CN100445569C - 牵引电机制动冷却系统双叶轮轴流风机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种牵引电机制动冷却系统双叶轮轴流风机，以现有包括机壳、前后叶轮及电机的轴流风机为基础，将电机的轴向支撑板改为按气流方向设计的流线型导向板，电机支撑板与分布在电机外周且固定在机壳上的流线型导叶共同构成中间导叶，再同时改进前后叶轮的叶型设计，叶片采用外宽内窄前掠状，并按不等距方式排列在轮毂上，叶片内外径截面重心联线与径向直线间的夹角为20°～30°，相邻叶片间的夹角为55°～95°。本发明新型流线型电机支撑板及叶轮叶片，可改善风机运行条件，提高风机效率，降低气流分离，实现了较大幅度的节能和降噪。
Description
技术领域
本发明涉及一种轴流风机，具体涉及一种牵引电机制动冷却系统双叶轮轴流风机，属于流体工程技术领域。
背景技术
随着国家经济建设的飞速发展，城市轨道交通作为城市的交通枢纽，正在发挥着非常重要的作用，目前城市轨道交通蓬勃发展，并已进入一个新的发展时期，已成为许多城市的重点工程项目。巨额的建设资金已成为城市轨道交通事业发展的一大瓶颈，摆在我们面前的首要问题是采用国产技术装备、降低工程造价，促进城市轨道交通的快速发展。
在地铁牵引电机制动冷却系统中，采用轴流风机作为冷却风源。由于机车具有尺寸紧凑的特点，供安装风机的空间甚小，而冷却系统要求风源具有风压高、风量大的特点，为此，在役列车通常都采用较小直径叶轮的轴流风机，并采用双叶轮结构串联运行方式来提高风压，其典型结构是“前叶轮+导叶+后叶轮”，电机安放在两叶轮中间，电机支架通常是轴向布置，叶片流型按等环量设计。这种结构的风机存在着噪声高的弊端。由于电机是装在两个叶轮之间，电机支架撑板呈轴向布置会干扰气流，导致气流绕流支架板时会出现气流分离，在支架板的背部形成较大的旋涡区，这不仅会影响附加阻力，而且还严重影响后叶轮的作功能力，最终导致前后二级叶轮产生的风压低于单级叶轮产生风压的二倍，而噪声增值却大于3dB(A)。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种牵引电机制动冷却系统双叶轮轴流风机，改善风机运行条件，提高风机效率，降低气流分离，实现较大幅度节能和降噪。
为实现这一目的，本发明设计的牵引电机制动冷却系统双叶轮轴流风机，以现有包括机壳、前后叶轮及电机的轴流风机为基础，将电机的轴向支撑板改为按气流方向设计的流线型导向板，电机支撑板与分布在电机外周且固定在机壳上的流线型导叶共同构成中间导叶，再同时改进前后叶轮的叶型设计，叶片采用外宽内窄前掠状，并按不等距方式排列在轮毂上，叶片各截面重心联线不在同一径向直线上。
本发明的具体结构包括机壳、前叶轮、后叶轮及电机，电机固定在电机底座平台上，电机底座平台下的电机支撑板采用流线型导向板，电机支撑板与分布在电机外周且固定在机壳上的流线型导叶共同构成中间导叶。前叶轮、后叶轮的叶片均采用外宽内窄前掠状，并按不等距方式排列在轮毂上，叶片内外径截面重心联线与径向直线间的夹角为20°～30°，相邻叶片间的夹角为55°～95°。
对于前叶轮、后叶轮的叶片数为5片时，两叶片相互之间的夹角可在58°～92°范围选取。
本发明中，将电机底座平台下面的电机支撑板从现有轴向设置改为按流线型制作的弧形导向板，其进口端方向按前叶轮出口处气流角确定，出口端方向为轴向流出。采用上述措施后，可减少现有技术存在的绕流轴向支撑板出现的涡流，不仅能使附加阻力减为最小值，而且可确保后叶轮的作功能力。
本发明采用了流线型的电机支撑板、外宽内窄前掠状低噪声叶片和不等距排列叶片的新方案，改善了风机运行条件，提高风机效率，降低气流分离，实现较大幅度节能和降噪的目的。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图1中，1为前叶轮，2为中间导叶，3为后叶轮，4为电机，5为机壳，6为电机底座平台，7为电机的支撑板。
图2为本发明中电机及中间导叶的结构位置示意图。
图2中，2为中间导叶，4为电机，6为电机底座平台，7为电机的支撑板。
图3为本发明中前叶轮的结构示意图。
图3中，1为前叶轮，A为叶片内外径截面重心联线，B为叶轮的转动方向。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的技术方案作进一步描述。
本发明的牵引电机制动冷却系统双叶轮轴流风机结构如图1所示，包括机壳5、前叶轮1、后叶轮3及电机4，电机4固定在电机底座平台6上，电机底座平台6下的电机支撑板7采用流线型导向板，电机支撑板7与分布在电机外周且固定在机壳5上的流线型导叶共同构成中间导叶2。前叶轮1、后叶轮3的叶片均采用外宽内窄前掠状，并按不等距方式排列在轮毂上。
图2为本发明中电机及中间导叶的结构位置示意图。如图2所示，电机4放置在电机底座平台6上，电机支撑板7采用流线型导向板，电机支撑板7与分布在电机外周且固定在机壳上的流线型导叶共同构成中间导叶2。
图3为本发明采用的前叶轮的结构示意图，前后叶轮结构相同。如图3所示，叶轮1的叶片按变环量负指数流型设计，采用外宽内窄前掠状，并按不等距方式排列，叶片内外径截面重心联线A与径向直线间的夹角θ为20°～30°，相邻叶片间的夹角为55°～95°。图3中B为叶轮的转动方向。对应风机叶片数为5的例子，两叶片间的夹角可在58°～92°的范围内取值。
本发明中，将电机底座平台6下面的电机支撑板7从现有轴向设置改为按流线型制作的弧形导向板，其进口端方向按前叶轮出口处气流角确定，出口端方向为轴向流出。采用上述措施后，可减少现有技术存在的绕流轴向支撑板出现的涡流，不仅能使附加阻力减为最小值，而且可确保后叶轮的作功能力。
本发明将前后叶轮采用的叶片从现有外窄内宽叶片改为外宽内窄前掠状，使在相同周速条件下能获得较高的升压值；采用不等距排列叶片，可进一步降低噪声。
Claims (2)
1、一种牵引电机制动冷却系统双叶轮轴流风机，包括机壳(5)、前叶轮(1)、后叶轮(3)及电机(4)，其特征在于电机(4)固定在电机底座平台(6)上，电机底座平台(6)下的电机支撑板(7)采用流线型导向板，电机支撑板(7)与分布在电机外周且固定在机壳(5)上的流线型导叶共同构成中间导叶(2)；所述前叶轮(1)、后叶轮(3)的叶片为5～6片，均采用外宽内窄前掠状，并按不等距方式排列在轮毂上，叶片内外径截面重心联线与径向直线间的夹角为20°～30°，相邻叶片间的夹角为55°～95°。
2、根据权利要求1或2的牵引电机制动冷却系统双叶轮轴流风机，其特征在于所述前叶轮(1)、后叶轮(3)的叶片数为5片，两叶片相互之间的夹角为58°～92°。
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