ВЕНТИЛЯТОР Российский патент 1999 года по МПК F04D19/00 F04D29/66 

Изобретение относится к области турбостроения, а более конкретно - к устройству малошумных лопаток широкохордных вентиляторов двухконтурных турбореактивных двигателей (ДТРД).

Известны лопатки компрессоров с мероприятиями по снижению шума газотурбинных двигателей. Такие лопатки имеют сплошные выходные кромки перьев определенной толщины (см. патент США N 3776363, кл. 181-33 C, 1973 г. и патент ФРГ М., кл. G 10 K 11/00, 1977 г.).

Наличие достаточно существенной толщины выходных кромок приводит к такому обтеканию лопаток потоком воздуха, которое приводит к возникновению вихревых следов за выходными кромками, генерирующими акустические колебания давления и являющиеся источниками интенсивного следового шума.

Указанный недостаток частично устранен в полых лопатках рабочего колеса вентилятора при обеспечении эжекции воздуха в части следа лопаток.

Известный вентилятор (см. патент Великобритании N 1532815, кл. F 1 C, 1978 г.) имеет полые лопатки, состоящие из жесткой внешней оболочки из листового материала или волокнистого армированного материала и внутренней упрочняющей сотовой структуры.

Каждая лопатка выполнена с двумя продольными щелями - одной, расположенной в периферийной части лопатки в выходной кромке, и второй - в прикорневой части на поверхности полого пера в районе задней кромки. Щели соединены каналом и при работе двигателя, благодаря центробежным силам, происходит отсос пограничного слоя с поверхности лопатки через прикорневую щель и эжектируемое поступление воздуха через периферийную щель в вихревой след для его сглаживания и снижения уровня шума.

В этом вентиляторе сглаживание вихревого следа производится только на части длины задней кромки лопаток, а именно на периферийной. На остальной, большей части длины задней кромки определенной толщины, образуется вихревой след и, соответственно, генерация следового шума без снижения его уровня.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в создании малошумного вентилятора.

Поставленная задача решается тем, что полость каждого пера пневматически соединена через отверстие в хвостовике лопатки с привтулочной воздушной полостью, а продольная щель в выходной кромке выполнена по всей ее длине.

Предложенный вентилятор в результате введения вдува по всей длине выходной кромки лопаток вентилятора позволяет значительно уменьшить следовой шум лопаток вентилятора.

На фиг. 1 изображен схематически малошумный вентилятор двухконтурного турбореактивного двигателя; на фиг. 2 - поперечное сечение пера лопатки вентилятора.

Вентилятор двухконтурного турбореактивного двигателя содержит диск 1 с венцом полых лопаток 2. Каждая лопатка изготовлена из двух термосращенных по поверхности 3 половин 4 и 5, образующих хвостовик 6 и перо 7. Перо выполнено полым с рядом продольных 8 и поперечных 9 перегородок, образующих вафлеобразную полость 10. Участки 11 полости, примыкающие к выходной кромке 12, соединены между собой отверстиями 13 в перегородках 9. Выходная кромка 12 по всей ее длине снабжена продольной щелью 14 с несколькими перемычками 15 по ее длине. В хвостовике 6 выполнено, как минимум, одно отверстие 16, пневматически соединяющее полость 10 с полузамкнутой привтулочной воздушной полостью 17 на выходе воздуха из вентилятора 18, прилегающей к диску 1. За вентилятором, ниже по потоку, расположены первый 19 и второй 20 контуры двигателя.

При работе двигателя воздух, находящийся в участках полости 10, примыкающих к выходной кромке 12, за счет центробежных сил отбрасывается к периферийным участкам полости 10. При этом одновременно происходит истечение воздуха из полости через продольную щель 14 в вихревой след.

Восполнение воздуха в полости 10 осуществляется из привтулочной полости 17 через отверстие 16.

Эжектирующее поступление воздуха через щель 14 производит сглаживание течения в вихревом следе за задней кромкой пера лопатки. Отбор воздуха через отверстие 16 позволяет обеспечить подвод воздуха по всей высоте пера лопатки, в том числе и на прикорневом участке.

Конструкция полых лопаток и конфигурация привтулочной воздушной полости могут быть различны. Тем не менее, в любом случае для обеспечения меньшего шума за вентилятором полость лопатки должна быть пневматически подсоединена к привтулочной полости.

Сглаживание течения в вихревом следе лопаток позволяет значительно уменьшить следовой шум вентилятора.

Изобретение относится к области турбостроения, в частности к вентиляторам, и может быть использовано в двухконтурных турбореактивных двигателях. Вентилятор содержит диск с закрепленным на нем венцом полых лопаток. На выходе из вентилятора к диску примыкает привтулочная воздушная полость. Хвостовики лопаток выполнены с отверстиями, пневматически соединяющими привтулочную полость с полостями перьев лопаток. Каждая лопатка на выходной кромке снабжена продольной щелью, выполненную по всей длине выходной кромки. Продольная щель выполнена с перемычками. Наличие щели позволяет обеспечить за счет центробежных сил вдув воздуха по всей длине выходной кромки, сгладить течение в вихревом следе и тем самым уменьшить следовой шум вентилятора. 2 ил.

Вентилятор, преимущественно двухконтурного турбореактивного двигателя, содержащий диск с прилегающей к нему на выходе из вентилятора привтулочной воздушной полостью, венец полых лопаток с хвостовиками и перьями с продольными щелями в выходных кромках, отличающийся тем, что полость каждого пера пневматически соединена, как минимум, через одно отверстие в хвостовике лопатки с привтулочной воздушной полостью, а продольная щель выполнена с перемычками по всей длине выходной кромки.