Малошумный центробежный вентилятор

Центробежный вентилятор предназначен для систем вентиляции и кондиционирования воздуха. Целью полезной модели является снижение уровня шума вентилятора в нормируемом спектре частот. Указанная цель достигается применением двойного корпуса вентилятора, состоящего из усиленного наружного корпуса и внутренней спиральной пластины, полость между которыми разделена глухими перегородками на долевые объемы. Каждый из долевых объемов является комбинированным резонатором Гельмгольца, благодаря наличию отверстий с горловинами и частичному заполнению шумопоглощающим материалом, например, стекловолокном (СТВ) или базальтовым волокном (БСТВ). Сочетание двух технологий шумопоглощения (пассивное и резонансное) в одном корпусе вентилятора обеспечивает уменьшение звуковых колебаний воздушного потока, создаваемого вентилятором, в нормируемом диапазоне частот.

Полезная модель относится к области вентиляторостроения и может быть использована в малошумных центробежных вентиляторах, предназначенных для систем вентиляции и кондиционирования воздуха.

Известны радиальные спиральные вентиляторы корабельного малошумного электрооборудования, главным элементом конструкции которых является жесткий несущий корпус с входным и выходным фланцами, внутри которого расположена спиральная пластина, а между этой пластиной и корпусом находится звукопоглощающий материал типа пенополиуретана [Гладущенко В.Н., Гейнц Э.Р., Братковский О.А., Цехместрюк Г.С., Подлевский Н.И., Плотников В.Н. Корабельное малошумное электрооборудование систем вентиляции и кондиционирования нового поколения. // Электронные и электромеханические системы и устройства: Сб. науч. тр. - Новосибирск: Наука, 2007. С.150-154.].

Также известен центробежный вентилятор, корпус которого выполнен из толстостенных плит, ориентированных по касательной к дополнительной технологической спирали, и листа, изогнутого по образующей основной рабочей спирали. Пространство между технологической и рабочей спиралями, заполненное вибропоглощающим материалом, способствует улучшению акустической характеристики вентилятора [Центробежный вентилятор. Патент РФ 2309299, МПК 7 F04D 17/08. Опубл. 27.10.2007. Бюл. 30.]. Недостатком данного технического решения является то, что непористая сплошная спиральная пластина отражает на всех частотах до 90% энергии звука потока воздуха, а значит, снижение уровня шума происходит преимущественно в высокочастотной области, а не во всем нормируемом спектре частот.

Технический результат предлагаемой полезной модели заключается в эффективном поглощении шума в расширенном частотном спектре за счет различных звукопоглощающих устройств в объеме, ограниченном наружным герметичным корпусом и спиральной пластиной (набор резонансных отверстий, резонаторных объемов и шумопоглощающего материала).

Сущность технического решения состоит в том, что полость между наружным корпусом и спиральной пластиной разделена глухими перегородками на долевые объемы, каждый из которых является комбинированным резонатором Гельмгольца, благодаря наличию резонансных отверстий с горловинами и частичному заполнению полостей шумопоглощающим материалом, например, стекловолокном (СТВ) или базальтовым волокном (БСТВ).

На чертеже изображен поперечный разрез малошумного центробежного вентилятора, а на виде А показаны резонансные отверстия.

Вентилятор содержит усиленный наружный корпус 1, внутреннюю спиральную пластину 2 с резонансными отверстиями 3, глухие перегородки 4, делящие полость между корпусом и пластиной на долевые объемы V1-V4 и шумопоглощающий материал 5.

Построение спиральной пластины 2 определяется общеизвестным способом радиусами R1-R4, центр которых последовательно перемещается по вершинам конструкторского квадрата стороной a.

На внутренней поверхности наружного корпуса и на поверхности спиральной пластины нанесены слои вибродемпфирующих мастик 6.

Объем каждого резонатора V1-V4 и геометрия его горловины (l, d) выбираются таким образом, чтобы полоса комбинированного шумоглушения (пассивное и резонансное) охватывала весь широкополосный шум, связанный с турбулентностью течения воздуха в вентиляторе.

Принцип действия шумопоглощения в предлагаемом центробежном вентиляторе состоит в следующем.

Звуковые волны вместе с турбулентным потоком воздуха поступают из рабочего колеса в полость спирального корпуса и встречают на своем пути отверстия с горловинами, которые обеспечивают эффект гашения звуковой волны по принципу резонаторов Гельмгольца, где потери звуковой энергии происходят за счет трения колеблющейся с частотой возбуждения массы воздуха, находящегося в горловине резонатора, о стенки самой горловины.

Объемы полостей, образованные между корпусом, спиральной пластиной и глухими перегородками, выполняют функции акустического фильтра низких и средних частот.Кроме того, гашение звуковой энергии происходит в порах волокнистого звукопоглощающего материала, частично заполняющего объемы полостей.

Наличие воздушного промежутка между корпусом и спиральной пластиной в объемах V1-V4 позволяет использовать дополнительный эффект резонансного звукопоглощения.

Предлагаемое техническое решение за счет комбинированного сочетания двух технологий шумоглушения (пассивное и резонансное поглощение) в одном корпусе обеспечивает улучшение акустических характеристик вентилятора в широком диапазоне частот.

1. Малошумный центробежный вентилятор, содержащий электродвигатель, наружный корпус с входным и выходным патрубками, рабочее колесо, установленное непосредственно на валу электродвигателя, отличающийся тем, что его корпус выполнен двойным и состоящим из усиленного наружного корпуса и внутренней спиральной пластины, а полость между ними разделена глухими перегородками на долевые объемы, каждый из которых является комбинированным резонатором Гельмгольца, состоящим из резонаторных отверстий с горловинами и заполненным шумопоглощающим материалом.

2. Малошумный центробежный вентилятор по п.1, отличающийся тем, что долевые объемы резонаторов Гельмгольца выполняются неравными и выбираются таким образом, чтобы полоса отражаемых частот шума вентилятора охватывала нормируемую полосу частот подавляемого спектра шума.

3. Малошумный центробежный вентилятор по п.2, отличающийся тем, что долевые объемы полостей резонаторов частично и неравномерно заполняются волокнистым шумопоглощающим материалом.