專利名稱：一種螺旋軸向循環式電機冷卻水道結構的制作方法
技術領域：
本發明涉及電學領域，尤其涉及高效率電機如勵磁電機和永磁電機，特別是一種螺旋軸向循環式電機冷卻水道結構。
背景技術：
高效電機如勵磁電機和永磁電機利用冷卻水對電機進行冷卻。現有技術中，高效電機中的冷卻水道采用螺旋軸向非循環式的水道。在螺旋軸向非循環式水道中，冷卻水入口和出口分別位于兩端，冷卻水從入口到出口，軸向溫度曲線程線性遞增，所以換熱效果不均勻，導致電機定子鐵芯前后端溫差大，在電機的定子鐵芯軸向過長時，電機在流體最后冷卻的部分會溫度偏高，而電機繞組只要有一點其溫度超過絕緣等級的極限溫度時，電機就存在失效風險。同時，不容易產生湍流，不能改善換熱系數和換熱率，還需要在定子鐵芯的兩端設置冷卻水道的密封結構，增加了密封的難度。
發明內容
本發明的目的在于提供一種螺旋軸向循環式電機冷卻水道結構，所述的這種螺旋軸向循環式電機冷卻水道結構要解決現有技術中高效電機的螺旋軸向非循環式冷卻水道換熱不均勻、電機存在失效風險、不能改善換熱系數和換熱率、密封難度大的技術問題。本發明的一種螺旋軸向循環式電機冷卻水道結構，包括電機的定子鐵芯，所述的定子鐵芯中設置有冷卻水道，其中，所述的冷卻水道包括有一個第一螺旋通道和一個第二螺旋通道，所述的第一螺旋通道和所述的第二螺旋通道并列，第一螺旋通道的入口端與第二螺旋通道的出口端相鄰，第一螺旋通道的出口端與第二螺旋通道的入口端相鄰并連通。進一步的，第一螺旋通道和第二螺旋通道沿定子鐵芯的軸向并列設置。進一步的，第一螺旋通道和第二螺旋通道的螺距相等。進一步的，第一螺旋通道的入口端連接有一個入水通道，所述的入水通道的軸向位于定子鐵芯的徑向平面中，第一螺旋通道的出口端連接有一個出水通道，所述的出水通道的軸向位于定子鐵芯的徑向平面中，入水通道與出水通道相鄰且平行。進一步的，第一螺旋通道和第二螺旋通道的斷面均呈矩形。本發明的工作原理是冷卻水從第一螺旋通道的入口端進入第一螺旋通道，然后通過第一螺旋通道的出口端進入第二螺旋通道的入口端，最后從第二螺旋通道的出口端流出。冷卻水從定子鐵芯的前端流向后端后再回流到前端，定子鐵芯的前后端溫差縮小，均勻冷卻定子鐵芯，冷卻水在換向回流時產生湍流，使熱阻下降，換熱系數上升，換熱率上升，利用一個橡膠密封墊在定子鐵芯的一端同時密封入水通道與出水通道。本發明和已有技術相比較，其效果是積極和明顯的。本發明在電機的定子鐵芯中設置了相鄰并行延伸的雙螺旋冷卻水道，冷卻水從定子鐵芯的前端流向后端再回流向前端，能均勻冷卻鐵芯，使定子鐵芯前后端溫差縮小，冷卻水在回流時產生湍流，使熱阻下降，換熱系數上升，換熱率上升，從而可降低電機的溫升，提高功率密度；采用一個橡膠密封墊就可實現密封，可靠性和工藝性都有顯著提高。
圖I是本發明的一種螺旋軸向循環式電機冷卻水道結構的三維結構示意圖。圖2是本發明的一種螺旋軸向循環式電機冷卻水道結構的端部視圖。圖3是圖2中A-A方向的剖視圖。
具體實施例方式實施例I :如圖I、圖2和圖3所示，本發明的一種螺旋軸向循環式電機冷卻水道結構，包括電機的定子鐵芯(圖中未示)，所述的定子鐵芯中設置有冷卻水道，其中，所述的冷卻水道包括有一個第一螺旋通道I和一個第二螺旋通道2，所述的第一螺旋通道I和所述的第二螺旋通道2并列，第一螺旋通道I的入口端與第二螺旋通道2的出口端相鄰，第一螺旋通道I的出口端與第二螺旋通道2的入口端相鄰并連通。圖I中的部位3表示了第一螺旋通道I的出口端與第二螺旋通道2的入口端的連通處。進一步的，第一螺旋通道I和第二螺旋通道2沿定子鐵芯的軸向并列設置。進一步的，第一螺旋通道I和第二螺旋通道2的螺距相等。進一步的，第一螺旋通道I的入口端連接有一個入水通道11，所述的入水通道11的軸向位于定子鐵芯的徑向平面中，第一螺旋通道I的出口端連接有一個出水通道21，所述的出水通道21的軸向位于定子鐵芯的徑向平面中，入水通道11與出水通道21相鄰且平行。進一步的，第一螺旋通道I和第二螺旋通道2的斷面均呈矩形。本實施例的工作過程是冷卻水從第一螺旋通道I的入口端進入第一螺旋通道1，然后通過第一螺旋通道I的出口端進入第二螺旋通道2的入口端，最后從第二螺旋通道2的出口端流出。冷卻水從定子鐵芯的前端流向后端后再回流到前端，定子鐵芯的前后端溫差縮小，均勻冷卻定子鐵芯，冷卻水在換向回流時產生湍流，使熱阻下降，換熱系數上升，換熱率上升，利用一個橡膠密封墊(圖中未示)在定子鐵芯的一端同時密封入水通道11與出水通道21。具體的，本發明的工作原理如下根據對流換熱公式= a2A(t2 - ，式中，α 2為換熱系數，A為換熱面積，t2和
tf2是流體的高、低溫度。可見，通過改變換熱系數、冷卻面積、流體溫度都會導致熱流量的增加。本實施例通過改變流體的形態與動力和傳熱面的幾何形狀來提升換熱效果，在同等流體溫度和同等冷卻面積的前提下，在最短的時間內實現二次冷卻，使流體將固體熱源的熱量最大限度的換熱和均勻化。使之能夠非常快的冷卻到熱源的最熱處，該流體到達最熱處的速度是現有的螺旋軸向非循環式水道的2倍，所以在一次冷卻時加快了速度容易使湍流進入熱源深處，并且在二次冷卻回流時也產生湍流，所以使之熱阻下降、換熱系數上升、換熱率上升，從而降低溫升。并且由于此種設計的進出水口是在同一方向，所以在密封設計上 也大為方便和可靠。
權利要求
1.一種螺旋軸向循環式電機冷卻水道結構，包括電機的定子鐵芯，所述的定子鐵芯中設置有冷卻水道，其特征在于所述的冷卻水道包括有一個第一螺旋通道和一個第二螺旋通道，所述的第一螺旋通道和所述的第二螺旋通道并列，第一螺旋通道的入口端與第二螺旋通道的出口端相鄰，第一螺旋通道的出口端與第二螺旋通道的入口端相鄰并連通。
2.如權利要求I所述的一種螺旋軸向循環式電機冷卻水道結構，其特征在于第一螺旋通道和第二螺旋通道沿定子鐵芯的軸向并列設置。
3.如權利要求I所述的一種螺旋軸向循環式電機冷卻水道結構，其特征在于第一螺旋通道和第二螺旋通道的螺距相等。
4.如權利要求I所述的一種螺旋軸向循環式電機冷卻水道結構，其特征在于第一螺旋通道的入口端連接有一個入水通道，所述的入水通道的軸向位于定子鐵芯的徑向平面中，第一螺旋通道的出口端連接有一個出水通道，所述的出水通道的軸向位于定子鐵芯的徑向平面中，入水通道與出水通道相鄰且平行。
5.如權利要求I所述的一種螺旋軸向循環式電機冷卻水道結構，其特征在于第一螺旋通道和第二螺旋通道的斷面均呈矩形。
全文摘要
一種螺旋軸向循環式電機冷卻水道結構，包括電機的定子鐵芯，鐵芯中設置有冷卻水道，冷卻水道包括有一個第一螺旋通道和一個第二螺旋通道，第一螺旋通道和第二螺旋通道相鄰并行延伸，第一螺旋通道的入口端與第二螺旋通道的出口端相鄰，第一螺旋通道的出口端與第二螺旋通道的入口端相鄰并連通。第一螺旋通道和第二螺旋通道沿鐵芯的軸向并列設置。冷卻水從定子鐵芯的前端流向后端再回流向前端，能均勻冷卻鐵芯，使定子鐵芯前后端溫差縮小，冷卻水在回流時產生湍流，使熱阻下降，換熱系數上升，換熱率上升，從而可降低電機的溫升，提高功率密度；采用一個橡膠密封墊就可實現密封，可靠性和工藝性都有顯著提高。
文檔編號H02K9/197GK102624154SQ201210109140
公開日2012年8月1日 申請日期2012年4月13日 優先權日2012年4月13日
發明者忻曉華 申請人:華域汽車電動系統有限公司