RU2390658C2 - Centrifugal fan impeller - Google Patents

Centrifugal fan impeller Download PDF

Info

Publication number
RU2390658C2
RU2390658C2 RU2008112791/06A RU2008112791A RU2390658C2 RU 2390658 C2 RU2390658 C2 RU 2390658C2 RU 2008112791/06 A RU2008112791/06 A RU 2008112791/06A RU 2008112791 A RU2008112791 A RU 2008112791A RU 2390658 C2 RU2390658 C2 RU 2390658C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
impeller
centrifugal fan
confuser
cover
convex end
Prior art date
Application number
RU2008112791/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2008112791A (en
Inventor
Николай Владимирович Макаров (RU)
Николай Владимирович Макаров
Сергей Валерьевич Белов (RU)
Сергей Валерьевич Белов
Владислав Иванович Фомин (RU)
Владислав Иванович Фомин
Владимир Николаевич Макаров (RU)
Владимир Николаевич Макаров
Сергей Александрович Волков (RU)
Сергей Александрович Волков
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный горный университет"
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 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный горный университет" filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный горный университет"
Priority to RU2008112791/06A priority Critical patent/RU2390658C2/en
Publication of RU2008112791A publication Critical patent/RU2008112791A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2390658C2 publication Critical patent/RU2390658C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

FIELD: power industry.
SUBSTANCE: centrifugal fan impeller includes load-carrying and cover discs, profile blades installed between them and bent backwards, each of which has wing cover from the side of working surface in the area of outlet part, which is installed with confuser gap in relation to working surface of blade and having concave working surface and convex end surface. At that, inside wing cover there made is vortex chamber tangentially interconnected with confuser gap. And on its convex end surface from cylindrical cavity there made are confuser channels.
EFFECT: increasing aerodynamic loading of centrifugal fan by eliminating separated vortex formation on rear blade side of its impeller.
2 dwg

Description

Изобретение относится к области вентиляторостроения, в частности к центробежным вентиляторам с профильными загнутыми назад лопатками рабочего колеса.The invention relates to the field of fan building, in particular to centrifugal fans with profile impeller blades curved back.

Известен центробежный вентилятор [1] с рабочим колесом, содержащим несущий и покрывной диски, с установленными между ними загнутыми назад лопатками, каждая из которых имеет размещенный на рабочей поверхности в области выходной части продольный выступ с криволинейной рабочей и торцевой поверхностями. Указанное рабочее колесо устраняет недостаток ранее описанной конструкции, т.е. повышает аэродинамическую нагруженность вентилятора за счет роста его коэффициента давления. Однако большая толщина торца лопатки с продольным выступом вызывает появление интенсивного кромочного следа, что приводит к росту угла отставания потока. По этой причине угол выхода потока из рабочего колеса существенно меньше угла выхода рабочей поверхности продольного выступа, что приводит к недостаточному повышению давления, а следовательно, и аэродинамической нагруженности.A centrifugal fan [1] is known with an impeller containing a bearing and cover disks, with vanes mounted between them and backward curved, each of which has a longitudinal protrusion located on the working surface in the area of the output part with a curved working and end surfaces. The specified impeller eliminates the disadvantage of the previously described design, i.e. increases the aerodynamic loading of the fan due to the growth of its pressure coefficient. However, the large thickness of the end face of the blade with a longitudinal protrusion causes the appearance of an intense edge trace, which leads to an increase in the angle of the lag of the flow. For this reason, the angle of exit of the flow from the impeller is substantially smaller than the angle of exit of the working surface of the longitudinal protrusion, which leads to an insufficient increase in pressure, and hence aerodynamic loading.

Наиболее близким по исполнению к предлагаемому техническому решению является рабочее колесо центробежного вентилятора [2], в котором между несущим и покрывным дисками установлены профильные загнутые назад лопатки, каждая из которых имеет на рабочей поверхности в области выходной части продольный выступ с криволинейной рабочей и выпуклой торцевой поверхностями, образующий конфузорный зазор с рабочей поверхностью, средняя линия которого в выходном сечении параллельна тыльной поверхности лопатки.The closest in execution to the proposed technical solution is the impeller of a centrifugal fan [2], in which between the carrier and the cover discs there are shaped backward curved blades, each of which has a longitudinal protrusion with a curved working and convex end surfaces on the working surface in the area of the output part forming a confuser gap with a working surface, the middle line of which in the output section is parallel to the back surface of the scapula.

Такое исполнение профильных лопаток рабочего колеса исключает возникновение застойной вихревой зоны за продольным выступом, существенно снижая интенсивность кромочного следа, что уменьшает угол отставания потока от поверхностей лопатки и продольного выступа на выходе из рабочего колеса, тем самым увеличивая развиваемое им давление.This design of the profile impeller blades eliminates the occurrence of a stagnant vortex zone behind the longitudinal protrusion, significantly reducing the intensity of the edge trace, which reduces the angle of the flow lag from the surfaces of the blade and the longitudinal protrusion at the exit of the impeller, thereby increasing the pressure developed by it.

Однако такое выполнение выходной части лопатки рабочего колеса не обеспечивает необходимой энергии потока, проходящего через конфузорный зазор на ее выпуклую торцевую поверхность, что не позволяет существенно повысить аэродинамическую нагруженность центробежного вентилятора, поскольку не обеспечивает существенной закрутки потока на выходе из рабочего колеса.However, this embodiment of the output part of the impeller blade does not provide the necessary energy of the flow passing through the confuser gap to its convex end surface, which does not significantly increase the aerodynamic loading of the centrifugal fan, since it does not provide a significant flow swirl at the exit of the impeller.

Цель изобретения заключается в повышении аэродинамической нагруженности рабочего колеса центробежного вентилятора за счет увеличения энергии потока, воздействующего на выпуклую тыльную поверхность рабочей лопатки в зоне, где возникает отрывное вихреобразование.The purpose of the invention is to increase the aerodynamic loading of the impeller of a centrifugal fan by increasing the flow energy acting on the convex rear surface of the working blade in the area where tear-off vortex formation occurs.

На фиг.1 изображено рабочее колесо центробежного вентилятора, поперечный разрез; на фиг.2 - лопатка рабочего колеса центробежного вентилятора.Figure 1 shows the impeller of a centrifugal fan, a cross section; figure 2 - the blade of the impeller of a centrifugal fan.

Рабочее колесо центробежного вентилятора содержит несущий и покрывной диски 1, 2, между которыми установлены профильные, загнутые назад лопатки 3. На выходной части лопатки 3 размещен продольный накрылок 4 с вихревой камерой 9. Накрылок 4 имеет криволинейные вогнутые рабочую 6 и выпуклую тыльную 7 поверхности. Продольный накрылок 4, установлен с аэродинамическим конфузорным каналом 8 к поверхности лопатки, имеющей тангенциальный вход в вихревую камеру 9. На тыльной выпуклой поверхности 7 накрылка 4 выполнены конфузорные каналы 5, соединяющие ее с вихревой камерой 9.The impeller of a centrifugal fan contains a carrier and a cover disk 1, 2, between which there are shaped, backward curved blades 3. On the output part of the blade 3 there is a longitudinal cover 4 with a vortex chamber 9. The cover 4 has a curved concave working 6 and a convex rear 7 surface. The longitudinal lining 4 is mounted with an aerodynamic confuser channel 8 to the surface of the blade with a tangential entrance to the vortex chamber 9. On the rear convex surface 7 of the lining 4 there are made confuser channels 5 connecting it to the vortex chamber 9.

При вращении рабочего колеса центробежного вентилятора поток воздуха, поступающий в межлопаточные каналы, образованные несущим 1, покрывным 2 дисками и лопатками 3, взаимодействуя с последними, поворачивается в направлении вращения колеса по рабочим поверхностям лопаток 3 и их накрылка 4. Часть потока, представляющая собой управляющий поток, за счет перепада давления между рабочей 6 и тыльной 7 поверхностями лопатки 3 поступает через конфузорный зазор 8 в тангенциальном направлении в вихревую камеру 9, закручиваясь в ней со скоростью, превышающей скорость вращения рабочего колеса. За счет центробежной силы вращения управляющий поток через конфузорные каналы 5 поступает на тыльную поверхность 7 накрылка 4 лопатки 3 рабочего колеса, способствуя устранению области отрывного вихреобразования, и, как результат, существенному уменьшению угла отставания основного потока на выходе из рабочего колеса в условиях значительного изменения режимов работы центробежного вентилятора. В результате этого происходит существенный рост аэродинамической нагруженности рабочего колеса центробежного вентилятора.When the impeller of the centrifugal fan rotates, the air flow entering the interscapular channels formed by the supporting 1, cover 2 disks and blades 3, interacting with the latter, turns in the direction of rotation of the wheel along the working surfaces of the blades 3 and their cover 4. The part of the flow, which is the control the flow, due to the pressure differential between the working 6 and the back 7 surfaces of the blade 3, enters through the confuser gap 8 in the tangential direction into the vortex chamber 9, twisting in it with a speed exceeding The rotational speed of the impeller. Due to the centrifugal force of rotation, the control flow through the confuser channels 5 enters the back surface 7 of the lid 4 of the impeller blade 3, helping to eliminate the area of tear-off vortex formation, and, as a result, a significant decrease in the lag angle of the main flow at the exit of the impeller under conditions of a significant change in the modes centrifugal fan operation. As a result of this, there is a significant increase in the aerodynamic loading of the impeller of a centrifugal fan.

По результатам проведенных экспериментов установлено, что граница зоны интенсивного отрыва потока формируется в секторе до 60° от точки перегиба накрылка 4 на его тыльной выпуклой поверхности 7. Наибольшая эффективность, то есть минимум затрат энергии управляющего потока на устранение отрывного вихреобразования на тыльной поверхности 7, достигается при выполнении трех конфузорных каналов 5 в диапазоне углов: 25°≥α1≥30°; 45°≥α2≥50°; 55°≥α3≥60°. При углах выхода меньше вышеуказанных значений конфузорных каналов α1 α2, α3 подача управляющего потока происходит в зону на выпуклой тыльной поверхности 7 накрылка 4 до точки отрыва управляющего потока, что приводит к нерациональному расходу энергии управляющего потока. При углах больше указанных α1 α2, α3 управляющий поток воздействует в области за точкой отрыва потока, что приводит к резкому ухудшению эффективности устранения отрывного вихреобразования.According to the results of the experiments, it was found that the boundary of the zone of intensive separation of the flow is formed in the sector up to 60 ° from the inflection point of the wing 4 on its rear convex surface 7. The greatest efficiency, that is, the minimum energy consumption of the control flow to eliminate the separated vortex formation on the rear surface 7, is achieved when performing three confuser channels 5 in the range of angles: 25 ° ≥α 1 ≥30 °; 45 ° ≥α 2 ≥50 °; 55 ° ≥α 3 ≥60 °. When the exit angles are less than the above values of the confuser channels α 1 α 2 , α 3, the supply of the control flow occurs in the zone on the convex rear surface 7 of the cover 4 to the point of separation of the control flow, which leads to an irrational energy consumption of the control flow. At angles greater than the indicated α 1 α 2 , α 3, the control flow acts in the region beyond the point of separation of the flow, which leads to a sharp deterioration in the efficiency of eliminating the separation vortex.

Таким образом, применение такой конструкции лопатки рабочего колеса позволяет устранять отрывное вихреобразование на тыльной стороне лопатки, что повышает аэродинамическую нагруженность рабочего колеса центробежного вентилятора, развивающего при этом давление, превышающее его теоретическое значение.Thus, the use of such a design of the impeller blade allows eliminating tear-off vortex formation on the back side of the blade, which increases the aerodynamic loading of the impeller of a centrifugal fan, which develops a pressure that exceeds its theoretical value.

Источники информацииInformation sources

1. Авторское свидетельство 1178956 (СССР), кл. F04D 29/28, опубл. 1984.1. Copyright certificate 1178956 (USSR), cl. F04D 29/28, publ. 1984.

2. Патент 2009379 (Россия), кл. F04D 29/28. Центробежный вентилятор / Макаров В.Н., опубл. 15 марта 1994.2. Patent 2009379 (Russia), cl. F04D 29/28. Centrifugal fan / Makarov V.N., publ. March 15, 1994.

Claims (2)

1. Рабочее колесо центробежного вентилятора, содержащее несущий и покрывной диски, установленные между ними загнутые назад профильные лопатки, каждая из которых имеет со стороны рабочей поверхности в области выходной части накрылок, установленный с конфузорным зазором по отношению к рабочей поверхности лопатки и имеющий вогнутую рабочую и выпуклую торцевую поверхности, отличающееся тем, что внутри накрылка выполнена вихревая камера, сообщающаяся тангенциально с конфузорным зазором, а на его выпуклой торцевой поверхности из цилиндрической полости выполнены конфузорные каналы.1. The impeller of a centrifugal fan, containing the carrier and cover discs, mounted between them backward curved blades, each of which has a wing on the side of the working surface in the area of the outlet part, installed with a confuser gap relative to the working surface of the blade and having a concave working and a convex end surface, characterized in that a vortex chamber is made inside the lid, communicating tangentially with a confuser gap, and on its convex end surface is made of a cylindrical confusion channels are made in the cavity. 2. Рабочее колесо по п.1, отличающееся тем, что накрылок снабжен тремя конфузорными каналами, выполненными таким образом, что их выходные сечения расположены от точки перегиба его выпуклой торцевой поверхности в диапазоне углов 25°≥α1≥30°; 45°≥α2≥50°; 55°≥α3≥60°. 2. The impeller according to claim 1, characterized in that the cover is provided with three confuser channels, made in such a way that their output sections are located from the inflection point of its convex end surface in the range of angles 25 ° ≥ 1 ≥30 °; 45 ° ≥α 2 ≥50 °; 55 ° ≥α 3 ≥60 °.
RU2008112791/06A 2008-04-02 2008-04-02 Centrifugal fan impeller RU2390658C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008112791/06A RU2390658C2 (en) 2008-04-02 2008-04-02 Centrifugal fan impeller

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008112791/06A RU2390658C2 (en) 2008-04-02 2008-04-02 Centrifugal fan impeller

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008112791A RU2008112791A (en) 2009-10-10
RU2390658C2 true RU2390658C2 (en) 2010-05-27

Family

ID=41260425

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008112791/06A RU2390658C2 (en) 2008-04-02 2008-04-02 Centrifugal fan impeller

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2390658C2 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2482337C1 (en) * 2011-11-29 2013-05-20 Общество с ограниченной ответственностью "Вентиляция Экология Безопасность" (ООО "ВЭБ") Method for increasing pressure and economy of bladed turbomachines
RU2525037C1 (en) * 2013-04-19 2014-08-10 ФГБОУ ВПО "Уральский государственный горный университет" Centrifugal fan impeller
RU2525762C1 (en) * 2013-05-20 2014-08-20 ФГБОУ ВПО "Уральский государственный горный университет" Radially-vortex turbomachine
RU2543638C1 (en) * 2014-03-06 2015-03-10 Николай Владимирович Макаров Method for increasing pressure and economy of bladed radial turbomachines
RU2718096C2 (en) * 2014-09-24 2020-03-30 Циль-Абегг СЕ Fan impeller
RU2789237C1 (en) * 2022-07-01 2023-01-31 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уральский государственный горный университет" Method for increasing the pressure of vane turbomachines and a device for its implementation

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2482337C1 (en) * 2011-11-29 2013-05-20 Общество с ограниченной ответственностью "Вентиляция Экология Безопасность" (ООО "ВЭБ") Method for increasing pressure and economy of bladed turbomachines
RU2525037C1 (en) * 2013-04-19 2014-08-10 ФГБОУ ВПО "Уральский государственный горный университет" Centrifugal fan impeller
RU2525762C1 (en) * 2013-05-20 2014-08-20 ФГБОУ ВПО "Уральский государственный горный университет" Radially-vortex turbomachine
RU2543638C1 (en) * 2014-03-06 2015-03-10 Николай Владимирович Макаров Method for increasing pressure and economy of bladed radial turbomachines
RU2718096C2 (en) * 2014-09-24 2020-03-30 Циль-Абегг СЕ Fan impeller
US10816009B2 (en) 2014-09-24 2020-10-27 Ziehl-Abegg Se Segmented fan wheel
RU2789237C1 (en) * 2022-07-01 2023-01-31 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уральский государственный горный университет" Method for increasing the pressure of vane turbomachines and a device for its implementation

Also Published As

Publication number Publication date
RU2008112791A (en) 2009-10-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2390658C2 (en) Centrifugal fan impeller
US8568095B2 (en) Reduced tip clearance losses in axial flow fans
US9651055B2 (en) Slurry pump impeller
CN105134306B (en) Radial rim sealing structure with damping holes and flow guide blades
CN105003458A (en) Impeller for a centrifugal pump, a centrifugal pump and a use thereof
JP2012072735A (en) Centrifugal compressor
RU2568355C2 (en) Compressor and gas-turbine engine with optimised efficiency
CN108953223A (en) A kind of centrifugal impeller
CN106089808B (en) A kind of blade diffuser and its formative method with trailing edge structures before swallow-tail form
RU2525037C1 (en) Centrifugal fan impeller
WO2008082428A1 (en) Reduced tip clearance losses in axial flow fans
CN110566500A (en) Impeller of centrifugal ventilator
SU663326A3 (en) Drag compressor
WO2016047256A1 (en) Turbo machine
RU2008100718A (en) WORKING WHEEL OF THE AXIAL COMPRESSOR OF A GAS TURBINE ENGINE
CN105201905B (en) Centrifugal impeller assembly and centrifugal compressor
RU2009379C1 (en) Centrifugal fan impeller
US8128369B2 (en) Blower impeller with partial tip blockage
RU2557818C1 (en) Radial-swirl turbo-machine
RU2067694C1 (en) Working wheel of centrifugal fan
RU2525762C1 (en) Radially-vortex turbomachine
KR101878915B1 (en) Turbine pump
JP3927887B2 (en) Stator blade of axial compressor
JP6758924B2 (en) Impeller
RU2011151797A (en) SUPERSONIC COMPRESSOR ROTOR AND METHOD OF ITS ASSEMBLY

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20120403