ЛОПАТКА РАБОЧЕГО КОЛЕСА РАДИАЛЬНОГО ВЕНТИЛЯТОРА Российский патент 2013 года по МПК F04D29/30 

Изобретение относится к области вентиляторостроения, а именно, к лопатке рабочего колеса радиального (центробежного) вентилятора, применяемого практически во всех отраслях народного хозяйства, в частности, в системах кондиционирования воздуха и вентиляции, в технологических установках различного назначения, основой которых является вентилятор, и в устройствах для создания принудительной тяги по удалению продуктов сгорания топлива - дымососах.

Особенностью таких вентиляторов является большая ширина и загнутые назад лопатки.

Из уровня техники известен радиальный вентилятор с загнутыми назад криволинейными лопатками, при этом повышение кпд вентилятора обеспечивается тем, что выбраны оптимальные соотношения между параметрами покрывного диска и лопатками, между площадями сечений при входе в вентилятор и при выходе на лопатки (см. РФ 2206798, 2003).

Недостатком устройства является то, что в нем не исключается отрыв потока рабочей среды в области выходной кромки лопатки, а это приводит к увеличению потери давления и, следовательно, к снижению кпд вентилятора.

Ближайшим аналогом заявленной изобретения является лопатка рабочего колеса радиального вентилятора 0,55-40-1, используемого в дымососе типа ДН (см. Центробежные вентиляторы. Под редакцией Т.С.Соломаховой, М., Машиностроение, 1975, с.254, рис.176), которая изогнута по дуге окружности и имеет лопаточный угол выхода 40 градусов между касательной к лопатке, проведенной по выходной кромке лопатки, и касательной, проведенной в этой же точке к окружности рабочего колеса. Недостатком указанной лопатки является недостаточное снижение степени отрыва рабочей среды в области выходной кромки лопатки.

Задачей заявленного изобретения является создание усовершенствованной конструкции лопатки.

Технический результат, достигаемый изобретением, заключается в повышении номинальной производительности при одновременном повышении кпд за счет увеличения угла выхода потока рабочей среды из рабочего колеса и повышения аэродинамической характеристики профиля лопатки.

Указанный результат достигается тем, что лопатка рабочего колеса радиального вентилятора загнутая назад содержит поверхность, состоящую из первой части, изогнутой по дуге окружности с радиусом Rл=0,55 D₂, и второй части, выполненной прямолинейной, проходящей по касательной, проведенной к изогнутой первой части в точке b, расположенной на расстоянии b=(0,05-0,055) D₂ от выходной кромки первой части, если бы эта часть была продолжена, при этом лопаточный угол выхода между прямолинейной второй частью и касательной, проведенной к окружности диаметром D₂ рабочего колеса по выходной кромке второй части равен 41-47 градусам и обеспечивается подбором соответствующих параметров Rл, Rц, D₂,

где D₂ - диаметр рабочего колеса,

Rл - радиус изогнутой части лопатки,

Rц - радиус окружности расположения центров кривизны лопаток.

На фиг.1 схематично изображено рабочее колесо в плоскости вращения,

на фиг.2 - аэродинамическая характеристика дымососа ДН-19-095НЖ - прототипа,

на фиг.3 - аэродинамическая характеристика дымососа выполненного также, как и прототип, по базовой аэродинамической схеме 0,55-40-1 с использованием лопаток согласно полезной модели.

Рабочее колесо радиального вентилятора состоит из несущего 1 и покрывного 2 дисков и расположенных между ними загнутыми назад листовых лопаток 3. Первая часть поверхности(ей) лопатки изогнута по дуге окружности с радиусом Rл=0,55 D₂, где D₂ - диаметр рабочего колеса, при этом на расстоянии b=(0,05-0,055) D₂ от выходной кромки лопатка 3 имеет вторую часть поверхности, выполненную прямолинейной, проходящей по касательной, проведенной к изогнутой первой части в точке b, которая расположена на расстоянии b=(0,05-0,055) D₂ от выходной кромки первой части, если бы эта часть была продолжена. При этом лопаточный угол выхода между прямолинейной второй частью и касательной, проведенной к окружности диаметром D₂ рабочего колеса по выходной кромке второй части равен 41-47 градусам. Возможность получения указанных углов обеспечивается подбором соответствующих параметров Rл, Rц, D₂, например, посредством прочерчивания,

где D₂ - диаметр рабочего колеса,

Rл - радиус изогнутой части лопатки,

Rц - радиус окружности расположения центров кривизны лопаток.

Работа вентилятора осуществляется следующим образом.

При включении двигателя вращение передается рабочему колесу. За счет возникающего перед колесом разрежения происходит поступление рабочей среды через входное сечение патрубка (на чертеже не обозначено) на входные кромки лопаток 3 и далее к их выходным кромкам. Затем рабочая среда поступает в корпус и выбрасывается через его выходное сечение.

В результате выполнения поверхности лопатки 3 и лопаточному углу выхода согласно полезной модели снижается степень отрыва рабочей среды в области выходной кромки лопатки.

Возможность достижения технического результата при указанном выполнении лопатки подтверждается результатами экспериментальных исследований, проведенных при испытаниях моделей дымососа ДН-19-0,95НЖ, основой которого является радиальный вентилятор, выполненный по базовой аэродинамической схеме 0,55-40-1 (фиг.2) и дымососа ДН-19-095 СНЖ, выполненного по той же схеме, что и вышеупомянутый с видоизменениями согласно описанному в изобретении профилю лопаток (фиг.3). При этом были испытаны последовательно лопатки с прямым участком лопатки 3 при b равными 0, 05D2; 0,052 D₂; 0,055 D₂ и лопаточными углами выхода 41; 45; 47 градусами. D₂=190 см, Rл=104,5 см, Rц=137,6 см. По всем этим вариантам выполнения лопатки показатели по производительности и кпд разнились лишь в пределах допустимой погрешности.

Исследования показали, что номинальная производительность дымососа выросла на 8% (от 997200 м³/час до 105000 м3/час), а кпд вырос с 85% до 86%.

Изобретение относится к области вентиляторостроения, а именно к лопатке рабочего колеса центробежного вентилятора. Лопатка, загнутая назад, содержит поверхность, состоящую из первой части, изогнутой по дуге окружности с радиусом Rл=0,55 D₂, и второй части. Последняя выполнена прямолинейной, проходящей по касательной, проведенной к изогнутой первой части в точке b. Эта точка расположена на расстоянии b=(0,05-0,055) D₂ от выходной кромки первой части, если бы эта часть была продолжена. Лопаточный угол выхода между прямолинейной второй частью и касательной, проведенной к окружности диаметром D₂ рабочего колеса по выходной кромке второй части, равен 41-47 градусам и обеспечивается подбором соответствующих параметров Rл, Rц, D₂, где D₂ - диаметр рабочего колеса, Rл - радиус изогнутой части лопатки, Rл - радиус окружности расположения центров кривизны лопаток. Изобретение обеспечивает повышение номинальной производительности при одновременном повышении кпд. 3 ил.

Лопатка рабочего колеса радиального вентилятора, загнутая назад, содержащая поверхность, состоящую из первой части, изогнутой по дуге окружности с радиусом Rл=0,55D₂, и второй части, выполненной прямолинейной, проходящей по касательной, проведенной к изогнутой первой части в точке b, расположенной на расстоянии b=(0,05-0,055)D₂ от выходной кромки первой части, если бы эта часть была продолжена, при этом лопаточный угол выхода между прямолинейной второй частью и касательной, проведенной к окружности диаметром D₂ рабочего колеса по выходной кромке второй части, равен 41-47 градусам и обеспечивается подбором соответствующих параметров Rл, Rц, D₂,
где D₂ - диаметр рабочего колеса;
Rл - радиус изогнутой части лопатки;
Rц - радиус окружности расположения центров кривизны лопаток.