RU2525037C1 - Centrifugal fan impeller - Google Patents
Centrifugal fan impeller Download PDFInfo
- Publication number
- RU2525037C1 RU2525037C1 RU2013118373/06A RU2013118373A RU2525037C1 RU 2525037 C1 RU2525037 C1 RU 2525037C1 RU 2013118373/06 A RU2013118373/06 A RU 2013118373/06A RU 2013118373 A RU2013118373 A RU 2013118373A RU 2525037 C1 RU2525037 C1 RU 2525037C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- centrifugal fan
- working surface
- impeller
- confuser
- vortex chamber
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области вентиляторостроения, в частности к рабочим колесам центробежных вентиляторов с загнутыми назад профильными лопатками.The invention relates to the field of fan building, in particular to the impellers of centrifugal fans with backward-curved profile blades.
Известен центробежный вентилятор [Патент 2009379 (Россия), кл. F04D 29/28. Центробежный вентилятор / Макаров В.Н., опубл. 15 марта 1994] с рабочим колесом, содержащим между несущим и покрывным дисками загнутые назад профильные 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.A centrifugal fan is known [Patent 2009379 (Russia), cl. F04D 29/28. Centrifugal fan / Makarov V.N., publ. March 15, 1994] with an impeller containing between the main and the cover discs 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 outlet, forming a confuser gap with the working surface, the middle line of which in the outlet section parallel to the back surface of the scapula.
Данная конструкция загнутых назад профильных лопаток рабочего колеса исключает возникновение застойной вихревой зоны за продольным выступом, существенно снижая интенсивность кромочного следа, что уменьшает угол отставания потока от поверхности лопатки и продольного выступа на выходе из рабочего колеса, тем самым увеличивая развиваемое им давление.This design of the backward-curved impeller profile vanes 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 surface 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 загнутых назад профильных лопаток рабочего колеса не обеспечивает необходимой энергии управляющего потока, проходящего через конфузорный зазор на ее выпуклую торцевую поверхность, то есть не позволяет существенно увеличить энергию закрутки потока на выходе из рабочего колеса, что существенно ограничивает рост аэродинамической нагруженности, то есть развиваемого давления центробежного вентилятора.However, this embodiment of the output part of the backward-curved impeller blades does not provide the necessary energy for the control flow passing through the confuser gap to its convex end surface, that is, it does not significantly increase the flow swirl energy at the exit of the impeller, which significantly limits the growth of aerodynamic loading, that is, the developed pressure of a centrifugal fan.
Наиболее близким по исполнению к предлагаемому техническому решению является рабочее колесо центробежного вентилятора [Патент 20390658 (Россия), кл. F04D 29/28. Рабочее колесо центробежного вентилятора / Макаров Н.В., Белов С.В., Фомин В.И. и др., опубл. 10 октября 2009.], содержащее несущий и покрывной диски, между которыми установлены загнутые назад профильные лопатки, на выходной части которых размещен продольный накрылок с вихревой камерой, имеющий вогнутую рабочую и выпуклую тыльную поверхности и установленный с конфузорным зазором к поверхности лопатки, имеющим тангенциальный вход в вихревую камеру, а с тыльной выпуклой поверхности накрылка выполнены конфузорные каналы, соединяющие ее с вихревой камерой.The closest to the implementation of the proposed technical solution is the impeller of a centrifugal fan [Patent 20390658 (Russia), cl. F04D 29/28. The impeller of a centrifugal fan / Makarov N.V., Belov S.V., Fomin V.I. et al., publ. October 10, 2009.], containing the carrier and cover discs, between which the profile vanes are bent backward, on the output part of which there is a longitudinal lining with a vortex chamber having a concave working and convex rear surface and installed with a confuser gap to the surface of the blade with a tangential entrance into the vortex chamber, and from the rear convex surface of the napkin, confuser channels are made connecting it to the vortex chamber.
Такое исполнение накрылка загнутых назад профильных лопаток рабочего колеса увеличивает энергию закрутки управляющего потока в вихревой камере, который за счет центробежной силы вращения поступает на тыльную поверхность накрылка лопатки рабочего колеса, способствуя более эффективному 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 рост аэродинамической нагруженности рабочего колеса центробежного вентилятора.This embodiment of the lining of backward-curved impeller blades increases the swirling energy of the control flow in the vortex chamber, which, due to the centrifugal force of rotation, enters the back surface of the impeller blade lining, contributing to a more effective elimination of the area of separation vortex formation and, as a result, a substantial decrease in the lag angle of the main flow at the exit of the impeller in conditions of a significant change in the operating modes of the centrifugal fan. As a result of this, the aerodynamic loading of the impeller of the centrifugal fan increases.
Однако такое выполнение выходной части загнутой назад профильной лопатки рабочего колеса не в полной мере обеспечивает рост энергии управляющего потока, закручиваемого в вихревой камере, а также не способствует улучшению структуры основного потока на рабочей вогнутой поверхности накрылка, что не позволяет существенно повысить аэродинамическую нагруженность центробежного вентилятора, поскольку не обеспечивает существенного роста перепада давления потока между рабочей и цельной поверхностями лопатки.However, this embodiment of the output part of the backward-curved blade of the impeller does not fully provide an increase in the energy of the control flow swirling in the vortex chamber, and also does not improve the structure of the main flow on the working concave surface of the napkin, which does not significantly increase the aerodynamic loading of the centrifugal fan, since it does not provide a significant increase in the pressure drop between the working and solid surfaces of the blade.
Задача изобретения заключается в повышении аэродинамической нагруженности рабочего колеса центробежного вентилятора за счет увеличения кинетической энергии управляющего потока, закручиваемого в вихревой камере, и его воздействия на основной поток не только на выпуклой торцевой поверхности накрылка лопатки, но и на его вогнутой рабочей поверхности.The objective of the invention is to increase the aerodynamic loading of the impeller of a centrifugal fan by increasing the kinetic energy of the control flow swirling in the vortex chamber, and its effect on the main flow not only on the convex end surface of the blade lining, but also on its concave working surface.
Указанная задача достигается тем, что в предлагаемом рабочем колесе центробежного вентилятора, содержащем несущий и покрывной диски, установленные между ними загнутые назад профильные лопатки, каждая из которых имеет со стороны рабочей поверхности к области выходной части накрылок, установленный с конфузорным зазором по отношению к рабочей поверхности лопатки, имеющий вогнутую рабочую и выпуклую торцевую поверхности и вихревую камеру, сообщающуюся тангенциально с конфузорным зазором на его выпуклую торцевую поверхность, из вихревой камеры выполнены выпускные конфузорные каналы. С вогнутой рабочей поверхности накрылка в вихревую камеру выполнены впускные конфузорные каналы с тангенциальным входом в нее.This task is achieved by the fact that in the proposed impeller of a centrifugal fan, containing the carrier and the cover discs, profile blades are installed between them backward curved, each of which has liners on the side of the working surface to the outlet part area, installed with a confuser gap with respect to the working surface vanes having a concave working and convex end surfaces and a vortex chamber communicating tangentially with a confuser gap to its convex end surface from a vortex the chambers are made exhaust discharge channels. From the concave working surface of the lining into the vortex chamber, inlet confuser channels are made with a tangential entrance to it.
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 1 и покрывной 2 диски, между которыми установлены профильные загнутые назад лопатки 3. На выходной части лопатки 3 размещен продольный накрылок 4 с вихревой камерой 5. Продольный накрылок 4 имеет вогнутую рабочую 6, выпуклую тыльную 7 поверхности и установлен с конфузорным зазором 8 к поверхности лопатки, имеющим тангенциальный вход 9 в вихревую камеру 5.The impeller of a centrifugal fan contains a carrier 1 and a cover 2 disks, between which there are shaped backward curved blades 3. On the outlet of the blade 3 there is a longitudinal cover 4 with a swirl chamber 5. The longitudinal cover 4 has a concave working 6, a convex rear surface 7 and is installed with confuser gap 8 to the surface of the blades, having a tangential entrance 9 into the vortex chamber 5.
Из вихревой камеры 5 накрылка 4 на его торцевую выпуклую поверхность 7 выполнены выпускные каналы 10. С рабочей вогнутой поверхности 6 накрылка 4 в вихревую камеру 5 выполнены впускные конфузорные каналы 11 с тангенциальным входом 12 в нее. 13 - выходная кромка накрылка, то есть область перехода выпуклой торцевой 7 поверхности в вогнутую рабочую 6 поверхность накрылка 4.Outlet channels 10 are made from the vortex chamber 5 of the cover 4 onto its end convex surface 7. Inlet confuser channels 11 with a tangential entrance 12 are made to the concave working surface 6 of the cover 4 into the vortex chamber 5. 13 - the output edge of the wing, that is, the transition region of the convex end 7 of the surface into a concave working surface 6 of the wing 4.
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 накрылка 4 лопатки 3 через тангенциальный вход 9 конфузорного зазора 8 поступает в тангенциальном направлении в вихревую камеру 5, закручиваясь в ней со скоростью, превышающей скорость вращения рабочего колеса. За счет избыточного давления на рабочей вогнутой поверхности 6 накрылка 4 по отношению к давлению в вихревой камере 5 часть потока из межлопаточного канала по впускным конфузорным каналам 11 через тангенциальные входы 12 поступает по касательной, то есть тангенциально, в вихревую камеру 5, дополнительно увеличивая энергию вращения управляющего потока.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 difference between the working 6 and the back 7 surfaces of the wing 4 of the blade 3 through the tangential inlet 9 of the confuser gap 8, flows in the tangential direction into the vortex chamber 5, closed chivayas therein with a speed exceeding the speed of rotation of the impeller. Due to the excess pressure on the working concave surface 6 of the cover 4 with respect to the pressure in the vortex chamber 5, part of the flow from the interscapular channel through the inlet confuser channels 11 through the tangential inlets 12 enters tangentially, i.e. tangentially, into the vortex chamber 5, further increasing the rotation energy control flow.
За счет центробежной силы вращения высокоэнергетический управляющий поток через конфузорные каналы 10 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 значительный рост аэродинамической нагруженности рабочего колеса центробежного вентилятора.Due to the centrifugal rotation force, the high-energy control flow through the confuser channels 10 enters the rear 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, significantly reducing the lag angle of the main flow at the exit of the impeller under conditions of significant change centrifugal fan operating modes. As a result of this, there is a significant increase in the aerodynamic loading of the impeller of a centrifugal fan.
Кроме того, отсос части потока из межлопаточного канала на рабочей вогнутой поверхности накрылка 4 через впускные конфузорные каналы 11 приводит к снижению скорости потока на рабочей поверхности накрылка 4 лопатки 3, способствуя росту давления на ней за счет эффекта Магнуса, то есть росту перепада давления между рабочей 6 и тыльной 7 поверхностями накрылка 4 лопатки 3, что увеличивает аэродинамическую нагруженность рабочего колеса центробежного вентилятора.In addition, the suction of a part of the flow from the interscapular channel on the working concave surface of the wing 4 through inlet confuser channels 11 leads to a decrease in the flow rate on the working surface of the wing 4 of the blade 3, contributing to an increase in pressure on it due to the Magnus effect, i.e. an increase in the pressure drop between the working 6 and the back 7 of the lining 4 of the blade 3, which increases the aerodynamic loading of the impeller of a centrifugal fan.
Суммарный эффект уменьшения угла отставания основного потока на выходе из рабочего колеса и увеличения перепада давления между рабочей 6 и тыльной 7 поверхностями накрылка 4 лопатки 3 за счет отсоса части основного потока с рабочей поверхности 6 накрылка 4 приводит к существенному росту аэродинамической нагруженности рабочего колеса.The total effect of decreasing the angle of lag of the main flow at the exit of the impeller and increasing the pressure drop between the working 6 and back 7 surfaces of the wing 4 of the blade 3 due to the suction of part of the main flow from the working surface 6 of the wing 4 leads to a significant increase in the aerodynamic loading of the impeller.
По результатам проведенных экспериментов установлено, что наибольшая эффективность, то есть максимальный прирост аэродинамической нагруженности за счет увеличения перепада давления при отсосе части основного потока с рабочей поверхности 6 накрылка 4 достигается при расположении входа в один из впускных каналов 11 на выходной кромке 13 накрылка 4, то есть в области перехода выпуклой торцевой 7 поверхности в вогнутую рабочую 6 поверхность накрылка 4.According to the results of the experiments, it was found that the greatest efficiency, that is, the maximum increase in aerodynamic loading due to an increase in the pressure drop when a part of the main stream is sucked from the working surface 6 of the wing 4 is achieved when the entrance to one of the inlet channels 11 is located on the output edge 13 of the wing 4, then there is in the area of transition of the convex end surface 7 to the concave working surface 6 of the cover 4.
Таким образом, применение данной конструкции лопатки рабочего колеса позволяет эффективно устранять отрывное вихреобразование на тыльной стороне лопатки и увеличивать перепад давления между ее рабочей и тыльной поверхностями, что повышает аэродинамическую нагруженность рабочего колеса центробежного вентилятора.Thus, the use of this design of the impeller blades allows you to effectively eliminate the tear-off vortex formation on the back side of the blade and increase the pressure drop between its working and back surfaces, which increases the aerodynamic loading of the impeller of a centrifugal fan.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013118373/06A RU2525037C1 (en) | 2013-04-19 | 2013-04-19 | Centrifugal fan impeller |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013118373/06A RU2525037C1 (en) | 2013-04-19 | 2013-04-19 | Centrifugal fan impeller |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2525037C1 true RU2525037C1 (en) | 2014-08-10 |
Family
ID=51355188
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013118373/06A RU2525037C1 (en) | 2013-04-19 | 2013-04-19 | Centrifugal fan impeller |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2525037C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2557818C1 (en) * | 2014-07-21 | 2015-07-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ГрандАэро" | Radial-swirl turbo-machine |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2009379C1 (en) * | 1991-12-23 | 1994-03-15 | Научно-исследовательское, испытательное и проектное предприятие вентиляторостроения "Турмаш" | Centrifugal fan impeller |
RU2067694C1 (en) * | 1992-12-08 | 1996-10-10 | Научно-исследовательское, испытательное и проектное предприятие вентиляторостроения "Турмаш" | Working wheel of centrifugal fan |
US20020062561A1 (en) * | 2000-11-30 | 2002-05-30 | Verter Battistini | Method for production of a rotor for centrifugal compressors |
RU2390658C2 (en) * | 2008-04-02 | 2010-05-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный горный университет" | Centrifugal fan impeller |
-
2013
- 2013-04-19 RU RU2013118373/06A patent/RU2525037C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2009379C1 (en) * | 1991-12-23 | 1994-03-15 | Научно-исследовательское, испытательное и проектное предприятие вентиляторостроения "Турмаш" | Centrifugal fan impeller |
RU2067694C1 (en) * | 1992-12-08 | 1996-10-10 | Научно-исследовательское, испытательное и проектное предприятие вентиляторостроения "Турмаш" | Working wheel of centrifugal fan |
US20020062561A1 (en) * | 2000-11-30 | 2002-05-30 | Verter Battistini | Method for production of a rotor for centrifugal compressors |
RU2390658C2 (en) * | 2008-04-02 | 2010-05-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный горный университет" | Centrifugal fan impeller |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2557818C1 (en) * | 2014-07-21 | 2015-07-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ГрандАэро" | Radial-swirl turbo-machine |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2628135C2 (en) | Gas turbine engine | |
EP2975269B1 (en) | Centrifugal compressor | |
CN104728160B (en) | Radial flow impeller and fan unit | |
US8764380B2 (en) | Rotor blade | |
EP2789861A1 (en) | Centrifugal fluid machine | |
JP6050577B2 (en) | Supersonic compressor system | |
US9810226B2 (en) | Axial compressor | |
KR101885402B1 (en) | Gas turbine diffuser blowing method and corresponding diffuser | |
TW201441489A (en) | Fluid pump low turbulence impeller | |
RU2390658C2 (en) | Centrifugal fan impeller | |
RU2013158435A (en) | MULTI-STAGE CENTRIFUGAL TURBO MACHINE | |
RU2012120344A (en) | AXIAL FAN ASSEMBLY | |
RU2011135908A (en) | SUPERSONIC COMPRESSOR ROTOR AND SUPERSONIC COMPRESSOR UNIT | |
RU2525037C1 (en) | Centrifugal fan impeller | |
CN207513930U (en) | A kind of suction unit used for range hood | |
CN108953223A (en) | A kind of centrifugal impeller | |
JP7374078B2 (en) | Diffuser for centrifugal compressor | |
WO2016047256A1 (en) | Turbo machine | |
RU2557818C1 (en) | Radial-swirl turbo-machine | |
US20200032654A1 (en) | Blades Having S-Shaped Profile in the Flow Direction for Radial-Type Impellers | |
CN105201905B (en) | Centrifugal impeller component and centrifugal compressor | |
RU2525762C1 (en) | Radially-vortex turbomachine | |
RU121524U1 (en) | RADIAL TURBINE | |
RU2009379C1 (en) | Centrifugal fan impeller | |
RU2563044C1 (en) | Centrifugal fan impeller |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160420 |