PL172329B1 - Zespól wlotowy wentylatora odsrodkowego PL PL PL PL PL - Google Patents

Abstract

1 . Zespól wlotowy wentylatora odsrod- kowego z wirnikiem zawierajacy czesc wlo- towa umieszczona w oslonie wirnika, pomiedzy którymi znajduje sie szczelina po- wietrza recyrkulacyjnego, przy czym czesc wlotowa sklada sie z oslony wlotu, zwezaja- cej sie w kierunku wirnika, oraz polaczonej z nia zlaczki, znamienny tym, ze wewnatrz zlaczki (13, 22) jest umieszczony kolowy wystep (16, 23) utworzony przez stozkowy koniec oslony (12, 21) wlotu wchodzacej czesciowo do zlaczki (13, 22), przy czym wystep (16, 23) znajduje sie w miejscu zetk- niecia sie oslony (12, 21) wlotu ze zlaczka (13, 22). FIG .1 PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest zespół wlotowy wentylatora odśrodkowego.

Zespół wlotowy wentylatora odśrodkowego z wirnikiem zawierający część wlotową umieszczoną w osłonie wirnika, pomiędzy którymi znajduje się szczelina powietrza recyrkulacyjnego, przy czym część wlotowa składa się z osłony wlotu, zwężającej się w kierunku wirnika, oraz połączonej z nią złączki.

Znane są ze stanu techniki zespoły wlotowe do wentylatora o różnych kształtach dobieranych ze względu na parametry techniczne wentylatora jak i minimalne koszty.

172 329

Zespoły wlotowe o wysokich parametrach technicznych uzyskuje się dzięki nadaniu im odpowiedniej gładkości techniką odlewania odśrodkowego, którajednakjest bardzo droga. Tam, gdzie wysokie koszty nie znajdują uzasadnienia, stosuje się proste konstrukcje z wlotami cylindrycznymi, albo stożkowymi, co jednak wiąże się z gorszymi parametrami technicznymi. Wynika to z niepożądanych wirów tworzących się w obszarze recyrkulacji w pobliżu wlotu do osłony wirnika.

Celem wynalazkujest uzyskanie zespołu wlotowego wentylatora odśrodkowego o dobrych parametrach technicznych, a jednocześnie taniego w produkcji.

Zespół wlotowy wentylatora odśrodkowego z wirnikiem zawierający część wlotową umieszczoną w osłonie wirnika, pomiędzy którymi znajduje się szczelina powietrza recyrkulacyjnego, przy czym część wlotowa składa się z osłony wlotu, zwężającej się w kierunku wirnika, oraz połączonej z nią złączki,według wynalazku charakteryzuje się tym, że wewnątrz złączki jest umieszczony kołowy występ utworzony przez stożkowy koniec osłony wlotu wchodzącej częściowo do złączki, przy czym występ znajduje się w miejscu zetknięcia się osłony wlotu ze złączką.

Korzystnie występ złączki ma z jednej strony sfazowaną krawędź zewnętrzną.

Korzystnie występ złączki ma zaokrągloną krawędź zewnętrzną.

Korzystnie występ kończy jest zakończony małą krzywizną usytuowaną w kierunku osłony wirnika.

Korzystnie złączka ma kształt stożka rozszerzającego się w kierunku osłony wirnika, zaś występ jest uformowany wewnątrz złączki przez wchodzący do niej częściowo stożkowy koniec osłony wlotu.

Korzystnie krawędź złączki jest z jednej strony sfazowana.

Korzystnie krawędź złączki jest z jednej strony zaokrąglona.

Korzystnie krawędź złączki jest zakończona małą krzywizną.

Korzystnie złączka ma kształt stożka rozszerzającego się w kierunku osłony wirnika, w której to złączce, znajduje się kierownica w postaci krawędzi uformowanej pomiędzy połączonymi ze sobą węższymi końcami, złączki, a osłony wlotu, przy czym kąt pomiędzy ściankami wspomnianych dwóch części wynosi co najmniej 230°.

Korzystnie krawędź złączki jest z jednej strony sfazowana.

Korzystnie krawędź złączki jest z jednej strony zaokrąglona.

Korzystnie krawędź złączki jest zakończona małą krzywizną.

Uzyskano to dzięki stożkowemu wlotowi według wynalazku, charakteryzującemu się tym, że składa się z części stożkowej, zwężającej się w kierunku wirnika, i z otworu połączonej z częścią wlotową rury przejściowej, oraz tym, że w miejscu, w którym część wlotowa przechodzi w rurę przejściową stożkowego wlotu, znajduje się kierownica strumienia.

Rozwiązanie według wynalazku zapewnia wysokie parametry techniczne stożkowego wlotu przy stosunkowo niskich kosztach produkcji. Zadaniem kierownic jest oderwanie strumienia od powierzchni części wlotowej z jednoczesną minimalizacją zakłócenia strumienia.

Kierownice strumienia można wykonać na kilka różnych sposobów.

Według pierwszego przykładu wykonania wynalazku, kierownicę stanowi występ uformowany wewnątrz rury przejściowej przez zwężający się i częściowo wchodzący do niej stożek wlotowy.

Kolejnym sposobem poprawy parametrów technicznych są sfazowane lub zaokrąglone krawędzie występu i/lub nadawanie jego krawędziom lekkiej krzywizny. Takie rozwiązanie wyznacza punkt, w którym strumień odrywa się od powierzchni. Fazowanie lub zaokrąglanie krawędzi oraz nadawanie im niewielkiej krzywizny jest bardzo tanie i łatwo wykonalne.

Według zalecanego przykładu wykonania wynalazku, kąt wierzchołkowy a stożka wlotowego wynosi od 25° do 50°, co zapewnia odpowiedni przepływ powietrza do wentylatora.

Według innego przykładu wykonania wynalazku, rura przejściowa ma kształt cylindra. Korzystnie, stosunek średnicy kierownic do średnicy rury przejściowej d/D (patrz fig.5) wynosi od 0,8 do 1, a stosunek długości rury przejściowej 1 do jej średnicy D od 0,1 do 0,28.

172 329

Według kolejnego przykładu wykonania wynalazku, rura przejściowa ma kształt stożka rozbieżnego, a kierownica jest występem uformowanym w jej środku przez stożkową końcówkę części wlotowej, wchodzącą częściowo do rury przejściowej.

Według jeszcze innego przykładu wykonania wynalazku, rura przejściowa ma kształt stożka rozbieżnego, kierownica ma postać krawędzi uformowanej pomiędzy obu, połączonymi ze sobą węższymi końcami, częściami stożkowymi, a kąt (β) wynosi co najmniej 230°.

Jedną z zalet stożkowej rury przejściowej jest mały opór, jaki stawia strumieniowi recyrkulacyjnemu, wlatującemu szczeliną pomiędzy nią a nakładką wentylatora. Przepływ recyrkulacyjny utrzymuje stabilność ciśnienia wentylatora i umożliwia jego zwiększanie.

Podobnie jak w przypadku występu, krawędź wylotowąrury przejściowej można sfazować lub zaokrąglić i/lub nadać jej niewielką krzywiznę w celu dalszego polepszenia parametrów strumienia i ustalenia punktu, w którym odrywa się od powierzchni.

Na fig. 1- fig. 3 pokazano schematycznie w przekroju poprzecznym znane ze stanu techniki zespoły wlotowe wentylatora odśrodkowego.

Przedmiot wynalazku przedstawiono w przykładzie wykonania, na którym: fig. 4 przedstawia schematycznie w przekroju poprzecznym w pierwszym przykładzie wykonania wraz z powiększonym fragmentem wlotu wentylatora, fig. 5 - rzut odpowiadający rzutowi z fig. 4, na którym widać najważniejsze wymiary charakterystyczne zespołu wlotowego; fig.6 pokazuje schematycznie w przekroju poprzecznym zespół wlotowy wentylatora według wynalazku w drugim przykładzie wykonania; fig.6a i 6b - część wlotu wentylatora w dwóch różnych układach, w powiększeniu; fig.7a i 7b - rzuty fragmentaryczne, na których pokazano dwa różne przykłady wykonania kierownic strumienia; oraz fig.8a, 8b i 8c - fragmentaryczne rzuty, na których widać różne konfiguracje kierownic strumienia oraz wylotowy koniec złączki.

Na fig. 1 przedstawiono znany typ zespołu wlotowego 1 z gładko zaokrąglonymi krawędziami osłony 2 wlotu przechodzącymi w osłonę 3 wirnika4. Takie rozwiązanie zapewnia bardzo dobre parametry techniczne i niezakłócony przepływ pokazany strzałkami Fi, ale, jak już wspomniano, jest to rozwiązanie dosyć drogie.

Na fig. 2 pokazano zespół wlotowy wentylatora o kształcie cylindrycznym, bardzo tani, ale o słabych parametrach technicznych, jak widać po wirach F2 powstających wzdłuż wewnętrznej ścianki osłony 6 wirnika 7. Taki sam wynik uzyskuje się w przypadku zespołu wlotowego 8 w kształcie stożka wchodzącego do osłony 9 wirnika 10, jak pokazano strzałkami F3 na fig.3.

Na fig. 4 pokazano pierwszy przykład wykonania wynalazku. Zespół wlotowy 11 wentylatora składa się ze stożkowej osłony 12 wlotu i cylindrycznej złączki 13, wchodzącej do osłony 14 wirnika 15. Stożkowa osłona 12 jest wsunięta do złączki 13, przy czym obie te części są zespawane ze sobą lub połączone w dowolny inny sposób. Część osłony 12 wlotu wchodząca do złączki 13 tworzy występ 16 pełniący rolę kierownicy strumienia powietrza. Jak widać na powiększonym fragmencie fig.4 zarówno krawędź 17 występu jak i krawędź 18 złączki 13 jest sfazowana. W rozwiązaniu tego typu, punkt oderwania strumienia powietrza od powierzchni jest ustalony. Strumień pokazano strzałkami F4 - jak widać za punktem oderwania· się strumienia od ścianki powstają wiry. Główna część strumienia płynie nad tymi wirami w zasadzie niezakłócona, co zapewnia dobre parametry techniczne urządzenia. Długość występu 16 jest funkcją prędkości strumienia i możnają wyznaczać podczas modelowych badań optymalnych warunków pracy. Szczegółową analizę krytycznych wymiarów wlotu pokazano na fig.5.

Na fig. 5 przedstawiono najważniejsze wymiary wlotu. Wartość kąta α osłony 12 wlotu powinna zawierać się w przedziale 25° < α < 50°. Średnica kierownic strumienia, tj. występu 16, będąca średnicą d mniejszego otworu stożkowego powinna być mniejsza lub równa średnicy D cylindrycznej złączki 13. Korzystnie, stosunek- d/Dpowinien zawierać się w przedziale wartości 0,8 - 1.

Natomiast stosunek długości 1 złączki 13 do jej średnicy D powinien zawierać się w przedziale wartości 0,1 < 1/D < 0,28.

Na fig. 6 przedstawiono drugi przykład wykonania wynalazku. Zespół stożkowy 20 wentylatora składa się z osłony 21 wlotu, zwężającej się w kierunku przepływu strumienia powietrza, oraz ze stożkowej złączki 22 rozszerzającej się w tym samym kierunku. Części te są zespawane ze sobą lub inaczej spojone w taki sposób, że powstaje występ 23 w postaci jak w

172 329 przykładzie wykonania pokazanym na fig. 4, albo też krawędź 23b, pokazaną na fig.6b. Kąt stożkowy każdej z tych dwóch części stożkowych wynosi od 25° do 50°. Pokazany na fig. 6A kąt β pomiędzy ściankami osłony 21 i złączki 22 wynosi co najmniej 230°, co wystarcza do oderwania strumienia od powierzchni ścianki w punkcie połączenia obu elementów, a powstała krawędź 23b pełni rolę kierownicy strumienia. Dzięki takiemu rozwiązaniu nie ma potrzeby stosowania występu. Kąt β pokazano na fig. 6a, a przykład wykonania bez występu widać na fig. 6b.

W przykładzie wykonania pokazanym na fig. 6, zaletą stożkowej złączki 22 jest mały opór strumienia recyrkulacyjnego Fi w strefie recyrkulacji I pomiędzy złączką 22, a wewnętrzną częścią osłony 19 wirnika 24. Strumień recyrkulacyjny tego typu utrzymuje stabilność ciśnienia w wentylatorze i umożliwia jego zwiększenie. Jak już wspomniano, przykład wykonania tego typu zespołu wlotowego wentylatora ma dobre parametry techniczne, o czym świadczą również strzałki Fe obrazujące charakter przepływu strumienia powietrza.

Jak już wspomniano, istnieje możliwość zmiany konfiguracji różnych części zespołu wlotowego wentylatora według wynalazku w cela uzyskania możliwie najlepszych jego parametrów technicznych przy niskich kosztach produkcji.

Na fig. 7a przedstawiono przykład wykonania występu 25, w którym krawędź zewnętrzna 26 jest z jednej strony sfazowana, natomiast na fig. 7b krawędź 27 występu jest zaokrąglona. Oba rozwiązania dają w zasadzie taki sam efekt.

Na fig. 8a przedstawiono występ 28 o małej krzywiźnie, co można łatwo i tanio uzyskać w praktyce rozszerzając węższą wlotową część stożka.

Na fig. 8b pokazano występ 29, który jest prostoliniowy, natomiast lekko zakrzywiona jest zewnętrzna krawędź 30 cylindrycznej złączki 31. Taka konstrukcja wzmacnia efekt stabilizacji ciśnienia w strefie recyrkulacji I poprawiając parametry przepływowe powietrza recyrkulującego, jak również powietrza wpływającego przez wlot według wynalazku.

Na fig. 8c przedstawiono przykład wykonania, w którym zarówno występ 28 jak i krawędź złączki 30 mają niewielką krzywiznę. Przykłady wykonania tego typu można również wykorzystać przy stożkowej złączce.

172 329

172 329

FIG.8A

rr^Z.

(I)'

FIG.8B

FIG.8C

172 329

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 2,00 zł

Claims (12)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Zespół wlotowy wentylatora odśrodkowego z wirnikiem zawierający część wlotową umieszczoną w osłonie wirnika, pomiędzy którymi znajduje się szczelina powietrza recyrkulacyjnego, przy czym część wlotowa składa się z osłony wlotu, zwężającej się w kierunku wirnika, oraz połączonej z nią złączki, znamienny tym, że wewnątrz złączki (13, 22) jest umieszczony kołowy występ (16, 23) utworzony przez stożkowy koniec osłony (12, 21) wlotu wchodzącej częściowo do złączki (13,22), przy czym występ (16, 23) znajduje się w miejscu zetknięcia się osłony (12,21) wlotu ze złączką (13, 22).
2. 2. Zespół wlotowy według zastrz. 1, znamienny tym, że występ (16) złączki (13) ma z jednej strony sfazowana krawędź zewnętrzną (17. 26).
3. 3. Zespół wlotowy według zastrz. 1, znamienny tym, że występ (16) złączki (13) ma zaokrągloną krawędź zewnętrzną (27).
4. 4. Zespół wlotowy według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że występ kończy (16) jest zakończony małą krzywizną (28) usytuowaną w kierunku osłony (14) wirnika (15).
5. 5. Zespół wlotowy według zastrz. 1, znamienny tym, że złączka (22) ma kształt stożka rozszerzającego się w kierunku osłony (14) wirnika (15), zaś występ (23) jest uformowany wewnątrz złączki (22) przez wchodzący do niej częściowo stożkowy koniec osłony (21) wlotu.
6. 6. Zespół wlotowy według zastrz. 1, znamienny tym, że krawędź złączki (13, 22) jest z jednej strony sfazowana.
7. 7. Zespół wlotowy według zastrz. 1, znamienny tym, że krawędź złączki (13, 22) jest z jednej strony zaokrąglona.
8. 8. Zespół wlotowy według zastrz. 1, znamienny tym, że krawędź złączki (13, 22) jest zakończona małą krzywizną (30), ,
9. 9. Zespół wlotowy do wentylatora odśrodkowego z wirnikiem zawierający część wlotową umieszczoną w osłonie wirnika, pomiędzy którymi znajduje się szczelina powietrza recyrkulacyjnego, przy czym część wlotowa składa się z osłony wlotu, zwężającej się w kierunku wirnika, oraz połączonej z nią złączki, znamienny tym, że złączka (22) ma kształt stożka rozszerzającego się w_ kierunku osłony (14) wirnika (15), w której to złączce (22), znajduje się kierownica w postaci krawędzi (23b) uformowanej pomiędzy połączonymi ze sobą węższymi końcami, złączki (22), a osłony (21) wlotu, przy czym kąt (β) pomiędzy ściankami wspomnianych dwóch części wynosi co najmniej 230°.
10. 10. Zespół wlotowy według zastrz. 9, znamienny tym, że krawędź złączki (22) jest zjednej strony sfazowana.
11. 11. Zespół wlotowy według zastrz. 9, znamienny tym, że krawędź złączki (22) jest z jednej strony zaokrąglona.
12. 12. Zespół wlotowy według zastrz. 9, znamienny tym, że krawędź złączki (22) jest zakończona małą krzywizną (30).