牵引电机制动冷却系统单叶轮轴流风机
专利汇可以提供牵引电机制动冷却系统单叶轮轴流风机专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种牵引 电机 制动 冷却系统单 叶轮 轴流 风 机，用加装前导叶的单叶轮结构替代二级叶轮 串联 运行结构，采用前导叶+叶轮+后导叶的技术方案，在叶轮的前面加装反向导流 叶片 ，再将电机的轴向 支撑 板改为按气流方向设计的 流线 型导向板，同时改进叶轮的叶型设计，叶片采用外宽内窄弯掠组合状，并按不等距方式排列。为改善流场，还可进一步将电机装在圆柱形内筒体端盖上，内筒体与机壳用后导叶连接。风机转动时，空气经反向前导叶产生预旋再流入叶轮，提高了叶轮的作功能 力 ，新型流线型电机支撑板及叶轮叶片，可改善风机运行条件，提高风机效率，降低气流分离，实现了较大幅度的节能和降噪。，下面是牵引电机制动冷却系统单叶轮轴流风机专利的具体信息内容。
1、一种牵引电机制动冷却系统单叶轮轴流风机，包括机壳(9)、叶轮(1) 及电机(4)，其特征在于在叶轮(1)前面加装固定在机壳(9)上的反向前导叶 (5)，电机(4)固定在电机底座平台(6)上，电机底座平台(6)下的电机支 撑板(3)采用流线型导向板，电机支撑板(3)与分布在电机外周且固定在机壳 (9)上的流线型导叶共同构成后导叶(2)；所述叶轮(1)的叶片为5～6片， 采用外宽内窄前掠状，并按不等距方式排列，叶片内外径截面重心联线与径向直 线间的夹角为20°～30°，相邻叶片间的夹角为55°～95°。
2、一种牵引电机制动冷却系统单叶轮轴流风机，包括机壳(9)、叶轮(1) 及电机(4)，其特征在于在叶轮(1)前面加装固定在机壳(9)上的反向前导叶 (5)，所述电机(4)采用法兰盘式电动机，安装在内筒体(10)的端盖(11) 上，内筒体(10)与机壳(9)之间采用流线型后导叶(2)连接，内筒体(10) 的后端为导流尾锥(12)，导流尾锥(12)的尾部及内筒体端盖(11)上均开孔； 所述叶轮(1)的叶片为5～6片，采用外宽内窄前掠状，并按不等距方式排列， 叶片内外径截面重心联线与径向直线间的夹角为20°～30°，叶片相互间的夹 角为55°～95°。
3、根据权利要求1或2的牵引电机制动冷却系统单叶轮轴流风机，其特征 在于所述叶轮(1)的叶片数为5片，两叶片相互间的夹角为58°～92°。
技术领域
本发明涉及一种轴流风机，具体涉及一种牵引电机制动冷却系统单叶轮轴 流风机，属于流体工程技术领域。
背景技术
在地铁牵引电机制动冷却系统中，采用轴流风机作为冷却风源。由于机车 具有尺寸紧凑的特点，供安装风机的空间甚小，而冷却系统要求风源具有风压 高、风量大的特点，为此，在役列车通常都采用较小直径叶轮的轴流风机，并 采用双叶轮结构串联运行方式来提高风压，其典型结构是“前叶轮+导叶+后叶 轮”，电机安放在两叶轮中间，电机支架通常是轴向布置，叶片流型按等环量设 计。这种结构的风机存在着噪声高的弊端。由于电机是装在两个叶轮之间，电 机支架撑板呈轴向布置会干扰气流，导致气流绕流支架板时会出现气流分离， 在支架板的背部形成较大的旋涡区，这不仅会影响附加阻力，而且还严重影响 后叶轮的作功能力，最终导致前后二级叶轮产生的风压低于单级叶轮产生风压 的二倍，而噪声增值却大于3dB(A)。
发明内容
为实现这一目的，本发明设计的牵引电机制动冷却系统单叶轮轴流风机， 用加装前导叶的单叶轮结构替代二级叶轮串联运行结构，采用前导叶+叶轮+ 后导叶的技术方案，在叶轮的前面加装反向导流叶片，再将电机的轴向支撑板 改为按气流方向设计的流线型导向板，同时改进叶轮的叶型设计，叶片采用外 宽内窄弯掠组合状，并按不等距方式排列。为改善流场，还可进一步将电机装 在圆柱形内筒体端盖上，内筒体与机壳用后导叶连接。
本发明的具体结构为，以现有包括机壳、叶轮及电机的风机为基础，在叶 轮前面加装固定在机壳上的反向前导叶，电机固定在电机底座平台上，电机底 座平台下的电机支撑板采用流线型导向板，电机支撑板与布在电机外周且固定 在机壳上的导叶共同构成后导叶，叶轮的叶片采用外宽内窄前掠状，并按不等 距方式排列，叶片内外径截面重心联线与径向直线间的夹角为20°～30°，叶 片相互间的夹角为55°～95°。
为改善电机周围流场，减少电机外形对气流的干扰，实现最大限度的节能， 本发明可在以上风机结构基础上作进一步改进，电机采用法兰盘式电动机，安 装在一个内筒体的端盖上，内筒体与机壳之间采用流线型后导叶连接，内筒体 的后端为导流尾锥。导流尾锥的尾部及内筒体端盖上均开孔，使电机冷却通风通 过这些开孔实现自由循环冷却。
本发明在叶轮的前面加装反向前导叶，当风机转动时，周围空气由轴向流 入反向前导叶，产生与叶轮旋转方向相反的预旋，这一具有负值旋绕速度的气 流再流入叶轮，叶轮对气体作功后，再经叶轮后面的后导叶从轴向排出，从而 提高风机风压，提高叶轮的作功能力，使单级前叶轮能产生相当于二级叶轮同 时工作时的风压和风量值，实现节能和降噪。
本发明采用了流线型的电机支撑板、外宽内窄前掠状低噪声叶片和不等距 排列叶片的新方案，以及采用了加装前导叶的单叶轮结构，可替代二级叶轮串 联运行的方案，改善了风机运行条件，提高风机效率，降低气流分离，实现较 大幅度节能和降噪的目的。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图1中，1为叶轮，2为后导叶，3为电机的支撑板，4为电机，5为前导 叶，6为电机底座平台，9为机壳。
图2为本发明中电机及后导叶的结构位置示意图。
图2中，2为后导叶，3为支撑板，4为电机，6为电机底座平台。
图3为本发明中叶轮的结构示意图。
图3中，1为叶轮，A为叶片内外径截面重心联线，B为叶轮的转动方向。
图4为本发明一个改进型实施例的结构示意图。
图4中，1为叶轮，2为后导叶，4为电机，5为前导叶，9为机壳，10为 内筒体，11为内筒体的端盖，12为内筒体的导流尾锥，13为导流尾锥的开孔。
具体实施方式
本发明的牵引电机制动冷却系统单叶轮轴流风机结构如图1所示，包括机 壳9、叶轮1及电机4，电机4固定在电机底座平台6上，电机底座平台6下的 电机支撑板3采用流线型导向板，电机支撑板3与分布在电机外周且固定在机 壳9上的流线型导叶共同构成后导叶2。在叶轮1前面加装固定在机壳9上的反 向前导叶5，叶轮1的叶片采用外宽内窄前掠状，并按不等距方式排列。
图2为本发明中电机及后导叶的结构位置示意图。如图2所示，电机4放 置在电机底座平台6上，电机支撑板3采用流线型导向板，电机支撑板3与分 布在电机外周且固定在机壳上的流线型导叶共同构成后导叶2。
图3为本发明采用的叶轮的结构示意图。如图3所示，叶轮1的叶片按变 环量负指数流型设计，采用外宽内窄前掠状，并按不等距方式排列，叶片内外 径截面重心联线A与径向直线间的夹角θ为20°～30°，相邻叶片间的夹角为 55°～95°。图3中B为叶轮的转动方向。对应风机叶片数为5的例子，两叶 片间的夹角可在58°～92°的范围内取值。
本发明中，叶轮1安装在电机4的前端，将电机底座平台6下面的电机支 撑板3从现有轴向设置改为按流线型制作的弧形导向板，其进口端方向按叶轮 出口处气流角确定，出口端方向为轴向流出。
本发明将叶轮1采用的叶片从现有外窄内宽叶片改为外宽内窄前掠状，使 在相同周速条件下能获得较高的升压值；采用不等距排列叶片，可进一步降低 噪声。
本发明在叶轮1前面加装反向前导叶5，流入前导叶5的气流方向为轴向， 流出前导叶5的气流有一旋绕速度C1u值，通过产生这个负值预旋可提高风机风 压，从而能提高叶轮1的作功量，实现采用单级叶轮来替代双级叶轮，具有显 著的降噪和节能效果。
本发明实施例的样机经测试已取得降噪3～4dB(A)的效果。
为改善电机周围流场，减少电机外形对气流的干扰，实现最大限度的节能， 本发明可在以上风机结构基础上作进一步改进，实施方案如图4所示。图4中， 在叶轮1前面加装固定在机壳9上的反向前导叶5，叶轮1的叶片采用外宽内窄 前掠状，并按不等距方式排列。电机4采用法兰盘式电动机，安装在内筒体10 的端盖11上，内筒体端盖11上开孔。内筒体10与机壳9之间采用流线型后导 叶2连接，内筒体10的后端为导流尾锥12，导流尾锥12尾部开孔13。
此例中，内筒体后端的导流尾锥12可进一步改善流场，回收动能。电机冷 却通风通过导流尾锥12上的开孔13和内筒体端盖11上的开孔，实现自由循环 冷却。
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