Патент на изобретение №2177565
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) ДИАМЕТРАЛЬНЫЙ ВЕНТИЛЯТОР
(57) Реферат: Изобретение относится к вентиляторостроению, в частности к диаметральным вентиляторам. Диаметральный вентилятор содержит спиральный корпус 1 с входным окном 2 и примыкающим к нему нагнетательным патрубком 3, рабочее колесо 4 с загнутыми вперед лопатками 5. Нагнетательный патрубок 3 имеет смежную с окном 2 стенку 6. Лопатки 5 выполнены толщиной не более 0,05 диаметра колеса, имеют длину хорды, равную 0,12 – 0,16 диаметра колеса, и установлены с густотой 0,9 – 1,2. Корпус 1 имеет угол кривизны логарифмической спирали 74 – 76o, максимальный угол разворота спирали 155 – 180o. Кромка смежной с окном 2 стенки 6 нагнетательного патрубка 3 установлена под углом 20 – 30o к максимальному радиусу спирали. Центр кривизны спирали корпуса 1 совмещен с осью вращения колеса 4. Угол установки лопаток 5 к наружной окружности колеса 4 равен 155 – 165o, к внутренней – 80 – 90o. Зазоры между колесом 4 и кромками корпуса 1 и смежной с окном 2 стенки 6 нагнетательного патрубка 3 составляют 0,02 – 0,05 диаметра колеса. Изобретение позволяет повысить развиваемое давление, производительность и КПД. 3 з.п. ф-лы, 2 ил. Изобретение относится к вентиляторостроению, в частности к диаметральным вентиляторам. Известен диаметральный вентилятор, содержащий корпус с входным окном и примыкающим к последнему нагнетательным патрубком, и установленное в корпусе лопаточное колесо (а.с. СССР N 240158, МПК F 04 D 17/04, 1969, Бюл. N 12). Однако такой вентилятор развивает низкие давления и не имеет устойчивой работы во всей области производительности. Известен диаметральный вентилятор, содержащий спиральный корпус с входным окном и примыкающим к последнему нагнетательным патрубком, и установленное в корпусе лопаточное рабочее колесо (а.с. СССР N 901641, МПК F 04 D 17/04, 1982, Бюл. N 4). По совокупности существенных признаков данный вентилятор наиболее близок заявляемому устройству и принят за прототип. Диаметральный вентилятор со спиральным корпусом имеет устойчивую работу во всей области расходов, но развивает низкие давления, производительность и КПД. Задачей изобретения является повышение развиваемых давлений, производительности и КПД диаметрального вентилятора. Поставленная задача решена с помощью предлагаемого диаметрального вентилятора, содержащего спиральный корпус с входным окном и примыкающим к последнему нагнетательным патрубком, и установленное в корпусе лопаточное рабочее колесо, причем лопатки колеса имеют длину хорды, составляющую 0,12 – 0,16 и толщину не более 0,05 от его диаметра (D2), установлены с густотой 0,9 – 1,2, корпус имеет угол кривизны логарифмической спирали 74 – 76o, максимальный угол разворота спирали 155 – 180o, кромка смежной с окном стенки нагнетательного патрубка установлена под углом 20 – 30o к максимальному радиусу спирали. Центр кривизны спирали корпуса совпадает с осью вращения колеса. Лопатки установлены под углом 155 – 165o к наружной и 80 – 90o – к внутренней окружности колеса. Зазоры между колесом и кромками корпуса и смежной с окном стенки нагнетательного патрубка составляют 0,02 – 0,05 диаметра колеса. Повышение развиваемых давлений, производительности и КПД достигается за счет увеличения густоты решетки колеса (количества лопаток) при ограниченной их толщине, меньшей длине хорды и оптимального сочетания параметров колеса, собирающего корпуса и смежной с окном стенки нагнетательного патрубка. На фиг. 1 изображена схема диаметрального вентилятора; на фиг. 2 – аэродинамические характеристики прототипа и предлагаемого изобретения. Диаметральный вентилятор содержит спиральный корпус 1 с входным окном 2 и примыкающим к нему нагнетательным патрубком 3, рабочее колесо 4 с загнутыми вперед лопатками 5. Нагнетательный патрубок 3 имеет смежную с окном 2 стенку 6. Лопатки 5 выполнены толщиной не более 0,05 диаметра колеса, имеют длину хорды l, равную 0,12 – 0,16 диаметра колеса, и установлены с густотой  где z – число лопаток. Угол установки лопаток к наружной окружности колеса  2 = 155 – 165o, к внутренней – 1 = 80 – 90o.
Корпус 1 выполнен по логарифмической спирали R = R0 ectg  , где R0 – начальный радиус; = 74 – 76o – угол кривизны спирали; max = 155 – 180o – максимальный угол разворота спирали. Кромка смежной с окном 2 стенки 6 установлена под углом кр = 20 – 30o к максимальному радиусу Rmax спирали. Центр кривизны спирали совмещен с осью O вращения колеса 4. Зазоры  1 и 2 между колесом 4 и кромками корпуса 1 и смежной с окном 2 стенки 6 нагнетательного патрубка 3 составляют 0,02 – 0,05 диаметра колеса.
Диаметральный вентилятор работает следующим образом.
Воздух поступает во входное окно 2, захватывается лопатками 5, проходит по межлопаточным каналам колеса 4 сначала в центростремительном, а затем в центробежном направлении, получая в нем энергию, и далее подается в нагнетательный патрубок 3. Потери давления, от которых зависят аэродинамические показатели вентилятора – полное давление Pv, производительность Q и КПД, расходуются на преодоление сил трения и местных сопротивлений. Чем больше число z лопаток, тем меньше циркуляционное течение в межлопаточных каналах, но больше гидравлическое сопротивление решетки колеса из-за определенной их толщины. Длина хорды лопаток оказывает существенное влияние на количество передаваемой воздуху энергии и на сопротивление трения. Оптимальная длина хорды лопаток зависит от их числа. Чем больше число лопаток, тем меньше длина их хорды. Густота решетки  является обобщенным показателем, характеризующим параметры лопаток колеса – длину хорды, их число, отнесенные к длине окружности.
Форма собирающего корпуса, его параметры, положение кромки смежной с окном стенки нагнетательного патрубка также оказывают существенное влияние на аэродинамические показатели вентилятора.
Аэродинамические характеристики сравниваемых вентиляторов сняты с использованием нагнетательной трубы при частоте вращения n = 715 мин-1, диаметре D2 = 0,45 м. Колеса отличались густотой решетки – у прототипа = 0,7, у заявляемого вентилятора = 1,1. Параметры корпусов были одинаковыми и приведены на фиг. 2.
Аэродинамическая характеристика предложенного диаметрального вентилятора существенно отличается от прототипа. Так, прототип имеет зависимость Pv = f(Q), состоящую из восходящей и нисходящей ветвей, номинальное давление Pvн = 410 Па, производительность Q = 1,2 м3/с. Предложенный вентилятор имеет характеристику “полное давление – производительность”, состоящую только из нисходящей ветви, что свидетельствует об устойчивой его работе во всем диапазоне производительности. При этом номинальное значение полного давления составляет 460 Па, производительности – 1,4 м3/с. КПД нового вентилятора также повышается. Максимальное значение КПД у прототипа составляет 0,41, у предложенного устройства – 0,49.
Таким образом, за счет увеличения густоты решетки лопаток при ограниченной их толщине, меньшей длине хорды и оптимального сочетания параметров колеса, собирающего корпуса и смежной с окном стенки нагнетательного патрубка достигается повышение развиваемых давлений, производительности и КПД диаметрального вентилятора.
Формула изобретения
РИСУНКИ
MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 19.06.2002
Номер и год публикации бюллетеня: 32-2003
Извещение опубликовано: 20.11.2003
|
||||||||||||||||||||||||||
