[實用新型]一種大流量大展弦比葉片軸流通風機

有效

• 申請號: 201220663777.2
• 申請日: 2012-12-06
• 公開（公告）號: CN203035610U
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發明（設計）人: 王曉放;楊曉清;徐勝利;劉海濤;吳聯軍;姜治迅;薛家好
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: F04D29/38
• 分類號: F04D29/38;F04D29/32;F04D25/08
• 代理公司: 大連星海專利事務所 21208
• 代理人: 徐淑東

技術領域

本實用新型屬于通風機技術領域，涉及一種大流量軸流通風機，應用于一種機車剎車制動電阻單元及相關設備的冷卻通風。

背景技術

隨著國內大功率機車運行速度、載重量的不斷提高，不但導致了機車動力設備發熱量的大幅度增加，同時也給機車剎車制動系統帶來的更大的載荷，使得剎車制動電阻單元的數量以及發熱量顯著增加。為了確保機車安全穩定地運行，對機車專用發熱部件冷卻風機的要求不斷提高。目前，我國機車專用冷卻風機大多采用進口風機，當機車運行環境改變的情況下，進口風機的采購周期長，成本高以及維修不便等問題難以滿足國內鐵路交通運輸事業發展的要求。機車剎車制動電阻單元具有功率大、發熱單元多，發熱量大的特點；制動電阻單元一旦不能及時冷卻，則會導致制動電阻單元溫度的不斷升高甚至得燒毀，使機車剎車系統失靈，這將會釀成災難性后果；同時機車車廂結構、進出口風道及運行情況都限制了風機的占用空間，制約了風機的工作能力。因此，要求機車剎車制動電阻的冷卻風機具有風量大、風壓高、結構緊湊等特征，同時考慮到人性化工作環境的要求，風機還應具有較低的氣動噪音和振動噪音。

國內大功率、高速機車由于運行條件改變，原有的剎車制動電阻冷卻風機已不能滿足新的運行工況，如果單純通過提高轉速來使原有風機滿足較高的出口風壓要求，則會使風機驅動電機存在過載危險，同時也不符合節能要求。因此對新的冷卻風機的要求在于外形尺寸不變，轉速、流量、功率基本不變的前提下，實現風壓的提高以及效率的改善。本設計中，滿足了外形尺寸、轉速、流量、功率等多方面限制的前提下，實現了冷卻風機出口風壓的大幅度提高，并進一步提高其流動性能，滿足了機車剎車制動電阻單元的冷卻要求。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種大流量大展弦比葉片的軸流通風機，在外形尺寸、轉速、流量、功率等受到嚴格限制的條件下，實現風機出口風壓的大幅提高以及效率的改善。

本實用新型為實現上述目的所采用的技術方案是：，

本實用新型一種大流量大展弦比葉片的軸流通風機的特點是：風機流量大通流能力強，使用結構簡單、緊湊、制造方便的單獨工作葉輪，輪轂與葉片可分別加工，葉片采用可單獨鑄造的大展弦比葉片，該型葉片翼型簡單而有效，且易于加工，有效降低了風機葉輪的軸向尺寸，這種大展弦比葉片使風機在有限空間內、轉速不變的條件下也能獲得較高的出口壓力，并滿足電阻單元得冷卻要求。

該大流量大展弦比葉片軸流通風機裝置由驅動電機、內支撐環、支撐板、輪轂、葉片、連接風筒等組成。電機通過螺栓固定在內支撐環上，內支撐環通過支撐板與連接風筒相連，連接方式采用焊接方式，輪轂與電機通過聯軸器直接連，所有葉片通過螺栓安裝在輪轂上，連接風筒通過螺栓與前部進氣道和后部制動電阻單元冷卻模塊緊密連接，防止漏氣。氣流從前端進氣道進入，流經驅動電機和內支撐環，進入工作輪中進行加速增壓，葉輪葉片的葉頂與連接風筒內壁存在3-10mm的間隙，氣流通過工作輪后，獲得足夠的速度和壓力從而進入后段連接的制動電阻單元冷卻模塊中，以達到足夠的冷卻效果。本實用新型中葉輪葉片采用10-15片變截面大展弦比的葉片，近似等環量扭曲規律的扭曲葉片，扭曲形式如附圖5所示，展弦比范圍在2-4之間，葉片安裝角范圍為25°-35°，葉根榫頭上開有兩組螺栓連接孔，葉片與榫頭連接處倒圓角半徑為10-25mm，葉輪進口前端安裝有3-9片（分三組）等厚導流支撐板，連接風筒兩側上有若干螺栓連接孔。

本實用新型設計合理，其效果和創新主要包括：

（1）風機驅動電機前置在葉輪入口端，這種方式易于安裝固定，并且使驅動電機本身也能獲得一定的冷卻效果；

（2）內支撐環和支撐板起到一定的導流作用，減少前置驅動電機所帶來的葉輪進口流場擾動，保證其進口流場均勻穩定；

（3）工作輪葉片采用大展弦比、獨立葉片的形式，保證了轉速不變的條件下工作輪有較高的增壓和通流能力，有效降低風機的軸向尺寸，且使葉輪內的流線形式更符合流動特點，降低了流動損失；

（4）葉片與榫頭為一體式結構，通過螺栓固定在輪轂上，同時保證了葉片本身具有的可單獨加工制造以及拆卸替換方便的特點；

（5）該發明兼顧了在外形尺寸、轉速、流量、功率等多方面限制，實現了葉輪出口風壓的大幅提高以及流動性能的改善，風機出口段直接與剎車制動電阻單元模塊相連接，便于對其的充分冷卻，減少沿程阻力損失。

附圖說明

圖1是本實用新型的主剖視結構示意圖。

圖2是本實用新型的右側結構示意圖。

圖3是本實用新型的俯視結構示意圖。

圖4是本實用新型的葉片葉型示意圖。