Радіальний вентилятор

1. Радіальний вентилятор, який містить спіральний корпус, устаткований язиком, встановлене в корпусі на валу робоче колесо із загнутими назад лопатками і з конусним покривним диском, вхідний колектор з ділянками криволінійного профілю в діаметральному перерізі, зовнішня поверхня якого утворює із внутрішньою поверхнею покривного диска на вході в робоче колесо коловий зазор, вихорогасник, виконаний у вигляді принаймні однієї пластини, яку розташовано із зовнішнього боку вхідного колектора перед коловим зазором в зоні найбільшого розкриття спіральної ділянки корпуса, вихідний патрубок, ширина якого дорівнює ширині спірального корпуса, який відрізняється тим, що зазначена пластина вихорогасника розташована U 2 (19) 1 3 назад лопатками і з конусним покривним диском, вхідний колектор з ділянками криволінійного профілю в діаметральному перерізі, зовнішня поверхня якого утворює із внутрішньою поверхнею покривного диска на вході в робоче колесо коловий зазор, вихорогасник, виконаний у вигляді принаймні однієї пластини, яку розташовано із зовнішньої сторони вхідного колектора перед коловим зазором в зоні найбільшого віддалення робочого колеса від спіральної ділянки корпусу, вихідний патрубок, який за шириною дорівнює корпусу вентилятора, при цьому ширина корпуса L складає 0,9-1,1 діаметра D робочого колеса, вхідний колектор містить циліндричну ділянку, довжина вхідного колектора LBX складає 0,48-0,63 діаметра D робочого колеса, а діаметр входу DBX в робоче колесо дорівнює 0,66-0,69 діаметра D робочого колеса. Винахід [2] прийнято за найбільш близький аналог. Розташування пластини вихорогасника у винаходах [1, 2] в зоні найбільшого віддалення робочого колеса від спіральної ділянки корпуса забезпечує отримання високих аеродинамічних характеристик вентилятора, однак проведені дослідження показали можливість їх вдосконалення. Технічна задача, що вирішується, полягає у підвищенні ефективності вентилятора. Технічний результат полягає у збільшенні ККД та напорнорозхідної характеристики вентилятора в зоні його високої продуктивності. Радіальний вентилятор, як і в найбільш близькому аналогу [2], містить спіральний корпус, устаткований язиком, встановлене в корпусі на валу робоче колесо із загнутими назад лопатками і з конусним покривним диском, вхідний колектор із ділянками криволінійного профілю в діаметральному перерізі, зовнішня поверхня якого утворює із внутрішньою поверхнею покривного диска на вході в робоче колесо коловий зазор, вихорогасник, виконаний у вигляді принаймні однієї пластини, яку розташовано із зовнішньої сторони вхідного колектора перед коловим зазором в зоні найбільшого віддалення робочого колеса від спіральної ділянки корпуса, вихідний патрубок, ширина якого дорівнює ширині спірального корпуса, але на відміну від найбільш близького аналога [2], зазначену пластину вихорогасника розташовано між площинами, що проходять через вісь обертання робочого колеса, одна з яких перетинає лінію найбільшого розкриття спіральної ділянки корпуса, а іншу розташовано під кутом 45° в сторону язика спірального корпуса. Радіальний вентилятор характеризується тим, що ширина корпуса складає 0,9-1,1 діаметра робочого колеса, вхідний колектор містить циліндричну ділянку, довжина вхідного колектора складає 0,48-0,63 діаметра робочого колеса, а діаметр входу в робоче колесо дорівнює 0,66-0,69 діаметра робочого колеса. Радіальний вентилятор характеризується тим, що зовнішня кромка принаймні однієї пластини вихорогасника дотикається до вхідного колектора. Радіальний вентилятор характеризується тим, що принаймні одну пластину вихорогасника в діаметральному перерізі розташовано під кутом ±10° до вхідного колектора з відліком від радіального 17264 4 напрямку назустріч напрямку обертання робочого колеса, і під кутом ±10° до площини, що проходить через вісь обертання робочого колеса. Радіальний вентилятор характеризується тим, що принаймні одну пластину вихорогасника виконано пласкою. Корисна модель пояснюється кресленнями. На Фіг.1 представлено вентилятор при вигляді зверху. На Фіг.2 показано розріз А-А на Фіг.1. На Фіг.3 показано розріз Б-Б на Фіг.2. На Фіг.4 показано виносний елемент В на Фіг.3. На Фіг.5 дано розріз Г-Г на Фіг.1. На Фіг.6 показано вигляд Д на Фіг.4. На Фіг.7 показано вигляд Е на Фіг.4. На Фіг.8 представлено графік залежності коефіцієнта тиску вентилятора, що пропонується, від місця розташування пластини вихорогасника. На Фіг.9 представлено графік залежності коефіцієнта корисної дії вентилятора, що пропонується, від місця розташування пластини вихорогасника. На Фіг.10 представлено графік залежності коефіцієнта тиску від коефіцієнта продуктивності відомого вентилятора і вентилятора, що пропонується. Радіальний вентилятор побудовано наступним чином. Радіальний вентилятор містить спіральний корпус 1 (Фіг.1, 2, 3), встановлене в ньому робоче колесо 2, вал 3 якого кінематично пов'язаний з енергоприводом, наприклад, з електродвигуном (Фіг.3), вхідний колектор 4 з криволінійним профілем в діаметральному перерізі, і вихідний колектор 5 на всю ширину корпуса 1 (Фіг.1, 3). Робоче колесо 2 містить основний 6 і покривний 7 диски і встановлені між ними лопатки 8. Між зовнішньою поверхнею 9 вхідного колектора 4, покривним диском 7 і стінками корпуса 1 утворюється циркуляційна камера 10. На вході в робоче колесо 2 між зовнішньою поверхнею покривного диска 7 і внутрішньою поверхнею 9 вхідного колектора 4 утворено коловий зазор 11 (Фіг.3, 4). По колу із зовнішньої сторони вхідного колектора 4 розташовано вихорогасник, який виконано у вигляді принаймні однієї пластини, наприклад, пластини 12, яку встановлено в секторі між умовними площинами, які проходять через вісь 13 обертання робочого колеса 2, при цьому одна з площин перетинає лінію найбільшого розкриття спіральної ділянки корпуса 1, а іншу розташовано під кутом 45 град. в сторону язика 14 спірального корпуса 1 (в системі координат на Фіг.5, =0... -45°). При цьому під лінією найбільшого розкриття спіральної ділянки корпуса 1 розуміється лінія сполучення стінки 15 вихідного колектора 5 із спіральною поверхнею 16 корпуса 1. Внутрішню кромку пластини 12 поєднано із поверхнею вхідного колектора 4. Пластина 12 в діаметральному перерізі може бути встановлена під кутом =0±10° до вхідного колектора 4 з відліком назустріч напрямку обертання робочого колеса 2 (Фіг.6) і під кутом ±10 відносно осі 13 обертання робочого колеса 2 (Фіг.7), а зовнішня кромка плас 5 тини 12 може бути виконана як прямолінійною (Фіг.4), так і криволінійною (на Фіг. не показано). В переважному варіанті виконання радіального вентилятора вихорогасник містить одну пласку пластину 12, яка дотикається кромкою до зовнішньої поверхні вхідного колектора 4 і яку встановлено під кутами =0 і =0 , вхідний колектор 4 виконано з циліндричною вставкою 17, довжина LBX вхідного колектора 4 складає 0,48-0,63 діаметра D робочого колеса 2 (що дорівнює діаметру кола, яку окреслюють кінці лопаток 8), діаметр DBX вхідного колектора 4 на вході в робоче колесо 2 дорівнює 0,66-0,69 діаметра D робочого колеса 2, ширина Н робочого колеса 2 дорівнює не менш 0,25 діаметра D робочого колеса 2, ширина L корпуса 1 вентилятора складає 0,9-1,1 діаметра D робочого колеса 2: LBX=(0,48-0,63)D; DBX=(0,660,69)В; H 25D; L=(0,9-1,1)D. Радіальний вентилятор працює наступним чином. При обертанні робочого колеса 2 за рахунок зазорів між лопатками 8 і стінками спірального корпуса 1, а також вхідного колектора 4 і зовнішньої поверхні покривного диска 7, що обертається, в циркуляційній камері 10 виникає закручена тороїдальна (вихрова) течія, яка підвищує аеродинамічні втрати, що знижують ККД вентилятора. Встановлення вихорогасника, який містить принаймні одну пластину 12, забезпечує гальмування тороїдальної (вихрової) течії, що супроводжується підвищенням тиску в циркуляційній камері 10. За рахунок різності тиску в циркуляційній камері 10 і на вході в робоче колесо 2 через коловий зазор 11 на внутрішню поверхню покривного диска 7 видувається кільцевий струмінь. В результаті збільшується імпульс струменя, який формується в коловому зазорі 11, який утворює додаткове розрядження на внутрішній поверхні покривного диска 7, що знижує інтенсивність вихору, і який, відповідно, зменшує аеродинамічні втрати не тільки на вході в робоче колесо 2, але і вентилятора в цілому. Виконання вхідного колектора 4 з довжиною LBX=(0,48-0,63)D за рахунок циліндричної ділянки 17 з діаметром входу в робоче колесо 2, що дорівнює DBX=(0,66-0,69)D, забезпечує підвищення рівномірності потоку, що надходить в робоче колесо 2, що затримує відрив пограничного шару з поверхні покривного диска 7 і з лопаток 8 робочого колеса 2 при його обертанні. В результаті можливо збільшити ширину Н лопаток 8 до 0,35 і вище діаметра D робочого колеса 2: H 0,25D. Це дає можливість збільшити ширину L корпуса до L=(0,91,1)D, внаслідок чого зменшується динамічний тиск потоку на виході з вихідного колектора 5 і збільшується статичний тиск вентилятора. Залежність коефіцієнта повного тиску =2Р/ u2 і коефіцієнта корисної дії B (ККД) вентилятора при постійних величинах коефіцієнта про2 дуктивності =4Q/ D u (де Q - продуктивність вентилятора,Р - статичний тиск, D - діаметр робочого колеса 2 вентилятора, u - колова швидкість кінців лопаток 8 робочого колеса 2 вентилятора, - густина повітря) від місця встановлення пластини 12 17264 6 вихорогасника, яку отримано в експериментах, представлено відповідно на Фіг.8 і 9. Відповідно до графіків на Фіг.8, 9 в діапазоні кутів 8 встановлення пластини 12 вихорогасника від 0 до 45 в сторону язика 14 (в представленій на Фіг.5 системі координат діапазон кутів складає 0 -45 ) розташовані максимуми ККД B і коефіцієнта повного тиску , при цьому зазначені максимуми досягаються при різному положенні пластини 12 вихорогасника. Із ростом коефіцієнта продуктивності вентилятора максимуми стають більш вираженими, і по мірі віддалення від максимуму на границі зазначених діапазонів інтенсивність змінення коефіцієнтів і вихорогаB повного тиску по куту встановлення сника зменшується аж до змінення знака. Це підтверджує суттєвість ознаки, що стосується обраних границь встановлення вихорогасника. Представлене на Фіг.10 порівняння аеродинамічних характеристик вентиляторів з однаковими робочими колесами, колекторами і корпусами, але з різним положенням вихорогасника, який містить одну пластину 12, показує, що при встановленні пластини 12 під кутом =-22°, який відповідає зоні з максимальними величинами і B, (вентилятор "РАДИВЕЙ", що пропонується, і вентилятор, прийнятий за найбільш близький аналог [2] (ВР-5), перший має більш високі коефіцієнти повного тиску при більших величинах коефіцієнта продуктивності . При виконанні пластини 12 зігнутою аеродинамічні втрати менші, ніж при виконанні пластини 12 плоскою. Кути встановлення зігнутої пластини 12 і кут в коловому зазорі 11 мають бути оптимізовані в залежності від параметрів і умов експлуатації вентилятора. Однак сполучення пластини 12 із зовнішньою поверхнею 9 вхідного колектора 4 має складний просторовий контур, що ускладнює технологію виготовлення спрямовуючого апарата центробіжного вентилятора. Виконання пластини 12 пласкою із зовнішньою кромкою, що дотикається до зовнішньої поверхні 9 вхідного колектора 4, а також розташування пластини 12 вздовж твірної в діаметральному перерізі вхідного колектора 4 під кутом =±10 назустріч напрямку обертання робочого колеса 2 забезпечує технологічність виготовлення вихорогасника і вентилятора в цілому. Розташування пластини 12 під кутом =±10 обумовлено зниженням вимог до точності поєднання пластини 12 із зовнішньою поверхнею 9 вхідного колектора 4, і практично мало впливає на технічний результат. Радіальний вентилятор в спіральному корпусі, який представлено в описі, може бути виготовлений на будь-якому спеціалізованому підприємстві. Реалізація корисної моделі забезпечує досягнення заявленого технічного результату. Параметри вихорогасника, виконаного у вигляді пластини 12, і розміри колового зазору 11 можуть бути оптимізовані в залежності від умов експлуатації і характеристик вентилятора. 7 17264 8 9 17264 10 11 17264 12 13 Комп’ютерна верстка А. Крулевський 17264 Підписне 14 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601