WO2010033051A1 - Axial rotor wheel - Google Patents
Axial rotor wheel Download PDFInfo
- Publication number
- WO2010033051A1 WO2010033051A1 PCT/RU2009/000429 RU2009000429W WO2010033051A1 WO 2010033051 A1 WO2010033051 A1 WO 2010033051A1 RU 2009000429 W RU2009000429 W RU 2009000429W WO 2010033051 A1 WO2010033051 A1 WO 2010033051A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- impeller
- blades
- axial
- rotation
- blade
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
- F04D29/32—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps
- F04D29/325—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps for axial flow fans
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/66—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing
- F04D29/661—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing especially adapted for elastic fluid pumps
- F04D29/666—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing especially adapted for elastic fluid pumps by means of rotor construction or layout, e.g. unequal distribution of blades or vanes
Definitions
- the invention relates to the field of fan building, namely, to the impellers of axial fans, and can be used in the impellers of axial compressors, pumps and turbines, as well as in the propellers of aircraft, wind turbines and in the propellers of ships.
- an axial impeller comprising a sleeve and blades connected thereto, made with varying sweep of the leading edge, the ends of the blades being interconnected by a ring.
- the axial impeller presented in the Catalog [1] is taken as the closest analogue of the invention.
- the technical problem to be solved is the reduction of sound power and sound pressure levels at the entrance to the axial impeller.
- the technical result of the declared axial impeller compared with the closest analogue [1] is to reduce at the entrance to the axial impeller sound power levels and sound pressure at the blade frequency and its harmonics.
- the axial impeller as in the closest analogue [1], contains a sleeve and blades connected to it, but, unlike the closest analogue [1], the blades are made with a change in the sweep of the leading edge directed towards the rotation of the impeller, and a line connecting in a projection onto a plane perpendicular to the axis of rotation of the impeller, the axis of rotation of the impeller, the nose of the blade profile at the point of contact with the hub of the impeller, and the nose of the profile in the end section of the adjacent blade, rear located in the direction of rotation
- the impeller does not go beyond the sector formed by lines passing through the axis of rotation of the impeller and the nose of the profile in the end section of the adjacent vanes, rearward located along the rotation of the impeller, with an angle of ⁇ 0.02 of the angular pitch of the impeller vanes.
- the axial impeller is characterized in that the ends of the blades are interconnected by a ring.
- the axial impeller is characterized in that the end chords of the blades are larger than the root chords of the blades.
- the axial impeller is characterized in that the installation angle of the profiles forming the blade decreases with distance from the sleeve.
- the axial impeller is characterized in that the deflection of the profiles forming the blade decreases with distance from the sleeve.
- FIG. 1 is a perspective view of an axial impeller.
- FIG. 2 is a front view along the axis of rotation of the axial impeller.
- FIG. 3 shows a front view along the axis of rotation of the axial impeller with a ring connected to the ends of its blades.
- FIG. 4 is a longitudinal section through an axial fan with an axial impeller.
- Figure 5 shows a graph of Lp (f) of the narrowband spectrum of sound pressure levels of an axial fan with an axial impeller adopted as the closest analogue.
- Figure 6 shows a graph Lp (J) of the narrowband spectrum of sound pressure levels of an axial fan with the declared axial impeller.
- the axial impeller includes a sleeve 1 and connected to it, for example, by means of a bolted connection, welding, etc. (in Fig. not indicated) blades 2 (Fig. 1, 2) with front 3 and rear 4 edges.
- the front edge 3 of each of the blades 2 is made with a variable sweep, inclined toward the rotation of the axial impeller.
- FIG. 1 In a projection onto a plane perpendicular to the axis of rotation 5 of the axial impeller (FIG.
- the axial impeller can be equipped with a ring 8 connected to the blades 2 (Fig. 3), which is a bandage.
- the axial impeller can be performed with blades 2 with a variable chord and / or geometric twist (Fig. 1) and / or with a variable relative deflection of the profiles (not shown in Fig.).
- the axial impeller (Fig. 3) contains at least five blades 2, made with a chord increasing with increasing distance from the axis of rotation 5 and decreasing with increasing installation angle and with a relative deflection of the cross sections of the blade profiles 2. to provide the necessary rigidity, the ends 6 of the blades 2 can be interconnected by a ring 8.
- the invention operates as follows.
- the front 3 edge of the blade 2 When the axial impeller rotates, the front 3 edge of the blade 2 generates sound waves.
- the noise at a sufficiently remote point in front of the axial impeller located, for example, on the continuation of the axis 5 of the axial impeller, is determined by summing the sound pressure signals from all points of the leading edges 3 of all blades 2. It has been experimentally established that the sound pressure signals from all points of each individual blade 2 are correlated, but for different blades 2, for example, adjacent blades 2 and 2A, are not correlated. Therefore, at each moment of time, sound pressure signals from all points of the leading edge 3 of the blade 2 are added taking into account the amplitudes and phases of propagation.
- the leading edge 3 of the blade 2 must have such a shape and orientation in space that the instantaneous sum of all sound pressure signals from all points of its leading edge 3 tends to zero. For a sinusoidal signal, this means that the phase of the sound pressure signals along the leading edge 3 of the blade 2 should change by one period.
- This condition can be provided when the projection is on a plane perpendicular to the axis of rotation of the 5 axial impeller, on one straight axis 5 of the rotation of the impeller, the toe 6 of the blade 2 at the junction with the sleeve 1, and the toe 7 of the adjacent blade 2A located at the rear of the blade 2 along the rotation of the impeller (figure 2), which corresponds to the angular interscapular pitch / axial impeller (hereinafter - the condition of the angular interscapular pitch).
- axial impellers presented in the closest analogue [1] and analogue [2], this condition is not met.
- FIG. 5 shows a narrow-band spectrum of the sound pressure level at a control point at the inlet of an axial fan with an impeller with four blades, taken as the closest analogue [1].
- the graph clearly shows peaks at frequencies that coincide with the blade frequency and its harmonics f k ⁇ (k + l) fo.
- the mismatch of the real angular interscapular pitch t P from the angular interscapular pitch / may occur as a result of manufacturing inaccuracy, elastic and / or residual deformations during operation and other reasons.
- 2A is an adjacent blade located at the rear of the blade 2 in the direction of rotation of the axial impeller
- t 2n / Z is the angular pitch of the blades
- Z is the number of blades in the axial impeller; t P - real angular interscapular pitch;
- ⁇ t (tt P ) / t is the relative pitch of the toe 7 of the scapula; Lp (f) - sound pressure level of the studied fan at the frequency /;
Abstract
The invention relates to rotor wheels for axial fans, compressors, pumps and turbines and can be used in air and water propellers. The technical result consists in reducing the sound power and sound pressure levels at the input to an axial rotor wheel at the frequency of the blades and the harmonics thereof. The axial rotor wheel comprises a hub (1), blades (2) which are connected thereto and the edge (3) of which has a variable sweep and is inclined in the direction of rotation of the rotor wheel. In the plane projection perpendicular to the axis (5) of rotation of the rotor wheel, the line connecting the axis (5), the edge (6) of the blade (2), where it is adjoined to the hub (1), and the tip (7) of the end of the rotor wheel blade (2A) that is adjacent thereto and is disposed behind in the direction of rotation of the rotor wheel, does not go beyond a sector formed by the lines which pass through the axis (5) of rotation of the rotor wheel and the tip (7) of the end cross-section of the rotor wheel blade (2A) that is adjacent thereto and is disposed behind at an angle Δt≥/0.02t/, where t=2π/Z is the angular pitch of the rotor wheel; and Z is the number of blades (2). The blades (2) can be connected by a ring (8).
Description
ОСЕВОЕ РАБОЧЕЕ КОЛЕСО AXIAL WHEEL
Изобретение относится к области вентиляторостроения, а именно, к рабочим колесам осевых вентиляторов, и может быть использовано в рабочих колесах осевых компрессоров, насосов и турбин, а также в воздушных винтах летательных аппаратов, ветроэнергоустановок и в гребных винтах судов.The invention relates to the field of fan building, namely, to the impellers of axial fans, and can be used in the impellers of axial compressors, pumps and turbines, as well as in the propellers of aircraft, wind turbines and in the propellers of ships.
Из уровня техники известны рабочие колеса осевых вентиляторов и компрессоров.The impellers of axial fans and compressors are known in the art.
Так, в Каталоге ОАО «MOBEH» за 2006 год «Beнтилятopы общего назначения. Канальные вeнтилятopы» на стр. 89, [1], представлен струйный осевой вентилятор с рабочим колесом, включающим втулку и соединенные с ней лопатки.So, in the Catalog of OJSC “MOBEH” for 2006 “General purpose ventilators. Duct fans ”on page 89, [1], presents an axial jet fan with an impeller including a hub and blades connected to it.
В заявке WO2006/084674, дата публикации 17.08.2006 г., [2], представлено осевое рабочее колесо, содержащее втулку и соединенные с ней лопатки, выполненные с переменой стреловидностью передней кромки, причем концы лопаток соединены между собой кольцом.In the application WO2006 / 084674, publication date 08/17/2006, [2], an axial impeller is provided, comprising a sleeve and blades connected thereto, made with varying sweep of the leading edge, the ends of the blades being interconnected by a ring.
Недостатком известных из [1, 2] осевых рабочих колес является наличие в узкополосном спектре звукового давления пиков на лопаточной частоте и ее гармониках, что, как правило, приводит к повышенному шуму при работе вентиляторов с проявлением преобладающих тонов (тональный шум).A disadvantage of axial impellers known from [1, 2] is the presence in the narrow-band spectrum of sound pressure of peaks at the blade frequency and its harmonics, which, as a rule, leads to increased noise during the operation of fans with the manifestation of prevailing tones (tonal noise).
Осевое рабочее колесо, представленное в Каталоге [1], принято за наиболее близкий аналог изобретения.
Решаемой технической задачей является снижение на входе в осевое рабочее колесо уровней звуковой мощности и звукового давления.The axial impeller presented in the Catalog [1] is taken as the closest analogue of the invention. The technical problem to be solved is the reduction of sound power and sound pressure levels at the entrance to the axial impeller.
Технический результат заявленного осевого рабочего колеса по сравнению с наиболее близким аналогом [1] состоит в снижении на входе в осевое рабочее колесо уровней звуковой мощности и звукового давления на лопаточной частоте и ее гармониках.The technical result of the declared axial impeller compared with the closest analogue [1] is to reduce at the entrance to the axial impeller sound power levels and sound pressure at the blade frequency and its harmonics.
Раскрытие изобретения.Disclosure of the invention.
Осевое рабочее колесо, как и в наиболее близком аналоге [1], содержит втулку и соединенные с ней лопатки, но, в отличие от наиболее близкого аналога [1], лопатки выполнены с переменой стреловидностью передней кромки, направленной в сторону вращения рабочего колеса, а линия, соединяющая в проекции на плоскость, перпендикулярную оси вращения рабочего колеса, ось вращения рабочего колеса, носок профиля лопатки в месте примыкания к втулке рабочего колеса, и носок профиля в концевом сечении соседней лопатки, сзади расположенной по ходу вращения рабочего колеса, не выходит за пределы сектора, образованного линиями, проходящими через ось вращения рабочего колеса и носка профиля в концевом сечении соседней лопатки, сзади расположенной по ходу вращения рабочего колеса, с углом ±0,02 углового шага лопаток рабочего колеса.The axial impeller, as in the closest analogue [1], contains a sleeve and blades connected to it, but, unlike the closest analogue [1], the blades are made with a change in the sweep of the leading edge directed towards the rotation of the impeller, and a line connecting in a projection onto a plane perpendicular to the axis of rotation of the impeller, the axis of rotation of the impeller, the nose of the blade profile at the point of contact with the hub of the impeller, and the nose of the profile in the end section of the adjacent blade, rear located in the direction of rotation The impeller does not go beyond the sector formed by lines passing through the axis of rotation of the impeller and the nose of the profile in the end section of the adjacent vanes, rearward located along the rotation of the impeller, with an angle of ± 0.02 of the angular pitch of the impeller vanes.
Осевое рабочее колесо характеризуется тем, что концы лопаток соединены между собой кольцом.The axial impeller is characterized in that the ends of the blades are interconnected by a ring.
Осевое рабочее колесо характеризуется тем, что концевые хорды лопаток больше корневых хорд лопаток.
Осевое рабочее колесо характеризуется тем, что угол установки профилей, образующих лопатку, уменьшается по мере удаления от втулки.The axial impeller is characterized in that the end chords of the blades are larger than the root chords of the blades. The axial impeller is characterized in that the installation angle of the profiles forming the blade decreases with distance from the sleeve.
Осевое рабочее колесо характеризуется тем, что прогиб профилей, образующих лопатку, уменьшается по мере удаления от втулки.The axial impeller is characterized in that the deflection of the profiles forming the blade decreases with distance from the sleeve.
Изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.
На фиг. 1 представлен общий вид осевого рабочего колеса, На фиг. 2 представлен вид спереди по оси вращения осевого рабочего колеса.In FIG. 1 is a perspective view of an axial impeller. FIG. 2 is a front view along the axis of rotation of the axial impeller.
На фиг. 3 представлен вид спереди по оси вращения осевого рабочего колеса с кольцом, соединенным с концами его лопаток.In FIG. 3 shows a front view along the axis of rotation of the axial impeller with a ring connected to the ends of its blades.
На фиг. 4 представлен продольный разрез осевого вентилятора с осевым рабочим колесом.In FIG. 4 is a longitudinal section through an axial fan with an axial impeller.
На фиг.5 показан график Lp(f) узкополосного спектра уровней звукового давления осевого вентилятора с осевым рабочим колесом, принятым за наиболее близкий аналог.Figure 5 shows a graph of Lp (f) of the narrowband spectrum of sound pressure levels of an axial fan with an axial impeller adopted as the closest analogue.
На фиг.6 показан график Lp(J) узкополосного спектра уровней звукового давления осевого вентилятора с заявленным осевым рабочим колесом.Figure 6 shows a graph Lp (J) of the narrowband spectrum of sound pressure levels of an axial fan with the declared axial impeller.
На фиг.7 показан график Lp(At) влияния условия углового межлопаточного шага на уровень звуковых давлений на лопаточной частоте и ее гармониках в контрольной точке на входе осевого вентилятора с заявленным осевым рабочим колесом.7 shows a graph of Lp (At) of the influence of the condition of the angular interscapular pitch on the sound pressure level at the blade frequency and its harmonics at the control point at the inlet of the axial fan with the declared axial impeller.
Осуществление изобретения.The implementation of the invention.
Осевое рабочее колесо содержит втулку 1 и соединенные с ней, например, посредством болтового соединения, сварки и т.п. (на фиг. не
обозначено) лопатки 2 (фиг. 1, 2) с передней 3 и задней 4 кромками. Передняя кромка 3 каждой из лопаток 2 выполнена с переменной стреловидностью, наклоненной в сторону вращения осевого рабочего колеса. При этом в проекции на плоскость, перпендикулярную оси 5 вращения осевого рабочего колеса (фиг.2) линия, соединяющая ось 5 вращения осевого рабочего колеса, носок 6 лопатки 2 в месте примыкания к втулке 1 осевого рабочего колеса, и носок 7 конца соседней лопатки 2A, сзади расположенной по ходу вращения осевого рабочего колеса, не выходит за пределы сектора, образованного линиями, проходящими через ось 5 вращения осевого рабочего колеса и носка 7 концевого сечения соседней лопатки 2 А, под углом ±0,02 углового межлопаточного шага t между лопатками 2 и 2A, равного отношения 2π радиан к количеству Z лопаток 2 осевого рабочего колеса: t=2тt/Z. Осевое рабочее колесо может оснащаться кольцом 8, соединенным с лопатками 2 (фиг. 3), которое является бандажом.The axial impeller includes a sleeve 1 and connected to it, for example, by means of a bolted connection, welding, etc. (in Fig. not indicated) blades 2 (Fig. 1, 2) with front 3 and rear 4 edges. The front edge 3 of each of the blades 2 is made with a variable sweep, inclined toward the rotation of the axial impeller. Moreover, in a projection onto a plane perpendicular to the axis of rotation 5 of the axial impeller (FIG. 2), the line connecting the axis of rotation 5 of the axial impeller, the nose 6 of the blade 2 at the point of contact with the sleeve 1 of the axial impeller, and the nose 7 of the end of the adjacent blade 2A , located behind the axial impeller in the direction of rotation, does not extend beyond the sector formed by lines passing through the axis of rotation 5 of the axial impeller and toe 7 of the end section of the adjacent blade 2 A, at an angle of ± 0.02 of the angular interscapular pitch t between the blades 2 and 2 A, equal to the ratio of 2π radians to the number Z of blades 2 of the axial impeller: t = 2tt / Z. The axial impeller can be equipped with a ring 8 connected to the blades 2 (Fig. 3), which is a bandage.
Кроме того, осевое рабочее колесо может выполняться с лопатками 2 с переменной хордой и/или геометрической круткой (фиг.l) и/или с переменным относительным прогибом профилей (на фиг. не показано).In addition, the axial impeller can be performed with blades 2 with a variable chord and / or geometric twist (Fig. 1) and / or with a variable relative deflection of the profiles (not shown in Fig.).
Пример предпочтительного выполнение осевого рабочего колеса. В предпочтительном выполнении осевое рабочее колесо (фиг. 3) содержит не менее пяти лопаток 2, выполненных с увеличивающейся по мере удаления от оси 5 вращения хордой и уменьшающимся по мере удаления от оси 5 вращения углом установки и относительным прогибом сечений профилей лопаток 2. При этом для обеспечения необходимой жесткости концы 6 лопаток 2 могут соединяться между собой кольцом 8.
Изобретение функционирует следующим образом.An example of a preferred embodiment of an axial impeller. In a preferred embodiment, the axial impeller (Fig. 3) contains at least five blades 2, made with a chord increasing with increasing distance from the axis of rotation 5 and decreasing with increasing installation angle and with a relative deflection of the cross sections of the blade profiles 2. to provide the necessary rigidity, the ends 6 of the blades 2 can be interconnected by a ring 8. The invention operates as follows.
При вращении осевого рабочего колеса передняя 3 кромка лопатки 2 генерирует звуковые волны. Шум в достаточно удаленной точке перед осевым рабочим колесом, расположенной, например, на продолжении оси 5 осевого рабочего колеса, определяется суммированием сигналов звукового давления от всех точек передних кромок 3 всех лопаток 2. Экспериментально установлено, что сигналы звуковых давлений от всех точек каждой отдельной лопатки 2 коррелированны, а для разных лопаток 2, например соседних лопаток 2 и 2A, не коррелированны. Следовательно, в каждый момент времени сигналы звукового давления от всех точек передней кромки 3 лопатки 2 складываются с учетом амплитуд и фаз распространения. Поэтому передняя кромка 3 лопатки 2 должна иметь такую форму и ориентацию в пространстве, чтобы мгновенная сумма всех сигналов звукового давления от всех точек ее передней кромки 3 стремилась к нулю. Для синусоидального сигнала это означает, что фаза сигналов звукового давления вдоль передней кромки 3 лопатки 2 должна меняться на один период. Это условие можно обеспечить при расположении в проекции на плоскость, перпендикулярную оси 5 вращения осевого рабочего колеса, на одной прямой оси 5 вращения рабочего колеса, носка 6 лопатки 2 в месте примыкания к втулке 1, и носка 7 соседней лопатки 2A, расположенной сзади лопатки 2 по ходу вращения рабочего колеса (фиг.2), что соответствует угловому межлопаточному шагу / осевого рабочего колеса (далее - условие углового межлопаточного шага). В осевых рабочих колесах, представленных в наиболее близком аналоге [1] и в аналоге [2], это условие не соблюдается.
Для сравнения аэродинамических и акустических характеристик заявленного и принятого за наиболее близкий аналог [1] осевых рабочих колес рабочие колеса были установлены в одинаковые корпуса 9 (фиг.4). На фиг. 5 представлен узкополосный спектр уровня звукового давления в контрольной точке на входе осевого вентилятора с рабочим колесом с четырьмя лопатками, принятым за наиболее близкий аналог [1]. На графике четко выделяются пики на частотах, совпадающих с лопаточной частотой
и ее гармониками fk ~(k+l)fo. (где я — частота вращения осевого рабочего колеса, об/мин; Z - количество лопаток, к — целое число, равное номеру гармоники), а именно, на лопаточной частоте fо, первой/;, второй f2 и третьей f3 гармоник. При этом ширина полосы спектрального анализа составляет 5 Гц.When the axial impeller rotates, the front 3 edge of the blade 2 generates sound waves. The noise at a sufficiently remote point in front of the axial impeller located, for example, on the continuation of the axis 5 of the axial impeller, is determined by summing the sound pressure signals from all points of the leading edges 3 of all blades 2. It has been experimentally established that the sound pressure signals from all points of each individual blade 2 are correlated, but for different blades 2, for example, adjacent blades 2 and 2A, are not correlated. Therefore, at each moment of time, sound pressure signals from all points of the leading edge 3 of the blade 2 are added taking into account the amplitudes and phases of propagation. Therefore, the leading edge 3 of the blade 2 must have such a shape and orientation in space that the instantaneous sum of all sound pressure signals from all points of its leading edge 3 tends to zero. For a sinusoidal signal, this means that the phase of the sound pressure signals along the leading edge 3 of the blade 2 should change by one period. This condition can be provided when the projection is on a plane perpendicular to the axis of rotation of the 5 axial impeller, on one straight axis 5 of the rotation of the impeller, the toe 6 of the blade 2 at the junction with the sleeve 1, and the toe 7 of the adjacent blade 2A located at the rear of the blade 2 along the rotation of the impeller (figure 2), which corresponds to the angular interscapular pitch / axial impeller (hereinafter - the condition of the angular interscapular pitch). In axial impellers, presented in the closest analogue [1] and analogue [2], this condition is not met. To compare the aerodynamic and acoustic characteristics of the declared and adopted as the closest analogue [1] of the axial impellers, the impellers were installed in the same casing 9 (figure 4). In FIG. 5 shows a narrow-band spectrum of the sound pressure level at a control point at the inlet of an axial fan with an impeller with four blades, taken as the closest analogue [1]. The graph clearly shows peaks at frequencies that coincide with the blade frequency and its harmonics f k ~ (k + l) fo. (where I is the rotational speed of the axial impeller, rpm; Z is the number of blades, k is an integer equal to the harmonic number), namely, at the blade frequency fо, the first / ;, the second f 2 and the third f 3 harmonics. The bandwidth of the spectral analysis is 5 Hz.
Сравнение с представленным на фиг.6 узкополосным спектром уровней звукового давления в контрольной точке на входе осевого вентилятора с заявленным осевым рабочим колесом с пятью лопатками показывает, что практически отсутствуют пики на частотах, совпадающих с лопаточной частотой fо, ее первой /}, второй f2 и третьей/^ гармониками (ширина полосы спектрального анализа 5 Гц). Для анализа влияния условия углового межлопаточного шага на уровень звуковых давлений в контрольной точке на входе вентилятора (расположенной на оси 5 вращения осевого рабочего колеса и удаленной на 1 м от входа вентилятора) на фиг.7 представлен график зависимости суммарного уровня звукового давления LP на лопаточной частоте f0 и ее гармониках/}, /^, и/j от относительного шага Δt носка 7 лопатки, равного отношению разности (t - tр) углового t и реального tр углового межлопаточного шага к угловому межлопаточному шагу t: Δt=(t-tP)/t. Из графика следует, что при выходе из диапазона относительного углового шага Δt>/0,02t/ суммарный уровень
звукового давления заметно больше, чем при соблюдении условия межлопаточного шага / (At=O), при котором суммарный уровень звукового давления LP минимален. Это позволяет данный диапазон признать существенным с точки зрения достижения технического результата - снижения на входе в осевое рабочее колесо уровней звуковой мощности и звукового давления на лопаточной частоте и ее гармониках.Comparison with the narrow-band spectrum of sound pressure levels presented in Fig. 6 at a control point at the inlet of an axial fan with the declared axial impeller with five blades shows that there are practically no peaks at frequencies coinciding with the blade frequency fо, its first /}, second f 2 and third / ^ harmonics (spectral analysis bandwidth 5 Hz). To analyze the influence of the condition of the angular interscapular pitch on the sound pressure level at the control point at the fan inlet (located on the axis of rotation 5 of the axial impeller and 1 m away from the fan inlet), Fig. 7 shows a graph of the total sound pressure level L P on the blade frequency f 0 and its harmonics /}, / ^, and / j from the relative pitch Δt of the blade nose 7, equal to the ratio of the difference (t - tр) of the angular t and the real tp of the angular interscap pitch to the angular interscap pitch t: Δt = (tt P ) / t. From the graph it follows that when leaving the range of relative angular pitch Δt> / 0,02t / total level the sound pressure is noticeably greater than when the interscapular pitch condition / (At = O) is met, at which the total sound pressure level L P is minimal. This allows us to recognize this range as significant from the point of view of achieving a technical result - reduction of sound power and sound pressure levels at the blade frequency and its harmonics at the entrance to the axial impeller.
Несовпадение реального углового межлопаточного шага tP от углового межлопаточного шага / может возникнуть в результате неточности изготовления, упругих и/или остаточных деформаций в процессе эксплуатации и других причин.The mismatch of the real angular interscapular pitch t P from the angular interscapular pitch / may occur as a result of manufacturing inaccuracy, elastic and / or residual deformations during operation and other reasons.
Промышленная применимость.Industrial applicability.
Уровень раскрытия изобретения достаточен как для разработки, так и для изготовления осевых рабочих колес.
The level of disclosure of the invention is sufficient for both the development and manufacture of axial impellers.
ПЕРЕЧЕНЬ ПОЗИЦИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ К ОПИСАНИЮ ИЗОБРЕТЕНИЯ «OCEBOE РАБОЧЕЕ KOЛECO»LIST OF POSITIONS AND REFERENCES TO THE DESCRIPTION OF THE INVENTION “OCEBOE WORKING KOLECO”
1 - втулка; 2 - лопатка;1 - sleeve; 2 - scapula;
2A - соседняя лопатка, расположенная сзади лопатки 2 по ходу вращения осевого рабочего колеса;2A is an adjacent blade located at the rear of the blade 2 in the direction of rotation of the axial impeller;
3 - передняя кромка лопатки 2;3 - the leading edge of the blade 2;
4 - задняя кромка лопатки 2; 5 - оси вращения осевого рабочего колеса;4 - the trailing edge of the blade 2; 5 - axis of rotation of the axial impeller;
6 - носок лопатки 2 в месте примыкания к втулке 1 ;6 - toe of the blade 2 at the junction with the sleeve 1;
7 - носок конца лопатки 2A;7 - toe of the end of the blade 2A;
8 - кольцо, соединенное с лопатками;8 - a ring connected to the blades;
9 - корпус осевого вентилятора;9 - axial fan housing;
t=2п/Z- угловой шаг лопаток;t = 2n / Z is the angular pitch of the blades;
Z- количество лопаток в осевом рабочем колесе; tP - реальный угловой межлопаточный шаг;Z is the number of blades in the axial impeller; t P - real angular interscapular pitch;
Δt=(t-tP)/t — относительный шаг носка 7 лопатки; Lp(f) — уровень звукового давления исследуемого вентилятора на частоте/;Δt = (tt P ) / t is the relative pitch of the toe 7 of the scapula; Lp (f) - sound pressure level of the studied fan at the frequency /;
/ - частота, кГц. fo=пZ/6O - лопаточная частота осевого рабочего колеса; fk=(k+l)fo - гармоника лопаточной частоты осевого рабочего колеса; п — частота вращения осевого рабочего колеса, об/мин; к - целое число, соответствующее гармонике лопаточной частоты и
/ - frequency, kHz. fo = pZ / 6O - blade frequency of the axial impeller; f k = (k + l) fo is the harmonic of the blade frequency of the axial impeller; p is the rotational speed of the axial impeller, rpm; k is an integer corresponding to the harmonic of the blade frequency and
Claims
1. Осевое рабочее колесо, содержащее втулку и соединенные с ней лопатки, отличающееся тем, что лопатки, выполнены с переменой1. An axial impeller containing a sleeve and blades connected to it, characterized in that the blades are made with a change
5 стреловидностью передней кромки, направленной в сторону вращения рабочего колеса, а в проекции на плоскость, перпендикулярную оси вращения рабочего колеса, линия, соединяющая ось вращения рабочего колеса, носок профиля лопатки в месте примыкания к втулке рабочего колеса, и носок профиля в концевом сечении сзади расположенной по ю ходу вращения рабочего колеса соседней лопатки, не выходит за пределы сектора, образованного линиями, проходящими через ось вращения рабочего колеса и носок профиля в концевом сечении соседней лопатки, сзади расположенной по ходу вращения рабочего колеса, под углом ±0,02 углового шага лопаток рабочего колеса.5 by the sweep of the leading edge directed towards the rotation of the impeller, and in the projection onto a plane perpendicular to the axis of rotation of the impeller, the line connecting the axis of rotation of the impeller, the nose of the blade profile at the junction with the hub of the impeller, and the nose of the profile in the rear end section located along the direction of rotation of the impeller of the adjacent vanes, does not extend beyond the sector formed by lines passing through the axis of rotation of the impeller and the nose of the profile in the end section of the adjacent vanes, behind p positioned in the direction of rotation of the impeller, at an angle of ± 0.02 of the angular pitch of the impeller blades.
15 2. Осевое рабочее колесо по п.l, отличающееся тем, что осевое рабочее колесо оснащено соединенным с лопатками кольцом.15 2. The axial impeller according to claim 1, characterized in that the axial impeller is equipped with a ring connected to the blades.
3. Осевое рабочее колесо по п.l или п.2, отличающееся тем, что концевые хорды лопаток больше корневой хорды лопатки.3. The axial impeller according to claim 1 or claim 2, characterized in that the end chords of the blades are larger than the root chord of the blade.
4. Осевое рабочее колесо по п.l или п.2, отличающееся тем, что0 угол установки профиля лопаток уменьшается по мере удаления от втулки.4. The axial impeller according to claim 1 or claim 2, characterized in that the angle of installation of the profile of the blades decreases with distance from the sleeve.
5. Осевое рабочее колесо по п.l или п.2, отличающееся тем, что прогиб профиля лопатки уменьшается по мере удаления от втулки. 5. The axial impeller according to claim 1 or claim 2, characterized in that the deflection of the profile of the blade decreases with distance from the sleeve.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008137218 | 2008-09-17 | ||
| RU2008137218/06A RU2377445C1 (en) | 2008-09-17 | 2008-09-17 | Axial rotor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2010033051A1 true WO2010033051A1 (en) | 2010-03-25 |
Family
ID=41643063
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2009/000429 WO2010033051A1 (en) | 2008-09-17 | 2009-08-26 | Axial rotor wheel |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2377445C1 (en) |
| WO (1) | WO2010033051A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111255743A (en) * | 2020-03-02 | 2020-06-09 | 广东美的厨房电器制造有限公司 | Fan blade, cooling fan and microwave oven |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU953277A2 (en) * | 1981-01-16 | 1982-08-23 | За витель f. В.С.Буканов и Н.В.Бойко | Fan impeller |
| SU992841A1 (en) * | 1981-11-04 | 1983-01-30 | Ворошиловградский машиностроительный институт | Axial-flow fan runner |
| SU1211464A1 (en) * | 1984-04-19 | 1986-02-15 | Институт Горного Дела Со Ан Ссср | Axial sectional vertical fan |
| WO2006084674A1 (en) * | 2005-02-09 | 2006-08-17 | Behr Gmbh & Co. Kg | Axial ventilator |
-
2008
- 2008-09-17 RU RU2008137218/06A patent/RU2377445C1/en not_active IP Right Cessation
-
2009
- 2009-08-26 WO PCT/RU2009/000429 patent/WO2010033051A1/en active Application Filing
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU953277A2 (en) * | 1981-01-16 | 1982-08-23 | За витель f. В.С.Буканов и Н.В.Бойко | Fan impeller |
| SU992841A1 (en) * | 1981-11-04 | 1983-01-30 | Ворошиловградский машиностроительный институт | Axial-flow fan runner |
| SU1211464A1 (en) * | 1984-04-19 | 1986-02-15 | Институт Горного Дела Со Ан Ссср | Axial sectional vertical fan |
| WO2006084674A1 (en) * | 2005-02-09 | 2006-08-17 | Behr Gmbh & Co. Kg | Axial ventilator |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111255743A (en) * | 2020-03-02 | 2020-06-09 | 广东美的厨房电器制造有限公司 | Fan blade, cooling fan and microwave oven |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2377445C1 (en) | 2009-12-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7645121B2 (en) | Blade and rotor arrangement | |
| US9004850B2 (en) | Twisted variable inlet guide vane | |
| JP3912989B2 (en) | gas turbine | |
| US9222485B2 (en) | Centrifugal compressor diffuser | |
| RU2354854C1 (en) | Axial blower or compressor high-rpm impeller | |
| CN113167120A (en) | Profile for an aircraft or turbine | |
| RU2007113889A (en) | HIGH PERFORMANCE, LOW-SOUND COMPRESSOR OF LOW PRESSURE OF A GAS-TURBINE ENGINE WITH A HIGH DEGREE OF TWO-CIRCUIT | |
| US9011084B2 (en) | Steam turbine stator vane and steam turbine using the same | |
| US10221858B2 (en) | Impeller blade morphology | |
| EP2441964A3 (en) | Axial compressor | |
| RU2669425C2 (en) | Centrifugal compressor impeller with blades having s-shaped trailing edge | |
| JP2007224866A (en) | Centrifugal compressor | |
| RU2506430C2 (en) | Steam-turbine engine low-pressure stage working blade | |
| JP2009197613A (en) | Centrifugal compressor and diffuser vane unit | |
| RU2429386C2 (en) | Fan unit with free radial wheel rotor | |
| RU2377445C1 (en) | Axial rotor | |
| WO2007091923A1 (en) | Radial- flow impeller (variants), a blade therefor and a tube axial fan provided therewith | |
| RU2317225C2 (en) | Marine propeller | |
| JP3999803B2 (en) | gas turbine | |
| EP0418303B1 (en) | Guide vane for an axial fan | |
| Krömer et al. | Experimental investigation of the off-design sound emission of low-pressure axial fans with different fan blade skew | |
| RU2330189C1 (en) | Radial impeller and air duct fan with the said impeller | |
| WO2019102205A1 (en) | Turbine | |
| RU2367822C1 (en) | Birotary srew-type blower | |
| JP2006291975A (en) | Gas turbine |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 09814839 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 09814839 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |