МАЛОШУМНЫЙ ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ ВЕНТИЛЯТОР

Полезная модель относится к области вентиляторостроения и может быть использована в малошумных центробежных вентиляторах, предназначенных для систем вентиляции и кондиционирования воздуха.
Известны радиальные спиральные вентиляторы корабельного малошумного электрооборудования, главным элементом конструкции которых является жесткий несущий корпус с входным и выходным фланцами, внутри которого расположена спиральная пластина, а между этой пластиной и корпусом находится звукопоглощающий материал типа пенополиуретана [Гладущенко В.Н., Гейнц Э.Р., Братковский О.А., Цехместрюк Г.С., Подлевский Н.И., Плотников В.Н. Корабельное малошумное электрооборудование систем вентиляции и кондиционирования нового поколения. // Электронные и электромеханические системы и устройства: Сб. науч. тр. - Новосибирск: Наука, 2007. С.150-154.].
Также известен центробежный вентилятор, корпус которого выполнен из толстостенных плит, ориентированных по касательной к дополнительной технологической спирали, и листа, изогнутого по образующей основной рабочей спирали. Пространство между технологической и рабочей спиралями, заполненное вибропоглощающим материалом, способствует улучшению акустической характеристики вентилятора [Центробежный вентилятор. Патент РФ №2309299, МПК 7 F04D 17/08. Опубл. 27.10.2007. Бюл. №30.]. Недостатком данного технического решения является то, что непористая сплошная спиральная пластина отражает на всех частотах до 90% энергии звука потока воздуха, а значит, снижение уровня шума происходит преимущественно в высокочастотной области, а не во всем нормируемом спектре частот.
Технический результат предлагаемой полезной модели заключается в эффективном поглощении шума в расширенном частотном спектре за счет различных звукопоглощающих устройств в объеме, ограниченном наружным герметичным корпусом и спиральной пластиной (набор резонансных отверстий, резонаторных объемов и шумопоглощающего материала).
Сущность технического решения состоит в том, что полость между наружным корпусом и спиральной пластиной разделена глухими перегородками на долевые объемы, каждый из которых является комбинированным резонатором Гельмгольца, благодаря наличию резонансных отверстий с горловинами и частичному заполнению полостей шумопоглощающим материалом, например, стекловолокном (СТВ) или базальтовым волокном (БСТВ).
На чертеже изображен поперечный разрез малошумного центробежного вентилятора, а на виде А показаны резонансные отверстия.
Вентилятор содержит усиленный наружный корпус 1, внутреннюю спиральную пластину 2 с резонансными отверстиями 3, глухие перегородки 4, делящие полость между корпусом и пластиной на долевые объемы V1-V4 и шумопоглощающий материал 5.
a
Построение спиральной пластины 2 определяется общеизвестным способом радиусами R1-R4, центр которых последовательно перемещается по вершинам конструкторского квадрата стороной .
На внутренней поверхности наружного корпуса и на поверхности спиральной пластины нанесены слои вибродемпфирующих мастик 6.
Объем каждого резонатора V1-V4 и геометрия его горловины (l, d) выбираются таким образом, чтобы полоса комбинированного шумоглушения (пассивное и резонансное) охватывала весь широкополосный шум, связанный с турбулентностью течения воздуха в вентиляторе.
Принцип действия шумопоглощения в предлагаемом центробежном вентиляторе состоит в следующем.
Звуковые волны вместе с турбулентным потоком воздуха поступают из рабочего колеса в полость спирального корпуса и встречают на своем пути отверстия с горловинами, которые обеспечивают эффект гашения звуковой волны по принципу резонаторов Гельмгольца, где потери звуковой энергии происходят за счет трения колеблющейся с частотой возбуждения массы воздуха, находящегося в горловине резонатора, о стенки самой горловины.
Объемы полостей, образованные между корпусом, спиральной пластиной и глухими перегородками, выполняют функции акустического фильтра низких и средних частот.Кроме того, гашение звуковой энергии происходит в порах волокнистого звукопоглощающего материала, частично заполняющего объемы полостей.
Наличие воздушного промежутка между корпусом и спиральной пластиной в объемах V1-V4 позволяет использовать дополнительный эффект резонансного звукопоглощения.
Предлагаемое техническое решение за счет комбинированного сочетания двух технологий шумоглушения (пассивное и резонансное поглощение) в одном корпусе обеспечивает улучшение акустических характеристик вентилятора в широком диапазоне частот.