熱超導傳熱軸、具有熱超導傳熱軸的電動機及制備方法與流程

本發明屬于傳熱技術領域，特別是涉及一種熱超導傳熱軸、具有熱超導傳熱軸的電動機及制備方法。

背景技術：

現有的水冷電動機一般通過在機座內設置折流式或螺旋式水冷結構對電動機進行冷卻，一種水冷電動機的結構如圖1所示，機座13內設置有單水冷冷卻回路14，由于定子11固定于所述機座13上，所述定子11的熱量可以直接通過所述單水冷冷卻回路14傳導給冷卻水帶走，所述定子11的冷卻效果較好。但由于轉子12與所述機座13具有間隙，且又由于電動機內部空氣基本不流動，空氣熱阻很大，轉子12的熱量很難通過空氣傳導給所述單水冷冷卻回路14帶走，所述轉子12的散熱效果很差，所述轉子12的溫度將高出所述定子11的溫度很多，這將大大限制電動機負載能力的增加。

技術實現要素：

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種熱超導傳熱軸、具有熱超導傳熱軸的電動機及制備方法，用于解決現有技術中的的電動機存在的由于但水冷冷卻回路與轉子具有間隙，轉子的散熱效果很差，從而大大限制了電動機的負載能力的問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種熱超導傳熱軸，所述熱超導傳熱軸與電機軸配合使用，適于為所述電機軸散熱；所述熱超導傳熱軸為熱超導管式結構，所述熱超導傳熱軸內設有熱超導管路，所述熱超導管路為封閉管路，所述熱超導管路內填充有傳熱工質。

作為本發明的熱超導傳熱軸的一種優選方案，所述熱超導傳熱軸包括：

第一傳熱軸主體，所述第一傳熱軸主體內形成有第一密封空腔；

第二傳熱軸主體，位于所述第一密封空腔內，且固定于所述第一傳熱軸主體上；所述第二傳熱軸主體內形成有第二密封空腔，所述第二密封空腔構成所述熱超導管路。

作為本發明的熱超導傳熱軸的一種優選方案，所述熱超導傳熱軸包括：

第一傳熱軸主體，所述第一傳熱軸主體內形成有第一密封空腔；

第二傳熱軸主體，位于所述第一密封空腔內，且與所述第一傳熱軸主體之間具有間隙；所述第二傳熱軸主體固定于所述第一傳熱軸主體上，所述第二傳熱軸主體內形成有第二密封空腔；所述第二傳熱軸主體與所述第一傳熱軸主體之間的間隙及所述第二密封空腔共同構成所述熱超導管路。

作為本發明的熱超導傳熱軸的一種優選方案，所述熱超導傳熱軸包括：

第一傳熱軸主體，所述第一傳熱軸主體內形成有第一密封空腔；

第二傳熱軸主體，位于所述第一密封空腔內，且與所述第一傳熱軸主體之間具有間隙；所述第二傳熱軸主體固定于所述第一傳熱軸主體上，所述第二傳熱軸主體內形成有第二密封空腔；所述第二傳熱軸主體與所述第一傳熱軸主體之間的間隙構成所述熱超導管路。

作為本發明的熱超導傳熱軸的一種優選方案，所述熱超導傳熱軸包括：

第一傳熱軸主體，所述第一傳熱軸主體內形成有密封空腔；

第二傳熱軸主體，位于所述密封空腔內，且與所述第一傳熱軸主體之間具有間隙；所述第二傳熱軸主體固定于所述第一傳熱軸主體上，所述第二傳熱軸主體為實心結構；所述第二傳熱軸主體與所述第一傳熱軸主體之間的間隙構成所述熱超導管路。

作為本發明的熱超導傳熱軸的一種優選方案，所述第二傳熱軸主體的長度方向與所述第一傳熱軸主體的長度方向一致；且各傳熱軸主體內的密封空腔均沿傳熱軸主體的長度方向延伸。

作為本發明的熱超導傳熱軸的一種優選方案，所述第二傳熱軸主體的軸向中心線與所述第一傳熱軸主體的軸向中心線相重合。

作為本發明的熱超導傳熱軸的一種優選方案，所述熱超導傳熱軸為圓柱狀熱超導傳熱軸。

本發明還提供一種熱超導傳熱軸的制備方法，所述熱超導傳熱軸的制備方法包括如下步驟：

1)提供第一散熱管，所述第一散熱管包括第一端及第二端，且所述第一散熱管具有第一直徑；

2)提供第二散熱管，所述第二散熱管包括第一端及第二端，且所述第二散熱管具有第二直徑，所述第二直徑小于所述第一直徑；

3)將所述第一散熱管的兩端及所述第二散熱端的兩端均進行縮頸處理，并分別將所述第一散熱管的第一端及所述第二散熱管的第一端密封；

4)將所述第二散熱管的第一端自所述第一散熱管的第二端插入所述第一散熱管內，并將所述第二散熱管的第一端插入至所述第一散熱管的第一端；

5)向步驟4)得到的結構內充入傳熱工質并將所述第一散熱管的第二端及所述第二散熱管的第二端密封。

作為本發明的熱超導傳熱軸的制備方法的一種優選方案，步驟5)包括如下步驟：

5-1)將所述第一散熱管的第二端與所述第一散熱管的第二端固定，并將所述第一散熱管的第二端密封；

5-2)經由所述第二散熱管的第二端向所述第二散熱管內充入傳熱工質，并將所述第二散熱管的第二端密封。

作為本發明的熱超導傳熱軸的制備方法的一種優選方案，步驟5)包括如下步驟：

5-1)經由所述第一散熱管的第二端向所述第一散熱管內充入傳熱工質，并經由所述第二散熱管的第二端向所述第二散熱管內充入傳熱工質；

5-2)將所述第一散熱管的第二端與所述第一散熱管的第二端固定，并將所述第一散熱管的第二端及所述第二散熱管的第二端密封。

作為本發明的熱超導傳熱軸的制備方法的一種優選方案，步驟5)包括如下步驟：

5-1)經由所述第一散熱管的第二端向所述第一散熱管內充入傳熱工質；

5-2)將所述第一散熱管的第二端與所述第一散熱管的第二端固定，并將所述第一散熱管的第二端及所述第二散熱管的第二端密封。

本發明還提供一種具有熱超導傳熱軸的電動機，所述具有熱超導傳熱軸的電動機包括：

電機軸，所述電機軸內沿其軸向設有安裝盲孔；

如上述任一方案中所述的熱超導傳熱軸，所述熱超導傳熱軸插入并固定于所述安裝盲孔內。

作為本發明的具有熱超導傳熱軸的電動機的一種優選方案，所述電動機還包括：

機座；

轉子，位于所述機座內，且固定于所述電機軸的外圍，適于在所述電機軸的帶動下旋轉；

定子，位于所述機座內，且位于所述轉子的外圍；所述定子固定于所述機座的內壁上。

作為本發明的具有熱超導傳熱軸的電動機的一種優選方案，所述熱超導傳熱軸的插入端沿所述電機軸的軸向貫穿所述轉子所在的區域，所述熱超導傳熱軸的另一端延伸至所述機座的外側。

作為本發明的具有熱超導傳熱軸的電動機的一種優選方案，所述機座內還設有水冷冷卻回路。

如上所述，本發明的熱超導傳熱軸、具有熱超導傳熱軸的電動機及制備方法，具有以下有益效果：本發明的所述熱超導傳熱軸為熱超導管式結構，所述熱超導傳熱軸可以與電機軸配合使用，由于熱超導傳熱軸采用熱超導傳熱技術，具有高傳熱速率和高熱流密度的特點，電機軸旋轉時可以將熱量快速傳遞到所述熱超導傳熱軸的另一端，達到使電機軸快速降溫的效果；又由于轉子與電機軸直接接觸固定，轉子的熱量可以通過所述電機軸及所述熱超導傳熱軸快速散發出去，達到為轉子快速降溫的效果。

附圖說明

圖1顯示為顯示為現有技術中的水冷電動機的結構示意圖。

圖2至圖5顯示為本發明實施例一中提供的熱超導傳熱軸的結構示意圖。

圖6顯示為本發明實施例二中提供的熱超導傳熱軸的制備方法的流程圖。

圖7顯示為本發明實施例三中提供的具有熱超導傳熱軸的電動機的結構示意圖。

元件標號說明

11定子

12轉子

13機座

14單水冷冷卻回路

2熱超導傳熱軸

21第一傳熱軸主體

211第一密封空腔

212密封空腔

22第二傳熱軸主體

221第二密封空腔

23間隙

24熱超導管路

3電機軸

31安裝盲孔

4機座

5轉子

6定子

7水冷冷卻回路

8灌裝口

具體實施方式

以下通過特定的具體實例說明本發明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本發明的其他優點與功效。本發明還可以通過另外不同的具體實施方式加以實施或應用，本說明書中的各項細節也可以基于不同觀點與應用，在沒有背離本發明的精神下進行各種修飾或改變。

請參閱圖2至圖7，需要說明的是，本實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發明的基本構想，雖圖示中僅顯示與本發明中有關的組件而非按照實際實施時的組件數目、形狀及尺寸繪制，其實際實施時各組件的形態、數量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局形態也可能更為復雜。

實施例一

請參閱圖2至圖5，本發明提供一種熱超導傳熱軸2，所述熱超導傳熱軸2與電機軸配合使用，適于為所述電機軸散熱；所述熱超導傳熱軸2為熱超導管式結構，所述熱超導傳熱軸2內設有熱超導管路24，所述熱超導管路24為封閉管路，所述熱超導管路24內填充有傳熱工質(未示出)。

需要說明的是，熱超導傳熱技術包括在密閉的相互連通的微槽道系統內充裝工作介質，通過工作介質的蒸發與冷凝相變實現熱超導傳熱的熱管技術；及通過控制密閉體系中工作介質微結構狀態，即在傳熱過程中，液態介質的沸騰(或氣態介質的冷凝)被抑制，并在此基礎上達到工質微結構的一致性，而實現高效傳熱的相變抑制(pci)傳熱技術。即本實施例中，所述熱超導傳熱軸2可以為熱管傳熱軸，此時，填充于所述熱超導管路24內的所述傳熱工質通過蒸發與冷凝的相變(即氣相和液相的轉變)實現傳熱；所述熱超導傳熱軸2還可以為相變抑制散熱軸，此時，所述熱超導管路24內的所述傳熱工質在傳熱的過程中沸騰或冷凝被抑制，并在此基礎上達到工質微結構的一致性而實現傳熱。

在一示例中，如圖2所示，所述熱超導傳熱軸2包括：第一傳熱軸主體21，所述第一傳熱軸主體21內形成有第一密封空腔211；第二傳熱軸主體22，所述第二傳熱軸主體22位于所述第一密封空腔211內，且固定于所述第一傳熱軸主體21上；所述第二傳熱軸主體22內形成有第二密封空腔221，所述第二密封空腔221構成所述熱超導管路24，所述傳熱工質填充于所述第二密封空腔221內。

需要說明的是，在上述示例中，所述第二傳熱軸主體22可以緊貼置于所述第一傳熱軸主體21的內壁上，即所述第二傳熱軸主體22與所述第一傳熱軸主體21之間沒有間隙；所述第二傳熱軸主體22也可以與所述第一傳熱軸主體21之間具有間隙。

在另一示例中，如圖3所示，所述熱超導傳熱軸2包括：第一傳熱軸主體21，所述第一傳熱軸主體21內形成有第一密封空腔211；第二傳熱軸主體22，所述第二傳熱軸主體22位于所述第一密封空腔211內，且與所述第一傳熱軸主體21之間具有間隙23；所述第二傳熱軸主體22固定于所述第一傳熱軸主體21上，所述第二傳熱軸主體22內形成有第二密封空腔221；所述第二傳熱軸主體22與所述第一傳熱軸主體21之間的間隙23及所述第二密封空腔221共同構成所述熱超導管路24，所述傳熱工質填充于所述第二傳熱軸主體22與所述第一傳熱軸主體21之間的所述間隙23內及所述第二密封空腔221內。

在又一示例中，如圖4所示，所述熱超導傳熱軸2包括：第一傳熱軸主體21，所述第一傳熱軸主體21內形成有第一密封空腔211；第二傳熱軸主體22，所述第二傳熱軸主體22位于所述第一密封空腔211內，且與所述第一傳熱軸主體21之間具有間隙23；所述第二傳熱軸主體22固定于所述第一傳熱軸主體21上，所述第二傳熱軸主體22內形成有第二密封空腔221；所述第二傳熱軸主體22與所述第一傳熱軸主體21之間的間隙23構成所述熱超導管路24，所述傳熱工質填充于所述第二傳熱軸主體22與所述第一傳熱軸主體21之間的所述間隙23內。

需要說明的是，在上述三個示例中，所述第一傳熱軸主體21及所述第二傳熱軸主體22均為散熱管通過兩端縮頸密封而成的結構，所述第二傳熱軸主體22的一端與所述第一傳熱軸主體21的一端通過縮頸后經由焊接方式焊接為一體結構，即所述第二傳熱軸主體22通過一端固定于所述第一傳熱軸主體21上。

在又一示例中，如圖5所示，所述熱超導傳熱軸2包括：第一傳熱軸主體21，所述第一傳熱軸主體21內形成有密封空腔212；第二傳熱軸主體22，所述第二傳熱軸主體22位于所述密封空腔212內，且與所述第一傳熱軸主體21之間具有間隙23；所述第二傳熱軸主體22固定于所述第一傳熱軸主體21上，所述第二傳熱軸主體22為實心結構；所述第二傳熱軸主體22與所述第一傳熱軸主體21之間的間隙23構成所述熱超導管路24，所述傳熱工質填充于所述第二傳熱軸主體22與所述第一傳熱軸主體21之間的所述間隙23內。需要說明的是，在該示例中，所述第一傳熱軸主體21為散熱管通過兩端縮頸密封而成的結構。

需要說明的是，上述各示例中，所述第一傳熱軸主體21及所述第二傳熱軸主體22的材料均應為導熱性良好的材料，優選地，本實施例中，所述第一傳熱軸主體21及所述第二傳熱軸主體22的材料均可以為銅、銅合金、鋁、鋁合金、鈦或鈦合金中的至少一種，即所述第一傳熱軸主體21及所述第二傳熱軸主體22的材料均可以為銅、銅合金、鋁、鋁合金、鈦或鈦合金，也可以為銅、銅合金、鋁、鋁合金、鈦或鈦合金中至少任意兩種的組合。

需要進一步說明的是，所述傳熱工質經由灌裝口8填充于所述熱超導管路24內，在將所述傳熱工質填充于所述熱超導管路24內之后，所述灌裝口8密封，以將所述熱超導管路24形成密封結構。

作為示例，所述第二傳熱軸主體22的長度方向與所述第一傳熱軸主體21的長度方向一致；且各傳熱軸主體內的密封空腔均沿傳熱軸主體的長度方向延伸。

作為示例，所述第二傳熱軸主體22的軸向中心線與所述第一傳熱軸主體21的軸向中心線相重合。

作為示例，所述熱超導傳熱軸2為圓柱狀熱超導傳熱軸。

本發明的所述熱超導傳熱軸2為熱超導管式結構，所述熱超導傳熱軸2可以與電機軸配合使用，由于熱超導傳熱軸2采用熱超導傳熱技術，具有高傳熱速率和高熱流密度的特點，電機軸旋轉時可以將熱量快速傳遞到所述熱超導傳熱軸的另一端，達到使電機軸快速降溫的效果；又由于轉子與電機軸直接接觸固定，轉子的熱量可以通過所述電機軸及所述熱超導傳熱軸快速散發出去，達到為轉子快速降溫的效果。

實施例二

請參閱圖6，本發明還提供一種熱超導傳熱軸的制備方法，所述熱超導傳熱軸的制備方法適于制備如實施例一中所述的熱超導傳熱軸，所述熱超導傳熱軸的制備方法包括如下步驟：

1)提供第一散熱管，所述第一散熱管包括第一端及第二端，且所述第一散熱管具有第一直徑；

2)提供第二散熱管，所述第二散熱管包括第一端及第二端，且所述第二散熱管具有第二直徑，所述第二直徑小于所述第一直徑；

3)將所述第一散熱管的兩端及所述第二散熱端的兩端均進行縮頸處理，并分別將所述第一散熱管的第一端及所述第二散熱管的第一端密封；具體的，可以采用但不僅限于釬焊方式將所述第一散熱管的第一端及所述第二散熱管的第一端密封至不漏氣；

4)將所述第二散熱管的第一端自所述第一散熱管的第二端插入所述第一散熱管內，并將所述第二散熱管的第一端插入至所述第一散熱管的第一端；

5)向步驟4)得到的結構內充入傳熱工質并將所述第一散熱管的第二端及所述第二散熱管的第二端密封。

作為示例，所述第一散熱管及所述第二散熱管的材料均應為導熱性良好的材料，優選地，本實施例中，所述第一散熱管及所述第二散熱管的材料均可以為銅、銅合金、鋁、鋁合金、鈦或鈦合金中的至少一種，即所述第一散熱管及所述第二散熱管的材料均可以為銅、銅合金、鋁、鋁合金、鈦或鈦合金，也可以為銅、銅合金、鋁、鋁合金、鈦或鈦合金中至少任意兩種的組合。

在一示例中，步驟5)包括如下步驟：

5-1)將所述第一散熱管的第二端與所述第一散熱管的第二端固定，并將所述第一散熱管的第二端密封；具體的，可以采用但不僅限于釬焊工藝將所述第一散熱管的第二端密封至不漏氣；

5-2)經由所述第二散熱管的第二端向所述第二散熱管內充入傳熱工質，并將所述第二散熱管的第二端密封；具體的，可以采用但不僅限于釬焊工藝將所述第二散熱管的第二端密封至不漏氣。

在另一示例中，步驟5)包括如下步驟：

5-1)經由所述第一散熱管的第二端向所述第一散熱管內充入傳熱工質，并經由所述第二散熱管的第二端向所述第二散熱管內充入傳熱工質；

5-2)將所述第一散熱管的第二端與所述第一散熱管的第二端固定，并將所述第一散熱管的第二端及所述第二散熱管的第二端密封；具體的，可以采用但不僅限于釬焊工藝將所述第一散熱管的第二端及所述第二散熱管的第二端密封至不漏氣。

在又一示例中，步驟5)包括如下步驟：

5-1)經由所述第一散熱管的第二端向所述第一散熱管內充入傳熱工質；

5-2)將所述第一散熱管的第二端與所述第一散熱管的第二端固定，并將所述第一散熱管的第二端及所述第二散熱管的第二端密封；具體的，可以采用但不僅限于釬焊工藝將所述第一散熱管的第二端及所述第二散熱管的第二端密封至不漏氣。

需要說明的是，所述第一散熱管兩端經過縮頸處理并密封后即構成實施例一中所述的第一傳熱軸主體21，所述第二散熱管兩端經過縮頸處理并密封后即構成實施例一中所述的第二傳熱軸主體22。

實施例三

請參閱圖7，本發明還提供一種具有熱超導傳熱軸的電動機，所述具有熱超導傳熱軸的電動機包括：電機軸3，所述電機軸3內沿其軸向設有安裝盲孔31；如實施例一中所述的熱超導傳熱軸2，所述熱超導傳熱軸2插入并固定于所述安裝盲孔31內。

作為示例，所述電動機還包括：機座4；轉子5，所述轉子5位于所述機座4內，且固定于所述電機軸2的外圍，適于在所述電機軸3的帶動下旋轉；定子6，所述定子6位于所述機座4內，且位于所述轉子5的外圍；所述定子6固定于所述機座4的內壁上。

作為示例，所述熱超導傳熱軸2的插入端沿所述電機軸3的軸向貫穿所述轉子5所在的區域，所述熱超導傳熱軸2的另一端延伸至所述機座4的外側。

作為示例，所述機座4內還設有水冷冷卻回路7，所述水冷冷卻回路7用于為所述定子6散熱。

綜上所述，本發明提供一種熱超導傳熱軸、具有熱超導傳熱軸的電動機及制備方法，所述熱超導傳熱軸與電機軸配合使用，適于為所述電機軸散熱；所述熱超導傳熱軸為熱超導管式結構，所述熱超導傳熱軸內設有熱超導管路，所述熱超導管路為封閉管路，所述熱超導管路內填充有傳熱工質。本發明的所述熱超導傳熱軸為熱超導管式結構，所述熱超導傳熱軸可以與電機軸配合使用，由于熱超導傳熱軸采用熱超導傳熱技術，具有高傳熱速率和高熱流密度的特點，電機軸旋轉時可以將熱量快速傳遞到所述熱超導傳熱軸的另一端，達到使電機軸快速降溫的效果；又由于轉子與電機軸直接接觸固定，轉子的熱量可以通過所述電機軸及所述熱超導傳熱軸快速散發出去，達到為轉子快速降溫的效果。

上述實施例僅例示性說明本發明的原理及其功效，而非用于限制本發明。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本發明的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術領域中具有通常知識者在未脫離本發明所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本發明的權利要求所涵蓋。