu)造為沿著所述轉(zhuǎn)子轂的內(nèi)壁從轉(zhuǎn)子腔引導(dǎo)冷卻劑。
14.如權(quán)利要求13所述的電機(jī)，其中，所述轉(zhuǎn)子轂的所述內(nèi)壁朝向所述至少一個(gè)冷卻劑通路傾斜。
15.如權(quán)利要求9所述的電機(jī)，其中，所述轉(zhuǎn)子包括設(shè)置于所述轉(zhuǎn)子的軸向端部附近的至少一個(gè)冷卻劑通路構(gòu)件。
16.如權(quán)利要求15所述的電機(jī),其中，所述至少一個(gè)冷卻劑通路至少部分地延伸穿過所述至少一個(gè)冷卻劑通路構(gòu)件。
17.如權(quán)利要求9所述的電機(jī)，其中，各個(gè)所述冷卻劑通路將冷卻劑引導(dǎo)至大致不同的沖擊位置。
18.一種用于冷卻電機(jī)的方法，包括 使冷卻劑在所述電機(jī)的轉(zhuǎn)子中大致徑向向外地流動(dòng)； 迫使所述冷卻劑穿過繞所述電機(jī)的中心軸線旋轉(zhuǎn)的多個(gè)冷卻劑通路； 迫使所述冷卻劑從所述多個(gè)冷卻劑通路流向所需沖擊位置； 使所述冷卻劑沖擊在所述所需沖擊位置上，從而從所述沖擊位置帶走熱能。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，包括繞所述中心軸線旋轉(zhuǎn)所述轉(zhuǎn)子，從而迫使冷卻劑徑向向外流動(dòng)。
20.如權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述所需沖擊位置是定子線圈端部。
全文摘要
公開了一種用于流體冷卻電機(jī)的轉(zhuǎn)子，包括可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在中心軸線處的轉(zhuǎn)子軸和從所述轉(zhuǎn)子軸向外延伸以將冷卻劑流引導(dǎo)至所述電機(jī)的所需沖擊位置的多個(gè)旋轉(zhuǎn)冷卻劑通路，從而從所述沖擊位置帶走熱能。另外公開了一種流體冷卻的電機(jī)，包括多個(gè)冷卻劑通路，每個(gè)所述冷卻劑通路包括至少一個(gè)冷卻劑通路入口和至少一個(gè)冷卻劑通路出口，所述多個(gè)冷卻劑通路構(gòu)造為繞所述中心軸線旋轉(zhuǎn)并且通過所述多個(gè)冷卻劑通路將冷卻劑流引導(dǎo)至所需的沖擊位置，從而從所述沖擊位置帶走熱能。
文檔編號(hào)H02K9/02GK102640400SQ201080053964
公開日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2010年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月30日
發(fā)明者布拉德·錢伯林, 拉里·庫貝什, 溫冠鴻 申請(qǐng)人:雷米技術(shù)有限公司