[发明专利]高速动车组牵引电机冷却用的离心通风机组

说明书

技术领域

本发明涉及流体机械领域，具体地说是一种高速动车组牵引电机冷却用的离心通风机组。

背景技术

每列某型高速动车组的每节动车上都分别携带两台牵引电机，牵引电机分布在动车车底和乘客车厢地板之间的夹层的两端，且处于列车中间位置，只剩牵引电机两侧非常狭小的空间安装冷却通风机组。基于此，为满足牵引电机冷却需要，要求配套的通风机组必须具有尺寸小、通风能力强、静压高的特点。

目前，现有技术中设计技术要求一台牵引电机匹配两台通风机组，每台通风机组标态下的额定流量0.5m³/s，静压不低于1400Pa，以克服牵引电机阻力，并满足牵引电机冷却需要；另外，要求风机声功率级噪音不高于90dB，重量不超过50kg。为解决上述设计要求，需提供一种通风机组能在满足外形尺寸不变的前提下，解决静压不足、重量超限的难题，从而提高牵引电机的性能和可靠性。

发明内容

根据上述提出的技术问题，而提供一种高速动车组牵引电机冷却用的离心通风机组。主要针对现有通风机组效率偏低、增压能力不足、零部件笨重等缺陷，而提供一套效率高、可靠性高、结构简单紧凑、噪音低的通风机组，以满足高速动车组牵引电机的冷却需要。

本发明采用的技术手段如下：

一种高速动车组牵引电机冷却用的离心通风机组，包括集流器、法兰、风机叶轮、蜗壳、轴盘和电动机，其特征在于：所述集流器通过法兰固定在所述蜗壳的端板一侧；所述蜗壳固定在所述电动机上；设置在所述蜗壳内的所述风机叶轮与所述轴盘固定；所述轴盘上设有与所述电动机的电机轴相匹配的安装孔，所述轴盘与所述电动机固定。

作为优选，所述集流器的进气通道为缩放式进气通道，所述集流器的进气通道由气体快速加速段和气体缓冲段，所述气体快速加速段和所述气体缓冲段构成圆弧形型线过渡结构，所述气体缓冲段与所述风机叶轮的锥形前盘圆弧过渡连接，所述气体快速加速段和所述气体缓冲段的圆弧轴向比为1:8-1:5。

上述的集流器的进气通道的气体快速加速段和气体缓冲段由两段圆弧构成，以替代传统的筒形、锥形、单圆弧形和锥弧形结构。集流器的进气通道采用圆弧形型线构造，形成缩放式光滑进气通道，该通道使气流从快速加速运行逐渐转变为减速运行，且调整气流流动方向，可降低因集流器出口面积与风机叶轮进口面积差引起的涡流损失；该圆弧形型线与风机叶轮的锥弧形前盘轮盖配合，可使集流器的缩放式流道与风机叶轮的扩张式流道形成较好的过渡连接，进一步限制在风机叶轮进口处形成的涡流，降低涡流损失；在集流器的出气端采用半径较大的圆弧过渡能够使气体流场变化缓慢，确保流场稳定。集流器进气通道与端板之间采用半径较小圆弧连接，一方面能够消除传统进气方式引起的进气局部涡流，降低损失；另一方面能够在占用空间小的情况下使气流达到相同的速度，完成集流器的集气功能，并为进气通道后段留下足够空间，以稳定确保进入风机叶轮3的气体流场的稳定性。气体快速加速段和气体缓冲段的两段圆弧占据轴向空间按1:8～1:5之间分配，其余空间分配方案也可根据实际情况适当选择，并不局限于此。

作为优选，所述集流器的气体缓冲段与所述风机叶轮之间设有间隙，所述间隙为所述集流器的气体缓冲段的尾端进口直径的1%-3%，尾端进口处是指气体缓冲段的最小进口直径处。

法兰的轴向尺寸可根据实际情况采用多种选择，法兰在结构上主要起连接过渡作用和消除轴盘的锥形孔和电动机的锥形轴的加工误差造成的轴向偏离。在气动上，封闭的小空间能够抑制集流器外部形成涡流。集流器与风机叶轮之间设置的间隙，其大小约为集流器最小进口直径的1%-3%，从风机叶轮出来的气体有一部分会通过该间隙回流到风机叶轮内部，而在该间隙前面形成一涡流区。另外，减小法兰的环形直径，能够有效抑制涡流区的发展，降低损失。

作为优选，所述风机叶轮由锥弧形前盘、后向叶片和后盘组成，所述后向叶片的片数为7-13片。

锥弧形前盘能够减缓风机叶轮内部流道通流面积的变化率，使流道面积随流线变化更均匀，能够有效抑制风机叶轮内部的涡流区，提高风机效率。后向叶片风机比径向和前向叶片风机效率高，可用范围宽。采用7-13片叶片主要是能够更好地避开谐振，提高风机可靠性，作为优选，采用9片叶片时的效果更好。

作为优选，所述轴盘靠近所述风机叶轮的一端加工有用于拆卸风机叶轮的螺纹；所述轴盘上的安装孔为与所述电动机的电机轴相匹配的锥形孔，所述轴盘通过螺栓和锁紧垫片固定在所述电动机的电机轴上。