CN114094766A - 发电机散热结构及具有其的发电机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种发电机散热结构及具有其的发电机。该发电机散热结构，包括机壳、主轴以及风扇；主轴设置于机壳内，且两端分别贯穿机壳，主轴的一端用于与驱动装置连接，另一端固设有风扇；风扇包括挡风板、扇叶以及固定部，固定部的外周壁以主轴的中轴线为中心周向均布固设有多个扇叶，扇叶与挡风板垂直并固定连接，扇叶呈圆弧形。将风扇设置于机壳外部，使得机壳不需要开孔即可进行散热，保证了机壳的密封性；此外，通过采取圆弧形弯曲的扇叶替代直叶形的扇叶，增加了风扇转动时的风力，从而增加了散热效率，避免了因散热效率不足导致热量积累的情况发生，以使得本申请的发电机散热结构能够适用于对工作环境较差且需要长时间工作的发电机。
Description
技术领域
本发明涉及发电机相关领域，特别是涉及一种发电机散热结构及具有其的发电机。
背景技术
发电机工作时会产生热量，若不及时进行散热，会由于发电机内部各部分件热膨胀系数不同导致结构应力发生变化，从而影响发电机的动态响应，此外，若发热量过大，还存在导致发电机烧毁的可能；
目前，为保证发电机散热，大部分发电机采取内置风扇的结构，将风扇设置于发电机内部，并在发电机上开设进风口和出风口，以通过风扇转动带动空气流动，对发电机内部的组件进行散热；
此类散热结构，散热效果较好，但由于进风口与出风口的存在，导致发电机内外部空间连通，外部空间的灰尘或水分进入发电机内部容易损坏发电机，因此，无法适用于扬尘或潮湿的环境中。
发明内容
基于此，有必要针对内置风扇结构散热效率高但密封性不佳，无法适用于扬尘、潮湿环境的问题，提供一种能够同时保证散热效率以及密封性的发电机散热结构及具有其的发电机。
一种发电机散热结构，包括机壳、主轴以及风扇；所述主轴设置于所述机壳内，且两端分别贯穿所述机壳，所述主轴的一端用于与驱动装置连接，另一端固设有所述风扇；所述风扇包括挡风板、扇叶以及固定部，所述固定部能够与所述主轴固定连接，所述挡风板固设于所述固定部的外周壁且与所述主轴垂直，所述固定部的外周壁还以所述主轴的中轴线为中心周向均布固设有多个所述扇叶，所述扇叶与所述挡风板垂直并固定连接，所述扇叶呈圆弧形。
上述电极散热结构，通过将风扇设置于机壳外部，使得机壳不需要开孔即可进行散热，保证了机壳的密封性；此外，通过采取圆弧形弯曲的扇叶替代直叶形的扇叶，增加了风扇转动时的风力，从而增加了散热效率，避免了因散热效率不足导致热量积累的情况发生，以使得本申请的发电机散热结构能够适用于对工作环境较差且需要长时间工作的发电机。
在其中一个实施例中，所述扇叶的一端与所述固定部的外周壁垂直，所述扇叶的圆弧直径为所述主轴直径的3倍～3.5倍。
如此设置，以增大每一扇叶转动时与空气之间的接触面积，从而能够有效增加风扇转动时的风力，进而增加本申请的发电机散热结构的散热效率。
在其中一个实施例中，所述扇叶的圆弧直径为所述主轴直径的3.23倍。
在其中一个实施例中，所述机壳的外周壁固设有多个散热鳍片。
如此设置，通过增加机壳外周壁的总面积，以增加机壳外周壁的散热能力，达到增加散热效率的效果。
在其中一个实施例中，每两相邻的所述散热鳍片之间的间距相等。
如此设置，以使得流经每两相邻散热鳍片的风量均相对均匀，从而保证各散热鳍片上的散热效果相对均匀，避免因散热不均匀导致个别散热鳍片上热量累计，导致对应部位的机壳内的温度过高的情况发生。
在其中一个实施例中，所述散热鳍片均平行于水平面设置，所述散热鳍片与所述机壳一体成型，所述机壳为铝型材。
如此设置，使得机壳能够沿主轴的中轴线方向通过拉型材的方式得到，只需要根据实际需求将得到的型材截取对应长度即可作为机壳的主体使用，大大减少了机壳的加工难度，降低了加工成本。
在其中一个实施例中，所述发电机散热结构还包括风扇罩，所述风扇罩可拆卸的设置于所述机壳靠近所述风扇的一端。
如此设置，能够对风扇进行保护，从而避免风扇长时间暴露于外界导致变形或损坏，增加风扇的使用寿命。
在其中一个实施例中，所述机壳的外周壁固设有多个凸块，所述风扇罩可拆卸的设置于所述凸块，且所述风扇罩的内径大于所述机壳的外径。
如此设置，以使得风扇罩的内表面与机壳的外表面之间形成一环形间隙，从而保证流动空气与机壳外侧壁能够平行吹出，以保证流动空气均能够与机壳的外周壁充分接触，以增加散热效率。
在其中一个实施例中，所述机壳靠近所述风扇的一侧端面倒有圆角。
如此设置，以使得由风扇转动产生的气流能够平滑的流出，从而避免因气流直接与风扇罩内表面或机壳的端面碰撞导致紊流，影响气流的流速，进而达到增加散热效率的效果。
本发明第二方面提供一种发电机，该发电机包括上述任一实施例的发电机散热结构。
附图说明
图1为本发明的发电机正视方向的半剖结构示意图；
图2为图1中风扇的正视方向的剖视结构示意图；
图3为图1中部分机壳的左视方向的剖视结构示意图。
主要元件符号说明
10、机壳；11、散热鳍片；20、主轴；30、风扇；31、挡风板；32、扇叶；33、固定部；40、风扇罩。
以上主要元件符号说明结合附图及具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，当组件被称为“安装于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“固定于”另一个组件，它可以是直接固定在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
发电机工作时会产生热量，若不及时进行散热，会由于发电机内部各部分件热膨胀系数不同导致结构应力发生变化，从而影响发电机的动态响应，此外，若发热量过大，还存在导致发电机烧毁的可能；
目前，为保证发电机散热，大部分发电机采取内置风扇的结构，将风扇设置于发电机内部，且位于靠近驱动装置的一端，并在发电机上开设进风口和出风口，其中进风口轴向开设于远离驱动装置的一侧端面，而出风口径向开设于发电机的侧壁，且与风扇对应，从而使得发电机内部组件均位于进风口与出风口之间；因此当风扇转动时，空气通过进风口进入发电机内部，并流经发电机内的转子、定子等发电机内部组件，使得其工作过程中产生的热量传递至流动空气中，并通过出风口排出外界，从而实现对发电机内部组件的散热；
此类散热结构，散热效果较好，但由于进风口与出风口的存在，导致发电机内外部空间连通，外部空间的灰尘或水分进入发电机内部容易损坏发电机，因此，无法适用于扬尘或潮湿的环境中；
例如在冷链车中，通常需要设置发电机发电以驱动用于制冷的压缩机，但由于发电机大多设置于车底，若采取上述散热结构，车辆行进过程中溅起的水花以及雨天时沿车身流下的雨水，均可能通过进风口或出风口进入发电机内部，导致发电机的损坏；
目前也存在一些外置风扇的发电机，但相较于内置风扇的散热结构，发电机内部的热量直接传递至流动空气；外置风扇的散热结构，其发电机内部的热量会先传递至发电机机壳，再通过风扇转动产生的流动空气，对发电机机壳进行散热；散热效率相对较低，长时间工作容易产生热量积累，因此不适合长时间工作的发电机使用，例如上述的用于冷链车压缩机的发电机，在冷链运输过程中需要全程开启，若热量持续积累，会影响发电机的动态响应，严重时甚至可能导致发电机烧毁。
针对上述问题，本发明首先提供一种发电机散热结构，请结合图1和图2所示，包括机壳10、主轴20以及风扇30；主轴20设置于机壳10内，且两端分别贯穿机壳10，主轴20的一端用于与驱动装置连接，另一端固设有风扇30；风扇30包括挡风板31、扇叶32以及固定部33，固定部33能够与主轴20固定连接，挡风板31固设于固定部33的外周壁且与主轴20垂直，固定部33的外周壁还以主轴20的中轴线为中心周向均布固设有多个扇叶32，扇叶32与挡风板31垂直并固定连接，扇叶32呈圆弧形。
通过将风扇30固设于主轴20远离驱动装置的一端，即将风扇30设置于机壳10的外部，以使得机壳10不再需要开设进风口和出风口，配合在主轴20贯穿机壳10的位置设置机械密封或其他常规的密封结构，即可保证机壳10的密封性，从而使得本申请的发电机密封结构能够适用于扬尘、潮湿等工况较差的情况，增加了泛用性。
此外，将风扇30外置后，发电机启动后产生的热量传递至机壳10，并且通过风扇30转动产生的流动空气对机壳10进行散热。现有技术中，外置风扇的扇叶32大多为直叶。而本申请中，通过将风扇30的扇叶32设计为圆弧形，增大了每一扇叶32转动时与空气之间的接触面积，从而能够有效增加风扇30转动时的风力，进而增加本申请的发电机散热结构的散热效率。
综上所述，本申请的发电机散热结构，通过将风扇30设置于机壳10外部，使得机壳10不需要开孔即可进行散热，保证了机壳10的密封性；此外，通过采取圆弧形弯曲的扇叶32替代直叶形的扇叶32，增加了风扇30转动时的风力，从而增加了散热效率，避免了因散热效率不足导致热量积累的情况发生，以使得本申请的发电机散热结构能够适用于对工作环境较差且需要长时间工作的发电机。
此外，在固定部33的外周壁固定与主轴20垂直的挡风板31，以使得风扇30转动时，进入风扇30的空气被挡风板31阻挡并压入扇叶32之间形成的涵道，从而通过风扇30的转动实现送风。
在一些实施例中，挡风板31呈坡面形，且沿主轴20的中心轴方向，挡风板31的直径向靠近机壳10的一侧逐渐增大，以起到向机壳10侧壁方向导流的效果，使得风扇30转动送风时，流动空气能够在挡风板31坡面的导流作用下，沿坡面走向流出，从而减小从涵道流出的流动空气与机壳10的侧壁之间的夹角，使得气流尽可能贴近机壳10的侧壁，进而减少因流动空气与风扇罩40或机壳10碰撞所导致的能量损失，达到增加风扇30的散热效率的效果。
在一些实施例中，扇叶32的一端与固定部33的外周壁垂直，扇叶32的圆弧直径为主轴20直径的3倍～3.5倍，在此倍率范围内，能够有限增加每一扇叶32转动时与空气之间的接触面积，从而能够有效增加风扇30转动时的风力，进而增加本申请的发电机散热结构的散热效率。在图2所示的实施例中，扇叶32的圆弧直径为主轴20直径的3.23倍。
在图3所示的实施例中，机壳10的外周壁固设有多个散热鳍片11，从而通过增加机壳10外周壁的总面积，从而增加机壳10外周壁与外界空气间的接触面积，进而增加机壳10外周壁的散热能力，达到增加散热效率的效果。
同样在图3所示的实施例中，每两相邻的散热鳍片11之间的间距相等。通过将各散热鳍片11等间距设置，以使得流动空气流进散热鳍片11时，流经每两相邻散热鳍片11的风量均相对均匀，从而保证各散热鳍片11上的散热效果相对均匀，避免因散热不均匀导致个别散热鳍片11上热量累计，导致对应部位的机壳10内的温度过高的情况发生。
同样在图3所示的实施例中，散热鳍片11均平行于水平面设置，散热鳍片11与机壳10一体成型，机壳10为铝型材。通过将散热鳍片11均平行于水平面设置，使得每一散热鳍片11均与主轴20的中轴线平行，从而使得机壳10能够沿主轴20的中轴线方向通过拉型材的方式得到，只需要根据实际需求将得到的型材截取对应长度即可作为机壳10的主体使用，主需在得到的主体两端加装端盖即可得到完整的机壳10，大大减少了机壳10的加工难度，降低了加工成本；
而机壳10采用铝型材，一方面密度较小，重量较轻，便于搬运、运输，另一方面，铝的导热性能相对较好，有利于机壳10的散热，从而能够提高本申请的发电机散热机构的散热效率。
在图1所示的实施例中，发电机散热结构还包括风扇罩40，风扇罩40可拆卸的设置于机壳10靠近风扇30的一端，风扇罩40远离机壳10一侧的端面开设有进风口。通过设置风扇罩40，能够对风扇30进行保护，从而避免风扇30长时间暴露于外界导致变形或损坏，增加风扇30的使用寿命；而开设进风口，使得空气能够从进风口进入风扇罩40，不影响风扇30的正常使用。
请结合图1和图3所示，机壳10的外周壁固设有多个凸块，风扇罩40可拆卸的设置于凸块，且风扇罩40的内径大于机壳10的外径，以使得风扇罩40的内表面与机壳10的外表面之间形成一环形间隙，当风扇30启动时，沿涵道径向流出的流动空气，最终会沿此环形间隙流出，从而保证流动空气与机壳10外侧壁能够平行吹出，以保证流动空气均能够与机壳10的外周壁充分接触，以增加散热效率；
通过在机壳10的外周壁固设凸块，并将风扇罩40设置于凸块，以保证在内径大于机壳10的外径的情况下，风扇罩40仍能够设置于机壳10；
由于风扇罩40用于对风扇30进行保护，长时间使用后，风扇罩40容易沾染、堆积脏污，若脏污堵塞进风口，则可能由于无法正常进风导致影响风扇30的正常使用；因此，对于风扇罩40，在使用一定时间后，需要进行清理与维护，而本申请中，将风扇罩40可拆卸的设置于机壳10，使得在需要对风扇罩40清理和维护时，可以将风扇罩40拆卸后进行清理和维护作业，从而减少了风扇罩40清理、维护的难度，并且使得风扇罩40能够得到更加彻底的清理、维护；
此外，这里的可拆卸的设置，指螺栓连接、卡接、过盈配合等常见的可根据需要进行拆卸的固定连接方式。优选的，风扇罩40与凸块沿径向远离主轴20一侧的端面通过螺栓连接，径向设置的螺栓无其他零件阻挡，安装、拆卸较为便利，进一步减小了更换、维护风扇罩40的难度。
优选的，凸块设置有四个，以机壳10的中轴线为中心周向均布，且四个凸块将机壳10的外周壁分为上、下、左、右四个部分，散热鳍片11设置于机壳10外周壁的左、右两个部分；
四个周向均布的凸块能够保证风扇罩40与机壳10固定相对牢靠；而仅将散热鳍片11设置于机壳10外周壁的左、右两个部分，是因为若将散热鳍片11设置于机壳10外周壁的上、下部分时，设置散热鳍片11所带来散热效率提升收益较低，反而会由于增设散热鳍片11导致成本提升，性价比较低。
其中，若将散热鳍片设置于机壳10外周壁的上部时，由风扇30吹出的气流会被机壳10顶部的接线盒阻挡，导致无法达到预计的散热效果；而若将散热鳍片设置于机壳10外周壁的下部时，由于机壳10下部贴近底面，与底面之间距离较小，可供与散热鳍片11进行热传递的外部空气相对较少，仅依靠风扇30吹出的气流无法及时完成与散热鳍片11之间的换热，从而同样会导致无法达到预计的散热效果。
在图1所示的实施例中，机壳10靠近风扇30的一侧端面倒有圆角。以使得由风扇30转动产生的气流能够在倒角面导向作用下，沿机壳10与风扇罩40之间的环形间隙平滑的流出，从而避免因气流直接与风扇罩40内表面或机壳10的端面碰撞导致紊流，从而影响气流的流速，进而达到增加散热效率的效果。
本发明第二方面一种发电机，该发电机包括上述任一实施例的发电机散热结构。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种发电机散热结构，其特征在于，包括机壳(10)、主轴(20)以及风扇(30)；
所述主轴(20)设置于所述机壳(10)内，且两端分别贯穿所述机壳(10)，所述主轴(20)的一端用于与驱动装置连接，另一端固设有所述风扇(30)；
所述风扇(30)包括挡风板(31)、扇叶(32)以及固定部(33)，所述固定部(33)能够与所述主轴(20)固定连接，所述挡风板(31)固设于所述固定部(33)的外周壁且与所述主轴(20)垂直，所述固定部(33)的外周壁还以所述主轴(20)的中轴线为中心周向均布固设有多个所述扇叶(32)，所述扇叶(32)与所述挡风板(31)垂直并固定连接，所述扇叶(32)呈圆弧形。
2.根据权利要求1所述的发电机散热结构，其特征在于，所述扇叶(32)的一端与所述固定部(33)的外周壁垂直，所述扇叶(32)的圆弧直径为所述主轴(20)直径的3倍～3.5倍。
3.根据权利要求2所述的发电机散热结构，其特征在于，所述扇叶(32)的圆弧直径为所述主轴(20)直径的3.23倍。
4.根据权利要求1所述的发电机散热结构，其特征在于，所述机壳(10)的外周壁固设有多个散热鳍片(11)。
5.根据权利要求4所述的发电机散热结构，其特征在于，每两相邻的所述散热鳍片(11)之间的间距相等。
6.根据权利要求4所述的发电机散热结构，其特征在于，所述散热鳍片(11)均平行于水平面设置，所述散热鳍片(11)与所述机壳(10)一体成型，所述机壳(10)为铝型材。
7.根据权利要求1所述的发电机散热结构，其特征在于，所述发电机散热结构还包括风扇罩(40)，所述风扇罩(40)可拆卸的设置于所述机壳(10)靠近所述风扇(30)的一端。
8.根据权利要求7所述的发电机散热结构，其特征在于，所述机壳(10)的外周壁固设有多个凸块，所述风扇罩(40)可拆卸的设置于所述凸块，且所述风扇罩(40)的内径大于所述机壳(10)的外径。
9.根据权利要求1所述的发电机散热结构，其特征在于，所述机壳(10)靠近所述风扇(30)的一侧端面倒有圆角。
10.一种发电机，其特征在于，包括如权利要求1～9中任意一项所述的发电机散热结构。
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