鼓风机、电机及相关方法技术

本发明专利技术涉及鼓风机，包括叶轮壳体、可旋转地安装至壳体的叶轮以及电动马达。该电动马达具有带有中心部和从该中心部延伸的径向延伸部的马达壳体、邻近该马达壳体并且与该叶轮壳体相对的文丘里腔室、固定至马达壳体的中心部的定子、可旋转地安装至该壳体的该中心部的转子、以及固定至马达壳体的该径向延伸部的至少一个发热电气部件。叶轮壳体中具有第一空气压力并且马达壳体中具有不同于第一空气压力的第二空气压力。文丘里壳体和马达壳体在其之间限定了一通路，由此空气压力差在该马达壳体中产生空气流以冷却该至少一个发热电气部件。

【技术实现步骤摘要】
相关申请的交叉引用本申请是一个非临时申请，并要求其在2015年9月16日提交的美国临时专利申请62/219,250“鼓风机、电机及相关方法”的优先权，在此通过引用将其整体并入本文中.
本文描述的实施例总体上涉及电机(electricmachine)，更具体地说，涉及一种用于流体循环系统中的包括集成控制器的轴向通量电机.
技术介绍
许多已知的商业供暖、通风和空调(HVAC)系统都需要空气推进单元。除了为HVAC系统提供空气的流动以外，空气推进单元还可与冷凝器单元结合使用以及用于补充其它传热操作.一些已知的空气推进单元包括电动马达驱动型风扇.这些风扇例如包括由径向通量电动马达驱动的离心式叶轮型风扇.然而，一些已知的径向通量电动马达及其安装部件延伸一定距离进入风扇腔内.这限制了通过风扇的空气流并导致空气动力损失，对风扇性能产生了不利影响.将空气推进单元移到风扇腔外会导致组件的总厚度显著增加，并进一步要求采用各种联接至风扇的联接机构将风扇联接至电动马达轴.这些已知的联接机构进一步增加了风扇组件的厚度，并给风扇组件引入了重量和复杂性.此外，由于将风扇联接至电动马达轴所需的部件数量的增加，在这样的风扇组件中成本也增加了。此外，许多已知的空气推进单元包括联接至单元端部的集成控制器，从而进一步增加了风扇组件的厚度.为了减少空气推进单元的厚度，许多已知的单元包括复杂的控制器板配置和布置，其增加了单元的成本和复杂性，并且引入了来自未充分散热的发热部件的局部发热.此外，发热部件的局部发热对高效及有效地冷却这些发热部件并且同时最小化提供这样的冷却所需的功率/能量和气流损失提出了挑战.
技术实现思路
本文所描述的实施例总体涉及一种电机，更具体地涉及一种包括发热电气部件的电机.实施例包括各种用于冷却轴向通量电动马达的发热电气部件的冷却方法，其中轴向通量马达包括用于支承定子的中央壳体部和从中央壳体部延伸的径向延伸壳体部，径向延伸壳体部容纳该发热电气部件.电机通常为发电机或电动马达的形式.电机通常具有位于中心的并且相对于电机转动的轴.施加至电动马达中线圈的电能启动该相对运动，其将该能量传送到轴，替代性地，来自发电机的相对运动的机械能在线圈中激励出电能.为了方便起见，在下文中将电机描述为电动马达.应当理解的是，电动马达可以作为发电机运转，或者反之.电动马达通常具有方向为轴向方向或径向方向的磁通量.虽然大多数电动马达的磁通量方向为径向方向，但是一些电动马达也可具有方向为轴向方向的磁通量.对于电动马达、例如轴向通量电动马达、尤其是具有电子控制的电动马达来说，电气部件会产生热量.将该电气部件放置在与电动马达相分离的一部分壳体中可以改善部件的冷却.附图说明图1是根据本专利技术一实施例的鼓风机的透视图；图2是用于图1鼓风机中的鼓风机电动马达的透视图，示出了风扇通风孔；图3是用于图1鼓风机中的鼓风机电动马达的透视图，示出了吊舱(pods)中的出风孔；图4是用于图1鼓风机中的鼓风机电动马达的透视图，表示空气流量调节器；图5是图2的装置沿线5-5以箭头为方向的剖视图；图6是图3的装置沿线6-6以箭头为方向的剖视图；和图7是图4的装置沿线6-6以箭头为方向的剖视图；图8是图1鼓风机的鼓风机马达壳体的分解透视图，示出了吊舱中的监察面板(comptrollerboards)；图9是图1鼓风机的鼓风机电动马达的分解透视图，为了清楚起见其移除了风扇；图10是本专利技术鼓风机电动马达另一实施例的平面图，其部分为截面图，该鼓风机电动马达具有自身带有电动马达的单独的风扇，其示出了在第一方向上的空气流；图11是部分为截面图的图10的平面图，其示出了与第一方向相对的第二方向上的空气流；图12是本专利技术另一实施例的鼓风机电动马达的平面图，其部分为截面图，该鼓风机电动马达具有作为转子一部分的风扇，示出了在第一方向上的空气流；图13是本专利技术鼓风机电动马达的另一实施例的透视图，其部分为截面图，该鼓风机电动马达具有一个气室以引导对流、辐射或来自鼓风机的强制通风空气经过电气部件；图14是本专利技术鼓风机电动马达的另一实施例的透视图，该鼓风机电动马达具有在叶轮上的叶片和一护罩以冷却电气部件；图15是图14的鼓风机电动马达的另一透视图；图16是图14的鼓风机电动马达的另一透视图；图17是图14的鼓风机电动马达的另一透视图；图18是图16装置沿线18-18以箭头为方向的剖视图；图19是本专利技术鼓风机电动马达的另一实施例的透视图，其部分为截面图，该鼓风机电动马达具有位于鼓风机电动马达和鼓风机之间的孔，以利用负压力梯度提供空气流来冷却电气部件；图20是图19的鼓风机电动马达的透视图，其部分为截面图，利用正压力梯度提供空气流来冷却电气部件；以及图21是本专利技术鼓风机电动马达的另一个实施例的透视图，其利用叶轮背板中的通风孔产生压力梯度而提供空气流以冷却电气部件；图22是本专利技术鼓风机电动马达的另一个实施例的透视图，其利用定制轮(customerwheel)上的通风孔产生压力梯度而提供空气流以冷却电气部件；图23是本专利技术鼓风机电动马达的另一个实施例的透视图，其利用吊舱上的文丘里喷嘴产生压力梯度而提供空气流以冷却电气部件；图24是图23的鼓风机的另一透视图；图25是部分为截面图的图23鼓风机的另一透视图；图26是部分为截面图的图23鼓风机的另一透视图；图27是本专利技术鼓风机的另一实施例的透视图，其利用安装臂来安装吊舱以将电气部件定位至可更容易冷却的位置；图28是图27的鼓风机的另一透视图；图29是本专利技术鼓风机的另一实施例的透视图，其利用安装臂作为冷却导流板以冷却电气部件；图30是图29鼓风机的另一透视图；图31是根据本专利技术的一示例性方法的流程图.具体实施方式许多已知的商业供暖、通风和空调(HVAC)系统都需要空气推进单元.除了为HVAC系统提供空气的流动以外，空气推进单元还可与冷凝器单元结合使用并用于补充其它传热操作.一些已知的空气推进单元包括电动马达驱动型风扇.这些风扇例如包括由径向通量电动马达驱动的离心式叶轮型风扇.然而，一些已知的径向通量电动马达及其安装部件延伸一定距离进入风扇腔内.这限制了通过风扇的空气流并导致空气动力损失，对风扇性能产生了不利影响.将空气推进单元移到风扇腔外会导致组件总厚度的显著增加，并进一步要求采用各种联接至风扇的联接机构将风扇联接至电动马达轴。这些已知的联接机构进一步增加了风扇组件的厚度，并给风扇组件引入了重量以及复杂性.此外，由于将风扇联接至电动马达轴所需的部件数量的增加，在这样的风扇组件中成本也增加了.此外，许多已知的空气推进单元包括联接至单元端部的集成控制器，从而进一步增加了风扇组件的厚度.为了减少空气推进单元的厚度，许多已知的单元包括复杂的控制器板配置和布置，其增加了单元的成本和复杂性，并且引入了来自未充分散热的发热部件的局部发热。此外，发热部件的局部发热对高效及有效地冷却这些发热部件并且同时最小化提供这样的冷却所需的功率/能量和气流损失提出了挑战.参考图1-4，示出了以鼓风机10为形式的示例性流体循环组件的示意性透视图.在示例性实施例中，流体循环组件10在强制通风系统中产生空气流，强制通风系统例如为，但不限于，住宅或商业的供暖、通风和空调(HVAC)系统.可替代地，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种鼓风机，包括：叶轮壳体；可旋转地安装至所述壳体的叶轮；以及电动马达，具有：带有中心部和从该中心部延伸出的第一径向延伸部的马达壳体，邻近该马达壳体并且与该叶轮壳体相对的文丘里腔室，固定至马达壳体的中心部的定子，可旋转地安装至该马达壳体的该中心部的转子，以及固定至马达壳体的该第一径向延伸部的至少一个发热电气部件；所述叶轮壳体中具有第一空气压力并且所述马达壳体中具有不同于该第一空气压力的第二空气压力，所述文丘里壳体和所述马达壳体在它们之间限定出一通路，由此空气压力差在该马达壳体中产生空气流以冷却所述至少一个发热电气部件。

【技术特征摘要】
2015.09.16 US 62/2192501.一种鼓风机，包括：叶轮壳体；可旋转地安装至所述壳体的叶轮；以及电动马达，具有：带有中心部和从该中心部延伸出的第一径向延伸部的马达壳体，邻近该马达壳体并且与该叶轮壳体相对的文丘里腔室，固定至马达壳体的中心部的定子，可旋转地安装至该马达壳体的该中心部的转子，以及固定至马达壳体的该第一径向延伸部的至少一个发热电气部件；所述叶轮壳体中具有第一空气压力并且所述马达壳体中具有不同于该第一空气压力的第二空气压力，所述文丘里壳体和所述马达壳体在它们之间限定出一通路，由此空气压力差在该马达壳体中产生空气流以冷却所述至少一个发热电气部件。2.根据权利要求1所述的鼓风机，还包括用于调节从叶轮壳体至该部件的空气流的调节器。3.根据权利要求1所述的鼓风机，还包括从该中心部延伸的并且与所述第一径向延伸部相间隔开的第二径向延伸部。4.根据权利要求1所述的鼓风机，还包括位于从文丘里壳体至该部件的空气流中的护罩。5.根据权利要求4所述的鼓风机，其中该护罩适合于控制出口区域以匹配空气进口区域和将区域出口最优化至其应用可能会有助于冷却的位置中的至少一者。6.根据权利要求1所述的鼓风机，其中该文丘里壳体和该马达壳体彼此邻接，并且其中该叶轮壳体限定了穿过其中的一开口以及其中该马达壳体限定了穿过其中的一开口，由此该文丘里壳体的该开口与该马达壳体的该开口对准以允许空气流从该叶轮壳体吹送至该马达壳体。7.根据权利要求1所述的鼓风机，其中该马达壳体的该第一径向延伸部限定了其一空气出口。8.根据权利要求1所述的鼓风机，其中该马达壳体包括用于改变通过该马达壳体的空气流的调节器。9.根据权利要求1所述的鼓风机，其中该马达壳体适用于调节去往该马达壳体的该径向延伸部的冷却量。10.根据权利要求1所述的鼓风机，其中该马达壳体和该文丘里壳体适用于提供径向引导的空气流。11.一种用于转动鼓风机叶轮壳体中的叶轮的电动马达，包括：马达壳体，该马达壳体具有中心部和从该中心部延伸的第一径向延伸部；固定至该马达壳体的该中心部的定子；...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·J·克雷德勒，R·P·罗霍扎，E·L·德赖，C·S·伊格尔顿，M·L·克洛普，M·A·马克思，
申请(专利权)人：雷勃美国公司，
类型：发明
国别省市：美国;US