PL230878B1 - Wentylator promieniowy z regulacją wydajności - Google Patents

Abstract

Wentylator promieniowy z regulacją wydajności z kierownicą żaluzjową umieszczoną w skrzyni wlotowej, znamienny tym, że kształt skrzyni wlotowej jest niesymetryczny względem płaszczyzny (7) przechodzącej przez oś wirnika (6), a oś (8) kanału skrzyni wlotowej, nie przecina się z osią (6) wirnika i jest od niej odległa o odległość (B) większą niż 3% średnicy wylotu ze skrzyni (10), natomiast kierownicze łopatki (2) mają szkieletową profilu wygiętą i są ustawione wygiętą stroną wklęsłą w stronę kierunku napływu czynnika (1), a oś przynajmniej jednej ze skrajnych kierowniczych łopatek (3) jest położona w odległości (A) od ścianki kanału skrzyni wlotowej (4), mniejszej niż 1/3 najmniejszej odległości (T) pomiędzy osiami łopatek kierowniczych, natomiast płaszczyzna, w której leżą osie łopatek kierowniczych jest nachylona do osi (8) kanału skrzyni wlotowej pod kątem w granicach od 45 do 80°.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest wentylator promieniowy z regulacją wydajności z wykorzystaniem kierownicy żaluzjowej.

Znane z polskiego opisu patentowego 50505 urządzenie do regulacji dopływu powietrza w promieniowych lub osiowych wentylatorach polega na tym, że promieniowy lub osiowy wentylator zaopatrzony jest na wlocie w większą liczbę obrotowo nastawnych łopatek, umieszczonych w jego przewodzie wlotowym i przeznaczonych do sterowania wydajnością tego wentylatora.

Znany z polskiego opisu patentowego P.213178 wentylator osiowy z tylnymi łopatkami kierowniczymi, pozwalającymi osiągnąć wzrost wydajności wentylatora, a przez to zwiększyć ilość czynnika chłodzącego bez zmiany geometrii wirnika wentylatora.

Znane są układy regulacji wydajności i spiętrzenia wentylatora promieniowego poprzez wywoływanie współbieżnego z kierunkiem obrotów wentylatora zawirowania czynnika napływającego na wirnik albo za pomocą kierownicy osiowej, w której łopatki kierownicze zawirowujące strumień mają osie obrotu usytuowane promieniowo lub skośnie do osi obrotu wirnika wentylatora i przecinające się z nią, lub też kierownicy żaluzjowej umieszczonej w skrzyni wlotowej, w której łopatki kierownicze mają oś obrotu ustawioną poprzecznie w stosunku do kierunku przepływu. W każdej z tych metod regulacji układ kierowniczy obniża wydajność i spiętrzenie wentylatora nie tylko przez wywołanie współbieżnego zawirowania czynnika napływającego na wirnik, lecz także przez jednoczesne dławienie przepływu, co powoduje straty energii. W dotychczas stosowanych rozwiązaniach konstrukcyjnych wentylatory z kierownicami osiowymi miały wyższe sprawności niż wentylatory z kierownicami żaluzjowymi, w których udział dławienia przy zmniejszaniu wydajności wentylatora był większy. Wadą kierownic osiowych w porównaniu do kierownic żaluzjowych jest bardziej skomplikowany układ napędu łopatek kierowniczych oraz powiększenie wymiarów wentylatora w kierunku poosiowym.

Celem wynalazku jest wprowadzenie takich zmian w budowie i działaniu kierownicy żaluzjowej, aby podnieść sprawność wentylatora przy pracy z obniżoną wydajnością. Osiągnięte to jest przez takie ukształtowanie skrzyni wlotowej i łopatek kierowniczych, że straty dławienia przepływu przy częściowych otwarciach układu regulacji są możliwie małe, zaś prawie cała energia spadku ciśnienia zmieniana jest na energię wiru czynnika napływającego na wirnik.

Wentylator promieniowy z regulacją wydajności z kierownicą żaluzjową umieszczoną w skrzyni wlotowej według wynalazku charakteryzuje się tym, że kształt skrzyni wlotowej jest niesymetryczny względem płaszczyzny przechodzącej przez oś wirnika, a oś kanału skrzyni wlotowej, nie przecina się z osią wirnika i jest od niej odległa o odległość większą niż 3% średnicy wylotu ze skrzyni, natomiast łopatki kierownicze mają szkieletową profilu wygiętą i są ustawione wygiętą stroną wklęsłą w stronę kierunku napływu czynnika, a oś przynajmniej jednej ze skrajnych łopatek kierowniczych jest położona w odległości A od ścianki kanału skrzyni wlotowej, mniejszej niż 1/3 najmniejszej odległości pomiędzy osiami łopatek kierowniczych, natomiast płaszczyzna, w której leżą osie łopatek kierowniczych jest nachylona do osi kanału skrzyni wlotowej pod kątem korzystnie od 45 do 80°. Korzystnie kiedy kierownica żaluzjowa jest zamontowana w wentylatorze mającym dodatkowo regulację za pomocą zmian w geometrii wirnika wentylatora.

Wynalazek dotyczy urządzeń regulacyjnych umieszczonych we wlocie kolanowym do wentylatora promieniowego, które dzięki kształtowi i rozmieszczeniu, tak kształtują rozkład prędkości czynnika napływającego na wirnik, że zwiększają sprawność energetyczną wentylatora przy częściowych otwarciach urządzenia regulacyjnego.

Kierownice żaluzjowe posiadają wiele zalet. Do tych zalet należy prostszy układ napędu łopatek kierowniczych, zmniejszenie wymiarów wentylatora w kierunku poosiowym, a więc krótszy i cieńszy wał, a także niższe koszty wykonania. Dodatkową zaletą kierownicy żaluzjowej jest możliwość prawie całkowitego zamknięcia kanału w skrzyni wlotowej, co jest istotne między innymi przy współpracy kierownicy żaluzjowej z innymi sposobami regulacji wydajności nie zapewniającymi takiej możliwości jak regulacja za pomocą zmian geometrii wirnika lub za pomocą zmian prędkości obrotowej.

Przedmiot wynalazku uwidoczniony jest w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia w rzucie prostokątnym schemat przekroju przez skrzynię wentylatora z żaluzjami kierowniczymi, a fig. 2 przedstawia działanie kierownicy żaluzjowej w widoku w przekroju.

Kształt skrzyni wlotowej jest niesymetryczny względem płaszczyzny 7 przechodzącej przez oś wirnika 6, a odległość C pomiędzy zarysem ścianki skrzyni wlotowej 4 po jednej stronie a zarysem 9 ścianki symetrycznej po przeciwnej stronie jest większa od 6% średnicy wylotu 10 ze skrzyni 4, a oś 8 kanału

PL 230 878 Β1 skrzyni wlotowej, w przekroju, w którym zamocowana jest kierownica żaluzjowa, nie przecina się z osią wirnika 6 i jest od niej odległa o odległość B większą niż 3% średnicy wylotu ze skrzyni 10. Kierownicze łopatki 2 mają szkieletową profilu (to znaczy krzywą łączącą środki grubości łopatek) wygiętą i przy częściowym otwarciu kierownic są ustawione stroną wklęsłą w stronę kierunku napływu czynnika 1. Przynajmniej jedna ze skrajnych łopatek kierownicy 3 ma oś obrotu położoną w odległości A od ścianki kanału skrzyni wlotowej 4, mniejszej niż 1/3 odległości T pomiędzy osiami łopatek kierowniczych 2.

W skrzyni wlotowej 4 wentylatora umieszczona jest kierownica żaluzjowa złożona z zestawu łopatek kierowniczych 2 i skrajnej kierowniczej łopatki 3. Kierownicze łopatki 2 mają osie obrotu ustawione poprzecznie w stosunku do kierunku przepływu. Łopatki te dla zmniejszenia wydajności wentylatora kierują strumień czynnika na jedną ze ścianek skrzyni wlotowej 4, wskutek czego strumień czynnika przy dojściu do dna skrzyni wlotowej 4 zostaje zawirowany współbieżnie z kierunkiem 5 obrotów wirnika wentylatora, co zmniejsza ilość energii przekazywanej przez wirnik.

Działanie kierownicy żaluzjowej przedstawiono na rysunku fig. 2, na którym w części A łopatki 2 i łopatki 3 kierownicy ustawione są w pozycji całkowitego otwarcia i nie wpływają na kierunek przepływu czynnika. W tym położeniu wentylator ma maksymalną wydajność i spiętrzenie. W części B pokazano ustawienie kierowniczych łopatek 2 i skrajnej łopatki 3 w pozycji częściowego otwarcia, w którym strumień czynnika kierowany jest na ściankę kanału skrzyni wlotowej 4, aby po wejściu w otwór wylotu 10 strumień czynnika był zawirowany zgodnie z kierunkiem obrotów wirnika. W tym położeniu wydajność i spiętrzenie wentylatora zostało zmniejszone. W części C przedstawiono ustawienie kierowniczych łopatek 2 i skrajnej łopatki 3 w pozycji całkowitego zamknięcia kanału skrzyni wlotowej. W tym położenie przez wentylator nie ma przepływu.

Zestawienie oznaczeń

- kierunek przepływu czynnika

- zestaw łopatek kierowniczych

- łopatka kierownicza usytuowana w mniejszej odległości od ścianki

- ścianka skrzyni wlotowej

- kierunek obrotu wirnika wentylatora

- oś obrotu wentylatora

- oś symetrii wirnika

- oś symetrii skrzyni wlotowej

- ścianka skrzyni symetrycznej

- otwór wylotowy skrzyni

- wirnik wentylatora

- obudowa wentylatora

A - odległość łopatki kierowniczej od ścianki skrzyni wlotowej

B - odległość osi symetrii skrzyni wlotowej od osi symetrii wirnika

C - odległość ścianki skrzyni symetrycznej od ścianki skrzyni wlotowej

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Wentylator promieniowy z regulacją wydajności z kierownicą żaluzjową umieszczoną w skrzyni wlotowej, znamienny tym, że kształt skrzyni wlotowej jest niesymetryczny względem płaszczyzny (7) przechodzącej przez oś wirnika (6), a oś (8) kanału skrzyni wlotowej, nie przecina się z osią (6) wirnika i jest od niej odległa o odległość (B) większą niż 3% średnicy wylotu ze skrzyni (10) natomiast kierownicze łopatki (2) mają szkieletową profilu wygiętą i są ustawione wygiętą stroną wklęsłą w stronę kierunku napływu czynnika (1), a oś przynajmniej jednej ze skrajnych kierowniczych łopatek (3) jest położona w odległości (A) od ścianki kanału skrzyni wlotowej (4), mniejszej niż 1/3 najmniejszej odległości (T) pomiędzy osiami łopatek kierowniczych, natomiast płaszczyzna, w której leżą osie łopatek kierowniczych jest nachylona do osi (8) kanału skrzyni wlotowej pod kątem w granicach od 45 do 80°.
2. 2. Wentylator promieniowy z regulacją wydajności z kierownicą żaluzjową umieszczoną w skrzyni wlotowej, według zastrz. 1, znamienny tym, że jest wyposażony dodatkowo w regulację wydajności za pomocą zmian w geometrii wirnika wentylatora.