Осевой вентилятор

 

Изобретение предназначено повысить аэродинамические характеристики и КПД осевых вентиляторов, обеспечить устойчивый режим работы и снизить уровень акустическ-их шумов за счет того, что профиль каждой лопатки образован перемещением прямолинейной образующей, перпендикулярной втулке, по окружности в периферийном сечении радиусом, превышающим длину лопатки в 2-4 раза, при этом хорда профиля наклонена к оси вращения под углом 50-70° и корпус за половиной длины лопаток выполнен ступенчатым с увеличением диаметра на выходе, при этом зазор между корпусом и лопатками на выходе превышает зазор на входе в 5-40 раз. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

<5I)5 F 04 D 19/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4188589/06 (22) 16.12.86 (46) 15.03.92. Бюл. N 10 (75) Л.К.Чучупака (53) 621.635(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 821576, кл. F 04 0 19/00, 1981. (54) ОСЕВОЙ ВЕНТИЛЯТОР . (57) Изобретение предназначено повысить аэродинамические характеристики и КПД осевых вентиляторов, обеспечить устойчивый режим работы и снизить уровень акустиИзобретение относится к вентиляторостроению, в частности к осевым вентиляторам, используемым для охлаждения технических средств ЕС ЭВМ.

Известны осевые вентиляторы, содержащие корпус и установленное в нем рабочее колесо, лопатки которого в корневом сечении имеют угол выхода, равный 35 — 50, а в периферийном, — составляющий 0,4 — 0,6 от величины угла в корневом сечении и отношение максимального диаметра втулки к наружному диаметру колеса 0,3-0,5.

Вентиляторы такой конструкции, из-за потерь кинетической энергии на закручивание воздушного потока в рабочем колесе имеют недостаточно высокие аэродинами. ческие характеристики и КПД.

Установка специальных направляющих и.спрямляющих аппаратов позволяет поднять аэродинамические характеристики и

КПД осевых вентиляторов, но приводит к значительному увеличению уровня акустических шумов.

„„ Ы „„1 719719 А1 ческих шумов за счет того, что профиль каждой лопатки образован перемещением прямолинейной образующей, перпендикулярной втулке, по окружности в периферийном сечении радиусом, превышающйм длину лопатки в 2 — 4 раза, при этом хорда профиля наклонена к оси вращения под углом 50-70 и корпус за половиной длины лопаток выполнен ступенчатым сувеличениемдиаметра на выходе, при этом зазор между корпусом и лопатками на выходе превышает зазор на входе в 5-40 раз, 1 з,п. ф-лы, 2 ил.

Наиболее близким к предлагаемому является профиль лопатки турбомашины с осевым потоком, выполненный в виде конически расширяющейся криволинейной поверхности, образующие которой пересекают ось вращения под углом 90 .

Однако использование этих лопаток в осевых вентиляторах, из-за большого профильного сопротивления проходу воздуха, значительно уменьшит аэродинамические характеристики и КПД.

Цель изобретения — повышение аэродинамических характеристик и КПД осевых вентиляторов, обеспечение устойчивого режима работы и снижение уровня акустических шумов. !

Указанная цель достигается тем, что профиль каждой лопатки образован перемещением прямолинейной образующей, перпендикулярной втулке, по окружности в периферийном сечении радиусом Ryp, превышающем. длину лопатки Вкр в 2-4 раза, при этом хорда профиля йаклонена к оси

1719719 вращения под углом 50 — 70 и корпус за половиной длины лопаток выполнен ступенчатым с увеличением диаметра на выходе, при этом зазор между корпусом и лопатками на выходе Pe x — Дрк превышает зазор на входе 5

Двх-Дрк в 5-40 раэ.

В отличие от прототипа в предлагаемом вентиляторе происходит равномерное движение воздушного потока с минимальным профильным сопротивлением, что приводит 10 к увеличению производительности и КПД, обеспечению устойчивого режима работы и уменьшению уровня акустических шумов, Этому способствует и уменьшение возможности прямого удара выходящего воздуха î 15 стенки корпуса.

На фиг.1 схематично показан предлагаемый вентилятор.; на фиг.2 — вид А на фиг.1.

Вентилятор состоит иэ корпуса 1, внутри которого установлены приводной 20 электродвигатель 2 с.внешним короткозамкнутым ротором и насаженным на него по наружной поверхности рабочим колесом 3.

Профиль каждой лопатки образован перемещением прямолинейной образующей, 25 перпендикулярной втулке, по окружности в периферийном сечении радиусом R<>, превышающим длину лопатки Вкр в 2-4 раза, при этом хорда профиля наклонена к оси вращения под углом 50-70 . 30

Проточная часть вентилятора за половиной длины рабочего коелса выполнена ступенчатой с.увеличением диаметра на выходе, при этом зазор между корпусом 1 и лопатками 3 на выходе Двысь Др;к. превыша- 35 ет зазор на входе Д -Др. . в 5 — 40 раз.

В таком конструктивном исполнении при работе вентилятора происходит равномерное движение воздушного потока с минимальным закручиванием и профильным 40 сопротивлением, что приводит к увеличению производительности и КПД, обеспечению устойчивого режима работы и уменьшению уровня акустических шумов.

В соответствии с теорией Эйлера-Жу- 45 ковского производительность и давление лопаточных машин зависит от геометрических размеров, формы профиля и углов установки лопастей рабочего колеса щ,9 = —:- -@, 4 где Роо- угол притекания средней скорости потока; р - коэффициент производительности; 55 ф - коэффициент давления.

В изобретении предлагается за счет увеличения площадей и углов установки лопаток рабочего колеса повысить производительность осевых вентиляторов в центральной части таким образом, чтобы динамическое давление воздушного п6тока в любом сечении было одинаковым ф = ф= const.

Естественно увеличение коэффициента производительности в центральной части должно происходить обратно пропорционально уменьшению размеров лопаток рабочего колеса =И, где =

r»+Fl — относительная величина гвт + г размера элементов лопаток;

r» — радиус втулки рабочего колеса, м;

n — радиус от втулки.до произвольной точки лопаток, м;

r — радиус от втулки до периферийного сечения лопаток, м, Тогда для получения- максимальной производительнос-и и КПД. угол притекания средней скорости потока лопаток рабочего колеса должен быть равным

tg /3, — — -у .

v (1 — 4) или угол наклона хорды в любом сечении

P =arctg +а, м(1 — ) где а — величина угла атаки.

При этом длина лопаток в данном сечении составит

360

2 г +и rn

В р « - 8! и

СОЯ 1 где m — число лопаток рабочего колеса;

Ь вЂ” величина угла на перпендикулярной оси плоскости между началом-и концом двух соседних лопаток.

Таким образом, по сравнению с известными, при одинаковых габаритных размерах, радиусах изгибов, длинах и углах наклона внешних хорд лопаток рабочего колеса, вентиляторы с перпендикулярными к втулке прямолинейными образующими имеют более высокую производительность, КПД и устойчивый режим работы, Кроме того, ступенчатое расширение проточной части за половиной длины рабочего колеса способствует уменьшению возможности прямого удара выходящего потока о стенки корпуса, что приводит к обеспечению устойчивого режима работы вентилятора и снижению уровня акустических шумов. Проведенные испытания показали, что аэродинамические характеристики предлагаемого осевого вентилятора значительно превосходят лучшие образцы отечествен1719719

Редактор Ю.Середа

Техред М.Моргентал

Корректор Э.Лончакова

Заказ 755 Тираж Подписное 7

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул.Гагарина, 101 ных и зарубежных аналогов, используемых для охлаждения технических средств в ЕС

ÝÂÌ. При меньшей потребляемой мощности электродвигателя до 25 Вт, производительность вентилятора по сравнению с ранее выпускавшимися по схеме рабочее колесо — спрямляющий аппарат увеличилась с 260 до 360 м"/ч, а уровень акустических шумов снизился с 65 до 50,5 — 53,5 дБ.

Формула изобретения

1. Осевой вентилятор, содержащий корпус и установленное в нем рабочее колесо с лопатками, отличающийся .тем, что, с целью повышения производительности, КПД и снижения уровня акустических шумов, обеспечения устойчивого режима работы, профиль каждой лопатки образован перемещением прямолинейной образующей, перпендикулярной втулке, по окружности в

5 периферийном сечении радиусом, превышающим длину лопатки в 2 — 4 раза, при этом хорда профиля наклонена к оси вращения под углом 50 — 70О;

10 2. Вентилятор по п.1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, корпус выполнен ступенчатым в зоне середины лопаток с увеличением диаметра на выходе, при этом зазор между корпусом и лопатками на выходе превышает

15 зазор на входе в 5 — 40 раз.