ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ ВЕНТИЛЯТОР ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНО ДЛЯ ВЫТЯЖНЫХ КОЛПАКОВ И ВЫТЯЖНЫХ УСТРОЙСТВ ДЛЯ ДЫМА Российский патент 2011 года по МПК F04D29/42 

Настоящее изобретение относится к центробежному вентилятору, имеющему характеристики, упомянутые в ограничительной части независимого пункта 1.

Изобретение относится особенно, но не исключительно, к области техники центробежных вентиляторов, предназначенных для использования в вытяжных колпаках или вытяжных устройствах для дыма.

В конкретной области известных решений вентиляторы вышеупомянутого типа, как хорошо известные, используются в качестве всасывающих устройств для паров, дыма от горения, выхлопных газов или во всех тех применениях, в которых предусмотрен отвод и перемещение, в основном, газовых смесей. Обычные варианты осуществления предусматривают использование центробежных вентиляторов со спиральным корпусом, имеющих колесо вентилятора цилиндрического барабанного типа и аксиально проходящие лопатки. Корпусы этих вентиляторов дополнительно предусмотрены с боковым всасывающим отверстием и тангенциальным выпускным отверстием, между которыми проходит напорная камера, следующая по спиральному направлению и объем которой определяется между корпусом и колесом вентилятора.

В вентиляторах вышеупомянутого типа известно выполнение внутри напорной камеры, в зоне позади выпускного отверстия, разделителя потоков, обычно содержащего придаток, расположенный в корпусе в зоне, имеющей наименьшее радиальное расстояние между колесом вентилятора и спиральным профилем корпуса, в которой возникающий выпускной поток (направленный тангенциально) проходит рядом с потоком, вводимым всасыванием в колесо вентилятора (при малом поперечном сечении спиральной камеры вентилятора). Пример вентилятора, содержащего подобный разделитель потоков, известен из Европейской патентной заявки №1462658.

Такие разделители несмотря на то, что, с одной стороны, они обеспечивают возможность улучшения характеристики разделения и выпуска газообразных жидкостей, обработанных вентилятором, с другой стороны, они приводят к возникновению шумной работы, в частности, генерируемой проходом лопаток в область разделителя. Попытка согласовать оба эти аспекта, противодействующих один другому, заставляла в известном уровне техники предлагать компромиссные решения, одно из которых описано в Европейской заявке, упомянутой выше, в которой разделитель сконфигурирован как язычок, проходящий частично в напорную камеру и имеющий профиль кромки упомянутого язычка, содержащий двойные последовательные скосы, расположенные на расстоянии на этапе формирования.

Основная задача изобретения заключается в том, чтобы обеспечить центробежный вентилятор, оборудованный разделителем потоков вышеупомянутого типа, который обеспечивает возможность улучшения, относительно известных решений, общего выпуска, гарантируя адекватную способность разделения жидкостей и в то же время минимизируя шум, производимый разделителем, для улучшения общей эффективности.

Эта задача достигается посредством центробежного вентилятора, выполненного в соответствии с нижеследующей формулой изобретения.

Дополнительные отличительные признаки и преимущества изобретения станут более ясными из следующего подробного описания примерного варианта его осуществления, иллюстрируемого с помощью не ограничивающего примера, со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

- фиг.1 - частичный вид в перспективе центробежного вентилятора, выполненного согласно изобретению,

- фиг.2 - вид в перспективе элемента вентилятора на фиг.1,

- фиг.3 - вид в перспективе еще одного элемента вентилятора на фиг.1,

- фиг.4 - схематический вид сверху элемента на фиг.2,

- фиг.5 - схематический вид спереди элемента на фиг.2,

- фиг.6 - дополнительный вид в перспективе элемента вентилятора согласно изобретению.

Со ссылкой на фигуры, ссылочная позиция 1 обозначает центробежный вентилятор, в частности, выполненный для использования в вытяжных колпаках или в вытяжных устройствах для дыма и выполненный в соответствии с настоящим изобретением.

Вентилятор 1 содержит корпус 2 со спиральным наружным профилем, который образован двумя полуобечайками 2a, 2b корпуса, приспособленными съемно соединяться одна с другой в плоскости соединения, схематически обозначенной на чертежах P. Две полуобечайки корпуса имеют конфигурацию по существу с зеркальной симметрией относительно плоскости соединения P, как показано в собранном состоянии на фиг.3, за исключением продольного всасывающего отверстия, предусмотренного только на одной из двух полуобечаек корпуса.

В корпусе 2 смонтировано цилиндрическое колесо 3 барабанного типа вентилятора, предусмотренное с аксиально продолжающимися лопастями 4, при этом колесо вентилятора приспособлено приводиться во вращение вокруг оси X. Также в корпусе образовано тангенциальное выпускное отверстие 5, коаксиальное с осью, обозначенной Y, направленной тангенциально к колесу вентилятора, и второе боковое всасывающее отверстие 6, коаксиальное с осью X.

Ссылочная позиция 7 обозначает напорную камеру, образованную внутри корпуса, вдоль его спирального направления, объем которой определен между барабаном колеса 3 вентилятора и профилем 3b внутренней поверхности самого корпуса.

Вентилятор также содержит устройство разделения потоков, обозначенное в целом 8, которое расположено в зоне, имеющей наименьшее радиальное расстояние между колесом 3 вентилятора и профилем 3b внутренней поверхности корпуса. Эта зона обозначена на чертежах M.

Более детально, разделитель потоков 8 образован совместно парой придатков 9, каждый из которых сформирован в соответствующей полуобечайке 2a, 2b корпуса, а также, предпочтительно, изготовлен с зеркальной симметрией относительно медианной плоскости P соединения полуобечаек, как показано на фиг.3. Вследствие этой симметрии только один из придатков 9, образующих разделитель потоков, который имеет отношение к полуобечайке 2a корпуса, будет описан подробно в дальнейшем, при этом понятно, что другой придаток, не указанный в другом месте, является в конструктивном отношении идентичным, а также симметричным в зеркальном отображении относительно плоскости P.

Для описания разделителя 8 ниже делается конкретная ссылка на фиг.4 и 5, плоскости чертежа которых, обозначенные соответственно Q и W, следует рассматривать, соответственно, как боковые плоскости проекции полуобечайки 2a относительно перпендикуляра к оси X (фиг.4) и оси Y (фиг.5).

Выступ придатка 9 в плоскости Q на фиг.4 проходит по существу вдоль дуги B окружности, проходя в продление внутреннего спирального профиля 3b корпуса, а также выступая в напорную камеру, позади выпускного отверстия 5. Придаток выполнен, предпочтительно, за одно целое с соответствующей полуобечайкой корпуса и имеет свободную кромку 10 на своем свободном конце, противолежащем стенке корпуса, профиль которой также ясно показан в боковой проекции плоскости W на фиг.5. В этой плоскости проекции, согласно основному признаку изобретения, профиль свободной кромки 10 придатка 9 содержит по меньшей мере первый и второй криволинейные участки 10a, 10b, в продлении друг друга, имеющие соответствующие радиусы кривизны R1, R2 противоположного знака, а также образующие точку изгиба F в зоне соединения. Кроме того, участок 10a, который является ближайшим к медианной плоскости P соединения полуобечаек корпуса, имеет выпуклую кривизну, радиус кривизны R1 которой имеет центр в участке плоскости проекции W на фиг.5, содержащей ось Y. Для расположения точки изгиба F в плоскости проекции на фиг.5 следует обратиться к двухмерной системе координат с ортогональными осями, которые содержатся в плоскости проекции и имеют центр в точке пересечения между плоскостью W и осью Y, с осью абсцисс x, перпендикулярной медианной плоскости P, и осью ординат y, параллельной самой медианной плоскости P. Относительно этой системы координат, точка изгиба имеет координаты (x, y) такие, что отношение (x/D) между абсциссой и наружным диаметром колеса вентилятора, этот диаметр обозначен D, выбирается, чтобы иметь значение в диапазоне между 0,04 и 0,185, а отношение (y/D) между ординатой и наружным диаметром D колеса вентилятора составляет между 0,04 и 1,11.

Как показано на фиг.5, радиус кривизны R1 первого участка 10a выбирается, чтобы иметь значение такое, чтобы отношение между радиусом R1 и наружным диаметром D колеса вентилятора составляло между 1,11 и 0,04, а также, предпочтительно, равно приблизительно 0,085.

Радиус кривизны R2 второго участка 10b выбирается, чтобы иметь значение такое, что отношение между радиусом R2 и наружным диаметром D колеса вентилятора составляло между 0,04 и 1,11, а также, предпочтительно, равно приблизительно 0,16.

Кроме того, участки 10a, 10b могут быть подходяще увеличены в плоскости проекции W так, чтобы заканчиваться на медианной плоскости P и на полукруглом дне выпускного отверстия. В качестве варианта, предусмотрена возможность для этих участков, чтобы они были, в свою очередь, соединены, на противолежащей стороне от зоны изгиба, с дополнительными участками свободной кромки 10, как показано на фиг.5.

В частности, предусмотрена возможность, чтобы криволинейный участок 10а увеличивался, на противоположной стороне от изгиба F, в третий участок 10с, по существу прямолинейный и также проходящий до медианной плоскости P, и чтобы криволинейный участок 10b увеличивался соответствующим образом в четвертый криволинейный участок 10d.

Прямолинейный участок 10с является, кроме того, наклонным, в плоскости проекции W, относительно перпендикуляра к медианной плоскости P, с образованием угла наклона А, имеющего значение между 0° и 45°.

Четвертый участок 10d имеет радиус кривизны, обозначенный R4, того же направления, как и радиус кривизны R2 участка 10b. Радиус кривизны R4, кроме того, выбирается так, чтобы иметь значение такое, что отношение (R4/D) между самим радиусом кривизны и наружным диаметром колеса вентилятора составляло между 0,04 и 1,11.

Возвращаясь к плоскости проекции Q на фиг.4, далее будет упоминаться двухмерная система координат к ортогональным осям, которые содержатся в плоскости W и имеют центр в точке пересечения между плоскостью W и осью X, с осью абсцисс x', направленной параллельно оси Y. Относительно этой системы координат, точка S, в которой находится центр радиуса кривизны R' дуги окружности, которая определяет искривленное направление придатка 9 в плоскости проекции Q, имеет координаты (x', y') такие, что отношение (x'/D) между ее абсциссой и наружным диаметром D колеса вентилятора выбирается таким, чтобы иметь значение между 0 и 0,5, а отношение (y'/D) между ординатой и наружным диаметром D колеса вентилятора имеет значение между 0 и 0,5.

Радиус кривизны R' дуги B, кроме того, выбирается так, чтобы иметь значение такое, что отношение (R'/D) между ним и диаметром D колеса вентилятора составляет между 0,15 и 0,6, а также, предпочтительно, равно приблизительно 0,3.

Что касается окружной длины дуги B, то угол E, противолежащий этой дуге, выбирается таким, чтобы иметь значение между 15° и 90°, предпочтительно, равное 35°.

Предусматривается также дуга В развития придатка в плоскости Q для продолжения, в прямолинейной зоне М (со значением отношения M'/D между 0 и 0,3, где M' является расстоянием, обозначенным на фиг.4), начиная от начальной точки спирали.

Согласно дополнительным признакам изобретения предусматривается, чтобы профиль спиральной поверхности колеса вентилятора, со ссылкой на его проекцию в плоскости Q на фиг.4, был соединен позади выпускного отверстия с пятым и шестым криволинейными участками 12a, 12b, имеющими радиусы кривизны R5, R6 противоположного знака и определяющими точку изгиба F' в зоне соединения. В частности, предусматривается, чтобы участок 12b, который является ближайшим к выпускному отверстию, имел выпуклую кривизну с радиусом кривизны, имеющим центр в плоскости проекции на противолежащей стороне от оси X относительно самого участка.

Точка изгиба F' дополнительно расположена относительно выше определенной системы координат x', y', с соответствующими координатами, такими, что отношение (x”/D) между ее абсциссой и диаметром D колеса вентилятора составляет между 0 и 0,95, а отношение (y”/D) между ее ординатой и диаметром D составляет между 0,4 и 1,4. Радиус кривизны R5 пятого участка 12a выбирается так, чтобы иметь значение такое, что отношение R5/D между упомянутым радиусом и диаметром колеса вентилятора составляет между 0 и 9,5.

Кроме того, радиус кривизны R6 шестого участка 12b подходяще выбирается, чтобы иметь значение такое, что отношение R6/D между радиусом и диаметром колеса вентилятора составляет между 0 и 5.

По отношению к фиг.6, ссылка 15 схематически обозначает приемник давления, например, выполненный в форме отверстия или сквозного отверстия, предусмотренного в корпусе одного придатка 9, образующего разделитель потоков 8. Отверстие 15, преимущественно предусмотренное за одно целое с разделителем 8, предусмотрено позади выпускного отверстия 5 вентилятора и может быть подходяще использовано для помещения датчика давления, например, предназначенного для определения скорости потока, выпускаемого вентилятором, или для подачи сигнала на выключение давления, без заметного пересечения с потоком и, следовательно, без изменения исполнения устройства.

Изобретение относится к центробежным вентиляторам, предназначенным для использования в вытяжных колпаках или вытяжных устройствах для дыма (дымососах), и обеспечивает разделение паров жидкостей и снижение шума, производимого разделителем. Указанный технический результат достигается тем, что в центробежном вентиляторе дополнительно содержится разделитель потоков, причем свободная кромка по меньшей мере одного придатка разделителя потоков имеет в боковой проекции во второй плоскости, перпендикулярной второй оси, по меньшей мере первый и второй криволинейные участки в продолжении друг друга, имеющие радиусы кривизны противоположного знака и образующие точку изгиба в зоне соединения, при этом участок, ближайший к медианной плоскости соединения полуобечаек корпуса, имеет выпуклую кривизну с соответствующим радиусом кривизны, имеющим центр в участке второй плоскости координат, содержащей вторую ось. 17 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Центробежный вентилятор, содержащий корпус (2) со спиральным наружным профилем, определяемый парой полуобечаек (2а, 2b), приспособленных для соединения одна с другой, колесо (3) вентилятора, смонтированное в корпусе (2) и приспособленное приводиться во вращение вокруг первой оси (X), при этом в корпусе (2) образовано боковое всасывающее отверстие (6), коаксиальное с первой осью (X), и тангенциальное выпускное отверстие (5), коаксиальное со второй осью (Y), направленной тангенциально к колесу (3) вентилятора, внутри корпуса (2) образована напорная камера (7), имеющая объем, определенный между колесом (3) вентилятора и внутренним спиральным профилем (3b) корпуса (2), при этом вентилятор дополнительно содержит разделитель потоков (8), расположенный в зоне (М), имеющей наименьшее радиальное расстояние между колесом (3) вентилятора и внутренним профилем (3b) корпуса, при этом разделитель потоков (8) образован совместно парой придатков (9), каждый из которых сформирован в соответствующей полуобечайке (2а, 2b) корпуса, причем выступ каждого из придатков (9) в первой плоскости (Q), перпендикулярной первой оси (X), проходит, по существу, вдоль дуги окружности (В), проходит в продление внутреннего спирального профиля (3b) корпуса (2), а также выступает в напорную камеру позади выпускного отверстия (5), отличающийся тем, что свободная кромка (10), по меньшей мере, одного из придатков (9) разделителя потоков (8) имеет в боковой проекции на вторую плоскость (W), перпендикулярную второй оси (Y), по меньшей мере, первый и второй криволинейные участки (10а, 10b) в продолжении друг друга, имеющие радиусы кривизны (R1, R2) противоположного знака и образующие точку изгиба (F) в зоне соединения, при этом участок (10а), ближайший к медианной плоскости (Р) соединения полуобечаек (2а, 2b) корпуса, имеет выпуклую кривизну с соответствующим радиусом (R1) кривизны с центром в участке второй плоскости (W) проекции, содержащей вторую ось (Y).

2. Вентилятор по п.1, в котором относительно первой двухмерной системы координат с ортогональными осями (х, y), которые содержатся во второй плоскости (W) и имеют центр в точке пересечения между второй плоскостью (W) и второй осью (Y), с осью абсцисс (х), перпендикулярной медианной плоскости (Р), и осью ординат (y), параллельной медианной плоскости, точка изгиба (F) имеет координаты такие, что отношение (x/D) между абсциссой (х) и наружным диаметром (D) колеса (3) вентилятора составляет между 0,04 и 0,185, а отношение (y/D) между ординатой (y) и наружным диаметром (D) колеса (3) вентилятора составляет между 0,04 и 1,11.

3. Вентилятор по п.1 или 2, в котором радиус кривизны (R1) первого участка (10а) выбирается из такого значения, что отношение между радиусом (R1) и наружным диаметром (D) колеса (3) вентилятора составляет между 0,04 и 1,11.

4. Вентилятор по п.1, в котором радиус кривизны (R2) второго участка (10b) выбирается из такого значения, что отношение между радиусом (R2) и наружным диаметром (D) колеса (3) вентилятора составляет между 0,04 и 1,11.

5. Вентилятор по п.1, в котором во второй плоскости (W) проекции первый криволинейный участок (10а) проходит на противолежащей стороне от точки изгиба (F) в третий криволинейный участок (10с), проходящий до медианной плоскости (Р) соединения полуобечаек (2а, 2b) корпуса.

6. Вентилятор по п.5, в котором третий криволинейный участок (10с) является наклонным относительно перпендикуляра к медианной плоскости (Р) соединения полуобечаек (2а, 2b) с образованием угла между 0° и 45°.

7. Вентилятор по п.5, в котором во второй плоскости (W) проекции второй искривленный участок (10b) проходит на противолежащей стороне от точки изгиба (F) в четвертый искривленный участок (10d).

8. Вентилятор по п.7, в котором четвертый искривленный участок (10d) имеет радиус кривизны (R4) в том же направлении, что и радиус кривизны (R2) второго участка (10b).

9. Вентилятор по п.7 или 8, в котором радиус кривизны (R4) четвертого участка (10d) выбирается из такого значения, что отношение между радиусом кривизны (R4) и наружным диаметром (D) колеса (3) вентилятора составляет между 0,04 и 1,11.

10. Вентилятор по п.1, в котором придатки (9) в каждой соответствующей полуобечайке (2а, 2b) корпуса, совместно образующие разделитель потоков (8), являются симметричными в зеркальном отображении относительно медианной плоскости (Р) соединения соответствующих полуобечаек (2а, 2b) корпуса.

11. Вентилятор по п.1, в котором относительно второй двухмерной системы координат с ортогональными осями (х', y'), которые содержатся в упомянутой второй плоскости (Q) проекции, имеют центр в точке пересечения между первой плоскостью (Q) и первой осью (X), с осью абсцисс (х'), параллельной второй оси (Y), точка (S), в которой центрируется радиус кривизны (R') дуги окружности (В), имеет координаты такие, что отношение (x'/D) между ее абсциссой и наружным диаметром (D) колеса (3) вентилятора составляет между 0 и 0,5, а отношение (y'/D) между ординатой и наружным диаметром (D) колеса (3) вентилятора составляет между 0 и 0,5, при этом центр кривизны (S) расположен на противолежащей стороне от дуги (В) относительно плоскости, содержащей первую ось (X) и перпендикулярной второй оси (Y).

12. Вентилятор по п.11, в котором угол (Е) окружного развертывания дуги (В) составляет между 15° и 90°.

13. Вентилятор по п.1, в котором выступ в первой плоскости (Q) спирального профиля корпуса на противолежащей стороне от разделителя (8) соединен позади выпускного отверстия (5) с пятым и шестым искривленными участками (12а, 12b), имеющими радиусы кривизны (R5, R6) противоположного знака и образующими точку изгиба (F') в зоне соединения, при этом шестой участок (12b), ближайший к выпускному отверстию (5), имеет выпуклую кривизну с соответствующим радиусом кривизны (R6), с центром в первой плоскости проекции (Q) на противоположной стороне от первой оси (X) относительно искривленного участка (12b).

14. Вентилятор по п.11, в котором относительно второй плоской системы координат к ортогональным осям (х', y'), которые содержатся в первой плоскости (Q) проекции, вторая точка изгиба (F') имеет координаты (х", y") такие, что отношение (x"/D) между ее абсциссой и наружным диаметром (D) колеса (3) вентилятора составляет между 0 и 0,95, а отношение (y"/D) между ординатой и наружным диаметром (D) колеса (3) вентилятора составляет между 0,4 и 1,4.

15. Вентилятор по п.13, в котором радиус кривизны (R6) шестого участка (12b) выбирается из такого значения, что отношение между радиусом кривизны (R6) и наружным диаметром (D) колеса (3) вентилятора составляет между 0 и 5.

16. Вентилятор по п.13, в котором радиус кривизны (R5) пятого участка (12а) выбирается из такого значения, что отношение между радиусом (R5) кривизны и наружным диаметром (D) колеса (3) вентилятора составляет между 0 и 9,5.

17. Вентилятор по п.1, содержащий отверстие (15) в, по меньшей мере, одном из упомянутых придатков (9), составляющее приемник давления для вентилятора или гнездо для размещения датчика давления.

18. Вентилятор по п.17, в котором отверстие (15) выполнено за одно целое с соответствующим придатком (9) разделителя потоков (8).