一种叶片及冷却风机制造技术

本实用新型专利技术提供了一种叶片，所述叶片压力面的边界层分离区域沿着叶片的宽度方向设有弯曲的凸起结构，所述叶片的尾缘为锯齿形结构。本实用新型专利技术还提供了一种冷却风机，包括机壳以及同轴线设置的进风道、叶轮和电机；所述电机通过电机安装板设置于机壳的快拆缺口上，所述进风道和叶轮均设置于所述机壳的内腔中，所述电机的输出轴与叶轮连接实现驱动叶轮旋转；所述机壳的侧面设有网罩，实现经进风道进入到机壳内腔中的气流由网罩排出。本实用新型专利技术的冷却风机采用上述叶片，尾缘锯齿的作用是打破气流在叶轮出口处的脱落涡流，曲形梯台的作用是打破叶片表面流固分离的边界层涡流，两种相结合可以有效地提升风机效率同时降低涡流噪声。噪声。噪声。

【技术实现步骤摘要】
一种叶片及冷却风机


[0001]本技术涉及轨道交通
，具体涉及一种叶片及冷却风机。

技术介绍

[0002]随着我国轨道交通车辆技术的不断进步，机车牵引变流器和变压器向小型化和轻量化发展，整个装置的功率损耗也急剧增大，所引起的散热问题日益突出。用来冷却车辆主变压器和变流器的冷却系统也随之快速发展。冷却系统设计性能的好坏直接影响到整车的稳定、安全运行。研发智能化、高效、轻量化、低噪声的冷却系统已成为当前技术发展趋势。因此，如何设计出满足未来发展要求的冷却系统已成为国内外牵引变压器研究中的热点与难点之一。
[0003]牵引系统的正常工作是动车组高速奔驰在运行线上重要保证，牵引系统运行时产生的大量热量通常是由冷却装置快速换热降温实现的。牵引变压器冷却风机的作用是将油散热器中大量高温气体吸出快速排向大气，从而达到冷却目的。随着不同动车组的牵引重量和速度的增加，需要的牵引功率也增加，牵引变压器所需的散热量随之增大，冷却风机的风量风压也相应提高，产生的噪声和振动量不断增加，但由于绿色环保的要求迫使冷却风机的功率和噪声不能随之过度增大，现有的牵引变压器冷却风机已经不能满足要求。
[0004]综上所述，急需一种叶片及冷却风机以解决现有技术中存在的问题。

技术实现思路

[0005]本技术目的在于提供一种叶片，具体技术方案如下：
[0006]一种叶片，所述叶片压力面的边界层分离区域沿着叶片的宽度方向设有弯曲的凸起结构，所述叶片的尾缘为锯齿形结构。
[0007]优选的，所述凸起结构的外表面为非光滑表面。
[0008]优选的，所述凸起结构宽度方向的横截面为梯形。
[0009]优选的，所述锯齿形结构的齿高h为6.17～11.1mm，齿宽d为4.32～9.26mm，周期e为6.17～12.35mm。
[0010]本技术还提供了一种冷却风机，包括机壳以及同轴线设置的进风道、叶轮和电机；所述电机通过电机安装板设置于机壳的快拆缺口上，所述进风道和叶轮均设置于所述机壳的内腔中，所述电机的输出轴与叶轮连接实现驱动叶轮旋转；所述机壳的侧面设有网罩，实现经进风道进入到机壳内腔中的气流由网罩排出；
[0011]所述叶轮包括前轮盘、后轮盘和如上所述的叶片，多件叶片均布于前轮盘和后轮盘之间；所述后轮盘上设有轮芯，通过轮芯与电机的输出轴连接。
[0012]优选的，叶片的进口安装角β
1A
为11
°
～17.2
°
，叶片的出口安装角β
2A
为31
°
～36
°
，叶片的弧长C为142.4～157.7mm。
[0013]优选的，所述机壳内腔中设有进风口侧板，所述进风口侧板用于安装进风道；所述进风道为喇叭状，进风道末端伸入前轮盘的进风端内。
[0014]优选的，所述进风道末端与前轮盘的进风端间的间隙为2～3mm；沿电机输出轴的轴向方向，所述后轮盘与机壳之间的间隙为13.5～14.5mm。
[0015]优选的，所述电机的轴线与机壳的中心偏心设置，实现机壳内腔中形成狭窄的气流加速区和宽敞的气流扩压区。
[0016]优选的，所述进风道、叶轮、机壳、电机安装板和网罩均采用铝合金材料；所述机壳表面设有加强筋。
[0017]应用本技术的技术方案，具有以下有益效果：
[0018](1)叶片为尾缘锯齿形结构的仿生叶片，仿生叶片有效的改善了叶轮内气流的流动情况，后缘锯齿形结构可降低叶片尾缘脱落涡的连续性和频率，以此降低风机涡流噪声。同时，叶片上布置有弯曲的凸起结构，极大程度减少了流固分离时的涡流，加强边界层分离时的流体扰动，削薄边界层厚度，使得气流逆压梯度减小，减缓气流失速，延迟边界层分离。如此一来，使得叶片做功面积增大，效率更高，涡流减少，噪声更低，具有低噪型仿生叶轮的风机比原风机噪音低近3dB。尾缘锯齿的作用是打破气流在叶轮出口处的脱落涡流，曲形梯台的作用是打破叶片表面流固分离的边界层涡流，两种措施相结合更大程度的减少叶轮流道内的涡流，提升风机效率同时降低涡流噪声。
[0019](2)机壳上设置快拆缺口，电机通过电机安装板设置于快拆缺口上，风机装车运行后进行检修和维护时，不用拆卸整个风机就可以快速拆装电机(叶轮和电机一起拆下)，维护保养更方便。
[0020](3)电机的轴线与机壳的中心偏心设置，实现机壳内腔中形成狭窄的气流加速区和宽敞的气流扩压区，以此进一步提升叶轮做功利用率，保证风机足够的压头。同时采用偏心设置可以使风机的重心发生移动(使重心更加靠近安装面)，缩短安装扭矩，风机运行时安装螺栓承载的剪切力矩更小，保证风机具有可靠性高和振动小的特点。
[0021](4)进风道为喇叭状，进风道末端伸入前轮盘的进风端。进风道的弧线形状为前轮盘的弧线形状的延伸结构，以此保证气流以2
°
～5
°
的冲角进入叶轮。同时，所述进风道末端与前轮盘的进风端间的间隙为2～3mm，用以减少风量泄漏损失和因泄漏产生的涡流，以此保证风机效率和降低涡流噪声；后轮盘与机壳之间的间隙为13.5～14.5mm，实现风机整体结构紧凑。
[0022](5)进风道、叶轮、机壳、电机安装板和网罩均采用铝合金材料，导热性和抗蚀性优良；机壳表面设置加强筋，在轻量化设计时兼顾风机结构可靠性。
[0023]除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本技术作进一步详细的说明。
附图说明
[0024]构成本申请的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
[0025]图1是本技术冷却风机的爆炸图；
[0026]图2是叶轮的结构示意图；
[0027]图3是后轮盘的结构示意图；
[0028]图4是叶片尾缘锯齿形结构的形状示意图；
[0029]图5是叶片曲形梯台抑制边界层分离原理示意图；
[0030]图6是机壳第一视角的结构示意图；
[0031]图7是机壳第二视角的结构示意图；
[0032]图8是快拆缺口与机壳偏心设置示意图；
[0033]图9是本技术冷却风机的剖视图；
[0034]图10是本技术叶片结构示意图；
[0035]其中，1、进风道，2、叶轮，2.1、前轮盘，2.2、叶片，2.2a、曲形梯台，2.3、后轮盘，2.4、轮芯，2.5、卡槽，3、机壳，3.1、安装板，3.2、围板，3.3、进风口侧板，3.4、底板，3.5、立侧板，3.6、加强筋，3.7、快拆缺口，4、电机安装板，5、电机，6、网罩，7、螺母，8、密封件。
具体实施方式
[0036]以下结合附图对本技术的实施例进行详细说明，但是本技术可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种叶片，其特征在于，所述叶片(2.2)压力面的边界层分离区域沿着叶片的宽度方向设有弯曲的凸起结构，所述叶片(2.2)的尾缘为锯齿形结构；所述凸起结构的外表面为非光滑表面。2.根据权利要求1所述的叶片，其特征在于，所述凸起结构宽度方向的横截面为梯形。3.根据权利要求1
‑
2中任意一项所述的叶片，其特征在于，所述锯齿形结构的齿高h为6.17～11.1mm，齿宽d为4.32～9.26mm，周期e为6.17～12.35mm。4.一种冷却风机，其特征在于，包括机壳(3)以及同轴线设置的进风道(1)、叶轮(2)和电机(5)；所述电机(5)通过电机安装板(4)设置于机壳(3)的快拆缺口(3.7)上，所述进风道(1)和叶轮(2)均设置于所述机壳(3)的内腔中，所述电机(5)的输出轴与叶轮(2)连接实现驱动叶轮(2)旋转；所述机壳(3)的侧面设有网罩(6)，实现经进风道(1)进入到机壳(3)内腔中的气流由网罩(6)排出；所述叶轮(2)包括前轮盘(2.1)、后轮盘(2.3)和如权利要求1
‑
3中任意一项所述的叶片(2.2)，多件叶片(2.2)均布于前轮盘(2.1)和后轮盘(2.3)之间；所述后轮盘(2.3)上设有轮芯(2.4)，通过轮芯(2.4)与电机(5)的输出轴连接。5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘梦安，潘军，王艺，
申请(专利权)人：湖南联诚轨道装备有限公司，
类型：新型
国别省市：