高速电力动车组冷却系统用低噪离心风机叶轮技术方案

本发明专利技术公开了一种高速电力动车组冷却系统用低噪离心风机叶轮，包括前盘、后盘以及夹设在前盘与后盘之间的叶片，叶片具有进气端、出气端、前侧面与后侧面；叶片前盘与后盘的距离为b，出气端为锯齿形结构，齿高h为b/8～b/10，齿距t为b/12～b/14；前侧面与前盘满焊固定，后侧面与后盘满焊固定。本发明专利技术所述的低噪离心风机叶轮出气端设计为锯齿形结构，且齿高和齿距合理，大大降低了离心风机的噪声，提高了离心风机的效率。

【技术实现步骤摘要】
高速电力动车组冷却系统用低噪离心风机叶轮
一种本专利技术涉及通风冷却系统领域，具体为一种高速电力动车组冷却系统用低噪离心风机叶轮。
技术介绍
随着中国高铁技术的发展，不仅要求高速电力动车组的运行速度越来越高，其舒适性也受到越来越多的关注和越来越高的要求，冷却系统的噪声是影响高速电力动车舒适性的一个因素，因此，迫切需要一种高速电力动车组冷却系统用低噪声、高效率的离心风机叶轮。离心风机运转时产生的噪音主要包括空气动力性噪音和机械性噪音两部分，其中空气动力性噪音强度大，是设计离心风机时需要考虑的重要因素。
技术实现思路
本专利技术针对高速电力动车组冷却系统噪声大的问题的提出，而研制一种低噪声、高效率的离心风机叶轮。本专利技术采用将叶片出气端设计为锯齿结构，且设计出最佳齿高和齿距，减小了层流附面层分离区，降低了尾涡区的涡流强度，并且改善了流场，减弱了旋涡及尾部涡流，以达到最佳的降噪效果。 本专利技术的技术手段如下: 一种高速电力动车组冷却系统用低噪离心风机叶轮，包括前盘、后盘以及夹设在所述前盘与所述后盘之间的叶片，气流从前盘流入，所述叶片具有进气端、出气端、前侧面和后侧面，其特征在于:所述叶片前盘与后盘的距离为b ;所述出气端为锯齿形结构，齿高h为b/8?b/ΙΟ，齿距t为b/12?b/14。将叶片设计成锯齿形结构，可使叶片上气流层流附面层较早地转化为紊流，从而避免层流附面层中不稳定波动导致涡流分离，使噪声降低。另一方面，锯齿形结构使气流出气边速度三角形出现差别，形成气流“过渡层”，将气流对外壳的整齐一致的“拍打”，缓冲为分散的“拍打”，从而降低噪声。通过仿真分析及实验验证合理的确定了最佳齿高和齿距，能够达到最佳的降噪效果。 进一步地，齿高h = b/8，齿距t = b/12。 进一步地，所述前盘过其中心轴线的截面型线具有圆弧过渡，其圆弧半径rl =57mm。前盘具有圆弧过渡部分能够使空气更加平稳的进入叶轮。 进一步地，所述前盘的最大直径与所述后盘的直径均为D，且D为300mm?600mm。 进一步地，所述前盘与后盘的距离b为100_?160mm。 进一步地，所述叶片采用高强度钢BS700。能够满足叶轮在高速运行工况下的可靠性，满足叶轮在120%额定转速下长时间工作。 所述进气端与前侧面之间导有圆角，圆角半径r2 = 28mm。使气流以最佳的流动状态进入叶轮，提高叶轮的效率。 更进一步地，所述叶片的前侧面与所述前盘满焊固定，所述叶片的后侧面与所述后盘满焊固定。保证叶轮在工作时的可靠性。 由于采用了上述技术方案，本专利技术提供高速电力动车组冷却系统用低噪离心风机叶轮强度高、噪声低、工作可靠且冷却效率高。 【附图说明】 图1为本专利技术实施例立体结构示意图； 图2为图1正视图； 图3为叶片的立体机构示意图； 图4为图3中A部的放大图。 图中:1、前盘，2、叶片，20、进气端，21、出气端，22、前侧面，23、后侧面，3、后盘。 【具体实施方式】 离心叶轮空气动力性噪音产生的原因主要有以下几个方面:(I)风机叶轮入口处气流的不稳定流动与叶轮之间的相互作用；(2)流道内气流在叶片界面上分离产生涡流，涡流分离产生涡流脱落噪声；(3)叶轮气流出口处气流突然扩散引起气流稀疏而产生噪声；(4)高速气流与外壳之间的相互作用而产生的噪声。 下面结合图1?图4的实施例说明本专利技术结构及其降噪原理。本专利技术中的高速电力动车组冷却系统用低噪离心风机叶轮，包括:前盘1、后盘3以及夹设在前盘I和后盘3之间的叶片2，气流从前盘I流入，从叶片2之间的流体通道流出，叶片2具有进气端20、出气端21、前侧面22和后侧面23。前侧面22与前盘I满焊固定，后侧面23与后盘3满焊固定，保证叶轮在工作时的稳定性。叶片2的前盘I与后盘3的距离b为10mm?160mm ;叶片2的出气端21为锯齿形结构，齿高h为b/8?b/ΙΟ，齿距t为b/12?b/14，本实施例优选齿高h = b/8，齿距t = b/12。将叶片2的出气端21设计成锯齿形结构，可使叶片2上气流层流附面层较早地转化为紊流，从而避免层流附面层中不稳定波动导致涡流分离，使噪声降低。另一方面，锯齿形结构使气流出气边速度三角形出现差别，形成气流“过渡层”，将气流对外壳的整齐一致的“拍打”，缓冲为分散的“拍打”，从而降低噪声。通过仿真分析及实验验证合理的确定了最佳齿高和齿距，能够达到最佳的降噪效果。 前盘I的最大直径与后盘3的直径均为D，且D为300mm?600mm。前盘I过其中心轴线的截面型线具有圆弧过渡，其圆弧半径rl = 57mm，前盘I具有圆弧过渡部分能够使空气更加平稳的进入叶轮，且与集流器型线相配合，优化风机的性能。进气端20与前侧面22之间导有圆角，圆角半径r2 = 28_。使气流以最佳的流动状态进入叶轮，提高叶轮的效率。 叶片2采用高强度钢BS700。能够满足叶轮在高速运行工况下的可靠性，满足叶轮在120%额定转速下长时间工作。 以上所述，仅为本专利技术较佳的【具体实施方式】，但本专利技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
的技术人员在本专利技术揭露的技术范围内，根据本专利技术的技术方案及其专利技术构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高速电力动车组冷却系统用低噪离心风机叶轮，包括前盘(1)、后盘(3)以及夹设在所述前盘(1)与所述后盘(3)之间的叶片(2)，气流从前盘(1)流入，所述叶片(2)具有进气端(20)、出气端(21)、前侧面(22)和后侧面(23)，其特征在于：所述叶片前盘(1)与后盘(3)的距离为b；所述出气端(21)为锯齿形结构，齿高h为b/8～b/10，齿距t为b/12～b/14。

【技术特征摘要】
1.一种高速电力动车组冷却系统用低噪离心风机叶轮，包括前盘(I)、后盘(3)以及夹设在所述前盘(I)与所述后盘(3)之间的叶片(2)，气流从前盘(I)流入，所述叶片(2)具有进气端(20)、出气端(21)、前侧面(22)和后侧面(23)，其特征在于:所述叶片前盘(I)与后盘(3)的距离为b ;所述出气端(21)为锯齿形结构，齿高h为b/8?b/ΙΟ，齿距t为b/12 ?b/14。2.根据权利要求1所述的高速电力动车组冷却系统用低噪离心风机叶轮，其特征在于:齿高h = b/8,齿距t = b/12。3.根据权利要求1所述的高速电力动车组冷却系统用低噪离心风机叶轮，其特征在于:所述前盘(I)过其中心轴线的截面型线具有圆弧过渡，其圆弧半径rl = 57_。4.根据权利要求1所述的高速电力动车组冷却系统用...

【专利技术属性】
技术研发人员：包明冬，包健辉，王林芳，
申请(专利权)人：中国北车集团大连机车研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21