ПРЯМОТОЧНЫЙ ВЕНТИЛЯТОР Российский патент 1995 года по МПК F04D17/08 F04D29/66 

Изобретение относится к вентиляторостроению, конкретно прямоточным радиальным вентиляторам малой быстроходности, создающим высокое давление при небольшом расходе и низком шуме, более конкретно к установке, встраиваемой в кровать для ожоговых больных, обеспечивающей создание псевдосжиженного слоя.

Известны прямоточные вентиляторы, содержащие рабочее колесо центробежного типа с загнутыми назад лопатками, осесимметричный корпус, имеющий форму тела вращения и включающий входной цилиндрический патрубок, двигатель, расположенный внутри корпуса. Для этих вентиляторов характерны большие входные отверстия и большая ширина рабочего колеса, что обеспечивает высокую производительность вентиляторов при небольших окружных скоростях.

Недостатком этих вентиляторов является низкое создаваемое давление, сложная форма лопаток спрямляющего аппарата, установленного в корпусе за рабочим колесом, высокий уровень создаваемого шума.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является прямоточный вентилятор, который содержит рабочее колесо центробежного типа с загнутыми против направления вращения колеса лопатками, непосредственно соединенное с двигателем, корпус, состоящий из внешнего и внутреннего элементов, выполненных в виде тел вращения и образующих начальный кольцевой радиальноосевой участок и примыкающий к нему кольцевой участок с наклонными к оси прямолинейными образующими, входной и выходной соосные цилиндрической формы патрубки.

Недостатком этого вентилятора является то, что в его конструкции не указана совокупность оптимальных значений геометрических параметров рабочего колеса, корпуса и патрубков, обеспечивающих высокое создаваемое вентилятором давление, высокий КПД и низкий уровень шума.

Задачей изобретения является повышение создаваемого вентилятором давления, увеличение КПД и уменьшение шума.

На фиг. 1 изображен продольный разрез вентилятора; на фиг. 2 вид А на фиг. 1.

Прямоточный вентилятор содержит корпус 1, состоящий из внешнего и полого внутренних элементов 2 и 3, образующих между собой канал, поверхности стенок которого выполнены в виде тел вращения, имеющий начальный кольцевой радиально-осевой участок 4 и примыкающий к нему участок 5 с наклонными к оси прямолинейными образующими, расположенное в корпусе 1 перед радиально-осевым участком 4 центробежное рабочее колесо 6, между дисками 7 и 8 которого расположены загнутые назад лопатки 9, двигатель 10, соединенный с рабочим колесом 6 и размещенный в полости внутреннего элемента 3, входной и выходной соосные цилиндрические патрубки 11 и 12, причем входной патрубок 11, внешний и внутренний элементы 2 и 3 имеют глушитель 13 в виде звукопоглощающих облицовок, состоящих из обращенных к потоку перфорированных панелей 14, жестких внешних панелей 15 и заполненных волокнистым материалом 16 полостей между перфорированными и жесткими панелями 14 и 15, а во внутреннем элементе 3 выполнены вентиляционные отверстия 17 для охлаждения двигателя 10. Глушитель входного патрубка выполнен из двух участков 18 и 19, относительный диаметр входного патрубка 11 =0,23-0,27, относительный диаметр выходного патрубка 12 =0,35-0,45, относительная ширина колеса 6 на выходе =0,03-0,045, угол выхода лопаток 9 β₂35-45^о, отношение площадей F₃ и F₂ выходного и входного сечений радиально-осевого участка 4 корпуса 1 к=1,45-1,55, относительная осевая длина первого участка глушителя 18 входного патрубка 11 =1,3--1,5 при его относительном наружнем диаметре =0,9-1,1, относительная осевая длина второго участка глушителя 19 входного патрубка 11 =0,5-0,3 при его относительном наружнем диаметре = 1,8-2,0, относительная осевая длина глушителя 13 внешнего элемента 2 на участке 5 канала с прямолинейными образующими = 1,6-1,7 при его постоянном относительном наружнем диаметре = 1,8-2,0. При этом вентиляционные отверстия 17 выполнены в виде перфорации на внутренней поверхности 20 радиально-осевого участка 4 канала, а внутренний элемент 3 корпуса 1 содержит соосный с выходным патрубком 12 сквозной цилиндрический канал 21 с относительным диаметром =0,09-0,11, с перфорированными внутренними стенками 14, сообщающий внутреннюю полость элемента 3 с выходным патрубком 12.

Все линейные размеры вентилятора отнесены к диаметру D₂ рабочего колеса.

На фиг. 1 и 2 показаны следующие геометрические параметры вентилятора:
D₂ диаметр рабочего колеса;
D₀ диаметр входного патрубка;
D₃ диаметр выходного патрубка;
b₂ ширина рабочего колеса на выходе;
β₂ угол выхода лопаток колеса;
F₂ площадь сечения на выходе из колеса, равная площади входного сечения радиальноосевого участка корпуса;
F₃ площадь выходного сечения радиальноосевого участка корпуса;
L₁₁ осевая длина первого участка глушителя входного патрубка;
D₁₁ наружный диаметр первого участка глушителя входного патрубка;
L₁₂ осевая длина второго участка глушителя входного патрубка;
D₁₂ наружный диаметр второго участка глушителя входного патрубка;
L₂ осевая длина глушителя внешнего элемента на участке с прямолинейными образующими;
D_н наружный диаметр глушителя внешнего элемента на участке канала с прямолинейными образующими;
D₄ диаметр цилиндрического канала во внутреннем элементе корпуса.

Работа вентилятора осуществляется следующим образом.

Воздух поступает через входной патрубок 11 в рабочее колесо 6, где происходит передача энергии от вращающегося с помощью двигателя 10 колеса 6 потоку воздуха. Далее воздух, проходящий между дисками 7 и 8 и лопатками 9 колеса, поступает в кольцевые участки 4 и 5 корпуса 1 и далее в выходной патрубок 12.

Наличие перфорации в виде отверстий 17 на внутренней стенке 20 радиальноосевого участка 4 обеспечивает протекание части воздуха из участка 4 в область расположения двигателя 10 с выходом через канал 21 в патрубок 12, тем самым способствуя охлаждению двигателя, что повышает его надежность при непрерывной работе вентилятора в течение длительного времени.

Наличие глушителя 13 в виде звукопоглощающих облицовок, состоящих из обращенных к потоку перфорированных панелей 14, жестких внешних панелей 15 и заполненных полостей между ними волокнистым материалом 16 с оптимальными размерами в радиальном и осевом направлениях, а также обеспечение осевой симметрии потока на выходе из рабочего колеса позволяют значительно снизить создаваемый вентилятором шум.

Использование: в вентиляторостроении, конкретнее к прямоточным центробежным вентиляторам малой быстроходности. Сущность изобретения: входной патрубок, внешний и внутренний элементы корпуса имеют глушитель в виде звукопоглощающих облицовок, состоящих из обращенных к потоку перфорированных панелей, жестких внешних панелей и заполненных волокнистым материалом полостей между перфорированными и жесткими панелями. Указанные соотношения геометрических размеров элементов вентилятора позволяет повысить создаваемое вентилятором давление, увеличить КПД и снизить уровень шума. 2 ил.

ПРЯМОТОЧНЫЙ ВЕНТИЛЯТОР, содержащий корпус, состоящий из внешнего и полого внутреннего элементов, образующих между собой канал, поверхности стенок которого выполнены в виде тел вращения, имеющий начальный кольцевой радиально-осевой участок и примыкающий к нему участок с наклонными к оси прямолинейными образующими, расположенное в корпусе перед радиально-осевым участком центробежное рабочее колесо, между дисками которого расположены загнутые назад лопатки, двигатель, соединенный с рабочим колесом и размещенный в полости внутреннего элемента, входной и выходной соосные цилиндрические патрубки, причем входной патрубок, внешний и внутренний элементы имеют глушитель в виде звукопоглощающих облицовок, состоящих из обращенных к потоку перфорированных панелей, жестких внешних панелей и заполненных волокнистым материалом полостей между перфорированными и жесткими панелями, а во внутреннем элементе выполнены вентиляционные отверстия для охлаждения двигателя, отличающийся тем, что глушитель входного патрубка выполнен из двух участков, относительный диаметр входного патрубка 0,23 0,27, относительный диаметр выходного патрубка 0,35 0,45, относительная ширина колеса на выходе 0,03 0,045, угол выхода лопаток колеса β₂ 35 45^o, отношение площадей выходного и входного сечений радиальноосевого участка корпуса K 1,45 1,55, относительная осевая длина первого участка глушителя входного патрубка 1,3 1,5, при его относительном наружнем диаметре 0,9 1,1, относительная длина второго участка глушителя входного патрубка 0,5 0,3 при его относительном наружном диаметре 1,8 2,0, относительная осевая длина глушителя внешнего элемента на участке канала с прямолинейными образующими 1,6 1,7 при его постоянном относительном наружном диаметре 1,8 2,0, при этом вентиляционные отверстия выполнены в виде перфорации на внутренней поверхности радиально-осевого участка канала, а внутренний элемент корпуса содержит соосный с выходным патрубком сквозной цилиндрический канал с относительным диаметром 0,09 0,11 с перфорированными внутренними стенками, сообщающий внутреннюю полость элемента с выходным патрубком,
где










K=F₃/F₂.