专利名称：电机用空空冷却器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及冷却器技术，更具体地说，涉及一种电机用空空冷却器。
背景技术：
目前，用于电机冷却的空空冷却器主要为管式。常见的管式空空冷却器一般均包 括风柜、设于风柜内的数排换热管以及设于风柜一端的集风罩，换热管一端分别通过集风 罩与外部风机相通，并且相同横排的相邻两个换热管12的圆心与纵向相对应的一个换热 管12的圆心呈等边三角形，使得相邻的管间距Sl与S2均相等，即相同横排的相邻两个换 热管的管间流通面积与纵向相对应的换热管的管间流通面积相等，见图l所示。该种换热 管的排列方式加工比较简单，并且相应的计算也具有大量的经验公式。但是，通过长期的使 用以及实验计算得出，该排列方式在换热方面并非是一种最佳的排列方式，因此，必须对现 有的空空冷却器进行进一步的研究和改进，从而使其能够满足换热要求时管外风阻最小， 或者在满足给定管外风阻时换热能力最强的最佳效果。
实用新型内容针对现有技术中存在的上述缺点，本实用新型的目的是提供一种电机用空空冷却 器，该冷却器能够有效降低风阻，并且提高换热效果。 为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案 该电机用空空冷却器包括风柜、设于风柜内的数排换热管以及设于风柜一端的集
风罩，换热管一端分别通过集风罩与外部风机相通，所述的同一横排的相邻两个换热管的
圆心与纵向相对应的一个换热管的圆心呈等腰三角形，并且构成该等腰三角形的同一横排
的两个换热管的管间距与纵向相对应的换热管的管间距之比的取值范围为1. 6 2. 0。 所述的同一横排的换热管管径均相等；不同横排的换热管管径相等或不相等。 所述的相邻两横排的换热管之间的垂直距离取值相等或不相等。 在上述技术方案中，本实用新型的电机用空空冷却器包括风柜、设于风柜内的数
排换热管以及设于风柜一端的集风罩，同一横排的相邻两个换热管的圆心与纵向相对应的
一个换热管的圆心呈等腰三角形，并且构成该等腰三角形的同一横排的两个换热管的管间
距与纵向相对应的换热管的管间距之比的取值范围为1. 6 2. 0。采用该种换热管排列方
式的冷却器能够在保证换热效果的同时，极大的降低了管外风阻，减少了配套风机的能耗，
提高了换热效果。
图1是现有技术的电机用空空冷却器的换热管排列示意图； 图2是本实用新型的电机用空空冷却器的结构示意图； 图3是本实用新型的冷却器的剖视示意图； 图4是图3中的A部放大示意图；[0013] 图5是本实用新型的冷却器的工作原理图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例进一步说明本实用新型的技术方案。请参阅图1 图5所 示，本实用新型的电机用空空冷却器20的整体结构形式与现有技术基本相同，同样也包括 风柜21、设于风柜21内的数排换热管22以及设于风柜21 —端的集风罩23(见图5)，换热 管22 —端分别通过集风罩23与外部风机相通，而风柜21底部为安装面211，用以安装在 电机上，并且在安装面211的中间以及两侧均开有换热通风口 ，分别与电机的出风口 1和进 风口 2相通。不同的是，该冷却器20的同一横排的相邻两个换热管22的圆心与纵向相对 应的一个换热管22的圆心呈等腰三角形，并且构成该等腰三角形的同一横排的两个换热 管22的管间距Sl与纵向相对应的换热管22的管间距S2之比的取值范围为1. 6 2. 0，即 相同横排的相邻两个换热管22的管间流通面积与纵向相对应的换热管22的管间流通面积 之比的取值范围为1. 6 2. 0。作为一个实施例，该冷却器20的同一横排的换热管22管 径均相等；而不同横排的换热管22管径可以相等，也可以不相等。另外，相邻两横排的换热 管22之间的垂直距离取值可以相等，也可以不相等。在此需要说明的是，传统的等边三角 形排列方式的换热管，其S1/S2的值为l，并非最佳的排列方式。而本实用新型的排列方式 是根据我国学者过增元院士提出的场协同原理，对换热器的流场进行均匀性处理，也即管 外采用等流速流动计算出的，具体表现为若考虑到管外空气的密度基本不变，等流速流动 也就等同于等流通截面积流动，即Sl等于2倍的S2，但考虑到气体流过S2截面时并不是完 全垂直于S2截面，有一定的绕流，因此一般S2的值要略小于Sl的一半。经过了多种工况 的数学模拟，以及通过上海理工大学的换热性能测设平台的多次反复试验，最终得出了 Sl/ S2的最佳取值范围为1. 6 2. 0，按这种排列方式排布换热管22的冷却器20的换热效果 和管外风阻达到了最佳。请结合图5所示，该冷却器20的工作原理如下 该冷却器20通过安装面211安装于电机上，并且通过风机并经集风罩23进入风 柜21内，为换热管22提供用于换热的冷流体(即外风路a);而电机的发出的热流体(即内 风路b)从出风口 l进入风柜21内，并与换热管22内的冷流体进行热量交换，外风路a在 温度升高后从换热管22另一侧流出风柜21，而内风路b则在降温后通过风柜21内的导流 板212的导流作用，从安装面211两侧流出，并经电机的进风口 2进入电机内，用以对电机 发热元件的冷却，并经出风口 1进入冷却器20进行热交换，通过如此的循环工作，从而实现 对电机的有效冷却。 综上所述，本实用新型的电机用空空冷却器20，不仅保留了传统冷却器的结构简 单、承压能力强以及加工方便的特点，而且在保证换热效果的同时，极大的降低了管外风 阻，减少了配套风机的能耗，提高了换热效果。 一般来说，本实用新型的冷却器20在同样换 热功率条件下，最多可比传统等边三角形排列方式的冷却器节能25%，因此具有良好的发 展前景。 本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本实用新 型，而并非用作为对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围内，对以上所述 实施例的变化、变型都将落在本实用新型的权利要求书范围内。
权利要求一种电机用空空冷却器，包括风柜、设于风柜内的数排换热管以及设于风柜一端的集风罩，换热管一端分别通过集风罩与外部风机相通，其特征在于同一横排的相邻两个换热管的圆心与纵向相对应的一个换热管的圆心呈等腰三角形，并且构成该等腰三角形的同一横排的两个换热管的管间距与纵向相对应的换热管的管间距之比的取值范围为1.6～2.0。
2. 如权利要求1所述的电机用空空冷却器，其特征在于所述的同一横排的换热管管径均相等；不同横排的换热管管径相等或不相等。
3. 如权利要求1所述的电机用空空冷却器，其特征在于 所述的相邻两横排的换热管之间的垂直距离取值相等或不相等。
专利摘要本实用新型公开了一种电机用空空冷却器，该冷却器包括风柜、设于风柜内的数排换热管以及设于风柜一端的集风罩，同一横排的相邻两个换热管的圆心与纵向相对应的一个换热管的圆心呈等腰三角形，并且构成该等腰三角形的同一横排的两个换热管的管间距与纵向相对应的换热管的管间距之比的取值范围为1.6～2.0。采用该种换热管排列方式的冷却器能够在保证换热效果的同时，极大的降低了管外风阻，减少了配套风机的能耗，提高了换热效果。
文档编号H02K9/00GK201490842SQ20092007266
公开日2010年5月26日 申请日期2009年5月21日 优先权日2009年5月21日
发明者张奎, 沈志勇, 茅忠萍, 茅文焯 申请人:上海东润换热设备制造有限公司