CN218030688U - 一种冷却系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种冷却系统，包括安装箱体、离心风机组以及散热器，所述离心风机组和散热器均设置在安装箱体内且沿着气流流向依次连接，所述离心风机组包括多个并联设置的离心风机。本实用新型的优点在于，离心风机组采用多个并联的斜流离心风机，节约了轴向空间，减轻了风机重量，整体冷却系统的重量减少了10％。另外，离心风机组包括多个离心风机，当至少一个风机未出现故障时，冷却系统仍能降功率工作，本实用新型工况适用好，在高寒条件下运行，不存在结冰风险。相比于现有技术中的轴流风机冷却塔系统声功率噪声为112dB(A)，本实用新型实现的冷却系统声功率噪声为105.8dB(A)，降低了6.2dB(A)。

Description

一种冷却系统

技术领域

本实用新型涉及轨道车辆冷却技术领域，具体涉及一种冷却系统。

背景技术

冷却塔是轨道车辆的重要组成部分，它的作用是对牵引系统(主变压器、主变流柜等)进行冷却，确保牵引系统安全运行。随着轨道车辆应用技术的快速发展，牵引系统所需冷却功率不断加大，需对牵引系统配置更大功率的冷却装置进行冷却，势必导致重量重、噪声大。

目前冷却塔主要采用轴流风机方案，冷却塔系统声功率噪声过大，会造成明显的噪音污染，轨道交通工具在运行过程中所产生的噪音与其自身的结构紧密相关。

综上所述，急需一种低噪、减重，适用于新型轨道要求的冷却系统以解决现有技术中存在的问题。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种低噪、减重，适用于新型轨道要求的冷却系统，具体技术方案如下：

一种冷却系统，包括安装箱体、离心风机组以及散热器，所述离心风机组和散热器均设置在安装箱体内且沿着气流的流向依次连接，所述离心风机组包括多个并联设置的离心风机，所述离心风机包括进风道、斜流离心叶轮、动力源和安装架，所述斜流离心叶轮包括固连且顺次设置的前轮盘、叶片和后轮盘，所述进风道设置在安装箱体和斜流离心叶轮中的前轮盘之间，所述动力源设置在安装架上且连接斜流离心叶轮。

优选的，所述前轮盘包括带弧度的导风面；所述叶片为前倾式叶片；所述后轮盘为向前轮盘方向内凹的环型导斜面；所述前轮盘外径大于后轮盘外径。

优选的，叶片靠近前轮盘的端部向旋转方向倾斜，其倾斜角度为10-12°。

优选的，所述后轮盘的内凹倾斜角为15-20°。

优选的，所述叶片的出口为倾斜弧线且向外部延伸，叶片的出口倾斜角度为5-10°。

优选的，所述散热器为水散热器和/或油散热器。

应用本实用新型的技术方案，具有以下有益效果：

本实用新型中的离心风机组采用多个并联的斜流离心风机，节约了轴向空间，减轻了风机重量，整体冷却系统的重量减少了10％，且该结构在不吊机车顶的情况下，能将风机单独吊出进行更换，大大降低维护工作量和成本。另外，离心风机组包括多个离心风机，当至少一个风机未出现故障时，冷却系统仍能降功率工作，本实用新型工况适用好，在高寒条件下运行，不存在结冰风险。

本实用新型中的叶片靠近前轮盘的端部向旋转方向倾斜，确保叶片进口安装角度一致。所述后轮盘的内凹倾斜角为15-20°，保证了叶片做功面积和减低出口流速。所述叶片的出口为倾斜弧线且向外部延伸，降低了出口尾迹涡量强度及与壁面撞击形成的旋转离散噪声辐射强度。叶片的出口倾斜角度为5-10°，减小了在顶部叶片的角度对性能影响。本实用新型中的斜流式离心风机，采用控制涡流和降低了出口尾迹涡量强度的结构，有效的降低了风机气流噪声。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型实施例中冷却系统的结构示意图；

图2是图1中离心风机的结构示意图。

图3是图1中斜流叶轮的结构示意图。

其中，1-安装箱体，1.1-顶盖，1.2-机架，1.3-底座，2-离心风机组，2.1-进风道，2.2-斜流离心叶轮，2.21-前轮盘，2.22-叶片，2.23-后轮盘，2.3-动力源，2.4-安装架，2.41-电机安装板，2.42-风机安装板，3-散热器，4-膨胀油箱，5-膨胀水箱，6-进水回路，7-水泵。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

实施例1：

参见图1，本实施例公开了一种冷却系统，包括安装箱体1、离心风机组2以及散热器3，所述离心风机组2和散热器3均设置在安装箱体1内且沿着气流流向依次连接，所述安装箱体1包括顶盖1.1、机架1.2以及底座1.3，所述顶盖1.1、机架1.2以及底座1.3组合形成安装箱体，其中机架1.2连接散热器3，所述散热器3设置在底座1.3上，所述顶盖1.1可拆卸式设置在机架1.2的顶部，本实施例优选的可拆卸式连接为螺栓连接。另外，本实施例中的离心风机组2通过螺栓安装在顶盖1.1以及机架1.2上。

进一步地，所述离心风机组2包括多个并联设置的离心风机，为了防止气流相互干扰，相邻的离心风机之间设有隔板。为了节约成本，本实施例中的离心风机组2包括两个并联设置的离心风机。

需要说明的是，本实施例将现有技术中的一个大型轴流风机(1760RMP)替换为两个并联设置的小型斜流离心风机(1760RMP)，节约了轴向空间，减轻了风机重量，整体冷却系统的重量减少了10％，且该结构在不吊机车顶的情况下，能将风机单独吊出进行更换，大大降低维护工作量和成本。另外，离心风机组2包括两个离心风机，当一个风机出故障时，冷却系统仍能降功率工作，本实施例工况适用好，在高寒条件下运行，不存在结冰风险。

进一步地，所述离心风机包括进风道2.1、斜流离心叶轮2.2、动力源2.3和安装架2.4，所述进风道2.1包括进风口、出风口和喇叭型通道，所述进风口尺寸大于出风口尺寸，所述进风口连接顶盖1.2，所述出风口连接斜流离心叶轮2.2，所述动力源2.3设置在安装架2.4上且连接斜流离心叶轮2.2，所述斜流离心叶轮2.2包括前轮盘2.21、叶片2.22和后轮盘2.23，所述前轮盘2.21连接出风口且根据气流设计流量设置弧度，所述叶片2.22为前倾式叶片，所述后轮盘2.23为向前轮盘2.21方向内凹的环型导斜面，所述前轮盘2.21外径大于后轮盘2.23外径。需要说明的是，本实施例优选的动力源2.3为电机，所述安装架2.4由多块安装板组成且固定连接机架1.2，所述电机通过螺栓装配在安装板上。

进一步地，为了减低叶轮噪声，需减低叶轮的旋转离散噪声及宽频涡流噪声，其中降低宽频噪声的思路是尽可能的控制流场涡流产生，降低旋转噪声的思路是降低气流周期性作用在固体表面的强度，由于大流量离心式叶轮，流体惯性力较大，其流线向轴向偏转，因此前轮盘2.21需要根据设计流量控制其弧度，根据气流设计流量设置前轮盘2.21的弧度如下：

根据气流设计流量确定叶片出口子午速度与叶片进口子午速度之间的速度比例，具体是，当比转速在30-75之间时，所述速度比例为0.85-0.9，当比转速在130-150之间时，所述速度比例为1.05-1.15之间；

具体的，根据气流设计流量和比转速得到叶片进口子午速度，基于叶片进口子午速度和所述速度比例确定叶片出口子午速度，所述叶片进口子午速度和叶片出口子午速度之间沿着叶轮半径为线性变化。通过所述线性变化可以确定叶轮半径和叶片子午速度之间的关系，再根据流量守恒公式(Q＝2πrc_mb，其中，Q表示设计流量，π表示圆周率，r表示叶轮半径，c_m表示叶片子午速度，b表示叶片高度)可以确定叶轮半径和叶片高度之间的关系。根据叶轮半径和叶片高度之间的关系以及后轮盘2.23沿叶轮半径的形状可以计算前轮盘2.21的弧度。

进一步地，参阅图3，叶片2.22靠近前轮盘2.21的端部向旋转方向倾斜，其倾斜角θ为10-12°，本实施例减小叶片进口角度，确保叶片进口安装角度一致。为了保证叶片做功面积和减低出口流速，所述后轮盘2.23的内凹倾斜角α为15-20°。为了补偿保证在顶部叶片减小角度对性能影响，叶片2.22出口向外部延申增加叶片2.22做功面积，同时叶片2.22出口为倾斜弧线降低了出口尾迹涡量强度及与壁面撞击形成的旋转离散噪声辐射强度，所述叶片2.22的出口为倾斜弧线且向外部延伸，叶片2.22的出口倾斜角β为5-10°。本实施例优选的斜流式离心风机，采用控制涡流和降低了出口尾迹涡量强度的方法，有效的降低了风机气流噪声。

进一步地，所述散热器3为水散热器和/或油散热器，本实施例中还包括膨胀油箱4、膨胀水箱5、进水回路6以及水泵7，所述膨胀油箱4和膨胀水箱5均通过螺栓设置在机架1.2外。本实施例中的散热器3分别连接膨胀油箱4和膨胀水箱5，所述水泵7用于驱动液体循环，所述进水回路6连接车辆牵引系统和膨胀水箱5作为液体的流通通道。

本实施例的工作原理：

启动电机以及水泵7，所述电机驱动离心风机实现气流从离心风机进风，从散热器3出风，所述水泵驱动液体通过进水回路6至水散热器中，在气流的作用下，液体经过冷却再进入车辆牵引系统变流器中对其冷却，膨胀水箱5用于对冷却回路中冷却液体积(温度变化导致液体体积变化)变化进行调节，实现了对车辆牵引系统的冷却；本实施例应用油散热器的原理相同，这里不再赘述。

本实施例中的离心风机组采用多个并联的斜流离心风机，节约了轴向空间，减轻了风机重量，整体冷却系统的重量减少了10％，且该结构在不吊机车顶的情况下，能将风机单独吊出进行更换，大大降低维护工作量和成本。另外，离心风机组2包括两个离心风机，当一个风机出故障时，冷却系统仍能降功率工作，本实施例工况适用好，在高寒条件下运行，不存在结冰风险。现有技术中的轴流风机冷却塔系统声功率噪声为112dB(A)，本实施例实现的冷却系统声功率噪声为105.8dB(A)，降低了6.2dB(A)。

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)

1.一种冷却系统，其特征在于，包括安装箱体(1)、离心风机组(2)以及散热器(3)，所述离心风机组(2)和散热器(3)均设置在安装箱体(1)内且沿着气流的流向依次连接，所述离心风机组(2)包括多个并联设置的离心风机，所述离心风机包括进风道(2.1)、斜流离心叶轮(2.2)、动力源(2.3)和安装架(2.4)，所述斜流离心叶轮(2.2)包括固连且顺次设置的前轮盘(2.21)、叶片(2.22)和后轮盘(2.23)，所述进风道(2.1)设置在安装箱体(1)和斜流离心叶轮(2.2)中的前轮盘(2.21)之间，所述动力源(2.3)设置在安装架(2.4)上且连接斜流离心叶轮(2.2)。

2.根据权利要求1所述的冷却系统，其特征在于，所述前轮盘(2.21)包括带弧度的导风面；所述叶片(2.22)为前倾式叶片；所述后轮盘(2.23)为向前轮盘(2.21)方向内凹的环型导斜面；所述前轮盘(2.21)外径大于后轮盘(2.23)外径。

3.根据权利要求2所述的冷却系统，其特征在于，叶片(2.22)靠近前轮盘(2.21)的端部向旋转方向倾斜，其倾斜角度为10-12°。

4.根据权利要求2所述的冷却系统，其特征在于，所述后轮盘(2.23)的内凹倾斜角为15-20°。

5.根据权利要求2所述的冷却系统，其特征在于，所述叶片(2.22)的出口为倾斜弧线且向外部延伸，叶片(2.22)的出口倾斜角度为5-10°。

6.根据权利要求1所述的冷却系统，其特征在于，所述散热器(3)为水散热器和/或油散热器。

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