RU2646987C2 - Centrifuge-axial fan "sherdor" - Google Patents
Centrifuge-axial fan "sherdor" Download PDFInfo
- Publication number
- RU2646987C2 RU2646987C2 RU2013154957A RU2013154957A RU2646987C2 RU 2646987 C2 RU2646987 C2 RU 2646987C2 RU 2013154957 A RU2013154957 A RU 2013154957A RU 2013154957 A RU2013154957 A RU 2013154957A RU 2646987 C2 RU2646987 C2 RU 2646987C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fan
- gas
- rotation
- blades
- blade
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к вентиляторам, компрессорам и движителям аппарата вертикального взлета и посадки.The invention relates to fans, compressors and propulsion apparatus for vertical take-off and landing.
Известны центробежные вентиляторы, содержащие рабочее колесо с лопатками, плоскости которых параллельны оси вращения колеса. Перемещение газовой массы происходит за счет центробежных сил, направляющих газ в радиальном направлении. Потери энергии происходят при изменении направления движения газов и при сравнительно длинном пути прохождения газов в улитке корпуса.Known centrifugal fans containing an impeller with blades, the planes of which are parallel to the axis of rotation of the wheel. The movement of the gas mass occurs due to centrifugal forces directing the gas in the radial direction. Losses of energy occur when the direction of movement of the gases and with a relatively long path of passage of gases in the cochlea shell.
Известны осевые вентиляторы, содержащие рабочее колесо с лопастями, плоскость которых ориентирована под углом к оси вращения колеса. Перемещение газовой массы происходит по спирали, ось которой совпадает с осью вращения колеса. Потери энергии происходят по причине непроизводительного закручивания массы газа во вращательное движение и затраты на центробежное ускорение.Known axial fans containing an impeller with blades, the plane of which is oriented at an angle to the axis of rotation of the wheel. The movement of the gas mass occurs in a spiral, the axis of which coincides with the axis of rotation of the wheel. Energy losses occur due to unproductive twisting of the gas mass into rotational motion and the cost of centrifugal acceleration.
Известны осевые компрессоры, в которых закручиваемая масса газа спрямляется неподвижными, относительно корпуса, лопатками и производит полезную работу в виде давления на неподвижные лопатки в осевом направлении. Затраты энергии на центробежное ускорение непроизводительны.Axial compressors are known in which the swirling mass of gas is straightened with stationary blades relative to the casing and performs useful work in the form of pressure on the stationary blades in the axial direction. Energy costs for centrifugal acceleration are unproductive.
Известно техническое решение, принятое за прототип. Рабочее колесо осевого вентилятора или компрессора и вентиляторный контур двухконтурного турбовентиляторного двигателя, использующий такое рабочее колесо (Патент RU 2460905 С2). В этом техническом решении энергия потока в радиальном направлении частично проделывает полезную работу за счет давления на внутреннюю поверхность конусообразного тракта или бандажа. Но основная доля энергии от радиального уплотнения массы газа остается неиспользованной в полезной работе. Также остается неиспользованной вращательная энергия газа. И остается проблема преимущественного уплотнения газа в радиальном направлении, что повышает отрицательный эффект перетекания газа на торцах лопаток из зоны повышенного давления в пониженную.Known technical solution adopted for the prototype. The impeller of an axial fan or compressor and the fan circuit of a dual-circuit turbofan engine using such an impeller (Patent RU 2460905 C2). In this technical solution, the energy of the flow in the radial direction partially does a useful job due to the pressure on the inner surface of the conical path or bandage. But the bulk of the energy from the radial compaction of the gas mass remains unused in useful work. The rotational energy of the gas also remains unused. And there remains the problem of preferential gas compaction in the radial direction, which increases the negative effect of gas flow at the ends of the blades from the zone of high pressure to low.
Задачей изобретения является создание вентилятора или ступени компрессора с равномерным уплотнением газа по плоскости вращения, образуемой лопатками вентилятора или компрессора, и с максимальным использованием энергии центробежных и осевых сил газа, что приведет к повышению коэффициента полезного действия механизма.The objective of the invention is the creation of a fan or compressor stage with uniform gas compaction along the plane of rotation formed by the blades of the fan or compressor, and with maximum use of the energy of centrifugal and axial gas forces, which will increase the efficiency of the mechanism.
Технический результат достигается тем, что вращающиеся лопатки максимально ускоряют газ в осевом, центробежном и вращательном направлениях, а неподвижные лопатки спрямляют поток таким образом, что в каждой точке плоскости вращения вентилятора вектор скорости газа направлен перпендикулярно этой плоскости вращения. The technical result is achieved in that the rotating blades accelerate the gas to the maximum in the axial, centrifugal and rotational directions, and the stationary blades straighten the flow so that at each point of the plane of rotation of the fan the gas velocity vector is directed perpendicular to this plane of rotation.
Внутренний профиль (корытце) вращающихся лопаток в поперечном сечении имеет форму дуги и содержит качество как осевого, так и центробежного вентиляторов. Это достигается тем, что угол атаки входящей кромки аналогичен углу атаки осевого вентилятора (или воздушного винта) в соответствующих точках от оси вращения. То есть если провести касательную к дуге профиля поперечного сечения в точке входа газа, то угол атаки касательной будет в пределах угла атаки воздушного винта. Если касательную провести к дуге профиля поперечного сечения лопатки в точке выхода газа из вращающейся лопатки, то она будет параллельна оси вращения вентилятора, а плоскость, проведенная через эту касательную, будет аналогична лопасти центробежного вентилятора. Таким образом, в начале входной кромки газ ускоряется преимущественно в осевом направлении, а по мере приближения к выходной кромке - преимущественно в центробежном. В момент выхода с выходной кромки вращающейся лопатки газу придается максимальная кинетическая энергия в виде осевой, радиальной и тангенциальной скоростей. Результирующий вектор этих скоростей при выходе с кромки вращающейся лопатки направлен таким образом, что в каждой отдельно взятой точке неподвижной лопатки находится в одной плоскости с дугообразным профилем поперечного сечения неподвижной лопатки и направлен по касательной к этой дуге. Дугообразный профиль корытца неподвижной лопатки спрямляет поток газа таким образом, что при выходе вектор скоростей газа направлен параллельно оси вращения вентилятора. В результате этого кинетическая энергия всех трех составляющих скорости газа проделывает полезную работу.The inner profile (trough) of the rotating blades in cross section has the shape of an arc and contains the quality of both axial and centrifugal fans. This is achieved in that the angle of attack of the incoming edge is similar to the angle of attack of the axial fan (or propeller) at corresponding points from the axis of rotation. That is, if you draw a tangent to the arc of the cross-sectional profile at the gas entry point, then the angle of attack of the tangent will be within the angle of attack of the propeller. If the tangent is drawn to the arc of the cross section profile of the blade at the point of gas exit from the rotating blade, then it will be parallel to the axis of rotation of the fan, and the plane drawn through this tangent will be similar to a centrifugal fan blade. Thus, at the beginning of the inlet edge, the gas is accelerated mainly in the axial direction, and as it approaches the outlet edge, it is predominantly centrifugal. At the moment of exit from the exit edge of the rotating blade, the gas is given maximum kinetic energy in the form of axial, radial and tangential velocities. The resulting vector of these velocities at the exit from the edge of the rotating blade is directed in such a way that at each individual point of the fixed blade is in the same plane with the arcuate cross-sectional profile of the fixed blade and is directed tangentially to this arc. The arcuate profile of the fixed blade trough straightens the gas flow in such a way that upon exit the gas velocity vector is directed parallel to the axis of rotation of the fan. As a result, the kinetic energy of all three components of the gas velocity does a useful job.
На графических материалах схематично показано: Фиг. 1 - вид вентилятора параллельно оси вращения со стороны вращающихся лопаток, совмещенный с видом без бандажей и с видом Е-Е без вращающихся лопаток; Фиг. 2 - разрез вентилятора плоскостью, проходящей по оси вращения вентилятора; Фиг. 3 - Разрез лопаток вентилятора плоскостью, проходящей по линии вектора скорости газа перетекающего с нижней кромки вращающейся лопатки на верхнюю кромку неподвижной лопатки и далее исходящего с нижней кромки неподвижной лопатки; Фиг. 4 - разрез лопаток вентилятора плоскостью, перпендикулярной к продольной линии вращающейся лопатки.Graphic materials schematically show: FIG. 1 is a view of a fan parallel to the axis of rotation from the side of the rotating blades, combined with a view without bandages and with a view of EE without rotating blades; FIG. 2 - section of the fan by a plane passing along the axis of rotation of the fan; FIG. 3 - Section of the fan blades with a plane passing along the line of the gas velocity vector flowing from the lower edge of the rotating blade to the upper edge of the fixed blade and then outgoing from the lower edge of the fixed blade; FIG. 4 is a section through a fan blade in a plane perpendicular to the longitudinal line of the rotating blade.
Вентилятор на Фиг. 2 состоит из корпуса 1 с силовым приводом 2, приводящим во вращение диск 3 с установленными в нем лопатками 4. Вращающиеся лопатки 4 по периферийным торцам соединены бандажом 5. В корпусе 1 установлены неподвижные лопатки 6, периферийные торцы которых соединены бандажом 7. В случае применения изобретения в качестве ступени компрессора бандаж 5 может отсутствовать, а неподвижные лопатки 6 закрепляются периферийными торцами к наружному корпусу компрессора образующему внутренний газовый тракт компрессора.The fan of FIG. 2 consists of a
Одним из вариантов осуществления изобретения является вентилятор, приводимый во вращение силовым приводом 2, диск 3 с лопатками 4, выполненными с изогнутым профилем в поперечном сечении. Профиль вращающихся лопаток 4 и угол атаки, в зависимости от удаленности от центра вращения и числа оборотов, должен обеспечить максимальное увлечение газа с сохранностью ламинарного течения. Газ, увлекаемый вращающейся лопаткой 4 по аналогии с осевым вентилятором, перемещается в осевом направлении, по мере продвижения газа по внутреннему профилю лопатки увеличивается центробежная составляющая скорости газа. На выходе из вращающейся лопатки 4 результирующий вектор скорости газа направлен перпендикулярно к касательной, проведенной к кромке неподвижной лопатки 6 в точке входа в нее газа. То есть в любой точке неподвижной лопатки 6 газ проходит путь от входа в лопатку до выхода из нее по кратчайшему пути, при этом спрямляя поток во всех трех направлениях: осевом, центробежном, вращательном. Результирующее направление скорости газа при выходе из неподвижной лопатки 6 можно задавать путем изменения кривизны поперечного сечения лопатки в зоне выхода из нее газа. На представленных графических материалах показан вариант направления газа параллельно оси вращения вентилятора. Неподвижные лопатки 6 имеют саблевидную линию кромок и изогнутый профиль в поперечном сечении. Линия кромок 6 ориентирована к результирующему вектору скорости потока, исходящего с кромки вращающейся лопатки 4 таким образом, когда при сближении кромок вращающихся лопаток 4 с неподвижными лопатками 6 поток газа входит под прямым углом к линии кромки неподвижной лопатки, а исходящий с этой лопатки 6 газ направляется параллельно оси вращения лопаток 4. Возможны и другие варианты направления газа, сходящего с нижней кромки неподвижной лопатки 6, например, на сближение с осью вращения или на удаление. Но в любом случае достигается цель использования всей энергии движущейся массы газа как в центробежном, так и в осевом направлениях.One of the embodiments of the invention is a fan driven by a
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013154957A RU2646987C2 (en) | 2013-12-10 | 2013-12-10 | Centrifuge-axial fan "sherdor" |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013154957A RU2646987C2 (en) | 2013-12-10 | 2013-12-10 | Centrifuge-axial fan "sherdor" |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013154957A RU2013154957A (en) | 2015-06-20 |
RU2646987C2 true RU2646987C2 (en) | 2018-03-13 |
Family
ID=53433506
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013154957A RU2646987C2 (en) | 2013-12-10 | 2013-12-10 | Centrifuge-axial fan "sherdor" |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2646987C2 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6684626B1 (en) * | 2002-07-30 | 2004-02-03 | General Electric Company | Aircraft gas turbine engine with control vanes for counter rotating low pressure turbines |
UA38885C2 (en) * | 2000-11-13 | 2004-12-15 | Do State Scient Res Designing | Working wheel of centrifugal fan with two-side suction |
EA014401B1 (en) * | 2005-12-29 | 2010-10-29 | Макро-Микро Девисес, Инк. | Fluid transfer controllers having a rotor assembly with multiple sets of rotor blades arranged in proximity and about the same hub component and further having barrier components configured to form passages for routing fluid through the multiple sets of rotor blades |
RU2460905C2 (en) * | 2010-07-29 | 2012-09-10 | Открытое акционерное общество "Национальный институт авиационных технологий" (ОАО НИАТ) | Axial-flow fan or compressor impeller and fan of bypass fanjet incorporating said impeller |
-
2013
- 2013-12-10 RU RU2013154957A patent/RU2646987C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
UA38885C2 (en) * | 2000-11-13 | 2004-12-15 | Do State Scient Res Designing | Working wheel of centrifugal fan with two-side suction |
US6684626B1 (en) * | 2002-07-30 | 2004-02-03 | General Electric Company | Aircraft gas turbine engine with control vanes for counter rotating low pressure turbines |
EA014401B1 (en) * | 2005-12-29 | 2010-10-29 | Макро-Микро Девисес, Инк. | Fluid transfer controllers having a rotor assembly with multiple sets of rotor blades arranged in proximity and about the same hub component and further having barrier components configured to form passages for routing fluid through the multiple sets of rotor blades |
RU2460905C2 (en) * | 2010-07-29 | 2012-09-10 | Открытое акционерное общество "Национальный институт авиационных технологий" (ОАО НИАТ) | Axial-flow fan or compressor impeller and fan of bypass fanjet incorporating said impeller |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013154957A (en) | 2015-06-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7573148B2 (en) | Boundary layer wind turbine | |
US3545890A (en) | Regenerative compressor | |
US10060442B2 (en) | Mixed flow fan assembly | |
EP3066345B1 (en) | Blower for breathing apparatus | |
US20130045107A1 (en) | Propeller blade | |
JP2002364594A (en) | Enhanced performance fan with winglet | |
JP2012072735A (en) | Centrifugal compressor | |
JP2016501341A (en) | Angel Wing of Turbine Blade with Pump Mechanism | |
CA2688779C (en) | Boundary layer wind turbine with tangential rotor blades | |
US10415584B2 (en) | Impeller and fan using the same | |
CN103486081B (en) | Axial flow fan blade, fan and air conditioner outdoor unit | |
CN105240317A (en) | Fan blade | |
CN110374925A (en) | A kind of bilayer collector and the flow-mixing blower fan for assembling the double-deck collector | |
KR20160021229A (en) | Centrifugal rotor | |
CN104235072A (en) | Centrifugal fan and air purifier with same | |
RU2646987C2 (en) | Centrifuge-axial fan "sherdor" | |
RU142959U1 (en) | WORKING WHEEL CENTRIFUGAL-AXIAL | |
JP2012057587A (en) | Ceiling fan | |
US2240653A (en) | Fan | |
JP6362980B2 (en) | Turbo machine | |
RU2582716C2 (en) | Coaxial centrifugal axial fan "voch-sherdor" | |
EP3686439B1 (en) | Multi-stage centrifugal compressor | |
JP2019132131A (en) | Impeller for centrifugal compressor | |
RU2525762C1 (en) | Radially-vortex turbomachine | |
RU2585207C1 (en) | Water-jet engine-propulsion complex |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FA92 | Acknowledgement of application withdrawn (lack of supplementary materials submitted) |
Effective date: 20151109 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20191211 |