一種適用於高速列車中空調冷凝風機的集流器的製作方法

2023-09-18 21:09:15 4

本實用新型屬於高速列車空調技術領域，具體涉及一種適用於高速列車中空調冷凝風機的集流器。

背景技術：

隨著列車運行速度的逐步提高，不僅列車行駛的空氣阻力急劇增大、能耗增加，而且還出現了一系列危及列車行車安全、降低旅客舒適度、影響列車空氣動力的問題。安裝在列車頂部的空調是調節旅客舒適度的重要裝置，列車運行速度愈高，列車周圍的空氣流場對空調性能影響也愈突出，隨列車車速提高空調冷凝風機的冷凝風量大幅度降低，導致空調系統產生製冷效果不良的現象，嚴重影響著旅客乘坐的舒適性，此現象在時速350公裡運行的列車上表現的尤為嚴重。

傳統的冷凝風機集流器應用於高速列車上，由於列車高速運行時周圍的空氣動力學特性發生了改變，導致空調冷凝風機的進氣環境也發生了很大變化，氣流有很明顯的方向性，已經完全不同於列車低速運行時空調冷凝風機的相對均勻進氣環境，其中傳統集流器中的弧形導流圈在列車高速運行時實質上起到了阻擋氣流進入空調冷凝風機工作區域的作用，嚴重影響著空調冷凝風機的進風效率，具體結構和分析圖見附圖3-5。因此設計一種適用於高速列車中空調冷凝風機的集流器已成為當下亟待解決的技術問題。

技術實現要素：

本實用新型要解決的技術問題是提供一種適用於高速列車中空調冷凝風機的集流器，通過對集流器進行改進，解決了在高速運行環境下空調冷凝進風量隨車速提高而明顯降低的問題，進而提高了在高速運行環境下的空調系統製冷性能。

本實用新型採用的技術方案是：一種適用於高速列車中空調冷凝風機的集流器，設置在空調冷凝風機的進風口處，所述集流器為環繞在空調冷凝風機中扇葉周邊的導流風筒，所述導流風筒底部與空調冷凝風機中扇葉的底部對應設置、其高度為扇葉高度的0.3-0.8倍。

進一步地，所述導流風筒的形狀為圓筒形、圓錐形或圓弧形。

進一步地，所述導流風筒的高度為扇葉高度的0.5倍。

本實用新型產生的有益效果：採用本實用新型的集流器，列車在高速運行時，由於沒有了傳統的弧形導流圈對氣流的阻擋，同時結合導流風筒高度小於扇葉高度的結構設計，可以極大的改善列車在高速運行時空調冷凝風機的進風環境，大幅度地提高冷凝風的進風量，進而提升乘客乘坐環境的舒適度。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構示意圖；

圖2是圖1去掉安裝架的的結構正視圖；

圖3是傳統集流器的結構示意圖；

圖4是傳統集流器在列車靜止或低速運行時的氣流分析圖；

圖5是傳統集流器在列車高速運行時的氣流分析圖；

圖6是本實用新型在列車靜止或低速運行時的氣流分析圖；

圖7是本實用新型在列車高速運行時的氣流分析圖；

圖8是本實用新型和傳統集流器的進風量隨列車速度變化的曲線對比圖；

附圖中：1是空調冷凝風機，1-1是扇葉，2是導流風筒，3是安裝架，4是傳統導流風筒，4-1是弧形導流圈。

具體實施方式

集流器是空調冷凝風機1的重要輔助部件，一般有三種形狀形式：圓筒形、圓錐形和圓弧形，其主要作用是在空調冷凝風機1前形成漸縮形流道，使氣流在此加速，在空調冷凝風機1的進口前建立起均勻的速度場和壓力場，用於提高空調冷凝風機1的進風效率和性能。

附圖3為傳統集流器的結構圖，所述傳統集流器為帶有弧形導流圈4-1的傳統導流風筒4、並藉助安裝架3安裝在列車上。附圖4為傳統導流風筒4在列車靜止或者低速運行時的氣流分析圖，從圖中可看出外界氣流可以比較均勻的通過傳統導流風筒4進入空調冷凝風機1的工作區域，其中弧形導流圈4-1對進風的導流作用，可以提高冷凝進風量。附圖5為傳統導流風筒4在列車高速運行時的氣流分析圖.，從圖中可看出，列車高速運行時周圍的空氣動力學特性發生了改變，從而導致空調冷凝風機1的進氣環境也發生了很大變化，進氣氣流有很明顯的方向性，已經完全不同於列車靜止或低速運行時空調冷凝風機1相對均勻的進氣環境，其中的弧形導流圈4-1實質上起到了阻擋氣流進入空調冷凝風機1工作區域的作用。經上分析，帶有弧形導流圈4-1的傳統集流器已經不適用於高速列車。

附圖1-2為本實用新型的集流器的結構圖，所述集流器設置在空調冷凝風機1的進風口處，所述集流器為環繞在空調冷凝風機1中扇葉1-1周邊的導流風筒2，所述導流風筒2底部與空調冷凝風機1中扇葉1-1的底部對應設置、其高度為扇葉1-1高度的0.3-0.8倍；並且從附圖2可看出空調冷凝風機1的扇葉1-1上端高於導流風筒2的上端。所述導流風筒2的形狀為圓筒形、圓錐形或圓弧形。所述導流風筒2的高度為扇葉1-1高度的0.5倍。

參看附圖6，列車在靜止或低速運行時，空調冷凝風機1的進風區域因有少量渦流存在影響進風順暢性，進風風量比傳統集流器小5%左右。參看附圖7，列車在高速運行時，空調冷凝風機1的進風區域的進風氣流順暢，無明顯渦流存在。參看附圖8，隨著列車運行速度的提高，安裝有本實用新型集流器的空調冷凝風機1的進風風量的變化量不大，下降趨勢較為平緩；而安裝有傳統集流器的空調冷凝風機1的進風風量的變化量急速下降，雖然在靜止戶低速運行時相對於安裝有本實用新型集流器的空調冷凝風機1的進風風量有5%的提高，但在高速運行時空調冷凝風機1的進風風量兩者之間差距過大。

綜上所述，本實用新型的集流器在列車靜止或者低速運行時，雖然對空調冷凝風機1的進風風量有約5%的消極影響，但是對乘客的乘坐舒適性改變並不大，可以忽略；而在列車高速運行時，尤其是對於時速350公裡動車組高速運行時，本實用新型的集流器相對於傳統集流器可以極大的增加進風量，從而保證空調系統的製冷效果，極大地提高了乘客的乘坐舒適性。