ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ВЕНТИЛЯТОР Российский патент 2000 года по МПК F04D25/08 

Изобретение относится к области жидкостных систем охлаждения двигателей внутреннего сгорания транспортных средств, а именно к электрическим вентиляторам, являющихся составной частью систем охлаждения.

Известные устройства, применяющиеся в системах охлаждения, являются осевыми вентиляторами, состоящими из кожуха и рабочего колеса вентилятора, приводимого в движение электродвигателем. Известны также схемы более сложных осевых вентиляторов [2].

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является электрический вентилятор по схеме, приведенной в патенте Франции N 2639687, кл. F 04 D 25/6, 01.06.90, содержащий электродвигатель, на выходном валу которого закреплено рабочее колесо с лопатками, изогнутыми в форме сабли. Электродвигатель закрепляется на центральной втулке со стойками, соединенными с кожухом вентилятора и имеющими в поперечном сечении предпочтительно форму вогнутой капли [1].

Электрическому вентилятору - прототипу, как осевому вентилятору без спрямляющего аппарата [2] , свойственны потери динамического давления скорости закручивания за рабочим колесом и, как следствие, повышенная потребляемая мощность электродвигателя, несмотря на сниженное, благодаря обтекаемой форме, аэродинамическое сопротивление стоек крепления.

Заявляемое техническое решение направлено на повышение КПД. электрического вентилятора, снижение потребляемой электродвигателем вентилятора мощности, снижение уровня шума электровентилятора при его работе.

Указанный технический результат в заявляемом техническом решении достигается за счет того, что сечения стоек крепления электродвигателя выполнены в виде аэродинамических профилей, расположение средней линии которых относительно средней линии сечений лопаток рабочего колеса задается определенными зависимостями, при этом линия, соединяющая центры сечений стоек, представляет собой логарифмическую спираль, наклоненную в сторону вращения рабочего колеса вентилятора. Выполненные таким образом стойки выполняют функции спрямляющего аппарата, повышающего КПД. электровентилятора.

На фиг. 1 представлена конструкция электрического вентилятора.

Заявляемый электрический вентилятор содержит следующие узлы и детали: электродвигатель 1, на выходном валу которого укреплено рабочее колесо 2 вентилятора с лопатками, сечения которых представляют собой аэродинамические профили с криволинейной средней линией, закрепленный на центральной втулке со стойками 3, сечения которых также выполнены в виде аэродинамических профилей с криволинейной средней линией, при этом угол "А" между касательными к средним линиям профилей лопатки рабочего колеса и стойки в их носовой части (в точках "а1" и "а2") и угол "Б" между касательными к средним линиям профилей лопатки и стойки в их хвостовой части (в точках "б1" и "б2") являются функцией отношения расстояния от центра колеса до плоскости рассматриваемого сечения ("r") к максимальному радиусу рабочего колеса ("R") и определяются зависимостями, приведенными на фиг. 2, а центры сечений каждой стойки располагаются вдоль кривой, имеющей при значениях отношения r/R, равных или больших 0,7, форму наклоненной на 40^o в сторону вращения рабочего колеса логарифмической спирали, плавно сопряженной в зоне r/R < 0,5 с радиусом, проведенным от оси вращения к центру сечения стойки, касающегося наружной поверхности втулки. Соединение стоек с кожухом 4 выполнено разъемным, например, посредством отгибки приваренных к кожуху лапок 5, входящих в пазы объединяющего стойки кольца 6.

Устройство работает следующим образом. Взаимодействие профилей лопаток вращаемого электродвигателем рабочего колеса с частицами воздуха образует его поток в сторону стоек, выполняя таким образом функциональное назначение осевого вентилятора, а неизбежно возникающее при этом вращение воздушного потока преобразуется при взаимодействии с профилями стоек в приращение статического давления.

Приведенная конструкция выгодно отличает заявленное устройство от прототипа, так как стойки с сечениями, имеющими форму аэродинамических профилей, определенным образом расположенные относительно профилей лопаток рабочего колеса, выполняют в составе электровентилятора роль спрямляющего аппарата, что в сочетании с заявленной формой линии, соединяющей центры сечений стоек, обеспечивает повышение КПД электровентилятора и снижение уровня шума. Разъемный способ соединения стоек с кожухом позволяет упростить конструкцию кожуха, удешевить его производство.

Лабораторные и эксплуатационные испытания, проведенные в ЦАГИ им. Н.Е. Жуковского и АО КЗАЭ, подтверждают полезность и конкурентоспособность электрического вентилятора, выполненного в соответствии с заявляемым техническим решением.

Источник информации
1. Патент N 2638687, кл. F 04 D 25/6, 01.06.90, Франция.

2. И.В.Брусиловский. Аэродинамический расчет осевых вентиляторов. - М.: Машиностроение, 1986 г.

Изобретение относится к вентиляторостроению, а именно к электрическим вентиляторам, применяемым для охлаждения двигателей внутреннего сгорания транспортных средств, и позволяет повысить КПД электрического вентилятора и снизить уровень шума при работе. В вентиляторе с лопатками, имеющими аэродинамический профиль, сечения стоек крепления электродвигателя выполнены в виде аэродинамических профилей, расположение средних линий которых относительно средних линий сечений рабочего колеса задается определенными зависимостями, при этом линия, соединяющая центры сечений стоек, представляет собой логарифмическую спираль, наклоненную в сторону вращения рабочего колеса вентилятора. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Электрический вентилятор, содержащий электродвигатель, рабочее колесо вентилятора с лопатками, сечения которых представляют собой аэродинамические профили с криволинейной средней линией, кожух, цилиндрическую втулку со стойками, соединяющими кожух со втулкой, на которой крепится электродвигатель, отличающийся тем, что сечения стоек выполнены в виде аэродинамических профилей с криволинейной средней линией, при этом угол между касательными к средним линиям профилей сечения лопатки рабочего колеса и стойки в их носовой части и угол между касательными к средним линиям профилей сечения лопатки и стойки в их хвостовой части являются функцией отношения r/R и определяются приведенными зависимостями, а центры сечений стойки располагаются вдоль кривой, имеющей при значениях отношения r/R, равных или больших 0,7, форму наклоненной на 40^o в сторону вращения рабочего колеса логарифмической спирали, плавно сопряженной в зоне r/R < 0,5 с радиусом, проведенным от оси вращения к центру сечения стойки, касающегося наружной поверхности втулки, где r - расстояние от центра колеса до плоскости сечения; R - максимальный радиус рабочего колеса. 2. Электрический вентилятор по п.1, отличающийся тем, что соединение стоек с кожухом выполнено разъемным.