Рабочее колесо центробежного вентилятора

Полезная модель относится к области вентиляторостроения, а именно к конструкциям рабочих колес с S-образными лопатками, обеспечивающих снижение потерь на вихреобразование с улучшением акустических характеристик центробежных вентиляторов для малошумных систем вентиляции и кондиционирования воздуха.

Рабочее колесо центробежного вентилятора содержит плоские передний и задний диски и установленные между ними загнутые назад листовые лопатки.

Сущность полезной модели состоит в том, что с целью обеспечения безотрывного течения потока воздуха и порождаемого им шума в межлопаточных каналах на входных и выходных кромках лопаток рабочего колеса профиль S-образных лопаток выполнен со знакопеременной кривизной и имеет выпуклую поверхность входной части каждой из лопаток, обращенной в противоположную сторону от направления вращения, прямолинейный участок и выпуклую поверхность выходной части каждой из лопаток, обращенных по направлению вращения. При этом прямолинейный участок лопаток, составляющий 0,1-0,3 наружного диаметра рабочего колеса, неподвижно прикреплен к дискам, а входные и выходные части лопаток выполнены гибкими самоустанавливающимися по потоку воздуха.

Предложенная конструкция рабочего колеса позволяет обеспечить улучшенные аэродинамические и акустические характеристики центробежных вентиляторов.

Полезная модель относится к области вентиляторостроения, а именно, к конструкциям рабочих колес центробежных вентиляторов, преимущественно для корабельного малошумного электрооборудования систем вентиляции и кондиционирования воздуха.

Известны рабочие колеса центробежных вентиляторов, содержащие плоские передний и задний диски и установленные между ними листовые лопатки со знакопеременной кривизной (S-образные лопатки) [Соломахова Т.С., Чебышева К.В. Центробежные вентиляторы: Аэродинамические схемы и характеристики: справочник - М.: Машиностроение, 1980, с.58, с.64]. S-образные лопатки имеют выпуклую поверхность выходной части каждой из лопаток, обращенной в сторону, противоположную стороне вращения, т.е. лопатки, загнутые вперед по отношению к направлению вращения. Недостатком такого рабочего колеса являются низкие значения КПД и повышенный аэродинамический шум вентилятора.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является рабочее колесо центробежного вентилятора, содержащее несущий и наклонный покрывной диск, с установленными между ними загнутыми назад листовыми лопатками, профиль которых выполнен со знакопеременной S-образной кривизной, при этом место изменения знака кривизны расположено на 0,85-0,95 наружного диаметра рабочего колеса [Патент на изобретение РФ 2184877, МПК 7 F04D 29/26. Опубл. 10.07.2002].

Недостатком этого рабочего колеса является то, что профиль лопаток не имеет прямолинейного участка, а место изменения знака кривизны расположено только на выходной части лопаток.

Настоящая полезная модель направлена на решение технической задачи снижения аэродинамического шума центробежного вентилятора при уменьшении зон вихреобразования и обеспечения безотрывного течения потока воздуха в межлопаточных каналах рабочего колеса центробежного вентилятора.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в рабочем колесе применен S-образный профиль лопаток, выполненных со знакопеременной кривизной и имеющих: выпуклую поверхность входной части, обращенную в противоположную сторону от направления вращения, прямолинейный радиальный участок и выпуклую поверхность выходной части, обращенную по направлению вращения, причем прямолинейный участок лопаток (D₄-В₃ ) составляет 0,1-0,3 наружного диаметра D₂ рабочего колеса и неподвижно прикреплен к дискам, например, методом сварки, а выпуклые входные на радиусе r₁ и выходные на радиусе R₂ части лопаток выполнены гибкими и с зазором относительно дисков (фиг.1-3).

На фиг.1 изображен продольный разрез рабочего колеса центробежного вентилятора, на фиг.2 и 3 - профиль лопаток и обозначение основных размеров лопаток.

Рабочее колесо содержит плоские передний 1 и задний 2 диски и установленные между ними плоские листовые лопатки 3, профиль которых выполнен со знакопеременной S-образной кривизной. На переднем диске расположен обтекатель 5, а на заднем диске - входной коллектор 4.

Диаметр входного отверстия D₀ составляет 0,35-0,55 наружного диаметра d₂ угол установки лопаток на входной части ₁ составляет 25-35°, угол установки лопаток ₂ на выходной части составляет 35-45°, число лопаток рабочего колеса может быть от 30 до 60.

Принцип действия рабочего колеса состоит в следующем. Воздух поступает через входной коллектор 4 в межлопаточные каналы рабочего колеса, где происходит передача энергии потоку воздуха. Далее воздух, проходящий в межлопаточных каналах между дисками 1 и 2 и лопатками 3, поступает через спиральный корпус центробежного вентилятора к выходному отверстию.

В ОАО «НПЦ «Полюс» разработана серия вентиляторов РСС2 из четырнадцати типоразмеров с заявленными рабочими колесами.

В качестве примера на фиг.4 приведено сравнение октавных спектров уровней шума вокруг центробежного вентилятора с классическим и заявляемым рабочими колесами для одного из вентиляторов серии РСС2. Классическая конструкция рабочего колеса имеет загнутые назад дугообразные листовые лопатки. Прямолинейный участок лопаток заявляемого рабочего колеса составляет 0,15 его наружного диаметра.

Таким образом, заявленная полезная модель решает поставленную задачу за счет гибких самоустанавливающихся по потоку воздуха входных и выходных частей лопаток с указанными выше соотношениями геометрических параметров и числа лопаток рабочего колеса, предотвращает образование отрывных вихрей, что приводит в конечном итоге к снижению уровней дискретных составляющих шума вентилятора в широком диапазоне частот, а также общего уровня шума на 4 дБА.

Рабочее колесо центробежного вентилятора, содержащее плоские передний и задний диски и установленные между ними листовые лопатки, профиль которых выполнен со знакопеременной кривизной, отличающееся тем, что прямолинейный участок каждой из лопаток, составляющий 0,1-0,3 наружного диаметра рабочего колеса, закреплен неподвижно на дисках, а входные и выходные части каждой из лопаток выполнены гибкими и самоустанавливающимися по потоку воздуха в пределах упругой деформации материала лопаток.