RU2099605C1 - Centrifugal fan - Google Patents

Centrifugal fan Download PDF

Info

Publication number
RU2099605C1
RU2099605C1 RU96110394A RU96110394A RU2099605C1 RU 2099605 C1 RU2099605 C1 RU 2099605C1 RU 96110394 A RU96110394 A RU 96110394A RU 96110394 A RU96110394 A RU 96110394A RU 2099605 C1 RU2099605 C1 RU 2099605C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
wheel
diameter
blades
width
fan
Prior art date
Application number
RU96110394A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU96110394A (en
Inventor
Иосиф Азарьевич Боткачик
Николай Алексеевич Зройчиков
Татьяна Степановна Соломахова
Галина Семеновна Щербатых
Original Assignee
Иосиф Азарьевич Боткачик
Николай Алексеевич Зройчиков
Татьяна Степановна Соломахова
Галина Семеновна Щербатых
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Иосиф Азарьевич Боткачик, Николай Алексеевич Зройчиков, Татьяна Степановна Соломахова, Галина Семеновна Щербатых filed Critical Иосиф Азарьевич Боткачик
Priority to RU96110394A priority Critical patent/RU2099605C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2099605C1 publication Critical patent/RU2099605C1/en
Publication of RU96110394A publication Critical patent/RU96110394A/en

Links

Images

Landscapes

  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

FIELD: mechanical engineering; fans with S-shaped blades. SUBSTANCE: optimum values of main geometric parameters of fan blading are determined. Fan blading consists of inlet branch pipe 1, volute casing 2 and impeller 3 with conical or flat front disk 4 and S-shaped blades installed in casing. Convex surface of output part of each blade is pointed to side opposite to direction of rotation. Bladeless diffusion 5 can be installed at wheel blading output. EFFECT: enlarged operating capabilities. 2 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к вентиляторостроению, конкретно к радиальным вентиляторам с S-образными лопатками. The invention relates to fan building, specifically to radial fans with S-shaped blades.

Известны радиальные вентиляторы с цилиндрическим патрубком, спиральным корпусом и установленным в нем рабочим колесом с S-образными лопатками с плоскими передним и задним дисками [1]
Вентиляторы с S-образными лопатками рабочих колес по своим свойствам занимают промежуточное положение между машинами с вперед и назад загнутыми лопатками. Коэффициент давления машин с S-образными лопатками более высокий, чем у машин с назад загнутыми лопатками, при этом КПД несколько ниже, чем у последних, но выше, чем у машин с вперед загнутыми лопатками. В силу этих особенностей для вентиляторов с S-образными лопатками наиболее характерен диапазон по быстроходности ny от 20 до 45, по коэффициенту производительности Φ от 0,03 до 0,15 [2]
В качестве аналогов, по технической сущности близких к колесу заявляемого вентилятора, мощно привести следующие разработки.Known radial fans with a cylindrical nozzle, a spiral casing and an impeller installed in it with S-shaped blades with flat front and rear discs [1]
Fans with S-shaped impeller blades in their properties occupy an intermediate position between machines with forward and backward curved blades. The pressure coefficient of machines with S-shaped blades is higher than that of machines with backward curved blades, while the efficiency is slightly lower than that of the latter, but higher than that of machines with forward curved blades. Owing to these features, for fans with S-shaped blades, the most characteristic range is in the speed range n y from 20 to 45, and in the performance coefficient Φ from 0.03 to 0.15 [2]
As analogues, in technical essence, close to the wheel of the inventive fan, it is powerful to cite the following developments.

В соответствии с [3] у рабочего колеса центробежного компрессора с S-образными лопатками места сопряжения участков лопаток противоположной кривизны расположены по окружности с диаметром D2-1, составляющим 0,82.0,91 наружного диаметра колеса, отношение R2-1=R2/R1 радиусов дуг участков противоположной кривизны составляет 0,185.0,2.In accordance with [3] at the impeller of a centrifugal compressor with S-shaped blades, the places of mating of sections of blades of opposite curvature are located on a circle with a diameter D 2-1 of 0.82.0.91 of the outer diameter of the wheel, the ratio R 2-1 = R 2 / R 1 of the radii of the arcs of sections of opposite curvature is 0.185.0.2.

В соответствии с [4] рабочее колесо центробежного вентилятора имеет значения D2-1, R2-1, близкие к заявляемым. S-образные лопатки этого колеса имеют прямолинейный участок, соединяющий выпуклую и вогнутую части профиля лопатки.In accordance with [4] the impeller of a centrifugal fan has values D 2-1 , R 2-1 , close to the claimed. S-shaped blades of this wheel have a rectilinear section connecting the convex and concave parts of the profile of the blades.

В качестве прототипа заявляемого изобретения выбран радиальный вентилятор, содержащий входной патрубок, спиральный корпус и
установленное в нем рабочее колесо с коническим передним диском и S-образными лопатками [5]
Недостатком прототипа является сложная конструкция вентилятора: большое количество лопаток рабочего колеса, наличие промежуточных лопаток, а также сложный узел уплотнения. Кроме того, жестко зафиксированные значения геометрических параметров вентилятора хотя и дают возможность получить высокие значения КПД и коэффициента давления для узкого диапазона значений производительности, соответствующего значениям быстроходности ny=20.21, однако не позволяют расширить диапазон работы вентилятора в сторону увеличения производительности (т.е. на большие значения быстроходности).As a prototype of the claimed invention, a radial fan is selected comprising an inlet pipe, a spiral housing and
impeller installed in it with a conical front disc and S-shaped blades [5]
The disadvantage of the prototype is the complex fan design: a large number of impeller blades, the presence of intermediate blades, as well as a complex seal assembly. In addition, the rigidly fixed values of the geometrical parameters of the fan, although they make it possible to obtain high values of efficiency and pressure coefficient for a narrow range of performance values corresponding to the speed values n y = 20.21, however, they do not allow expanding the range of operation of the fan in the direction of increasing performance (i.e. to high values of speed).

Была поставлена задача расширить диапазон экономической работы вентиляторов с S-образными лопатками и упростить конструкцию вентиляторов этого типа. The task was to expand the range of economic operation of fans with S-shaped blades and to simplify the design of fans of this type.

Поставленная задача достигается тем, что в радиальном вентиляторе, содержащем входной патрубок, спиральный корпус и установленное в нем рабочее колесо с диаметром D2 с коническим или плоским передним диском, с S-образными лопатками, выпуклая поверхность выходной части каждой из которых обращена в сторону, противоположную направлению вращения, для основных геометрических параметров, характеризующих проточную часть вентилятора, на основании экспериментальных исследований выбраны диапазоны оптимальных значений этих параметров. Условиями оптимальности были следующие: максимальное значение КПД вентилятора hmax ≥ 0,73 , коэффициент давления на этом режиме ψн ≥ 1,25 .
Новым является то, что относительный диаметр

Figure 00000002
входного патрубка равен 0,35.0,59, относительная ширина
Figure 00000003
b1 /D2 колеса на входе равна 0,06.0,22, относительная ширина
Figure 00000004
b2 /D2 колеса на выходе равна 0,06.0,18, относительный диаметр D2-1 окружности, на которой находятся точки перегиба профилей лопаток, равен 0,82.0,93, отношение радиусов кривизны R2-1=R2/R1 вогнутого и выпуклого участков профиля равно 0,034.0,05, число лопаток z равно 12.18, угол выхода β2 лопаток колеса равен 110o.150o, угол α наклона переднего диска к плоскости поперечного сечения колеса равен 0.15o, отношение произведения раскрытия А корпуса и его ширины B к площади входного сечения патрубка πD 2 o /4 равно 0,57.92, кроме того, за выходными кромками лопаток может располагаться безлопаточный вращающийся диффузор с относительным наружным диаметром
Figure 00000005
, равным 1,1.1,2.The problem is achieved in that in a radial fan containing an inlet pipe, a spiral casing and an impeller installed therein with a diameter D 2 with a conical or flat front disk, with S-shaped blades, the convex surface of the output part of each of which is turned to the side, the opposite direction of rotation, for the basic geometric parameters characterizing the flow part of the fan, on the basis of experimental studies, the ranges of optimal values of these parameters were selected. The optimality conditions were as follows: the maximum value of the fan efficiency h max ≥ 0.73, the pressure coefficient in this mode ψ n ≥ 1.25.
New is that relative diameter
Figure 00000002
inlet nozzle is 0.35.0.59, relative width
Figure 00000003
b 1 / D 2 wheels at the entrance is 0.06.0.22, relative width
Figure 00000004
b 2 / D 2 wheels at the exit is 0.06.0.18, the relative diameter D 2-1 of the circle on which the inflection points of the blade profiles are located is 0.82.0.93, the ratio of the radii of curvature is R 2-1 = R 2 / R 1 concave and convex sections of the profile is equal to 0.034.0.05, the number of blades z is 12.18, the exit angle β of 2 wheel blades is 110 o .150 o , the angle α of inclination of the front disk to the plane of the wheel cross section is 0.15 o , the ratio of the product of opening A of the casing and its width B to the area of the inlet section of the pipe πD 2 o / 4 is 0.57.92, in addition, a bladeless rotating diffuser with a relative outer diameter can be located behind the outlet edges of the blades
Figure 00000005
equal to 1,1.1,2.

Использование новой, существенной совокупности геометрических параметров патрубка, колеса и корпуса позволяет получить положительный эффект: при достаточно высоких значениях КПД и коэффициента давления расширить диапазон режимов работы вентиляторов этого класса по производительности. Using a new, substantial combination of the geometric parameters of the pipe, wheel and housing allows you to get a positive effect: at sufficiently high values of efficiency and pressure coefficient, expand the range of operation modes of fans of this class in terms of performance.

На фиг. 1-3 показан заявляемый радиальный вентилятор. На фиг. 1 схематично изображен поперечный разрез вентилятора; на фиг. 2 продольный разрез вентилятора; на фиг. 3 укрупненно элемент колеса. In FIG. 1-3 shows the inventive radial fan. In FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a fan; in FIG. 2 longitudinal section of the fan; in FIG. 3 enlarged wheel element.

Вентилятор содержит входной патрубок 1, спиральный корпус 2 и установленное в нем колесо 3 с коническим или плоским передним диском 4. На выходе из лопаточной системы колеса может устанавливаться безлопаточный диффузор 5. Там же указаны обозначения следующих геометрических параметров вентилятора:
D0 диаметр входного патрубка в минимальном сечении;
b1, b2 ширина колеса на входе и выходе;
R1, R2 радиусы выпуклого и вогнутого участков профиля;
D2-1, D2 диаметр окружности, на которой находятся точки перегиба профилей лопаток, диаметр колеса по выходным кромкам лопаток;
β2 угол выхода лопаток колеса;
α угол наклона переднего диска колеса к плоскости его поперечного сечения;
D3 диаметр безлопаточного диффузора;
A, B, C раскрытие, ширина и длина выходного сечения спирального корпуса.The fan contains an inlet pipe 1, a spiral casing 2 and a wheel 3 installed in it with a conical or flat front disk 4. At the outlet from the blade system of the wheel, a bladeless diffuser 5 can be installed. The following geometric parameters of the fan are also indicated:
D 0 the diameter of the inlet pipe in a minimum section;
b 1 , b 2 wheel width at the inlet and outlet;
R 1 , R 2 the radii of the convex and concave sections of the profile;
D 2-1 , D 2 the diameter of the circle on which there are inflection points of the profiles of the blades, the diameter of the wheel along the outlet edges of the blades;
β 2 angle of exit of the wheel blades;
α the angle of inclination of the front wheel disc to the plane of its cross section;
D 3 the diameter of the bladeless diffuser;
A, B, C disclosure, width and length of the output section of the spiral casing.

Работа вентилятора осуществляется следующим образом. The operation of the fan is as follows.

Воздух поступает через входной патрубок 1 в рабочее колесо 3, где происходит передача энергии от вращающегося колеса потоку воздуха. Далее воздух поступает в спиральный корпус 2 и далее с выходному отверстию. Перепад полных давлений на выходе из вентилятора и на входе в него определяет полное давление, создаваемое вентилятором. Отношение полезной мощности к потребляемой определяет его КПД. Наиболее эффективным является вентилятор, у которого высокие значения давления и КПД обеспечиваются в широком диапазоне режимов работы по производительности. Air enters through the inlet pipe 1 into the impeller 3, where energy is transferred from the rotating wheel to the air flow. Further, the air enters the spiral casing 2 and then with the outlet. The differential pressure drop at the outlet of the fan and at the entrance to it determines the total pressure created by the fan. The ratio of net power to consumed determines its efficiency. The most effective is a fan, in which high values of pressure and efficiency are provided in a wide range of operating modes for performance.

Проведенные исследования моделей радиальных вентиляторов с S-образными лопатками при варьировании основных геометрических параметров колеса и корпуса позволили выявить диапазоны оптимальных значений основных геометрических параметров, а также оптимальные соотношения других геометрических параметров вентилятора, обеспечивающие его экономичность и достаточно высокий коэффициент давления для данного типа вентиляторов. Studies of models of radial fans with S-shaped blades when varying the basic geometric parameters of the wheel and the casing made it possible to identify the ranges of optimal values of the basic geometric parameters, as well as the optimal ratios of other geometric parameters of the fan, ensuring its efficiency and a sufficiently high pressure coefficient for this type of fan.

На фиг. 4 приведены зависимости номинальных значений коэффициента давления jн и максимальных значений КПД от отношения радиусов кривизны вогнутого и выпуклого участков профиля R2-1; на фиг. 5 зависимости ψн и ηmax от угла выхода лопатки колеса β2; на фиг. 6 зависимости тех же аэродинамических параметров от относительного диаметра

Figure 00000006
окружности, на которой расположены точки перегиба профилей.In FIG. 4 shows the dependence of the nominal values of the pressure coefficient j n and the maximum values of efficiency on the ratio of the radii of curvature of the concave and convex sections of the profile R 2-1 ; in FIG. 5 the dependence of ψ n and η max on the angle of exit of the blade of the wheel β 2 ; in FIG. 6 dependences of the same aerodynamic parameters on the relative diameter
Figure 00000006
the circle on which the inflection points of the profiles are located.

На фигурах цифрами обозначены разные варианты моделей вентиляторов с S-образными лопатками колес, отличающихся друг от друга значениями геометрических параметров:

Figure 00000007
, R2-1, z, β2, α, 4AB/πD 2 o .
На фиг. 7 приведено сопоставление характеристик прототипа и заявляемого вентилятора, подтверждающее значительное расширение диапазона режимов работы последнего по сравнению с прототипом.In the figures, the numbers indicate different versions of models of fans with S-shaped wheel blades, differing from each other in values of geometric parameters:
Figure 00000007
, R 2-1 , z, β 2 , α, 4AB / πD 2 o .
In FIG. 7 shows a comparison of the characteristics of the prototype and the inventive fan, confirming a significant expansion of the range of operating modes of the latter in comparison with the prototype.

Таким образом, полученные из эксперимента данные, представленные на фиг. 4-7, подтверждают отмеченную выше оптимальность диапазонов значений указанных геометрических параметров и их отношений. Thus, the experimental data presented in FIG. 4-7, confirm the above optimality of the ranges of values of these geometric parameters and their relationships.

Claims (2)

1. Радиальный вентилятор, содержащий входной патрубок, спиральный корпус и установленное в нем рабочее колесо с диаметром D2 с коническим или плоским передним диском и S-образными лопатками, выпуклая поверхность выходной части каждой из которых обращена в сторону, противоположную стороне вращения, отличающийся тем, что относительный диаметр
Figure 00000008
входного патрубка равен 0,35 0,59, относительная ширина
Figure 00000009
колеса на входе равна 0,06 0,22, относительная ширина
Figure 00000010
колеса на выходе равна 0,06 0,18, относительный диаметр окружности, на которой расположена точка перегиба профилей лопаток, равен 0,82 0,93, отношение радиусов кривизны вогнутого и выпуклого участков профиля равно 0,034 0,05, угол выхода лопаток равен 110 150o, угол наклона переднего диска колеса к плоскости поперечного сечения колеса равен 0 15o, число лопаток Z равно 12 18, отношение произведения раскрытия А корпуса и его ширины В к площади входного сечения патрубка равно 0,57 0,92.1. A radial fan containing an inlet pipe, a spiral casing and an impeller with a diameter of D 2 installed therein with a conical or flat front disk and S-shaped blades, the convex surface of the output part of each of which faces the opposite side of the rotation, characterized in that relative diameter
Figure 00000008
inlet nozzle is 0.35 0.59, relative width
Figure 00000009
input wheel is 0.06 0.22, relative width
Figure 00000010
the output wheel is 0.06 0.18, the relative diameter of the circle on which the inflection point of the blade profiles is 0.82 0.93, the ratio of the radii of curvature of the concave and convex sections of the profile is 0.034 0.05, the angle of exit of the blades is 110 150 o , the angle of inclination of the front wheel disk to the plane of the wheel cross section is 0 15 o , the number of blades Z is 12 18, the ratio of the product of the opening A of the body and its width B to the area of the inlet section of the pipe is 0.57 0.92. 2. Вентилятор по п. 1, отличающийся тем, что рабочее колесо снабжено безлопаточным вращающимся диффузором с относительным наружным диаметром
Figure 00000011
равным 1,1 1,2,
где D0 диаметр входного патрубка в минимальном сечении;
D2 диаметр колеса по выходным кромкам лопаток;
b1 ширина колеса на входе;
b2 ширина колеса на выходе;
D3 выходной диаметр безлопаточного вращающегося диффузора.2. The fan according to claim 1, characterized in that the impeller is equipped with a bladeless rotating diffuser with a relative outer diameter
Figure 00000011
equal to 1.1 1.2,
where D 0 the diameter of the inlet pipe in a minimum section;
D 2 the diameter of the wheel along the outlet edges of the blades;
b 1 wheel width at the entrance;
b 2 wheel width at the exit;
D 3 output diameter of the bladeless rotating diffuser.
RU96110394A 1996-05-23 1996-05-23 Centrifugal fan RU2099605C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96110394A RU2099605C1 (en) 1996-05-23 1996-05-23 Centrifugal fan

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96110394A RU2099605C1 (en) 1996-05-23 1996-05-23 Centrifugal fan

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2099605C1 true RU2099605C1 (en) 1997-12-20
RU96110394A RU96110394A (en) 1998-01-27

Family

ID=20180986

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU96110394A RU2099605C1 (en) 1996-05-23 1996-05-23 Centrifugal fan

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2099605C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104251229A (en) * 2013-06-28 2014-12-31 苏州宝时得电动工具有限公司 Centrifugal type impeller and blowing and sucking device comprising centrifugal type impeller

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Центробежные вентиляторы. / Под ред. Соломаховой Т.С. - М.: Машиностроение, 1975, с. 8, рис. 5 Ж. 2. Соломахова Т.С., Чебышева К.В. Центробежные вентиляторы: Справочник. - М.: Машиностроение, 1980, с. 36. 3. SU, авторское свидетельство, 1413287, кл. F 04 D 29/28, 1986. 4. SU, авторское свидетельство, 1268823, кл. F 04 D 29/28, 1986. 5. Соломахова Т.С, Чебышева К.В. Центробежные вентиляторы: Справочник. - М.: Машиностроение, 1980, с. 64. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104251229A (en) * 2013-06-28 2014-12-31 苏州宝时得电动工具有限公司 Centrifugal type impeller and blowing and sucking device comprising centrifugal type impeller

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1172223A (en) Compressor diffuser and method
CA2226486C (en) A rotor
US7488151B2 (en) Vortical flow rotor
CA1219245A (en) Single-stage, multiple outlet centrifugal blower
CN105705796B (en) Turbine diffuser
CN100438799C (en) Hair dryer
RU2354854C1 (en) Axial blower or compressor high-rpm impeller
US3936223A (en) Compressor diffuser
PL200265B1 (en) Compressor
US5743710A (en) Streamlined annular volute for centrifugal blower
TWI256441B (en) Axial flow fan
GB2105791A (en) >Centrifugal fan
KR101226363B1 (en) Centrifugal compressor
CN105247223A (en) Radial or mixed-flow compressor diffuser having vanes
US4511308A (en) Axial and mixed flow fans and blowers
RU2099605C1 (en) Centrifugal fan
US20030147745A1 (en) Centrifugal fan
US3794439A (en) Radial blower
JPH1122695A (en) Impeller blade structure of centrifugal compressor
CN213270441U (en) Compressor impeller and compressor
JP2004150404A (en) Vaned diffuser and radial flow turbo machine equipped with the diffuser
JP2004027932A (en) Centrifugal compressor
EP0486691B1 (en) Centrifugal fan
RU2080489C1 (en) High-speed radial fan
RU2606294C1 (en) High-speed axial fan impeller