ВЕНТИЛЯТОР Российский патент 2016 года по МПК F04D25/02 

Изобретение относится к устройству подачи воздуха, в частности вентилятору, в частности, для применения в технике кондиционирования воздуха и технике охлаждения, состоящему из корпуса, крыльчатки, которая установлена с возможностью вращения вокруг центральной оси, приводного двигателя, а также защитной решетки.

Международная заявка WO 2004/094835 А1 описывает устройства подачи воздуха с воздушным нагнетательным каналом и расположенной в нем рабочей крыльчаткой, которая может вращаться вокруг центральной оси и имеет ступицу с наружным периметром, на котором закреплены лопасти, которые своими радиальными наружными кромками простираются до внешней границы поверхности, и которые имеют серповидные передние кромки, и которые в области радиально внешнего края снабжены струйными элементами, которые для спрямленного потока, проходящего вокруг этого радиально внешнего края от напорной стороны к стороне всасывания, образованы в качестве заграждений обтекания.

В статье сборника Fan Noise «EXPERIMENTAL AEROACOUSTIG ANALYSIS OF EFFICIENT AUTOMOTIVE ENGLE COOLING FAN SYSTEM», 2003, описано эффективное в части потребления энергии устройство подачи воздуха для применения в системах охлаждения транспортных средств, состоящее из крыльчатки с двигателем, которая встроена в корпус, который объединяет функциональные элементы: имеющую цилиндрическую форму направляющую потока, диффузор и спрямляющую лопасть в одном конструктивном элементе, причем здесь подчеркнута компактная конструкция устройства подачи воздуха.

Задачей изобретения является создание вентилятора, который при своей компактной конструкции создает значительно меньше шума, а также имеет более высокий коэффициент полезного действия, причем защитная решетка также объединена с вентилятором.

Согласно изобретению эта задача решается благодаря тому, что в корпусе (1), изготовленном из синтетического материала цельным, интегрированы струйные элементы подающего сопла (1.1), имеющая форму цилиндра направляющая потока (1.2), спрямляющие лопасти (1.3) и диффузор (1.5), причем спрямляющие лопасти (1.3) одновременно предназначены для присоединения крепления (1.4) двигателя к наружному контуру и на корпусе (1) имеется устройство, на котором может быть установлена защитная решетка (3), в частности в виде ячеистой решетки, а также, что радиально наружу лежащие концы (2.3) лопастей (2.1) крыльчатки (2) выполнены в виде специальных струйных элементов (винглетов), которые имеют особенно малый зазор с боковой стенкой (1, 2), а также, что приводной двигатель (5) представлен двигателем с внешним ротором, который выполнен либо как асинхронный двигатель переменного тока (АС), либо как электронным образом коммутированный двигатель постоянного тока (ЕС).

Здесь корпус (1) несет несколько функций и при этом требует сравнительно небольшого конструктивного пространства. Так корпус (1) берет на себя подвеску крыльчатки (2) в комплекте с электрическим приводным двигателем (5), который образован в виде двигателя с внешним ротором. Перенос всех действующих на вентилятор сил и моментов наружу происходит через спрямляющие лопасти (1.3), соединенные с кронштейном опоры двигателя и корпусом. Эти спрямляющие лопасти (1.3), которые уменьшают окружные составляющие скорости истечения, со своим специальным профилированием вносят существенные вклад в повышение статического коэффициента полезного действия вентилятора. Подающее сопло (1, 1) корпуса при этом имеет задание разгонять в значительной мере с небольшими потерями среду из пространства со стороны всасывания и имеет для этого специальный сужающийся в направлении потока контур.

Чтобы еще больше минимизировать потери и появление шума, причиной которых является зазор между концами (2.3) лопастей крыльчатки (2) и этой боковой стенкой цилиндрической направляющей (1.2) потока, этот зазор выполнен очень малым. Далее струйные элементы (винглеты) (2.3) обеспечивают заметно уменьшенное создание шума.

Поток ниже по течению крыльчатки (2), отклоняясь от спрямляющих лопастей (1.3), попадает в диффузор (1.5), т.е. в расширяющийся проточный канал. Благодаря диффузору (1.5) уменьшается, в частности, осевая компонента скорости истечения, что вносит свой вклад в дальнейшее повышение коэффициента полезного действия и, таким образом, производительность вентилятора. На корпусе (1) дальше со стороны выхода потока может быть закреплена защитная решетка, которая выполнена, в частности, в виде ячеистой решетки. Другим объектом изобретения является то, что двигатели с внешним ротором применяются либо в технологии АС (переменный ток) либо ЕС(постоянный ток). Это делает возможным, в частности особенно компактную конструкцию, причем ЕС-двигатели дают еще дополнительное преимущество в отношении коэффициента полезного действия.

Изобретение подробнее описывается на примере осуществления.

Показано:

Фигура 1 - Вентилятор в продольном разрезе.

Фигура 2 - Вентилятор в виде спереди в перспективе.

Фигура 3 - Вентилятор вид сверху.

Фигура 4 - Вентилятор в виде сзади в перспективе.

Фигура 5 - Фрагмент вентилятора с крыльчаткой и спрямляющей лопастью.

Фигура 6 - Фрагмент вентилятора с контурами лопастей.

Фигура 1 показывает вентилятор, здесь осевой вентилятор в продольном разрезе со своим корпусом (1), который в направлении потока имеет специально образованный, сужающийся контур подающего сопла (1.1), к которому примыкает имеющая форму цилиндра направляющая (1.2) потока, а также расширяющийся вперед проточный канал, диффузор (1, 5). В самом узком месте корпуса (1) имеющей форму цилиндра направляющей потока (1.2) расположена крыльчатка (2), концы лопастей которой выполнены в виде специальных струйных элементов (винглетов), имеют для минимизации шума и потери коэффициента полезного действия только очень небольшой зазор до имеющей форму цилиндра направляющей (1.2) потока. Позади крыльчатки (2) расположены прочно соединенные с корпусом (1) спрямляющие лопасти (1.3), которые со стороны ступицы прочно соединены с кронштейном (1.4) опоры двигателя, на котором закрепляются приводной двигатель (5) вместе с крыльчаткой (2). На концевой стороне корпуса (1) расположена защитная решетка (3), которая может крепиться как внутри, так и снаружи диффузора (1.5).

Фигура 2 показывает вид спереди осевого вентилятора в перспективном изображении, при котором в корпусе (1) изображено пространственное расположение крыльчатки (2) со ступицей (2.1) крыльчатки и двигателем (5). Далее представлены крепежные устройства (1.6) в подающем сопле (1.1), которые здесь выполнены в виде отверстий.

Фигура 3 показывает вид сверху осевого вентилятора с подающим соплом (1.1), крыльчаткой (2) и защитной решеткой (3). При этом наружная форма (1.11) подающего сопла (1.1) может быть не только круглой, как здесь изображено, но также быть квадратной, прямоугольной или иметь другую форму.

На фигуре 4 в перспективном изображении представлен вид сзади осевого вентилятора с защитной решеткой (3) и расположенной в центре коробкой (4) выводов. Коробка (4) выводов может разъемным способом устанавливаться как на защитной решетке (3), так и на кронштейне (1.4) опоры двигателя.

Фигура 5 показывает фрагмент осевого вентилятора с крыльчаткой и спрямляющими лопастями, в котором передние кромки (2.21) спиральных лопастей (2.2) на ступице (2.1) крыльчатки образованы преимущественно вогнутыми и с опережением в форме серпа расположены в направлении вращения. Далее представлено, что спрямляющие лопасти (1.3) многомерно изогнуты, причем их передние кромки (1.31) образованы преимущественно в форме серпа и их задние кромки (1.32) выполнены зубчатыми или волнообразными.

Далее фигура 6 показывает фрагмент осевого вентилятора, в котором задние кромки (2.22) лопастей (2.2) могут быть выпуклыми и зубчатыми или волнообразными и их радиально наружные концы образованы в виде винглетов (2.3). Лопасти (2,2), имеющие на радиальном конце исполнение в виде винглетов (2.3), способствуют существенному уменьшению завихрения потока и, таким образом, заметному уменьшению шума.

Изобретение относится к вентилятору. Состоит из корпуса, крыльчатки, приводного двигателя, а также защитной решетки. Корпус изготовлен из синтетического материала цельным и состоит главным образом из сужающегося в направлении потока подающего сопла, имеющей форму цилиндра направляющей потока, подобного диффузору расширения, спрямляющих лопастей, на чьем конце со стороны ступицы установлен кронштейн опоры двигателя, устройства, которое служит для крепления защитной решетки, а также приспособления, которое служит для крепления корпуса на предусмотренном для этого приборе или здании. Крыльчатка установлена с возможностью вращения вокруг центральной оси и состоит из центральной ступицы и установленных на ней лопастей, которые в области своих радиальных наружных кромок снабжены струйными элементами (винглетами). Изобретение направлено на снижение шума и увеличение КПД. 13 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Вентилятор, в частности, для применения в технике кондиционирования и технике охлаждения, состоящий из корпуса (1), крыльчатки (2), которая установлена с возможностью вращения вокруг центральной оси, приводного двигателя (5), из которых корпус (1) изготовлен из синтетического материала цельным и в него интегрированы струйные элементы подающее сопло (1.1), направляющая (1.2) потока, спрямляющие лопасти (1.3) и диффузор (1.5), причем спрямляющие лопасти (1.3) расположены по течению крыльчатки и одновременно предназначены для присоединения крепления (1.4) двигателя к наружному контуру, отличающийся тем, что вентилятор имеет защитную решетку (3), которая расположена на корпусе (1) со стороны выхода потока в направлении воздуха позади спрямляющих лопастей (1.3), причем радиально наружу лежащие концы (2.3) лопастей (2.1) крыльчатки (2) выполнены в виде винглетов, которые имеют такой малый зазор с боковой стенкой направляющей (1.2) потока, что потери коэффициента полезного действия и появление шума минимируются, причем крыльчатка (2) расположена в самом узком месте корпуса (1) в области имеющей форму цилиндра направляющей (1.2) потока и приводной двигатель (5) представлен двигателем с внешним ротором, который выполнен в виде электронным образом коммутированного двигателя постоянного тока (ЕС) или как асинхронный двигатель переменного тока (АС).

2. Вентилятор по п. 1, отличающийся тем, что спрямляющие лопасти (1.3) изогнуты многомерно, причем их передние кромки (1.31) преимущественно имеют форму серпа и их задние кромки (1.32) преимущественно выполнены зубчатыми или волнообразными.

3. Вентилятор по п. 1, отличающийся тем, что выполненная в форме серпа передняя кромка (1.31) спрямляющих лопастей (1.3) предпочтительно расположена под наклоном противоположно направлению вращения крыльчатки (2).

4. Вентилятор по п. 1, отличающийся тем, что в корпусе (1) на кронштейне опоры двигателя (1.4) расположено нечетное количество спрямляющих лопастей (1.3).

5. Вентилятор по п. 1, отличающийся тем, что корпус (1) с подающим соплом (1.1), имеющей цилиндрическую форму направляющей потока (1.2), спрямляющими лопастями (1.3), кронштейном (1.4) опоры двигателя и диффузором (1.5) состоит из усиленного стекловолокном синтетического материала.

6. Вентилятор по п. 1, отличающийся тем, что крыльчатка (2) имеет ступицу (2.1), на которой расположено несколько спиральных лопастей (2.2).

7. Вентилятор по п. 6, отличающийся тем, что передние кромки (2.21) лопастей (2.2) выполнены, предпочтительно, вогнутыми и в направлении вращения расположены с опережением в форме серпа.

8. Вентилятор по п. 6, отличающийся тем, что задние кромки (2.22) лопастей (2.2) выполнены выпуклыми, зубчатыми или волнообразными.

9. Вентилятор по п. 6, отличающийся тем, что ступица (2.1) крыльчатки (2) выполнена конически расширяющейся в направлении потока.

10. Вентилятор по п. 1, отличающийся тем, что в корпусе (1) ниже по течению кронштейна (1.4) опоры двигателя интегрирована коробка (4) выводов.

11. Вентилятор по п. 10, отличающийся тем, что в защитной решетке (3) неразъемным образом интегрирована крышка для коробки (4) выводов.

12. Вентилятор по п. 1, отличающийся тем, что схема присоединения кронштейна (1.4) опоры двигателя может варьироваться с помощью различных формовочных вставок в инструмент для литья под давлением для корпуса (1), в частности, что на выбор может выбираться схема присоединения для АС или ЕС двигателя.

13. Вентилятор по п. 1, отличающийся тем, что во внешней области подающего сопла (1.1) со стороны обода предусмотрены крепежные приспособления (1.6), предпочтительно в форме отверстий.

14. Вентилятор по одному из пп. 1-13, отличающийся тем, что внешняя форма (1.11) подающего сопла (1.1) выполнена, предпочтительно, круглой, квадратной или прямоугольной.