ШНЕКОВЫЙ ВЕНТИЛЯТОР
SCREW FAN

Изобретение относится к устройствам кондиционирования воздуха и может быть использовано в других областях техники для перекачки газов с принудительным массо- и/или теплообменом между газом и жидкостью. Устройство вентилятора содержит закрытое шнековое рабочее колесо, расположенное горизонтально и погруженное до оси вращения в жидкость.
Из уровня техники известны одновинтовые насосы (Д.Ф. Балденко и др. «Винтовые насосы» [стр. 35-40]), содержащие винтовой ротор, совершающий планетарное движение внутри статора, имеющего ответные винтовые канавки.
Недостатком одновинтовых насосов является сложность изготовления винтовых канавок статора и недостаточное отношение рабочего объема к объему рабочих органов.
Известны насосы и компрессоры необъемного вытеснения, например насос (Патент РФ №2368812), содержащий расположенное на валу шнековое рабочее колесо в виде втулки с лопастью и направляющим аппаратом.
Недостатком необъемных машин является повышенный шум, вызываемый динамическим взаимодействием перекачиваемой среды с рабочими органами.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является шнековый нагнетатель (А.с. СССР №1753050), включающий шнековое рабочее колесо и уплотняющую эластичную ленту с прорезями, имеющими профиль, совпадающий с профилем лопатки шпека в сечении, параллельном оси вращения шнека.
Недостатком известного решения является ненадежность эластичного элемента и высокие потери на трение между шпеком и уплотняющей лентой.
Задачей предлагаемого технического решения является повышение надежности вентилятора, снижение потерь на трение, уровня шума при работе устройства и возможность организации тепло- и/или массообмена между воздухом и водой.
Результат достигается тем, что закрытое тисковое рабочее колесо согласно изобретению располагается горизонтально и погружается в жидкость так, что ось вращения колеса приблизительно совпадает с поверхностью жидкости.
Такое выполнение вентилятора увеличивает его надежность, обеспечивает низкие потери на трение ротора, позволяет повысить отношение рабочего объема к объему рабочих органов и снизить уровень шума при работе вентилятора.
Предлагаемый шнековый вентилятор может быть выполнен с устройствами подогрева или охлаждения жидкости и снабжен элементами, интенсифицирующими тепломассообмен между газом и жидкостью.
На фиг.1 представлен общий вид шнекового вентилятора в аксонометрии.
На фиг.2 представлено шнековое рабочее колесо без периферийного кожуха в аксонометрии.
Шнековый вентилятор включает емкость 1, заполненную жидкостью, шнековое рабочее колесо 2 с цилиндрическим периферийным кожухом 3, расположенное горизонтально так, что ось вращения колеса приблизительно совпадает с поверхностью жидкости.
В процессе работы при вращении закрытого шнекового колеса, по крайней мере, один межлопаточный канал образует с поверхностью жидкости полость с увеличивающимся объемом, который заполняется газом со стороны всасывания, а, по крайней мере, один другой межлопаточный канал образует с поверхностью жидкости полость с уменьшающимся объемом, из которого газ вытесняется в сторону нагнетания.
Такое исполнение вентилятора позволяет организовать интенсивные процессы тепломассообмена между перекачиваемым газом, воздухом или паром и жидкостью вентилятора, получая:
- отделение дисперсных частиц от газов, воздуха или паров;
- насыщение сухого воздуха или газа парами жидкости;
- нагревание или охлаждение воздуха или газа за счет теплообмена с жидкостью.
Простота конструкции обеспечивает надежную работу вентилятора, принцип объемного вытеснения позволяет создавать вентиляторы с перепадом давления, равным наружному диаметру втулки шнека, низким уровнем шума, а величины отношения рабочего объема к объему рабочих органов, приближающиеся к 0,5, позволяют создавать устройства с разумными габаритными размерами.