泵機組及其電動機的制作方法
【專利說明】
[0001] 本申請是申請人為格倫德福斯管理聯(lián)合股份公司，申請日為2011年6月17日，申 請?zhí)枮?01110169184. 0，發(fā)明名稱為"栗機組"的發(fā)明專利申請的分案申請。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明涉及一種電動機，特別涉及一種具有該電動機的栗機組。
【背景技術(shù)】
[0003] 眾所周知，電動機運行時所產(chǎn)生的熱量會從電動機分散到電動機殼體的外表上。 為此，迄今為止在電動機殼體上采用例如固體熱導(dǎo)體，利用熱導(dǎo)體首先將廢熱從諸如功率 電子電路組件的發(fā)熱部件散發(fā)到電動機的外壁上，并從那里再散發(fā)到電動機的外部環(huán)境 中。
[0004] 這種熱導(dǎo)體的缺點在于，根據(jù)其將要散發(fā)的熱量，在電動機殼體的內(nèi)部需要比較 大的空間，從而使它們在不小的程度上共同決定了電動機的整體規(guī)模。此外，發(fā)熱部件必須 始終設(shè)置在散熱的外表面的附近。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 在此背景下，本發(fā)明的目的在于提出一種電動機，其與迄今已知的電動機相比具 有更好的散熱性。
[0006] 本發(fā)明的這一目的通過一種電動機得以實現(xiàn)，該電動機具有至少一個殼體，電動 機的幾乎所有功能元件都以傳統(tǒng)的方式設(shè)置在殼體中，此外，在電動機的殼體中還集成了 至少一個用于散熱的熱管（Heatpipe)。
[0007] 熱管是一種具有封閉的、優(yōu)選是細(xì)長的空心體的熱交換器，空心體部分地充有液 體。隨著熱量輸入熱管中，位于熱量輸入?yún)^(qū)域中的液體蒸發(fā)，此時，液體在與熱量輸入?yún)^(qū)域 間隔開的熱管部分中冷凝，并在那里將先前吸收的熱量釋放。
[0008] 在根據(jù)本發(fā)明的電動機中，使用一個或多個這樣的熱管來代替迄今的傳統(tǒng)的熱導(dǎo) 體，用以從電動機殼體的內(nèi)部散發(fā)熱量。此時的優(yōu)點在于，與迄今使用的熱導(dǎo)體相比，熱管 在散熱時的熱流密度更大。
[0009] 就此而言，當(dāng)散發(fā)相同的熱量時，相對于迄今使用的熱導(dǎo)體，可以更加緊湊地設(shè)置 熱管，從而可以使整個電動機與相同功率的迄今已知的電動機相比具有明顯更小的尺寸。 此外，可以通過更長的距離進行散熱，由此在設(shè)置發(fā)熱部件時可以得到更大的自由。熱量還 可以通過更大的殼體范圍分布散發(fā)。
[0010] 替代地，通常還可以使用其尺寸基本上與迄今使用的熱導(dǎo)體相當(dāng)?shù)臒峁?，從而?電動機尺寸相同時，相比于迄今已知的電動機能夠?qū)崿F(xiàn)更大的功率。
[0011] 就在電動機中使用的、通常構(gòu)成電動機殼體內(nèi)的重要熱源的功率電子電路來說， 由于熱管良好的散熱特性，而可以進一步有利地使用成本較低的功率電子電路組件，它們 盡管產(chǎn)生較多的廢熱，但是當(dāng)該較多的熱量能夠通過熱管毫無問題地散發(fā)時，這也是可以 接受的。
[0012] 優(yōu)選在其中設(shè)置熱管的殼體可以是電動機的定子殼體。相應(yīng)地，可以將熱管設(shè)置 在這樣的殼體中：在該殼體封裝了電動機的承載一個或多個線圈的固定部分。在定子殼體 中，可以優(yōu)選將熱管設(shè)置在從外面圍繞定子的區(qū)域內(nèi)。該區(qū)域不僅可以在端側(cè)連接定子，也 可以在外周連接定子。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的電動機優(yōu)選是栗機組的一部分。栗機組通常由電動機和由該電動機 驅(qū)動的栗組成，并且除了定子殼體以外還具有栗殼體，栗殼體連接在定子殼體的端部，在該 端部上，電動機的轉(zhuǎn)子或驅(qū)動軸從定子殼體引出。還可以優(yōu)選在其中集成有熱管的殼體是 栗殼體。此外，還可以設(shè)想將熱管設(shè)置為，使它們從定子殼體延伸進入直接與定子殼體相鄰 的栗殼體中，或者存在這樣的可能性，即，無論是在定子殼體中還是在栗殼體中都設(shè)置至少 一個熱管。
[0014] 電動機可以在其殼體外側(cè)上具有接線盒，接線盒通常將電動機與電源連接在一 起，并經(jīng)常包括至少一部分功率與控制電路以及電動機控制元件。在栗機組中，必要時還可 以將接線盒設(shè)置在栗殼體的外側(cè)。在本發(fā)明的意義下，這種附加的接線盒也優(yōu)選構(gòu)成電動 機殼體的一部分，在其中可以內(nèi)置至少一個熱管，也就是說，熱管也可以設(shè)置在安裝于定子 殼體或栗殼體外側(cè)上的附加殼體中，并對安裝在那里的發(fā)熱部件散熱。
[0015] 優(yōu)選將熱管設(shè)置在殼體的壁中，即特別是在定子殼體、栗殼體和/或接線盒的壁 中。因此，殼體的壁構(gòu)成了用于熱管的容納部。該容納部可以設(shè)置在壁的外側(cè)上，例如設(shè)置 于在那里構(gòu)成的凹槽中，或者完全設(shè)置在壁的內(nèi)部。這個用于容納熱管的壁適合地與殼體 外側(cè)相連或者構(gòu)成外壁。
[0016] 相宜地，在蒸發(fā)器端部（Verdampferend)的區(qū)域中，在熱管的外側(cè)上設(shè)置至少一 個發(fā)熱部件。因此，將該部件或者一組發(fā)熱部件設(shè)置在熱管上，或者相反將熱管設(shè)置在至少 一個發(fā)熱部件上，使得發(fā)熱部件與熱管的位置導(dǎo)熱接觸，優(yōu)選直接接觸，在該位置上，熱管 構(gòu)成了用于熱管中的液體的蒸發(fā)器表面。這個或這些部件與熱管的最大面積的接觸允許在 這里實現(xiàn)從這些部件到熱管的特別有效的熱傳遞。
[0017] 優(yōu)選電動機殼體可以構(gòu)成至少一個熱管的一部分。在這種情況下，優(yōu)選殼體的一 段構(gòu)成或具有可密封封閉的、要填充工作液體的熱管的管腔。
[0018] 為此，特別優(yōu)選可以在殼體的壁中構(gòu)成凹槽，該凹槽至少形成熱管的一部分。因 此，將根據(jù)本發(fā)明的電動機的殼體壁構(gòu)造為，至少在一段中是中空的，在此，在外面形成這 樣構(gòu)成的空腔的邊界的壁段（Wandungsabschnitte)構(gòu)成熱管的外套。凹槽可以直接包含 在殼體壁中。替代地，還可以將殼體壁構(gòu)造為，至少在一段中是雙層壁的，其中，利用間隔開 的壁段之間的間隙形成凹槽。
[0019] 為了構(gòu)成熱管，將熱管的至少一部分工作流體相宜地容納于凹槽中。如果將熱管 設(shè)置為，使得冷凝的工作流體不能在重力條件下回流到熱管的蒸發(fā)器區(qū)域，那么除了工作 流體之外，還優(yōu)選在凹槽中放入芯（Docht，芯狀物）。芯通常在熱管中用于使工作流體從冷 凝器區(qū)域回流到熱管的蒸發(fā)器區(qū)域。為此目的，芯優(yōu)選由細(xì)絲狀材料制成，其能夠使工作流 體因毛細(xì)作用而回流。原則上，所有在熱管中常用的材料和流體都可以用作芯材料和工作 流體。
[0020] 芯的尺寸和形狀優(yōu)選為，在凹槽中為工作流體保留足夠的空間。例如，芯的外部幾 何形狀可以小于凹槽的內(nèi)部幾何形狀，或者與凹槽的內(nèi)部幾何形狀大體相當(dāng)，在此，在芯內(nèi) 形成連接熱管的蒸發(fā)器區(qū)域和其冷凝器區(qū)域的空腔。
[0021] 如上所述，熱管具有包含芯和充滿工作流體的空腔，該空腔相對于其周圍環(huán)境密 封。如果在壁上構(gòu)成的凹槽形成用于容納芯和工作流體的空腔，通常也需要針對外部環(huán)境 密封該凹槽的內(nèi)部空間。為此優(yōu)選可以設(shè)置蓋，凹槽可以通過利用這個蓋覆蓋凹槽的開口 來加以密封。
[0022] 如果將熱管集成于電動機殼體壁的凹槽中，那么當(dāng)至少一個發(fā)熱部件在凹槽區(qū)域 內(nèi)貼靠在殼體的壁上時，也就是優(yōu)選貼靠在殼體壁的內(nèi)側(cè)上時，是適合的。通過這種方式建 立從該部件到熱管的直接熱橋（CWarmebriicke))，從而可以使該部件的廢熱以最短的 路徑從根據(jù)本發(fā)明的電動機的殼體上散出。在此優(yōu)選使壁的輪廓，特別是壁的內(nèi)部輪廓，在 發(fā)熱部件與壁相貼靠的區(qū)域中與發(fā)熱部件的輪廓相匹配，以便在該部件與壁之間實現(xiàn)盡可 能大的接觸面。
[0023] 特別優(yōu)選的是，在所述殼體的壁上將至少一個為與至少一個發(fā)熱部件貼靠而設(shè)置 的部段同樣構(gòu)造為平坦的。發(fā)熱部件同樣也相宜地以平側(cè)面（Flachseite)與該平坦的壁 段相接觸，從而在部件與壁之間形成比較大的接觸區(qū)域，該接觸區(qū)域可以將相應(yīng)多的熱量 從部件散發(fā)到熱管中。
[0024] 在另一個優(yōu)選的實施方式中，可以將至少一個發(fā)熱部件設(shè)置在安裝于殼體中的內(nèi) 殼體中，其中，發(fā)熱部件通過在內(nèi)殼體中形成的開口直接或間接地接觸殼體的壁。這種內(nèi)殼 體的使用允許將例如位于電動機殼體外面的電動機的電子組件的組合（例如電路板）預(yù)安 裝在內(nèi)殼體中，并隨后將預(yù)安裝的內(nèi)殼體安裝在電動機殼體中。在這里，發(fā)熱部件在內(nèi)殼體 中適當(dāng)?shù)刂苯釉O(shè)置在在內(nèi)殼體上形成的開口前，從而可以通過使它們彼此直接接觸而通過 該開口在發(fā)熱部件和集成于殼體壁中的熱管之間形成導(dǎo)熱連接。
[0025] 為了能夠盡可能有效地從電動機殼體向電動機的外部環(huán)境中散熱，使電動機的外 表面盡可能的大是有意義的。在這種情況下，可以優(yōu)選在電動機殼體的外側(cè)上設(shè)置散熱片。 在這里，至少在電動機殼體的與熱管的冷凝器區(qū)域鄰接的區(qū)域中設(shè)置散熱片是特別合適 的。散熱片在電動機殼體上也優(yōu)選至少設(shè)置在與熱管區(qū)域鄰接的一段中，在此，熱管將先前 由發(fā)熱部件吸收的熱量排出。
[0026] 熱管優(yōu)選以其縱軸線平行于電動機的轉(zhuǎn)動軸延伸。因此，熱管優(yōu)選具有與根據(jù)本 發(fā)明的電動機的轉(zhuǎn)子或與轉(zhuǎn)子親合的驅(qū)動軸相同的取向（Ausrichtung)。但是應(yīng)當(dāng)指出的 是，熱管在殼體中的取向基本上是任意的。因此，特別是當(dāng)熱管設(shè)置在接線盒或栗殼體中 時，其也可以相對于電動機的轉(zhuǎn)動軸垂直或傾斜取向。
[0027] 如上所述，根據(jù)本發(fā)明的電動機優(yōu)選是栗機組的一部分。就此而言，本發(fā)明還涉及 一種栗機組，除了栗以外，該栗機組還具有帶有以上所述特征的驅(qū)動電機。在電動機殼體和 /或栗殼體中使用熱管，可以使這種栗機組與迄今已知的同等效率的栗機組相比設(shè)計得更 緊湊，或者與同樣大小的栗機組相比功率更強大。來自諸如功率開關(guān)的電子組件的廢熱可 以通過熱管輕易地分散到更大的殼體區(qū)域上。
【附圖說明】
[0028] 下面根據(jù)在附圖中示出的實施例對本發(fā)明做進一步的說明。
[0029] 圖1以透視分解圖示意性示出了電動機的第一種定子殼體，
[0030] 圖2以透視分解圖示意性示出了根據(jù)第二種實施方式的電動機的定子殼體，
[0031] 圖3以透視分解圖示意性示出了根據(jù)第三種實施方式的電動機的定子殼體，
[0032] 圖4以縱剖面圖示出了如圖3所示的電動機的定子殼體，
[0033] 圖5以透視分解圖示意性示出了根據(jù)第四種實施方式的電動機的定子殼體，
[0034] 圖6以透視分解圖示意性示出了根據(jù)第五種實施方式的電動機的定子殼體，
[0035] 圖7以透視圖示意性示出了根據(jù)第六種實施方式的電動機的定子殼體，
[0036] 圖8以分解圖示出了如圖7所示的定子殼體，
[0037] 圖9以縱剖面圖示出了如圖7所示的電動機的定子殼體，
[0038] 圖10以透視分解圖示意性示出了根據(jù)第七種實施方式的電動機的定子殼體，
[0039] 圖11示出了在安裝狀態(tài)下的如圖10所示的定子殼體，
[0040] 圖12以透視分解圖的俯視圖示出了用于設(shè)置在定子殼體中的內(nèi)殼體，
[0041] 圖13以底面圖示出了如圖10所示的內(nèi)殼體。
【具體實施方式】
[0042] 在圖1中示出了作為栗機組的一部分的電動機的定子殼體2。該定子殼體2通常 用于安放電動機的定子。如同下面所述的其他附圖一樣，為清楚起見，在圖1中省略了對定 子的描述。定子2的