CN2836326Y - 具有双通路气流冷却装置的发电机及其方法 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种包含双面风扇的发电机，双面风扇可操作用于在发电机中产生两股、间隔的、同时发生的冷却气流，从而更有效地冷却位于风扇相反侧的内部构件。双面风扇向永磁发电机（PMG）组件中产生第一冷却气流和产生第二冷却气流穿过电子组件。第一冷却气流冷却PMG组件中设置的定子，同时第二冷却气流冷却电子组件中设置的多个电路板。所述风扇将两股冷却气流都径向向外排放。

Description

具有双通路气流冷却装置的发电机及其方法

相关申请的交叉引用

本申请要求在2003年6月17日提交的USSN 60/479,022的优先权，其公开的内容在此作为参考。

技术领域

本实用新型涉及发电机，更具体地，涉及一种便携式发电机，其具有一对冷却气流通路，其设置成通过使用单个风扇同时冷却发电机的电路板和转子/定子组件。

背景技术

发电机在多种用途中广泛用于向电动工具或器械提供AC或DC电源。尤其，便携式发电机通常使用内燃机，内燃机驱动具有多个与其固定的永久磁铁的转子，其中所述转子与发动机的输出轴连接。转子设置在定子中。这些构件共同构成永磁发电机的一部分。

通常在转子和定子附近设置一块或多块电子电路板。因为在长期使用时这些构件会变得非常热，所以需要提供冷却气流，其不仅冷却转子和定子，而且也冷却控制发电机运转的电子电路板。常规地，这通过使用多于一台风扇来完成。例如，可以设置一台风扇用于通过壳体中的开口吸入空气，同时在不同位置中设置一***立的风扇以便抽取围绕电子电路板的冷却气流，定子和转子设置在所述壳体内。

致力于解决冷却发电机内部构件重要问题的其它尝试包括使用产生主气流的单台风扇，主气流随后被分开并被引入发电机的不同区域。

鉴于上述原因，还需要更有效的发电机内部构件冷却。更具体地，还需要一种冷却装置，其能够有效冷却位于发电机壳体中的定子/转子组件，以及远离定子/转子组件设置的电子电路板。尤其需要的是，提供一种装置，其中在发电机中关键位置设置的单台风扇可以用于产生两个不同的冷却气流通路以便最优化地冷却转子/定子组件和远离转子/定子组件设置的电子电路板。使用更有效冷却发电机的定子/转子组件和电子电路板的单台风扇可以实现减少总发电机的整体成本，而且提高发电机结构可靠性和精简性。

实用新型内容

本发明涉及一种发电机，其使用单台风扇用于在发电机内部结构中产生多股不同的冷却气流。所述的多股冷却气流用于有效地冷却发电机的转子/定子组件和设置在发电机中但远离转子/定子组件的电子印刷电路板组件。

在一种优选形态中，所述发电机包括与发电机内燃机输出轴连接的双面风扇。双面风扇设置在转子/定子组件和电子印刷电路板组件之间，所述转子/定子组件也与所述输出轴连接。发电机壳体包封转子/定子组件并在其一端具有孔，双面风扇能通过所述孔吸入第一冷却气流。第一冷却气流流动穿过定子绕组以便在工作期间有效地冷却这些绕组。双面风扇进一步靠近电子控制组件设置，电子控制组件容纳控制发电机工作的电子印刷电路板组件构件。双面风扇吸入第二冷却气流通路，使之穿过电子控制组件和通过排放口区域将其与第一冷却气流一起排出。因此，两股不同的冷却气流从不同入口点吸入发电机中，从而同时冷却转子/定子组件和电子控制组件中的印刷电路板。这构成非常紧凑而有效的气流冷却装置，其仅需要一台风扇来实现。

附图说明

从详细说明和附图中将更全面充分理解本发明，在附图中：

图1是根据本发明优选实施方案的便携式发电机的透视图；

图2是图1发电机的一些内部构件的分解透视图；

图3是以组装关系示出图2构件的简化局部侧视剖面图，示出了由发电机双面风扇产生的双冷却气流；

图4是图3中所示风扇的侧视图；和

图5是图4的风扇按照图4中方向线5-5获得的端面视图。

具体实施方式

优选实施方案的以下说明实际上仅仅是解释性的，不意味着限制本发明、其应用或用途。

参照图1和图2，示出根据本发明优选实施方案的发电机10。所述发电机形成便携式发电机，其通过至少一对轮子14支撑在框架12上。发电机10包括内燃(IC)机16，其可操作地连接永磁发电机(图2中的组件39)和电子控制组件44(图2中的构件44)，二者从图1的视角都是不可见的。控制面板22(图1)也可操作地连接电子控制组件，从而使用户可以控制发电机的工作和使用其产生的电力。

详细参照图2，能以分解方式看见发电机10的特定构件。内燃机16包括穿过前端盖26的孔24延伸的输出轴16a。前端盖26包封位置传感器壳体28、一对绝缘端环30和32、位于端环30和32之间的定子34、转子36和风扇隔板38。后端盖40包封双面风扇42。后端盖与电子控制组件44连接。电子控制组件44包括盖板46、箱体48、一对印刷线路板50和52以及电池充电组件54。空气圆锥密封件56设置在盖板46的内表面58上，从而给后端盖40提供密封件，这一点将在下面给出更详细的说明。

继续参照图2，前端盖26还包括多个圆形气流孔60和用于在孔24中同轴安装位置传感器壳体28的一对凸耳62。凸耳62可以与穿过传感器壳体28的弓形槽64的外部紧固构件(未示出)固定，从而可以旋转调节传感器壳体28的位置。

进一步参照图2，定子34以常规方式支撑在前端盖26中，夹在绝缘端环30和32之间。内燃机16的输出轴16a延伸穿过传感器壳体28中的中心孔66，经过绝缘端环30、32并穿过定子34进入配合件68中。配合件68被压配合于转子36中。转子36由此固定接合输出轴16a从而随其旋转。构件26、28、30、32、34、36、38、40、42和68构成永磁发电机(PMG)组件39。

与输出轴16a接合的还有双面风扇42。配件68延伸穿过双面风扇42的轮毂71的中心孔70，由此风扇可以被压配合在输出轴16a上。双面风扇42有略微小于后端盖40内径的直径，由此它可以在后端盖中自由旋转。后端盖40的凸缘72延伸穿过面板46中的中心孔74，空气锥形密封件56配合在其周边周围。空气圆锥密封件56可以用任何适合的挠性密封材料制成，但是在一个优选形态中，其由橡胶组成。

简要参照图4和图5，可以更详细的看见双面风扇42。风扇通常包括具有多个垂直延伸风扇叶片78的中心或基础部分76，风扇叶片78从基础部分76的相反侧开始延伸。设定孔70的尺寸以便使它被压配合在PMG39的配合件68的一部分上。叶片78用于以图5中箭头80和82的方向朝风扇抽吸空气，然后按照图5中的箭头84和86径向离开风扇。风扇42可以由多种材料制成，但是优选由高强度塑料、钢或铝制成。在一种优选形态中，风扇42总共包括38片独立风扇叶片78和具有约7.9英寸(200mm)的直径，风扇叶片78围绕风扇圆周周向等距间隔。然而，可以理解的是，叶片78的这种尺寸和数量，以及形状可以根据必须满足的冷却气流要求而显著变化。

参照图3，示出了包括内燃机16、PMG组件39和电子组件44的一些构件的简化横截面剖视图。在操作中，输出轴16a可旋转地驱动风扇42，其引起风扇产生一对气流88和90。气流88进入PMG39的内部区域，更具体而言是，穿过前端盖26中的孔60。气流90进入电子组件44，穿过形成在罩壳48的端壁94中的孔或槽92。

气流88在定子和前端盖26之间流动由此帮助冷却定子34绕组。端盖26和定子34围绕定子内径形成的密封防止气流88进入定子34和转子36之间的间隙。气流90围绕电路板50和52流动，从面板46中的孔74穿出，穿过孔73进入后端盖40。风扇42使气流90和88都朝径向向外从后盖板40中的孔96穿出。因此，单台双面风扇42用于从间隔一定距离的位置产生分开的冷却气流，从而更有效地冷却PMG39中的多种内部构件和电子组件44。仅使用单独一台风扇42显著节省发电机10内的空间，简化其结构和降低其整体成本及复杂程度。

实际上本发明的说明书仅仅是解释性的，由此不脱离本发明精神的改变意味着在本发明的范围内。这些变化被认为不脱离本发明的精神和范围。

Claims (19)

1.一种发电机设备，其包括：

具有壳体的发电机，多个第一和第三纵向间隔开的孔形成在所述壳体中；

至少部分包封在所述壳体中的定子；

至少部分位于所述定子中的转子；

具有与转子连接用于驱动转子相对定子旋转的输出轴的发动机；

与转子可操作地接合由此与其一起旋转的风扇；

临近所述转子设置的电子组件；

用于包封所述电子组件的罩壳，所述罩壳具有形成在其中的多个第二孔；和

其中所述风扇进行旋转，由此通过所述壳体中的所述多个第一孔吸入第一冷却气流和使气流围绕定子，通过所述多个第二孔抽入第二冷却气流和使气流围绕所述电子组件，通过所述壳体中的所述多个第三孔排出所述第一和第二冷却气流。

2.如权利要求1所述的设备，其中所述转子和所述电子组件设置在所述风扇的相反侧。

3.如权利要求1所述的设备，其中所述风扇设置成与所述定子纵向成一直线。

4.如权利要求1所述的设备，其中所述多个第一孔临近所述风扇第一侧设置，所述多个第二孔临近所述风扇的第二侧设置。

5.如权利要求1所述的设备，其中所述风扇包括双面风扇，其具有用于产生在所述壳体中围绕所述定子在第一纵向上气流的多个第一叶片和用于产生与所述第一气流相反在纵向上的第二气流的多个第二叶片。

6.如权利要求5所述的设备，其中所述双面风扇使所述第一和所述第二气流径向向外穿过所述壳体中的所述第三孔。

7.一种发电机设备，包括

具有壳体的发电机，所述壳体具有多个孔；

至少部分包封在所述壳体中的定子；

至少部分位于所述定子中的转子；

具有与转子连接用于驱动转子相对定子旋转的输出轴的发动机；

可操作地与所述转子接合以便与其一起旋转的双面风扇；

临近所述转子设置的电子组件；

其中所述双面风扇进行旋转，从而通过所述壳体中的所述多个孔纵向吸入所述第一气流并且第一气流经过所述定子，抽吸第二冷却气流使之围绕所述电子组件、组件和将所述第一和第二冷却气流从所述发电机内部区域排到周围环境中。

8.如权利要求7所述的设备，其进一步包括用于至少部分包封所述电子组件的罩壳；和

其中所述罩壳包括多个孔，可以通过所述孔抽吸空气使之穿过所述罩壳和经过所述电子组件。

9.如权利要求8所述的设备，其中所述壳体中的所述孔和所述罩壳中的所述孔设置在所述双面风扇的纵向相反侧。

10.如权利要求8所述的设备，其中所述壳体包括端盖，其中所述壳体中的所述孔由所述端盖上的圆周图形的孔形成。

11.如权利要求7所述的设备，其中所述壳体包括多个径向设置的孔，所述第一和第二气流通过所述孔排出。

12.一种发电机设备，其包括：

定子；

用于至少部分包封所述定子的壳体；所述壳体具有多个第一孔；

安装在所述定子中的转子；

临近所述定子安装的电子组件；

纵向安装在所述定子和所述电子组件之间的双面风扇；和

所述风扇运转由此产生以纵向相反方向流动的第一和第二冷却气流，从而同时冷却所述定子、所述转子和所述电子组件。

13.如权利要求12所述的设备，其中所述定子和所述转子安装在所述端盖中；和

其中所述端盖包括多个孔，所述孔使得可以在所述端盖内侧形成所述第一冷却气流。

14.如权利要求12所述的设备，其进一步包括用于包封所述电子组件的罩壳，和所述罩壳包括多个孔，所述孔使得可以在所述罩壳内侧形成所述第二冷却气流。

15.如权利要求12所述的设备，其中所述冷却气流同时相对于双面风扇径向从所述发电机排出。

16.一种发电机设备，其包括：

定子；

设置在所述定子内的转子；

电子组件；和

用于在发电机中同时产生在相反纵向上流动的冷却气流的装置，用于冷却所述定子、所述转子和所述电子组件。

17.如权利要求16所述的设备，其进一步包括用于包封所述定子和转子的壳体；和

其中所述冷却气流同时相对所述转子径向地从所述壳体排出。

18.如权利要求16所述的设备，其进一步包括用于包封所述电子组件的罩壳，所述罩壳包括多个气流孔。

19.如权利要求16所述的设备，其中所述电子组件和所述转子位于所述同时产生冷却气流的装置的相反侧。

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