CN217633007U

CN217633007U - 一种燃料电池冷却塔风机

Info

Publication number: CN217633007U
Application number: CN202221155643.XU
Authority: CN
Inventors: 高平; 王杨亚; 颜建田; 苏义刚; 李永宗
Original assignee: Hunan Lince Rolling Stock Equipment Co Ltd
Current assignee: Hunan Lince Rolling Stock Equipment Co Ltd
Priority date: 2022-05-13
Filing date: 2022-05-13
Publication date: 2022-10-21
Anticipated expiration: 2032-05-13

Abstract

本实用新型公开了一种燃料电池冷却塔风机，包括主风筒、镶嵌在主风筒内部的叶轮、套在主风筒内部与叶轮连接且驱动叶轮旋转的电机，所述主风筒包括外风筒、导叶、内风筒、锥形导流筒，所述叶轮为轴式叶轮结构，叶轮包括轮体和轮芯，轮体包括轮毂与叶片，该风机叶片采用机翼式叶片，轮毂外轮廓为鼓形结构，所述鼓形结构为子午加速结构；本实用新型解决了现有技术存在结构尺寸大、效率低、噪音大等问题；本实用新型保证了风机的在额定工况点的效率最高，风机的全压效率提高10％以上，噪音为108dB较同类风机降低4dB(A)，气流噪音达到最低水平。

Description

一种燃料电池冷却塔风机

技术领域

本实用新型涉及流体机械领域，具体为一种燃料电池冷却塔风机。

背景技术

燃料电池冷却塔风机为氢燃料电池混合动力调车机车冷却用，燃料电池产生的热量通过水循环进入散热器，风机从车辆侧面吸入环境冷却空气，向下吹过散热器，将变流器和DC模块回路中的冷却液进行冷却后(水泵循环)，从车底吹出。该类风机要求噪音低、效率高、空间紧凑。

现有的冷却塔风机设计存在结构尺寸大、效率低、噪音大等问题，具体如下：一是同类风机噪音一般大于110dB；二是同类风机叶轮尺寸一般为800mm以上，高度尺寸为一般大于700mm；三是风机效率通常在55％-60％之间，效率相对不高，长期运行时能耗高。

公开号为CN203335439U的专利公开了一种双流制电力机车冷却塔用通风机：风机包括风筒、叶轮、前油管、后油管、电机等，该风机采用了机翼型风机叶轮加进风端倾斜式导叶技术，即采用了机翼式叶轮结构，但是该风机风机效率通常在55％-60％，效率相对不高，长期运行时能耗高。

实用新型内容

本实用新型为解决牵现有的冷却塔风机设计存在结构尺寸大、效率低、噪音大等问题，提供一种燃料电池冷却塔风机。

本实用新型采用的技术方案是：

一种燃料电池冷却塔风机，包括主风筒、镶嵌在主风筒内部的叶轮、套在主风筒内部与叶轮连接且驱动叶轮旋转的电机；

所述主风筒包括外风筒、沿外风筒内壁均匀分布一圈的导叶、与外风筒相同方向设置在叶轮下方且与导叶连接的内风筒、与内风筒下端相连且与内风筒相通的锥形导流筒；

所述叶轮为轴式叶轮结构，叶轮包括轮体和位于轮体中心且与电机相连的轮芯，轮体包括轮毂与轮毂外端相连的叶片，该风机叶片采用机翼式叶片，轮毂外轮廓为鼓形结构，所述鼓形结构为子午加速结构，气流轴向速度经过叶轮流道后速度大幅度提升。

进一步地，所述主风筒还包括焊接在外风筒上端和下端的上法兰和下法兰。

进一步地，所述叶轮还包括设置在叶轮的轮芯前端的导流帽，导流帽由3mm 钢板压制而成，导流帽对进口气流起到导流作用。

进一步地，所述叶轮进口端与上法兰断面距离为200mm，叶轮与外风筒的间隙为2-4mm，最佳间隙为3mm。

进一步地，所述叶片与导叶出口之间的轴向距离为13-18mm，最佳距离为 15mm，所述叶片数量为13-17片，最佳叶片数量为15片，叶片最大直径截面的进口气流角为32°、出口气流角为46°，叶片进口安装角、叶片出口安装角、气流转折角的合理选择保证了风机内部气流分离较少，风机效率达到最高。

进一步地，所述电机为三相异步电动机，所述电机通过电机安装板和螺栓与叶轮连接。

进一步地，所述导叶叶片数为17-21片，叶片数最佳为19片。

进一步地，所述内风筒出口端为扩压结构，主风筒材料选择耐低温低合金钢，保证结构强度同时满足零下40度的低温环境运行要求。

进一步地，所述锥形导流筒为2mm板压制成型，与内风筒焊接成一体，锥形导流筒为上大下小的结构，锥形导流筒与气流方向的夹角一般为15°-20°，最佳倾斜角度为17°，在导叶出口处增加锥形导流筒，大幅度减少电机尾部的涡流损失，同时减小风机出口气流的扩压损失。

进一步地，所述轮体选择铝合金材料，轮芯采用球墨铸铁。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型由于机翼型叶轮的优异气动性能；叶片合理的进口气流角、出口气流角和叶轮与导叶空间最优化配，保证了风机内部气流分离较少，风机效率达到最高；锥形导流筒的设计大幅度减少电机尾部的涡流损失，同时减小风机出口气流的扩压损失；保证了风机的在额定工况点的效率最高，风机的全压效率提高 10％以上，叶轮在距离风筒上法兰距离约200mm，噪音为108dB较同类风机降低4dB(A)，气流噪音达到最低水平。

附图说明

图1为一种燃料电池冷却塔风机的剖面结构示意图；

图2为一种燃料电池冷却塔风机的俯视结构示意图；

图3为一种燃料电池冷却塔风机的正视结构示意图。

图中：图中：1、主风筒；2、上法兰；3、导流帽；4、外风筒；5、叶轮；6、轮芯；7、轮体；8、叶片；9、电机安装板；10、导叶；11、电机；12、内风筒； 13、锥形导流筒；14、下法兰。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本实用新型进行详细阐述。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是，本申请还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本申请的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。另外，在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

实施例1

请参阅图1至图3，本实用新型提供的一种实施例：一种燃料电池冷却塔风机，包括主风筒1、叶轮5、电机11。

所述主风筒1包括外风筒4、导叶10、内风筒12、锥形导流筒13，主风筒1 材料选择耐低温低合金钢，保证结构强度同时满足零下40度的低温环境运行要求；

所述导叶10沿外风筒4内壁均匀分布一圈，导叶10叶片8数为19片；

所述内风筒12与外风筒4相同方向设置在叶轮5下方且与导叶10连接，所述内风筒12出口端为扩压结构；

所述锥形导流筒13与内风筒12下端相连且与内风筒12相通，所述锥形导流筒13为2mm板压制成型，与内风筒12焊接成一体，锥形导流筒13为上大下小的结构，锥形导流筒13与气流方向的夹角一般为17°，在导叶10出口处增加锥形导流筒13，大幅度减少电机11尾部的涡流损失，同时减小风机出口气流的扩压损失。

所述叶轮5镶嵌在主风筒1内部，叶轮5为轴式叶轮5结构，叶轮5包括轮体7和位于轮体7中心且与电机11相连的轮芯6，所述轮体7选择铝合金材料，轮芯6采用球墨铸铁，轮体7包括轮毂与轮毂外端相连的叶片8，该风机叶片8 采用机翼式叶片8，轮毂外轮廓为鼓形结构，所述鼓形结构为子午加速结构，气流轴向速度经过叶轮5流道后速度大幅度提升；所述叶轮5进口端与上法兰2断面距离为200mm，叶轮5与外风筒4的间隙为3mm。

所述叶片8与导叶10出口之间的轴向距离为15mm，所述叶片8数量15片，叶片8最大直径截面的进口气流角为32°、出口气流角为46°，叶片8进口安装角、叶片8出口安装角的合理选择保证了风机内部气流分离较少，风机效率达到最高。

所述电机11套在主风筒1内部与叶轮5连接且驱动叶轮5旋转，电机11为三相异步电动机，所述电机11通过电机安装板9和螺栓与叶轮5连接。

本实用新型由于机翼型叶轮5的优异气动性能、叶片8合理的进口气流角、出口气流角、叶轮5与导叶10空间最优化配和锥形导流筒13的设计，保证了风机的在额定工况点的效率最高，风机的全压效率提高10％以上，叶轮5在距离风筒上法兰2距离约200mm，噪音为108dB较同类风机降低4dB(A)。

实施例2

进一步地，所述主风筒1还包括焊接在外风筒4上端和下端的上法兰2和下法兰14，上法兰2和下法兰14用于安装主风筒1。

本实用新型由于机翼型叶轮5的优异气动性能、叶片8合理的进口气流角、出口气流角、叶轮5与导叶10空间最优化配和锥形导流筒13的设计，保证了风机的在额定工况点的效率最高，风机的全压效率提高10％以上，叶轮5在距离风筒上法兰2距离约200mm，噪音为108dB较同类风机降低4dB(A)，气流噪音达到最低水平。

实施例3

进一步地，所述叶轮5还包括设置在叶轮5的轮芯6前端的导流帽3，导流帽3由3mm钢板压制而成，导流帽3对进口气流起到导流作用。

本实用新型由于机翼型叶轮5的优异气动性能、叶片8合理的进口气流角、出口气流角、叶轮5与导叶10空间最优化配、锥形导流筒13的设计及导流帽3 的设计，保证了风机的在额定工况点的效率最高，风机的全压效率提高10％以上，叶轮5在距离风筒上法兰2距离约200mm，噪音为108dB较同类风机降低 4dB(A)，气流噪音达到最低水平。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims

1.一种燃料电池冷却塔风机，其特征在于，包括主风筒、镶嵌在主风筒内部的叶轮、设在主风筒内部与叶轮连接且驱动叶轮旋转的电机；

所述叶轮为轴式叶轮结构，叶轮包括轮体和位于轮体中心且与电机相连的轮芯，轮体包括轮毂与轮毂外端相连的叶片，该风机叶片采用机翼式叶片，轮毂外轮廓为鼓形结构，所述鼓形结构为子午加速结构。

2.根据权利要求1所述的一种燃料电池冷却塔风机，其特征在于，所述主风筒还包括焊接在外风筒上端和下端的上法兰和下法兰。

3.根据权利要求1所述的一种燃料电池冷却塔风机，其特征在于，所述叶轮还包括设置在叶轮的轮芯前端的导流帽。

4.根据权利要求1所述的一种燃料电池冷却塔风机，其特征在于，所述叶轮进口端与上法兰断面距离为200mm，叶轮与外风筒的间隙为2-4mm。

5.根据权利要求1所述的一种燃料电池冷却塔风机，其特征在于，所述叶片与导叶出口之间的轴向距离为13-18mm，所述叶片数量为13-17片，叶片最大直径截面的进口气流角为32°、出口气流角为46°。

6.根据权利要求1所述的一种燃料电池冷却塔风机，其特征在于，所述电机为三相异步电动机，所述电机通过电机安装板和螺栓与叶轮连接。

7.根据权利要求1所述的一种燃料电池冷却塔风机，其特征在于，所述导叶叶片数为17-21片。

8.根据权利要求1所述的一种燃料电池冷却塔风机，其特征在于，所述内风筒出口端为扩压结构。

9.根据权利要求1所述的一种燃料电池冷却塔风机，其特征在于，所述锥形导流筒为上大下小的结构，锥形导流筒与气流方向的夹角一般为15°-20°。

10.根据权利要求1所述的一种燃料电池冷却塔风机，其特征在于，所述轮体选择铝合金材料，轮芯采用球墨铸铁。