專利名稱：列管式電機(jī)用空空冷卻器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電機(jī)換熱技術(shù)，更具體地說(shuō)，涉及一種列管式電機(jī)用空空冷卻器。
背景技術(shù)：
在發(fā)電系統(tǒng)中，電機(jī)由于連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)會(huì)持續(xù)發(fā)熱，導(dǎo)致電機(jī)溫度上升，如果不把這部 分熱量及時(shí)帶走，將會(huì)存在安全隱患，影響整個(gè)電機(jī)的使用壽命。因此，一般的電機(jī)都會(huì)配 有相應(yīng)的電機(jī)冷卻器。在目前現(xiàn)有的列管式電機(jī)用空空冷卻器中，最為常見的換熱管排列方式有兩種， 請(qǐng)參閱圖1所示，一種是呈等邊三角形的管排方式(叉排式)，即同排的相鄰兩換熱管1211 的圓心與縱排相對(duì)應(yīng)的一換熱管12的圓心構(gòu)成等邊三角形結(jié)構(gòu)。該種管排方式加工比較 簡(jiǎn)單，相應(yīng)的數(shù)據(jù)計(jì)算也已有大量的經(jīng)驗(yàn)公式，并且傳熱系數(shù)較高，但是管外阻力相對(duì)較 大，無(wú)法適用于阻力要求高的場(chǎng)合。請(qǐng)參閱圖2所示，另一種是呈長(zhǎng)方形的管排方式(順排 式)，即同排的相鄰兩換熱管2211的圓心與縱排相對(duì)應(yīng)的兩換熱管2211的圓心構(gòu)成長(zhǎng)方形 結(jié)構(gòu)。該種管排方式雖然能夠?qū)档驼麄€(gè)換熱器的管外阻力起到一定的效果，但由于其是 以犧牲部分換熱性能來(lái)?yè)Q取阻力的達(dá)標(biāo)，因此在國(guó)家“節(jié)能減排”方針的大背景下，日益顯 現(xiàn)出其使用的局限性。我們知道，冷卻器的管外阻力的大小可以用歐拉數(shù)Eu來(lái)作為一個(gè)衡量指標(biāo)，而影 響管外阻力的因素主要有管外風(fēng)速以及換熱管的布管方式。一般來(lái)說(shuō)，歐拉數(shù)Eu可以采用 以下公式來(lái)表示即
厶ρ_
「00051 Eu =——-~ 二 C χ Re—m
LUUU3」 ( 1 )式中，C和m是常數(shù)，其值與換熱管的布置方式有關(guān)；雷諾數(shù)Re是管外風(fēng)速，與換 熱管的特征尺寸有關(guān)，若是圓管的話，一般取管外徑作為特征尺寸；N為垂直于來(lái)流方向的 管排數(shù)；ΔΡ為管外阻力；ρ為管外氣體的密度；ν為管外氣體流速。從式(1)中可以看出， 管外阻力ΔΡ與換熱管的管排數(shù)N有直接的關(guān)系，管排數(shù)N越多，管外阻力ΔΡ就越大。而 上述的兩種管排方式均是按垂直于來(lái)流方向，即平行于冷卻器進(jìn)風(fēng)口的平面布置。并且通 常管排數(shù)N都在十排以上，當(dāng)換熱功率較大時(shí)，管排數(shù)N甚至在二三十排以上，因此其管外 阻力Δ P很大。因此，迫切需要一種新的空空冷卻器，用以解決在保證總的換熱面積(即換熱功 率)不變的情況下，減少垂直于來(lái)流方向上的管排數(shù)，以降低管外風(fēng)阻，從而達(dá)到降低能 耗、節(jié)約能源這個(gè)困惑了冷卻器行業(yè)多年而又一直未能很好解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的是提供一種列管式電機(jī)用空空 冷卻器，該冷卻器能夠在達(dá)到換熱要求的情況下最大限度的降低管外風(fēng)阻，有利于降低成 本和能耗。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案該列管式電機(jī)用空空冷卻器包括風(fēng)柜、并排設(shè)于風(fēng)柜內(nèi)的數(shù)個(gè)換熱組件以及設(shè)于 風(fēng)柜一側(cè)的集風(fēng)組件，所述的每個(gè)換熱組件均由兩個(gè)傾斜設(shè)置的換熱管束構(gòu)成，并且形成 的縱向截面呈倒“V”型結(jié)構(gòu)；每個(gè)換熱管束包括縱向排布的數(shù)列換熱管。所述的換熱組件的數(shù)量為一個(gè)、橫向并排的兩個(gè)或橫向并排的多個(gè)。所述的換熱管束與電機(jī)來(lái)流方向的夾角取值范圍為5° 30°。所述的每個(gè)換熱管束包括多列縱向平行排布的換熱管。所述的同一縱列的相鄰兩個(gè)換熱管的管間距Sl的取值相同，橫向相鄰的兩個(gè)換 熱管的管間距S2的取值相同或不相同。所述的每個(gè)換熱管束的上、下兩端分別設(shè)有形狀相適配的擋風(fēng)板，并且每個(gè)換熱 管束的外側(cè)還設(shè)有形狀相適配的折流板。在上述技術(shù)方案中，本發(fā)明的列管式電機(jī)用空空冷卻器包括風(fēng)柜、并排設(shè)于風(fēng)柜 內(nèi)的數(shù)個(gè)換熱組件以及設(shè)于風(fēng)柜一側(cè)的集風(fēng)組件，所述的每個(gè)換熱組件均由兩個(gè)傾斜設(shè)置 的換熱管束構(gòu)成，并且形成的縱向截面呈倒“V”型結(jié)構(gòu)；每個(gè)換熱管束包括縱向排布的數(shù) 列換熱管。采用該管排方式的冷卻器能夠在換熱效果不變的情況下，最大限度的減少了內(nèi) 風(fēng)路所穿過(guò)的管排數(shù)，從而大大的降低了管外的空氣阻力，不但減少了產(chǎn)生成本，而且還有 效的降低了使用能耗。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)的換熱管按等邊三角形的排列方式的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是現(xiàn)有技術(shù)的換熱管按長(zhǎng)方形的排列方式的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明的列管式電機(jī)用空空冷卻器一實(shí)施例的立體示意圖；圖4是沿圖3中A-A線的剖視示意圖；圖5是沿圖3中B-B線的剖視示意圖；圖6是圖5中一換熱管束的局部放大示意圖；圖7是本發(fā)明的冷卻器另一實(shí)施例的立體示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。實(shí)施例1在本實(shí)施例中，換熱組件的數(shù)量為兩個(gè)，并且縱向截面均呈倒“V”型結(jié)構(gòu)。請(qǐng)參閱圖3 圖6所示，本實(shí)施例的列管式電機(jī)用空空冷卻器30的結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有技 術(shù)基本相同，同樣也包括風(fēng)柜31、并排且固定設(shè)于風(fēng)柜31內(nèi)的數(shù)個(gè)換熱組件32以及設(shè)于風(fēng) 柜31 —側(cè)的集風(fēng)組件33，不同的是，每個(gè)換熱組件32均由兩個(gè)傾斜設(shè)置的換熱管束321構(gòu) 成，并且形成的縱向截面呈倒“V”型結(jié)構(gòu)；而每個(gè)換熱管束321包括縱向排布的數(shù)列換熱管 3211。根據(jù)冷卻器30不同的寬度可選擇換熱組件32的數(shù)量，在本實(shí)施例中，該換熱組件32 的數(shù)量為橫向并排的兩個(gè)，從而在風(fēng)柜31內(nèi)整體形成縱向截面為“M”型結(jié)構(gòu)。傾斜設(shè)置的 換熱管束321與電機(jī)來(lái)流方向(即電機(jī)出風(fēng)口送出并進(jìn)入風(fēng)柜31內(nèi)的內(nèi)風(fēng)路垂直方向)的 夾角a取值范圍為5° 30°。并且每個(gè)換熱管束包括多列縱向平行排布的換熱管3211，
4圖5中換熱管束的換熱管3211為五列。另外，每個(gè)換熱管束321的同一縱列的相鄰兩個(gè)換 熱管3211的管間距Sl的取值以及橫向相鄰的兩個(gè)換熱管3211的管間距S2的取值，均可 按我國(guó)過(guò)增元院士提出的場(chǎng)協(xié)同理論來(lái)計(jì)算確定，從而實(shí)現(xiàn)上述管間距的優(yōu)化設(shè)計(jì)。每個(gè) 換熱管束321的上下兩端均設(shè)有形狀相適配的擋風(fēng)板312，而換熱管束321得外側(cè)還設(shè)有形 狀相適配的折流板313。請(qǐng)?jiān)俳Y(jié)合圖4 圖5所示，該冷卻器30的工作原理如下將該冷卻器30通過(guò)安裝面311安裝在電機(jī)上，通過(guò)風(fēng)機(jī)并經(jīng)集風(fēng)組件33進(jìn)入風(fēng) 柜31內(nèi)，為換熱管3211提供用于換熱的冷流體(即外風(fēng)路a)；而電機(jī)的發(fā)出的熱流體(即 內(nèi)風(fēng)路b)從出風(fēng)口 0垂直進(jìn)入風(fēng)柜31內(nèi)，并經(jīng)設(shè)于風(fēng)柜31內(nèi)的擋風(fēng)板312的作用，分別 從換熱管束321的內(nèi)側(cè)進(jìn)入換熱管束321內(nèi)，并在經(jīng)折流板313作用下，分別沿?fù)Q熱管3211 軸向方向流動(dòng)，與換熱管3211內(nèi)的冷流體進(jìn)行充分的熱量交換，然后再?gòu)膿Q熱管束321的 內(nèi)側(cè)流出，并分別從安裝面的兩側(cè)排出并進(jìn)入電機(jī)的進(jìn)風(fēng)口 I，用以冷卻電機(jī)的發(fā)熱元件， 帶走電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的熱量，以此反復(fù)循環(huán)工作，實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的有效冷卻。實(shí)施例2在本實(shí)施例中，換熱組件的數(shù)量為一個(gè)，并且縱向截面均呈倒“V”型結(jié)構(gòu)。請(qǐng)參閱圖7所示，本實(shí)施例的列管式電機(jī)用空空冷卻器40的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1基本 相同，不同之處在于，本實(shí)施例的冷卻器40的換熱組件42的數(shù)量為一個(gè)，并且該換熱組件 42的縱向截面也呈倒“V”型結(jié)構(gòu)，因此在風(fēng)柜41內(nèi)整體形成縱向截面為倒“V”型結(jié)構(gòu)。該 冷卻器40的工作原理以及效果與實(shí)施例1相同，在此不再贅述。綜上所述，與現(xiàn)有技術(shù)的冷卻器相比，采用本發(fā)明的管排方式的冷卻器，在換熱效 果不變的情況下，能夠最大限度的減少了內(nèi)風(fēng)路b所穿過(guò)的管排數(shù)，從而大大的降低了管 外的空氣阻力，不但減少了產(chǎn)生成本，而且還有效的降低了使用能耗，效果十分明顯。本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，以上的實(shí)施例僅是用來(lái)說(shuō)明本發(fā)明， 而并非用作為對(duì)本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)，對(duì)以上所述實(shí)施例的變 化、變型都將落在本發(fā)明的權(quán)利要求書范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種列管式電機(jī)用空空冷卻器，該冷卻器包括風(fēng)柜、并排設(shè)于風(fēng)柜內(nèi)的數(shù)個(gè)換熱組件以及設(shè)于風(fēng)柜一側(cè)的集風(fēng)組件，其特征在于所述的每個(gè)換熱組件均由兩個(gè)或多個(gè)傾斜設(shè)置的換熱管束構(gòu)成，并且形成的縱向截面呈倒“V”型結(jié)構(gòu)；每個(gè)換熱管束包括縱向排布的數(shù)列換熱管。
2.如權(quán)利要求1所述的列管式電機(jī)用空空冷卻器，其特征在于所述的換熱組件的數(shù)量為一個(gè)、橫向并排的兩個(gè)或橫向并排的多個(gè)。
3.如權(quán)利要求1所述的列管式電機(jī)用空空冷卻器，其特征在于 所述的換熱管束與電機(jī)來(lái)流方向的夾角取值范圍為5° 30°。
4.如權(quán)利要求1所述的列管式電機(jī)用空空冷卻器，其特征在于 所述的每個(gè)換熱管束包括多列縱向平行排布的換熱管。
5.如權(quán)利要求1所述的列管式電機(jī)用空空冷卻器，其特征在于所述的同一縱列的相鄰兩個(gè)換熱管的管間距Si的取值相同，橫向相鄰的兩個(gè)換熱管 的管間距S2的取值相同或不相同。
6.如權(quán)利要求1所述的列管式電機(jī)用空空冷卻器，其特征在于所述的每個(gè)換熱管束的上、下兩端分別設(shè)有形狀相適配的擋風(fēng)板，并且每個(gè)換熱管束 的外側(cè)還設(shè)有形狀相適配的折流板。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種列管式電機(jī)用空空冷卻器，該冷卻器包括風(fēng)柜、并排設(shè)于風(fēng)柜內(nèi)的數(shù)個(gè)換熱組件以及設(shè)于風(fēng)柜一側(cè)的集風(fēng)組件，所述的每個(gè)換熱組件均由兩個(gè)或多個(gè)傾斜設(shè)置的換熱管束構(gòu)成，并且形成的縱向截面呈倒“V”型結(jié)構(gòu)；每個(gè)換熱管束包括縱向排布的數(shù)列換熱管。采用該管排方式的冷卻器能夠在換熱效果不變的情況下，最大限度的減少了內(nèi)風(fēng)路所穿過(guò)的管排數(shù)，從而大大的降低了管外的空氣阻力，不但減少了生產(chǎn)成本，而且還有效的降低了使用能耗。
文檔編號(hào)H02K9/00GK101908791SQ200910052530
公開日2010年12月8日 申請(qǐng)日期2009年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月4日
發(fā)明者張奎, 沈志勇, 茅忠萍, 茅文焯 申請(qǐng)人:上海東潤(rùn)換熱設(shè)備制造有限公司