RU2429386C2 - Fan unit with free radial wheel rotor - Google Patents

Fan unit with free radial wheel rotor Download PDF

Info

Publication number
RU2429386C2
RU2429386C2 RU2008147039/06A RU2008147039A RU2429386C2 RU 2429386 C2 RU2429386 C2 RU 2429386C2 RU 2008147039/06 A RU2008147039/06 A RU 2008147039/06A RU 2008147039 A RU2008147039 A RU 2008147039A RU 2429386 C2 RU2429386 C2 RU 2429386C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
impeller
fan unit
blades
rotation
section
Prior art date
Application number
RU2008147039/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вячеслав Георгиевич Караджи (RU)
Вячеслав Георгиевич Караджи
Юрий Георгиевич Московко (RU)
Юрий Георгиевич Московко
Original Assignee
Вячеслав Георгиевич Караджи
Юрий Георгиевич Московко
Балакирев Евгений Борисович
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 Вячеслав Георгиевич Караджи, Юрий Георгиевич Московко, Балакирев Евгений Борисович filed Critical Вячеслав Георгиевич Караджи
Application granted granted Critical
Publication of RU2429386C2 publication Critical patent/RU2429386C2/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/08Sealings
    • F04D29/16Sealings between pressure and suction sides
    • F04D29/161Sealings between pressure and suction sides especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/162Sealings between pressure and suction sides especially adapted for elastic fluid pumps of a centrifugal flow wheel
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/26Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/28Rotors specially for elastic fluids for centrifugal or helico-centrifugal pumps for radial-flow or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/281Rotors specially for elastic fluids for centrifugal or helico-centrifugal pumps for radial-flow or helico-centrifugal pumps for fans or blowers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/26Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/28Rotors specially for elastic fluids for centrifugal or helico-centrifugal pumps for radial-flow or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/30Vanes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/42Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/4206Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/4213Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for elastic fluid pumps suction ports

Abstract

FIELD: engines and pumps.
SUBSTANCE: fan unit comprises radial wheel rotor 1 with front 3 and main 4 plates, vanes 5 bent backward and arranged there between and provided with slats 24, and outlet collector 2 with taper inlet section 12, outlet section 13 and additional section 16 with slightly curved surface arranged there between, its length Lwr making at least 0.04 of diameter D of wheel rotor 1. Front plate 3 and collector outlet section 13 are arranged to form circular clearance 15 ahead of which plates 18 are mounted. Straight line connecting axis 6 and tip 27 of slat 24 does not extend beyond ±0.05 of angular pitch t of vanes 5 relative to straight line connecting point 6 and point 29 of adjunction to front plate 3 of the next vane in projection on plane perpendicular to axis 6 of wheel rotor 1.
EFFECT: higher efficiency at increased static pressure, reduced noise.
10 cl, 23 dwg

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к области вентиляторостроения, а именно к вентиляторным блокам со свободным радиальным рабочим колесом, предназначенным для использования преимущественно в канальных вентиляторах с низким уровнем шума.The invention relates to the field of fan building, namely to fan units with a free radial impeller, intended for use mainly in duct fans with low noise.

Предшествующий уровень техникиState of the art

Из уровня техники известны вентиляторные блоки со свободным радиальным рабочим колесом, предназначенные для установки преимущественно в канальные вентиляторы.The prior art fan units with a free radial impeller, designed for installation mainly in duct fans.

В Каталоге «Centrifugal fans with asynchronous external rotor motor», 11.2004, Ziehl-Abegg, на стр.9/1…9/23, [1], представлен вентиляторный блок со свободным радиальным рабочим колесом типа RH…G, включающий радиальное рабочее колесо и входной коллектор, радиальное рабочее колесо содержит основной и передний диски, лопатки, размещенные между дисками и выполненные загнутыми назад относительно направления вращения, входной коллектор содержит сужающийся входной участок и выходной участок, кромка которого расположена между основным диском и входной кромкой переднего диска рабочего колеса с образованием кольцевого зазора.The Centrifugal fans with asynchronous external rotor motor catalog, 11.2004, Ziehl-Abegg, on pages 9/1 ... 9/23, [1], presents a fan unit with a free radial impeller of the RH ... G type, including a radial impeller and the input manifold, the radial impeller contains the main and front disks, the blades located between the disks and made curved back relative to the direction of rotation, the input manifold contains a tapering inlet section and an output section, the edge of which is located between the main disk and the input edge of the front disk th wheel with the formation of an annular gap.

Проведенные аэродинамические и акустические испытания вентиляторного блока с рабочим колесом RH31G-4DK.0F/1R (в сборе с электродвигателем и коллектором), напорная и акустическая характеристики которого приведены на стр.9/7 Каталога [1], показали, что напорную характеристику вентиляторного блока с рабочим колесом данного типа можно существенно улучшить в части расширения производительности при увеличении создаваемого им статического давления путем изменения входного коллектора и лопаток рабочего колеса. При этом кроме улучшения напорной характеристики, снижается уровень шума на входе в канальный вентилятор с таким вентиляторным блоком.Aerodynamic and acoustic tests of a fan unit with an impeller RH31G-4DK.0F / 1R (complete with an electric motor and a collector), pressure and acoustic characteristics of which are given on page 9/7 of the Catalog [1], showed that the pressure characteristic of the fan unit with an impeller of this type can be significantly improved in terms of expanding productivity by increasing the static pressure created by it by changing the inlet manifold and impeller blades. In addition to improving the pressure characteristics, the noise level at the inlet to the duct fan with such a fan unit is reduced.

В описании изобретения к патенту РФ №2287091, МПК F04D 29/42, дата публикации 10.11.2006 г., [2], представлен канальный вентилятор, оснащенный вентиляторным блоком, содержащим радиальное рабочее колесо, образованное основным и покрывным дисками и размещенными между дисками загнутыми назад лопатками, симметричный входной коллектор, выполненный с криволинейным профилем в меридиональном сечении с образованием сужающегося внутрь радиального колеса (то есть конфузорного) зазора между поверхностями покрывного диска и входного коллектора, и вихрегасителем, который может выполняться содержащим, по меньшей мере, одну пластину, соединенную со стенкой входного коллектора.In the description of the invention to the patent of the Russian Federation No. 2287091, IPC F04D 29/42, publication date 10.11.2006, [2], a channel fan is provided, equipped with a fan unit containing a radial impeller formed by a main and cover disks and bent between the disks back by the blades, a symmetrical inlet manifold made with a curved profile in the meridional section with the formation of a tapering inward radial wheel (i.e. confuser) gap between the surfaces of the coating disk and the inlet manifold, and eddy absorber m, which can be performed comprising at least one plate connected to the wall of the inlet manifold.

В изобретении [2] показано, что наличие вихрегасителя повышает коэффициент статического давления, однако, отсутствует информация о влиянии формы входного коллектора на напорную характеристику канального вентилятора с таким вентиляторным блоком.In the invention [2] it is shown that the presence of a vortex suppressor increases the static pressure coefficient, however, there is no information about the influence of the shape of the inlet manifold on the pressure characteristic of a channel fan with such a fan unit.

Вентиляторный блок, представленный в Каталоге [1], принят за наиболее близкий аналог заявленного изобретения.The fan unit presented in the Catalog [1] is taken as the closest analogue of the claimed invention.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Решаемой технической задачей является улучшение аэродинамических характеристик при снижении уровня шума рабочего колеса и соответственно канального вентилятора.The technical task to be solved is the improvement of aerodynamic characteristics while reducing the noise level of the impeller and, accordingly, the channel fan.

Технический результат состоит в увеличении производительности при повышении статического давления вентиляторного блока.The technical result consists in increasing productivity while increasing the static pressure of the fan unit.

Технический результат также состоит в снижении уровня шума на входе в канальный вентилятор, оснащенный заявляемым вентиляторным блоком.The technical result also consists in reducing the noise level at the entrance to the channel fan, equipped with the inventive fan unit.

Решение поставленной технической задачи обеспечивается при выполнении изобретения со следующей совокупностью признаков, существенных для достижения заявленных технических результатов.The solution of the technical problem is provided when carrying out the invention with the following set of features essential to achieve the claimed technical results.

Вентиляторный блок со свободным радиальным колесом, как и в наиболее близком аналоге [1], содержит радиальное рабочее колесо и входной коллектор, радиальное рабочее колесо содержит основной и передний диски, лопатки, размещенные между дисками и выполненные загнутыми назад относительно направления вращения, входной коллектор содержит сужающийся входной участок и выходной участок, кромка которого расположена между основным диском и входной кромкой переднего диска рабочего колеса с образованием кольцевого зазора, но в отличие от наиболее близкого аналога [1], входной коллектор выполнен с расположенным между входным и выходным участками дополнительным участком с поверхностью, сопряженной с поверхностями входного и выходного участков входного коллектора и имеющей образующую малой кривизны, длина дополнительного участка составляет не менее 0,04 диаметра окружности, описываемой концами лопаток рабочего колеса, а перед кольцевым зазором установлен вихрегаситель.The fan unit with a free radial wheel, as in the closest analogue [1], contains a radial impeller and an inlet manifold, a radial impeller contains a main and front disks, vanes located between the disks and made backward curved relative to the direction of rotation, the inlet manifold contains tapering inlet section and outlet section, the edge of which is located between the main disk and the input edge of the front wheel of the impeller with the formation of an annular gap, but in contrast to the most close analogue [1], the input collector is made with an additional section located between the input and output sections with a surface conjugated with the surfaces of the input and output sections of the input collector and having a generatrix of small curvature, the length of the additional section is not less than 0.04 diameter of the circle described by the ends impeller blades, and a vortex suppressor is installed in front of the annular gap.

Вентиляторный блок со свободным радиальным колесом характеризуется тем, что дополнительный участок выполнен с цилиндрической внутренней поверхностью.The fan unit with a free radial wheel is characterized in that the additional section is made with a cylindrical inner surface.

Вентиляторный блок со свободным радиальным колесом характеризуется тем, что вихрегаситель выполнен в виде, по меньшей мере, одной пластины, соединенной с внешними стенками коллектора.A fan unit with a free radial wheel is characterized in that the vortex suppressor is made in the form of at least one plate connected to the external walls of the collector.

Вентиляторный блок со свободным радиальным колесом характеризуется тем, что кольцевой зазор в меридиональном сечении выполнен сужающимся внутрь радиального колеса.The fan unit with a free radial wheel is characterized in that the annular gap in the meridional section is made tapering inward of the radial wheel.

Вентиляторный блок со свободным радиальным колесом характеризуется тем, что каждая лопатка 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.A fan block with a free radial wheel is characterized in that each impeller blade is made with a slat located between the blade contacting the surface of the front disk and the axis of rotation of the impeller, while in a projection onto a plane perpendicular to the axis of rotation of the impeller, a straight line connecting the axis of rotation the impeller and the slat toe does not extend beyond the sector limited by beams located in the range of ± 0.05 angular pitch of the blades relative to the straight line connecting the axis of rotation of the impeller ECA and the abutment point of the leading edge of the blade following the rotation of the blade to the surface of the front disc.

Вентиляторный блок со свободным радиальным колесом характеризуется тем, что боковая кромка предкрылка лопатки рабочего колеса расположена под острым углом к передней кромке предкрылка.The fan unit with a free radial wheel is characterized in that the lateral edge of the slat of the impeller vanes is located at an acute angle to the leading edge of the slat.

При этом вентиляторный блок со свободным радиальным колесом характеризуется тем, что передняя кромка предкрылка лопатки рабочего колеса в сечении, перпендикулярном оси вращения рабочего колеса, выполнена по дуге окружности.In this case, the fan unit with a free radial wheel is characterized in that the leading edge of the slat blade of the impeller blade in a section perpendicular to the axis of rotation of the impeller is made in a circular arc.

Кроме того, вентиляторный блок со свободным радиальным колесом характеризуется тем, что диаметр переднего диска равен 1,1…1,2, а диаметр основного диска равен 1,05…1,15 диаметра окружности, описываемой концами лопаток рабочего колеса, с образованием в меридиональной плоскости между образующими переднего и основного дисков в направлении от оси вращения к концам лопаток рабочего колеса не расширяющегося канала.In addition, the fan unit with a free radial wheel is characterized in that the diameter of the front disk is 1.1 ... 1.2, and the diameter of the main disk is 1.05 ... 1.15 of the diameter of the circle described by the ends of the impeller blades, with the formation in the meridional the plane between the generators of the front and main discs in the direction from the axis of rotation to the ends of the blades of the impeller of the non-expanding channel.

Вентиляторный блок со свободным радиальным колесом характеризуется тем, что ширина лопатки на выходе из рабочего колеса равна не менее 0,25 диаметра окружности, описываемой концами лопаток рабочего колеса.A fan unit with a free radial wheel is characterized in that the width of the blade at the exit of the impeller is at least 0.25 of the diameter of the circle described by the ends of the impeller blades.

Вентиляторный блок со свободным радиальным колесом характеризуется тем, что рабочее колесо оснащено, по меньшей мере, одним кольцом, соединяющим боковые кромки предкрылков лопаток.A fan unit with a free radial wheel is characterized in that the impeller is equipped with at least one ring connecting the side edges of the blade slats.

Краткое описание фигур чертежами.A brief description of the figures by drawings.

В последующем изобретение поясняется подробным описанием выполнения вентиляторного блока со свободным радиальным колесом со ссылками на прилагаемые чертежи, в которых:In the following invention is illustrated by a detailed description of a fan unit with a free radial wheel with reference to the accompanying drawings, in which:

На фиг.1 представлен продольный разрез вентиляторного блока, принятого за наиболее близкий аналог [1].Figure 1 presents a longitudinal section of a fan unit adopted for the closest analogue [1].

На фиг.2 представлен разрез А-А на фиг.1.Figure 2 presents a section aa in figure 1.

На фиг.3 показан выносной элемент В на фиг.1.Figure 3 shows the remote element In figure 1.

На фиг.4 представлен продольный разрез заявленного вентиляторного блока.Figure 4 presents a longitudinal section of the claimed fan unit.

На фиг.5 представлен продольный разрез заявленного вентиляторного блока с радиальным рабочим колесом с увеличенными передним и основным дисками.Figure 5 presents a longitudinal section of the claimed fan unit with a radial impeller with enlarged front and main discs.

На фиг.6 показан выносной элемент С на фиг.4 и 5.Figure 6 shows the remote element C in figures 4 and 5.

На фиг.7 представлен разрез D-D на фиг.4.Fig.7 shows a section D-D in Fig.4.

На фиг.8 показана лопатка при виде сбоку.On Fig shows the shoulder blade when viewed from the side.

На фиг.9 показан вид Е на лопатку из цельного листа.Figure 9 shows a view of E on a blade of a single sheet.

На фиг.10 показан вид Е на составную лопатку.Figure 10 shows a view of E on a compound blade.

На фиг.11 представлен разрез F-F на фиг.5 в предпочтительном варианте выполнения вентиляторного блока.Figure 11 shows a section F-F in figure 5 in a preferred embodiment of the fan unit.

На фиг.12 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.13 показана напорная характеристика ψS=F(φ) вентилятора с вентиляторным блоком в различных исполнениях.On Fig shows the pressure characteristic ψ S = F (φ) of the fan with a fan unit in various versions.

На фиг.14 показана напорная характеристика ψS=F(φ) вентилятора с вентиляторным блоком с разными длинами дополнительного участка коллектора.On Fig shows the pressure characteristic ψ S = F (φ) of the fan with a fan unit with different lengths of the additional section of the collector.

На фиг.15 показан график ψS=F(LЦК/D) при φ=const при использовании вентиляторного блока без вихрегасителя в канальном вентиляторе.On Fig shows a graph of ψ S = F (L CC / D) with φ = const when using a fan unit without eddy current suppressor in the duct fan.

На фиг.16 показан график ψS(B-Г)=F(LЦК/D) при φ=const при использовании вентиляторного блока с вихрегасителем в канальном вентиляторе.16 shows a graph ψ S (B-F) = F (L CC / D) at φ = const using a fan unit with a fan vihregasitelem in the channel.

На фиг.17 показан график ΔψSS(В-Г)S=F(LЦК/D) при φ=const.17 shows a graph Δψ S = ψ S (B T)S = F (L CC / D) at φ = const.

На фиг.18 представлен график LP=F(f) узкополосных спектров уровней звукового давления на входе канального вентилятора с вентиляторным блоком - наиболее близким аналогом и с вентиляторным блоком, оснащенным предкрылками и вихрегасителем.On Fig presents a graph of L P = F (f) narrow-band spectra of sound pressure levels at the inlet of the channel fan with a fan unit - the closest analogue and with a fan unit equipped with slats and a vortex suppressor.

На фиг.19 представлена диаграмма LW=F(f) октавных спектров уровней звуковой мощности на входе канального вентилятора с вентиляторным блоком - наиболее близким аналогом и с вентиляторным блоком, оснащенным предкрылками и вихрегасителем.On Fig presents a diagram L W = F (f) of the octave spectra of sound power levels at the input of the channel fan with a fan unit - the closest analogue and with a fan unit equipped with slats and a vortex suppressor.

На фиг.20 представлен график LP=F(f) узкополосных спектров уровней звукового давления в режиме максимальной производительности на входе канального вентилятора с вентиляторным блоком - наиболее близким аналогом и с вентиляторным блоком в предпочтительном варианте выполнения.On Fig presents a graph of L P = F (f) narrow-band spectra of sound pressure levels at maximum performance at the inlet of the channel fan with a fan unit - the closest analogue and with a fan unit in the preferred embodiment.

На фиг.21 представлен график LP=F(f) узкополосных спектров уровней звукового давления в режиме средней производительности на входе канального вентилятора с вентиляторным блоком - наиболее близким аналогом и с вентиляторным блоком в предпочтительном варианте выполнения.On Fig presents a graph of L P = F (f) narrow-band spectra of sound pressure levels in the average performance mode at the inlet of the channel fan with a fan unit - the closest analogue and with a fan unit in the preferred embodiment.

На фиг.22 представлена диаграмма LW=F(f) октавных спектров уровней звуковой мощности в режиме максимальной производительности на входе канального вентилятора с вентиляторным блоком - наиболее близким аналогом и с вентиляторным блоком в предпочтительном варианте выполнения.On Fig presents a diagram L W = F (f) of the octave spectra of sound power levels in maximum performance mode at the input of the channel fan with a fan unit - the closest analogue and with a fan unit in the preferred embodiment.

На фиг.23 представлена диаграмма LW=F(f) октавных спектров уровней звуковой мощности в режиме средней производительности на входе канального вентилятора с вентиляторным блоком - наиболее близким аналогом и с вентиляторным блоком в предпочтительном варианте выполнения.On Fig presents a diagram L W = F (f) of the octave spectra of sound power levels in the average performance mode at the input of the channel fan with a fan unit - the closest analogue and with a fan unit in the preferred embodiment.

Лучшие варианты осуществления изобретенийBest Embodiments

Вентиляторный блок со свободным радиальным колесом, как и в наиболее близком аналоге [1], представленном на фиг.1, 2 и 3, содержит радиальное рабочее колесо 1 и входной коллектор 2, соединенные между собой посредством опоры (на фиг. не обозначено) или в корпусе канального вентилятора (на фиг. не показано). Радиальное рабочее колесо 1 включает передний 3 и основной 4 диски, установленные между ними лопатки 5, и оснащено средством для соединения с энергоприводом (на фиг. не обозначено) для вращения радиального рабочего колеса 1 вокруг его оси 6. Лопатки 5 выполнены загнутыми назад по направлению вращения радиального рабочего колеса 1 (фиг.2). Вход 7 воздушного потока в радиальное рабочее колесо 1 расположен в плоскости, образованной входной кромкой 8 переднего диска 3 (фиг.3), а выход 9 воздушного потока из радиального рабочего колеса 1 расположен между внешними кромками 10 и 11 соответственно переднего 3 и основного 4 дисков (фиг.1). Входной коллектор 2 содержит сужающийся входной 12 и выходной 13 участки. Кромка 14 выходного участки 13, как показано на фиг.1 и 3, расположена между основным диском 4 и входной кромкой 8 переднего диска 3 радиального рабочего колеса 1 с образованием кольцевого зазора 15 (фиг.3).The fan unit with a free radial wheel, as in the closest analogue [1], shown in figures 1, 2 and 3, contains a radial impeller 1 and the input manifold 2, interconnected by a support (not shown in Fig.) Or in the duct fan housing (not shown in FIG.). The radial impeller 1 includes a front 3 and a main 4 discs, blades 5 mounted between them, and is equipped with means for connecting with an electric drive (not indicated in FIG.) For rotating the radial impeller 1 around its axis 6. The blades 5 are made bent backward in the direction rotation of the radial impeller 1 (figure 2). The inlet 7 of the air flow into the radial impeller 1 is located in the plane formed by the input edge 8 of the front disk 3 (Fig.3), and the outlet 9 of the air flow from the radial impeller 1 is located between the outer edges 10 and 11 of the front 3 and the main 4 disks, respectively (figure 1). The input manifold 2 contains a tapering input 12 and output 13 sections. The edge 14 of the output sections 13, as shown in figures 1 and 3, is located between the main disk 4 and the input edge 8 of the front disk 3 of the radial impeller 1 with the formation of an annular gap 15 (figure 3).

Заявленный вентиляторный блок, дополнительно к указанным выше в наиболее близком аналоге [1] элементам, содержит расположенный между сужающимся входным 12 и выходным 13 участками дополнительный участок 16 (фиг.4, 5, 6), поверхность которого сопряжена с поверхностями входного и выходного участков входного коллектора. Образующая внутренней поверхности дополнительного участка 16 может выполняться с малой кривизной 1/RЦК→0, в том числе цилиндрической, при которой 1/RЦК=0. Длина LЦК дополнительного участка 16 входного коллектора 2 составляет не менее 0,04 диаметра D рабочего колеса 1, равного диаметру окружности, описываемой концами 17 лопаток 5 при вращении рабочего колеса 1: LЦК/D≥0,04.The claimed fan unit, in addition to the above elements in the closest analogue [1], contains an additional section 16 located between the tapering input 12 and output 13 sections (Figs. 4, 5, 6), the surface of which is mated to the surfaces of the input and output sections of the input collector. The generatrix of the inner surface of the additional section 16 can be performed with a small curvature 1 / R CK → 0, including cylindrical, in which 1 / R CK = 0. Length L CC secondary portion 16 of the inlet header 2 is not less than 0.04 the diameter D of the impeller 1, equal to the diameter of the circle described by the ends 17 of the blades 5 during rotation of the impeller 1: L CC / D≥0,04.

Кольцевой зазор 15, как показано на фиг.6, выполнен сужающимся внутрь радиального колеса, то есть конфузорным. Перед кольцевым зазором 15 установлен вихрегаситель, который может быть выполнен в виде, по меньшей мере, одной пластины 18, боковые кромки которой соединены со стенками входного коллектора 2 (фиг.4, 5), а задняя кромка 19 расположена перед кольцевым зазором 15 (фиг.6).The annular gap 15, as shown in Fig.6, is made tapering inward of the radial wheel, that is, confuser. An annihilator is installed in front of the annular gap 15, which can be made in the form of at least one plate 18, the lateral edges of which are connected to the walls of the inlet manifold 2 (Figs. 4, 5), and the trailing edge 19 is located in front of the annular gap 15 (Fig. .6).

Радиальное рабочее колесо 1 может выполняться с увеличенными передним 20 и основным 21 дисками (фиг.5). Лопатки 5 радиального рабочего колеса 1 могут выполняться с основным участком 22, передняя кромка 23 которого примыкает к переднему диску 3, и участком, расположенным ближе к оси 6 радиального рабочего колеса 1, называемым далее «предкрылок» 24 (фиг.4, 5, 7, 8). Основной участок 22 и предкрылок 24 (фиг.7, 8) лопатки 5 могут выполняться как одно целое, например, из листа металла (фиг.9) или в виде аэродинамического профиля (не показано), так и составными (фиг.10), путем присоединения предкрылка 24 к основному участку 22 лопатки 5. Передняя кромка 25 предкрылка 24 может располагаться в диапазоне углов ±10 град. к плоскости, перпендикулярной оси 6 вращения рабочего колеса 1, а боковая кромка 26 - под острым углом к передней кромке 25 (фиг.8), и соединяются между собой плавной кривой, например дугой окружности, образуя носок 27 предкрылка 24. Передняя кромка 25 предкрылка 24 в проекции на плоскость, перпендикулярную оси 6 вращения рабочего колеса 1, выполнена криволинейной, например, по дуге окружности (фиг.7, 9, 10), а ее боковая кромка 26 может выполняться с увеличивающимся по мере удаления от передней кромки 22 местным радиусом RБК (фиг.8). Для обеспечения жесткости предкрылков 24 лопаток 5 боковые кромки 26 предкрылка 24 могут соединяться кольцом 28 (фиг.5). Аналогичные кольца могут устанавливаться на концах 17 лопаток 5, а также дополнительно к уже установленному кольцу 28 на боковых кромках 26 предкрылка 23 (не показано).Radial impeller 1 can be performed with enlarged front 20 and main 21 disks (figure 5). The blades 5 of the radial impeller 1 can be performed with the main section 22, the front edge 23 of which is adjacent to the front disk 3, and the section located closer to the axis 6 of the radial impeller 1, hereinafter referred to as the "slat" 24 (4, 5, 7 , 8). The main section 22 and the slat 24 (Fig.7, 8) of the blade 5 can be made as a whole, for example, from a sheet of metal (Fig.9) or in the form of an aerodynamic profile (not shown), and composite (Fig.10), by attaching the slat 24 to the main portion 22 of the blade 5. The leading edge 25 of the slat 24 can be located in a range of angles of ± 10 degrees. to the plane perpendicular to the axis of rotation 6 of the impeller 1, and the side edge 26 is at an acute angle to the leading edge 25 (Fig. 8), and are interconnected by a smooth curve, for example an arc of a circle, forming the nose 27 of the slat 24. The front edge 25 of the slat 24 in a projection onto a plane perpendicular to the axis of rotation 6 of the impeller 1, is made curved, for example, along an arc of a circle (Figs. 7, 9, 10), and its side edge 26 can be made with increasing local radius with increasing distance from the leading edge 22 R BK (Fig. 8). To ensure the rigidity of the slats 24 of the blades 5, the lateral edges 26 of the slat 24 can be connected by a ring 28 (Fig. 5). Similar rings can be installed at the ends 17 of the blades 5, and also in addition to the already installed ring 28 on the lateral edges 26 of the slat 23 (not shown).

Пример предпочтительного выполнение вариантов вентиляторного блока со свободным радиальным рабочим колесом.An example of a preferred embodiment of a fan unit with a free radial impeller.

В предпочтительном варианте выполнения дополнительный участок 16 входного коллектора 2 выполнен с цилиндрической внутренней поверхностью (1/RЦК=0) и с относительной длиной в диапазоне LЦК/D=0,04…0,06, радиальное рабочее колесо 1 вентиляторного блока (фиг.4, 5) содержит не менее 6 лопаток 5, ширина Н лопаток 5, равная расстоянию между передним 3 и основным 4 дисками в месте их пересечения с концами 17 лопаток 5 на выходе 9 из рабочего колеса 1, составляет 0,25…0,37 диаметра D окружности, описываемой концами 17 лопаток 5 рабочего колеса 1: 1/RЦК=0, LЦК/D=0,04…0,8; Н=(0,25…0,37)D.In a preferred embodiment, the additional section 16 of the intake manifold 2 is made with a cylindrical inner surface (1 / R CC = 0) and with a relative length in the range of L CC / D = 0.04 ... 0.06, the radial impeller 1 of the fan unit (FIG. .4, 5) contains at least 6 blades 5, the width H of the blades 5, equal to the distance between the front 3 and the main 4 disks at the point of their intersection with the ends 17 of the blades 5 at the exit 9 of the impeller 1, is 0.25 ... 0, 37 of the diameter D of the circle described by the ends of the 17 blades 5 of the impeller 1: 1 / R CK = 0, L CK / D = 0.04 ... 0.8; H = (0.25 ... 0.37) D.

При выполнении рабочего колеса 1 с 6…10 лопатками 5 поверхность основного участка 22 и примыкающего к нему предкрылка 24 лопаток 5 выполнена с одинарной или двойной кривизной (фиг.7). При выполнении рабочего колеса более чем с 11 лопатками 5 (фиг.9, 11) основной участок 22 лопатки 5 может быть выполнен плоским, а примыкающий к нему предкрылок 24 в сечении, перпендикулярном оси 6 вращения рабочего колеса 1, в виде дуги окружности, передняя 25 и боковая 26 кромки предкрылка 24 соединены по окружности, а боковая кромка 26 выполнена с местным радиусом RБК, равным не менее 0,5D вблизи передней кромки 25, и параллельной оси 6 вращения радиального рабочего колеса 1 (то есть равным бесконечности) вблизи основного диска 4 (фиг.4, 5, 8).When performing the impeller 1 with 6 ... 10 blades 5, the surface of the main section 22 and the adjacent slat 24 of the blades 5 are made with single or double curvature (Fig.7). When performing the impeller with more than 11 blades 5 (Fig.9, 11), the main section 22 of the blades 5 can be made flat, and the adjacent slat 24 in a section perpendicular to the axis of rotation 6 of the impeller 1, in the form of an arc of a circle, the front 25 and the side 26 of the edge of the slat 24 are connected around the circumference, and the side edge 26 is made with a local radius R BK equal to at least 0.5 D near the front edge 25, and parallel to the axis of rotation 6 of the radial impeller 1 (i.e. equal to infinity) near the main disk 4 (figures 4, 5, 8).

В проекции на плоскость, перпендикулярную оси 6 вращения рабочего колеса 1, прямая, соединяющая ось 6 вращения рабочего колеса 1 и носок 27 предкрылка 24, не выходит за сектор, ограниченный лучами, расположенными в диапазоне Δt=±0,05 углового шага t относительно прямой, соединяющей ось 6 вращения рабочего колеса 1 и точку 29 примыкания передней кромки 25, следующей по ходу вращения лопатки 5А к переднему диску 3, или лежит на этой прямой (фиг.12). В случае выполнения радиального рабочего колеса 1 с увеличенными передним 20 и задним 21 дисками их диаметры равны соответственно (1,1…1,2)D и (1,05…1,15)D (фиг.5, 11), а в меридиональном сечении между образующими переднего 20 и основного 21 дисков в направлении от оси 6 вращения к концам 17 лопаток 5 рабочего колеса 1 выполнен не расширяющийся канал (фиг.5).In a projection onto a plane perpendicular to the axis of rotation of the impeller 1, the straight line connecting the axis of rotation of the impeller 1 and the nose 27 of the slat 24 does not extend beyond the sector limited by rays located in the range Δt = ± 0.05 of the angular step t relative to the straight line connecting the rotational axis 6 of the impeller 1 and the abutment point 29 of the leading edge 25 following along the rotation of the blade 5A to the front disk 3, or lies on this straight line (Fig. 12). In the case of a radial impeller 1 with enlarged front 20 and rear 21 discs, their diameters are equal to (1.1 ... 1.2) D and (1.05 ... 1.15) D (Figs. 5, 11), and a meridional section between the generators of the front 20 and the main 21 disks in the direction from the axis of rotation 6 to the ends 17 of the blades 5 of the impeller 1 is made non-expanding channel (figure 5).

При выполнении рабочего колеса 1 с 11 и более лопатками 5 основной участок 22 лопаток 5 выполнен плоским с прямолинейной передней кромкой 23, а образующая переднего диска 3 на участке примыкания передней кромки 23 основной части 22 лопатки 5 (фиг.5) выполнена в соответствии с уравнениями:When performing the impeller 1 with 11 or more blades 5, the main section 22 of the blades 5 is made flat with a straight front edge 23, and the generatrix of the front disk 3 at the abutting section of the front edge 23 of the main part 22 of the blade 5 (Fig. 5) is made in accordance with the equations :

у=(0,29±0,01)х+0,37y = (0.29 ± 0.01) x + 0.37

z=(-0,39±0,01)x-0,27z = (- 0.39 ± 0.01) x-0.27

r2=x22,r 2 = x 2 + y 2 ,

где z=Z/D - относительная координата, направленная вдоль оси 6 вращения радиального рабочего колеса 1 в направлении от основного диска 4 к входу 7 в радиальное рабочее колесо 1;where z = Z / D is the relative coordinate directed along the axis of rotation 6 of the radial impeller 1 in the direction from the main disk 4 to the input 7 of the radial impeller 1;

x=X/D - относительная координата, перпендикулярная оси 6 вращения радиального рабочего колеса 1;x = X / D is the relative coordinate perpendicular to the axis of rotation 6 of the radial impeller 1;

y=Y/D - относительная координата, перпендикулярная оси 0Z и оси 0Х;y = Y / D is the relative coordinate perpendicular to the 0Z axis and 0X axis;

r=R/D - относительный текущий радиус радиального рабочего колеса 1;r = R / D is the relative current radius of the radial impeller 1;

R - текущий радиус рабочего колеса 1;R is the current radius of the impeller 1;

X, Y, Z - текущие координаты;X, Y, Z - current coordinates;

D - диаметр радиального рабочего колеса 1, равный диаметру окружности, описываемой при его вращении концами 17 лопаток 5.D is the diameter of the radial impeller 1, equal to the diameter of the circle described during its rotation by the ends 17 of the blades 5.

Изобретение функционирует следующим образом.The invention operates as follows.

Выполнение входного коллектора 2 с дополнительным участком 16, внутренняя поверхность которого имеет малую кривизну 1/RЦК→0 и сопряжена с поверхностями сужающегося входного 12 и выходного 13 участков, обеспечивает выравнивание по поперечному сечению коллектора 2 профиля скоростей перед кромкой 14 выходного участка 13 входного коллектора 2 и равномерное течение на входе 7 в радиальное рабочее колесо 1 и на поверхности переднего диска 3 (или 20) рабочего колеса 1. Установка дополнительного участка 16 входного коллектора 2 в целом увеличивает коэффициент статического давления ψS (равный отношению статического давления Psv к произведению плотности воздуха ρ на квадрат окружной скорости и лопатки рабочего колеса ψS=2Psv/ρu2) при отсутствии вихрегасителя. Установка вихрегасителя выполненного, например в виде пластины 18 с задней кромкой 19, расположенной перед кольцевым зазором 15, обеспечивает торможение кольцевого течения, образующегося на внешних поверхностях вращающегося переднего диска 3 и неподвижного входного коллектора 2. В результате перед кольцевым зазором 15 увеличивается величина статической составляющей полного давления. Это увеличивает импульс кольцевой струи, вытекающей из кольцевого зазора 15 на внутреннюю поверхность переднего диска 3. Выдуваемая струя затягивает срыв потока с внутренней поверхности переднего диска 3, что позволяет увеличить ширину Н лопаток 5 до величин H=(0,25…0,37)D. Выполнение кольцевого зазора 15 сужающимся внутрь радиального колеса (то есть конфузорным) также способствует увеличению импульса кольцевой струи.The implementation of the input manifold 2 with an additional section 16, the inner surface of which has a small curvature 1 / R CK → 0 and is conjugated with the surfaces of the tapering input 12 and output 13 sections, provides alignment along the cross section of the collector 2 velocity profile in front of the edge 14 of the output section 13 of the input manifold 2 and the uniform flow at the inlet 7 to the radial impeller 1 and on the surface of the front disk 3 (or 20) of the impeller 1. Installing an additional section 16 of the input manifold 2 as a whole increases the coefficient static pressure coefficient ψ S (equal to the ratio of the static pressure Psv to the product of air density ρ and the square of the peripheral speed and the impeller blade ψ S = 2Psv / ρu 2 ) in the absence of an eddy suppressor. The installation of a vortex suppressor made, for example, in the form of a plate 18 with a trailing edge 19 located in front of the annular gap 15, inhibits the annular flow formed on the outer surfaces of the rotating front disk 3 and the stationary intake manifold 2. As a result, the magnitude of the static component of the total pressure. This increases the momentum of the annular jet flowing from the annular gap 15 to the inner surface of the front disk 3. The blown jet delays the flow stall from the inner surface of the front disk 3, which allows to increase the width H of the blades 5 to the values H = (0.25 ... 0.37) D. The implementation of the annular gap 15 tapering inward of the radial wheel (i.e. confuser) also contributes to an increase in the pulse of the annular jet.

Вышесказанное подтверждено экспериментально и продемонстрировано на графиках на фиг.13…23. При этом за основу принят вентиляторный блок, принятый за наиболее близкий аналог [1] с рабочим колесом RH31G-4DK.0F/1R в сборе с электродвигателем с внешним ротором и входным коллектором. В дальнейшем в вентиляторном блоке [1] были доработаны лопатки 5 рабочего колеса 1 в части выполнения предкрылка 24 по форме, показанной на фиг.8, установлен вихрегаситель, выполненный в виде четырех пластин 18, и между сужающимся входным 12 и выходным 13 участками входного коллектора 2 устанавливался дополнительный участок 16 разной длины LЦК/D=0,032, 0,065 и 0,097 с цилиндрической внутренней поверхностью (1/RЦК=∞), сопряженной с поверхностями сужающегося входного 12 и выходного 13 участков входного коллектора 2. Вентиляторный блок [1] с входным коллектором 2 и предкрылком 24 с формой, показанной на фиг.8, соответствует нулевой относительной длине (LЦК/D=0) дополнительного участка 16 входного коллектора 2. Для исследования аэродинамических и акустических характеристик вентиляторный блок устанавливался в одинаковый серийно выпускающийся корпус канального вентилятора с шумопоглощающими стенками с площадью поперечного сечения канала SK, превосходящей площадь рабочего колеса 1 SРК не менее чем в 2,4 раза (SК/SРК≥2,4) в сечении, перпендикулярном оси 6 вращения рабочего колеса 1.The above is confirmed experimentally and shown in the graphs in Fig.13 ... 23. In this case, the fan block adopted as the closest analogue [1] with the impeller RH31G-4DK.0F / 1R assembled with an electric motor with an external rotor and an input collector is taken as the basis. Subsequently, in the fan unit [1], the blades 5 of the impeller 1 were modified in terms of the execution of the slat 24 in the form shown in Fig. 8, a vortex suppressor made in the form of four plates 18 was installed, and between the tapering inlet 12 and outlet 13 sections of the inlet manifold 2 was mounted the secondary portion 16 of different lengths L CC / D = 0,032, 0,065 and 0,097 with the cylindrical inner surface (1 / R CC = ∞), the tapered surfaces mating with input 12 and output 13 portions inlet manifold 2. The fan unit [1] with input collector 2 and the slat 24 with the shape shown in Fig. 8 corresponds to a zero relative length (L CK / D = 0) of the additional section 16 of the inlet manifold 2. To study the aerodynamic and acoustic characteristics, the fan unit was installed in the same commercially available duct fan case with noise absorbing walls with a cross-sectional area of the channel S K exceeding the area of the impeller 1 S PK not less than 2.4 times (S K / S PK ≥2.4) in a section perpendicular to the axis 6 of rotation of the impeller 1.

На графиках, представленных на фиг.13…23, использованы следующие обозначения:In the graphs presented in Fig.13 ... 23, the following notation is used:

(1). «прототип» - канальный вентилятор с вентиляторным блоком, принятым за наиболее близкий аналог [1] с рабочим колесом RH31G-4DK.0F/1R в сборе с входным коллектором и электродвигателем с внешним ротором;(one). “Prototype” - a channel fan with a fan unit adopted for the closest analogue [1] with an impeller RH31G-4DK.0F / 1R assembled with an input manifold and an electric motor with an external rotor;

(2) «прототип + предкрылок» - канальный вентилятор (1), с доработанными предкрылками 24 лопаток 5;(2) "prototype + slat" - channel fan (1), with modified slats 24 blades 5;

(3) «прототип + предкрылок + вихрегаситель» - канальный вентилятор (2), оснащенный вихрегасителем в виде четырех пластин 18;(3) “prototype + slat + eddy suppressor” - a duct fan (2) equipped with an eddy suppressor in the form of four plates 18;

(4) «прототип + предкрылок + вихрегаситель +LЦК/D=…» канальный вентилятор (3) с коллектором 2, выполненном с дополнительной вставкой 16 с указанной относительной длиной LЦК/D;(4) "prototype + slat vihregasitel + CC + L / D = ...» channel fan (3) to the collector 2, taken with the additional insert 16 having the relative length L of the CC / D;

(5) «прототип + предкрылок +LЦК/D=…» - канальный вентилятор (2) с коллектором 2, выполненным с дополнительным участком 16 с указанной относительной длиной LЦК/D,(5) "prototype + slat + L CC / D = ..." - channel fan (2) with a collector 2 made with an additional section 16 with the specified relative length L CC / D,

(6) «предпочтительный вариант вентиляторного блока» - канальный вентилятор (4) с коллектором 2, выполненным с дополнительным участком 16 с относительной длиной LЦК/D=0,065.(6) “the preferred embodiment of the fan unit” is a channel fan (4) with a collector 2 made with an additional section 16 with a relative length L CC / D = 0,065.

Проведенные исследования показали, что как показано на графике на фиг.13, на напорную характеристику ψS=F(φ) (φ=Q/uSPK - коэффициент производительности, где Q - производительность вентилятора, u - окружная скорость, SРК - площадь рабочего колеса, SРК=0,25πD2) канального вентилятора с установленным в нем вентиляторным блоком влияют форма предкрылка 24 лопатки 5 и наличие вихрегасителя. На графике ψS=F(φ), приведенном на фиг.14, показана напорная характеристика канального вентилятора с установленным в нем вентиляторным блоком, рабочее колесо 1 которого оснащено предкрылком 24, а входного коллектора 2 выполнен с разной относительной длиной LЦК/D дополнительного участка 16 при наличии вихрегасителя и без него. Из графика следует, что наличие дополнительного участка 16 коллектора 2 увеличивает коэффициент статического давления ψS при равном коэффициенте производительности φ, причем наличие вихрегасителя при одинаковой относительной длине LЦК/D дополнительного участка 2 коллектора также приводит к росту коэффициента статического давления ψS.The studies showed that, as shown in the graph in Fig. 13, the pressure characteristic ψ S = F (φ) (φ = Q / uS PK is the performance coefficient, where Q is the fan capacity, u is the peripheral speed, S PK is the area the impeller, S PK = 0.25πD 2 ) the channel fan with the fan unit installed in it is affected by the shape of the slat 24 of the blade 5 and the presence of a vortex suppressor. The graph ψ S = F (φ) shown in Fig. 14 shows the pressure characteristic of the channel fan with a fan unit installed in it, the impeller 1 of which is equipped with a slat 24, and the input manifold 2 is made with different relative lengths L CC / D of an additional section 16 in the presence of a vortex suppressor and without it. The graph shows that the presence of the secondary portion 16 manifold 2 increases the static pressure coefficient ψ S at equal performance coefficient φ, and the presence vihregasitelya at the same relative length L CC / D 2 of the secondary portion collector also increases the static pressure coefficient ψ S.

Как показано на графике ψS=F(LЦК/D) при φ=const, представленном на фиг.15, для канального вентилятора с вентиляторным блоком без вихрегасителя, коэффициент статического давления ψS увеличивается по мере увеличения относительной длины LЦК/D дополнительного участка 16 входного коллектора 2. Установка вихрегасителя, как показано на графике ψS(B-Г)=F(LЦК/D) при φ=const, представленном на фиг.16, приводит к более интенсивному повышению величин коэффициента статического давления φS(B-Г) канального вентилятора с вихрегасителем. При этом при величинах коэффициента производительности φ=0,20…0,30, соответствующей рабочей зоне канального вентилятора, интенсивность прироста коэффициента статического давления ψS(B-Г) заметно выше при относительной длине LЦК/D<0,04D, и снижается при LЦК/D>0,04D. Таким образом, относительная длина дополнительного участка 16 входного коллектора 2 LЦК/D≥0,04 является существенным признаком заявленного изобретения. Оптимальная длина дополнительного участка 16 входного коллектора 2, как следует из графика ψS(B-Г)=F(LЦК/D), представленного на фиг.16, составила LЦК/D=0,04…0,8.As shown in the graph ψ S = F (CC L / D) at φ = const, shown in Figure 15, for ducted fan unit without fan vihregasitelya, static pressure coefficient ψ S increases as the relative length L of the CC / D additional section 16 of the inlet manifold 2. Installing a vortex suppressor, as shown in the graph ψ S (B-G) = F (L CK / D) at φ = const shown in Fig. 16, leads to a more intensive increase in the values of the static pressure coefficient φ S (B-D) duct fan with swirl arrestor. Thus for values of the coefficient of performance φ = 0,20 ... 0,30, corresponding to channel fan working area, the intensity of the static pressure coefficient increment ψ S (B-D) is significantly higher at a relative length L CC / D <0,04D, and reduced CC when L / D> 0,04D. Thus, the relative length of the additional section 16 of the intake manifold 2 L CC / D≥0.04 is an essential feature of the claimed invention. The optimal length of the additional section 16 of the intake manifold 2, as follows from the graph ψ S (B-G) = F (L CK / D) shown in Fig.16, was L CK / D = 0.04 ... 0.8.

Сравнение величины коэффициента статического давления канального вентилятора с вентиляторным блоком предкрылками 24 и дополнительным участком 16 входного коллектора 2 с вихрегасителем и без вихрегасителя, представленное на графике ΔψSS(В-Г)S=F(LЦК/D) при φ=const на фиг.17, подтверждает существенность оснащения вентиляторного блока как вихрегасителя, так и дополнительным участком 16 на коллекторе 2 для повышения напорной характеристики.Comparing the magnitude of the static pressure coefficient of the channel fan with a fan unit slats 24 and the secondary portion 16 of the inlet header 2 with and without vihregasitelem vihregasitelya represented on the graph Δψ S = ψ S (B T)S = F (L CC / D) at φ = const in Fig.17, confirms the essential equipment of the fan unit as a vortex suppressor, and an additional section 16 on the collector 2 to increase the pressure characteristics.

Изменение формы предкрылка 24 и установка вихрегасителя, выполненного в виде, по меньшей мере, одной пластины 18, обеспечившее повышение коэффициента статического давления ψS (графики на фиг.13 и 14) при равном коэффициенте производительности φ=const, по сравнению с наиболее близким аналогом [1] привело, как показано на графике Lp=F(f) на фиг.18 и на графике LW=F(f) на фиг.19, к увеличению уровней звукового давления LP и звуковой мощности LW на входе в канальный вентилятор на всех частотах f.Changing the shape of the slat 24 and installing a vortex suppressor made in the form of at least one plate 18, which provides an increase in the static pressure coefficient ψ S (graphs in Figs. 13 and 14) with an equal productivity coefficient φ = const, in comparison with the closest analogue [1] resulted, as shown in the graph L p = F (f) in FIG. 18 and in the graph L W = F (f) in FIG. 19, to increase the sound pressure levels L P and sound power L W at the input to duct fan at all frequencies f.

Однако выполнение входного коллектора 2 с дополнительным участком 16 с относительной длиной LЦК/D≥0,04, обеспечившее наиболее высокие аэродинамические характеристики, привело к уменьшению шума на входе в канальный вентилятор, оснащенный заявленным вентиляторным блоком. Как показано на графиках LP=F(f), представленных на фиг.20 и 21, уровни звукового давления LP уменьшились практически во всем диапазоне частот f как в режиме максимальной производительности (фиг.20), так и в режиме средней производительности (фиг.21) работы канального вентилятора. В результате, как показано на диаграммах LW=F(f) на фиг.22 и 23, также уменьшились уровни звуковой мощности как в режиме максимальной производительности (фиг.22), так и в режиме средней производительности (фиг.23) работы канального вентилятора.However, the implementation of the inlet header 2 with the additional portion 16 having a relative length L CC / D≥0,04, provide the highest aerodynamic characteristics, it led to a reduction in noise at the input to channel fan equipped with the fan unit declared. As shown in the graphs L P = F (f) shown in Figs. 20 and 21, the sound pressure levels L P decreased over almost the entire frequency range f both in the maximum performance mode (Fig. 20) and in the average performance mode ( Fig.21) the operation of the channel fan. As a result, as shown in the diagrams L W = F (f) in Figs. 22 and 23, the sound power levels also decreased in both the maximum performance mode (Fig. 22) and the average performance mode (Fig. 23) of the channel operation fan.

Таким образом, в предпочтительном варианте выполнения вентиляторного блока наличие вихрегасителя, рекомендуемой формы лопатки 5 с предкрылком 24, а также дополнительного участка 16 на входном коллекторе 2 с относительной длиной LЦК/D≥0,04 является существенным для достижения технического результата по снижению уровня шума на входе в канальный вентилятор, оснащенный заявленным вентиляторным блоком.Thus, in a preferred embodiment, the fan module presence vihregasitelya recommended shape of the blade 5 with the slat 24 as well as the additional portion 16 on the inlet manifold 2 to the relative length L of the CC / D≥0,04 is essential for achieving the technical result of noise reduction at the entrance to the channel fan equipped with the declared fan unit.

Выполнение рабочего колеса 1 вентиляторного блока с лопатками 5 с предкрылками 24 цилиндрической формы и плоской основной частью 22, передняя кромка 23 которой выполнена прямолинейной, а также выполнение переднего диска 3 с гиперболической поверхностью, образующая которой ориентирована вдоль линии установки основной части 22 лопатки 5, упрощает технологическую оснастку для изготовления рабочего колеса 1 при достижении более высокой аэродинамической характеристики и меньшем уровне шума по сравнению с наиболее близким аналогом [1].The implementation of the impeller 1 of the fan unit with blades 5 with slats 24 of a cylindrical shape and a flat main part 22, the front edge 23 of which is made rectilinear, as well as the implementation of the front disk 3 with a hyperbolic surface, the generatrix of which is oriented along the installation line of the main part 22 of the blades 5, simplifies tooling for the manufacture of the impeller 1 when achieving a higher aerodynamic characteristics and lower noise levels compared with the closest analogue [1].

Выполнение вентиляторного блока с рабочим колесом, выполненным с увеличенными дисками 20, 21, обеспечивает повышение коэффициента статического давления рабочего колеса 1 и, следовательно, канального вентилятора с заявленным вентиляторным блоком.The implementation of the fan unit with an impeller made with enlarged disks 20, 21, provides an increase in the coefficient of static pressure of the impeller 1 and, consequently, the channel fan with the claimed fan unit.

Соединение боковых кромок 26 предкрылков 24 лопаток 5 кольцом 28 повышает жесткость рабочего колеса и предотвращает деформацию лопаток 5 при высокой частоте вращения. При больших размерах вентиляторного блока при необходимости аналогичные кольца устанавливаются как на боковых кромках 26, так и на концах 17 лопаток 5.The connection of the side edges 26 of the slats 24 of the blades 5 with the ring 28 increases the rigidity of the impeller and prevents the deformation of the blades 5 at a high speed. With large sizes of the fan unit, if necessary, similar rings are installed both on the side edges 26 and at the ends 17 of the blades 5.

Промышленная применимостьIndustrial applicability

Вентиляторный блок со свободным радиальным рабочим колесом, представленный в описании данного изобретения, может устанавливаться в канальных и радиальных вентиляторах в спиральных корпусах и компрессорах. Раскрытие изобретения позволяет разрабатывать и изготавливать вентиляторные блоки на специализированных предприятиях. Вентиляторный блок со свободным радиальным рабочим колесом соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость».The fan unit with a free radial impeller, presented in the description of the present invention, can be installed in duct and radial fans in spiral housings and compressors. SUMMARY OF THE INVENTION Disclosure of the invention allows the development and manufacture of fan units at specialized enterprises. The fan unit with a free radial impeller meets the patentability condition “industrial applicability”.

ПЕРЕЧЕНЬ ПОЗИЦИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ К ОПИСАНИЮ ИЗОБРЕТЕНИЯ «ВЕНТИЛЯТОРНЫЙ БЛОК СО СВОБОДНЫМ РАДИАЛЬНЫМ РАБОЧИМ КОЛЕСОМ»LIST OF POSITIONS AND REFERENCES TO THE DESCRIPTION OF THE INVENTION “FAN UNIT WITH A FREE RADIAL DRIVING WHEEL”

1 - радиальное рабочее колесо 1;1 - radial impeller 1;

2 - входной коллектор;2 - input collector;

3 - передний диск рабочего колеса 1;3 - front impeller disk 1;

4 - основной диск рабочего колеса 1;4 - the main disk of the impeller 1;

5 - лопатка рабочего колеса 1;5 - the blade of the impeller 1;

6 - ось вращения рабочего колеса 1;6 - axis of rotation of the impeller 1;

7 - вход в рабочее колесо 1;7 - entrance to the impeller 1;

8 - входная кромка переднего диска 3;8 - input edge of the front disk 3;

9 - выход из рабочего колеса 1;9 - exit from the impeller 1;

10 - внешняя кромка переднего 3 диска;10 - the outer edge of the front 3 of the disk;

11 - внешняя кромка переднего основного 4 диска;11 - the outer edge of the front main 4 disk;

12 - сужающийся входной участок входного коллектора 2;12 - tapering inlet section of the input manifold 2;

13 - выходной участок входного коллектора 2;13 - output section of the input manifold 2;

14 - кромка выходного участка 13 входного коллектора 2;14 - edge of the output section 13 of the input manifold 2;

15 - кольцевой зазор;15 - annular gap;

16 - дополнительный участок входного коллектора 2;16 - an additional section of the intake manifold 2;

17 - конец лопатки 5;17 - the end of the blade 5;

18 - пластина вихрегасителя;18 - vortex suppressor plate;

19 - задняя кромка пластины вихрегасителя;19 - the trailing edge of the vortex suppressor plate;

20 - увеличенный передний диск;20 - an enlarged front disc;

21 - увеличенный основной диск;21 - an enlarged main disk;

22 - основной участок лопатки 5;22 - the main section of the blade 5;

23 - передняя кромка лопатки 5;23 - the leading edge of the blade 5;

24 - предкрылок лопатки 5;24 - slat blades 5;

25 - передняя кромка предкрылка 24;25 - the front edge of the slat 24;

26 - боковая кромка предкрылка 24;26 - lateral edge of the slat 24;

27 - носок предкрылка 24;27 - toe slat 24;

28 - кольцо, соединяющее боковые кромки 26 предкрылков 24;28 - a ring connecting the side edges 26 of the slats 24;

29 - точка примыкания передней кромки 23 следующей по ходу вращения лопатки 5А с передним диском 3.29 - the abutment point of the leading edge 23 of the next along the rotation of the blade 5A with the front disk 3.

RЦК - радиус образующей внутренней поверхности дополнительного участка 16 входного коллектора 2;R CC - the radius of the generatrix of the inner surface of the additional section 16 of the input manifold 2;

LЦК - длина дополнительного участка 16 входного коллектора 2;L CC - the length of the additional section 16 of the intake manifold 2;

D - диаметр рабочего колеса 1, равный диаметру окружности, описываемой концами 17 лопаток 5 при вращении рабочего колеса 1;D is the diameter of the impeller 1, equal to the diameter of the circle described by the ends 17 of the blades 5 during rotation of the impeller 1;

R - текущий радиус рабочего колеса 1;R is the current radius of the impeller 1;

X, Y, Z - текущие координаты;X, Y, Z - current coordinates;

x=X/D - относительная координата, перпендикулярная оси 6 вращения рабочего колеса 1;x = X / D is the relative coordinate perpendicular to the axis 6 of rotation of the impeller 1;

y=Y/D - относительная координата, перпендикулярная оси 0Z и оси 0Х;y = Y / D is the relative coordinate perpendicular to the 0Z axis and 0X axis;

z=Z/D - относительная координата, направленная вдоль оси 6 вращения рабочего колеса 1 в направлении от основного диска 4 к входу 7 в рабочее колесо 1;z = Z / D is the relative coordinate directed along the axis 6 of rotation of the impeller 1 in the direction from the main disk 4 to the input 7 of the impeller 1;

r=R/D - относительный радиус рабочего колеса 1;r = R / D is the relative radius of the impeller 1;

Н - ширина лопаток 5, равная расстоянию между передним 3 и основным 4 дисками на выходе 9 из рабочего колеса 1;H - the width of the blades 5, equal to the distance between the front 3 and the main 4 disks at the exit 9 of the impeller 1;

Rбк - величина местного радиуса боковой кромки 26 предкрылка 24 лопатки 5;Rbq is the local radius of the lateral edge 26 of the slat 24 of the blade 5;

t - угловой межлопаточный шаг;t is the angular interscapular pitch;

Δt - отклонение от углового лопаточного шага;Δt is the deviation from the angular blade pitch;

SK - площадь канала вентилятора в сечении, перпендикулярном оси 6 вращения рабочего колеса 1;S K - the area of the fan channel in the cross section perpendicular to the axis 6 of rotation of the impeller 1;

SPK=0,25πD2 - площадь рабочего колеса 1;S PK = 0.25πD 2 - the area of the impeller 1;

ψS=2Psv/ρu2 - коэффициент статического давления;ψ S = 2Psv / ρu 2 is the static pressure coefficient;

Psv - статическое давление вентилятора;Psv - static pressure of the fan;

ρ - плотность воздуха;ρ is the air density;

u - окружная скорость лопатки 5 рабочего колеса 1;u is the peripheral speed of the blades 5 of the impeller 1;

φ=Q/uSPK - коэффициент производительности;φ = Q / uS PK - productivity coefficient;

Q - производительность вентилятора;Q - fan performance;

SPK=0,25πD2 - площадь рабочего колеса 1;S PK = 0.25πD 2 - the area of the impeller 1;

LP - уровень звукового давления;L P - sound pressure level;

LW - уровень звуковой мощности;L W - sound power level;

f - частота, кГц.f is the frequency, kHz.

Claims (10)

1. Вентиляторный блок со свободным радиальным колесом, включающий радиальное рабочее колесо (1) и входной коллектор (2), радиальное рабочее колесо (1) содержит основной (4) и передний (3) диски, лопатки (5), размещенные между дисками (3, 4) и выполненные загнутыми назад относительно направления вращения, входной коллектор (2) содержит сужающийся входной участок (12) и выходной участок (13), кромка (14) которого расположена между основным диском (4) и входной кромкой (8) переднего диска (3) рабочего колеса (1) с образованием кольцевого зазора (15), отличающийся тем, что входной коллектор (2) выполнен с расположенным между сужающимся входным (12) и выходным (13) участками дополнительным участком (16) с поверхностью, сопряженной с поверхностями сужающегося входного (12) и выходного (13) участков входного коллектора (2) и имеющей образующую малой кривизны (1/RЦК), длина (LЦК) дополнительного участка составляет не менее 0,04 диаметра (D) окружности, описываемой концами (17) лопаток (5) рабочего колеса (1), а перед кольцевым зазором (15) установлен вихрегаситель.1. A fan unit with a free radial wheel, including a radial impeller (1) and an inlet manifold (2), a radial impeller (1) contains the main (4) and front (3) disks, blades (5) located between the disks ( 3, 4) and made curved backward relative to the direction of rotation, the input manifold (2) contains a tapering inlet section (12) and an outlet section (13), the edge (14) of which is located between the main disk (4) and the front edge (8) of the front disk (3) of the impeller (1) with the formation of an annular gap (15), characterized in that the inlet manifold (2) is made with an additional section (16) located between the tapering inlet (12) and the outlet (13) sections with a surface mating with the surfaces of the tapering inlet (12) and outlet (13) sections of the inlet manifold (2) and having a generatrix of small curvature (1 / R CC ), the length (L CC ) of the additional section is not less than 0.04 diameter (D) of the circle described by the ends (17) of the blades (5) of the impeller (1), and in front of the annular gap ( 15) a vortex suppressor is installed. 2. Вентиляторный блок со свободным радиальным колесом по п.1, отличающийся тем, что дополнительный участок (16) входного коллектора (2) выполнен с цилиндрической внутренней поверхностью.2. A fan unit with a free radial wheel according to claim 1, characterized in that the additional section (16) of the inlet manifold (2) is made with a cylindrical inner surface. 3. Вентиляторный блок со свободным радиальным колесом по п.1 или 2, отличающийся тем, что вихрегаситель выполнен в виде, по меньшей мере, одной пластины (18), соединенной с внешними стенками коллектора (2).3. A fan unit with a free radial wheel according to claim 1 or 2, characterized in that the vortex suppressor is made in the form of at least one plate (18) connected to the external walls of the collector (2). 4. Вентиляторный блок со свободным радиальным колесом по п.1 или 2, отличающийся тем, что кольцевой зазор (15) в радиальном сечении выполнен сужающимся внутрь радиального рабочего колеса (1).4. A fan unit with a free radial wheel according to claim 1 or 2, characterized in that the annular gap (15) in the radial section is made tapering inward of the radial impeller (1). 5. Вентиляторный блок со свободным радиальным колесом по п.1, отличающийся тем, что каждая лопатка (5) рабочего колеса (1) выполнена с предкрылком (24), расположенным между примыканием лопатки (5) к поверхности переднего диска (3) и осью (6) вращения рабочего колеса (1), при этом в проекции на плоскость, перпендикулярную оси (6) вращения рабочего колеса (1), прямая, соединяющая ось (6) вращения рабочего колеса (1) и носок (27) предкрылка (24), не выходит за сектор, ограниченный лучами, расположенными в диапазоне ±0,05 углового межлопаточного шага (t) лопаток (5) относительно прямой, соединяющей ось (6) вращения рабочего колеса (1) и точку (29) примыкания передней кромки (23) следующей по ходу вращения лопатки (5А) к поверхности переднего диска (3).5. A fan unit with a free radial wheel according to claim 1, characterized in that each blade (5) of the impeller (1) is made with a slat (24) located between the blade (5) adjoining the front disk surface (3) and the axis (6) the rotation of the impeller (1), while in the projection onto the plane perpendicular to the axis (6) of the rotation of the impeller (1), a straight line connecting the axis (6) of rotation of the impeller (1) and the toe (27) of the slat (24) ), does not go beyond the sector limited by rays located in the range of ± 0.05 of the angular interscapular pitch (t) of the blades (5) relative to itelno straight line connecting the axis (6) of rotation of the impeller (1) and the point (29) abutting the front edge (23) following the course of rotation of the blade (5A) to the front surface of the disc (3). 6. Вентиляторный блок со свободным радиальным колесом по п.5, отличающийся тем, что боковая кромка (26) предкрылка (24) лопатки (5) рабочего колеса (1) расположена под острым углом к передней кромке (25) предкрылка (24).6. A fan unit with a free radial wheel according to claim 5, characterized in that the lateral edge (26) of the slat (24) of the blade (5) of the impeller (1) is located at an acute angle to the leading edge (25) of the slat (24). 7. Вентиляторный блок со свободным радиальным колесом по п.5 или 6, отличающийся тем, что передняя кромка (25) предкрылка (24) лопатки (5) рабочего колеса (1) в сечении, перпендикулярном оси (6) вращения рабочего колеса (1), выполнена по дуге окружности.7. A fan unit with a free radial wheel according to claim 5 or 6, characterized in that the front edge (25) of the slat (24) of the blade (5) of the impeller (1) in a section perpendicular to the axis (6) of rotation of the impeller (1 ), made along an arc of a circle. 8. Вентиляторный блок со свободным радиальным колесом по п.5 или 6, отличающийся тем, что диаметр переднего диска (20) равен 1,1…1,2, а диаметр основного диска (21) равен 1,05…1,15 диаметра (D) окружности, описываемой концами (17) лопаток (5) рабочего колеса (1), с образованием в меридиональной плоскости между образующими переднего (20) и основного (21) дисков в направлении от оси (6) вращения к концам (17) лопаток (5) рабочего колеса (1) не расширяющегося канала.8. A fan unit with a free radial wheel according to claim 5 or 6, characterized in that the diameter of the front disk (20) is 1.1 ... 1.2, and the diameter of the main disk (21) is 1.05 ... 1.15 diameter (D) the circle described by the ends (17) of the blades (5) of the impeller (1), with the formation in the meridional plane between the generatrices of the front (20) and main (21) disks in the direction from the axis (6) of rotation to the ends (17) blades (5) of the impeller (1) of a non-expanding channel. 9. Вентиляторный блок со свободным радиальным колесом по п.5 или 6, отличающийся тем, что ширина (Н) лопатки (5) на выходе (9) из рабочего колеса (1) равна не менее 0,25 диаметра (D) окружности, описываемой концами (17) лопаток (5) рабочего колеса (1).9. A fan unit with a free radial wheel according to claim 5 or 6, characterized in that the width (H) of the blade (5) at the outlet (9) of the impeller (1) is equal to at least 0.25 circle diameter (D), described by the ends (17) of the blades (5) of the impeller (1). 10. Вентиляторный блок со свободным радиальным колесом по п.5 или 6, отличающийся тем, что рабочее колесо (1) оснащено, по меньшей мере, одним кольцом (28), соединяющим боковые кромки (26) предкрылков (24) лопаток (5). 10. A fan unit with a free radial wheel according to claim 5 or 6, characterized in that the impeller (1) is equipped with at least one ring (28) connecting the side edges (26) of the slats (24) of the blades (5) .
RU2008147039/06A 2007-09-26 2007-09-26 Fan unit with free radial wheel rotor RU2429386C2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RUPCT/RU2007/000521 2007-09-26
PCT/RU2007/000521 WO2009041844A1 (en) 2007-09-26 2007-09-26 Fan unit with a free radial fan impeller

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2429386C2 true RU2429386C2 (en) 2011-09-20

Family

ID=40511652

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008147039/06A RU2429386C2 (en) 2007-09-26 2007-09-26 Fan unit with free radial wheel rotor

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP2206929A4 (en)
RU (1) RU2429386C2 (en)
WO (1) WO2009041844A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2662024C2 (en) * 2013-09-26 2018-07-23 Альфред Кэрхер Гмбх Унд Ко. Кг Suction apparatus with sound reflecting device

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105201904B (en) * 2015-09-02 2017-07-28 亿昇(天津)科技有限公司 A kind of control method of half-opened impeller blade tip clearance
FR3066234B1 (en) * 2017-05-11 2019-11-22 Vti LOW PRESSURE AIR EXTRACTION DEVICE.
CN107740781B (en) * 2017-09-28 2019-03-05 江苏大学 A kind of single tube vertical long multistage pump water-inlet horn pipe Hydraulic Optimizing Design method
CN110561051A (en) * 2019-09-19 2019-12-13 重庆通用工业(集团)有限责任公司 air inlet shell of steam compressor unit and rapid forming method thereof

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1076785A (en) * 1964-04-15 1967-07-19 Howden James & Co Ltd Improvements in or relating to centrifugal and mixed-flow fans, pumps and the like
RU2121608C1 (en) * 1997-04-11 1998-11-10 Анохин Владимир Дмитриевич Rotary-swirl machine
DE20001746U1 (en) * 2000-02-01 2001-06-21 Mulfingen Elektrobau Ebm Radial fan and nozzle for a radial fan
RU2287091C1 (en) * 2005-03-30 2006-11-10 Вячеслав Георгиевич Караджи Channel ventilator (variants)
RU2294459C1 (en) * 2005-09-06 2007-02-27 Вячеслав Георгиевич Караджи Roof smoke exhauster
WO2007091923A1 (en) * 2006-02-08 2007-08-16 Balakirev, Evgeni Borisovitch Radial- flow impeller (variants), a blade therefor and a tube axial fan provided therewith

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
«Centrifugal fans with asynchronous external rotor motor», 11.2004, Ziehl-Abegg, c.9/1-9/23. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2662024C2 (en) * 2013-09-26 2018-07-23 Альфред Кэрхер Гмбх Унд Ко. Кг Suction apparatus with sound reflecting device
US10184491B2 (en) 2013-09-26 2019-01-22 Alfred Kärcher SE & Co. KG Suction device with sound mirror device

Also Published As

Publication number Publication date
WO2009041844A1 (en) 2009-04-02
EP2206929A4 (en) 2014-06-18
EP2206929A1 (en) 2010-07-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2531732B1 (en) Centrifugal compressor diffuser vanelet
EP0040534A1 (en) Compressor diffuser
US7628583B2 (en) Discrete passage diffuser
US4012166A (en) Supersonic shock wave compressor diffuser with circular arc channels
US8333559B2 (en) Outlet guide vanes for axial flow fans
RU2581686C2 (en) Radial diffuser blade for centrifugal compressors
US8011891B2 (en) Centrifugal multiblade fan
US9581170B2 (en) Methods of designing and making diffuser vanes in a centrifugal compressor
RU2354854C1 (en) Axial blower or compressor high-rpm impeller
EP2213882A1 (en) Centrifugal fan
RU2429386C2 (en) Fan unit with free radial wheel rotor
US11808270B2 (en) Impeller, multi-blade air-sending device, and air-conditioning apparatus
US10641284B2 (en) Centrifugal blower assemblies having a plurality of airflow guidance fins and method of assembling the same
JP2017519154A (en) Diffuser for centrifugal compressor
RU2669425C2 (en) Centrifugal compressor impeller with blades having s-shaped trailing edge
WO2007091923A1 (en) Radial- flow impeller (variants), a blade therefor and a tube axial fan provided therewith
US20230135727A1 (en) Impeller, multi-blade air-sending device, and air-conditioning apparatus
RU2287091C1 (en) Channel ventilator (variants)
RU2429385C1 (en) Radial wheel rotor
RU2330189C1 (en) Radial impeller and air duct fan with the said impeller
EP2469097B1 (en) A supersonic compressor rotor and methods for assembling same
JP6768628B2 (en) Centrifugal compressor and turbocharger
WO1999036701A1 (en) Centrifugal turbomachinery
KR20190064817A (en) Turbo fan
RU2080489C1 (en) High-speed radial fan

Legal Events

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

Effective date: 20130927