CN201412392Y - 带有自然样条型弯叶片的闭式冷却塔专用轴流散热风扇 - Google Patents

带有自然样条型弯叶片的闭式冷却塔专用轴流散热风扇 Download PDF

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王企鲲
章立新
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

本实用新型涉及一种带有自然样条型弯叶片的闭式冷却塔专用轴流散热风扇，包括电机、轮毂、自然样条型弯叶片，轮毂通过旋转轴与电机连接，自然样条型弯叶片沿周向等间距地安装在轮毂上，自然样条型弯叶片的积迭线由两条样条曲线组成，其连接点在叶高中部且满足二阶光滑，即积迭线在该点上的二阶导数连续；叶片弯曲方向为叶片旋转方向，其上下端壁弯角互为相等，且取值范围为10°－30°。自然样条型弯叶片的弯度为上下端壁弯角正切值的1/3。本实用新型采用自然样条型的弯叶片作为轴流散热风扇的风叶，能有效地降低风叶流道内的端部损失、拓宽风扇稳定工作范围、提高散热风扇的气动性能，为实现闭式冷却塔整体能耗的下降起到显著的作用。

Description

带有自然样条型弯叶片的闭式冷却塔专用轴流散热风扇
技术领域
本实用新型涉及一种轴流散热风扇，具体地说是通过在轮毂上安装自然样条型弯叶片，构成冷却塔上使用的散热风扇。
背景技术
冷却塔的作用是将挟带废热的冷却水在塔内与空气进行热交换，使废热传输给空气并散入大气。在公共建筑中，暖通空调系统是耗能大户，而随着我国经济的持续发展，空调能耗将不断提高。因此，节省空调系统的运行能耗，在节能减排的社会大背景下有着尤为重要的意义。
冷却塔在空调系统中既可以作排热装置也可以作制冷装置使用。开式冷却塔用于免费供冷时，需采取一些相应的措施。闭式冷却塔与开式冷却塔相比由于其被冷却工质在盘管中流动，避免了冷却工质与空气的直接接触，管内工质不易受污染。常规机械制冷空调系统中若采用闭式冷却塔，在过渡季节可以将冷却水与冷冻水系统进行切换，从而实现免费供冷，可大大节省制冷机的运行费用。闭式冷却塔在干燥和比较干燥的地区，完全可以替代常规空调而实现舒适性空调，在非干燥地区，通过一系列的改进，也存在着应用这一技术的可能性。因此在空调领域有着广阔的应用前景。但是，闭式冷却塔的能耗要远高于对应的开式冷却塔，且最主要的耗能部件是为闭式冷却塔起强迫对流散热作用的轴流散热风扇。所以轴流散热风扇气动性能不仅决定了冷却塔的热力性能，而且直接关系到整个闭式冷却塔的能耗与效率。
提高轴流散热风扇气动性能的一种方法是将叶片进行适当的沿周向弯曲，通过降低叶道内气流端部损失的方法来提高叶片的气动性能。轴流散热风扇的叶片弯曲形式完全决定于积迭线形状。由于确定积迭线形状的因素非常多，目前对取何种形状的积迭线尚未取得一致共识。有关弯叶片的研究较集中于叶顶、叶根与上下盖板之间的夹角，即积迭线两端的法向夹角，而对积迭线的具体形状则论述得不多，最常见的是采用标准圆弧。
发明内容
本实用新型是要提供一种带有自然样条型弯叶片的闭式冷却塔专用轴流散热风扇，其目的在于优化轴流散热风扇中弯叶片的具体结构，能有效地降低叶道内气流的端部损失，从而克服现有闭式冷却塔专用散热风扇中，气动效率低、气动噪声大等缺点，该轴流散热风扇利用一种基于自然样条函数思想的弯叶片生成方法，按其所设计自然样条型弯叶片用于闭式冷却塔的散热风扇上时，能起到提高轴流散热风扇气动效率，降低闭式冷却塔整体能耗的作用。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种带有自然样条型弯叶片的闭式冷却塔专用轴流散热风扇，包括电机、轮毂、自然样条型弯叶片，轮毂通过旋转轴与电机连接，其特点是：自然样条型弯叶片沿周向等间距地安装在轮毂上，自然样条型弯叶片的积迭线由两条样条曲线组成，其连接点在叶高中部且满足二阶光滑，即积迭线在该点上的二阶导数连续；叶片弯曲方向为叶片旋转方向，其上下端壁弯角互为相等，且取值范围为10°-30°。自然样条型弯叶片的弯度为上下端壁弯角正切值的1/3。
本实用新型与现有技术相比，具有如下有益效果：
1.本实用新型中的自然样条型弯叶片成型方法将叶片端壁弯角与叶片弯度相关联，且整个叶片弯曲型线为具有二阶光滑的自然样条曲线。这种成型方法克服了现有技术中只注重端壁弯角的确定而对叶片弯曲具体形状的确定存在随意性的缺点。
2.本实用新型中的弯叶片，其上下端部具有具有较大弯曲程度，这不仅能有效降低叶片流道内的端部损失，而且能增强对应风扇抗失速性能，提高其在小流量工况下稳定工作的能力。
3.本实用新型与同类风扇性能相比，具有风压大、效率高、噪声低、变工况适应性强等优点，尤其适合用于闭式冷却塔中高流动阻力场合的散热。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是自然样条型弯叶片的积迭线示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型加以详细说明。但本实施例并不用于限制本实用新型，凡是采用本实用新型的相似结构及其相似变化，均应列入本实用新型的保护范围。
如图1，2所示，本实用新型的带有自然样条型弯叶片的闭式冷却塔专用轴流散热风扇，包括电机1、轮毂2、自然样条型弯叶片3。
自然样条型弯叶片3沿周向等间距地安装在轮毂2上，轮毂2通过旋转轴与电机1连接；自然样条型弯叶片3的积迭线7由两条样条曲线组成，其连接点9在叶高5的中部且满足二阶光滑(即积迭线7在该点9上的二阶导数连续)；自然样条型弯叶片3为前弯叶片(即叶片弯向旋转方向)、其上端壁弯角4与下端壁弯角8相等，大小为10°-30°、自然样条型弯叶片3弯度(即叶片拱高6与叶高5之比值)为上、下端壁弯角4、8的正切值的1/3。
带有自然样条型弯叶片的闭式冷却塔专用轴流散热风扇转动时，由于自然样条型弯叶片3端部具有较大的弯曲程度，这有助于产生较大的径向力，以使叶片端部的低能流体向主流掺混并随之排出叶道，从而显著降低了叶片流道的端部损失，提高了风扇气动效率。同时自然样条型弯叶片3能抑制叶顶失速涡的形成，从而提高了小流量工况的气动性能，拓宽了其稳定工况范围。

Claims (2)

1.一种带有自然样条型弯叶片的闭式冷却塔专用轴流散热风扇，包括电机(1)、轮毂(2)、自然样条型弯叶片(3)，轮毂(2)通过旋转轴与电机(1)连接，其特征在于：所述自然样条型弯叶片(3)沿周向等间距地安装在轮毂(2)上，所述自然样条型弯叶片(3)的积迭线(7)由两条样条曲线组成，其连接点(9)在叶高(5)的中部且满足二阶光滑，即积迭线(9)在该点上的二阶导数连续；所述自然样条型弯叶片(3)弯曲方向为叶片旋转方向，其上、下端壁弯角(4，8)互为相等，且取值范围为10°-30°。
2.根据权利要求1所述的带有自然样条型弯叶片的闭式冷却塔专用轴流散热风扇，其特征在于：所述自然样条型弯叶片(3)的弯度为上、下端壁弯角(4，8)正切值的1/3。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101782084A (zh) * 2010-03-02 2010-07-21 上海理工大学 具有c样条型弯叶片的微型轴流风扇
CN103527514A (zh) * 2013-10-29 2014-01-22 中国北车集团大连机车研究所有限公司 机车用离心通风机叶轮

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