專(zhuān)利名稱(chēng)：電機(jī)的冷卻罩殼的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及用于冷卻電機(jī)/電氣機(jī)械的系統(tǒng)，并具體涉及一種用于冷卻具有高散熱要求的電動(dòng)機(jī)和/或發(fā)電機(jī)的冷卻罩殼。
背景技術(shù)：
本發(fā)明與名稱(chēng)為“電動(dòng)機(jī)冷卻罩殼組件以及制造方法”并轉(zhuǎn)讓給Emerson Electric Co.的美國(guó)專(zhuān)利No.6300693屬于同一技術(shù)領(lǐng)域，該專(zhuān)利結(jié)合在本說(shuō)明書(shū)中作為參考。該’693專(zhuān)利公開(kāi)了一種具有軸向通道的冷卻罩殼，冷卻劑流過(guò)所述通道來(lái)冷卻電機(jī)(電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī))例如一高速工作并由燃料動(dòng)力渦輪驅(qū)動(dòng)以產(chǎn)生電能的無(wú)刷永磁電動(dòng)機(jī)的定子。盡管該專(zhuān)利中所述的冷卻罩殼總體上是令人滿(mǎn)意的，但是從成本和傳熱效率上考慮該設(shè)計(jì)中所使用的流道構(gòu)造不是最優(yōu)的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的幾個(gè)目的是提供一種改進(jìn)的用于電機(jī)(例如電動(dòng)機(jī)和/或發(fā)電機(jī))的冷卻罩殼；提供一種包括一種可較經(jīng)濟(jì)地生產(chǎn)并易于裝配的零件的組件的罩殼；提供一種適于有效地冷卻具有高散熱要求的電機(jī)的罩殼；提供一種具有冷卻劑流道的罩殼，所述流道設(shè)計(jì)成使得在使傳熱效率最大化的同時(shí)使所用材料的數(shù)量最小化。
通常，本發(fā)明的冷卻罩殼用于冷卻一電機(jī)的定子。該罩殼包括一具有同軸的內(nèi)表面和外表面的罩殼體部，所述內(nèi)表面和外表面限定了一用于接納該定子的總體上為圓柱形的腔，從而該定子與該內(nèi)表面?zhèn)鳠岬亟佑|。所述體部具有用于從其中通過(guò)的冷卻劑流的軸向流道，每個(gè)流道具有一由三條或更多基本上為直線的側(cè)邊完整地限定的徑向橫截面。一第一端蓋與該冷卻罩殼體部的一端相連接，并限定一環(huán)繞該體部并與所述流道流體連通的環(huán)形管道，一第二端蓋與該冷卻罩殼體部的相對(duì)端相連接，并限定一環(huán)繞該體部并與所述流道流體連通的環(huán)形管道。在一個(gè)或另一個(gè)端蓋上設(shè)置有一入口以便使冷卻劑流入相應(yīng)管道，在一個(gè)或另一個(gè)端蓋上設(shè)置有一出口以便使冷卻劑流出相應(yīng)管道。管道內(nèi)的阻擋件沿一從該入口通過(guò)所述流道到該出口的路徑引導(dǎo)流體。
在本發(fā)明的另一方面中，體部?jī)?nèi)的軸向流道具有由四條基本上為直線的側(cè)邊限定的矩形的徑向橫截面。所述基本上為直線的側(cè)邊在四個(gè)拐角處相連接，每個(gè)拐角具有小的曲率半徑從而與具有方角的相同流道相比所述流道的周長(zhǎng)減小不超過(guò)25％。該管道內(nèi)的阻擋件沿一單個(gè)的從該入口通過(guò)所述流道到該出口的蛇形路徑引導(dǎo)冷卻劑。
在本發(fā)明的另一方面中，該流路徑包括多個(gè)平行的流區(qū)段，所述流區(qū)段在管道之間沿該冷卻罩殼體部的軸向延伸。所述流路徑的每個(gè)流區(qū)段包括一組流道，且每個(gè)區(qū)段具有一用于使冷卻劑進(jìn)入相應(yīng)的一組流道的入口端和一用于使冷卻劑從該流道中流出的出口端。管道內(nèi)的傾斜部跨越該平行流動(dòng)區(qū)段的入口和出口端延伸以在該管道內(nèi)在每個(gè)區(qū)段的流道中獲得基本上一致的靜壓。
在本發(fā)明的另一方面，阻擋件引導(dǎo)進(jìn)入該入口的所有流體僅沿一個(gè)蛇形路徑流過(guò)所述流道，該蛇形路徑在入口處開(kāi)始并在出口處結(jié)束，并基本上環(huán)繞該罩殼體部的整個(gè)周向延伸。
下文中，部分說(shuō)明并部分指出了本發(fā)明的其它目的和特征。


圖1是本發(fā)明的一冷卻罩殼組件的垂直剖視圖；圖2是該冷卻罩殼的罩殼體部的俯視圖；圖2A是該罩殼體部的一組流道的放大俯視圖；圖3是沿圖2的線3-3的剖視圖；
圖4是該罩殼體部的另一實(shí)施例的俯視圖；圖5是該組件的一第一端蓋的俯視圖；圖6是該第一端蓋的仰視圖；圖7是沿圖5的線7-7的剖視圖；圖8是沿圖6的線8-8的剖視圖；圖9是該組件的一第二端蓋的仰視圖；圖10是該第二端蓋的俯視圖；圖11是沿圖10的線11-11的剖視圖；圖12是示出冷卻劑通過(guò)該冷卻罩殼的流路徑的示意圖。
在附圖的幾個(gè)視圖中，相應(yīng)的部分由相應(yīng)的標(biāo)號(hào)和字符表示。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在參照附圖尤其是圖1，本發(fā)明的一冷卻罩殼整體用參考標(biāo)號(hào)11表示。該罩殼包括一限定了一用于接納一電機(jī)的定子17的腔15的罩殼體部13，和總體上分別由21和23表示并與體部的相對(duì)端相連接的第一和第二端蓋。(這里所用的術(shù)語(yǔ)“電機(jī)”是指作為一電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)工作的機(jī)械。)作為示例，該冷卻罩殼11可用于冷卻一電動(dòng)車(chē)輛的電動(dòng)機(jī)，其中傳熱效率和重量是重要因素。一常規(guī)的總體上用25表示的轉(zhuǎn)子和軸組件可在定子17內(nèi)旋轉(zhuǎn)。
參照?qǐng)D1到3，罩殼體部13由一導(dǎo)熱材料制成并具有同軸的內(nèi)表面27和外表面29，以及位于體部的相對(duì)端處的環(huán)形端面31和33。內(nèi)表面27限定定子腔15并與定子17的層壓金屬體部傳熱地接觸以便從體部吸取熱量。體部13形成有劃分成多個(gè)組的環(huán)繞體部周向的軸向冷卻流道35，每組都具有多個(gè)流道35，例如四個(gè)，但該數(shù)目是可變的。如下面更詳細(xì)地說(shuō)明的那樣，這些組限定一用于使冷卻劑(例如油或水)流通過(guò)罩殼11以實(shí)現(xiàn)必要的冷卻的蛇形流路徑的平行區(qū)段。在所示實(shí)施例中，罩殼體部13是由一導(dǎo)熱材料例如擠出鋁或鑄鋁制成的整體式的體部，但是可設(shè)想，體部可包括保持在一組件中的分離的內(nèi)殼和外殼，如上述美國(guó)專(zhuān)利6300693中那樣。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，每個(gè)流道35具有一由三條或更多基本上為直線的側(cè)邊47完整地限定的徑向橫截面形狀(如圖2、2A和4中所示)，所述側(cè)邊優(yōu)選地不超過(guò)四條并且不小于三條。例如，每個(gè)流道35可具有如圖2和2A中所示的矩形形狀或如圖4中所示的三角形形狀。這里所用的“基本上為直線的側(cè)邊”是指在拐角49處連接的總體上直的側(cè)邊，每一個(gè)所述拐角49的曲率半徑與繞該流道的周長(zhǎng)的總長(zhǎng)相比較小，并尤其優(yōu)選地小于相交形成該拐角的兩條側(cè)邊47的長(zhǎng)度(見(jiàn)圖2)。優(yōu)選地，在一拐角49處的曲率半徑使得與具有精確方角的相同流道相比流道35的周長(zhǎng)減小不超過(guò)25％。優(yōu)選地周長(zhǎng)減小不超過(guò)20％，尤其優(yōu)選地不超過(guò)10％，并且更優(yōu)選地不超過(guò)約5％。另外，優(yōu)選地該曲率半徑小于大約0.125英寸，優(yōu)選地小于大約0.06英寸，尤其優(yōu)選地小于大約0.03英寸。使用基本上為直線的側(cè)邊47增加了暴露給冷卻劑的面積以提高傳熱效率，并減小了制造該罩殼體部13所需的材料數(shù)量以降低重量和成本。本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員應(yīng)理解，根據(jù)冷卻需求，可以改變各流道35的精確的形狀(例如矩形、三角形)、流道的數(shù)量以及各流道的徑向橫截面面積。
每一組的流道35優(yōu)選地較緊密地間隔設(shè)置，在相鄰流道之間形成沿罩殼體部13的軸向從一端面31延伸到另一端面33的冷卻翅片37，每個(gè)冷卻翅片的兩個(gè)相對(duì)側(cè)由兩個(gè)相鄰流道的兩個(gè)相鄰側(cè)邊47形成(圖2、2A和4)。如果如圖2和2A中所示流道35的形狀是矩形，則這些翅片37的徑向橫截面總體上也為矩形。根據(jù)以下因素，即所使用的材料、流速、冷卻劑選擇、翅片長(zhǎng)度(在相對(duì)于體部13的徑向上)、熱消散等，每一組的相鄰流道35之間的間隔即由兩個(gè)相鄰流道限定的翅片37的厚度會(huì)發(fā)生變化。當(dāng)然，如果流道35的形狀不是矩形(包括正方形)，則翅片37的形狀也不是矩形。
該第一端蓋21(圖1中示出為上部端蓋)優(yōu)選地是一鑄造金屬零件，例如由鋁制成，并具有一具有一其中限定了一與罩殼體部13同心的中部開(kāi)口65的圓形內(nèi)緣63的環(huán)形端壁61，和一從該端壁向下延伸的環(huán)形側(cè)壁67(圖1和5-8)。一內(nèi)部環(huán)形肋或凸緣69總體上與該側(cè)壁67同心地從端壁61向下延伸，并徑向向內(nèi)地與該側(cè)壁間隔開(kāi)以形成一環(huán)繞該端蓋21的環(huán)形的向下開(kāi)口的凹槽71。類(lèi)似地，第二端蓋23形成有一具有一與相對(duì)端蓋21中的中部開(kāi)關(guān)65同軸的中部開(kāi)口83的環(huán)形端壁81，一從該端壁向上延伸的環(huán)形側(cè)壁85，以及一內(nèi)部環(huán)形肋或凸緣87，所述肋或凸緣87總體上與側(cè)壁85同心并徑向向內(nèi)地與該側(cè)壁間隔開(kāi)以形成一環(huán)繞端蓋23的環(huán)形的向上開(kāi)口的凹槽89(圖1和9-11)。
如圖1所示，端蓋21、23和罩殼體部13裝配到一起，從而該體部的上部端面31與側(cè)壁67和內(nèi)部環(huán)形凸緣69的朝下的表面密封地接觸，以封閉凹槽71的開(kāi)口側(cè)并由此形成一環(huán)繞上端蓋21周向的環(huán)形上管道73。同樣，體部13的下端面33與下端蓋23的內(nèi)部環(huán)形凸緣87和側(cè)壁85朝上的表面密封地接觸，以封閉凹槽89的開(kāi)口側(cè)從而形成一環(huán)繞該下端蓋周向的環(huán)形下管道91。體部13和兩個(gè)端蓋21、23(組成的)的組件使該罩殼體部?jī)?nèi)的流道35與端蓋中的兩個(gè)管道73和91流體連通。優(yōu)選地，罩殼體部13的外徑與端蓋21、23的側(cè)壁67、85的外徑大致相同，從而這些部件之間的配合是平齊的。通過(guò)適當(dāng)?shù)穆菁y緊固件51將端蓋21、23固定在罩殼體部13上，緊固件51通過(guò)端蓋21、23的間隙孔53、55延伸到體部中的螺紋孔57內(nèi)?？墒褂闷渌糜趯⑺霾考o固到一起的方法(例如焊接)。
第一端蓋21具有一入口101，該入口用于連接到一在適當(dāng)?shù)臒峤粨Q回路(未示出)內(nèi)循環(huán)的液體冷卻劑(例如水和乙二醇的混合物)的源以使該液體冷卻劑流入該上部環(huán)形管道73；以及一使冷卻劑從導(dǎo)管內(nèi)流出的出口105(圖5和6)。在示出的實(shí)施例中，入口101和出口105較靠近在一起地設(shè)置，因?yàn)槔鋮s劑只沿一條在入口處開(kāi)始并在出口處結(jié)束的蛇形路徑流動(dòng)，并基本上環(huán)繞罩殼體部13的整個(gè)周向(例如優(yōu)選地至少環(huán)繞整個(gè)周向的75-100％)延伸。然而，如上所述的這種設(shè)置是可變的。
第一和第二端蓋形成有多個(gè)跨越相應(yīng)的管道73和91延伸以便防止液體從那里流過(guò)的阻擋件，分別用103和107表示。(盡管示出這些阻擋件與端蓋21、23是一體的，但它們可以是與端蓋分離的，或者是體部13的一部分。)如將要描述的那樣，設(shè)置阻擋件103、107以實(shí)現(xiàn)上述通過(guò)冷卻罩殼11的蛇形流。為了實(shí)現(xiàn)這種流，端蓋21和23相互之間的走向應(yīng)確定成使由第二(例如下面的)端蓋23形成的環(huán)形管道91內(nèi)的阻擋件107相對(duì)于由第一(例如上面的)端蓋21形成的環(huán)形管道73內(nèi)的阻擋件103沿周向偏置。此偏置的量應(yīng)等于阻擋件103、107的間隔的一半，或一組流道35的寬度。這樣的設(shè)置使得進(jìn)入入口101的冷卻劑流進(jìn)第一端蓋21的管道73，并被一相鄰的阻擋件103引導(dǎo)沿一蛇形流路徑環(huán)繞罩殼11的體部13流到出口105，冷卻劑從該出口流出該罩殼。圖12是一示出從入口101到出口105通過(guò)罩殼11的冷卻劑流的路徑的示意圖。為了便于說(shuō)明，將該蛇形流路徑的不同軸向區(qū)段標(biāo)記為1A-10A。引導(dǎo)進(jìn)入入口101的冷卻劑沿包括區(qū)段1A-10A的蛇形路徑順次流動(dòng)，直到流出出口105。本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員應(yīng)理解，根據(jù)所需的傳熱率和其它因素，入口壓力和通過(guò)冷卻罩殼11的流速是可變的。
為了在每一組流道35的范圍內(nèi)保持更均勻的靜壓，并由此促使冷卻液在每一組的所有流道中分配得更均勻，端蓋可具有在管道73、91中定位在對(duì)應(yīng)于該蛇形冷卻劑流路徑的區(qū)段1A-10A的入口和出口端的位置處的傾斜部109(圖12中示意性示出)。優(yōu)選地，為每對(duì)相鄰的流區(qū)段設(shè)置兩個(gè)傾斜部109，第一傾斜部(圖12中的109a)用于引導(dǎo)從一個(gè)區(qū)段的出口端總體上朝向相鄰流區(qū)段的入口端的流，第二傾斜部(109b)用于引導(dǎo)流從第一傾斜部進(jìn)入相鄰流區(qū)段的入口端。傾斜部109a、109b優(yōu)選地沿相對(duì)的方向傾斜，由各自環(huán)形管道73、91的由管道的一非傾斜的面121連接的傾斜面形成。每一傾斜部109在相應(yīng)的管道73、91內(nèi)基本上跨越相應(yīng)的流區(qū)段1A-10A整個(gè)寬度(管道的這一部分稱(chēng)為“頂部區(qū)域”)延伸。傾斜部109有助于在整個(gè)相應(yīng)的頂部區(qū)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)較均勻的流體靜壓，從而使得在每個(gè)區(qū)段的流道35中的流分布得較均勻。(沒(méi)有所述傾斜部，則流體速度和靜壓傾向于在整個(gè)頂部區(qū)域內(nèi)變化，從而通過(guò)一些流道的流較多而通過(guò)其它流道的流較少)該傾斜部應(yīng)具有適當(dāng)?shù)男螤畈⑻幱谝贿m當(dāng)?shù)慕嵌纫栽谡麄€(gè)頂部區(qū)域內(nèi)將流體流速保持在一基本上恒定的值。傾斜部?jī)?yōu)選地一體地形成為端蓋21、23的一部分，但是它們也可形成為分離的部分。
示例性而不是限制性地，本發(fā)明的一冷卻罩殼可具有以下近似的尺寸罩殼體部13的內(nèi)徑為8.85英寸；罩殼體部13的軸長(zhǎng)為8.50英寸；蛇形路徑的每一區(qū)段的流道35的數(shù)量為四；蛇形路徑的每一區(qū)段的周向尺寸為24°；各傾斜部109的周向尺寸為15°；圖12中W1處的管道73、91的有效寬度為1.0英寸；傾斜部109的傾斜角A為25°。
轉(zhuǎn)子和軸組件25具有常規(guī)結(jié)構(gòu)，并包括一轉(zhuǎn)子39，該轉(zhuǎn)子在定子17內(nèi)安裝在一可在端蓋21、23的軸承43中旋轉(zhuǎn)的軸41上，該軸延伸通過(guò)該端蓋內(nèi)的同心的中心開(kāi)口65、83(圖1)。一總體上用45表示的傳感器組件通過(guò)適當(dāng)?shù)木o固件連接在所述端蓋中的一個(gè)(如圖中所示為上端蓋21)上以便檢測(cè)軸41和軸上的轉(zhuǎn)子39的角位置。
在使用中，冷卻劑流過(guò)罩殼11的入口101，并在通過(guò)出口105流出該罩殼之前被引導(dǎo)沿上述蛇形路徑流動(dòng)。當(dāng)冷卻劑沿所述路徑流動(dòng)時(shí)，它接觸體部13并通過(guò)對(duì)流使熱量離開(kāi)體部，從而冷卻該體部以及由罩殼11環(huán)繞的定子17。由于冷卻流道35具有基本上為直線的側(cè)邊的上述形狀，所以對(duì)流尤其有效。由于冷卻劑基本上不受限制地流過(guò)流道35，所以流道內(nèi)的壓降較小。冷卻劑的速率優(yōu)選地應(yīng)足以形成湍流和實(shí)現(xiàn)較大的熱傳遞效率。傾斜部109還確保通過(guò)任何給定區(qū)段的所有流道35的流量基本上均勻地分配以增加熱效率。應(yīng)注意，盡管在電機(jī)工作中冷卻罩殼11的體部13的溫度可達(dá)到較高的溫度，該溫度不應(yīng)該高到使罩殼的體部膨脹到使定子17和體部之間的配合變松的程度。
上述的冷卻罩殼設(shè)計(jì)可修改成具有不同數(shù)量、形狀和設(shè)置的流道35以形成通過(guò)該罩殼的蛇形流。例如，每個(gè)流路徑可具有數(shù)量多于或少于圖12中所示的區(qū)段的數(shù)量的平行區(qū)段。另外，可改變?nèi)肟诤统隹谖恢靡愿淖兩咝瘟髀窂降臄?shù)量。例如，可以有一個(gè)、兩個(gè)或更多的蛇形流路徑。還可設(shè)想，冷卻劑流的路徑可以不是蛇形的。用于一給定應(yīng)用場(chǎng)合的特定流路徑的設(shè)置和構(gòu)造取決于尺寸、熱傳遞要求或其它可能的因素。
還應(yīng)注意，本發(fā)明的冷卻罩殼可用于冷卻高速工作并產(chǎn)生大量熱的電機(jī)，但該冷卻罩殼不局限于這種機(jī)械。
從上述內(nèi)容中可見(jiàn)，已實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的幾個(gè)目標(biāo)并獲得了其它有利的結(jié)果。
因?yàn)樵诓槐畴x本發(fā)明的范圍的情況下可對(duì)上述構(gòu)造進(jìn)行各種改動(dòng)，所以應(yīng)注意，上面說(shuō)明書(shū)中或附圖中包含的所有內(nèi)容是用于說(shuō)明目的而不是限制性的。
權(quán)利要求
1.一種用于冷卻一電機(jī)的定子的冷卻罩殼，所述罩殼包括一具有同軸的內(nèi)表面和外表面的罩殼體部，所述內(nèi)表面限定一用于接納所述定子的總體上為圓柱形的腔，以使所述定子與所述內(nèi)表面?zhèn)鳠岬亟佑|，在所述體部?jī)?nèi)的用于使冷卻劑流過(guò)的軸向流道，每個(gè)流道具有一由三條或多條基本上為直線的側(cè)邊完整地限定的徑向橫截面形狀，一第一端蓋，該端蓋與冷卻罩殼體部的一端相連接，并限定一環(huán)繞該體部且與所述流道流體連通的環(huán)形管道，一第二端蓋，該端蓋與冷卻罩殼體部的一相對(duì)端相連接，并限定一環(huán)繞該體部且與所述流道流體連通的環(huán)形管道，一位于所述端蓋中的一個(gè)上的用于使冷卻劑流入一相應(yīng)的管道的入口，一位于所述端蓋中的一個(gè)上的用于使冷卻劑流出一相應(yīng)的管道的出口，位于所述管道中的并用于沿一從所述入口通過(guò)流道到所述出口的路徑引導(dǎo)流體的阻擋件。
2.一種根據(jù)權(quán)利要求1的冷卻罩殼，其特征在于，每個(gè)流道具有一矩形的徑向橫截面形狀。
3.一種根據(jù)權(quán)利要求1的冷卻罩殼，其特征在于，每個(gè)流道具有一三角形的徑向橫截面形狀。
4.一種根據(jù)權(quán)利要求1的冷卻罩殼，其特征在于，所述罩殼體部是一整體式的擠出金屬件。
5.一種根據(jù)權(quán)利要求1的冷卻罩殼，其特征在于，所述阻擋件設(shè)計(jì)成用于沿一單一的從所述入口到所述出口的蛇形路徑引導(dǎo)所述冷卻劑。
6.一種根據(jù)權(quán)利要求5的冷卻罩殼，其特征在于，所述單一路徑包括多個(gè)沿該冷卻罩殼體部的軸向延伸并由所述管道連接的平行的區(qū)段，該路徑的每一區(qū)段包括一組所述流道。
7.一種根據(jù)權(quán)利要求1的冷卻罩殼，其特征在于，還包括位于所述冷卻流道之間的軸向傳熱翅片，每一個(gè)這種翅片具有一對(duì)間隔開(kāi)的相對(duì)側(cè)，所述相對(duì)側(cè)沿所述體部的軸向延伸并由兩個(gè)相鄰流道的一對(duì)相鄰的基本上為直線的側(cè)邊限定。
8.一種根據(jù)權(quán)利要求7的冷卻罩殼，其特征在于，每一個(gè)所述傳熱翅片具有一對(duì)應(yīng)于所述兩個(gè)相鄰流道之間的間距的厚度。
9.一種根據(jù)權(quán)利要求1的冷卻罩殼，其特征在于，所述路徑包括多個(gè)在所述管道之間沿所述冷卻罩殼體部的軸向延伸的平行的流區(qū)段，該路徑的每一流區(qū)段包括一組所述流道，且每個(gè)區(qū)段具有一使冷卻劑進(jìn)入一組相應(yīng)的流道內(nèi)的入口端，一使冷卻劑從所述組的流道中流出的出口端，和位于所述管道內(nèi)的傾斜部，該傾斜部跨越所述平行的流區(qū)段的入口端和出口端延伸，以便在所述管道內(nèi)在每一流區(qū)段的流道上保持一基本均勻的靜壓。
10.一種根據(jù)權(quán)利要求1的冷卻罩殼，其特征在于，每一流道的基本為直線的側(cè)邊在倒圓的拐角處相交，每一拐角具有一小的曲率半徑以使所述流道的周長(zhǎng)與具有方角的相同流道相比減小不超過(guò)25％。
11.一種根據(jù)權(quán)利要求1的冷卻罩殼，其特征在于，每一流道的基本為直線的側(cè)邊在倒圓的拐角處相交，每一拐角具有一小的曲率半徑以使所述流道的周長(zhǎng)與具有方角的相同流道相比減小不超過(guò)20％。
12.一種根據(jù)權(quán)利要求1的冷卻罩殼，其特征在于，每一流道的基本為直線的側(cè)邊在倒圓的拐角處相交，每一拐角具有一小的曲率半徑以使所述流道的周長(zhǎng)與具有方角的相同流道相比減小不超過(guò)10％。
13.一種根據(jù)權(quán)利要求1的冷卻罩殼，其特征在于，每一流道的基本為直線的側(cè)邊在倒圓的拐角處相交，每一拐角具有一小的曲率半徑以使所述流道的周長(zhǎng)與具有方角的相同流道相比減小不超過(guò)5％。
14.一種根據(jù)權(quán)利要求1的冷卻罩殼，其特征在于，所述曲率半徑小于大約0.06英寸。
15.一種根據(jù)權(quán)利要求1的冷卻罩殼，其特征在于，所述曲率半徑小于大約0.03英寸。
16.一種用于冷卻一電機(jī)的定子的冷卻罩殼，所述罩殼包括一具有同軸的內(nèi)表面和外表面的罩殼體部，所述內(nèi)表面限定一用于接納所述定子的總體上為圓柱形的腔，以使所述定子與所述內(nèi)表面?zhèn)鳠岬亟佑|，在所述體部?jī)?nèi)的用于使冷卻劑流過(guò)的軸向流道，每個(gè)流道具有一由四條基本上為直線的側(cè)邊限定的矩形的徑向橫截面形狀，所述四條基本上為直線的側(cè)邊在四個(gè)拐角處連接，每一拐角具有一小的曲率半徑以使所述流道的周長(zhǎng)與具有方角的相同流道的周長(zhǎng)相比減小不超過(guò)25％，一第一端蓋，該端蓋與冷卻罩殼體部的一端相連接，并限定一環(huán)繞該體部且與所述流道流體連通的環(huán)形管道，一第二端蓋，該端蓋與冷卻罩殼體部的一相對(duì)端相連接，并限定一環(huán)繞該體部且與所述流道流體連通的環(huán)形管道，一位于所述端蓋中的一個(gè)上的用于使冷卻劑流入一相應(yīng)的管道的入口，一位于所述端蓋中的一個(gè)上的用于使冷卻劑流出一相應(yīng)的管道的出口，位于所述管道內(nèi)的并用于沿一單一的從所述入口通過(guò)所述流道到所述出口的蛇形路徑引導(dǎo)所述冷卻劑的阻擋件。
17.一種根據(jù)權(quán)利要求16的冷卻罩殼，其特征在于，所述路徑包括多個(gè)在所述管道之間沿所述冷卻罩殼體部的軸向延伸的平行的流區(qū)段，該路徑的每一流區(qū)段包括一組所述流道，且每個(gè)區(qū)段具有一使冷卻劑進(jìn)入一組相應(yīng)的流道內(nèi)的入口端，一使冷卻劑從所述組的流道中流出的出口端，和位于所述管道內(nèi)的傾斜部，該傾斜部跨越所述平行的流區(qū)段的入口端和出口端延伸，以便在所述管道內(nèi)在每一流區(qū)段的流道上保持一基本均勻的靜壓。
18.一種根據(jù)權(quán)利要求16的冷卻罩殼，其特征在于，所述曲率半徑設(shè)置成，使得與具有方角的相同流道相比所述流道的周長(zhǎng)減小不超過(guò)20％
19.一種根據(jù)權(quán)利要求16的冷卻罩殼，其特征在于，所述曲率半徑設(shè)置成，使得與具有方角的相同流道相比所述流道的周長(zhǎng)減小不超過(guò)10％。
20.一種根據(jù)權(quán)利要求16的冷卻罩殼，其特征在于，所述曲率半徑設(shè)置成，使得與具有方角的相同流道相比所述流道的周長(zhǎng)減小不超過(guò)5％。
21.一種根據(jù)權(quán)利要求16的冷卻罩殼，其特征在于，所述曲率半徑小于大約0.06英寸。
22.一種根據(jù)權(quán)利要求16的冷卻罩殼，其特征在于，所述曲率半徑小于大約0.03英寸。
23.一種用于冷卻一電機(jī)的定子的冷卻罩殼，所述罩殼包括一具有同軸的內(nèi)表面和外表面的罩殼體部，所述內(nèi)表面限定一用于接納所述定子的總體上為圓柱形的腔，以使所述定子與所述內(nèi)表面?zhèn)鳠岬亟佑|，在所述體部?jī)?nèi)的用于使冷卻劑流過(guò)的軸向流道，一第一端蓋，該端蓋與冷卻罩殼體部的一端相連接，并限定一環(huán)繞該體部且與所述流道流體連通的環(huán)形管道，一第二端蓋，該端蓋與冷卻罩殼體部的一相對(duì)端相連接，并限定一環(huán)繞該體部且與所述流道流體連通的環(huán)形管道，一位于所述端蓋中的一個(gè)上的用于使冷卻劑流入一相應(yīng)的管道的入口，一位于所述端蓋中的一個(gè)上的用于使冷卻劑流出一相應(yīng)的管道的出口，位于所述管道中的并用于沿一從所述入口通過(guò)所述流道到達(dá)所述出口的路徑引導(dǎo)流體的阻擋件，所述路徑包括多個(gè)在所述管道之間沿所述冷卻罩殼體部的軸向延伸的平行的流區(qū)段，該路徑的每一流區(qū)段包括一組所述流道，且每個(gè)區(qū)段具有一使冷卻劑進(jìn)入一組相應(yīng)的流道內(nèi)的入口端，一使冷卻劑從所述組的流道中流出的出口端，和位于所述管道內(nèi)的傾斜部，該傾斜部跨越所述平行的流區(qū)段的入口端和出口端延伸，以便在所述管道內(nèi)在每一流區(qū)段的流道上保持一基本均勻的靜壓。
24.一種根據(jù)權(quán)利要求23的冷卻罩殼，其特征在于，所述傾斜部包括一用于從一流區(qū)段的出口端總體上向一相鄰流區(qū)段的入口端引導(dǎo)流的第一傾斜部，和一用于引導(dǎo)流從該第一傾斜部進(jìn)入所述相鄰流區(qū)段的入口端的第二傾斜部。
25.一種根據(jù)權(quán)利要求24的冷卻罩殼，其特征在于，所述第一傾斜部和第二傾斜部沿基本上相對(duì)的方向傾斜。
26.一種根據(jù)權(quán)利要求25的冷卻罩殼，其特征在于，所述第一和第二傾斜部由一相應(yīng)的環(huán)形管道的傾斜面形成。
27.一種用于冷卻一電機(jī)的定子的冷卻罩殼，所述罩殼包括一具有同軸的內(nèi)表面和外表面的罩殼體部，所述內(nèi)表面限定一用于接納所述定子的總體上為圓柱形的腔，以使所述定子與所述內(nèi)表面?zhèn)鳠岬亟佑|，在所述體部?jī)?nèi)的用于使冷卻劑流過(guò)的軸向流道，一第一端蓋，該端蓋與冷卻罩殼體部的一端相連接，并限定一環(huán)繞該體部且與所述流道流體連通的環(huán)形管道，一第二端蓋，該端蓋與冷卻罩殼體部的一相對(duì)端相連接，并限定一環(huán)繞該體部且與所述流道流體連通的環(huán)形管道，一位于所述端蓋中的一個(gè)上的用于使冷卻劑流入一相應(yīng)的管道的入口，一位于所述端蓋中的一個(gè)上的用于使冷卻劑流出一相應(yīng)的管道的出口，位于所述管道中的并用于沿唯一一個(gè)蛇形路徑引導(dǎo)流體的阻擋件，所述蛇形路徑在所述入口處開(kāi)始并在所述出口處結(jié)束，并基本上環(huán)繞該罩殼體部的整個(gè)周向延伸，所述路徑包括多個(gè)在所述管道之間沿所述冷卻罩殼體部的軸向延伸的平行的流區(qū)段，該路徑的每一流區(qū)段包括一組所述流道，且每個(gè)區(qū)段具有一使冷卻劑進(jìn)入一組相應(yīng)的流道內(nèi)的入口端，一使冷卻劑從所述組的流道中流出的出口端。
全文摘要
一種用于冷卻一電機(jī)的定子的冷卻罩殼。該罩殼包括一具有一圓柱形的內(nèi)表面的冷卻罩殼體部，所述內(nèi)表面限定了一用于接納一電動(dòng)機(jī)的定子的腔；在體部?jī)?nèi)的用于冷卻劑流的軸向流道，和與體部的相對(duì)端相連接的端蓋。冷卻劑流過(guò)在一個(gè)端蓋中的入口并被引導(dǎo)沿至少一個(gè)蛇形路徑通過(guò)該流道到達(dá)一出口。每一流道具有一由三條或更多條基本上為直線的側(cè)邊完整地限定的橫截面形狀。
文檔編號(hào)H02K9/19GK1656662SQ03812105
公開(kāi)日2005年8月17日 申請(qǐng)日期2003年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月28日
發(fā)明者P·K·博斯特威克 申請(qǐng)人:美國(guó)艾默生電氣公司