Сопло, обеспечивающее трехмерный сужающийся воздушный поток, и способ использования такого сопла - RU2017118517A
Код документа: RU2017118517A
Формула
1. Устройство (100), содержащее:
корпус (105) сопла, имеющий входное отверстие (106) на первом конце (107) и выходное отверстие (108) на втором конце (109), при этом
корпус (105) сопла имеет пару противоположных боковых стенок (110) и имеет переднюю стенку (115) и заднюю стенку (120), каждая из которых проходит между указанной парой противоположных боковых стенок (110);
воздушный проточный канал (125), образованный указанной парой противоположных боковых стенок (110), передней стенкой (115) и задней стенкой (120), при этом
воздушный проточный канал (125) имеет осевую линию, проходящую между входным отверстием (106) и выходным отверстие (108), и имеет множество поперечных сечений (135), перпендикулярных осевой линии (130), которые совместно образуют гладкий контур вдоль длины воздушного проточного канала (125); причем
каждое из указанного множества поперечных сечений (135) имеет толщину (Е, С) между передней стенкой (115) и задней стенкой (120), которая больше на боковых кромках передней стенки (115) и задней стенки (120), чем на осевой линии (130),
толщина (Е, С) каждого из указанного множества поперечных сечений (135) как на боковых кромках передней стенки (115) и задней стенки (120), так и на осевой линии (130) уменьшается вдоль длины по меньшей мере первой части корпуса (105) сопла от входного отверстия (106) по направлению к выходному отверстию (108), а
ширина каждого из указанного множества поперечных сечений (135) между указанной парой противоположных боковых стенок (110) увеличивается вдоль длины по меньшей мере указанной первой части корпуса (105) сопла от входного отверстия (106) по направлению к выходному отверстию (108).
2. Устройство (100) по п. 1, в котором входное отверстие (106) соединено с первым концом (146) первой части (145) корпуса (105) сопла, а выходное отверстие (108) соединено со вторым концом (147) первой части (145) корпуса (105) сопла.
3. Устройство (100) по п. 1 или 2, также содержащее:
вторую часть (150) корпуса (105) сопла, соединенную с первой частью (145) корпуса (105) сопла, причем
входное отверстие (106) соединено с первой частью (145) корпуса (105) сопла, выходное отверстие (108) соединено со второй частью (150) корпуса (105) сопла, а
форма гладкого контура и площадь каждого из указанного множества поперечных сечений (135) остаются постоянными вдоль длины второй части (150) корпуса (105) сопла.
4. Устройство (100) по п. 3, в котором передняя стенка (115) и задняя стенка (120) второй части (150) корпуса (105) сопла размещены симметрично по отношению друг к другу относительно плоскости (P-P).
5. Устройство (100) по п. 3, в котором вторая часть (150) корпуса (105) сопла включает в себя по меньшей мере одну изогнутую секцию (155).
6. Устройство (100) по п. 1 или 2, также содержащее вторую часть (150) корпуса (105) сопла, соединенную с первой частью (145) корпуса (105) сопла, причем
входное отверстие (106) соединено с первой частью (145) корпуса (105) сопла, выходное отверстие (108) соединено со второй частью (150) корпуса (105) сопла, а
указанная пара противоположных боковых стенок (110) второй части (150) корпуса (105) сопла отклонена наружу относительно осевой линии (130) воздушного проточного канала (125) от входного отверстия (106) к выходному отверстию (108) корпуса (105) сопла.
7. Устройство (100) по п. 1 или 2, также содержащее:
удлинитель (160) сопла, соединенный с выходным отверстием (108) корпуса (105) сопла и образующий часть воздушного проточного канала (125),
причем удлинитель (160) сопла имеет входное отверстие (161), ограничивающее первую площадь (А8), и имеет выходное отверстие (162), ограничивающее вторую площадь (А9), равную первой площади (А8).
8. Устройство (100) по п. 7, в котором выходное отверстие (162) удлинителя (160) сопла имеет прямоугольную форму.
9. Устройство (100) по п. 7, в котором
толщина (С8) входного отверстия (161) удлинителя (160) сопла на осевой линии (130) меньше, чем толщина (С8) выходного отверстия (162) удлинителя (160) сопла, а
толщина (Е8) воздушного проточного канала (125) между передней стенкой (115) и задней стенкой (120) корпуса (105) сопла на боковых кромках (140) передней стенки (115) и задней стенки (120) на входном отверстии (161) удлинителя (160) сопла больше, чем толщина (Е9) выходного отверстия удлинителя (160) сопла.
10. Устройство (100) по п. 1 или 2, в котором ширина (W) каждого из указанного множества поперечных сечений (135) между указанной парой противоположных боковых стенок (110) увеличивается по всей длине корпуса (105) сопла от входного отверстия (106) к выходному отверстию (108) таким образом, что указанная пара противоположных боковых стенок (110) корпуса (105) сопла отклонена наружу относительно осевой линии (130) воздушного проточного канала (125) от входного отверстия (106) к выходному отверстию (108) корпуса (105) сопла.
11. Устройство (100) по п. 10, в котором передняя стенка (115) и задняя стенка (120) корпуса (105) сопла размещены симметрично по отношению друг к другу относительно плоскости (P-P).
12. Устройство (100) по п. 11, в котором второй конец (109) корпуса (105) сопла имеет изогнутую секцию (155).
13. Устройство (100) по п. 10, также содержащее:
лопасть (180) в воздушном проточном канале (125), размещенную вдоль осевой линии (130) на втором конце (109) корпуса (105) сопла и проходящую по направлению к первому концу (107) корпуса (105) сопла.
14. Устройство (100) по п. 13, в котором длина лопасти (180) находится в диапазоне от 6,35 мм до 203,2 мм, а толщина лопасти составляет 2,54 мм.
15. Устройство (100) по п. 13, в котором лопасть (180) соединена с передней стенкой (115) и задней стенкой (120) корпуса (105) сопла.
16. Устройство (100) по п. 13, в котором лопасть (180) имеет клиновидную форму и размещена таким образом, что широкий конец (181) лопасти (180) расположен на втором конце (109) корпуса (105) сопла, а вершинный конец (182) лопасти (180) проходит по направлению к первому концу (107) корпуса (105) сопла.
17. Устройство (100) по п. 16, в котором лопасть (180) образована делителем (183) в корпусе (105) сопла.
18. Устройство (100) по п. 1 или 2, в котором входное отверстие (106) корпуса (105) сопла имеет круглую форму.
19. Устройство (100) по п. 1 или 2, в котором длина корпуса (105) сопла между первым концом (107) и вторым концом (109) находится в диапазоне от 8 дюймов до 17 дюймов.
20. Способ (200) использования соплового устройства, включающего в себя
(a) корпус сопла, имеющий входное отверстие на первом конце и выходное отверстие на втором конце, при этом
корпус сопла имеет пару противоположных боковых стенок и имеет переднюю стенку и заднюю стенку, каждая из которых проходит между указанной парой противоположных боковых стенок,
(b) воздушный проточный канал, образованный указанной парой противоположных боковых стенок, передней стенкой и задней стенкой, при этом
воздушный проточный канал имеет осевую линию, проходящую между входным отверстием и выходным отверстием, и имеет множество поперечных сечений, перпендикулярных осевой линии, которые совместно образуют гладкий контур вдоль длины воздушного проточного канала,
(c) причем каждое из указанного множества поперечных сечений имеет толщину между передней стенкой и задней стенкой, которая больше на боковых кромках передней стенки и задней стенки, чем на осевой линии, при этом
толщина каждого из указанного множества поперечных сечений как на боковых кромках передней стенки и задней стенки, так и на осевой линии уменьшается вдоль длины по меньшей мере первой части корпуса сопла от входного отверстия по направлению к выходному отверстию, а
ширина каждого из указанного множества поперечных сечений между указанной парой противоположных боковых стенок увеличивается вдоль длины по меньшей мере указанной первой части корпуса сопла от входного отверстия по направлению к выходному отверстию,
причем способ включает:
- пропускание потока воздуха (205) через входное отверстие корпуса сопла в воздушный проточный канал;
- изменение формы (210) пути воздушного потока через множество поперечных сечений, которые совместно образуют гладкий контур воздушного проточного канала от входного отверстия к выходному отверстию корпуса сопла, с изменением, в результате этого, распределения скоростей воздушного потока от входного отверстия к выходному отверстию корпуса сопла.
21. Способ (200) по п. 20, также включающий:
изменение распределения скоростей воздушного потока таким образом, что каждое из множества поперечных сечений второй части корпуса сопла имеет параллельные векторы скорости, причем
вторая часть корпуса сопла соединена с первой частью корпуса сопла,
входное отверстие соединено с первой частью корпуса сопла, выходное отверстие соединено со второй частью корпуса сопла, а
форма гладкого контура и площадь каждого из указанного множества поперечных сечений вдоль длины второй части корпуса сопла остаются постоянными.
22. Способ (200) по п. 20, также включающий:
изменение распределения скоростей воздушного потока таким образом, что каждое из указанного множества поперечных сечений имеет векторы скорости, отличающиеся друг от друга таким образом, что воздушный поток, выходящий из выходного отверстия корпуса сопла, расходится по меньшей в двух отличающихся направлениях от осевой линии,
причем ширина каждого из указанного множества поперечных сечений между указанной парой противоположных боковых стенок увеличивается по всей длине корпуса сопла от входного отверстия к выходному отверстию таким образом, что указанная пара противоположных боковых стенок корпуса сопла отклонена наружу относительно осевой линии воздушного проточного канала от входного отверстия к выходному отверстию корпуса сопла.
