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JP2017038489A - Motor cooling device - Google Patents

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JP2017038489A JP2015159145A JP2015159145A JP2017038489A JP 2017038489 A JP2017038489 A JP 2017038489A JP 2015159145 A JP2015159145 A JP 2015159145A JP 2015159145 A JP2015159145 A JP 2015159145A JP 2017038489 A JP2017038489 A JP 2017038489A
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Abstract

【課題】簡易でコンパクトな構造、かつ低コストの電動機冷却装置を提供すること。
【解決手段】冷却装置1は、電動機固定子11に被せられ、電動機固定子11で発生した熱を受け取る集熱ジャケット2と、全体で閉ループを形成し、内部に冷媒を収容しているヒートパイプ3と、を備える。ヒートパイプ3は、集熱ジャケット2と接触し、集熱ジャケット2から熱を受け取るヒートパイプ側部3bおよびヒートパイプ底部3cと、集熱ジャケット2と接触しておらず、外部に熱を放出するヒートパイプ放熱部3aと、を備える。冷却装置1では、ヒートパイプ3内の冷媒の自励振動により、電動機固定子11で発生した熱を、集熱ジャケット2、ヒートパイプ側部3bおよびヒートパイプ底部、ヒートパイプ放熱部3aを経由して外部に放出する。
【選択図】図4
To provide a motor cooling device having a simple and compact structure and low cost.
A cooling device (1) is placed on an electric motor stator (11) and receives a heat collecting jacket (2) for receiving heat generated by the electric motor stator (11), and a heat pipe that forms a closed loop as a whole and contains refrigerant therein. 3. The heat pipe 3 is in contact with the heat collecting jacket 2 and is not in contact with the heat collecting jacket 2 and the heat pipe side 3b and the heat pipe bottom 3c that receive heat from the heat collecting jacket 2, and releases heat to the outside. And a heat pipe heat radiating part 3a. In the cooling device 1, the heat generated by the motor stator 11 due to the self-excited vibration of the refrigerant in the heat pipe 3 passes through the heat collecting jacket 2, the heat pipe side 3 b and the heat pipe bottom, and the heat pipe heat radiating part 3 a. To the outside.
[Selection] Figure 4

Description

本発明は、電動機冷却装置に関する。   The present invention relates to an electric motor cooling device.

動作中の電動機を適切に冷却することは、性能維持等の点で重要である。近年、電動機の冷却に関しては、電動機の外被(ケーシング)に設けたフィンに、電動機回転軸端に取り付けた羽根車または別置の送風機で冷却空気を通風させて放熱する方式(前者は強制自力風冷方式、後者は強制他力風冷方式)が主流となっている。また、一部の電動機においては、回転子に風穴や溝を設けたり、固定子に等間隔でスリットを作ったりするなどの内部通風冷却方法を採用するケースもある。   Proper cooling of the motor during operation is important in terms of maintaining performance. Recently, for the cooling of the electric motor, the fins provided on the outside of the electric motor (casing), an electric motor mounted on the rotating shaft end impeller or another location of the blower is ventilated cooling air to dissipate method (former forced self The mainstream is the air cooling method, the latter being the forced other force air cooling method). In some electric motors, there are cases in which an internal ventilation cooling method is employed, such as providing air holes or grooves in the rotor or making slits in the stator at equal intervals.

最近、小型で高出力に加えて毎分1万回転以上の高速回転可能な高速電動機の需要が高まりつつある。こうした電動機においては、強制自力風冷方式では冷却が充分でないことに加え、高速で回転する故に回転子の強度や剛性の確保が難しくなり、固定子側の構造を工夫して外部から強制的に通風して冷却する方式(特許文献1)や、固定子に水冷ジャケットを被せて冷却する方式を採用する場合もある。また、最近では、特許文献2に示すように、固定子を分割構造とし、分割部にヒートパイプを埋め込んだ伝熱フィンを設けて固定子の熱を外部の冷媒流路部へ逃がす方式も考案されている。   Recently, there is an increasing demand for a high-speed electric motor capable of rotating at a high speed of 10,000 rpm or more in addition to a small size and a high output. In such an electric motor, the forced self-winding cooling method is not sufficient for cooling, and because it rotates at high speed, it is difficult to ensure the strength and rigidity of the rotor. There are also cases where a method of cooling by ventilating (Patent Document 1) or a method of cooling by placing a water cooling jacket on the stator is employed. Recently, as shown in Patent Document 2, a method has been devised in which the stator has a split structure, and heat transfer fins in which heat pipes are embedded are provided in the split part to release the heat of the stator to the external refrigerant flow path part. Has been.

特許第4864492号Japanese Patent No. 4864492 特開2010−226918号公報JP 2010-226918 A

しかしながら、高速電動機冷却能力改善のための従来技術においては、固定子の構造が複雑となって加工及び組立時のコストに影響したり、固定子冷却用の冷媒用ポンプや送風機などの補機の設置スペースや補機駆動電源により高速電動機装置の小型化や省電力化に影響したりすることがある。   However, in the prior art for improving the cooling capacity of the high-speed motor, the structure of the stator becomes complicated, which affects the cost during processing and assembly, and the auxiliary pumps such as the cooling pump for the stator and the blower The installation space and the auxiliary drive power source may affect the miniaturization and power saving of the high-speed motor device.

そこで、本発明は、簡易でコンパクトな構造、かつ低コストの電動機冷却装置を提供することを課題とする。   Then, this invention makes it a subject to provide a simple and compact structure and a low-cost electric motor cooling device.

前記課題を解決するために、本発明は、電動機固定子に被せられ、前記電動機固定子で発生した熱を受け取る集熱ジャケットと、全体で閉ループを形成し、内部に冷媒を収容しているヒートパイプと、を備え、前記ヒートパイプは、前記集熱ジャケットと接触し、前記集熱ジャケットから熱を受け取るヒートパイプ受熱部と、前記集熱ジャケットと接触しておらず、外部に熱を放出するヒートパイプ放熱部と、を備え、前記ヒートパイプ内の冷媒の自励振動により、前記電動機固定子で発生した熱を、前記集熱ジャケット、前記ヒートパイプ受熱部、前記ヒートパイプ放熱部を経由して外部に放出することを特徴とする電動機冷却装置である。   In order to solve the above-described problems, the present invention provides a heat collection jacket that covers a motor stator and receives heat generated by the motor stator, and a heat that forms a closed loop as a whole and contains a refrigerant therein. A heat pipe that is in contact with the heat collection jacket and receives heat from the heat collection jacket, and is not in contact with the heat collection jacket and releases heat to the outside. A heat pipe heat radiating section, and heat generated by the motor stator due to self-excited vibration of the refrigerant in the heat pipe is passed through the heat collecting jacket, the heat pipe heat receiving section, and the heat pipe heat radiating section. The motor cooling device is characterized by being discharged to the outside.

本発明によれば、簡易でコンパクトな構造、かつ低コストの電動機冷却装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, a simple and compact structure and a low-cost electric motor cooling device can be provided.

本実施形態に適用する自励振動ヒートパイプの作動原理概念を示す図である。It is a figure which shows the principle of operation principle of the self-excited vibration heat pipe applied to this embodiment. 冷却装置の外観を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the external appearance of a cooling device. 冷却装置の外観を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the external appearance of a cooling device. 電動機固定子とそれに被せた冷却装置の外観を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the external appearance of an electric motor stator and the cooling device covered on it. 図4の冷却装置等を矢視A方向で切った場合の断面図である。It is sectional drawing at the time of cutting the cooling device etc. of FIG. 4 in the arrow A direction. 図4の冷却装置等を矢視B方向で切った場合の断面図である。It is sectional drawing at the time of cutting the cooling device etc. of FIG. 4 in the arrow B direction. 図6の冷却装置等の断面図における領域Cの拡大図である。It is an enlarged view of the area | region C in sectional drawing, such as a cooling device of FIG. 放熱部用風洞等を含む冷却装置等の外観を示す斜視図で、(a)は放熱部用風洞を分離した状態を示す図であり、(b)は放熱部用風洞を取り付けた状態を示す図である。It is a perspective view which shows the external appearance of the cooling device etc. containing the heat sink wind tunnel etc., (a) is a figure which shows the state which isolate | separated the heat sink wind tunnel, (b) shows the state which attached the heat sink wind tunnel. FIG. 図8(b)の冷却装置等を矢視D方向で切った場合の断面図である。It is sectional drawing at the time of cutting the cooling device etc. of FIG.8 (b) in arrow D direction. 図8(b)の冷却装置等を矢視E方向で切った場合の断面図である。It is sectional drawing at the time of cutting the cooling device etc. of FIG.8 (b) in the arrow E direction.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

まず、本実施形態に適用する自励振動ヒートパイプの作動原理概念について説明する。図1に示すように、ヒートパイプ101は、全体で閉ループを形成し、温度によって液相103aまたは気相103bに変化する冷媒103が内部に封入され、冷却対象から熱を奪う受熱部102と奪った熱を放熱する放熱部106とを備えている。受熱部102で冷却対象から熱を受けた冷媒103は、蒸発部104にて液相103aから気相103bに変化し、その後、放熱部106に移動してヒートパイプ101の外部を流動する外部冷媒(大気等)へ放熱することにより、凝縮部105にて気相103bから液相103aに変化する。   First, an operation principle concept of a self-excited vibration heat pipe applied to the present embodiment will be described. As shown in FIG. 1, the heat pipe 101 forms a closed loop as a whole, and the refrigerant 103 that changes into the liquid phase 103a or the gas phase 103b depending on the temperature is enclosed inside, and deprives the heat receiving portion 102 that deprives heat from the object to be cooled. And a heat dissipating part 106 that dissipates heat. The refrigerant 103 that has received heat from the cooling target in the heat receiving unit 102 changes from the liquid phase 103 a to the gas phase 103 b in the evaporation unit 104, and then moves to the heat radiating unit 106 to flow outside the heat pipe 101. By dissipating heat to (atmosphere or the like), the condensation unit 105 changes from the gas phase 103b to the liquid phase 103a.

この相変化により冷媒103は受熱部102と放熱部106の間で自励振動を発生させ、受熱部102で吸熱した熱を放熱部106へポンプや圧縮機などの補機なしで効率よく移動させることが可能となる。   Due to this phase change, the refrigerant 103 generates self-excited vibration between the heat receiving unit 102 and the heat radiating unit 106, and efficiently moves the heat absorbed by the heat receiving unit 102 to the heat radiating unit 106 without using an auxiliary device such as a pump or a compressor. It becomes possible.

ここで、ヒートパイプ101の熱伝導率を、代表的な物質の熱伝導率と比較する。まず、電動機固定子の材料となる電磁鋼板の熱伝導率は17[W/(m・K)]、アルミニウムの熱伝導率は165[W/(m・K)]、銅の熱伝導率は400[W/(m・K)]である。これに対し、ヒートパイプ101の熱伝導率(冷媒による熱移動作用込みの熱伝導率)は2000[W/(m・K)]である。したがって、ヒートパイプ101によれば、他の場合に比べて有意に大きな熱輸送性能が見込めることから、冷却装置のコンパクト化等に寄与できる。   Here, the thermal conductivity of the heat pipe 101 is compared with the thermal conductivity of a typical substance. First, the thermal conductivity of the electrical steel sheet that is the material of the motor stator is 17 [W / (m · K)], the thermal conductivity of aluminum is 165 [W / (m · K)], and the thermal conductivity of copper is 400 [W / (m · K)]. On the other hand, the heat conductivity of the heat pipe 101 (the heat conductivity including the heat transfer action by the refrigerant) is 2000 [W / (m · K)]. Therefore, according to the heat pipe 101, a significantly greater heat transport performance can be expected compared to other cases, which can contribute to downsizing of the cooling device and the like.

次に、本実施形態の冷却装置1(電動機冷却装置)の構造について説明する。図2、図3に示すように、冷却装置1は、電動機固定子11(図4参照)に被せられ、電動機固定子11で発生した熱を受け取る円筒形状の集熱ジャケット2(図1の受熱部102に相当)と、全体で閉ループを形成し、内部に冷媒を収容しているヒートパイプ3と、を備える。   Next, the structure of the cooling device 1 (electric motor cooling device) of this embodiment will be described. As shown in FIGS. 2 and 3, the cooling device 1 is covered with a motor stator 11 (see FIG. 4) and receives a heat generated by the motor stator 11 and has a cylindrical heat collecting jacket 2 (the heat receiving jacket of FIG. 1). And a heat pipe 3 that forms a closed loop as a whole and accommodates a refrigerant therein.

ヒートパイプ3は、集熱ジャケット2と接触し、集熱ジャケット2から熱を受け取るヒートパイプ側部3b(ヒートパイプ受熱部)、ヒートパイプ底部3c(ヒートパイプ受熱部)と、集熱ジャケット2と接触しておらず、外部に熱を放出するヒートパイプ放熱部3aと、を備える。なお、ヒートパイプ底部3cは、電動機の使用時の電動機固定子11における底部側の位置に、電動機固定子11の軸方向と平行に配置されている。   The heat pipe 3 comes into contact with the heat collecting jacket 2, the heat pipe side 3b (heat pipe heat receiving portion) for receiving heat from the heat collecting jacket 2, a heat pipe bottom 3c (heat pipe heat receiving unit), and the heat collection jacket 2 A heat pipe heat dissipating part 3a that is not in contact and emits heat to the outside. The heat pipe bottom 3c is disposed in parallel with the axial direction of the motor stator 11 at a position on the bottom side of the motor stator 11 when the motor is used.

より具体的には、本実施形態の冷却装置1では、ヒートパイプ3は、独立した2つの閉ループからなる。各々の閉ループは、集熱ジャケット2から熱を受け取るヒートパイプ側部3bと、その熱を外部に伝導するヒートパイプ放熱部3aとが図2、図3に示すように集熱ジャケット2の半周側で何度も折り返して往復し、ヒートパイプ側部3bの両端それぞれの下方部分がヒートパイプ底部3cで接続された構造をとっている。   More specifically, in the cooling device 1 of the present embodiment, the heat pipe 3 is composed of two independent closed loops. Each closed loop includes a heat pipe side portion 3b that receives heat from the heat collecting jacket 2 and a heat pipe heat radiating portion 3a that conducts the heat to the outside, as shown in FIGS. Thus, the structure is such that the lower part of each end of the heat pipe side 3b is connected by the heat pipe bottom 3c.

冷却装置1では、ヒートパイプ3内の冷媒の自励振動により、電動機固定子11で発生した熱を、集熱ジャケット2、ヒートパイプ側部3bおよびヒートパイプ底部3c、ヒートパイプ放熱部3aを経由して外部に放出する。   In the cooling device 1, the heat generated in the motor stator 11 due to the self-excited vibration of the refrigerant in the heat pipe 3 passes through the heat collection jacket 2, the heat pipe side 3 b and the heat pipe bottom 3 c, and the heat pipe heat radiating unit 3 a. And release to the outside.

なお、ヒートパイプ放熱部3aの周囲(詳細は後記)が、図1の放熱部106に相当する。また、集熱ジャケット2の材質については、アルミニウム合金などの熱伝導率が高い金属を用いることとする。   In addition, the circumference | surroundings (details are mentioned later) of the heat pipe thermal radiation part 3a are equivalent to the thermal radiation part 106 of FIG. As the material of the heat collecting jacket 2, a metal having high thermal conductivity such as an aluminum alloy is used.

図2、図3に示す冷却装置1は、例えば、2つをセットとして、図4に示すように従来型の電動機固定子11に被せて使用する。電動機固定子11に対する集熱ジャケット2の固定は、例えば焼嵌めによって実施すればよい。なお、図5は図4の冷却装置1等を矢視A方向で切った場合の断面図である。また、図6は図4の冷却装置1等を矢視B方向で切った場合の断面図である。また、図7は図6の冷却装置等の断面図における領域Cの拡大図である。   The cooling device 1 shown in FIG. 2 and FIG. 3 is used, for example, by putting two units on a conventional motor stator 11 as shown in FIG. The heat collecting jacket 2 may be fixed to the electric motor stator 11 by, for example, shrink fitting. 5 is a cross-sectional view of the cooling device 1 and the like of FIG. 4 taken along the direction A. FIG. 6 is a cross-sectional view of the cooling device 1 and the like shown in FIG. FIG. 7 is an enlarged view of a region C in the cross-sectional view of the cooling device and the like of FIG.

この2つの冷却装置1それぞれにおいて、まず、電動機固定子11で発生した熱は集熱ジャケット2へ伝導する。次に、その熱は集熱ジャケット2からヒートパイプ側部3b、ヒートパイプ底部3cへ伝導する。伝熱性能を下げないために、集熱ジャケット2とヒートパイプ側部3bとの間を密着(接触面積を増加)させる必要がある。それらの加工精度などにより隙間が空いてしまうことへの対策として、本実施形態においては、図7に示すように、集熱ジャケット2側に設けられヒートパイプ3の径に合わせた寸法の溝2aにヒートパイプ側部3bを巻きつけた後、溝2aに生じた隙間に熱伝導樹脂4(熱伝導物質。サーモグリス等でもよい)が充填される。これにより、集熱ジャケット2の熱をヒートパイプ側部3bへ充分に伝導することが可能となる。なお、ヒートパイプ底部3cについては、ヒートパイプ側部3bの全長よりもはるかに短いので、集熱ジャケット2側にそのような溝を設けなくてもよいが、設けてもよい。   In each of the two cooling devices 1, first, heat generated in the electric motor stator 11 is conducted to the heat collecting jacket 2. Next, the heat is conducted from the heat collecting jacket 2 to the heat pipe side 3b and the heat pipe bottom 3c. In order not to lower the heat transfer performance, it is necessary to closely contact (increase the contact area) between the heat collecting jacket 2 and the heat pipe side 3b. As a countermeasure against gaps due to such processing accuracy, in this embodiment, as shown in FIG. 7, the groove 2 a provided on the heat collecting jacket 2 side and having a size matching the diameter of the heat pipe 3. After the heat pipe side portion 3b is wound around, the gap formed in the groove 2a is filled with the heat conductive resin 4 (heat conductive material, which may be thermogrease or the like). Thereby, the heat of the heat collecting jacket 2 can be sufficiently conducted to the heat pipe side portion 3b. Since the heat pipe bottom 3c is much shorter than the entire length of the heat pipe side 3b, such a groove may not be provided on the heat collecting jacket 2 side, but may be provided.

ここで、冷却装置1を2つセットで用いた理由は、例えば、次の通りである。まず、2つの冷却装置1の一方に不具合が生じた場合でも、他方が放熱性能を維持できる、という冗長性を実現できる。また、1つの冷却装置を用いる場合に比べ、それぞれの冷却装置1におけるヒートパイプ3の長さを約半分にできるので、ヒートパイプ3内を移動する冷媒の圧力損失を小さく抑えて冷媒が移動しやすくなる。また、冷却装置1を電動機固定子11に取り付ける際の施工がしやすくなる。   Here, the reason why the two cooling devices 1 are used is, for example, as follows. First, even if a failure occurs in one of the two cooling devices 1, it is possible to realize redundancy that the other can maintain heat dissipation performance. Moreover, since the length of the heat pipe 3 in each cooling device 1 can be reduced to about half as compared with the case of using one cooling device, the refrigerant moves while suppressing the pressure loss of the refrigerant moving through the heat pipe 3. It becomes easy. Moreover, it becomes easy to perform construction when the cooling device 1 is attached to the electric motor stator 11.

次に、図8〜図10を参照して、冷却装置1の構成要素としてさらに放熱部用風洞5等を付加した場合の冷却装置1の構造について説明する。図8は、そのような冷却装置1等の外観を示す斜視図で、(a)は放熱部用風洞5を分離した状態を示す図であり、(b)は放熱部用風洞5を取り付けた状態を示す図である。図9は、図8(b)の冷却装置1等を矢視D方向で切った場合の断面図である。図10は、図8(b)の冷却装置1等を矢視E方向で切った場合の断面図である。   Next, with reference to FIGS. 8 to 10, the structure of the cooling device 1 when a heat radiating portion wind tunnel 5 or the like is further added as a component of the cooling device 1 will be described. FIG. 8 is a perspective view showing the external appearance of such a cooling device 1 and the like. FIG. 8A is a view showing a state where the heat-dissipating part wind tunnel 5 is separated, and FIG. It is a figure which shows a state. FIG. 9 is a cross-sectional view of the cooling device 1 and the like shown in FIG. FIG. 10 is a cross-sectional view of the cooling device 1 and the like in FIG.

図8〜図10に示すように、冷却装置1は、集熱ジャケット2、ヒートパイプ3に加えて、放熱部用風洞5、通風ファン6および放熱フィン7を備える。
放熱部用風洞5は、ヒートパイプ放熱部3aを覆い、電動機固定子11の軸方向の両端側に開口部を有する。
As shown in FIGS. 8 to 10, the cooling device 1 includes a heat radiating portion wind tunnel 5, a ventilation fan 6, and heat radiating fins 7 in addition to the heat collecting jacket 2 and the heat pipe 3.
The heat dissipating part wind tunnel 5 covers the heat pipe heat dissipating part 3 a and has openings on both end sides in the axial direction of the electric motor stator 11.

通風ファン6は、放熱部用風洞5に取り付けられ、放熱部用風洞5の両端の開口部から内部に空気を取り入れ、当該取り入れた空気を外部に放出する。
放熱フィン7は、放熱部用風洞5内に配置され、ヒートパイプ放熱部3aの熱を受け取って空気に伝導する。
The ventilation fan 6 is attached to the heat radiating portion wind tunnel 5, takes air into the inside from the openings at both ends of the heat radiating portion wind tunnel 5, and discharges the taken air to the outside.
The heat radiating fins 7 are disposed in the heat radiating portion wind tunnel 5 and receive heat from the heat pipe heat radiating portion 3a and conduct it to the air.

次に、各構成要素の取り付けについて説明する。電動機回転子14の一部を内部に収容する電動機固定子11に集熱ジャケット2を焼嵌め等により取り付け、さらにその外側に電動機ケーシング12を焼嵌め等により取り付ける。電動機ケーシング12は、上部に平面部が設けられ、その平面部にヒートパイプ放熱部3aを貫通させる孔が設けられている。これにより、ヒートパイプ放熱部3aが電動機ケーシング12の当該孔を貫通して上部に突出する。なお、軸受13は、図8〜図10に示すように取り付ける。   Next, attachment of each component will be described. The heat collecting jacket 2 is attached by shrink fitting or the like to the electric motor stator 11 in which a part of the electric motor rotor 14 is accommodated, and the electric motor casing 12 is further attached to the outside by shrink fitting or the like. The motor casing 12 is provided with a flat portion at the top, and a hole through which the heat pipe heat radiating portion 3a passes is provided in the flat portion. Thereby, the heat pipe heat radiation part 3a penetrates the said hole of the electric motor casing 12, and protrudes to the upper part. The bearing 13 is attached as shown in FIGS.

突出しているヒートパイプ放熱部3aを効率的に冷却して(つまり、放熱させて)内部の冷媒を凝縮させるために、電動機ケーシング12上に、通風ファン6を取り付けた放熱部用風洞5を取り付け、放熱部用風洞5内でヒートパイプ放熱部3aの熱を取り除く。また、放熱フィン7を設けたことによって、ヒートパイプ放熱部3aの熱が放熱フィン7に伝導し、表面積の広い放熱フィン7が放熱部用風洞5内の空気と接することで、さらに効率的にヒートパイプ放熱部3aを冷却することができる。   A heat pipe radiator portion 3a which protrudes efficiently cooled (i.e., the heat radiation is allowed to) to condense inside the refrigerant, on the motor casing 12, fitted with a heat radiating portion for wind tunnel 5 fitted with ventilation fan 6 The heat of the heat pipe heat radiating portion 3a is removed in the heat radiating portion wind tunnel 5. Further, by providing the heat radiating fins 7, the heat of the heat pipe heat radiating portion 3a is conducted to the heat radiating fins 7, and the heat radiating fins 7 having a large surface area are in contact with the air in the heat radiating portion wind tunnel 5, thereby more efficiently. The heat pipe heat radiation part 3a can be cooled.

前記したように、通風ファン6は、放熱部用風洞5内の空気を外部に放出する。これにより、図10の矢印で示す向きに空気が流れる。つまり、放熱部用風洞5の両端の開口部から空気が取り入れられ、放熱部用風洞5内で暖められた空気が通風ファン6から外部に排出される。空気の流れの方向をこのようにする理由としては、電動機固定子11においてコイルエンド部(軸方向の両端)がもっとも発熱することから、先に当該コイルエンド部に、より冷たい空気を当てることにより冷却性能を向上させるためである。   As described above, the ventilation fan 6 releases the air in the heat radiating portion wind tunnel 5 to the outside. Thereby, air flows in the direction shown by the arrow in FIG. That is, air is taken in from the openings at both ends of the heat dissipating part wind tunnel 5, and the air warmed in the heat dissipating part wind tunnel 5 is discharged from the ventilation fan 6 to the outside. The reason for making the air flow direction in this way is that the coil end portion (both ends in the axial direction) generates the most heat in the motor stator 11, so that cold air is first applied to the coil end portion. This is to improve the cooling performance.

このように、本実施形態の冷却装置1によれば、ヒートパイプ3内の冷媒の自励振動により、電動機固定子11で発生した熱を、集熱ジャケット2、ヒートパイプ受熱部(ヒートパイプ側部3b、ヒートパイプ底部3c)、ヒートパイプ放熱部3aを経由して外部に放出できるので、冷媒を移動させるための別置のポンプや送風機などの補機が不要であり、簡易でコンパクトな構造、かつ低コストの冷却装置1を実現することができる。   As described above, according to the cooling device 1 of the present embodiment, the heat generated in the motor stator 11 due to the self-excited vibration of the refrigerant in the heat pipe 3 is converted into the heat collection jacket 2, the heat pipe heat receiving portion (on the heat pipe side). Part 3b, heat pipe bottom 3c) and heat pipe heat radiating part 3a can be discharged to the outside, so no auxiliary equipment such as a separate pump or blower for moving the refrigerant is required, and a simple and compact structure And the low-cost cooling device 1 is realizable.

また、冷却装置1は従来構造のままの電動機固定子11に対して取り付けることができるので、電動機固定子11を加工等するためのコストの発生を回避できる。   Moreover, since the cooling device 1 can be attached to the motor stator 11 having the conventional structure, it is possible to avoid the cost for processing the motor stator 11.

また、集熱ジャケット2に設けられた溝2aとヒートパイプ側部3bとの隙間に熱伝導樹脂4を充填していることで、集熱ジャケット2からヒートパイプ側部3bへの熱伝達効率を向上させることができる。   Moreover, the heat transfer efficiency from the heat collecting jacket 2 to the heat pipe side portion 3b is increased by filling the gap between the groove 2a provided in the heat collecting jacket 2 and the heat pipe side portion 3b with the heat conductive resin 4. Can be improved.

また、通風ファン6を備える放熱部用風洞5を設けたことにより、ヒートパイプ放熱部3aをより効率的に冷却することができる。   Moreover, by providing the heat radiating portion wind tunnel 5 including the ventilation fan 6, the heat pipe heat radiating portion 3a can be cooled more efficiently.

また、放熱フィン7を設けたことにより、ヒートパイプ放熱部3aをより効率的に冷却することができる。   Moreover, by providing the radiation fin 7, the heat pipe heat radiation part 3a can be cooled more efficiently.

また、ヒートパイプ3のうち集熱ジャケット2から受熱する部分の一部として、電動機の使用時の電動機固定子11における底部側の位置に、電動機固定子11の軸方向と平行に配置されたヒートパイプ底部3cを設けたことにより、電動機の不使用時には、ヒートパイプ3内の冷媒の多くが液相としてヒートパイプ底部3c内に収容される。これにより、冷却装置1の管理や運搬がより容易になる。   Further, as part of the portion of the heat pipe 3 that receives heat from the heat collecting jacket 2, heat that is arranged in parallel with the axial direction of the motor stator 11 at a position on the bottom side of the motor stator 11 when the motor is used. By providing the pipe bottom 3c, most of the refrigerant in the heat pipe 3 is accommodated in the heat pipe bottom 3c as a liquid phase when the electric motor is not used. Thereby, management and conveyance of the cooling device 1 become easier.

なお、ヒートパイプ3内に収容する冷媒としては、例えば、アセトン、メタノール、水等が考えられるが、電動機の作動温度や、使用環境温度、ヒートパイプ3の材質等を考慮して、適切な冷媒を適宜選択して使用すればよい。   In addition, as a refrigerant | coolant accommodated in the heat pipe 3, acetone, methanol, water etc. can be considered, for example, but considering the operating temperature of an electric motor, use environment temperature, the material of the heat pipe 3, etc., an appropriate refrigerant | coolant is considered. May be selected and used as appropriate.

以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこれらに限定されるものではない。
例えば、ヒートパイプ放熱部3aを冷却する外部冷媒は、空気のほかに、他の気体(冷却用ガス等)や、各種液体(水、オイル等)であってもよい。
This is the end of the description of the embodiments, but the aspects of the present invention are not limited to these.
For example, the external refrigerant that cools the heat pipe heat radiating unit 3a may be other gas (cooling gas or the like) or various liquids (water, oil, or the like) in addition to air.

また、本発明の冷却装置1は、磁気軸受を搭載したモータに適用し、電動機本体のみならず磁気軸受の冷却に用いてもよい。
その他、具体的な構成について、本発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
The cooling device 1 of the present invention may be applied to a motor equipped with a magnetic bearing, and may be used for cooling not only the motor body but also the magnetic bearing.
In addition, about a concrete structure, it can change suitably in the range which does not deviate from the main point of this invention.

1 冷却装置(電動機冷却装置)
2 集熱ジャケット
2a 溝
3 ヒートパイプ
3a ヒートパイプ放熱部
3b ヒートパイプ側部(ヒートパイプ受熱部)
3c ヒートパイプ底部(ヒートパイプ受熱部)
4 熱伝導樹脂(熱伝導物質)
5 放熱部用風洞
6 通風ファン
7 放熱フィン
11 電動機固定子
12 電動機ケーシング
13 軸受
14 電動機回転子
101 ヒートパイプ
102 受熱部
103 冷媒
103a 液相
103b 気相
104 蒸発部
105 凝縮部
106 放熱部
1 Cooling device (motor cooling device)
2 Heat collection jacket 2a Groove 3 Heat pipe 3a Heat pipe heat radiation part 3b Heat pipe side part (heat pipe heat receiving part)
3c Heat pipe bottom (heat pipe heat receiving part)
4 Thermal conductive resin (thermal conductive material)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 5 Wind tunnel for heat radiating part 6 Ventilation fan 7 Radiation fin 11 Motor stator 12 Motor casing 13 Bearing 14 Motor rotor 101 Heat pipe 102 Heat receiving part 103 Refrigerant 103a Liquid phase 103b Gas phase 104 Evaporating part 105 Condensing part 106 Heat radiating part

Claims (5)

電動機固定子に被せられ、前記電動機固定子で発生した熱を受け取る集熱ジャケットと、
全体で閉ループを形成し、内部に冷媒を収容しているヒートパイプと、を備え、
前記ヒートパイプは、
前記集熱ジャケットと接触し、前記集熱ジャケットから熱を受け取るヒートパイプ受熱部と、
前記集熱ジャケットと接触しておらず、外部に熱を放出するヒートパイプ放熱部と、を備え、
前記ヒートパイプ内の冷媒の自励振動により、前記電動機固定子で発生した熱を、前記集熱ジャケット、前記ヒートパイプ受熱部、前記ヒートパイプ放熱部を経由して外部に放出する
ことを特徴とする電動機冷却装置。
A heat collecting jacket that is placed on the motor stator and receives heat generated by the motor stator;
A heat pipe that forms a closed loop as a whole and contains a refrigerant inside,
The heat pipe is
A heat pipe heat receiving portion that contacts the heat collecting jacket and receives heat from the heat collecting jacket;
A heat pipe heat dissipating part that is not in contact with the heat collecting jacket and emits heat to the outside;
The heat generated by the motor stator due to the self-excited vibration of the refrigerant in the heat pipe is discharged to the outside through the heat collecting jacket, the heat pipe heat receiving part, and the heat pipe heat radiating part. Electric motor cooling device.
前記集熱ジャケットには、前記ヒートパイプ受熱部の少なくとも一部を収容する溝が設けられ、
前記溝に収容されている前記ヒートパイプ受熱部と前記溝との隙間に熱伝導物質が充填されている
ことを特徴とする請求項1に記載の電動機冷却装置。
The heat collecting jacket is provided with a groove for accommodating at least a part of the heat pipe heat receiving portion,
The electric motor cooling device according to claim 1, wherein a gap between the heat pipe heat receiving portion and the groove accommodated in the groove is filled with a heat conductive material.
前記ヒートパイプ放熱部を覆い、前記電動機固定子の軸方向の両端側に開口部を有する放熱部用風洞と、
前記放熱部用風洞に取り付けられ、前記放熱部用風洞の開口部から内部に空気を取り入れ、当該取り入れた空気を外部に放出する通風ファンと、をさらに備える
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電動機冷却装置。
Covering the heat pipe heat radiating portion, and a wind tunnel for a heat radiating portion having openings on both end sides in the axial direction of the electric motor stator,
A ventilation fan that is attached to the heat radiating unit wind tunnel, takes air into the inside from an opening of the heat radiating unit wind tunnel, and discharges the taken air to the outside. Item 3. The electric motor cooling device according to Item 2.
前記放熱部用風洞内に配置され、前記ヒートパイプ放熱部の熱を受け取って空気に伝導する放熱フィンを、をさらに備える
ことを特徴とする請求項3に記載の電動機冷却装置。
The electric motor cooling device according to claim 3, further comprising: a heat dissipating fin disposed in the heat dissipating part wind tunnel and receiving heat of the heat pipe heat dissipating part and conducting it to the air.
前記ヒートパイプ受熱部は、その一部として、電動機の使用時の前記電動機固定子における底部側の位置に、前記電動機固定子の軸方向と平行に配置されたヒートパイプ底部を備える
ことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の電動機冷却装置。
The heat pipe heat receiving portion includes, as a part thereof, a heat pipe bottom portion arranged in parallel with the axial direction of the electric motor stator at a position on the bottom side of the electric motor stator when the electric motor is used. The electric motor cooling device according to any one of claims 1 to 4.
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