РАБОЧЕЕ КОЛЕСО ЦЕНТРОБЕЖНОГО ВЕНТИЛЯТОРА

Полезная модель относится к вентиляторостроению, в частности, к конструкциям рабочих колес центробежных вентиляторов с S-образными лопатками, используемых в системах вентиляции и кондиционирования воздуха корабельного малошумного электрооборудования.
Известно рабочее колесо центробежного вентилятора, содержащее несущий диск с группами криволинейных лопаток, имеющих в пределах каждой группы различную длину, переменный диаметр расположения входных кромок, увеличивающийся от лопатки к лопатке в пределах каждой группы, и одинаковый диаметр расположения выходных кромок лопаток [Патент РФ №2033565, МПК F04D 29/28, Ханхасаев Г.Ф., Иванов А.А., Ханхунов Ю.М., Дашиев П.Б., Мунхоев Л.И., Хамаганов А.Г., Кириллов А.Н., Ханхасаев Н.Г., опубликован 20.04.1995, БИПМ №11].
Недостатком такого рабочего колеса является повышенный аэродинамический шум центробежного вентилятора из-за нестационарного движения потока воздуха в межлопаточных каналах.
Наиболее близким к предлагаемой полезной модели по технической сущности и достигаемому результату является рабочее колесо центробежного вентилятора, имеющее лопатки S-образного профиля, выполненные со знакопеременной кривизной и имеющие: выпуклую поверхность входной части, обращенную в противоположную сторону от направления вращения, прямолинейный радиальный участок и выпуклую поверхность выходной части, обращенную по направлению вращения, причем прямолинейный участок лопаток составляет 0,1-0,3 наружного диаметра рабочего колеса и неподвижно прикреплен к дискам, а выпуклые входные и выходные части лопаток выполнены гибкими и с зазором относительно дисков [Патент РФ №134599, МПК F04D 29/26, Цехместрюк Г.С., Михайлов А.Г., Руссков В.В., Тимошенко В.А., опубликован 20.11.2013, БИПМ №32].
Недостатком данного рабочего колеса является то, что его конструкция с равным шагом и равной длиной лопаток способствует возникновению в потоке воздуха тональных частот звукового давления, что, как следствие, приводит к повышенному аэродинамическому шуму центробежного вентилятора.
Предлагаемая полезная модель направлена на снижение аэродинамического шума центробежного вентилятора.
Технический результат заключается в снижении звуковых волн высоких тонов, возникающих в межлопаточных каналах рабочего колеса, путем расположения лопаток по окружности с переменным шагом и неравной длиной лопаток.
2
2
1
2
3
2
3
2
4
2
1
Технический результат достигается тем, что в рабочем колесе, содержащем плоские передний и задний диски, применен S-образный профиль лопаток, расположенных по окружности наружного диаметра D с переменным шагом, который на участке πD/3Z в каждой группе, состоящей из трех лопаток, определяется из соотношений: α=1,2⋅360/Z, α=1,0⋅360/Z, α=0,8⋅360/Z, где Z - число лопаток рабочего колеса, варьирующееся в пределах от 30 до 60. Лопатки имеют неравную длину, при этом наружные кромки лопаток в пределах каждой группы находятся на диаметрах: D, D=0,95⋅D, D=0,9⋅D, диаметр расположения входных кромок лопаток D - величина постоянная.
0
1
2
1
2
3
Устройство рабочего колеса центробежного вентилятора представлено на рисунках (фиг. 1, фиг. 2), где обозначено: 1 - передний диск; 2 - задний диск; 3 - лопатки; 4 - входной коллектор; 5 - обтекатель. Также на рисунках (фиг. 3, фиг. 4) изображен профиль лопаток. Обозначение основных размеров при этом: D - диаметр входного отверстия; D - диаметр расположения входных кромок лопаток; D - наружный диаметр; α, α, α - переменный шаг; Z - число лопаток.
Рабочее колесо центробежного вентилятора содержит плоские листовые лопатки 3, которые расположены между передним 1 и задним 2 дисками с переменным шагом. Профиль лопаток выполнен со знакопеременной S-образной кривизной и неравной длиной. На плоском переднем диске расположен обтекатель 5, а на плоском заднем диске расположен входной коллектор 4.
Предлагаемое рабочее колесо центробежного вентилятора работает следующим образом. При вращении рабочего колеса воздух, поступивший через входной коллектор 4, захватывается входными кромками лопаток 3 и приводится во вращение в межлопаточных каналах, где происходит передача энергии потоку воздуха. Энергия, возникающая в узкой полосе частот при равном шаге лопаток и создающая звуки высоких тонов, разделится по разным полосам частот соответственно переменному шагу и неравной длине лопаток. Уменьшенное в каждой полосе частот количество энергии не создает резко выделяющихся составляющих в общем вентиляционном шуме. Далее воздух, проходящий в межлопаточных каналах между дисками 1, 2 и лопатками 3, поступает через спиральный корпус центробежного вентилятора к выходному отверстию.
Таким образом, использование предлагаемого рабочего колеса уменьшает энергию звуков высоких тонов в узкой полосе частот, позволяя этим снизить общий уровень аэродинамического шума центробежного вентилятора по сравнению с прототипом.