专利名称：列车空调冷凝器用低噪声轴流风机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种轴流风机，尤其涉及一种列车空调冷凝器用低噪声轴流风机，属于流体工程技术领域。
背景技术：
随着国家经济建设的飞速发展，城市轨道交通作为城市的交通枢纽，正在发挥着非常重要的作用，目前城轨交通蓬勃发展，并已进入一个新的发展时期，已成为许多城市的重点工程项目。巨额的建设资金已成为城市轨道交通事业发展的一大瓶颈，摆在我们面前的首要问题是采用国产技术装备、降低工程造价，促进城轨交通的快速发展。而列车空调是轨道交通列车上的一个重要设施。针对城市轨道交通的列车空调装置要求尺寸紧凑，噪声低，但在役风机进口处呈突缩状，吸入端存在着涡流严重的弊端，因此对空调冷凝器用的轴流风机提出了更高的技术要求。
目前采用的列车空调冷凝器风机最具代表性的为在役德国进口列车空调冷凝器风机，其声压级偏高，该风机采用的是外窄内宽叶片，叶片呈等距离布置，叶轮转速相对偏高，存在着噪声污染严重的弊端。因而在车辆运行的全过程，只要空调制冷系统运行，其噪声污染是持续存在的，严重影响旅客的舒适感。另外电机支架离风机叶轮近，气流绕流时产生的涡流会影响叶轮的作功能力。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种列车空调冷凝器用低噪声轴流风机，消除或降低叶轮进口前的涡流，减少进口阻力和旋转噪声，提高风机运行效率，节约能源。
为实现这一目的，本发明设计的列车空调冷凝器用低噪声轴流风机包括电机、风机叶片、机壳、支架及轮毂，电机支架的截面为流线体，安装位置往机壳下部偏移而离风机叶片较远，支架数目与叶片数不互成倍数。风机叶片采用按变环量流型、负指数设计的新叶型替代按等环量设计的原叶型，为组装式可调叶角型，叶片呈外宽内窄，不等距排列，叶片各截面重心联线与径向直线间的夹角≤30°，呈前掠状。机壳底部风筒进口处安装的弧形集流器由圆柱体和圆弧形集流环构成，上部圆柱体紧套在机壳外，弧形集流环内径与机壳内径相同并与机壳的内壁光滑连接成一体。
本发明的具体结构包括电机、风机叶片、机壳、支架及轮毂，轮毂安装在机壳的上部，电机安装在轮毂下方并与之同轴相连，电机通过支架固定在机壳的内表面上。本发明中电机支架的截面采用流线体，风机叶片为组装式可调叶角型，按不等距排列安装在轮毂上，每片叶片呈外径处宽、内径处窄的形状。在风机机壳的底部加装弧形集流器，弧形集流器由上部的圆柱体和底部的圆弧形集流环构成，上部圆柱体的内直径与机壳的外直径相同并紧套在机壳外，底部圆弧形集流环的内径与机壳内径相同并与机壳的内壁光滑连接成一体。
本发明所述风机叶片的叶片数为4～7片，为不等距排列，相邻叶片间的夹角可在42°～110°间计算确定。每片叶片内外径处弦长之比为1.1～1.6，叶片各截面重心联线与径向直线间的夹角≤30°，呈前掠状。
本发明所述的电机支架的安装位置可在现有技术的基础上往机壳下部移动，距离风机叶片较远，并且可采用倾斜安装或水平安装形式，支架的数目与风机叶片的数目不互成倍数。
本发明技术用于对在役列车进行改造时，则可采用在风机吸入端增装弧形集流器，弧形集流器加工好后，再将其装在吸入短管进口端即可。
本发明具有显著的降噪和节能效果。本发明在列车空调冷凝器风机突缩的吸入口加装弧形集流器，可以使流经冷凝器升温后的热空气经下部弧形集流器流线型流入机壳，再经流线体的电机支架流向叶轮，最后从顶部排出，可以最大限度的消除或降低叶轮进口前涡流，改善吸入流场，减少进口阻力。采用外宽内窄高压力系数弯掠组合的低噪声叶型和不等距排列的风机叶片替代进口现用等距排列径向对称叶片，可充分利用叶轮外径处效率高的特点，增加其加功量，且可明显降低叶根附近的过大攻角值，且将叶片叶角制成可调式，可供列车在不同地区和不同季节运行时选用，以利节能。将流线型电机支架适度远离叶片进口端，可减少气体绕流时产生的涡流和减少对叶轮作功能力的影响。
图1为本发明的结构示意图。
图1中，1为电机，2为风机叶片，3为机壳，4为支架，5为弧形集流器，6为轮毂。
图2为本发明风机叶片2的结构俯视图。
图2中，2为风机叶片，6为轮毂。
图3为支架4的流线型截面结构示意图。
图4为弧形集流器5的结构示意图。
图5为风机叶片的结构特征示意图。
具体实施例方式
以下结合附图对本发明的技术方案作进一步描述。
本发明的列车空调冷凝器用低噪声轴流风机结构如图1所示，包括电机1、风机叶片2、机壳3、支架4、轮毂6，组成一体化结构，风机轮毂6安装在机壳3的上部，空气从顶部排出，电机1安装在轮毂6下部，通过支架4固定在机壳3的内表面上。为了减少空气绕流电机支架时的分离和形成涡流，电机支架4的截面设计成流线体。安装在风机轮毂6上的风机叶片2为组装式可调叶角型，叶片外宽内窄，不等距排列。在风机机壳3的底部风机吸入端装有弧形集流器5。
本发明所述风机叶片2的结构如图2所示，风机叶片2组装在风机轮毂6上，风机叶片2为叶角可调型，叶片数由4～7片组成，叶片按变环量流型、负指数设计。每片叶片呈外径处宽、内径处窄的形状，内外径处弦长之比为1.1～1.6，叶片之间呈不等距排列，相邻叶片间的夹角可从42°～110°范围内优化选取。对六叶片风机来讲，相邻叶片间的夹角可在45°～75°范围。叶片可以用铝合金整体压铸或工程塑料整体注塑成型，亦可用工程塑料制成单个叶片，装在用铝合金压铸的轮毂上，称为组装结构。采用组装结构叶轮，其叶片安装角度是可调的，可以满足不同地区不同季节对风量的不同要求。
图3为图1中支架4的A-A向截面结构示意图。如图3所示，电机支架4的截面设计成流线体，可以减少空气绕流电机支架时的分离和形成的涡流。
图4为本发明中弧形集流器5的结构示意图。如图4所示，集流器5由上部的圆柱体和底部的圆弧形集流环构成，上部圆柱体内直径与机壳3的外直径相同并紧套在机壳3外，弧形集流环内径与机壳3内径相同并与机壳3的内壁光滑连接成一体。集流器5采用工程塑料或橡胶或铝合金材质通过注塑成形或压铸成型制造。
图5为风机叶片的结构特征示意图。如图5所示，本发明的风机叶片2呈外径处宽、内径处窄的形状，叶片各截面重心联线A与径向直线间的夹角θ≤30°，一般采用20～30°，呈前掠状。
本发明在风机吸入端突缩口增装弧形集流器5，可以改善流场，确保叶轮作功能力。风机叶片2具有较高的压力系数值，采用的转速相对较低。电机支架4截面改为流线型，并适当往机壳3的下部偏移，离风机叶片较远，可减少气体绕流时产生的涡流和减少对叶轮作功能力的影响。
权利要求
1.一种列车空调冷凝器用低噪声轴流风机，包括电机(1)、风机叶片(2)、机壳(3)、支架(4)及轮毂(6)，轮毂(6)安装在机壳(3)的上部，电机(1)安装在轮毂(6)下方并与之同轴相连，电机(1)通过支架(4)固定在机壳(3)的内表面上，其特征在于所述支架(4)的截面为流线体；所述风机叶片(2)为组装式可调叶角型，按不等距排列安装在轮毂(6)上，叶片数为4～7片，相邻叶片间的夹角为42°～110°，每片叶片呈外径处宽、内径处窄的形状，内外径处弦长之比为1.1～1.6，叶片各截面重心联线与径向直线间的夹角为20°～30°，呈前掠状；所述机壳(3)的底部装有弧形集流器(5)。
2.根据权利要求1的列车空调冷凝器用低噪声轴流风机，其特征在于所述风机叶片(2)的叶片数为六片，相邻叶片间的夹角为45°～75°。
3.根据权利要求1的列车空调冷凝器用低噪声轴流风机，其特征在于所述弧形集流器(5)由上部的圆柱体和底部的圆弧形集流环构成，圆柱体内直径与机壳(3)的外直径相同并紧套在机壳(3)外，圆弧形集流环内径与机壳(3)内径相同并与机壳(3)的内壁光滑连接成一体。
4.根据权利要求1的列车空调冷凝器用低噪声轴流风机，其特征在于所述支架(4)的安装位置往机壳(3)下部偏移，采用倾斜安装或水平安装形式，其数目与风机叶片(2)数不互成倍数。
全文摘要
本发明涉及一种列车空调冷凝器用低噪声轴流风机，包括电机、风机叶片、机壳、支架及轮毂，电机支架的截面为流线体，安装位置往机壳下部偏移而离风机叶片较远，支架数目与叶片数不互成倍数。风机叶片采用按变环量流型、负指数设计的新叶型替代按等环量设计的原叶型，为组装式可调叶角型，能满足不同地区使用，叶片呈外宽内窄，不等距排列，叶片各截面重心联线与径向直线间的夹角≤30°，呈前掠状。机壳底部风筒进口处安装的弧形集流器由圆柱体和圆弧形集流环构成，上部圆柱体紧套在机壳外，弧形集流环内径与机壳内径相同并与机壳的内壁光滑连接成一体。本发明的新叶轮具有较高的压力系数值，采用的转速相对较低，具有显著的降噪和节能效果。
文档编号F04D29/40GK1793664SQ20061002325
公开日2006年6月28日 申请日期2006年1月12日 优先权日2006年1月12日
发明者任世瑶, 吴明生, 任勇, 方建发 申请人:上海交通大学