ОСЕВОЙ ВЕНТИЛЯТОР Российский патент 2009 года по МПК F04D19/00 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к усовершенствованию конструкции осевого вентилятора за счет применения лопастей, профиль которых образован пересечением парабол.

Известен осевой вентилятор, содержащий выпуклый набегающий край, вогнутый сбегающий край, корневую часть и верхнюю кромку с выбранными радиусами внутренней кривизны (см. RU 2274770 C2 МПК F04D 19/00, оп. 20.04.2006) [1]. Данное техническое решение выбрано в качестве прототипа.

Недостатком [1] является радиальная кривизна внутренней корневой части лопасти, так как при этом воздушный поток фокусируется в центре радиуса кривизны лопасти и создает повышение шумов и снижает КПД.

Техническим результатом от использования заявленного изобретения является увеличение КПД вентилятора и снижение шума при его работе.

Указанный технический результат достигается в осевом вентиляторе, содержащем ступицу с количеством лопастей от 2 до 8, причем лопасти установлены с углом атаки α≥15°, передняя и задняя кромки плоскости лопасти образованы пересечением двух парабол: Y₁=K₁X^1/2; Y₂=2R_O+К₂X^1/2, касающихся окружности радиусом R≥R_O, центр которой находится на расстоянии ℓ≥2/3L, где L - проекция длины лопасти на координату X; изначально задают следующие величины: L и ℓ≥2/3 L; радиусы R и R_O; коэффициенты К1 и К2 рассчитываются по формулам: ; , где точки А и В - точки касания параболами Y₁ и Y₂ окружности радиусом R; профиль сформирован одной параболой Y₃=К₃X^1/2 для лопасти длиной до 0,5 м либо пересечением двух парабол Y₃=K₃X^1/2; Y₄=2R_O+К₄Х^1/2 для лопастей длиной от 0,5 м до 1,5 м под острым углом на передней кромке, сопряженной на задней кромке полуокружностью радиусом R_O, причем конец лопасти загнут вперед на угол β≥45°; а соседние лопасти соединены между собой демпфирующим устройством.

На фиг.1 изображена лопасть 1, длина которой до 0,5 м, имеющая загиб 2 конца лопасти 1. Лопасти 1 изготавливаются, например, из марок стали Ст.₁₅, дюралюминия Д15 или алюминиево-магниевого сплава АМг5П.

На фиг.2 схематично изображен трехлопастной осевой вентилятор с лопастью 1, имеющей загиб 2 на ее конце, демпфирующим устройством 3 и стабилизирующей плоскостью 4. Демпфирующее устройство 3, соединяющее соседние лопасти 1 на расстоянии ℓ=2/3L от начала, служит для уменьшения свободных колебаний лопастей 1. Лопасти 1 размером от 0,5 м до 1,5 м изготавливаются из композиционных материалов и могут применяться для изготовления осевых вентиляторов, например, для судов на воздушной подушке.

При работе осевого вентилятора его лопасти 1, вращаясь от двигателя, отталкивают набегающий от всасывающей поверхности воздух. Параболический профиль лопастей 1 способствует формированию фокусируемого потока, создавая приемлемый ламинарный воздушный поток. Центробежный поток загибом 2 конца лопасти 1 направляется в рабочую сторону. Стабилизующая плоскость 4 и демпфирующее устройство 3 уменьшают свободные колебания лопастей 1. Проведенные сравнительные испытания на изготовленных макетах по сравнению с [1] показали увеличение КПД более чем на 20% и уменьшение свободных колебаний более чем на 30%.

Ro для лопастей 1 выбирается из величин (0,01÷0,1) м и (0,1÷0,5) м для лопастей 1 длиной до 0,5 м и 1,5 м соответственно. Радиус профиля Ro определяется по формуле , где P_i - текущая ширина, L_i текущая длина лопасти 1, где начальная величина L_io≥0,1.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к конструкциям лопастей осевых вентиляторов, и обеспечивает при своем использовании увеличение КПД вентилятора и снижение шума при его работе. Указанный технический результат достигается в осевом вентиляторе, лопасть которого характеризуется тем, что передняя и задняя кромки образованы пересечением двух парабол, касающихся окружности под острым углом на передней и задней кромках, сопряженных на задней кромке с полуокружностями, причем конец лопасти загнут вперед на угол β≥45°; а соседние лопасти соединены между собой демпфирующим устройством. 2 ил.

Осевой вентилятор, содержащий ступицу с количеством лопастей от 2 до 8, причем лопасти установлены с углом атаки α≥15°, передняя и задняя кромки плоскости лопасти образованы пересечением двух парабол: Y₁=K₁X^1/2; Y₂=2R₀+K₂X^1/2, касающихся окружности радиусом R≥2R₀, центр которой находится на расстоянии ℓ≥2/3 L, где L - проекция длины лопасти на координату X; изначально задают следующие величины: L и ℓ≥2/3 L; радиусы R и R₀; коэффициенты К₁ и К₂ рассчитываются по формулам: ; где точки А и В - точки касания параболами Y₁ и Y₂ окружности радиусом R; профиль сформирован одной параболой Y₃=К₃X^1/2 для лопасти длиной до 0,5 м, либо пересечением двух парабол Y₃=К₃X^1/2; Y₄=2R₀+К₄X^1/2 для лопастей длиной от 0,5 до 1,5 м под острым углом на передней кромке, сопряженной на задней кромке полуокружностью радиусом R₀, причем конец лопасти загнут вперед на угол β≥45°, а соседние лопасти соединены между собой демпфирующим устройством.