ДИАГОНАЛЬНЫЙ ВЕНТИЛЯТОР
DIAGONAL FAN

Изобретение относится к вентиляторостроению.
Известен осевой вентилятор, содержащий корпус и установленные в нём рабочее колесо и спрямляющий аппарат [Брусиловский И.В. Аэродинамика осевых вентиляторов. М.: Машиностроение, 1984].
Недостатком этого вентилятора является возникновение вращающегося срыва в лопаточных венцах рабочего колеса, что связано с нарушением нормального течения потока в вентиляторе, обусловленным увеличением угла атаки лопастей рабочего колеса набегающим потоком при уменьшении подачи. При некотором критическом значении угла атаки происходит отрыв потока на лопатках (обычно на периферии), что приводит к резкому нарушению течения как в осевом, так и в радиальном направлениях и дальнейшему неравномерному развитию отрывного течения. В области, охваченной срывной зоной, давление резко уменьшается; из зоны повышенного давления за колесом возникает обратное течение потока, причем такой поток закручивается в сторону вращения колеса со скоростью, сопоставимой с его окружной скоростью. Происходит взаимодействие обратного потока с основным, зона срыва увеличивается по длине лопаток в направлении ко втулке до установления некоторого равновесного состояния. Работа вентилятора становится неустойчивой с резкими колебаниями давления и подачи. Эти явления, характерные для осевых вентиляторов в области подачи менее 50-60% от номинальной, называются помпажом, при котором вибрации могут привести к разрушению вентилятора, что уменьшает область его устойчивой работы и промышленного использования.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является осевой (диагональный) вентилятор, содержащий корпус и установленное в нем рабочее колесо с лопатками, размещенными на диске, и спрямляющий аппарат [а.с. 821752, СССР, Диагональный вентилятор. №2739019/25-06; заявл. 21.03.79; опубл. 15.04.81, бюл. №14].
Однако и этот вентилятор работает со значительным уровнем срывных явлений в лопаточных венцах и неустойчивости работы в режимах с подачей менее 50-60% от номинальной, поскольку при установленных отношениях углов конусности втулки и корпуса не в полной мере обеспечивается устранение срывных явлений в лопаточном венце рабочего колеса.
Целью изобретения является расширение области устойчивой работы и промышленного использования вентилятора путем уменьшения вращающегося срыва в его лопаточных венцах.
Указанная цель достигается тем, что отношение углов конусности втулки и корпуса составляет 1,33-1,28.
При данных отношениях углов конусности втулки и корпуса достигается достаточно полное использование центробежных сил, действующих в рабочем колесе в направлении радиуса от втулки к корпусу и создающих статическое давление, препятствующее возникновению вращающегося срыва, что подтверждается экспериментальным снятием аэродинамической характеристики предлагаемого вентилятора на испытательном стенде Красногвардейского машиностроительного завода (Свердловская обл.).
На фиг.1 показано рабочее колесо осевого вентилятора со схемой течения потока воздуха при вращающемся срыве.
На фиг.2 показано поперечное сечение рабочего колеса со схемой течения потока воздуха при вращающемся срыве.
1
2
На фиг.3 представлена схема сечения рабочего колеса и проточной части предлагаемого диагонального вентилятора, содержащего корпус, выполненный в форме конуса 1 на участке рабочего колеса, рабочее колесо с лопатками 2 и конической втулкой 3, обтекатель 4, лопаточный спрямляющий аппарат 5 и воздушный поток 6 (γ - угол наклона втулки, γ - угол наклона корпуса на участке рабочего колеса).
Вентилятор функционирует следующим образом: воздушный поток, поступающий в рабочее колесо при его вращении, отклоняется к корпусу под действием центробежных сил, которые при заявленном отношении углов конусности втулки и корпуса практически в полной мере преобразуются в статическое давление, препятствующее возникновению срывных явлений в лопаточном венце рабочего колеса, что приводит к расширению области промышленного использования и устойчивой работе вентилятора.