CN113653736B - 一种轴承结构和发电机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及发电机技术领域，公开了一种轴承结构和发电机，其中轴承结构，包括轴承内圈、轴承外圈、基座、第一环形管、吸热管、第一连管，以及第二连管；轴承外圈设于基座的内侧；第一环形管设于基座内并绕预定轴线设置；设轴承内圈的最高允许工作温度为预定温度，第一环形管围合形成用于填充沸点小于预定温度的换热介质的环形空间；吸热管的一端通过第一连管连通至第一环形管内；吸热管的另一端通过第二连管连通至第一环形管内。本发明中，换热介质在热量的作用下自发地在吸热管、第一连管、第一环形管以及第二连管内循环流动，直接地降低轴承外圈的温度，进而实现对轴承进行散热的效果，散热效果良好，能够满足产热量大的轴承散热需求。

Description

一种轴承结构和发电机
技术领域
本发明涉及发电机技术领域，特别是涉及一种轴承结构和发电机。
背景技术
发电机中，通过转轴的旋转，切割磁感线进行发电。
发电机的结构中，一般包括有壳体、转轴以及转轴和壳体之间的轴承。在发电过程中，发电机将持续产生热量，而轴承的温度升高后，容易导致轴承升温过高或过快，致使轴承发生失效，因此，需要对轴承进行冷却。
现有技术中，一般通过空冷的方式对轴承进行降温，然而，空冷的散热效率有限，对于产热量较大的轴承，仍难以满足其冷却需求。
发明内容
本发明的目的是：提供一种散热效果良好的轴承结构和应用该轴承结构的发电机。
为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种轴承结构，包括轴承内圈、轴承外圈、基座、第一环形管、吸热管、第一连管，以及第二连管；轴承内圈用于套设在旋转轴上并与所述旋转轴同步转动；设所述轴承内圈的轴线为预定轴线；轴承外圈与所述轴承内圈同轴设置；所述轴承外圈设于所述轴承内圈的外侧并与所述轴承内圈转动连接；基座呈绕所述预定轴线设置的环形；所述轴承外圈设于所述基座的内侧；第一环形管设于所述基座内并绕所述预定轴线设置；设所述轴承内圈的最高允许工作温度为预定温度，所述第一环形管围合形成用于填充沸点小于所述预定温度的换热介质的环形空间；吸热管设于所述轴承外圈内；所述吸热管具有能够通过毛细作用吸纳所述换热介质的毛细通道；所述吸热管的一端通过第一连管连通至所述第一环形管内；所述吸热管的另一端通过第二连管连通至所述第一环形管内。
本发明实施例一种轴承结构与现有技术相比，其有益效果在于：
本发明实施例的轴承结构中，换热介质在热量的作用下自发地在吸热管、第一连管、第一环形管以及第二连管内循环流动，直接地降低轴承外圈的温度，进而实现对轴承进行散热的效果，散热效果良好，能够满足产热量大的轴承散热需求。
在第一方面提供的轴承结构中，进一步地，还包括绕所述预定轴线设置在所述基座内并用于填充冷却介质的第二环形管；所述第一环形管设于所述第二环形管内，所述第二环形管上开设有连通至所述基座外的入口和连通至所述基座外并与所述入口绕所述预定轴线间隔设置的出口。
在第一方面提供的轴承结构中，进一步地，所述第一环形管呈S形延伸设置。
在第一方面提供的轴承结构中，进一步地，还包括多个翅片；多个翅片沿所述第一环形管间隔设置在所述第一环形管的外侧壁上。
在第一方面提供的轴承结构中，进一步地，所述入口和所述出口处于同一直线上。
在第一方面提供的轴承结构中，可选地，各所述吸热管内分别填充有多孔材料一体件的吸液芯。可选地，各所述吸热管为毛细管。
在第一方面提供的轴承结构中，进一步地，所述吸热管、第一连管，以及第二连管的数量分别为多个；多个所述吸热管、第一连管，以及第二连管分别一一对应，多个所述吸热管绕所述预定轴线间隔设置；各所述吸热管的一端分别通过对应的第一连管连通至所述第一环形管内，各所述吸热管的另一端分别通过对应的第二连管连通至所述第二环形管内。
在第一方面提供的轴承结构中，进一步地，所述第一环形管、吸热管、第一连管，以及第二连管的数量分别为多个；多个所述第一环形管、吸热管、第一连管，以及第二连管一一对应，多个所述第一环形管沿所述预定轴线间隔设置在所述基座内，多个所述吸热管沿所述预定轴线间隔设置在所述轴承外圈内；各所述吸热管的一端分别通过对应的第一连管连通至所述对应的第一环形管内，各所述吸热管的另一端分别通过对应的第二连管连通至对应的所述第二环形管内。
在第一方面提供的轴承结构中，进一步地，所述第一环形管、第一连管，以及第二连管分别为铜管。
本发明第二方面提供一种发电机，包括具有容置空间的座体、设于所述容置空间内的磁体、设于所述容置空间内并用于旋转切割所述磁体的磁感线的旋转轴，以及本发明第一方面提供的轴承结构；所述座体具有与所述容置空间连通的过孔，所述旋转轴穿过所述过孔并延伸至所述座体外，所述轴承内圈套设在所述旋转轴上，所述基座安装在所述过孔的内壁上。
附图说明
图1是本发明实施例的发电机剖视图。
图2是本发明实施例的图1中的A－A向剖视图。
图3是本发明实施例的图2中的C处放大图。
图4是本发明实施例的图1中的B－B向剖视图。
图中，1、轴承本体；11、轴承内圈；12、轴承外圈；2、基座；3、第一环形管；31、翅片；4、吸热管；5、第一连管；6、第二连管；7、第二环形管；71、入口；72、出口；8、座体；9、磁体；10、旋转轴。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
请参阅图1至图4，本发明优选实施例第一方面提供一种轴承结构，包括轴承内圈11、轴承外圈12、基座2、第一环形管3、吸热管4、第一连管5，以及第二连管6；轴承内圈11用于套设并固定在旋转轴10上并与所述旋转轴10同步转动；设所述轴承内圈11的轴线为预定轴线；轴承外圈12与所述轴承内圈11同轴设置；所述轴承外圈12设于所述轴承内圈11的外侧并与所述轴承内圈11转动连接；基座2具有安装孔；所述轴承外圈12插设在安装孔内；第一环形管3设于所述基座2内并绕所述预定轴线设置；设所述轴承内圈11的最高允许工作温度为预定温度，所述第一环形管3围合形成用于填充沸点小于所述预定温度的换热介质的环形空间；吸热管4设于所述轴承外圈12内；所述吸热管4的一端通过第一连管5连通至所述第一环形管3内；所述吸热管4的另一端通过第二连管6连通至所述第一环形管3内。
所述吸热管4具有能够通过毛细作用吸纳所述换热介质的毛细通道。
本实施例的轴承结构在使用时，第一环形管3内填充的换热介质经由第一连管5和第二连管6流动至吸热管4内，并在毛细作用下保持在吸热管4的毛细通道内。在持续使用的过程中，轴承内圈11和轴承外圈12的温度升高，轴承外圈12内的吸热管4吸热，其内容置的换热介质受热蒸发，经由第一连管5重新流入至第一环形管3内，放热冷凝，随着换热介质流出第一连管5，第一环形管3内的换热介质将自发地经由第二连管6流入至吸热管4内，以补充吸热管4内的换热介质。由此，通过换热介质在吸热管4处吸热带走轴承外圈12的热量并在第一环形管3内放热的方式实现热量的转移，即实现对轴承外圈12的冷却散热，进而降低轴承外圈12和轴承内圈11的温度。
本实施例中，换热介质在热量的作用下自发地在吸热管4、第一连管5、第一环形管3以及第二连管6内循环流动，直接地降低轴承外圈12的温度，进而实现对轴承进行散热的效果，散热效果良好，能够满足产热量大的轴承散热需求。
可选地，换热介质可以是水、乙醇，以及丙酮的其中一种。
可选地，第一连管5、第一环形管3、第二连管6以及吸热管4中的一个内设有单向阀，以保证换热介质的单向流动。
其中，轴承内圈11和轴承外圈12属于轴承本体1的一部分，轴承本体1还包括处于轴承内圈11和轴承外圈12之间的滚子。
进一步地，在一种实施例中，请参阅图1至图4，还包括绕所述预定轴线设置在所述基座2内并用于填充冷却介质的第二环形管7；所述第一环形管3与所述第二环形管7平行设置，所述第一环形管3设于所述第二环形管7内，所述第二环形管7上开设有连通至所述基座2外的入口71和连通至所述基座2外并与所述入口71绕所述预定轴线间隔设置的出口72。
本实施例中，换热介质在第一环形管3内放热时，冷却介质经由入口71流入至第二环形管7内，并经由出口72流出第二环形管7，热量将由第二环形管7内的冷却介质带走，以保证第一环形管3内的换热介质冷凝放热时，热量不会堆积以影响散热效果。此外，通过将第二环形管7套设在第一环形管3外的方式对第一环形管3内的换热介质进行冷却，第一环形管3与第二环形管7内的冷却介质接触的面积大，冷却介质对于第一环形管3内的换热介质的冷却效果良好。
进一步地，在一种实施例中，请参阅图1至图4，所述第一环形管3呈S形延伸设置，以增大第一环形管3和第二环形管7内冷却介质的接触面积。
进一步地，在一种实施例中，请参阅图1至图4，还包括多个翅片31；多个翅片31沿所述第一环形管3间隔设置在所述第一环形管3的外侧壁上，以进一步地提高第二环形管7内的冷却介质对于第一环形管3内的换热介质的冷却效果。
进一步地，在一种实施例中，请参阅图1至图4，所述入口71和所述出口72处于同一直线上。本实施例中，冷却介质经由入口71进入第二环形管7内时，向第二环形管7的两侧流动，最后在出口72处汇聚并从出口72流出；其中，第二环形管7内从入口71至出口72具有两条流动路径，这两条流动路径沿入口71和出口72所处的直线对称。
可选地，在一种实施例中，请参阅图1至图4，各所述吸热管4内分别填充有多孔材料一体件的吸液芯。
可选地，在另一种实施例中，请参阅图1至图4，各所述吸热管4为毛细管。
进一步地，在一种实施例中，请参阅图1至图4，所述吸热管4、第一连管5，以及第二连管6的数量分别为多个；多个所述吸热管4、第一连管5，以及第二连管6分别一一对应，多个所述吸热管4绕所述预定轴线间隔设置；各所述吸热管4的一端分别通过对应的第一连管5连通至所述第一环形管3内，各所述吸热管4的另一端分别通过对应的第二连管6连通至所述第二环形管7内。
本实施例中，提供了一种多个吸热管4的设置方式，能够对轴承外圈12在环向分布的多个位置进行吸热，使得轴承外圈12在环向上的各个位置温度趋近，避免轴承外圈12和轴承内圈11出现局部过热的情况。
进一步地，在一种实施例中，请参阅图1至图4，所述第一环形管3、吸热管4、第一连管5，以及第二连管6的数量分别为多个；多个所述第一环形管3、吸热管4、第一连管5，以及第二连管6一一对应，多个所述第一环形管3沿所述预定轴线间隔设置在所述基座2内，多个所述吸热管4沿所述预定轴线间隔设置在所述轴承外圈12内；各所述吸热管4的一端分别通过对应的第一连管5连通至所述对应的第一环形管3内，各所述吸热管4的另一端分别通过对应的第二连管6连通至对应的所述第二环形管7内。
本实施例中，提供了另一种多个吸热管4的设置方式，对于轴承外圈12在预定轴线上的多个位置进行吸热，针对性地对轴承外圈12在环向上的其中一个位置进行散热，以便于对容易升温的局部区域进行针对性散热。
进一步地，在一种实施例中，请参阅图1至图4，所述第一环形管3、第一连管5，以及第二连管6分别为铜管，换热效果良好。
本发明优选实施例第二方面提供一种发电机，包括具有容置空间的座体8、设于所述容置空间内的磁体9、设于所述容置空间内并用于旋转切割所述磁体9的磁感线的旋转轴10，以及第一方面提供的轴承结构；所述座体8具有与所述容置空间连通的过孔，所述旋转轴10穿过所述过孔并延伸至所述座体8外，所述轴承内圈11套设在所述旋转轴10上，所述基座2安装在所述过孔的内壁上。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种轴承结构，其特征在于，包括：
轴承内圈，用于套设并固定在旋转轴上；设所述轴承内圈的轴线为预定轴线；
轴承外圈，与所述轴承内圈同轴设置；所述轴承外圈设于所述轴承内圈的外侧并与所述轴承内圈转动连接；
基座，具有安装孔；所述轴承外圈插设在安装孔内；
第一环形管，设于所述基座内并绕所述预定轴线设置；所述第一环形管内填充有沸点小于预定温度的换热介质；所述预定温度为所述轴承内圈的最高允许工作温度；
吸热管，设于所述轴承外圈内；
第一连管；所述吸热管的一端通过第一连管连通至所述第一环形管内；以及
第二连管；所述吸热管的另一端通过第二连管连通至所述第一环形管内；
第二环形管；所述第二环形管设于所述基座内并绕所述预定轴线设置；所述第二环形管用于填充冷却介质；
其中，所述第一环形管与所述第二环形管平行设置，所述第一环形管设于所述第二环形管内，所述第二环形管上开设有连通至所述基座外的入口和连通至所述基座外并与所述入口绕所述预定轴线间隔设置的出口。
2.根据权利要求1所述的轴承结构，其特征在于，所述第一环形管呈S形延伸设置。
3.根据权利要求1所述的轴承结构，其特征在于，还包括多个翅片；多个翅片沿所述第一环形管间隔设置在所述第一环形管的外侧壁上。
4.根据权利要求1所述的轴承结构，其特征在于，所述入口和所述出口处于同一直线上。
5.根据权利要求1所述的轴承结构，其特征在于，各所述吸热管内分别填充有多孔材料一体件的吸液芯；
或，各所述吸热管为毛细管。
6.根据权利要求1所述的轴承结构，其特征在于，所述吸热管、第一连管，以及第二连管的数量分别为多个；
多个所述吸热管、第一连管，以及第二连管分别一一对应，多个所述吸热管绕所述预定轴线间隔设置；
各所述吸热管的一端分别通过对应的第一连管连通至所述第一环形管内，各所述吸热管的另一端分别通过对应的第二连管连通至所述第二环形管内。
7.根据权利要求1所述的轴承结构，其特征在于，所述第一环形管、吸热管、第一连管，以及第二连管的数量分别为多个；
多个所述第一环形管、吸热管、第一连管，以及第二连管一一对应，多个所述第一环形管沿所述预定轴线间隔设置在所述基座内，多个所述吸热管沿所述预定轴线间隔设置在所述轴承外圈内；
各所述吸热管的一端分别通过对应的第一连管连通至所述对应的第一环形管内，各所述吸热管的另一端分别通过对应的第二连管连通至对应的所述第二环形管内。
8.根据权利要求1所述的轴承结构，其特征在于，所述第一环形管、第一连管，以及第二连管分别为铜管。
9.一种发电机，其特征在于，包括：具有容置空间的座体、设于所述容置空间内的磁体、设于所述容置空间内并用于旋转切割所述磁体的磁感线的旋转轴，以及权利要求1至8任一所述的轴承结构；
所述座体具有与所述容置空间连通的过孔，所述旋转轴穿过所述过孔并延伸至所述座体外，所述轴承内圈套设在所述旋转轴上，所述基座安装在所述过孔的内壁上。
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