RU138557U1

RU138557U1 - SILENT CENTRIFUGAL FAN

Info

Publication number: RU138557U1
Application number: RU2013124539/06U
Authority: RU
Inventors: Эльмар Рудольфович Гейнц; Геннадий Семенович Цехместрюк; Анатолий Григорьевич Михайлов; Владимир Васильевич Руссков; Василий Анатольевич Тимошенко
Original assignee: Открытое акционерное общество "Научно-производственный центр "Полюс"
Priority date: 2013-05-28
Filing date: 2013-05-28
Publication date: 2014-03-20

Abstract

1. Малошумный центробежный вентилятор, содержащий электродвигатель, наружный корпус с входным и выходным патрубками, рабочее колесо, установленное непосредственно на валу электродвигателя, отличающийся тем, что его корпус выполнен двойным и состоящим из усиленного наружного корпуса и внутренней спиральной пластины, а полость между ними разделена глухими перегородками на долевые объемы, каждый из которых является комбинированным резонатором Гельмгольца, состоящим из резонаторных отверстий с горловинами и заполненным шумопоглощающим материалом.2. Малошумный центробежный вентилятор по п.1, отличающийся тем, что долевые объемы резонаторов Гельмгольца выполняются неравными и выбираются таким образом, чтобы полоса отражаемых частот шума вентилятора охватывала нормируемую полосу частот подавляемого спектра шума.3. Малошумный центробежный вентилятор по п.2, отличающийся тем, что долевые объемы полостей резонаторов частично и неравномерно заполняются волокнистым шумопоглощающим материалом.1. A low-noise centrifugal fan containing an electric motor, an outer casing with inlet and outlet nozzles, an impeller mounted directly on the motor shaft, characterized in that its casing is double and consists of a reinforced outer casing and an internal spiral plate, and the cavity between them is divided blind partitions to lobar volumes, each of which is a combined Helmholtz resonator, consisting of resonator holes with necks and filled with noise absorbing material. 2. The low-noise centrifugal fan according to claim 1, characterized in that the fractional volumes of the Helmholtz resonators are made unequal and are selected so that the frequency band of the fan noise reflects the normalized frequency band of the suppressed noise spectrum. The low-noise centrifugal fan according to claim 2, characterized in that the fractional volumes of the cavities of the resonators are partially and unevenly filled with fibrous sound-absorbing material.

Description

Полезная модель относится к области вентиляторостроения и может быть использована в малошумных центробежных вентиляторах, предназначенных для систем вентиляции и кондиционирования воздуха.The utility model relates to the field of fan engineering and can be used in low-noise centrifugal fans designed for ventilation and air conditioning systems.

Известны радиальные спиральные вентиляторы корабельного малошумного электрооборудования, главным элементом конструкции которых является жесткий несущий корпус с входным и выходным фланцами, внутри которого расположена спиральная пластина, а между этой пластиной и корпусом находится звукопоглощающий материал типа пенополиуретана [Гладущенко В.Н., Гейнц Э.Р., Братковский О.А., Цехместрюк Г.С., Подлевский Н.И., Плотников В.Н. Корабельное малошумное электрооборудование систем вентиляции и кондиционирования нового поколения. // Электронные и электромеханические системы и устройства: Сб. науч. тр. - Новосибирск: Наука, 2007. С.150-154.].Radial spiral fans of ship low-noise electrical equipment are known, the main structural element of which is a rigid supporting body with inlet and outlet flanges, inside which there is a spiral plate, and between this plate and the body there is sound-absorbing material such as polyurethane foam [Gladushenko V.N., Heinz E.R. ., Bratkovsky O.A., Tsekhmestryuk G.S., Podlevsky N.I., Plotnikov V.N. Shipboard low-noise electrical equipment of a new generation of ventilation and air conditioning systems. // Electronic and electromechanical systems and devices: Sat. scientific tr - Novosibirsk: Science, 2007. S.150-154.].

Также известен центробежный вентилятор, корпус которого выполнен из толстостенных плит, ориентированных по касательной к дополнительной технологической спирали, и листа, изогнутого по образующей основной рабочей спирали. Пространство между технологической и рабочей спиралями, заполненное вибропоглощающим материалом, способствует улучшению акустической характеристики вентилятора [Центробежный вентилятор. Патент РФ №2309299, МПК 7 F04D 17/08. Опубл. 27.10.2007. Бюл. №30.]. Недостатком данного технического решения является то, что непористая сплошная спиральная пластина отражает на всех частотах до 90% энергии звука потока воздуха, а значит, снижение уровня шума происходит преимущественно в высокочастотной области, а не во всем нормируемом спектре частот.A centrifugal fan is also known, the casing of which is made of thick-walled plates oriented tangentially to an additional technological spiral, and a sheet bent along the generatrix of the main working spiral. The space between the technological and working spirals filled with vibration-absorbing material improves the acoustic characteristics of the fan [Centrifugal fan. RF patent No. 2309299, IPC 7 F04D 17/08. Publ. 10/27/2007. Bull. No. 30.]. The disadvantage of this technical solution is that a non-porous continuous spiral plate reflects at all frequencies up to 90% of the sound energy of the air flow, which means that noise reduction occurs mainly in the high-frequency region, and not in the entire normalized frequency spectrum.

Технический результат предлагаемой полезной модели заключается в эффективном поглощении шума в расширенном частотном спектре за счет различных звукопоглощающих устройств в объеме, ограниченном наружным герметичным корпусом и спиральной пластиной (набор резонансных отверстий, резонаторных объемов и шумопоглощающего материала).The technical result of the proposed utility model is the effective absorption of noise in the extended frequency spectrum due to various sound absorbing devices in the volume limited by the outer sealed casing and the spiral plate (a set of resonant holes, resonant volumes and sound absorbing material).

Сущность технического решения состоит в том, что полость между наружным корпусом и спиральной пластиной разделена глухими перегородками на долевые объемы, каждый из которых является комбинированным резонатором Гельмгольца, благодаря наличию резонансных отверстий с горловинами и частичному заполнению полостей шумопоглощающим материалом, например, стекловолокном (СТВ) или базальтовым волокном (БСТВ).The essence of the technical solution lies in the fact that the cavity between the outer casing and the spiral plate is divided by blind walls into lobar volumes, each of which is a Helmholtz resonator, due to the presence of resonant holes with necks and the partial filling of the cavities with sound-absorbing material, for example, fiberglass (STV) or basalt fiber (BSTV).

На чертеже изображен поперечный разрез малошумного центробежного вентилятора, а на виде А показаны резонансные отверстия.The drawing shows a cross section of a low-noise centrifugal fan, and a view A shows resonant holes.

Вентилятор содержит усиленный наружный корпус 1, внутреннюю спиральную пластину 2 с резонансными отверстиями 3, глухие перегородки 4, делящие полость между корпусом и пластиной на долевые объемы V1-V4 и шумопоглощающий материал 5.The fan contains a reinforced outer casing 1, an inner spiral plate 2 with resonant holes 3, blind partitions 4, dividing the cavity between the casing and the plate into lobar volumes V1-V4 and sound-absorbing material 5.

Построение спиральной пластины 2 определяется общеизвестным способом радиусами R1-R4, центр которых последовательно перемещается по вершинам конструкторского квадрата стороной a.The construction of the spiral plate 2 is determined by a well-known method with radii R1-R4, the center of which is successively moving along the vertices of the design square with side a .

На внутренней поверхности наружного корпуса и на поверхности спиральной пластины нанесены слои вибродемпфирующих мастик 6.On the inner surface of the outer casing and on the surface of the spiral plate, layers of vibration damping mastics 6 are applied.

Объем каждого резонатора V1-V4 и геометрия его горловины (l, d) выбираются таким образом, чтобы полоса комбинированного шумоглушения (пассивное и резонансное) охватывала весь широкополосный шум, связанный с турбулентностью течения воздуха в вентиляторе.The volume of each resonator V1-V4 and the geometry of its neck (l, d) are chosen so that the band of combined noise attenuation (passive and resonant) covers all the broadband noise associated with turbulence of the air flow in the fan.

Принцип действия шумопоглощения в предлагаемом центробежном вентиляторе состоит в следующем.The principle of sound absorption in the proposed centrifugal fan is as follows.

Звуковые волны вместе с турбулентным потоком воздуха поступают из рабочего колеса в полость спирального корпуса и встречают на своем пути отверстия с горловинами, которые обеспечивают эффект гашения звуковой волны по принципу резонаторов Гельмгольца, где потери звуковой энергии происходят за счет трения колеблющейся с частотой возбуждения массы воздуха, находящегося в горловине резонатора, о стенки самой горловины.Sound waves together with a turbulent air flow enter the impeller cavity into the cavity of the spiral casing and encounter openings with necks that provide the effect of damping the sound wave according to the principle of Helmholtz resonators, where the loss of sound energy occurs due to friction of an air mass oscillating with the excitation frequency, located in the neck of the resonator, on the walls of the neck itself.

Объемы полостей, образованные между корпусом, спиральной пластиной и глухими перегородками, выполняют функции акустического фильтра низких и средних частот.Кроме того, гашение звуковой энергии происходит в порах волокнистого звукопоглощающего материала, частично заполняющего объемы полостей.The volume of the cavities formed between the body, the spiral plate and the blind walls acts as an acoustic filter for low and medium frequencies. In addition, the damping of sound energy occurs in the pores of the fibrous sound-absorbing material, partially filling the volume of the cavities.

Наличие воздушного промежутка между корпусом и спиральной пластиной в объемах V1-V4 позволяет использовать дополнительный эффект резонансного звукопоглощения.The presence of an air gap between the body and the spiral plate in volumes V1-V4 allows you to use the additional effect of resonant sound absorption.

Предлагаемое техническое решение за счет комбинированного сочетания двух технологий шумоглушения (пассивное и резонансное поглощение) в одном корпусе обеспечивает улучшение акустических характеристик вентилятора в широком диапазоне частот.The proposed technical solution due to the combined combination of two noise reduction technologies (passive and resonant absorption) in one housing provides improved acoustic characteristics of the fan in a wide frequency range.

Claims

1. A low-noise centrifugal fan containing an electric motor, an outer casing with inlet and outlet nozzles, an impeller mounted directly on the motor shaft, characterized in that its casing is double and consists of a reinforced outer casing and an internal spiral plate, and the cavity between them is divided blind partitions to lobar volumes, each of which is a combined Helmholtz resonator, consisting of resonator holes with necks and filled with noise absorbing material.

2. The low-noise centrifugal fan according to claim 1, characterized in that the fractional volumes of the Helmholtz resonators are made unequal and are selected so that the frequency band of the fan noise reflects the normalized frequency band of the suppressed noise spectrum.

3. The low-noise centrifugal fan according to claim 2, characterized in that the fractional volumes of the cavities of the resonators are partially and unevenly filled with fibrous sound-absorbing material.