[發明專利]空氣對空氣式熱交換器

在審

• 申請號: 201480058698.0
• 申請日: 2014-10-22
• 公開（公告）號: CN105684277A
• 公開（公告）日: 2016-06-15
• 發明（設計）人: 馬蒂·哈爾默;亞妮·森德斯特龍;圖奧馬斯·海爾克寧;拉米·勞特
• 申請（專利權）人: ABB技術有限公司
• 主分類號: H02K9/14
• 分類號: H02K9/14;F28F9/02;F28D7/16
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王艷江;董敏

技術領域

本發明涉及根據權利要求1的前序部分的空氣對空氣式熱交換器。

在許多應用中，使用空氣對空氣式熱交換器來冷卻發熱的設備。 例如，電機通常是在假定其操作溫度保持在40攝氏度以下的情況下構 造的。小電機可以通過附接至電機的軸的并借助于電機吹動該電機周 圍的外部空氣的風扇來冷卻。大電機通常設置有用于對電機進行冷卻 的熱交換器。熱交換器還可以使電機內的內部空氣環流閉合。熱交換 器可以是水對空氣式熱交換器或空氣對空氣式熱交換器。相比空氣對 空氣式熱交換器，水對空氣式熱交換器通常更有效，但是存在許多要 避免水的應用。因此，空氣對空氣式熱交換器常常是在特定應用中可 以使用的唯一選擇。

本發明涉及可以有利地與電機結合使用的空氣對空氣式熱交換 器。該熱交換器設置有外部空氣環流和內部空氣環流。內部空氣環流 使空氣以從電機流向熱交換器并返回至電機的閉合環流的方式循環流 動。外部空氣環流使冷卻空氣循環通過熱交換器。內部空氣在熱交換 器與電機之間循環流動，使得內部空氣在每次循環期間于熱交換器中 通過外部空氣被冷卻。

背景技術

EP專利申請2495849公開了一種具有熱交換器的旋轉機。該 旋轉機驅動沿軸向方向延伸的并設置有至少一個風扇的軸。熱交換 器設置成與旋轉機熱連通。熱交換器包括沿相對于軸向方向的橫向 方向延伸的管。熱交換器還包括位于管的一個端部處的入口殼體和 位于管的相反端部處的出口殼體。入口殼體和出口殼體沿著熱交換 器的軸向長度延伸。從風扇向入口殼體延伸有導管。因此，可以通 過風扇引導空氣穿過導管進入入口殼體并且進一步沿橫向方向穿過 管進入出口殼體。隨后，空氣沿橫向方向從出口殼體排出。

US專利5,844,333公開了一種用于封閉型框架馬達的空氣冷卻 器。該裝置包括電動馬達和熱交換器，其中，該電動馬達具有沿軸 向方向延伸的軸且該電動馬達位于在第二殼體內，該熱交換器位于 第一殼體上面的第一殼體內。熱交換器包括位于第二殼體內的兩個 熱交換單元。所述兩個熱交換單元形成A形構型。每個熱交換單元 均包括沿相對于軸向方向的橫向方向延伸的管。所述管在第二殼體 的側壁之間延伸。在熱交換單元之間形成有中間部段并且在第一殼 體的兩個端部處形成有端部部段。在第一殼體的一個側面處具有進 氣室并且在第一殼體的相反側面處具有排氣室。下面將對在此US 專利中公開的外部空氣環流和內部空氣環流進行說明。

外部空氣環流通過位于電動馬達的軸上的風扇穿過定位在第一 殼體的第一端部處的進氣室中的進氣開口被吹送到該進氣室中。周 圍空氣從該進氣室流動穿過熱交換單元中的管進入到相對的排氣室 中并且進一步穿過定位在第一殼體的相反的第二端部處的排氣室中 的出口開口從該排氣室離開。因此，外部空氣環流取決于電動馬達 的旋轉速度。

呈經馬達加熱過的空氣的形式的內部空氣環流從要被冷卻的電 動馬達向上流動至熱交換器的中間部段。經馬達加熱過的空氣通過 內部風扇循環流動并且在熱交換器的中間部段中被分成兩個分支。 第一分支流動經過第一熱交換單元中的管進入第一端部部段并且在 第一端部部段中進一步向下流動到電機的第一端部中。第二分支流 動經過第二熱交換單元中的管進入第二端部部段并且在第二端部部 段中進一步向下流動到電機的相反的第二端部中。這兩個分支從電 動馬達的相反兩個端部流動到轉子中的軸向空氣通路中、進一步穿 過轉子中的徑向空氣通路進入該轉子與定子之間的氣隙并且進一步 穿過定子中的徑向空氣通路進入熱交換器的中間部段。當熱空氣再 次從定子進入熱交換器的中間部段時，開始新的冷卻循環。

這些現有技術的熱交換器中的一個問題是冷卻時的不均勻性。 外部冷卻空氣從熱交換單元中的管的入口端部傳遞至該熱交換單元 中的管的出口端部。因此，當內部空氣——即，經馬達加熱過的空 氣——經過管時，冷卻空氣的溫度從入口端部朝向出口端部將持續 升高。因此，內部空氣在電機的橫向方向上將被不均勻地冷卻。與 管的出口端部處的冷卻相比，管的入口端部處的冷卻更有效。

發明內容

本發明的目的是獲得一種改進的空氣對空氣式熱交換器。

根據本發明的空氣對空氣式熱交換器的特征在于權利要求1的 特征部分中所陳述的內容。

空氣對空氣式熱交換器包括：

第一殼體，該第一殼體包括相反的兩個端壁、相反的兩個側壁、 底板以及頂板，