RU2330188C1 - Centrifugal fan (versions) - Google Patents
Centrifugal fan (versions) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2330188C1 RU2330188C1 RU2007108453/06A RU2007108453A RU2330188C1 RU 2330188 C1 RU2330188 C1 RU 2330188C1 RU 2007108453/06 A RU2007108453/06 A RU 2007108453/06A RU 2007108453 A RU2007108453 A RU 2007108453A RU 2330188 C1 RU2330188 C1 RU 2330188C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- impeller
- rotation
- axis
- plate
- blade
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Description
Группа изобретений относится к радиальным вентиляторам в спиральном корпусе.The group of inventions relates to radial fans in a spiral case.
Из уровня техники известны радиальные вентиляторы с вихрегасителями на входе в рабочее колесо.The prior art radial fans with eddies at the entrance to the impeller.
В описании изобретения «Центробежный вентилятор», защищенного патентом РФ № 2215195, МПК F04D 17/08, приоритет 27.04.2002 г., дата публикации 27.10.2003 г., [1], представлен радиальный вентилятор, содержащий спиральный корпус, установленное в нем на валу рабочее колесо с загнутыми назад лопатками и с конусным покрывным диском, входной коллектор с участками криволинейного профиля в меридиональном сечении, внешняя поверхность которого образует с внутренней поверхностью покрывного диска на входе в рабочее колесо окружной зазор, вихрегаситель, выполненный в виде, по меньшей мере, одной пластины, размещенной с внешней стороны входного коллектора перед окружным зазором в зоне наибольшего раскрытия корпуса, выходной патрубок, равный по ширине корпусу вентилятора, причем ширина корпуса L составляет 0,9...1,1 диаметра D рабочего колеса, входной коллектор содержит цилиндрический участок, длина входного коллектора LВХ составляет 0,48...0,63 диаметра D рабочего колеса, а диаметр входа DВХ в рабочее колесо равен 0,66...0,69 диаметра D рабочего колеса.In the description of the invention, “Centrifugal Fan”, protected by RF patent No. 2215195, IPC F04D 17/08, priority 04/27/2002,
В описании полезной модели «Радиальный вентилятор», защищенной патентом РФ № 54112, МПК F04D 17/08, приоритет 27.12.2005 г., дата публикации 10.06.2006 г., [2], представлен радиальный вентилятор, содержащий спиральный корпус, оснащенный языком, установленное в корпусе на валу рабочее колесо с загнутыми назад лопатками и с конусным покрывным диском, входной коллектор с участками криволинейного профиля в диаметральном сечении, внешняя поверхность которого образует с внутренней поверхностью покрывного диска на входе в рабочее колесо окружной зазор, выходной патрубок, ширина которого равна ширине спирального корпуса, вихрегаситель, выполненный в виде, по меньшей мере, одной пластины, размещенной с внешней стороны всасывающего патрубка перед окружным зазором между проходящими через ось вращения рабочего колеса плоскостями, одна из которых пересекает линию наибольшего раскрытия корпуса, а другая расположена под углом 45 град в сторону языка спирального корпуса.In the description of the utility model “Radial fan”, protected by RF patent No. 54112, IPC F04D 17/08, priority December 27, 2005, publication date 06/10/2006, [2], a radial fan is provided containing a spiral casing equipped with a tongue an impeller installed in the housing on the shaft with backward-curved blades and with a conical cover disc, an inlet manifold with sections of a curved profile in diametric section, the outer surface of which forms a circumferential clearance at the inlet of the impeller at the inlet of the outlet a nozzle whose width is equal to the width of the spiral case, a vortex suppressor made in the form of at least one plate placed on the outside of the suction nozzle in front of the circumferential clearance between the planes passing through the axis of rotation of the impeller, one of which intersects the line of greatest opening of the case, and the other is located at an angle of 45 degrees in the direction of the tongue of the spiral casing.
Размещение пластины вихрегасителя в изобретении [1] и в полезной модели [2] в зоне наибольшего отстояния рабочего колеса от спирального участка корпуса обеспечивает получение высоких аэродинамических характеристик вентилятора, однако проведенные исследования показали возможность уменьшения акустического шума вентилятора на входе.Placing the vortex suppressor plate in the invention [1] and in the utility model [2] in the zone of the greatest distance of the impeller from the spiral section of the housing provides high aerodynamic characteristics of the fan, however, studies have shown the possibility of reducing the acoustic noise of the fan at the inlet.
Радиальный вентилятор, представленный в описании полезной модели [2], принят за наиболее близкий аналог вариантов изобретения.The radial fan presented in the description of the utility model [2] is taken as the closest analogue of the variants of the invention.
Решаемой технической задачей является повышение эффективности вентилятора. Технический результат заключается в увеличении напорной характеристики и коэффициента полезного действия вентилятора в рабочей зоне при уменьшении звуковой мощности на входе вентилятора на лопаточной частоте и ее гармониках.Solved technical problem is to increase the efficiency of the fan. The technical result consists in increasing the pressure characteristics and efficiency of the fan in the working area while reducing the sound power at the fan inlet at the blade frequency and its harmonics.
Раскрытие вариантов изобретения.Disclosure of embodiments of the invention.
Радиальный вентилятор по 1-му варианту, как и в наиболее близком аналоге [2], содержит спиральный корпус, оснащенный языком, установленное в корпусе на валу рабочее колесо с загнутыми назад лопатками и с конусным покрывным диском, входной коллектор с участками криволинейного профиля в диаметральном сечении, внешняя поверхность которого образует с внутренней поверхностью покрывного диска на входе в рабочее колесо окружной зазор, выходной патрубок, вихрегаситель, выполненный в виде, по меньшей мере, одной пластины, размещенной с внешней стороны всасывающего патрубка перед окружным зазором между проходящими через ось вращения рабочего колеса плоскостями, одна из которых пересекает линию наибольшего раскрытия корпуса, а другая расположена под углом 45 град в сторону языка спирального корпуса, но в отличие от наиболее близкого аналога [2] высота указанной пластины вихрегасителя составляет 0,10...0,12 диаметра рабочего колеса, а каждая лопатка радиального рабочего колеса выполнена с предкрылком, расположенным между примыканием лопатки к поверхности переднего диска и осью вращения рабочего колеса, при этом в проекции на плоскость, перпендикулярную оси вращения рабочего колеса, прямая, соединяющая ось вращения рабочего колеса и носок предкрылка, не выходит за сектор, ограниченный лучами, расположенными в диапазоне ±0,05 углового шага лопаток относительно прямой, соединяющей ось вращения рабочего колеса и точку примыкания передней кромки следующей по ходу вращения лопатки к поверхности переднего диска.The radial fan according to the 1st embodiment, as in the closest analogue [2], contains a spiral casing equipped with a tongue, an impeller mounted on the shaft on the shaft with backward curved blades and with a conical cover disc, an inlet manifold with sections of a curved profile in the diametrical cross-section, the outer surface of which forms with the inner surface of the cover disk at the entrance to the impeller a circumferential gap, an outlet pipe, a vortex suppressor made in the form of at least one plate placed with the outer the suction pipe in front of the circumferential gap between the planes passing through the axis of rotation of the impeller, one of which crosses the line of maximum opening of the housing, and the other is located at an angle of 45 degrees to the side of the tongue of the spiral housing, but in contrast to the closest analogue [2], the height of the specified plate the vortex suppressor is 0.10 ... 0.12 of the diameter of the impeller, and each blade of the radial impeller is made with a slat located between the blade contacting the surface of the front disk and the axis of rotation the impeller, while projecting onto a plane perpendicular to the axis of rotation of the impeller, the straight line connecting the axis of rotation of the impeller and the slat nose does not go beyond the sector limited by beams located in the range of ± 0.05 of the angular pitch of the blades relative to the straight line connecting the axis the rotation of the impeller and the abutment point of the leading edge of the blade following the rotation of the blade to the surface of the front disk.
Радиальный вентилятор по 1-му варианту характеризуется тем, что ширина выходного патрубка равна ширине спирального корпуса, составляющей 0,9...1,1 диаметра рабочего колеса, входной коллектор содержит цилиндрический участок, длина входного коллектора составляет 0,48...0,63 диаметра рабочего колеса, а диаметр входа в рабочее колесо равен 0,66...0,69 диаметра рабочего колеса.The radial fan according to the 1st embodiment is characterized in that the width of the outlet pipe is equal to the width of the spiral casing, which is 0.9 ... 1.1 of the diameter of the impeller, the inlet manifold contains a cylindrical section, the length of the inlet manifold is 0.48 ... 0 , 63 of the diameter of the impeller, and the diameter of the entrance to the impeller is 0.66 ... 0.69 of the diameter of the impeller.
По меньшей мере, одна пластина вихрегасителя в диаметральном сечении расположена под углом ±10 град к входному коллектору с отсчетом от меридионального направления навстречу направлению вращения рабочего колеса и под углом ±10 град к плоскости, проходящей через ось вращения рабочего колеса.At least one eddy absorber plate in a diametric section is located at an angle of ± 10 degrees to the input manifold, counting from the meridional direction towards the direction of rotation of the impeller and at an angle of ± 10 degrees to a plane passing through the axis of rotation of the impeller.
Радиальный вентилятор по 2-му варианту, как и в наиболее близком аналоге [2], содержит спиральный корпус, оснащенный языком, установленное в корпусе на валу рабочее колесо с загнутыми назад лопатками и с конусным покрывным диском, входной коллектор с участками криволинейного профиля в диаметральном сечении, внешняя поверхность которого образует с внутренней поверхностью покрывного диска на входе в рабочее колесо окружной зазор, выходной патрубок, вихрегаситель, выполненный в виде, по меньшей мере, одной пластины, размещенной с внешней стороны всасывающего патрубка перед окружным зазором между проходящими через ось вращения рабочего колеса плоскостями, одна из которых пересекает линию наибольшего раскрытия корпуса, а другая расположена под углом 45 град в сторону языка спирального корпуса, но в отличие от наиболее близкого аналога [2] радиальный вентилятор оснащен пластиной, установленной на стенке спирального корпуса напротив лопаток рабочего колеса между двумя меридиональными плоскостями, пересекающими соответственно линию наибольшего раскрытия спирального корпуса и носок языка спирального корпуса, в сужающейся части спирального корпуса, примыкающей к линии наибольшего раскрытия корпуса, а каждая лопатка радиального рабочего колеса выполнена с предкрылком, расположенным между примыканием лопатки к поверхности переднего диска и осью вращения рабочего колеса, при этом в проекции на плоскость, перпендикулярную оси вращения рабочего колеса, прямая, соединяющая ось вращения рабочего колеса и носок предкрылка, не выходит за сектор, ограниченный лучами, расположенными в диапазоне ±0,05 углового шага лопаток относительно прямой, соединяющей ось вращения рабочего колеса и точку примыкания передней кромки следующей по ходу вращения лопатки к поверхности переднего диска.The radial fan according to the 2nd embodiment, as in the closest analogue [2], contains a spiral casing equipped with a tongue, an impeller installed in the casing on the shaft with backward curved blades and with a conical cover disc, an inlet manifold with sections of a curved profile in diameter cross-section, the outer surface of which forms with the inner surface of the cover disk at the entrance to the impeller a circumferential gap, an outlet pipe, a vortex suppressor made in the form of at least one plate placed with the outer the suction pipe in front of the circumferential gap between the planes passing through the axis of rotation of the impeller, one of which crosses the line of maximum opening of the housing, and the other is located at an angle of 45 degrees to the side of the tongue of the spiral housing, but unlike the closest analogue [2], the radial fan is equipped a plate mounted on the wall of the spiral casing opposite the impeller vanes between two meridional planes intersecting, respectively, the line of greatest opening of the spiral casing the tongue toe of the spiral casing, in the tapering part of the spiral casing adjacent to the line of maximum opening of the casing, and each blade of the radial impeller is made with a slat located between the contact of the blade to the surface of the front disk and the axis of rotation of the impeller, while projecting onto a plane perpendicular the axis of rotation of the impeller, the straight line connecting the axis of rotation of the impeller and the slat toe does not extend beyond the sector limited by beams located in the range of ± 0.05 of the angular pitch of the blade the current is relatively direct, connecting the axis of rotation of the impeller and the abutment point of the leading edge of the blade following the rotation of the blade to the surface of the front disk.
Радиальный вентилятор по 2-му варианту характеризуется тем, что пластина на стенке спирального корпуса установлена под углом 70±5 град к оси вращения рабочего колеса, а высота пластины составляет 0,10...0,14 диаметра рабочего колеса.The radial fan according to the 2nd embodiment is characterized in that the plate on the wall of the spiral casing is installed at an angle of 70 ± 5 degrees to the axis of rotation of the impeller, and the height of the plate is 0.10 ... 0.14 of the diameter of the impeller.
Радиальный вентилятор по 2-му варианту характеризуется тем, что пластина вихрегасителя расположена между проходящими меридиональными плоскостями, одна из которых пересекает линию наибольшего раскрытия корпуса, а другая расположена под углом 45 град в сторону языка спирального корпуса, при этом высота пластины вихрегасителя составляет 0,10...0,12 диаметра рабочего колеса.The radial fan according to the 2nd embodiment is characterized in that the vortex suppressor plate is located between the passing meridional planes, one of which crosses the line of greatest opening of the casing, and the other is located at an angle of 45 degrees to the tongue of the spiral casing, while the height of the vortex suppressor plate is 0.10 ... 0.12 impeller diameters.
Радиальный вентилятор по 2-му варианту характеризуется тем, что ширина выходного патрубка равна ширине спирального корпуса, составляющей 0,9...1,1 диаметра рабочего колеса, входной коллектор содержит цилиндрический участок, длина входного коллектора составляет 0,48...0,63 диаметра рабочего колеса, а диаметр входа в рабочее колесо равен 0,66...0,69 диаметра рабочего колеса.The radial fan according to the 2nd embodiment is characterized in that the width of the outlet pipe is equal to the width of the spiral casing, comprising 0.9 ... 1.1 of the diameter of the impeller, the inlet manifold contains a cylindrical section, the length of the inlet manifold is 0.48 ... 0 , 63 of the diameter of the impeller, and the diameter of the entrance to the impeller is 0.66 ... 0.69 of the diameter of the impeller.
При этом, по меньшей мере, одна пластина вихрегасителя в меридиональном сечении расположена под углом ±10 град к входному коллектору с отсчетом от радиального направления навстречу направлению вращения рабочего колеса и под углом ±10 град к плоскости, проходящей через ось вращения рабочего колеса.At the same time, at least one vortex suppressor plate in the meridional section is located at an angle of ± 10 degrees to the input manifold with a count from the radial direction towards the direction of rotation of the impeller and at an angle of ± 10 degrees to a plane passing through the axis of rotation of the impeller.
Группа изобретений поясняется чертежами.The group of inventions is illustrated by drawings.
На фиг.1 представлен вентилятор при виде сверху.Figure 1 shows the fan when viewed from above.
На фиг.2 показан разрез А-А на фиг.1.Figure 2 shows a section aa in figure 1.
На фиг.3 показан разрез Б-Б на фиг.2.Figure 3 shows a section bB in figure 2.
На фиг.4 показан выносной элемент В на фиг.3.Figure 4 shows the remote element In figure 3.
На фиг.5 показан вид Д на фиг.4.Figure 5 shows a view of D in figure 4.
На фиг.6 дан разрез Г-Г на фиг.1.Figure 6 is a section GG in figure 1.
На фиг.7 показан вид Е на фиг.4.7 shows a view of E in figure 4.
На фиг.8 показан фрагмент рабочего колеса с расположением лопаток в зоне допустимых отклонений от углового шага.On Fig shows a fragment of the impeller with the location of the blades in the zone of permissible deviations from the angular pitch.
На фиг.9 показана лопатка рабочего колеса при виде сбоку.Figure 9 shows the impeller blade in side view.
На фиг.10 показан вид Ж на фиг.9 при выполнении лопатки из цельного листа.In Fig.10 shows a view of G in Fig.9 when performing the blades from a solid sheet.
На фиг.11 показан вид Ж на фиг.9 при выполнении лопатки составной.In Fig.11 shows a view of G in Fig.9 when performing the composite blades.
На фиг.12 показан выносной элемент И на фиг.2.In Fig.12 shows the remote element And in Fig.2.
На фиг.13 представлен график зависимости коэффициента полного давления вентилятора от высоты пластины вихрегасителя.On Fig presents a graph of the dependence of the coefficient of total pressure of the fan from the height of the plate of the vortex suppressor.
На фиг.14 представлен график зависимости коэффициента полезного действия вентилятора от высоты пластины вихрегасителя.On Fig presents a graph of the dependence of the efficiency of the fan on the height of the plate of the vortex suppressor.
На фиг.15 представлен график зависимости коэффициента полного давления вентилятора от высоты пластины в спиральном корпусе.On Fig presents a graph of the dependence of the coefficient of total pressure of the fan on the height of the plate in a spiral casing.
На фиг.16 представлен график зависимости коэффициента полезного действия вентилятора от высоты пластины в спиральном корпусе.On Fig presents a graph of the dependence of the efficiency of the fan on the height of the plate in a spiral casing.
На фиг.17 представлено сравнение узкополосного спектра шума на всасывании заявленного и принятого за наиболее близкий аналог радиальных вентиляторов.On Fig presents a comparison of the narrow-band spectrum of noise at the suction of the claimed and accepted for the closest analogue of radial fans.
На фиг.18 представлено сравнение уровня звуковой мощности на входе заявленного вентилятора и вентилятора - наиболее близкого аналога.On Fig presents a comparison of the sound power level at the input of the claimed fan and fan - the closest analogue.
На фиг.19 показано влияние относительного углового отклонения предкрылка на разницу звукового давления ΔL на лопаточной частоте заявленного вентилятора и вентилятора - наиболее близкого аналога.On Fig shows the influence of the relative angular deviation of the slat on the difference in sound pressure ΔL at the blade frequency of the claimed fan and fan - the closest analogue.
Варианты радиального вентилятора устроены следующим образом.Variants of the radial fan are arranged as follows.
Радиальный вентилятор в обоих вариантах содержит спиральный корпус 1 (фиг.1, 2, 3), установленное в нем рабочее колесо 2, вал 3 которого кинематически связан с энергоприводом, например с электродвигателем (фиг.3), входной коллектор 4 с криволинейным профилем в диаметральном сечении и выходной патрубок 5 (фиг.1, 2, 3). Рабочее колесо 2 включает основной 6 и передний 7 диски и установленные между ними лопатки 8. Между внешней поверхностью 9 входного коллектора 4 (фиг.4), передним диском 7 и стенками корпуса 1 образуется циркуляционная камера 10 (фиг.3).The radial fan in both versions contains a spiral casing 1 (Fig. 1, 2, 3), an
На входе в рабочее колесо 2 между внутренней поверхностью переднего диска 7 и внешней поверхностью 9 входного коллектора 4 образован кольцевой зазор 11 (фиг.4, 5). По окружности с внешней стороны входного коллектора 4 размещен вихрегаситель, выполненный в виде, по меньшей мере, одной пластины 12. При этом одна из пластин 12 вихрегасителя установлена в секторе между условными меридиональными плоскостями (т.е. плоскостями, проходящими через ось 13 вращения рабочего колеса 2), одна из плоскостей (Пл.А, фиг.6) пересекает линию наибольшего раскрытия спирального корпуса 1, а другая (Пл.Б, фиг.6) расположена под углом 45 град в сторону языка 14 спирального корпуса 1 (в системе координат на фиг.6, δ=0...-45°). Внутренняя кромка пластины 12 вихрегасителя соединена с поверхностью входного коллектора 4 (фиг.4, 7).At the entrance to the
В обоих вариантах радиального вентилятора каждая лопатка 8 рабочего колеса 2 содержит основной участок 15, передняя кромка 16 (фиг.2, 8, 9) которого примыкает к переднему диску 7, и участок, расположенный ближе к оси 13 вращения рабочего колеса, называемый далее «предкрылок» 17 (фиг.2, 3, 8, 9). Основной участок 15 и предкрылок 17 могут выполняться как одно целое, например, из листа металла (фиг.9, 10) или в виде аэродинамического профиля (на фиг. не показано), так и составными (фиг.11), путем присоединения предкрылка 17 к основной части 15 лопатки 8. Передняя кромка 18 предкрылка 17 может располагаться в диапазоне углов ±10 град к плоскости, перпендикулярной оси 13 вращения рабочего колеса 2, а боковая кромка 19 - под острым углом к передней кромке 18 (фиг.3, 9), и соединяются между собой плавной кривой, например дугой окружности, образуя носок 20 предкрылка 17 (фиг.9). Передняя кромка 18 предкрылка 17 выполнена криволинейной, например, по дуге окружности в проекции на плоскость, перпендикулярную оси 13 вращения рабочего колеса 2 (фиг.3, 9), а ее боковая кромка 19 может выполняться криволинейной, например, с увеличивающимся по мере удаления от передней кромки 16 местным радиусом RБК (фиг.9). Поверхность предкрылка 17 может выполняться в виде поверхности с плавными контурами, в частности цилиндрической (фиг.8), или с круткой предкрылка 17 и основного участка 15 лопатки 8 (на фиг. не показано). В проекции на плоскость, перпендикулярную оси 13 вращения рабочего колеса, прямая, соединяющая ось 13 вращения рабочего колеса и носок 20 предкрылка 17, не выходит за сектор, ограниченный лучами, расположенными в диапазоне Δt=±0,05 углового шага t лопаток 8 относительно прямой, соединяющей ось 13 вращения рабочего колеса 2 и точку 21 примыкания передней кромки 16 следующей по ходу вращения лопатки 8А с передним диском 7 (фиг.8). При этом точка на носке 20, через которую проходит указанная прямая, определяется при проведении касательной к носку 20 предкрылка 17, параллельной оси 13 рабочего колеса 2, а величина углового шага t равна 2πрад, поделенному на количество лопаток N в рабочем колесе: t=2π/N.In both versions of the radial fan, each
Основной участок 15 лопатки 8 может выполняться как с криволинейной, например цилиндрической, поверхностью, так и с плоской поверхностью. При выполнении основного участка 15 лопаток 8 плоским его передняя кромка 16 может выполняться прямолинейной (фиг.3, 9). В этом случае передний диск 7 на участке примыкания лопатки 8 (фиг.3, 9) представляет собой гиперболическую поверхность, образующей которой является прямолинейная передняя кромка 16 основного участка 15 лопатки 8.The
Для обеспечения жесткости предкрылков 17 лопаток 8 при необходимости боковые кромки 18 предкрылка 17 соединяются кольцом 22 (фиг.3). Аналогичные кольца могут устанавливаться на выходных кромках 23 лопаток 8 (фиг.3) дополнительно к уже установленному кольцу 22 на боковых кромках 18 предкрылка 17 (на фиг. не показано).To ensure the rigidity of the
В соответствии с 1-ым вариантом выполнения радиального вентилятора относительная высота hB пластины 12 вихрегасителя, равная отношению высоты НB пластины 12 вихрегасителя к диаметру D рабочего колеса 2 (равного диаметру окружности, описываемой концами лопаток 8), составляет: hB=НB/D=0,10...0,12. Пластина 12 вихрегасителя в диаметральном сечении может устанавливаться под углом α=0±10 град к входному коллектору 4 с отсчетом навстречу направлению вращения рабочего колеса 2 (фиг.5) и под углом β=±10 град. относительно оси 13 вращения рабочего колеса 2 (фиг.7), а внешняя кромка пластины 12 может выполняться как прямолинейной (фиг.4), так и криволинейной (на фиг. не показано).In accordance with the first embodiment of the radial fan, the relative height h B of the
В соответствии со 2-ым вариантом радиальный вентилятор оснащен пластиной 24, установленной на стенке спирального корпуса 1 напротив лопаток 8 рабочего колеса 2 в сужающейся части спирального корпуса 1, примыкающей к линии наибольшего раскрытия корпуса, между условными меридиональными плоскостями, одна из которых проходит через носок 25 языка 14 спирального корпуса 1 (Пл.В, фиг.2), а другая (Пл.А, фиг.2) пересекает линию наибольшего раскрытия спирального корпуса 1 (фиг.1, 3). При этом относительная высота hСП пластины 24, равная отношению высоты НСП пластины 24 к диаметру D рабочего колеса 2 (фиг.12), составляет: hСП=HСП/D=0,10...0,14. Пластина 24 установлена под острым углом γСП к оси 13 вращения рабочего колеса 2 (фиг.1) и может выполняться с прямолинейной или произвольной формой внешней и боковых кромок, с плоской или сложной поверхностью. При переменной ширине пластины 24 (например, при прямолинейной внешней кромке) высота НСП берется в ее средней части (фиг.12). Длина пластины 24 может изменяться в широких пределах, однако, как правило, не превышает ширины H лопаток 8 рабочего колеса 2 (фиг.3).In accordance with the 2nd embodiment, the radial fan is equipped with a
Предпочтительное выполнение вариантов радиального вентилятора.The preferred embodiment of the radial fan options.
В предпочтительном выполнении радиальный вентилятор по 1-му варианту содержит одну плоскую пластину 12 вихрегасителя высотой НB=0,10...0,12 диаметра D рабочего колеса 2, пластина 12 соприкасается кромкой с внешней поверхностью 9 входного коллектора 4 и установлена под углами αВ=0° и βВ=0° (фиг.5,7), входной коллектор 4 выполнен с цилиндрической вставкой 26, длина LBX входного коллектора 4 составляет 0,48...0,63 диаметра D рабочего колеса 2, диаметр DBX всасывающего патрубка 4 на входе в рабочее колесо 2 равен 0,66...0,69 диаметра D рабочего колеса 2, ширина Н лопаток 8 рабочего колеса 2 равна не менее 0,25...0,3 7 диаметра D рабочего колеса 2, ширина выходного патрубка 5 равна ширине L спирального корпуса 1 вентилятора и составляет 0,9...1,1 диаметра D рабочего колеса 2: LBX=(0,48...0,63)В; DBX=(0,66...0,69)D; H≥0,35D; L=(0,9...1,1)D, НB=(0,10...0,12D) (фиг.1, 3). Пластина 24 установлена таким образом, что пересекает плоскость, образованную окружностью максимального диаметра переднего диска 7.In a preferred embodiment, the radial fan according to the first embodiment contains one
В предпочтительном выполнении вентилятора по 2-му варианту дополнительно установлена пластина 24 под углом γСП=70±10 град к оси 13 вращения рабочего колеса 2 (фиг.1) и расположена ближе к меридиональной плоскости Пл.В, проходящей через носок 25 языка 14 спирального корпуса 1 (фиг.2), а высота пластины 25 составляет HСП=(0,10...0,14)D.In a preferred embodiment of the fan according to the 2nd embodiment, a
При этом рабочее колесо 2 в вентиляторах по обоим вариантам выполнения (фиг.2, 3) содержит 13 лопаток 8, ширина Н лопаток 8, равная расстоянию между передним 7 и основным 6 дисками на выходе из рабочего колеса 2, составляет 0,25...0,37 диаметра рабочего колеса D. Основной участок 15 лопаток 3 выполнен плоским, а примыкающий к нему предкрылок 17 в сечении, перпендикулярном оси 13 вращения рабочего колеса 2, в виде дуги окружности, передняя 18 и боковая 19 кромки предкрылка 17 соединены по окружности, а боковая кромка 19 выполнена с местным радиусом RБК, равным не менее 0,5D вблизи передней кромки 18 и параллельной оси 13 вращения рабочего колеса 2 (т.е равным бесконечности) вблизи основного диска 6 (фиг.9). В проекции на плоскость, перпендикулярную оси 13 вращения рабочего колеса 2, прямая, соединяющая ось 13 вращения рабочего колеса 2 и носок 20 предкрылка 17, не выходит за сектор, ограниченный лучами, расположенными в диапазоне Δt=±0,05t относительно прямой, соединяющей ось 13 вращения рабочего колеса 2 и точку 21 примыкания передней кромки 18 следующей по ходу вращения лопатки 8А с передним диском 7 (фиг.8). При этом передний 7 и основной 6 диски могут выполняться с увеличенным диаметром, равным соответственно (1,1...1,2)D и (1,05...1,15)D, с образованием в меридиональном сечении между образующими переднего 7 и основного 6 дисков в направлении от оси 13 вращения к выходным кромкам 23 лопаток 8 рабочего колеса 2 не расширяющегося канала (на фиг. не показано).In this case, the
Радиальный вентилятор работает следующим образом.Radial fan operates as follows.
При вращении рабочего колеса 2 в циркуляционной камере 10 возникает закрученное тороидальное (вихревое) течение. Установка вихрегасителя, содержащего, по меньшей мере, одну пластину 12 в области выхода из спирального корпуса, обеспечивает торможение тороидального (вихревого) течения, что сопровождается повышением давления в циркуляционной камере 10 перед кольцевым зазором 11 (фиг.3, 5). В результате разности давления в циркуляционной камере 10 и на входе в рабочее колесо 2 через кольцевой зазор 11 на внутреннюю поверхность покрывного диска 7 выдувается кольцевая струя, что увеличивает импульс струи, формируемой в кольцевом зазоре 11. Это создает дополнительное разрежение на внутренней поверхности покрывного диска 7, снижающее интенсивность вихря и, следовательно, уменьшающее аэродинамические потери не только на входе в рабочее колесо 2, но и вентилятора в целом.When the
Зависимость коэффициента полного давления ψ=2PV/ρu2 и коэффициента полезного действия ηB (КПД) вентилятора по 1-му варианту от относительной высоты hB пластины 12 вихрегасителя при постоянных величинах коэффициента производительности φ=4Q/πD2u (где Q - производительность вентилятора, РV - полное давление, D - диаметр рабочего колеса 2 вентилятора, u - окружная скорость концов лопаток 8 рабочего колеса 2 вентилятора, ρ - плотность воздуха) и при оптимальном месте установки пластины 12 вихрегасителя, полученная в экспериментах, как показано на фиг.13 и 14, влияет на величину полного давления ψ и КПД ηB вентилятора, с достижением ярко выраженного максимума в диапазоне hB=0,10...0,12. Это, по всей видимости, связано с торможением воздуха, вовлеченного в движение при вращении переднего диска 7, и возникающей за пластиной 12 застойной зоны. При малой высоте hВ пластины 12 не обеспечивается достаточное торможение циркуляционного течения, что снижает импульс струи, формирующейся в окружном зазоре 11. При большой высоте пластины 12 перед ней возникает зона торможения в области максимального раскрытия спирали корпуса 1, вследствие чего в кольцевой зазор 11 вдувается струя воздуха, что увеличивает импульс струи, вытекающей на поверхность переднего диска 7, причем высота hB пластины 12 имеет достаточно четко выраженные величины, при которых достигается максимум коэффициентов ψ и ηB. Дальнейшее увеличение высоты пластины 12, по всей видимости, нарушает тороидальное (вихревое) течение, что приводит к ухудшению аэродинамических характеристик радиального вентилятора. Это подтверждает существенность признака, касающегося выбранных границ высоты hB=HB/D пластины 12 вихрегасителя.Dependence of the total pressure coefficient ψ = 2P V / ρu 2 and the efficiency η B (efficiency) of the fan according to the first embodiment on the relative height h B of the
При выполнении пластины 12 изогнутой аэродинамические потери меньше, чем при выполнении пластины 12 плоской. Углы αB, βB установки изогнутой пластины 12 и профиль канала в окружном зазоре 11 должны быть оптимизированы в зависимости от параметров и условий эксплуатации вентилятора. Однако сопряжение пластины 12 с внешней поверхностью 9 входного коллектора 4 имеет сложный пространственный контур, что усложняет технологию изготовления центробежного вентилятора.When performing
Выполнение пластины 12 плоской с внутренней кромкой, соприкасающейся с внешней поверхностью 9 входного коллектора 4, и расположение пластины 12 вдоль образующей в диаметральном сечении входного коллектора 4 под углом α=±10° навстречу направлению вращения рабочего колеса 2 обеспечивает технологичность изготовления вихрегасителя и вентилятора в целом. Размещение пластины 12 под углом β=±10° обусловлено снижением требований к точности соединения пластины 12 с внешней поверхностью 9 входного коллектора 4 и практически мало влияет на технический результат.The implementation of the
Для вентилятора, выполненного по 2-му варианту, коэффициенты полного давления ψ и полезного действия ηB, при изменении относительной высоты hСП=HСП/D пластины 24 также имеют максимум (фиг.15 и 16). Наличие пластины 24 способствует более равномерному распределению поля скоростей в выходном патрубке 5 посредством направления части потока в сторону стенки спирального корпуса 1. При расположении пластины 24 ближе к выходному патрубку 5 от меридиональной плоскости пл.А не достигается достаточной равномерности поля скоростей, как и при расположении пластины 23 в сторону сужения спирального корпуса 1 от меридиональной плоскости Пл.В.For the fan, made according to the 2nd embodiment, the coefficients of the total pressure ψ and efficiency η B , when the relative height h SP = H SP / D of the
Выполнение вентилятора в обоих вариантах входного коллектора 4 длиной LBX=(0,48...0,63)D за счет цилиндрического участка 26 с диаметром входа в рабочее колесо 2, равным DBX=(0,66...0,69)D обеспечивает повышение равномерности входящего в рабочее колесо 2 потока, что затягивает отрыв пограничного слоя с поверхности переднего диска 7 и с лопаток 8 рабочего колеса 2 при его вращении. В результате можно увеличить ширину Н лопаток 8 до 0,35 и выше диаметра D рабочего колеса 2: H≥0,35D. Это дает возможность увеличить ширину L корпуса до L=(0,9...1,1)D, вследствие чего увеличивается статическое давление выходящего потока вентилятора как по 1-му, так и по 2-му варианту выполнения. Выполнение выходного патрубка 5 и спирального корпуса 1 одинаковой ширины L упрощает технологию изготовления вентилятора.The implementation of the fan in both versions of the
Заявленные варианты радиального вентилятора (обозначены светлым тоном) имеют, как показано на фиг.17, меньшие величины звукового давления на лопаточной частоте и ее гармониках по сравнению с вентилятором, принятым в качестве наиболее близкого аналога [2] (обозначен темным тоном). В результате уровни звуковой мощности на входе заявленных вариантов радиального вентилятора (обозначены светлым тоном), как показано на фиг.18, снижаются по сравнению с уровнями звуковой мощности вентилятора, принятого в качестве наиболее близкого аналога [2] (обозначен темным тоном). При этом экспериментально установлено, что при относительном отклонении Δt положения носка 20 предкрылка 17 лопатки 8 рабочего колеса 2 от углового шага t разница звукового давления ΔLB на лопаточной частоте заявленного вентилятора L(f)B и вентилятора - наиболее близкого аналога [2], LB-A, - достигает, как показано на фиг.19, максимальных величин по модулю.The claimed variants of the radial fan (indicated by a light tone) have, as shown in Fig. 17, lower sound pressure values at the blade frequency and its harmonics as compared to the fan adopted as the closest analogue [2] (indicated by a dark tone). As a result, the sound power levels at the input of the claimed radial fan options (indicated by a light tone), as shown in FIG. 18, are reduced compared to the sound power levels of a fan adopted as the closest analogue [2] (indicated by a dark tone). Moreover, it was experimentally established that with a relative deviation Δt of the position of the
Представленные в описании варианты радиальных вентиляторов в спиральном корпусе могут быть изготовлены на любом специализированном предприятии. Реализация изобретения обеспечивает достижение заявленного технического результата, а именно уменьшает звуковую мощность на входе вентилятора на лопаточной частоте и ее гармониках при высоких аэродинамических характеристиках. Параметры вихрегасителя, выполненного в виде пластины 12, размеры окружного зазора 11, а также параметры и место установки пластины 24 в спиральном корпусе 1 могут быть оптимизированы в указанных диапазонах углов в зависимости от условий эксплуатации и характеристик вентилятора.The options for radial fans in a spiral case presented in the description can be manufactured at any specialized enterprise. The implementation of the invention ensures the achievement of the claimed technical result, namely, it reduces the sound power at the fan inlet at the blade frequency and its harmonics at high aerodynamic characteristics. The parameters of the vortex suppressor, made in the form of a
Перечень позиций и обозначений к описанию группы изобретений «Радиальный вентилятор (варианты)»The list of positions and symbols for the description of the group of inventions "Radial fan (options)"
1 - спиральный корпус;1 - spiral case;
2 - рабочее колесо;2 - impeller;
3 - вал энергопривода, например электродвигателя;3 - shaft drive, for example an electric motor;
4 - входной коллектор;4 - input collector;
5 - выходной патрубок;5 - output pipe;
6 - основной диск;6 - the main disk;
7 - покрывной диск;7 - cover disk;
8 - лопатки рабочего колеса 2;8 - blades of the
9 - внешняя поверхность входного коллектора 6;9 - the outer surface of the
10 - циркуляционная камера;10 - circulation chamber;
11 - окружной зазор;11 - circumferential clearance;
12 - пластина вихрегасителя, установленная на внешней поверхности 9 входного коллектора 4 в зоне наибольшего раскрытия корпуса 1;12 - vortex suppressor plate mounted on the
13 - ось вращения рабочего колеса 2;13 - axis of rotation of the
14 - язык спирального корпуса 1;14 - the language of the
15 - основной участок лопатки 8,15 - the main section of the
16 - передняя кромка основного участка 15 лопатки 8, примыкает к переднему диску 7;16 - the front edge of the
17 - предкрылок - участок, расположенный ближе к оси 13 вращения рабочего колеса 2;17 - slat - a section located closer to the
18 - передняя кромка предкрылка 17;18 - the leading edge of the
19 - боковая кромка предкрылка 17;19 - lateral edge of the
20 - носок предкрылка 17;20 -
21 - точка примыкания передней кромки 18 следующей по ходу вращения лопатки 8А с передним диском 7;21 - the abutment point of the leading
22 - кольцо, соединяющее боковые кромки 19 предкрылков 17 лопаток 8;22 - a ring connecting the side edges 19 of the
23 - выходная кромка лопатки 8 рабочего колеса 2;23 - the output edge of the
24 - пластина, установленная на спиральном корпусе 1 в зоне его наибольшего раскрытия;24 - a plate mounted on a
25 - носок языка 14 спирального корпуса 1;25 - the toe of the
26 - цилиндрический участок входного коллектора 4.26 is a cylindrical section of the
Пл.А - меридиональная плоскость, проходящая через ось вращения 13 рабочего колеса 2 и пересекающая линию наибольшего раскрытия спирального корпуса 1;Pl.A - meridional plane passing through the axis of
Пл.Б - меридиональная плоскость, проходящая через ось вращения 13 рабочего колеса 2 и расположенная под углом 45 град к меридиональной плоскости Пл.А в сторону языка 14 спирального корпуса 1;Pl. B - meridional plane passing through the axis of
Пл.В - меридиональная плоскость, проходящая через ось вращения 13 рабочего колеса 2 и носок 25 языка 14 спирального корпуса 1;Pl.V - meridional plane passing through the axis of
δВ - угол установки пластины 12 вихрегасителя;δ In the angle of installation of the
αВ - угол наклона пластины 12 вихрегасителя к всасывающему патрубку 6 с отсчетом навстречу направлению вращения рабочего колеса 2;α In - the angle of inclination of the
βB - угол наклона пластины 12 вихрегасителя к оси 13 вращения рабочего колеса 2;β B - the angle of inclination of the
γСП - угол наклона пластины 16 к оси 13 вращения рабочего колеса 2;γ SP - the angle of inclination of the
LBX - длина входного коллектора 4;L BX -
D - диаметр рабочего колеса 2;D is the diameter of the
DBX - диаметр входного коллектора 4 на входе в рабочее колесо 2;D BX - diameter of the
Н - ширина рабочего колеса 2;H - the width of the
L - ширина корпуса 1 вентилятора;L is the width of the
НB - высота пластины 12 вихрегасителя;N B - the height of the
НСП - высота пластины 24, установленной на стенке спирального корпуса 1;N SP - the height of the
hB=HB/D - относительная высота пластины 12 вихрегасителя;h B = H B / D is the relative height of the
hСП=НСП/D - относительная высота пластины 24, установленной на стенке спирального корпуса 1;h SP = N SP / D is the relative height of the
ηB - коэффициент полезного действия вентилятора (КПД);η B - fan efficiency (Efficiency);
ψ=2РV/ρu2 - коэффициент полного давления вентилятора;ψ = 2Р V / ρu 2 - coefficient of total pressure of the fan;
ψ=4Q/πD2u - коэффициент производительности вентилятора;ψ = 4Q / πD 2 u - fan performance coefficient;
Q - производительность вентилятора;Q - fan performance;
РV - полное давление вентилятора;P V is the total pressure of the fan;
u - окружная скорость концов 23 лопаток 8 рабочего колеса 2 вентилятора;u is the peripheral speed of the ends of the 23
ρ - плотность воздуха;ρ is the air density;
t=2π/N - угловой шаг лопаток 8 рабочего колеса 2, равный 2π рад, поделенному на количество лопаток N в рабочем колесе;t = 2π / N is the angular pitch of the
Δt - угол между прямыми в проекции на плоскость, перпендикулярную оси 13 вращения рабочего колеса 2, соединяющими ось 13 вращения рабочего колеса 2 с точкой 21 примыкания лопатки 8 рабочего колеса 2 к поверхности переднего диска 7, и соединяющей ось 13 вращения рабочего колеса 2 с носком 20 предкрылка 17;Δt is the angle between the straight lines in the projection onto the plane perpendicular to the axis of rotation of the
ΔL=L(f)B-LB-A - разница звукового давления на лопаточной частоте на входе заявленного вентилятора L(f)B и вентилятора - наиболее близкого аналога [2] LB-A.ΔL = L (f) B -L BA is the difference in sound pressure at the blade frequency at the inlet of the declared fan L (f) B and the fan - the closest analogue [2] L BA .
Claims (9)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007108453/06A RU2330188C1 (en) | 2007-03-07 | 2007-03-07 | Centrifugal fan (versions) |
PCT/RU2007/000127 WO2007108720A1 (en) | 2006-03-21 | 2007-03-15 | Radial fan (variants) |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007108453/06A RU2330188C1 (en) | 2007-03-07 | 2007-03-07 | Centrifugal fan (versions) |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2330188C1 true RU2330188C1 (en) | 2008-07-27 |
Family
ID=39811091
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007108453/06A RU2330188C1 (en) | 2006-03-21 | 2007-03-07 | Centrifugal fan (versions) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2330188C1 (en) |
-
2007
- 2007-03-07 RU RU2007108453/06A patent/RU2330188C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
RU 2215195 С1. RU 54112 U1. DE 4335686 А1. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8721280B2 (en) | Propeller fan | |
EP1304445B1 (en) | Structure of radial turbine scroll and blades | |
US7628583B2 (en) | Discrete passage diffuser | |
US8616843B2 (en) | Turbo machinery | |
KR100530824B1 (en) | Mixed flow turbine and mixed flow turbine rotor blade | |
EP0040534A1 (en) | Compressor diffuser | |
WO2011043125A1 (en) | Impeller of centrifugal compressor | |
US9206817B2 (en) | Centrifugal blower | |
US20100189557A1 (en) | Impeller and fan | |
CN109611356B (en) | Backward centrifugal fan | |
RU2429386C2 (en) | Fan unit with free radial wheel rotor | |
WO2007091923A1 (en) | Radial- flow impeller (variants), a blade therefor and a tube axial fan provided therewith | |
RU2330188C1 (en) | Centrifugal fan (versions) | |
RU2287091C1 (en) | Channel ventilator (variants) | |
WO2007108720A1 (en) | Radial fan (variants) | |
JPH10153194A (en) | Centrifugal fan | |
RU2470193C1 (en) | Radial blower | |
WO2022077585A1 (en) | Impeller, centrifugal fan using impeller, and rangehood | |
RU54112U1 (en) | RADIAL FAN | |
CN211822823U (en) | Flow guide ring and air conditioner | |
JP4174693B2 (en) | Centrifugal compressor diffuser | |
RU2338931C2 (en) | Centrifugal fan (versions) | |
RU114109U1 (en) | RADIAL FAN | |
CN111288562A (en) | Flow guide ring and air conditioner | |
RU2330189C1 (en) | Radial impeller and air duct fan with the said impeller |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130308 |