Рабочее колесо вентилятора

Изобретение предназначено для нагнетания воздуха. Лопатки рабочего колеса совершают поступательное или вращательное движение по замкнутой или незамкнутой плоской или пространственной траектории. Такое выполнение рабочего колеса позволяет создать рабочие колеса больших размеров (габаритом более 100 м), расширить область применения, упростить технологию изготовления, исключить балансировку. При работе вентилятор может создавать заданные параметры, переменные, как в пространстве, так и во времени.

Изобретение относится к энергетическому машиностроению и может быть использовано в радиальных, осевых и иных вентиляторах.

Известно рабочее колесо радиального вентилятора, содержащее несущий и покрывной диски, между которыми установлены лопатки, либо содержащее лишь несущий диск, к которому прикреплены лопатки, либо содержащее только лопатки, закрепленные на втулке [Соломахова Т.С., Чебышева К.В. Центробежные вентиляторы. Аэродинамические схемы и характеристики. Справочник. М.: Машиностроение, 1980].

Известно рабочее колесо осевого вентилятора, лопатки которого закреплены на втулке [Брусиловский И.В. Аэродинамические схемы и характеристики осевых вентиляторов ЦАГИ. Справочное пособие. М.: Недра, 1978].

Вращательное движение этих рабочих колес вентиляторов осуществляется по окружности благодаря одному приводу, центр вращения лопаток при этом находится в центре этой окружности и все лопатки непосредственно жестко связаны с этим центром.

Данные рабочие колеса обладают следующими недостатками:

- создание рабочего колеса большого геометрического размера связано с огромными как техническими, так и технологическими трудностями;

- необходима балансировка колеса.

Предлагаемое рабочее колесо вентилятора отличается от прототипов следующим неизвестным ранее признаком: каждая лопатка или группа лопаток имеет свой привод, благодаря которому они совершают поступательное или вращательное движение по замкнутой или незамкнутой плоской или пространственной траектории.

Предлагаемое техническое решение придает рабочему колесу вентилятора ряд новых как технических, так и технологических свойств, а именно:

- Рабочее колесо вентилятора может иметь очень большие геометрические размеры (габаритом 5(Ь-100 метров и более).

- Расширить область применения особенно в областях, требующих перемещения очень больших объемов воздуха

- Рабочему колесу не требуется балансировка, так как каждая лопатка выступает как отдельное материальное тело.

- Аэродинамические параметры такого рабочего колеса при движении по траектории могут обладать заданными переменными как пространственными, так и временными свойствами.

- В одном рабочем колесе можно создать ряд суперпозиций нескольких различных по виду и траектории движения рабочих колес.

- Для изготовления рабочего колеса требуется изготовление собственно самих лопаток и средства для обеспечения движения их по заданной траектории.

На фиг.1 приведена конструкция предлагаемого рабочего колеса радиального вентилятора, состоящего из лопаток 1, привода 2 и направляющей для замкнутой траектории 3, по которой совершает движение лопатка. Для улучшения аэродинамической характеристики рабочего колеса радиального вентилятора могут быть установлены на небольшом расстоянии от лопаток невращающиеся несущий и покрывной диски.

На фиг.2 приведена конструкция предлагаемого рабочего колеса радиального вентилятора с пространственным движением лопаток по замкнутой траектории, состоящего из лопаток 1, привода 2 и направляющей для замкнутой траектории 3, по которой совершает движение лопатка.

На фиг.3 приведена конструкция предлагаемого осевого рабочего колеса, состоящего из лопаток 1, привода 2 и направляющей для замкнутой траектории 3, по которой совершает движение лопатка.

На фиг.4 приведена конструкция предлагаемого реверсивного рабочего колеса, совершающего возвратно-поступательное движение по незамкнутой траектории и состоящего из лопаток 1, привода 2 и направляющей для незамкнутой траектории 3, по которой совершает движение лопатка.

На фиг.5 приведена конструкция предлагаемого рабочего колеса радиального вентилятора, созданное суперпозиций двух различных по виду и траектории движения лопаток рабочих колес, совершающих движение по замкнутым траекториям и состоящих из лопаток 1, привода 2 и направляющих для замкнутых траекторий 3, по которой совершает движение лопатка.

В качестве привода могут быть использованы, например: электродвигатели переменного или постоянного тока, двигатели внутреннего сгорания, гидро- или пневмопривод, привод, движимый и управляемый магнитными силами, и др.

Для направления движения лопаток по заданной траектории могут быть использованы различные конструкции и способы. Например: традиционные - обычный рельс и др. и более современные, использующие принципы механизма магнитной левитации и способные удерживать лопатки в воздухе благодаря магнитным силам - сочетанию магнитного притяжения и отталкивания и др.

При работе рабочего колеса энергия привода передается воздуху, протекающему в межлопаточных каналах, в результате чего происходит повышение давления на выходе из колеса.

Рабочее колесо радиального, осевого или иного вентилятора, содержащее, по крайней мере, одну лопатку, отличающееся тем, что каждая лопатка или группа лопаток имеет свой привод и направляющую для замкнутой или незамкнутой траектории движения лопатки или группы лопаток.