Осевой вентилятор

(21) 4188589/06 (22) 16.12.86 (46) 15.03.92. Бю (75) Л.К.Чучупак (53) 621,635(088 (56) Авторское с М 821576, кл. Р ческих шумов з каждой лопатки прямолинейной лярной втулке, по ном сечении ра длину лопатки в профиля наклоне лом 50 - 70 и ко лопаток выполнен ем диаметра на вь ду корпусом и превышает зазор ф-лы, 2 ил. л. "ч". 10а8)видетельство СССР04 О 19/00, 1981.. (57) Изобретени аэродинамичес осевых вентиля вый режим рабо ЕНТИЛЯТОРе предназначено повысить кие характеристики и КПД торов, обеспечить устойчиты и снизить уровень акустиИзобретение относится к вентиляторостроению, в частности к осевым вентиляторам, используемым для охлаждения технических средств ЕС ЭВМ.Известны осевые вентиляторы, содержащие корпус и установленное в нем рабочее колесо, лопатки которого в корневом сечении имеют угол выхода, равный 35 - 500, а в периферийном, - составляющий 0,4 - 0,6 от величины угла в корневом сечении и отношение максимального диаметра втулки к наружному диаметру колеса 0,3-0,5.Вентиляторы такой конструкции, из-за потерь кинетической энергии на закручивание воздушного потока в рабочем колесе имеют недостаточно высокие аэродинамические характеристики и КПД.Установка специальных направляющих и,спрямляющих аппаратов позволяет поднять аэродинамические характеристики и КПД осевых вентиляторов, но приводит кзначительному увеличению уровня акустических шумов. Наиболее близким к предлагаемому является профиль лопатки турбомашины с осевым потоком, выполненный в виде кони- чески расширяющейся криволинейной поверхности, образующие которой пересекают ось вращения под углом 90.Однако использование этих лопаток в осевых вентиляторах, из-за большого профильного сопротивления проходу воздуха, значительно уменьшит аэродинамические характеристики и КПД.Цель изобретения - повышение аэродинамических характеристик и КПД осевых вентиляторов, обеспечение устойчивого режима работы и снижение уровня акустических шумов,Указанная цель достигается тем, что профиль каждой лопатки образован перемещением прямолинейной образующей, перпендикулярной втулке, по окружности в периферийном сечении радиусом Икр, превышающем. длину лопатки Вкр в 2-4 раза, при этом хорда профиля йаклонена к оси ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС а счет того, что профиль образован перемещением образующей, перпендикуокружности в периферийдиусом, превышающйм 2-4 раза, при этом хорда на к оси вращения под угрпус за половиной длины ступенчатым сувеличениходе, при этом зазор межлопатками на выходе на входе в 5-40 раз, 1 з,п.вращения под углом 50 - 70 и корпус за половиной длины лопаток выполнен ступенчатым с увеличением диаметра на выходе, приэтом зазор между корпусом и лопатками на .выходе Дрых - Дрк превышает зазор на входе 5Двх-Дрк в 5-40 раэ.В отличие от прототипа в предлагаемомвентиляторе происходит равномерное движение воздушного потока с минимальнымпрофильным сопротивлением, что приводит 10к увеличению производительности и КПД,обеспечению устойчивого режима работы иуменьшению уровня акустических шумов,Этому способствует и уменьшение возможности прямого удара выходящего воздуха о 15стенки корпуса.На фиг.1 схематично показан предлагаемый вентилятор.; на фиг.2 - вид А на фиг,1.Вентилятор состоит иэ корпуса 1,внутри которого установлены приводной 20электродвигатель 2 с.внешним короткозамкнутым ротором и насаженным на него понаружной поверхности рабочим колесом 3,Профиль каждой лопатки образован перемещением прямолинейной образующей, 25перпендикулярной втулке, по окружности впериферийном сечении радиусом Яр, превышающим длину лопатки Вхр в 2-4 раза,при этом хорда профиля наклонена к осивращения под углом 50 - 70 О. 30Проточная часть вентилятора за половиной длины рабочего коелса выполненаступенчатой с.увеличением диаметра на выходе, при этом зазор между корпусом 1 илопатками 3 на выходе Двух-Др:х превышает зазор на входе Двх-Др.х. в 5 - 40 раз,В таком конструктивном исполнениипри работе вентилятора происходит равномерное движение воздушного потока с минимальным закручиванием и профильным 40сопротивлением, что приводит к увеличению производительности и КПД, обеспечению устойчивого режима работы иуменьшению уровня акустических шумов.В соответствии с теорией Эйлера-Жуковского производительность и давлениелопаточных машин зависит от геометрических размеров, формы профиля и углов установки лопастей рабочего колесащ,9 ю -:-.д,4где Рсо- угол притекания средней скоростипотока;р- коэФфициент производительности; 55ф- коэффициент давления,В изобретении предлагается за счетувеличения площадей и углов установки лопаток рабочего колеса повысить производительность осевых вентиляторов в центральной части таким образом, чтобы динамическое давление воздушного п 6 тока в любом сечении было одинаковымф =ф= сопя.Естественно увеличение коэффициента производительности в центральной части должно происходить обратно пропорционально уменьшению размеров лопаток рабочего колеса=И,гдето =гвт + г- относительная величинаь. гвт + гразмера элементов лопаток;гвт - радиус втулки рабочего колеса,м;и - радиус от втулки.до произвольнойточки лопаток, м;г - радиус от втулки до периферийногосечения лопаток, м,Тогда для получения- максимальной производительнос-и и КПД. угол притеканиясредней скорости потока лопаток рабочегоколеса должен быть равным19 Р - -у.р(1 - , )или угол наклона хорды в любом сеченииф =агстд +а,и(1 - )где а - величина угла атаки.При этом длина лопаток в данном сечениисоставит360 2 гв +г щ Вхр - 08 з 1 п СОЯгде а - число лопаток рабочего колеса;Ь - величина угла на перпендикулярной оси плоскости между началом и концом двух соседних лопаток.Таким образом, по сравнению с известными, при одинаковых габаритных размерах, радиусах изгибов, длинах и углах наклона внешних хЬрд лопаток рабочего колеса, вентиляторы с перпендикулярными к втулке прямолинейными образующими имеют более высокую производительность, КПД и устойчивый режим работы,Кроме того, ступенчатое расширение проточной части за половиной длины рабочего колеса способствует уменьшению возможности прямого удара выходящего потока о стенки корпуса, что приводит к обеспечению устойчивого режима работы вентилятора и снижению уровня акустических шумов.Проведенные испытания показали, что аэродинамические характеристики предлагаемого осевого вентилятора значительно превосходят лучшие образцы отечествен1719719 фиг. / ор Ю,Середа Т М,Моргентал орректор Э.Лончаков каз 755 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 ных и зарубежных аналогов, используемых для охлаждения технических средств в ЕС ЭВМ. При меньшей потребляемой мощности электродвигателя до 25 Вт, производительность вентилятора по сравнению с ранее выпускавшимися по схеме рабочее колесо - спрямляющий аппарат увеличилась с 260 до 360 мд/ч, а уровень акустических шумов снизился с 65 до 50,5 - 53,5 дБ.Формула изобретения 1. Осевой вентилятор, содержащий корпус и установленное в нем рабочее колесо с лопатками, о т л и ч а ю щ и й с я .тем, что, с целью повышения производительности, КПД и снижения уровня акустических шумов, обеспечения устойчивого режима работы, профиль каждой лопатки образован перемещением прямолинейной образующей, перпендикулярной втулке, по окружности в 5 периферийном сечении радиусом, превышающим длину лопатки в 2 - 4 раза, при этом хорда профиля наклонена к оси вращения под углом 50 - 70 О; 10 2. Вентилятор поп.1, отличаю щи йс я тем, что, корпус выполнен ступенчатым в зоне середины лопаток с увеличением диаметра на выходе, при этом зазор между корпусом и лопатками на выходе превышает 15 зазор на входе в 5 - 40 раз.