专利名称：一种机车变流器用前掠式轴流通风机的制作方法
技术领域：
本实用新型发明涉及的是一种冷却通风机，适用于机车用变流器冷却系统要求的低噪音、低振动和较高效率的冷却通风机，属于流体机械领域。
技术背景由于现代社会的发展对工作环境的重视，一般来讲，人的工作环境噪声不宜高于 SOdB (工作8小时)，超过IOOdB的噪声，需对噪声源有隔离措施。否则会对人体健康造成危害，因此，对于一般工业用机械产品来讲客户要求其噪音是越低越好，特别是中型、大型通风机此类高噪音的机械产品，噪音值的大小是评价其产品性能质量优良与否的一项重要指标，现有的通风机噪音及能源消耗大，效率低，较大的风机体积，使其在机车狭小空间里面安装困难。
发明内容本实用新型的通风机的目的在于克服上述缺陷，提供一种提高通风机效率，减小能源消耗，减小风机的体积，便于在机车狭小空间里面安装的机车变流器用前掠式轴流通风机。本实用新型的技术方案一种机车变流器用前掠式轴流通风机，包括风筒组件、叶轮、电动机、电缆保护装置和接地装置，该通风机中的风筒组件是包括筒体、电机安装版、支撑板、内筒和导叶，其特征在于所述的风筒组件中的导叶设置在内筒与筒体之间而组成的流道结构，起导流、增压及支撑中间电机的作用，通风机通过风筒组件上的焊接螺母连接在散热器上，起固定整个通风机的作用。本通风机叶轮采用高效机翼型叶片，针对低噪声的要求，叶轮叶片截面采用前掠式结构，叶片各截面中心与径向方向组成一个夹角，夹角方向为沿旋转方向向前，组成前掠式轴流风机叶片。风筒组件中的导叶与叶轮叶片之间的轴向距离为50_80mm，两者中心距离为 66mm，为最优化距离，风筒组件中的导叶数量为23块，导叶的弧度为R217mm，前后缘夹角为 51° ；叶轮为较高轮毂比轴流式叶轮结构，由于轴流式通风机压力较高，叶轮的轮毂比为0. 74。该叶轮是由机翼型叶片、轮体和轮芯组成；叶轮中的叶片采用标准平底机翼型叶片，具有相对较高升力系数；叶轮中的叶片数量为11片，叶片各截面的安装角度由52. 1°扭曲变化到65. 3°，叶片截面的前掠角与理论中心积叠线的夹角为18°。本实用新型应用与“和谐” 2型车(HXD2B)，其目的在于降低整个变流系统的噪声， 填补了前掠式轴流叶轮在机车变流器冷却系统中应用的空白，提供一种结构紧凑、气动性能好、效率较高、相对低噪音，不需增加消音器，并且体积较小的机车牵引变流器冷却系统用冷却通风机。本通风机的叶轮、风筒及导叶、等主要部件采用最优化设计方案，进风道与风筒处采取优化的径向间隙配合，各气动部件组合充分保证了风机的性能要求；叶轮与风筒及导叶之间采用合理的布局设计，导叶采用符合气动性能的优化弧度设计及位置布局， 气动原件各项参数经过有限元分析和仿真模拟，使其各项参数达到最优化配合，使之有效地提高风机的性能参数，同样也使得风机噪音降至最低。综合以上方面的优化设计，使得风机的有效静压达到1950 时，流量达到18800m3/h(5. 2m3/S)，并且全压性能达到72%以上。本通风机叶轮采用高效机翼型叶片，针对低噪声的要求，叶轮叶片截面采用前掠式结构，叶片各截面中心与径向方向组成一个夹角，夹角方向为沿旋转方向向前，组成前掠式轴流风机叶片。其结构紧凑，极大的减少了风机所占用的空间，满足机车有限的安装环境；气流方向与叶轮轴线相同，流道顺畅，同时适合与散热器流道的结构安装；它充分利用轴流式风机的优点，性能曲线平坦，在单位机械所占空间内，保持较高压力的工况下能提供相对较大的流量；采用前掠式叶片，可有效地降低噪声、比同类风机降低3 5dB左右，整机能满足机车牵引变流器冷却系统对通风机的要求。
图1为通风机结构示意图；图2为叶轮结构示意图；图3为叶型前掠截面示意图。
具体实施方式
参看上述附图，一种机车变流器用前掠式轴流通风机，包括风筒组件1、叶轮3、电动机6、电缆保护装置10和接地装置9、14，该通风机中的风筒组件1是包括筒体2、电机安装版4、支撑板5、内筒6和导叶7，该风筒组件1中的导叶7设置在内筒6与筒体2之间而组成的流道结构，起导流、增压及支撑中间电机作用，通风机通过风筒组件1上的焊接螺母 13连接在散热器上；起固定整个通风机的作用。风筒组件中的导叶7与叶轮3叶片之间的轴向距离为50_80mm，两者中心距离为 66mm，风筒组件中的导叶7数量为23块，导叶的弧度为R217mm，前后缘夹角为51° ；叶轮3为高轮毂比轴流式叶轮结构，叶轮3是由机翼型叶片15、轮体16和轮芯17 组成；叶轮3中的叶片采用具有相对较高升力系数的标准平底机翼型叶片，叶轮3中的叶片数量为11片，叶片各截面的安装角度由52. 1°扭曲变化到65. 3°，叶片截面的前掠角与理论中心积叠线的夹角为18°，叶轮3的轮毂比为0. 74。电机前端盖通过螺栓固定在内筒的安装法兰上，电机机座通过支撑杆与风筒连接，提高了电机刚性，减小了风机振动。风机在工况点工作时，裸机(外面不安装其他结构) 测量其噪声值不高于95dB (A)，在实际装车工作时，外部会包裹安装其他装置，会使实际噪声大幅降低，满足了动车组的低噪声要求。本通风机叶轮采用高效机翼型叶片，针对低噪声的要求，叶轮叶片截面采用前掠式结构，叶片各截面中心与径向方向组成一个夹角，夹角方向为沿旋转方向向前，组成前掠式轴流风机叶片。由于叶轮采用机翼型叶片，结合叶片各截面合理扭度、风筒间隙、导叶与叶轮间隔、导叶的弧度采用了最优化设计方案，外筒与内筒之间的导叶采用优化弧度设计及位置布局，既起了支撑电机的作用，又能使气流整流后由轴向出口输出，保证了风机气流压力流量稳定；叶轮叶片截面径向方案，使噪音达到了较低水平。
权利要求1. 一种机车变流器用前掠式轴流通风机，包括风筒组件(1)、叶轮(3)、电动机(6)、电缆保护装置(10)和接地装置(9、14)，该通风机中的风筒组件(1)是包括筒体O)、电机安装版⑷、支撑板(5)、内筒(6)和导叶(7)，其特征在于A、所述的风筒组件⑴中起导流、增压及支撑中间电机作用的导叶(7)设置在内筒(6) 与筒体( 之间而组成的流道结构，通风机通过风筒组件(1)上的焊接螺母(1 连接在散热器上；所述的风筒组件中的导叶(7)与叶轮(3)叶片之间的轴向距离为50-80mm，两者中心距离为66mm，风筒组件中的导叶(7)数量为23块，导叶的弧度为R217mm，前后缘夹角为51° ；B、所述的叶轮(3)为高轮毂比轴流式叶轮结构，叶轮(3)是由机翼型叶片(15)、轮体 (16)和轮芯(17)组成；所述的叶轮(3)中的叶片采用具有相对较高升力系数的标准平底机翼型叶片，叶轮 (3)中的叶片数量为11片，叶片各截面的安装角度由52. 1°扭曲变化到65.3°，叶片截面的前掠角与理论中心积叠线的夹角为18°，叶轮(3)的轮毂比为0.74。
专利摘要本实用新型涉及一种机车变流器用前掠式轴流通风机，包括风筒组件、叶轮、电动机、电缆保护装置和接地装置。风筒组件由外筒、导叶、内筒和电机安装板筒焊接而成。风筒组件通过风筒法兰面的焊接螺母安装在散热系统的散热器上面，该叶片采用机翼型，径向各截面翼型安装角度按气流的压力分布进行扭曲；叶轮叶片截面采用前掠式结构，在叶轮外径尺寸应机车上安装受限的情况下，使气流流场优化，提高了风机流量及压力；由于压力相对较高，叶轮采用了较大轮毂比结构，机翼型叶片能有效地提高效率，并选用合理的安装角和截面扭曲角，使得风机的有效静压达到1950Pa时，流量达到18800m3/h，整机振动速度低于2.8mm/s。
文档编号F04D29/54GK202048031SQ20112011862
公开日2011年11月23日 申请日期2011年4月21日 优先权日2011年4月21日
发明者聶方, 阳吉初, 颜建田 申请人:株洲联诚集团有限责任公司