本發(fā)明屬于離心式風扇技術領域，具體涉及一種大風量高壓頭離心風扇，其能夠在緊湊空間內(nèi)結構下產(chǎn)生大風量高壓頭。

背景技術：

隨著以水冷柴油機為代表的發(fā)動機的功率密度不斷提升，對與之配套的冷卻系統(tǒng)提出了更高的要求，其中冷卻風扇只有具備更高的氣動性能和更為緊湊的結構，才能夠在限定的空間內(nèi)以有效的功耗為代價，產(chǎn)生滿足冷卻系統(tǒng)散熱需求的強制對流空氣。

目前，在高功率密度推進裝置中，l型風道是較為典型的氣動布局，冷卻空氣從進口到出發(fā)生90°的折轉，這使得散熱器、冷卻風扇和冷卻風道能夠形成一體化的集成設計，大大壓縮了冷卻系統(tǒng)所占用的空間。對于這種氣動布局而言，離心風扇無疑是最佳的解決方案，但常規(guī)的離心風扇卻難以滿足系統(tǒng)對風扇空間適應性、氣動性能和可靠性的綜合需求，一則空間的限制對了風扇的軸向尺寸必須受到嚴格的約束，二則為滿足更高的散熱需求，風扇必須具備大風量高壓頭的氣動性能，三則狹窄空間內(nèi)的復雜流動特性要求風扇必須具備較好的抗畸變能力。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術問題是：如何提供一種大風量高壓頭離心風扇。

為解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種大風量高壓頭離心風扇，其包括：輪蓋1、輪盤2和葉片3；所述輪蓋1、輪盤2和葉片3組成閉式風扇葉輪，風扇最大外徑d2/風扇軸向長度l在2.7～3.2之間；輪轂直徑d0/風扇進口直徑d1<0.15；風扇進口直徑d1/風扇最大外徑d2>0.8；額定工作轉速>4000r/min，葉片3設置為三維曲面，葉片3的厚度分布沿氣流方向按氣動載荷而變，葉片3在風扇進口處的前緣為弓形結構，弓形結構的最大變形量δ/風扇最大外徑d2<0.025，葉片3在風扇出口處采用后彎型結構，后彎角βb2≤45°。

其中，由輪蓋1、輪盤2組成曲率平滑的子午流道，曲線曲率<0.03mm-1，風扇進口與風扇出口成90°。

其中，所述輪蓋1在進口邊采用了篦齒型氣封結構。

有益效果：

與現(xiàn)有技術相比較，本發(fā)明為了應對高功率密度動力裝置對冷卻風扇的特殊需求，提供了一種扁平型大風量高壓頭的離心式風扇，其能夠解決緊湊空間下強化散熱的空氣流動問題。

附圖說明

圖1是本發(fā)明提供的緊湊結構下大風量高壓頭的離心風扇的二維結構示意圖。

圖2是離心風扇葉輪二維圖。

具體實施方式

下面結合說明書附圖和具體實施方式對本發(fā)明做進一步的說明。

為使本發(fā)明的目的、內(nèi)容、和優(yōu)點更加清楚，下面結合附圖和實施例，對本發(fā)明的具體實施方式作進一步詳細描述。

為解決現(xiàn)有技術的問題，本發(fā)明提供一種大風量高壓頭離心風扇，其包括：輪蓋1、輪盤2和葉片3；

所述輪蓋1、輪盤2和葉片3組成閉式風扇葉輪，軸向長度短，風扇最大外徑d2/風扇軸向長度l在2.7～3.2之間；輪轂比小，輪轂直徑d0/風扇進口直徑d1<0.15，；進口直徑大，風扇進口直徑d1/風扇最大外徑d2>0.8；能夠在高轉速狀態(tài)下持續(xù)穩(wěn)定工作，額定工作轉速>4000r/min；并具備大風量高壓頭的氣動性能。

其中，由輪蓋1、輪盤2組成曲率平滑的子午流道，曲線曲率<0.03mm-1，風扇進口與風扇出口成90°，使得氣流在葉片通道內(nèi)具備較小的逆壓梯度。

其中，葉片3設置為三維曲面，葉片3的厚度分布沿氣流方向按氣動載荷而變，葉片3在風扇進口處的前緣為弓形結構，弓形結構的最大變形量δ/風扇最大外徑d2<0.025，葉片3在風扇出口處采用后彎型結構，后彎角βb2≤45°。

其中，所述輪蓋1在進口邊采用了篦齒型氣封結構。

如附圖1所示，由于空間結構限制，風扇的軸向長度受到較大的壓縮，按照離心風扇的工作方式，氣流從進口到出口需要完成90°的折轉，因此在狹窄的子午流道中氣流很容易產(chǎn)生分離流動，形成較大的損失；同時風扇的工作條件較為惡劣，在進氣口易產(chǎn)生進氣畸變，葉片出口也不具備普通離心風扇的理想蝸殼，氣流靜壓的提升主要需在葉片通道內(nèi)完成。為了保證在這種緊湊結構下能產(chǎn)生大風量高壓頭的強制對流空氣，本發(fā)明提供的這種離心風扇具備如下技術特征：

1、如圖1所示，為提升緊湊空間下的氣動性能，整體風扇葉輪結構呈為扁平狀，風扇最大外徑d2/風扇軸向長度l在2.7～3.2之間，為提升風扇設計點的風量，增大了風扇進口面積，風扇進口出的輪轂比d0/d1<0.15，進口直徑d1/最大外徑d2>0.8；

2、采用優(yōu)化的子午流道，使輪盤、輪蓋型線為過渡平滑的曲線，曲線曲率<0.03mm-1,通過控制葉片通道中的壓力分布和速度梯度分布，有效地抑制了分離，提高了離心風扇的氣動效率，在這種軸向尺寸小的扁平型緊湊結構下達到了較高的氣動性能；

3、通過優(yōu)化后彎角βb2和葉片厚度分布，同時采用了理想的機翼型后彎葉片，后彎角βb2≤45°,既提升了風扇的靜壓效率，又保證了風扇在高轉速狀態(tài)下持續(xù)工作的可靠性；

4、針對這種大進口直徑d0的離心葉輪，采用了特殊的弓形進氣方式，弓形的最大變形量δ/最大外徑d2<0.025,有效抑制了緊湊結構下軸向進氣產(chǎn)生的較大進口速度梯度；

5、在風扇輪蓋進口邊采用篦齒型氣封結構，該結構與引風口配合，在葉頂間隙區(qū)形成旋渦流動，可有效抑制該處氣流的軸向流動，從而降低離心風扇的泄漏損失。

對于緊湊型動力艙的特殊要求，離心風扇必須兼顧空間結構、氣動性能和可靠性，具備在緊湊結構下在高轉速狀態(tài)可靠持續(xù)穩(wěn)定工作的能力，同時達到大風量高壓頭的氣動性能。這是本發(fā)明的難點。

本技術：
中沒有詳細說明的技術特征為現(xiàn)有技術。上述實施例僅例示性說明本申請的原理及其功效，而非用于限制本申請。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本申請的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，所屬技術領域中具有通常知識者在未脫離本申請所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本申請的權利要求所涵蓋。

技術特征：

技術總結
本發(fā)明屬于離心式風扇技術領域，具體涉及一種大風量高壓頭離心風扇，其能夠在緊湊空間內(nèi)結構下產(chǎn)生大風量高壓頭。其包括：輪蓋、輪盤和葉片；所述輪蓋、輪盤和葉片組成閉式風扇葉輪，風扇最大外徑D2/風扇軸向長度L在2.7～3.2之間；輪轂直徑D0/風扇進口直徑D1<0.15；風扇進口直徑D1/風扇最大外徑D2>0.8；額定工作轉速>4000r/min。與現(xiàn)有技術相比較，本發(fā)明為了應對高功率密度動力裝置對冷卻風扇的特殊需求，提供了一種扁平型大風量高壓頭的離心式風扇，其能夠解決緊湊空間下強化散熱的空氣流動問題。

技術研發(fā)人員：李小順
受保護的技術使用者：李小順
技術研發(fā)日：2017.07.12
技術公布日：2017.09.15