RU195929U1

RU195929U1 - CENTRIFUGAL FAN OPERATING WHEEL

Info

Publication number: RU195929U1
Application number: RU2019140711U
Authority: RU
Inventors: Эльмар Рудольфович Гейнц; Анатолий Григорьевич Михайлов; Владимир Васильевич Руссков; Наталья Анатольевна Шпет
Original assignee: Акционерное общество "Научно-производственный центр "Полюс"
Priority date: 2019-12-09
Filing date: 2019-12-09
Publication date: 2020-02-11

Abstract

Полезная модель относится к вентиляторостроению, в частности, к конструкциям рабочих колес центробежных вентиляторов с S-образными лопатками, используемых в системах вентиляции и кондиционирования воздуха корабельного малошумного электрооборудования.Достигаемым техническим результатом полезной модели являются улучшенные акустические характеристики центробежных вентиляторов за счет снижения звуковых волн высоких тонов, возникающих в межлопаточных каналах рабочего колеса.Указанный технический результат достигается тем, что лопатки рабочего колеса расположены по окружности наружного диаметра Dс переменным шагом и неравной длиной. При этом на участке πD/3Z в каждой группе, состоящей из трех лопаток, переменный шаг составляет: α=1,2⋅360/Z, α=1,0⋅360/Z, α=0,8⋅360/Z, где Z - число лопаток. Наружные кромки лопаток в пределах каждой группы находятся на диаметрах: D, D=0,95⋅D, D=0,9⋅D.The utility model relates to fan engineering, in particular, to the designs of impellers of centrifugal fans with S-blades used in ventilation and air conditioning systems of ship low-noise electrical equipment. The achievable technical result of the utility model is improved acoustic characteristics of centrifugal fans by reducing sound waves of high tones arising in the interscapular channels of the impeller. The specified technical result is achieved by the fact that the blade ki impeller disposed on the outer diameter Dc circumferentially variable pitch and an unequal length. At the same time, in the πD / 3Z section in each group of three blades, the variable step is: α = 1.2⋅360 / Z, α = 1.0⋅360 / Z, α = 0.8⋅360 / Z, where Z is the number of blades. The outer edges of the blades within each group are at diameters: D, D = 0.95⋅D, D = 0.9⋅D.

Description

Полезная модель относится к вентиляторостроению, в частности, к конструкциям рабочих колес центробежных вентиляторов с S-образными лопатками, используемых в системах вентиляции и кондиционирования воздуха корабельного малошумного электрооборудования.The utility model relates to fan building, in particular, to the design of the impellers of centrifugal fans with S-shaped blades used in ventilation and air conditioning systems of ship low-noise electrical equipment.

Известно рабочее колесо центробежного вентилятора, содержащее несущий диск с группами криволинейных лопаток, имеющих в пределах каждой группы различную длину, переменный диаметр расположения входных кромок, увеличивающийся от лопатки к лопатке в пределах каждой группы, и одинаковый диаметр расположения выходных кромок лопаток [Патент РФ №2033565, МПК F04D 29/28, Ханхасаев Г.Ф., Иванов А.А., Ханхунов Ю.М., Дашиев П.Б., Мунхоев Л.И., Хамаганов А.Г., Кириллов А.Н., Ханхасаев Н.Г., опубликован 20.04.1995, БИПМ №11].A known impeller of a centrifugal fan, containing a carrier disk with groups of curved blades having within each group a different length, a variable diameter of the location of the input edges, increasing from the blade to the blade within each group, and the same diameter of the location of the output edges of the blades [RF Patent No. 2033565 , IPC F04D 29/28, Hanhasaev G.F., Ivanov A.A., Hanhunov Yu.M., Dashiev P.B., Munkhoev L.I., Khamaganov A.G., Kirillov A.N., Hanhasaev N.G., published on 04/20/1995, BIPM No. 11].

Недостатком такого рабочего колеса является повышенный аэродинамический шум центробежного вентилятора из-за нестационарного движения потока воздуха в межлопаточных каналах.The disadvantage of this impeller is the increased aerodynamic noise of a centrifugal fan due to the unsteady movement of the air flow in the interscapular channels.

Наиболее близким к предлагаемой полезной модели по технической сущности и достигаемому результату является рабочее колесо центробежного вентилятора, имеющее лопатки S-образного профиля, выполненные со знакопеременной кривизной и имеющие: выпуклую поверхность входной части, обращенную в противоположную сторону от направления вращения, прямолинейный радиальный участок и выпуклую поверхность выходной части, обращенную по направлению вращения, причем прямолинейный участок лопаток составляет 0,1-0,3 наружного диаметра рабочего колеса и неподвижно прикреплен к дискам, а выпуклые входные и выходные части лопаток выполнены гибкими и с зазором относительно дисков [Патент РФ №134599, МПК F04D 29/26, Цехместрюк Г.С., Михайлов А.Г., Руссков В.В., Тимошенко В.А., опубликован 20.11.2013, БИПМ №32].The closest to the proposed utility model in terms of technical nature and the achieved result is a centrifugal fan impeller having S-shaped blades made with alternating curvature and having: a convex surface of the inlet part facing in the opposite direction from the direction of rotation, a rectilinear radial section and convex the surface of the output part, facing in the direction of rotation, and the rectilinear section of the blades is 0.1-0.3 of the outer diameter of the impeller and n movably attached to the disks, and the convex inlet and outlet parts of the blades are made flexible and with a gap relative to the disks [RF Patent No. 134599, IPC F04D 29/26, Tsekhmestryuk GS, Mikhailov AG, Russkov VV, Timoshenko V.A., published November 20, 2013, BIPM No. 32].

Недостатком данного рабочего колеса является то, что его конструкция с равным шагом и равной длиной лопаток способствует возникновению в потоке воздуха тональных частот звукового давления, что, как следствие, приводит к повышенному аэродинамическому шуму центробежного вентилятора.The disadvantage of this impeller is that its design with equal pitch and equal length of the blades contributes to the appearance of tonal frequencies of sound pressure in the air stream, which, as a result, leads to increased aerodynamic noise of a centrifugal fan.

Предлагаемая полезная модель направлена на снижение аэродинамического шума центробежного вентилятора.The proposed utility model is aimed at reducing the aerodynamic noise of a centrifugal fan.

Технический результат заключается в снижении звуковых волн высоких тонов, возникающих в межлопаточных каналах рабочего колеса, путем расположения лопаток по окружности с переменным шагом и неравной длиной лопаток.The technical result consists in reducing the sound waves of high tones arising in the interscapular channels of the impeller by arranging the blades around a circle with a variable pitch and unequal length of the blades.

Технический результат достигается тем, что в рабочем колесе, содержащем плоские передний и задний диски, применен S-образный профиль лопаток, расположенных по окружности наружного диаметра D₂ с переменным шагом, который на участке πD₂/3Z в каждой группе, состоящей из трех лопаток, определяется из соотношений: α₁=1,2⋅360/Z, α₂=1,0⋅360/Z, α₃=0,8⋅360/Z, где Z - число лопаток рабочего колеса, варьирующееся в пределах от 30 до 60. Лопатки имеют неравную длину, при этом наружные кромки лопаток в пределах каждой группы находятся на диаметрах: D₂, D₃=0,95⋅D₂, D₄=0,9⋅D₂, диаметр расположения входных кромок лопаток D₁ - величина постоянная.The technical result is achieved by the fact that in the impeller containing a flat front and rear discs, an S-shaped profile of the blades located around the circumference of the outer diameter D ₂ with a variable pitch is applied, which in the section πD ₂ / 3Z in each group of three blades It is determined from the relations: α ₁ = 1,2⋅360 / Z, α ₂ = 1,0⋅360 / Z, α ₃ = 0,8⋅360 / Z, where Z - the number of impeller blades, ranging between 30 to 60. The blades have an unequal length, while the outer edges of the blades within each group are at diameters: D ₂ , D ₃ = 0.95⋅D ₂ , D ₄ = 0.9⋅D ₂ , the diameter of the location of the input edges of the blades D ₁ is a constant value.

Устройство рабочего колеса центробежного вентилятора представлено на рисунках (фиг. 1, фиг. 2), где обозначено: 1 - передний диск; 2 - задний диск; 3 - лопатки; 4 - входной коллектор; 5 - обтекатель. Также на рисунках (фиг. 3, фиг. 4) изображен профиль лопаток. Обозначение основных размеров при этом: D₀ - диаметр входного отверстия; D₁ - диаметр расположения входных кромок лопаток; D₂ - наружный диаметр; α₁, α₂, α₃ - переменный шаг; Z - число лопаток.The impeller of the centrifugal fan is shown in the figures (Fig. 1, Fig. 2), where it is indicated: 1 - front disk; 2 - a back disk; 3 - blades; 4 - input collector; 5 - fairing. Also in the figures (Fig. 3, Fig. 4) shows the profile of the blades. The designation of the main dimensions in this case: D ₀ - diameter of the inlet; D ₁ - the diameter of the input edges of the blades; D ₂ is the outer diameter; α ₁ , α ₂ , α ₃ - a variable step; Z is the number of blades.

Рабочее колесо центробежного вентилятора содержит плоские листовые лопатки 3, которые расположены между передним 1 и задним 2 дисками с переменным шагом. Профиль лопаток выполнен со знакопеременной S-образной кривизной и неравной длиной. На плоском переднем диске расположен обтекатель 5, а на плоском заднем диске расположен входной коллектор 4.The impeller of a centrifugal fan contains flat sheet vanes 3, which are located between the front 1 and rear 2 disks with variable pitch. The profile of the blades is made with alternating S-shaped curvature and unequal length. The fairing 5 is located on the flat front disc, and the input manifold 4 is located on the flat rear disc.

Предлагаемое рабочее колесо центробежного вентилятора работает следующим образом. При вращении рабочего колеса воздух, поступивший через входной коллектор 4, захватывается входными кромками лопаток 3 и приводится во вращение в межлопаточных каналах, где происходит передача энергии потоку воздуха. Энергия, возникающая в узкой полосе частот при равном шаге лопаток и создающая звуки высоких тонов, разделится по разным полосам частот соответственно переменному шагу и неравной длине лопаток. Уменьшенное в каждой полосе частот количество энергии не создает резко выделяющихся составляющих в общем вентиляционном шуме. Далее воздух, проходящий в межлопаточных каналах между дисками 1, 2 и лопатками 3, поступает через спиральный корпус центробежного вентилятора к выходному отверстию.The proposed impeller of a centrifugal fan operates as follows. When the impeller rotates, the air entering through the inlet manifold 4 is captured by the inlet edges of the blades 3 and rotated in the interscapular channels, where energy is transferred to the air flow. The energy that arises in a narrow frequency band with equal pitch of the blades and creates high-pitched sounds will be divided into different frequency bands according to the variable pitch and unequal length of the blades. The amount of energy reduced in each frequency band does not create sharply released components in the overall ventilation noise. Further, the air passing in the interscapular channels between the disks 1, 2 and the blades 3, enters through the spiral case of a centrifugal fan to the outlet.

Таким образом, использование предлагаемого рабочего колеса уменьшает энергию звуков высоких тонов в узкой полосе частот, позволяя этим снизить общий уровень аэродинамического шума центробежного вентилятора по сравнению с прототипом.Thus, the use of the proposed impeller reduces the energy of high-pitched sounds in a narrow frequency band, thereby reducing the overall aerodynamic noise of a centrifugal fan compared to the prototype.

Claims

1. The impeller of a centrifugal fan, containing a flat front and rear discs and S-shaped sheet vanes installed between them, the profile of which is made with alternating curvature, characterized in that the impeller vanes are arranged with a variable pitch, with each group consisting of three blades, variable pitch is determined from the ratio α = ₁ 1,2⋅360 / Z, α ₂ = 1,0⋅360 / Z, α ₃ = 0,8⋅360 / Z, the number Z of the impeller vanes is in the range of from 30 to 60.

2. The impeller of a centrifugal fan according to claim 1, characterized in that the blades are of unequal length, while the outer edges of the blades within each group are at diameters equal to 1.0, 0.95, 0.9 from the outer diameter of the impeller.