CN107453507A - 一种油冷式电机用喷油嘴结构及冷却方法 - Google Patents
一种油冷式电机用喷油嘴结构及冷却方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种油冷式电机用喷油嘴结构及冷却方法,包括:用于输送冷却油的内层进油管和外层进油管;内层进油管与外层进油管同心;内层进油管中的内层进油孔在输油方向上为直孔,内层进油管外壁在出油口附近逐渐呈一倾斜角度减小;位于外层进油管中的外层进油孔在输油方向上前半部分为直孔,在外层进油管的出油口附近配合并对应内层进油管外壁出油口附近的倾斜也呈一倾斜角度减小。外层进油管内壁与内层进油管外壁在出油口处形成的倾斜孔使得外层进油管中的冷却油成一向内的角度喷出,与内层进油管中垂直喷出的冷却油充分碰撞,以使得碰撞后进一步雾化的油能最大量且均匀地喷洒在电机端部,提高冷却效果和冷却油利用率。本发明提高了油冷式电机用冷却油的雾化率,增强冷却效果,并且不增加额外的辅助装置,节省空间。
Description
技术领域
本发明涉及一种喷油嘴结构,特别是涉及一种油冷式电机用喷油嘴结构及冷却方法。
背景技术
油冷式电机的冷却***中,常采用变压器油或润滑油作为冷却介质,最常用的冷却方法是冷却油经进油管进入,在电机运行时直接喷洒在绕组端部,对绕组端部进行冷却,然后冷却油落下再由出油口流出,如此循环进行。或者在此基础上在冷却油喷洒出口处加装网状物,使冷却油形成较细小的油雾,使其更均匀地喷洒在绕组端部,增强冷却效果。但是这种雾化方式不够理想,其缺点在于若雾化网孔大则雾化效果不佳,若雾化网孔小则容易堵塞。
目前,比较常用的油冷式电机用喷油嘴结构如附图1所示,冷却油经过进油口2进入到进油管1中,然后在压力作用下经出油口3’喷出。
专利CN200810229993.4提出一种对喷雾化式内燃机燃油喷油嘴。阀体为杯形管状体构成,喷油孔成对、对称地设置在喷油嘴底面的锥形凹坑内,并且以相同的水平夹角,向内喷射到同一处,使多支油束在同一点处相互碰撞,使初步雾化的燃油颗粒得到二次雾化。这种喷油嘴结构局限于需要燃油雾化的机械设备,在油冷式电机的冷却油雾化上不适用。
专利CN201120549452.7提出一种油气同喷的发动机喷油嘴。喷油嘴为内、外双层结构,外层为喷气嘴,内层为喷油嘴;或外层为喷油嘴,内层为喷气嘴;喷气嘴连接有高压气体压缩装置,喷油嘴出口突出于喷气嘴出口。但是这种喷油嘴采取的是油气混合的结构,还需要在喷气嘴连接高压气体压缩装置,增大了体积,需要辅助装置或者结构相对复杂。
发明内容
本发明技术解决问题:克服现有技术的不足,提供一种油冷式电机用喷油嘴结构及冷却方法,提高油冷式电机用冷却油的雾化率,增强冷却效果,并且不增加额外的辅助装置,节省空间。
本发明技术解决方案:一种油冷式电机用喷油嘴结构,其特征在于包括:用于输送冷却油的内层进油管和外层进油管;内层进油管与外层进油管同心;内层进油管中的内层进油孔在输油方向上为直孔,内层进油管外壁在出油口附近逐渐呈一倾斜角度减小;位于外层进油管中的外层进油孔在输油方向上前半部分为直孔,在外层进油管的出油口附近配合并对应内层进油管外壁出油口附近的倾斜也呈一倾斜角度减小;外层进油管内壁与内层进油管外壁在出油口处形成的倾斜孔使得外层进油管中的冷却油成一向内的角度喷出,与内层进油管中垂直喷出的冷却油充分碰撞,以使得碰撞后进一步雾化的油能最大量且均匀地喷洒在电机端部,提高冷却效果和利用率。
所述内层进油管外壁在出油口附近的倾斜角度范围为大于0度小于等于45度。所述外层进油管的出油口附近的倾斜角度与内层进油管外壁在出油口附近的倾斜角度相同。
所述外层进油孔是完全封闭在外层进油管中,或外层进油孔是外层进油管的内壁与内层进油管外壁形成的。
所述外层进油孔完全封闭在外层进油管时,可以由多个外层进油孔构成,各个外层进油孔之间的凸起,即外层进油管中内外壁之间连接的部分为支撑部件,起支撑外层进油管的作用,使得外进油管与内进油管同心组合连接。
所述支撑部件在实际应用中,可以根据不同的需要设置在不同的位置。
进入所述内层进油管中的冷却油在出油口处呈圆形喷出。
进入所述外层进油管的冷却油在出油口处呈圆环状向内以一定角度向内喷出,所述一定角度为大于0度小于等于45度。
所述喷油嘴结构与外部电机的配合有两种方式,这两种方式可以择一实现;第一种方式为外部进油管与电机配合,内部进油管在进油口与外部进油管平齐或较外部进油管短,外部进油管外壁上有螺纹,拧在电机相配合的结构上,也可以采用过盈配合等方式配合;第二种方式为内部进油管与电机配合,内部进油管在进油口处超出于外部进油管,内部进油管超出外部进油管的部分外壁上有螺纹,拧在电机相配合的结构上,也可以采用过盈配合等方式配合,外部进油管与电机接触的部位需配置油封。
一种油冷式电机用喷油嘴结构的冷却方法,过程为:冷却油经进油口分别进入外层进油管中的外层进油孔和内层进油管中的内层进油孔,进入内层进油管和外层进油管中的冷却油在两个进油管中传输,内层进油管内壁表面与外层进油管内壁表面均为粗糙表面,外层进油孔是外层进油管的内壁与内层进油管外壁形成时,内层进油管外壁与冷却油接触的部分也为粗糙表面。冷却油在两个进油管内传输时与两个进油管的粗糙管壁碰撞,使冷却油变得松散,形成较小油颗粒,较小油颗粒在出油口处,在一定的速度冲击下实现初步雾化,内层进油孔中的冷却油与内层进油孔截面垂直喷出,外层进油孔中的冷却油在外层进油管出口处的管壁约束下与内层进油孔的冷却油呈某一倾斜角度向内喷出,外层进油孔中喷出的油与内层进油孔中喷出的油在孔外某处发生碰撞,在初步雾化的基础上产生进一步雾化,形成均匀细小的油雾,喷洒在电机绕组端部,对电机端部绕组进行冷却。
本发明与现有技术相比的优点在于:本发明采用内外双层同心进油管结构,通过在外层进油管的出油口附近向内倾斜,倾斜角度可根据进油管与电机端部绕组的距离、端部绕组的长度、冷却油在进油管中流动所施加的压力和进油管内壁粗糙度等参数选择,在大于0度小于等于45度,保证了内层进油孔和外层进油孔的冷却油在喷出后实现有效碰撞并均匀喷洒在电机绕组端部,提高冷却油的雾化效果,进而提高冷却能力,且不需外加辅助装置,有效节省了空间。
附图说明
图1传统的喷油嘴结构示意图;
图2(a)本发明实施方案一喷油嘴结构横断面示意图(靠近进油口);
图2(b)本发明实施方案一喷油嘴结构横断面示意图(靠近出油口);
图3(a)本发明实施方案二喷油嘴结构横断面示意图(靠近进油口);
图3(b)本发明实施方案二喷油嘴结构横断面示意图(靠近出油口);
图4(a)本发明喷油嘴通过外进油管安装时的纵向截面示意图(经外层进油孔中间切);
图4(b)本发明喷油嘴通过外进油管安装时的纵向截面示意图(经外层进油孔连接部位切);
图5(a)本发明喷油嘴通过内进油管安装时的纵向截面示意图(经外层进油孔中间切);
图5(b)本发明喷油嘴通过内进油管安装时的纵向截面示意图(经外层进油孔连接部位切);
图6(a)为从进油口一侧看的本发明喷油嘴三维结构示意图;
图6(b)为出油口一侧看的本发明喷油嘴三维结构示意图;
图中:1进油管,2进油口,3出油口,3’附图1出油口,4冷却油,5内层进油管,6 外层进油管,7内层进油孔,8外层进油孔,9支撑部件,10螺纹,11密封圈。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。
实施例1:
如图4(a)、图4(b)、图5(a)和图5(b)所示,本发明的油冷式电机用喷油嘴结构包括内层进油管5和外层进油管6;内层进油管5与外层进油管6同心,经过螺纹固定,也可选用其他方式固定,如过盈配合等,但螺纹固定更便于拆装。内层进油管5中的内层进油孔7在输油方向上为直孔,内层进油管5外壁在内层进油管5出油口3附近逐渐呈一角度减小,该角度应根据进油管与电机端部绕组的距离、端部绕组的长度、冷却油在进油管中流动所施加的压力和进油管内壁粗糙度等参数计算得到一个外层进油孔8的最佳喷油角度,以使得碰撞后进一步雾化的油能最大量且均匀地喷洒在电机端部,提高冷却油利用率;位于外层进油管6中的外层进油孔8在输油方向上前半部分为直孔,在外层进油管6出油口3附近配合内层进油管5外壁的倾斜度呈某一角度倾斜,该角度在0-45度之间。
内层进油管外壁在出油口附近的倾斜角度根据进油管与电机端部绕组的距离、端部绕组的长度、冷却油在进油管中流动所施加的压力和进油管内壁粗糙度等参数计算得到,所述外层进油管的出油口附近的倾斜角度与内层进油管外壁在出油口附近的倾斜角度相同,结合上述计算,以经碰撞产生二次雾化后的冷却油恰好能覆盖整个电机端部绕组为标准,在0-45 度之间选择。
如图3(a)或如图2(a)所示,外层进油管6中的外层进油孔8之间的凸起,即外层进油管6中内外壁之间连接的部分,本发明中称为支撑部件9,它起支撑外进油管6的作用,使得外进油管6与内进油管5同心组合连接。起到该支撑作用的支撑部件9在实际应用中,可以根据不同的需要设置在不同的位置,均在该发明的范畴内。
如图4(b)和图5(b)所示,内层进油管5中的冷却油4在出油口3处呈圆形喷出,外层进油管6的冷却油4在出油口3处呈圆环状向内以一定角度(大于0度小于等于45度) 向内喷出。
附图中箭头所示表示冷却油4及其流向,冷却油4经进油口2分别进入外层进油管6中的外层进油孔8和内层进油管5中的内层进油孔7,进入内层进油管5和外层进油管6中的冷却油4在两个进油管中传输,内层进油管5内壁表面与外层进油管6内壁表面均为粗糙表面,冷却油4在两个进油管内传输时与两个进油管的粗糙管壁碰撞,使冷却油变得松散,形成较小颗粒,较小的冷却油颗粒在出油口3处在一定的速度冲击下实现初步雾化。内层进油孔7中的油沿内进油孔中冷却油流动的方向喷出,外层进油孔8中的油沿外进油孔出油口附近冷却油流动的方向喷出,喷出方向与内层进油孔7中的冷却油喷出方向呈某一角度,外层进油孔8中喷出的油与内层进油孔7中喷出的油在孔外某处发生碰撞,在初步雾化的基础上产生进一步雾化,形成均匀细小的油雾,喷洒在电机绕组端部,对电机端部绕组进行冷却。
本发明的喷油嘴结构与电机的配合有两种方式:第一种方式为外部进油管6与电机配合,如图4(a)、图4(b)所示,内部进油管5在进油口与外部进油管6平齐或较外部进油管短,外部进油管6外壁上有螺纹10,拧在电机相配合的结构上,也可以采用过盈配合等方式配合。第二种方式为内部进油管5与电机配合,如图5(a)、5(b)和图6(a)、图6(b)所示,内部进油管5在进油口2处超出于外部进油管6,内部进油管5超出外部进油管6的部分外壁上有螺纹10,拧在电机相配合的结构上,也可以采用过盈配合等方式配合,外部进油管6 需配置油封,比如加密封圈11。
实施例2:
与实施例1的不同仅在于:实施例1(图2(a),2(b))的外层进油孔8是封闭在外层进油管6中的,而实施例2(图3(a)、3(b))的外层进油孔8是外层进油管的内壁与内层进油管5的外壁形成的。
提供以上实施例仅仅是为了描述本发明的目的,而并非要限制本发明的范围。本发明的范围由所附权利要求限定。不脱离本发明的精神和原理而做出的各种等同替换和修改,均应涵盖在本发明的范围之内。
Claims (10)
1.一种油冷式电机用喷油嘴结构,其特征在于:包括用于输送冷却油的内层进油管和外层进油管;内层进油管与外层进油管同心;内层进油管中的内层进油孔在输油方向上为直孔,内层进油管外壁在出油口附近逐渐呈一倾斜角度减小;位于外层进油管中的外层进油孔在输油方向上前半部分为直孔,在外层进油管的出油口附近配合并对应内层进油管外壁出油口附近的倾斜也呈一倾斜角度减小;外层进油管内壁与内层进油管外壁在出油口处形成的倾斜孔使得外层进油管中的冷却油成一向内的角度喷出,与内层进油管中垂直喷出的冷却油充分碰撞,以使得碰撞后进一步雾化的油能最大量且均匀地喷洒在电机端部,提高冷却效果和冷却油利用率。
2.根据权利要求1所述的油冷式电机用喷油嘴结构,其特征在于:所述内层进油管外壁在出油口附近的倾斜角度范围为大于0度小于等于45度。
3.根据权利要求1所述的油冷式电机用喷油嘴结构,其特征在于:所述外层进油管的出油口附近的倾斜角度与内层进油管外壁在出油口附近的倾斜角度相同,为大于0度小于等于45度。
4.根据权利要求1所述的油冷式电机用喷油嘴结构,其特征在于:所述外层进油孔是完全封闭在外层进油管中,或外层进油孔是外层进油管的内壁与内层进油管外壁形成的。
5.根据权利要求4所述的油冷式电机用喷油嘴结构,其特征在于:所述外层进油孔完全封闭在外层进油管时,可以由多个外层进油孔构成,各个外层进油孔之间的凸起,即外层进油管中内外壁之间连接的部分为支撑部件,起支撑外层进油管的作用,使得外进油管与内进油管同心组合连接。
6.根据权利要求5所述的油冷式电机用喷油嘴结构,其特征在于:所述支撑部件在实际应用中,可以根据不同的需要设置在不同的位置。
7.根据权利要求1所述的油冷式电机用喷油嘴结构,其特征在于:进入所述内层进油管中的冷却油在出油口处呈圆形喷出。
8.根据权利要求1所述的油冷式电机用喷油嘴结构,其特征在于:进入所述外层进油管的冷却油在出油口处呈圆环状向内以一定角度向内喷出,所述一定角度为大于0度小于等于45度。
9.根据权利要求1所述的油冷式电机用喷油嘴结构,其特征在于:所述喷油嘴结构与外部电机的配合有两种方式,这两种方式可以择一实现;第一种方式为外部进油管与电机配合,内部进油管在进油口与外部进油管平齐或较外部进油管短,外部进油管外壁上有螺纹,拧在电机相配合的结构上,也可以采用过盈配合等方式配合;第二种方式为内部进油管与电机配合,内部进油管在进油口处超出于外部进油管,内部进油管超出外部进油管的部分外壁上有螺纹,拧在电机相配合的结构上,也可以采用过盈配合等方式配合,外部进油管与电机接触的部位需配置油封。
10.一种采用权利要求1-9任意一项所述的油冷式电机用喷油嘴结构的冷却方法,其特征在于:冷却油经进油口分别进入外层进油管中的外层进油孔和内层进油管中的内层进油孔,进入内层进油管和外层进油管中的冷却油在两个进油管中传输,内层进油管内壁表面与外层进油管内壁表面均为粗糙表面,外层进油孔是外层进油管的内壁与内层进油管外壁形成时,内层进油管外壁与冷却油接触的部分也为粗糙表面;冷却油在两个进油管内传输时与两个进油管的粗糙管壁碰撞,使冷却油变得松散,形成较小油颗粒,较小油颗粒在出油口处,在一定的速度冲击下实现初步雾化,内层进油孔中的冷却油与内层进油孔截面垂直喷出,外层进油孔中的冷却油在外层进油管出口处的管壁约束下与内层进油孔的冷却油呈某一倾斜角度向内喷出,外层进油孔中喷出的油与内层进油孔中喷出的油在孔外某处发生碰撞,在初步雾化的基础上产生进一步雾化,形成均匀细小的油雾,喷洒在电机绕组端部,对电机端部绕组进行冷却。
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