СТРУЙНЫЙ ВЕНТИЛЯТОР

Осевой струйный вентилятор
Полезная модель относится к вентиляторной технике, а именно, к осевым струйным вентиляторам, предназначенным для вентиляции помещений.
В вентиляторной технике известны осевые струйные вентиляторы. В патенте Великобритании N 2124303, А1, МПК F04D 25/08, НПК F1C, опубликованном 15.02.84, I, представлена вентиляторная установка, предназначенная для вентиляции помещений струей воздуха, содержащая корпус, входной коллектор и диффузор на выходе, двигатель, установленный на стойках, соединенных с корпусом, рабочее колесо. Недостатком изобретения 1 является отсутствие сведений о взаимосвязи геометрических параметров диффузора и рабочего колеса, что не позволяет без дополнительных исследований создать эффективный струйный вентилятор. Кроме того, недостатком изобретения является выполнение входного коллектора и диффузора на выходе с разными геометрическими параметрами, что усложняет производство, а следовательно, повышает стоимость вентилятора.
Паиболее близким аналогом является осевой струйный вентилятор, представленный в заявке ЕвропейскоТго патентного ведомства N 0221227, А1, МПК F04D 29/54, опубл. 13.05.87, 2, который содержит корпус, входной коллектор, диффузор на выходе, двигатель, стойки крепления двигателя к корпусу, рабочее колесо, причем входной коллектор и диффузор имеют обечайки с одинаковой образующей. Недостатком осевого вентилятора 2 является, как и в первом случае, отсутствие сведений о взаимосвязи геометрических параметров диффузора и лопаток рабочего колеса, что не позволяет без дополнительных исследований создать эффективный струйный вентилятор.
МПК F04 D 25/08
F04 D 29/54
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является повышение эффективности струйного вентилятора, в частности уменьшение потребляемой мощности, при технологичности конструкции корпуса и вентилятора.
Сущность полезной модели заключается в том, что, как и в наиболее близком аналоге 2, осевой струйный вентилятор содержит корпус, входной коллектор, диффузор на выходе, двигатель, стойки крепления двигателя к корпусу, рабочее колесо, соединенное с двигателем, но в отличие от наиболее близкого аналога, обечайка диффузора имеет образующую в виде дуги окружности, а лопатки рабочего колеса выполнены с относительным прогибом, величина которого изменяется вдоль длины г лопатки и определяется по формуле:
/  ,
где/  f / Ь- относительный прогиб профиля лопатки;
/- прогиб лопатки;
Ь- хорда профиля лопатки;
г  г ID - относительный радиус дуги обечайки;
г - радиус дуги обечайки;
D - диаметр рабочего колеса;
uijbi - коэффициенты, характеризующие относительный прогиб профилей
лопатки в сечениях по ее радиусу R; /  1 - корневое сечение лопатки;
/  2 - среднее сечение лопатки, Д,р2  J  -- ;
/  3 - концевое сечение лопатки; «1  0,07... 0,10;  -0,03; Й2  0,02 ... 0,03; 2  -0,0058; из  0,01 ... 0,02. 3  -0,0013:
Осевой струйный вентилятор характеризуется также тем, что обечайки входного коллектора имеет образующую, выполненную в виде дуги окружности, радиус которой равен радиусу образующей обечайки диффузора. Кроме того , предлагается
IR + R
углы дуги образующей обечайки входного коллектора и диффузора выполнять равными между собой.
Перечисленные признаки являются существенными для достижения технического результата и взаимосвязаны между собой.
Выполнение осевого вентилятора с корпусом, входным коллектором и диффузором на выходе, двигателем, соединенным с корпусом стойками, рабочим колесом обеспечивают возможность создания осевого струйного вентилятора с заданной дальнобойностью струи, как и в наиболее близком аналоге, но при выполнении образующей обечайки диффузора в виде дуги окружности радиуса г , в зависимости от отношения радиуса г и диаметра рабочего колеса D лопатки рабочего колеса выполняются с относительным прогибом /, изменяющимся по длине лопатки в пределах
/  fl;+i /a.
где/  f / Ь- относительный прогиб профиля лопатки;
/- прогиб лопатки;
Ь- хорда профиля лопатки;
fg  rg/D- относительный радиус дуги обечайки;
rg - радиус дуги обечайки;
D - диаметр рабочего колеса;
a,,bi - коэффициенты, характеризующие относительный прогиб профилей
лопатки в сечениях по ее радиусу R; /  1 - корневое сечение лопатки;
1  2- среднее сечение лопатки, Д.р2  J  -1  3- концевое сечение лопатки; «1  0,07... 0,10;  -0,03; Й2  0,02 ... 0,03;   -0,0058; «3  0,01 ...0,02. b  -0,0013:
|jj2 2
Такое выполнение лопаток обеспечивает высокую эффективность струйного вентилятора и , в частности, уменьшение потребляемой мощности независимо от количества лопаток колеса.
Экспериментально-расчетные исследования показали, что технический результат в наибольшей степени достигается при вьщерживании относительной вогнутости лопаток, соответствующей показанной на поясняющем графике ( кривая может быть аппроксимирована полиномом, по меньшей мере, третьей степени), однако,при выполнении вогнутости лопаток в указанном диапазоне, также обеспечивается высокий технический результат при упрощении изготовления лопаток.
Уменьшение потребляемой мощности вызвано уменьшением аэродинамических потерь в колесе, а именно, тем, что лопатки с указанной относительной вогнутостью, зависяшей от радиуса обечайки диффузора и диаметра рабочего колеса, при геометрической крутке лопаток, определяемой обычным образом, обеспечивают в конечном счете меньшее закручивание потока.
Выполнение образующей обечайки входного коллектора в виде дуги окружности такого же радиуса, как и обечайки диффузора, повышает технологичность изготовления, а при выполнении углов дуги образующих обечаек входного коллектора и диффузора одинаковыми позволяет использовать одинаковые обечайки на входе и на выходе, что также повышает технологичность и уменьшает стоимость осевого струйного вентилятора.
Полезная модель поясняется чертежами.
На фиг, 1 представлен продольный разрез струйного вентилятора.
На фиг,2 показан пример выполнения лопатки рабочего колеса .
На фиг,3 дан разрез 1-1 на фиг,2.
На фиг.4 дан разрез 2-2 на фиг.2.
На фиг, 5 дан разрез 3-3 на фиг, 2,
На фиг.6 дан график изменения величины относительного прогиба профилей лопатки в корневом, среднем и концевом сечениях в зависимости от параметров обечайки.
В предпочтительном варианте выполнения осевой струйный вентилятор устроен следующим образом.
Вентилятор содержит корпус 1 с входным коллектором 2 и диффузором 3, образованными обечайками 4,5 в виде дуги окружности, электродвигатель 6, соединенный с корпусом 1 посредством стоек 7, и рабочее колесо 8 с лопатками 9, связанное с двигателем 6.
В предпочтительном варианте выполнения электродвигатель установлен в корпусе 1, а рабочее колесо 8 установлено на валу 10 электродвигателя 6, ось которого совпадает с продольной осью корпуса 1.
Лопатки 9 рабочего колеса 8 выполнены с относительным прогибом / переменным вдоль длины лопатки 9 (фиг.З). Относительный прогиб /j профиля 11 в
корневом сечении (фиг.2) лопатки 9 имеет максимальную величину, в периферийном сечении (фиг.З) профиль 12 имеет относительный прогиб  минимальной величины, а в среднем сечении (фиг.4) - относительный прогиб /2 профиля 13 имеет величину близкую к полусумме значений /i и j (f - Л + .з) Изменение относительного прогиба / в зависимости от отношения дуги г образующей обечайки 5 диффузора 3 к диаметру D рабочего колеса 8, показанное на фиг.6 для корневого, среднего и концевого сечений лопаток, описывается следующим математическим выражением:
f  ,
где/  f / Ь- относительный прогиб профиля лопатки;
/- прогиб лопатки;
Ь- хорда профиля лопатки;
относительный радиус дуги обечайки;
г - радиус дуги обечайки; t D - диаметр рабочего колеса; ai,b( - коэффициенты, характеризующие относительный прогиб профилей лопатки в сечениях по ее радиусу R; i - I - корневое сечение лопатки;  среднее сечение лопатки, Д,р2  J -- ; /  3 - концевое сечение лопатки; Oj  0,07... 0,10; AI -0,03; 2  002 ... 0,03; 2  -0,0058; «3  0,01 ...0,02.   -0,0013: Осевой вентилятор работает следующим образом . При вращении рабочего колеса 8 входной коллектор 2, содержащий обечайку 4, обеспечивает подвод воздуха в вентилятор с минимальными потерями, а диффузор 3 на выходе, содержащий обечайку 5, формирует струю воздуха с минимальной закруткой потока, тем самым увеличивая дальнобойность струи. Выполнение лопаток 9 рабочего колеса 8 с указанным выше относительным прогибом / и диффузором 3 с обечайкой 5 с образующей в виде дуги окружности обеспечивает наименьшие потери в колесе вентилятора, что обусловлено выполнением вентилятора с представленными параметрами. Это позволяет уменьшить потребляемую мощность вентилятора, либо повысить производительность вентилятора и дальнобойность струи струйного вентилятора. В то же время обеспечивается технологичность конструкции вентилятора. Авторы;fO Lffi БалкиндО.Я. ./jf // /  //Московко Ю.Г. W«A.Попова Л.И. / / п2  2 /гт Ансолис И.М.