CN205243888U - 一种离心轴流式风机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种离心轴流式风机，包括圆筒形的机壳，设置于机壳轴向前端的进风口和轴向尾端的出风口，机壳内从轴向前端至尾端依次设置的进风集流器、离心叶轮、电机支撑筒和轴流叶轮，设置在电机支撑筒内的电机，径向上设置在机壳与离心叶轮之间的挡风环，以及径向上设置在机壳与电机支撑筒之间的导叶；所述挡风环包括弧状体，所述弧状体的弯曲方向为利于气体流向出风口的方向；挡风环的轴向尾端固定设置在机壳的内壁上，其轴向前端为自由端，且挡风环的轴向前端与前轮盘尾端平齐或位于前轮盘尾端的轴向前端。本实用新型提供的风机同时具有流量大、噪音低、所占空间小、安装简便且效率高的优势。

Description

一种离心轴流式风机

技术领域

本实用新型属于流体机械领域，涉及一种离心轴流式风机，具体为一种动车组牵引电机冷却用高压离心轴流式通风机。

背景技术

牵引电机是机车高速重载运行的关键部件。牵引电机工作时，由于负载高速度快，电机内部绕组将产生大量的热量。为防止牵引电机过热损坏，保证了机车的正常工作，需配套通风机给牵引电机强迫散热，通风机是机车通风系统中的核心部件。

牵引电机悬挂于机车底部位置，通过管道送风冷却，由于机车布局考虑送风管道较长阻力较大，而牵引电机冷却需要的风压也较高，因此对通风机提出高压大流量的要求。现有的离心风机能够满足高压的特点，但是其结构的特点需要较大的空间且通风的流量较小；而轴流风机能够满足空间安装尺寸和流量的需求，但是其输送的压力较低，难以达到高压力。

中国发明专利CN201110049606.0涉及一种既具有轴流风机流量大，可以按要求设计成各种不同流量压力比的气流轴向进出的管道式离心风机及离心导流方法。机壳呈管道结构，进风端板、出风端板分别安装于机壳的前后端，气流从进风端板的圆口进入风机，从出风端板的圆口排出，达到气流同轴进出的目的；电机位于管道中心，离心式叶轮安装在电机轴上且离心式叶轮与进风端板之间设有集流器，其集流器收敛口适度插入叶轮的入口，顺利规束气流进入离心式叶轮；出风导流器安装于机壳内壁后部，其收敛端对准出风端板的圆口，规束气流由此排出；整流导流器焊接于机壳内壁，其收敛端与离心式叶轮的上部外缘间隙配合。启动所述风机的电机后，电机带动离心式叶轮旋转，离心式叶轮旋转产生吸甩作用，使气流从进风端板的圆口进入集流器，使气流由通常的切线方向的出风口排出改变为经出风导流器导流由出风端板的圆口排出，达到气流同轴进出的目的。

上述设计在一定程度上既弥补了轴流风机的不足，又弥补了离心风机的缺陷。但该风机并未对其内部结构做出细化的设计和优化，使得该风机的效率最高只能达到55％左右。因此，本领域需要设计一种同时具有流量大、噪音低、所占空间小、安装简便且效率高的风机。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决背景技术中的难点，在有限空间内保证风机合理的布局安装前提下，进一步提高风机压力和效率，设计一种离心轴流式双叶轮风机。

本实用新型提供一种离心轴流式风机，包括圆筒形的机壳，设置于机壳轴向前端的进风口和轴向尾端的出风口，机壳内从轴向前端至尾端依次设置的进风集流器、离心叶轮、电机支撑筒和轴流叶轮，设置在电机支撑筒内的电机，径向上设置在机壳与离心叶轮之间的挡风环，以及径向上设置在机壳与电机支撑筒之间的导叶；所述离心叶轮包括连接在电机主轴上的离心叶轮轮毂以及从轴向前端至尾端依次设置的前轮盘、叶片和后轮盘；所述轴流叶轮包括连接在电机主轴上的轴流叶轮轮毂以及轴流叶轮主体；所述挡风环包括弧状体，所述弧状体的弯曲方向为利于气体流向出风口的方向；挡风环的轴向尾端固定设置在机壳的内壁上，其轴向前端为自由端，且挡风环的轴向前端与前轮盘尾端平齐或位于前轮盘尾端的轴向前端。

本实用新型中，所述离心叶轮4和轴流叶轮6均可以使用现有技术中常见的离心叶轮和轴流叶轮，所述导叶也可以是风机中常规导叶。其中，本领域技术人员公知的，离心叶轮为轴向进风而径向出风；轴流叶轮为轴向进出风。

本实用新型中的挡风环有利于气流由径向流动转为轴向流动；在电机支撑筒内装有双轴伸电机，电机的两轴端分别安装离心叶轮和轴流叶轮；在圆筒形机壳外部设计有风机安装座11，在电机支撑筒的内部设计有电机支撑座；在机壳和电机支撑筒之间焊接有导叶。

本实用新型中，气体从集流器3的轴向方向进入离心叶轮4，通过离心叶轮4的做功下，气流的全压增大，此时气流由轴向变为径向流动，离开离心叶轮。在挡风环8的作用下，气流由径向变为轴向流动。采用离心叶轮的原因在于，离心叶轮相对轴流叶轮的压头高，比转速小，所以气流获得的压力大。挡风环8采用一种含弧状体81的环状结构，有利于气流转弯，减少气体流动损失，进而提高风机的压力和效率。气流转为轴向流动后，进入导叶9。气流在导叶中，一者将气流的部分动压转化为静压，二者调整气流的转折角，使其同轴流叶轮6之间有一个负冲角，这种设计能够进一步提高气体的压力。气流从导叶9中流出后进入轴流叶轮6，通过轴流叶轮进一步做功后，提高气体的全压，且气流出气方向为轴向流动，从机壳轴向尾端的出风口10流出。

在一种具体的实施方式中，所述挡风环还包括连接在弧状体径向内侧和轴向前端的平板。

在一种具体的实施方式中，挡风环的自由端与前轮盘41的尾端在轴向上平齐，且二者在径向上相距1～2mm。

在一种具体的实施方式中，所述电机支撑筒7为前端大、尾端小的锥筒，且锥筒侧壁与轴线夹角为6～10°。附图中示出的电机支撑筒为圆筒结构，而在本实用新型提供的离心轴流式风机中，若将电机支撑筒设置为锥筒侧壁与轴线夹角为6～10°的前端大、尾端小的锥筒时，所得风机的效率可以达到更高。

在一种具体的实施方式中，导叶出口安装角为85°～87°。现有技术中，位于电机支撑筒和机壳间的导叶的出口安装角一般为90°，本实用新型的优选方式中，相比而言导叶的出口安装角要小3°～5°，即85°～87°。

在一种具体的实施方式中，所述风机还包括设置在机壳1外壁上的加强筋。所述进风集流器3通过螺栓安装在机壳1上。

在一种具体的实施方式中，所述电机1与电机支撑筒5的前端经法兰结构连接。在一种具体的实施方式中，电机通过法兰连接在电机安装座上，而电机安装座焊接于电机支撑筒内。

在一种具体的实施方式中，所述风机还包括用于将离心叶轮直连于电机一端轴前端的轴头制动装置；在电机的另一端连接轴流叶轮的轴前端轴头制动装置。

在一种具体的实施方式中，所述风机还包括设置在风筒外壁上的风机安装座11。

在一种具体的实施方式中，挡风环8与叶轮4前轮盘之间的间隙尽可能小为宜，在考虑到工艺许可的条件下，建议在1～2mm。

本实用新型还提供一种如上所述风机在冷却轨道机车牵引电机方面的应用。

总的来说，采用本实用新型提供的方案，结合使用离心叶轮、挡风环、导叶和轴流叶轮，离心叶轮可以很好的提高风机全压；挡风环可以减少风机的流动损失，将气流由径向转为轴向流动；气流在导叶的导流作用下，将气流的部分动压转化为静压，且可以将气流角转化为轴流叶轮的负冲角，有利于进一步提高风机的全压。

本实用新型提供的风机同时具有流量大、噪音低、所占空间小、安装简便且效率高的优势。

附图说明

图1为本实用新型风机的结构示意图，

图2为离心叶轮截面示意图，

图3为轴流叶轮截面示意图，

图4为离心叶轮立体结构示意图，

图5为轴流叶轮立体结构示意图，

图6为挡风环立体结构示意图；

图中，1、机壳，2、进风口，3、进风集流器，4、离心叶轮，5、电机支撑筒，6、轴流叶轮，7、电机，8、挡风环，9、导叶，10、出风口，11、风机安装座，12、风向流动标识；

41、前轮盘，42、叶片，43、后轮盘，44、离心叶轮轮毂，411、前轮盘尾端，61、轴流叶轮主体，62、轴流叶轮轮毂，81、弧状体，82、平板。

具体实施方式

图1提供了一种离心轴流式双叶轮风机，它包括进风集流器3，离心叶轮4，挡风环8，机壳1，电机7，导叶9，电机支撑筒5，轴流叶轮6，位于离心叶轮端的轴头制动装置和位于轴流叶轮端的轴头制动装置，风机安装座11和风向流动标识12。进风集流器3通过安装螺栓安装于机壳1的前端，气流从集流器3进入风机；电机7位于管道中心，电机7与电机支撑筒5的电机安装座之间用固定螺栓连接；离心叶轮4安装在电机7的轴上，并使用轴头制动装置固定离心叶轮，将集流器3收敛口适度插入离心叶轮4的入口，顺利规束气流进入离心叶轮4；挡风环8焊接在机壳1上，挡风环为一环形圆环，主视图为一段圆弧和一段直板结构，其直板位置同离心叶轮4的前轮盘尾端在轴向上平齐，挡风环8引导气流由径向向轴向运动，能够减少气流转弯带来的损失，从而提高风机全压；在电机支撑筒5和机壳1之间焊接导叶9，气流在导叶中将动压慢慢转化为静压，同时气流以一定的冲角进入轴流叶轮6；气流从导叶9流出后，流入轴流叶轮6，由于存在负冲角，可以进一步提高风机的全压。气流从机壳1尾端轴向方向的出风口10流出，其中大部分风从轴流叶轮6的叶片处排出风机。风机安装座11焊接于机壳1的外壁面，风机安装座11主要用于风机的起吊运输和安装装配。

本实用新型中的离心叶轮和轴流叶轮根据使用要求的不同可采用优质碳素钢、耐腐蚀不锈钢制造，经严格的动平衡校验，运转平稳。机壳和电机支撑筒制成能承载负压的高强度结构，其制造材料也可按使用要求的不同采用优质碳素钢或耐腐蚀不锈钢。

本实用新型提供的风机损耗小，运行效率高，由现有技术中最相近风机效率的约55％提升至本实用新型中风机效率可达到或超过70％。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种离心轴流式风机，包括圆筒形的机壳(1)，设置于机壳轴向前端的进风口(2)和轴向尾端的出风口(10)，机壳内从轴向前端至尾端依次设置的进风集流器(3)、离心叶轮(4)、电机支撑筒(5)和轴流叶轮(6)，设置在电机支撑筒(5)内的电机(7)，径向上设置在机壳(1)与离心叶轮(4)之间的挡风环(8)，以及径向上设置在机壳(1)与电机支撑筒(5)之间的导叶(9)；所述离心叶轮(4)包括连接在电机主轴上的离心叶轮轮毂(44)以及从轴向前端至尾端依次设置的前轮盘(41)、叶片(42)和后轮盘(43)；所述轴流叶轮(6)包括连接在电机主轴上的轴流叶轮轮毂(62)以及轴流叶轮主体(61)；所述挡风环(8)包括弧状体(81)，所述弧状体(81)的弯曲方向为利于气体流向出风口(10)的方向；挡风环的轴向尾端固定设置在机壳(1)的内壁上，其轴向前端为自由端，且挡风环(8)的轴向前端与前轮盘尾端(411)平齐或位于前轮盘尾端(411)的轴向前端。

2.根据权利要求1所述的风机，其特征在于，所述挡风环(8)还包括连接在弧状体(81)径向内侧和轴向前端的平板(82)。

3.根据权利要求1所述的风机，其特征在于，挡风环的自由端与前轮盘(41)的尾端在轴向上平齐，且二者在径向上相距1～2mm。

4.根据权利要求1所述的风机，其特征在于，所述电机支撑筒(7)为前端大、尾端小的锥筒，且锥筒侧壁与轴线夹角为6～10°。

5.根据权利要求1所述的风机，其特征在于，导叶出口安装角为85°～87°。

6.根据权利要求1所述的风机，其特征在于，所述电机(1)与电机支撑筒(5)的前端经法兰结构连接。