一种具有供液结构的换热器自清洁涡轮

1.本发明涉及一种具有供液结构的换热器自清洁涡轮，属于换热器技术领域。


背景技术：

2.换热器在长时间工作过程中与空气接触的表面容易形成灰尘堆积和结垢，换热器表面结垢增大了换热器空气侧热阻、减小了空气流通面积，从而造成换热器空气侧压降增大、换热能力衰减。为了使换热器在长期工作中保持良好的流通能力以及换热能力，需要对换热器表面进行防尘除垢处理。
3.现有的主流防尘除垢方法有添加防尘滤网、使用化学除尘液、采用蒸汽或高压吹灰器清理结垢等方法。但对应的，这些方法存在防尘效果差、产生额外流阻、需要定期维护、装置重量大、使用成本高等问题。因此，提供一种结构简单、高效可靠、可不间断稳定工作的换热器表面清洁装置是值得深入研究并解决的问题。


技术实现要素：

4.本发明提供一种具有供液结构的换热器自清洁涡轮用来克服现有技术中换热器不具备自清洁的效果导致换热能力衰减的缺陷。
5.为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：
6.本发明公开了一种具有供液结构的换热器自清洁涡轮，包括储液轮毂，所述储液轮毂上通过叶根连接有供液叶片，构成整体叶轮形式，所述供液叶片的尾缘处安装有拆卸刷条，所述储液轮毂的前端面依次安装有轴承和防尘端盖通过螺钉紧固，其后端面依次安装有轴承、定位连接轴和后端盖。
7.进一步的，所述供液叶片的尾缘处开设有容纳拆卸刷条的刷条卡槽，所述刷条卡槽的端部设有紧固垫片和弹簧供液阀。
8.进一步的，所述刷条卡槽的上表面开设有若干喷洒孔。
9.进一步的，所述防尘端盖的边缘设有毡毛密封圈，用于防止灰尘进入轴承，防止滑油飞溅。
10.进一步的，所述供液叶片的叶根子午面削块比例为10％～40％，计算削块比例公式为：
[0011][0012]
其中，r0为叶根半径，r1为叶尖半径，α0为叶根处攻角，α1为叶尖处攻角，c
l0
为叶根s1流面处叶片的升力系数，c
l1
为叶尖s1流面处叶片的升力系数；
[0013]
供液叶片通常工作在低转速、低速比的条件下，其叶尖速比在0.05～3范围，叶尖速比计算公式为：
[0014][0015]
其中，r1为叶尖半径，u为来流风速，n为涡轮转速，在30～120rpm范围；
[0016]
供液叶片从叶根到叶尖采用变叶厚设计，从叶根到叶尖的叶型厚度逐渐变薄，叶尖叶根厚度比为0.6～0.9。
[0017]
进一步的，所述喷洒孔的直径随旋转半径增大而减小，保持每个喷洒孔的液体出流流量一致，旋转半径为r处的喷洒孔直径dr的计算公式为：
[0018][0019]
其中，r为旋转半径，v为总储液体积，n为叶轮转速，t为叶轮喷洒周期，n为喷洒孔总数，θ为喷洒孔与叶轮轴向的夹角。
[0020]
本发明所达到的有益效果是：具有供液结构的换热器自清洁涡轮通过换热器气流压差驱动涡轮转动，带动供液叶片尾缘设置的拆卸刷条对灰尘堆积和结垢的换热器表面进行清洁，同时涡轮内部的储液供液结构可以将除尘液、除锈液、消毒液、表面活性剂等功能性液体喷洒在拆卸刷条和换热器表面，提高清洁效率，并实现多种功能。所述具有供液结构的换热器自清洁涡轮可以有效减小换热器空气侧热阻、提高空气流通面积，使换热器在长期工作中保持良好的流通能力以及换热能力。整体结构简单可靠，工作转速在较低范围，轴承负载小，工作寿命长。通过合理的叶型设计，提高所述涡轮在低转速、低风速下的气动性能，同时通过刷条卡槽与涡轮的叶片的圆滑过渡，降低拆卸刷条与叶片组装耦合带来的流动阻力。同时，叶轮供液具有一定的转速阈值，由叶轮转速调节弹簧供液阀开度，通过弹簧供液阀控制、分配供液量，达到长时间稳定的供液。综上，本发明的具体实施例在实际使用中可以提供一种能够清理换热器表面结垢、提高换热和流通能力、高效可靠、结构简单、工作稳定的具有供液结构的换热器自清洁涡轮。
附图说明
[0021]
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
[0022]
图1是本发明的爆炸示意图；
[0023]
图2是本发明换热器自清洁涡轮轴系结构的剖面图；
[0024]
图3是本发明供液叶片的剖面图；
[0025]
图4是本发明刷条卡槽的剖面图；
[0026]
图5本发明供液叶片内部流道的剖面图一；
[0027]
图6是本发明供液叶片内部流道的剖面图二。
[0028]
图中：1、螺钉；2、防尘端盖；3、轴承；4、储液轮毂；5、供液叶片；6、定位连接轴；7、后端盖；8、拆卸刷条；9、刷条卡槽；10、紧固垫片；11、弹簧供液阀；12、毡毛密封圈；13、喷洒孔。
具体实施方式
[0029]
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实
施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
[0030]
实施例1
[0031]
如图1所示，一种具有供液结构的换热器自清洁涡轮，包括储液轮毂4，所述储液轮毂4上通过叶根连接有供液叶片5，构成整体叶轮形式，所述供液叶片5的尾缘处安装有拆卸刷条8，所述储液轮毂4的前端面依次安装有轴承3和防尘端盖2通过螺钉1紧固，其后端面依次安装有轴承3、定位连接轴6和后端盖7。
[0032]
所述供液叶片5的尾缘处开设有容纳拆卸刷条8的刷条卡槽9，所述刷条卡槽9的端部设有紧固垫片10和弹簧供液阀11。
[0033]
所述刷条卡槽9的上表面开设有若干喷洒孔13。
[0034]
所述防尘端盖2边缘设有毡毛密封圈12，用于防止灰尘进入轴承，防止滑油飞溅。
[0035]
如图2所示，储液轮毂4与供液叶片5叶根相连，构成整体叶轮的形式。储液轮毂4、定位连接轴6与轴承3为涡轮轴系的定位基准。轴承3的外环面与储液轮毂4前端的内表面采用过盈配合连接，轴承3的后端面与储液轮毂4内的凸台前端面配合。轴承3的内环面与定位连接轴6的前段的外表面采用过盈配合连接，轴承3的后端面与定位连接轴6的中段的凸台端面配合，将轴承3完全定位；轴承3的外环面与储液轮毂4后端的的内表面采用过盈配合连接，轴承3的前端面与储液轮毂4内的凸台后端面配合。轴承3的内环面与定位连接轴6的后段的外表面采用过盈配合连接，轴承3的后端面与后端盖7的中段的前端面配合，将轴承3完全定位。
[0036]
防尘端盖2边缘设有毡毛密封圈12，用于防止灰尘进入轴承，防止滑油飞溅，同时中心开孔，用于安装螺钉1。防尘端盖2的凸台的内环面与定位连接轴6的前段的外表面采用过盈配合，防尘端盖2的凸台端面与轴承3的前端面配合。
[0037]
定位连接轴6前段，与轴承3进行过盈配合。定位连接轴6前端面与后端面均设有螺纹孔，定位连接轴6前端面与防尘端盖通过螺钉1进行连接和紧固，定位连接轴6后端面与后端盖通过以及换热器表面通过螺纹连接进行定位和紧固，从而将整个轴系结构，螺钉1、防尘端盖2、轴承3、储液轮毂4、定位连接轴6和后端盖7完全定位和紧固。根据上述描述，可以理解的是，本发明的具有供液结构的换热器自清洁涡轮的轴系结构具有上述的定位配合关系。
[0038]
如图3～4所示，供液叶片5的尾缘设置有刷条卡槽9和喷洒孔13，供液叶片5与刷条卡槽9采用平滑过渡的方式连接为一个整体，降低拆卸刷条8与供液叶片5连接后耦合结构增大的流阻。拆卸刷条8通过较过盈配合安装于刷条卡槽9，弹簧供液阀11和紧固垫片10安装于供液叶片5的叶尖，用于紧固拆卸刷条8；拆卸刷条8安装线与供液叶片5的尾缘曲线相切，与叶轮旋转方向形成倾角，减小清洁过程的摩擦阻力。
[0039]
根据安装尺寸需要以及供液叶片5在不同工作条件下的攻角特性，供液叶片5的叶根子午面需要削块10％～40％，计算削块比例公式为：
[0040][0041]
其中，r0为叶根半径，r1为叶尖半径，α0为叶根处攻角，α1为叶尖处攻角，c
l0
为叶根s1流面处叶片的升力系数，c
l1
为叶尖s1流面处叶片的升力系数。
[0042]
供液叶片5通常工作在低转速、低速比的条件下，其叶尖速比在0.05～3范围，叶尖
速比计算公式为：
[0043][0044]
其中，r1为叶尖半径，u为来流风速，n为涡轮转速，在30～120rpm范围。
[0045]
为使供液叶片5在低转速、低速比的工况下获得较好的气动性能和转动性能，供液叶片5从叶根到叶尖采用变叶厚设计，从叶根到叶尖的叶型厚度逐渐变薄，叶尖叶根厚度比为0.6～0.9，使叶根处叶型更饱满，提升叶片升力，叶尖处减厚减重。
[0046]
如图5～6所示，供液叶片5内具有储液的空腔，以及液体流动通道，并在尾缘处设置有喷洒孔13。弹簧供液阀11上端带有螺纹，与供液叶片5的叶尖之间进行连接，依靠紧固垫片10紧固拆卸刷条8。喷洒孔13通过液体流动通道与供液叶片5和储液轮毂4内的空腔相连接，由弹簧供液阀11控制开关，叶轮达到设计阈值转速时，弹簧供液阀11打开，液体通过内部流道流动到喷洒孔13，将涡轮内部液体喷洒到外界，喷洒孔13的直径随旋转半径增大而减小，保持每个喷洒孔的液体出流流量一致，旋转半径为r处的喷洒孔直径dr的计算公式为：
[0047][0048]
其中，r为旋转半径，v为总储液体积，n为叶轮转速，t为叶轮喷洒周期，n为喷洒孔总数，θ为喷洒孔与叶轮轴向的夹角。
[0049]
在本发明的具体实施例中，涡轮通过换热器与外界存在的压差驱动供液叶片5转动，带动尾缘处设置的拆卸刷条8刷动，同时涡轮内部的储液供液结构可以将除尘液、除锈液、消毒液、表面活性剂等功能性液体喷洒在拆卸刷条8和换热器表面，提高清洁效率，并实现多种功能。所述具有供液结构的换热器自清洁涡轮可以有效减小换热器空气侧热阻、提高空气流通面积，使换热器在长期工作中保持良好的流通能力以及换热能力。整体结构简单可靠，工作转速在较低范围，轴承负载小，工作寿命长。综上，本发明的具体实施例在实际使用中可以提供一种能够清理换热器表面结垢、提高换热和流通能力、高效可靠、结构简单、工作稳定的具有供液结构的换热器自清洁涡轮。
[0050]
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。