帶內(nèi)部自適應(yīng)冷卻循環(huán)的復(fù)冷通風(fēng)機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及流體機(jī)械領(lǐng)域，具體涉及一種帶內(nèi)部自適應(yīng)冷卻循環(huán)的復(fù)冷通風(fēng)機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]復(fù)冷通風(fēng)機(jī)是一種用于電力機(jī)車牽引變壓器和牽引變流器冷卻的通風(fēng)機(jī)，通常安裝在復(fù)合冷卻散熱器過渡風(fēng)道上。復(fù)冷通風(fēng)機(jī)從車頂或側(cè)面吸氣，軸向排出的風(fēng)經(jīng)過渡風(fēng)道，吹向散熱器，帶走牽引變壓器和牽引變流器工作產(chǎn)生的熱量。由于受車體軸向空間尺寸的限制，軸流風(fēng)機(jī)的軸向尺寸一般都較短，若采用自帶風(fēng)扇冷卻的電機(jī)，勢必會(huì)使得電機(jī)突出在風(fēng)機(jī)風(fēng)筒外，伸進(jìn)過渡風(fēng)道內(nèi)。由于軸流風(fēng)機(jī)出風(fēng)為環(huán)形出風(fēng)，距風(fēng)機(jī)出風(fēng)口越近，冷卻風(fēng)越不均勻，散熱器對應(yīng)電機(jī)部位的風(fēng)量會(huì)達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。因此，復(fù)冷風(fēng)機(jī)在軸向條件受到制約的情況下，最好采用無風(fēng)扇的電機(jī)，以增加距離散熱器的距離。
[0003]目前采用不自帶風(fēng)扇冷卻電機(jī)的復(fù)冷通風(fēng)機(jī)一般采用將軸流通風(fēng)機(jī)內(nèi)風(fēng)筒縮短，讓電機(jī)盡可能多的暴露在風(fēng)道內(nèi)，利用軸向來流冷卻電機(jī)。這樣帶來的不利之處為:1)內(nèi)風(fēng)筒過短，會(huì)導(dǎo)致連接內(nèi)外風(fēng)筒的后導(dǎo)葉也會(huì)過短，從而影響風(fēng)筒強(qiáng)度。對有輕量化要求的鋁合金風(fēng)筒，更為不利。2)風(fēng)筒過短，會(huì)導(dǎo)致后導(dǎo)葉距離葉輪的距離更近，從而導(dǎo)致噪音增加。3)電機(jī)由于部分裸露在流道內(nèi)，會(huì)導(dǎo)致電機(jī)裸露部分和被包裹部分冷熱不均，容易產(chǎn)生冷凝水，對電機(jī)不利。
[0004]尤其對于時(shí)速200km/h的新一代電力機(jī)車，其對風(fēng)機(jī)的噪音和重量都有更高的要求，風(fēng)筒需要采用鋁合金材質(zhì)。若采用內(nèi)風(fēng)筒縮短的不帶自冷風(fēng)扇的電機(jī)，會(huì)導(dǎo)致風(fēng)機(jī)噪音和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度難以滿足要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所解決的技術(shù)問題是提供一種帶內(nèi)部自適應(yīng)冷卻循環(huán)的復(fù)冷通風(fēng)機(jī)在內(nèi)風(fēng)筒上設(shè)有可自動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)量冷卻的冷卻孔，形成一個(gè)內(nèi)部冷卻環(huán)路，專供電機(jī)冷卻。
[0006]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，帶內(nèi)部自適應(yīng)冷卻循環(huán)的復(fù)冷通風(fēng)機(jī)，電機(jī)前端安裝有葉輪，電機(jī)外套裝有內(nèi)風(fēng)筒，內(nèi)風(fēng)筒位于葉輪后方并保持間隙，內(nèi)風(fēng)筒外設(shè)有后導(dǎo)葉，內(nèi)風(fēng)筒上的后導(dǎo)葉前面設(shè)有冷卻環(huán)，冷卻環(huán)包括一組冷卻孔，每個(gè)后導(dǎo)葉前設(shè)置一個(gè)冷卻孔，冷卻孔呈長條孔狀，其長度方向與后導(dǎo)葉進(jìn)口氣流角保持一致。
[0007]后導(dǎo)葉距離葉輪距離小于或等于1倍風(fēng)機(jī)葉片根部弦長。
[0008]本發(fā)明的有益效果是滿足新一代電力機(jī)車對復(fù)冷通風(fēng)機(jī)輕量化、結(jié)構(gòu)經(jīng)湊、噪音低的要求，后導(dǎo)葉前面設(shè)置一圈冷卻環(huán)用于電機(jī)冷卻，適用于時(shí)速200km/h的新一代電力機(jī)車上，后導(dǎo)葉距離葉輪距離可以達(dá)到1倍風(fēng)機(jī)葉片根部弦長，從而到達(dá)降低噪音的目的。
【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖2為自適應(yīng)冷卻環(huán)冷卻原理圖。
[0011]圖中標(biāo)記為:1-葉輪，2-內(nèi)風(fēng)筒，3-冷卻孔，4-后導(dǎo)葉，5-電機(jī)，6-高壓區(qū)，7-低壓區(qū)。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0013]本發(fā)明的帶內(nèi)部自適應(yīng)冷卻循環(huán)的復(fù)冷通風(fēng)機(jī)，電機(jī)5前端安裝有葉輪1，電機(jī)5外套裝有內(nèi)風(fēng)筒2，內(nèi)風(fēng)筒2位于葉輪1后方并保持間隙，內(nèi)風(fēng)筒2外設(shè)有后導(dǎo)葉4，其特征在于:內(nèi)風(fēng)筒2上的后導(dǎo)葉4前面設(shè)有冷卻環(huán)，冷卻環(huán)包括一組冷卻孔3，每個(gè)后導(dǎo)葉4前設(shè)置一個(gè)冷卻孔3，冷卻孔3呈長條孔狀，其長度方向與后導(dǎo)葉4進(jìn)口氣流角保持一致。如圖1所示，為滿足新一代電力機(jī)車對復(fù)冷通風(fēng)機(jī)輕量化、結(jié)構(gòu)經(jīng)湊、噪音低的要求，該通風(fēng)機(jī)內(nèi)風(fēng)筒2尺寸可以加長，盡可能多的覆蓋電機(jī)5 ;后導(dǎo)葉4前面設(shè)置一圈冷卻環(huán)用于電機(jī)冷卻。后導(dǎo)葉4距離葉輪1距離可以達(dá)到1倍風(fēng)機(jī)葉片根部弦長，從而到達(dá)降低噪音的目的。
[0014]如圖2所示，外界空氣被吸入風(fēng)機(jī)葉輪1并通過后導(dǎo)葉4，壓力得到提升。由于風(fēng)筒后導(dǎo)葉4出口的壓力高于進(jìn)口的壓力，利用氣流具有從高壓流向到低壓的特性，空氣將從后風(fēng)筒末端的高壓區(qū)6進(jìn)入電機(jī)5與內(nèi)風(fēng)筒2之間的通道，不斷冷卻電機(jī)，同時(shí)克服阻力，空氣壓力降低，當(dāng)冷卻電機(jī)的空氣壓力與位于后導(dǎo)葉4進(jìn)口的冷卻環(huán)處的壓力一致時(shí)，形成相對的低壓區(qū)7，熱空氣從冷卻孔3流出，匯入主氣流。由于軸流風(fēng)機(jī)在穩(wěn)定區(qū)域時(shí)，隨著流量的增加，風(fēng)機(jī)靜壓在不斷降低。而這時(shí)，雖然壓力低，但風(fēng)量大。當(dāng)流量小的時(shí)候，壓力增高，最終的風(fēng)量也能滿足電機(jī)對冷卻要求。
[0015]為確保氣流對電機(jī)冷卻滿足要求，冷卻環(huán)的開口位置和冷卻孔3大小需結(jié)合三維流場分析，通過對電機(jī)5表面風(fēng)速的計(jì)算，確保流過電機(jī)的風(fēng)速滿足要求。以電機(jī)的功率為20kW為例，冷卻環(huán)設(shè)置在距外導(dǎo)葉10mm的位置，冷卻孔3呈長條孔狀，同時(shí)為降低對主氣流的干擾，冷卻孔3開口的角度與后導(dǎo)葉4進(jìn)口氣流角保持一致，冷卻環(huán)上的冷卻孔3數(shù)量與后導(dǎo)葉4數(shù)量一致，最終能保證冷卻電機(jī)的氣流速度達(dá)到10m/s以上。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.帶內(nèi)部自適應(yīng)冷卻循環(huán)的復(fù)冷通風(fēng)機(jī)，電機(jī)(5)前端安裝有葉輪(1)，電機(jī)(5)外套裝有內(nèi)風(fēng)筒(2)，內(nèi)風(fēng)筒(2)位于葉輪(1)后方并保持間隙，內(nèi)風(fēng)筒(2)外設(shè)有后導(dǎo)葉(4)，其特征在于:內(nèi)風(fēng)筒(2)上的后導(dǎo)葉(4)前面設(shè)有冷卻環(huán)，冷卻環(huán)包括一組冷卻孔(3)，每個(gè)后導(dǎo)葉⑷前設(shè)置一個(gè)冷卻孔(3)，冷卻孔(3)呈長條孔狀，其長度方向與后導(dǎo)葉⑷進(jìn)口氣流角保持一致。2.如權(quán)利要求1所述的帶內(nèi)部自適應(yīng)冷卻循環(huán)的復(fù)冷通風(fēng)機(jī)，其特征在于:后導(dǎo)葉(4)距離葉輪(1)距離小于或等于1倍風(fēng)機(jī)葉片根部弦長。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種帶內(nèi)部自適應(yīng)冷卻循環(huán)的復(fù)冷通風(fēng)機(jī)，電機(jī)前端安裝有葉輪，電機(jī)外套裝有內(nèi)風(fēng)筒，內(nèi)風(fēng)筒位于葉輪后方并保持間隙，內(nèi)風(fēng)筒外設(shè)有后導(dǎo)葉，內(nèi)風(fēng)筒上的后導(dǎo)葉前面設(shè)有冷卻環(huán)，冷卻環(huán)包括一組冷卻孔，每個(gè)后導(dǎo)葉前設(shè)置一個(gè)冷卻孔，冷卻孔呈長條孔狀，其長度方向與后導(dǎo)葉進(jìn)口氣流角保持一致，后導(dǎo)葉距離葉輪距離小于或等于1倍風(fēng)機(jī)葉片根部弦長。即使對于時(shí)速200km/h的新一代電力機(jī)車依然能滿足輕量化、結(jié)構(gòu)經(jīng)湊、噪音低的要求。
【IPC分類】F04D29/54, F04D29/58, F04D25/08, F04D29/66
【公開號】CN105317716
【申請?zhí)枴緾N201510901243
【發(fā)明人】李瑜, 王潤, 喬巍
【申請人】中車大連機(jī)車研究所有限公司
【公開日】2016年2月10日
【申請日】2015年12月8日