BR112015028572B1

BR112015028572B1 - Ventilador axial

Info

Publication number: BR112015028572B1
Application number: BR112015028572-4A
Authority: BR
Inventors: Carlo Gallina
Original assignee: Cofimco S.R.L.
Priority date: 2013-05-14
Filing date: 2014-05-12
Publication date: 2022-02-15
Also published as: US10036392B2; WO2014184727A8; CN105358836B; ES2772129T3; EP2997263A1; BR112015028572A2; ITMI20130791A1; EP2997263B1; PT2997263T; CN105358836A; US20160138601A1; WO2014184727A1

Abstract

ventilador axi al. é descrito um ventilador axial incluindo um cubo (4) e uma pluralidade de pás (5) que se estendem a partir do cubo (4); em que cada pá (5) compreende uma porção principal da pá (9) e uma porção secundária da pá (10), com a porção secundária da pá (10) tendo um bordo de ataque (10c) adjacente a um bordo de fuga (9d) da porção principal da pá (9), formando uma aba (flap) para a porção principal da pá (9); em que uma passagem de fluido (13) é definida entre o bordo de fuga (9d) da porção principal da pá (9) e o bordo de ataque (10c) da porção secundária da pá (10); em que a porção principal da pá (9) possui uma corda principal (cm) e a porção secundária da pá (10) tem uma corda secundária (cs); e em que a corda principal (cm) e a corda secundária (cs) formam um ângulo de ataque relativo (ar) compreendido entre 5°e 35°.

Description

CAMPO TÉCNICO

[001] A presente invenção refere-se a um ventilador axial para uso industrial.

ESTADO DA TÉCNICA

[002] Como se sabe, um ventilador axial geralmente compreende um cubo e uma pluralidade de pás que se estendem substancialmente em uma direção radial a partir do cubo.

[003] O cubo é rotativo em torno de um eixo, e está conectado a um motor elétrico para receber o movimento de rotação por meio de um sistema de transmissão.

[004] As pás são providas com um perfil aerodinâmico, de modo que o efeito de rotação transmitido pelo motor gera uma diferença de pressão entre o extradorso e o intradorso das pás. Por sua vez, a diferença de pressão produz um fluxo de ar em uma direção substancialmente paralela ao eixo do cubo.

[005] A taxa de fluxo de ar provida em movimento axial depende de vários fatores, compreendendo principalmente a velocidade de rotação, o formato do perfil aerodinâmico e o ângulo de inclinação (passo) das pás.

[006] Sabe-se que, para uma determinada velocidade de rotação, o ângulo de incidência (isto é, o ângulo entre o vetor de velocidade do ar e a corda da pá) é determinado pelo ângulo de passo, e não pode exceder um limite crítico ou ângulo de estol. Em ventiladores axiais para uso industrial, o ângulo de passo das pás normalmente está entre -4o e +30° (o ângulo de passo é tipicamente medido utilizando-se um inclinômetro colocado sobre o extradorso da pá na sua extremidade distai, orientado perpendicularmente em relação a uma direção radial).

[007] Abaixo do limite crítico, o fluxo de ar ao longo da superfície das pás é laminar, e permite explorar corretamente a curvatura do intradorso e do extradorso da pá para obter sustentação. A turbulência fica confinada a jusante do ponto de reunificação dos fluxos que passam junto ao extradorso e ao intradorso, isto é, substancialmente a jusante do bordo de fuga da pá.

[008] Se, em vez disso, o ângulo de incidência exceder o limiar crítico (ângulo de estol), os fluxos que passam junto ao extradorso e ao intradorso não conseguem reunir-se de maneira uniforme, ficando desprendidos (afastados) das superfícies da pá, causando vórtices a jusante do ponto de desprendimento. O desprendimento ocorre geralmente a partir de áreas periféricas da pá, onde a velocidade tangencial é maior.

[009] Os vórtices causam uma perda de sustentação e, consequentemente, uma diminuição da eficiência do ventilador. Na prática, a taxa de fluxo definida em movimento não aumenta ou nem mesmo diminui em resposta a um incremento correspondente na energia absorvida pelo motor que aciona o ventilador.

[010] É possível conceber as pás de um ventilador axial de modo a que a eficiência seja maior para ângulos de passo mais elevados do ar e alta velocidade, limitando-se em parte o risco de exceder o limite crítico e desencadear a formação de vórtices. Esta melhoria, no entanto, corresponde a uma eficiência reduzida para os ângulos de passo e / ou a velocidades mais baixas. Por outro lado, as pás projetadas para terem alta eficiência com baixos ângulos de passo e em baixas velocidades são totalmente insatisfatórias para ângulos e velocidades maiores, apresentando tanto uma eficiência mais baixa como uma maior facilidade de estol.

[011] Em ventiladores axiais para uso industrial, de fato, as condições de velocidade periférica e de ângulos de passo podem variar de forma substancial. Assim, os ventiladores axiais para uso industrial normalmente têm diâmetros que variam desde cerca de 1 m até aproximadamente 12 m, mas as velocidades periféricas podem atingir cerca de 75 m/s. Os ângulos de passo, ao invés, podem variar em uma faixa de cerca de 30° a 40°, como já mencionado. Logo, o ponto de trabalho pode variar significativamente, e os ventiladores axiais conhecidos são capazes de garantirem uma eficiência suficiente apenas em uma faixa estreita de condições de funcionamento, ao contrário do que seria desejável. A dificuldade de alcançar um desempenho satisfatório em uma ampla faixa de condições de operação é largamente dependente das particularidades individuais dos ventiladores axiais para uso industrial, em particular com tamanho grande. Uma pá de um desses ventiladores axiais mede, na verdade, vários metros na direção radial, e por conseguinte a diferença de velocidade entre a extremidade distai e a extremidade proximal é muito alta, suficiente para fazer com que as porções periféricas das pás entrem em condições de estol, enquanto as porções radialmente mais internas ainda apresentam uma margem de utilização relativamente abundante, mas que não pode ser explorada.

[012] O documento US3075743A divulga um ventilador axial compreendendo uma pluralidade de pás que se estendem a partir de um cubo. Cada lâmina compreende uma porção da lâmina principal e uma porção secundária da lâmina. A porção de lâmina secundária tem um bordo de ataque adjacente a um bordo de fuga da porção de lâmina principal e forma uma aba para a porção de lâmina principal. Uma passagem de fluido é definida entre o bordo posterior da porção da lâmina principal e o bordo principal da porção da lâmina secundária.

[013] Outros exemplos de ventiladores axiais conhecidos são divulgados na US 2008/298974 Al, na US 2007/036651 Al, na FR 951 186 A, na US 2 938 662 A, na EP 2 006 488 A2, US 2010/303634 Al.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[014] O objetivo da presente invenção consiste, portanto, em prover um ventilador axial que permite superar as limitações acima descritas e, em particular, permite a obtenção de uma alta eficiência com uma ampla faixa de ângulos de passo, de ângulos de incidência e de velocidade periférica das pás.

[015] De acordo com a presente invenção, é provido um ventilador axial que compreende um cubo e uma pluralidade de pás que se estendem a partir do cubo, em que cada pá compreende uma porção principal da pá e uma porção secundária da pá, com a porção secundária da pá tendo um bordo de ataque adjacente a um bordo de fuga da porção principal da pá, formando um flap (aba) para a porção principal da pá; e em que uma passagem de fluido é definida entre o bordo de fuga da porção principal da pá e o bordo de ataque da porção secundária da pá.

[016] De acordo com um aspecto adicional do invento, a passagem de fluido está configurada de modo a permitir a passagem de um fluxo de fluido a partir de um intradorso da porção principal da pá até um extradorso da porção secundária da pá.

[017] A passagem de fluido assim criada produz efeitos especialmente na porção mais crítica da pá, onde o fluxo junto à superfície da pá tende a desprender-se dela. A configuração da pá é, portanto, particularmente eficaz.

[018] A porção secundária da pá, que atua como um flap para a porção principal da pá e define a passagem de fluido, permite melhorar o desempenho global do ventilador. Em particular, a passagem de fluido é atravessada por um fluxo de fluido que provoca uma depressão na saída do próprio canal de fluido. Por sua vez, o vácuo puxa o fluxo junto à superfície da pá em direção à mesma superfície e contraria a tendência de desprendimento, que normalmente ocorre em torno de um limite de velocidade. Assim, as pás do ventilador de acordo com a invenção podem operar corretamente mesmo com velocidades e/ou ângulos de incidência que causariam o estol de pás de mesmo tamanho, porém desprovidas da passagem de fluido definida pelo flap entre o intradorso e o extradorso. Ao mesmo tempo, a eficiência aerodinâmica da pá é melhorada pela redução geral de turbulência no bordo de fuga.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[019] A presente invenção será agora descrita com referência aos desenhos anexos, que ilustram alguns exemplos de formas de incorporação não limitativas, em que: - A figura 1 é um diagrama de blocos simplificado de um conjunto de ventilador axial de acordo com uma primeira forma de incorporação da presente invenção; - A figura 2 é uma vista em perspectiva de um ventilador axial do mesmo conjunto da figura 1; - A figura 3 é uma vista em perspectiva ampliada da pá do ventilador axial da figura 2; - A figura 4 é uma vista lateral, em corte, da pá da figura 3, ao longo do plano IV-IV indicado na figura 3; - A figura 5 é uma vista lateral, em corte, de uma pá de um ventilador axial de acordo com uma segunda forma de incorporação da presente invenção; - As figuras 6 a 9 são gráficos que mostram magnitudes relativas ao ventilador da figura 1, em comparação com um ventilador conhecido; - A figura 10 é uma vista em perspectiva de uma pá de um ventilador axial de acordo com uma terceira forma de incorporação da invenção; - A figura 11 é uma vista em perspectiva de uma pá de um ventilador axial de acordo com uma quarta forma de incorporação da invenção; e - A figura 12 é uma vista em perspectiva de uma pá de um ventilador axial de acordo S/Yl com uma quinta forma de incorporação da invenção.

MELHOR MODO DE REALIZAÇÃO DA INVENÇÃO

[020] O invento descrito abaixo é particularmente adequado para a implementação de ventiladores axiais de grandes dimensões, por exemplo, para trocadores de calor utilizados em instalações para a liquefação de gás natural, refinarias ou instalações para produção de energia elétrica em um ciclo combinado ou com uma turbina a vapor. Em particular, os ventiladores axiais para uso industrial têm um diâmetro de até 12 metros, aproximadamente, e regimes de rotação que envolvem velocidades periféricas das pás de até 75 m/s, aproximadamente. Além disso, em aplicações típicas de ventiladores axiais industriais, deve-se assumir que o número de Reynolds do fluido processado, ou seja, ar, seja maior do que 10.000.

[021] Com referência à figura 1, um conjunto de ventilador, indicado na sua totalidade pelo numeral 1, compreende um ventilador axial 2 acionado por um motor elétrico 3.

[022] O ventilador axial 2, o qual está representado com mais detalhes na figura 2, compreende um cubo 4, conectado a um eixo do motor elétrico 3, e uma pluralidade de pás 5 que se estendem a partir do cubo 4 substancialmente na direção radial. As pás 5 podem ser feitas, por exemplo, de alumínio, de plástico, ou de um material composto reforçado com fibras de vidro ou de carbono. As pás 5 estão também conectadas ao cubo 4 por meio de respectivas hastes ou barras 7. As barras 7 podem estar orientadas em torno de respectivos eixos longitudinais, para permitirem o ajuste de um ângulo de passo das pás 5 por meio de um regulador específico 8 (figura 1).

[023] Conforme mostrado nas figuras 3 e 4, cada pá 5 compreende uma porção principal da pá 9 e uma porção secundária da pá 10, ambas tendo um perfil aerodinâmico. A porção principal da pá 9 precede a porção secundária da pá 10 na direção de rotação da pá 5.

[024] Em uma forma de incorporação, a superfície aerodinâmica da porção principal da pá 9 é maior do que a superfície aerodinâmica da porção secundária da pá 10, e provê uma fração predominante do carregamento aerodinâmico. Em uma forma de incorporação diferente, a porção principal da pá 9 e a porção secundária da pá 10 têm superfícies aerodinâmicas iguais.

[025] A porção principal da pá 9 está rigidamente fixada às respectivas barras 7. Além disso, a porção principal da pá 9 e a porção secundária da pá 10 estão conectadas juntas nas suas respectivas extremidades por meio de uma aleta de extremidade externa 11 e por meio de uma aleta de extremidade interna 12. A aleta de extremidade externa 11 e aleta de extremidade interna 12 estão dispostas transversalmente em relação à porção principal da pá 9 e à porção secundária da pá 10, e se estendem tangencialmente em relação à trajetória da respectiva pá. As aletas de extremidade, especialmente a aleta de extremidade externa 11, permitem reduzir a vorticidade do fluxo nas extremidades da pá 5.

[026] A porção principal da pá 9 possui um extradorso 9a e um intradorso 9b, conectados na parte frontal ao longo de um bordo de ataque 9c e na parte de trás ao longo de um bordo de fuga 9d. A distância entre o bordo de ataque 9c e o bordo de fuga 9d define uma corda principal CM da porção principal da pá 9. A porção principal da pá 9 também tem uma espessura principal, definida por uma distância entre o extradorso 9a e o intradorso 9b da porção principal da pá 9 na direção perpendicular à corda principal CM. A proporção entre uma espessura principal máxima SMMAX e a corda principal CM da porção principal da pá 9 tem, de preferência, um valor entre 0,1 e 0,4.

[027] A porção secundária da pá 10 tem um extradorso 10a e um intradorso 10b, conectados na parte frontal ao longo de um bordo de ataque 10c e na parte de trás ao longo de um bordo de fuga 10d. A distância entre o bordo de ataque 10c e o bordo de fuga 10d define uma corda secundária CS da porção secundária da pá 10. A corda secundária CS é menor do que a, ou igual à, corda principal CM. Por exemplo, a proporção entre a corda secundária CS e a corda principal CM está compreendida entre 0,2 e 1. Além disso, a corda principal CM e a corda secundária CS formam um ângulo de ataque relativo aR compreendido entre 5o e 35°.

[028] A porção secundária da pá 10 estende-se substancialmente em paralelo à porção principal da pá 9, e forma um flap (aba) para a mesma porção principal da pá 9.

[029] Mais precisamente, o bordo de ataque 10c da porção secundária da pá 10 fica espaçado do, e adjacente ao, bordo de fuga 9d da porção principal da pá 9. Deste modo, entre o bordo de fuga 9d da porção principal da pá 9 e o bordo de ataque 10c da porção secundária da pá 10 é definida uma passagem de fluido 13, que permite a passagem de um fluxo de fluido desde o intradorso 9b da porção principal da pá até o extradorso 10a da porção secundária da pá 10. A passagem de fluido 13 está configurada de modo a que o fluxo de fluido através dela seja acelerado por efeito Venturi.

[030] O bordo de ataque 10c da porção secundária da pá 10 e o bordo de fuga 9d da porção principal da pá 9 estão separados por uma primeira distância entre pás Dl, em uma direção paralela à corda principal CM, e por uma segunda distância entre pás D2, na direção perpendicular à corda principal CM.

[031] A proporção entre a primeira distância entre pás Dl e a corda principal CM é inferior ou igual a 0,2. Na forma de incorporação da figura 4, por outro lado, a porção principal da pá 9 e a porção secundária da pá 10 não se sobrepõem na direção da corda principal CM. Por conseguinte, o bordo de ataque 10c da porção secundária da pá 10 fica disposto a jusante do bordo de fuga 9d da porção principal da pá 9 na direção da corda principal CM.

[032] A proporção entre a segunda distância entre pás D2 e a corda principal CM é inferior ou igual a 0,2.

[033] Em uma forma de incorporação diferente, ilustrada na figura 5, a porção principal da pá 9 e a porção secundária da pá 10 sobrepõem-se na direção da corda principal CM. Por conseguinte, o bordo de ataque 10c da porção secundária da pá 10 fica disposto a montante do bordo de fuga 9d da porção principal da pá 9 na direção da corda principal CM. O bordo de fuga 9d da porção principal da pá de 9 e o bordo de ataque 10c da porção secundária da pá 10 estão separados por uma primeira distância entre pás Dl' na direção da corda principal CM. Mesmo neste caso, a proporção entre a primeira distância entre pás Dl' e a corda principal CM é inferior ou igual a 0,2.

[034] Como mencionado, a porção secundária da pá 10 acua como um flap para a porção principal da pá 9, e a passagem de fluido 13 permite a passagem de uma fração do fluxo junto à superfície da pá 5, desde o intradorso 9b da porção principal da pá 9 até o extradorso 10a da porção secundária da pá 10. Além disso, o fluxo de fluido que passa através da passagem de fluido 13, que define um gargalo, é acelerado por efeito Venturi. O aumento de velocidade resulta em uma diminuição de pressão, que tende a atrair o fluxo junto ao extradorso 9a da porção principal da pá 9 em direção ao extradorso 10a da porção secundário da pá 10. Vantajosamente, essa atração contraria o desprendimento do fluxo a partir do extradorso 10a da porção secundária da pá 10 e a tendência da pá 5 em estolar. Na prática, a pá 5 pode ser utilizada com ângulos de incidência maiores se comparada com uma pá do mesmo tamanho tendo uma superfície aerodinâmica contínua (isto é, sem a passagem de fluido). Ao mesmo tempo, a eficiência aerodinâmica da pá é melhorada pela redução geral da turbulência no bordo de fuga.

[035] Simulações dinâmicas de fluidos complexas e baterias de testes experimentais subsequentes em túnel de vento levaram à seleção de faixas de valores descritos para os parâmetros principais das pás 5, em especial para: o ângulo de ataque relativo aR entre a corda principal CM e a corda secundária CS; a proporção entre a primeira distância entre pás Dl e a corda principal CM; a proporção entre a segunda distância entre pás D2 e a corda principal CM; a proporção entre a corda secundária CS e a corda principal CM; a proporção entre a espessura principal máxima SMMAX e a corda principal CM da porção principal da pá. Foi possível obter pás 5 capazes de assegurar uma elevada eficiência e desempenho em uma ampla variedade de condições de operação. Em particular, foi observado que os maiores benefícios são dados, nessa ordem, pelo ângulo de ataque relativo aR, e pelos valores da primeira distância entre pás Dl e da segunda distância entre pás D2 em relação à corda principal CM.

[036] Além disso, verificou-se que os valores dos parâmetros selecionados são vantajosos especialmente com os materiais de superfície e com o acabamento (em termos de rugosidade) mais comuns na fabricação de pás para ventiladores axiais de uso industrial, tais como as pás feitas de alumínio extrudado ou de folha metálica dobrada, com ou sem revestimento; de compostos pultrudados ou de materiais moldados, com ou sem revestimento; plástico extrudado ou moldado, com ou sem revestimento.

[037] Como é evidente a partir dos gráficos das figuras 6 a 9, o uso de pás 5 em um ventilador axial permite obter um melhor desempenho do que com pás de igual tamanho e superfície aerodinâmica ininterrupta, virtualmente em todas as condições de trabalho. As curvas mostradas pela linha contínua referem-se ao ventilador axial 2 provido de pás 5, enquanto que as linhas tracejadas e pontilhadas estão relacionadas a um ventilador axial conhecido, com características semelhantes (tamanho e número de pás), mas com as pás desprovidas de flap o. da passagem de fluido.

[038] Em particular, o gráfico da figura 6 mostra a proporção entre o coeficiente volumétrico CV e o coeficiente de pressão CP nos dois casos, para diferentes ângulos de ataque. O coeficiente volumétrico CV e o coeficiente de pressão CP são definidos como se segue:

[039] Onde:

[040] S é a solidez, CEQ é a corda equivalente (definida pela proporção entre a superfície e o comprimento da pá), NB é o número de pás, Q é a taxa de fluxo de ar soprado, rpm é a velocidade angular, y é o diâmetro do ventilador axial, SP é a pressão estática e p é a densidade do ar.

[041] A figura 7 mostra a pressão estática SP como uma função da taxa de fluxo, também neste caso para diferentes ângulos de ataque, para ventiladores de igual diâmetro, corda e número de pás, na mesma velocidade de rotação e densidade do ar.

[042] Como pode ser observado, praticamente em todas as condições o ponto de trabalho corresponde a um ângulo de passo menor no caso do ventilador axial 2. Existe, por conseguinte, uma maior margem, em comparação com as condições de estol, e ângulos de passo maiores podem ser utilizados. Condições de trabalho comparáveis poderiam ser obtidas com ventiladores convencionais somente se o número ou tamanho das pás fosse aumentado, porém com desvantagens em termos de custos e tempo de fabricação.

[043] O gráfico da figura 8 mostra a eficiência total do ventilador como uma função do coeficiente volumétrico CV para diferentes ângulos de passo.

[044] A eficiência total é definida como:

[045] Onde TP é a pressão total, dada, por sua vez, pela soma da pressão estática e da pressão dinâmica, e W representa a potência absorvida pelo ventilador.

[046] Na figura 9, a eficiência total ET é expressa como uma função da taxa de fluxo Q para diferentes ângulos de ataque. Neste caso, a potência absorvida pelos ventiladores de acordo com a invenção, e a potência que é absorvida pelos ventiladores convencionais capazes de fornecerem uma taxa de fluxo Q igual, foram comparadas sob a mesma pressão estática SP. Devido à maior taxa de fluxo Q assegurada pelo ventilador de acordo com o invento, para a mesma pressão estática SP e dimensões iguais, na prática, o gráfico da figura 9 foi obtido comparando-se ventiladores de tamanhos diferentes em termos de corda e número de pás (para obter uma determinada taxa de fluxo e pressão estática, é necessário, de fato, um ventilador convencional de tamanho maior), com o mesmo diâmetro, na mesma velocidade de rotação e densidade do ar.

[047] Mesmo neste caso, o desempenho é melhor para o ventilador axial 2 de acordo com a invenção, em quase todas as condições de operação.

[048] De acordo com uma forma de incorporação diferente da invenção, o ventilador axial 2 compreende uma pluralidade de pás monolíticas 105, uma das quais está ilustrada na figura 10.

[049] Neste caso, a pá 105 é formada através do processamento de um único corpo. A pá 105 compreende uma porção principal da pá 109 e uma porção secundária da pá 110, separadas por uma pluralidade de aberturas passantes 113a, 113b que se estendem ao longo da direção longitudinal da pá 105.

[050] A porção principal da pá 109 precede a porção secundária da pá 110 na direção de rotação da pá 105. A porção secundária da pá 110 estende-se substancialmente em paralelo à porção principal da pá 109, e forma um flap (aba) para a própria porção principal da pá 109 nas áreas correspondentes às aberturas passantes 113a, 113b.

[051] As aberturas passantes 113a, 113b separam um bordo de fuga 109a da porção principal da pá 109 e formam um bordo de ataque 110a da porção secundária da pá 110. Em mais detalhes, as aberturas passantes 113a, 113b estendem-se na direção longitudinal da pá 105, substancialmente ao longo de todo o seu comprimento, e, em uma forma de incorporação, são consecutivas e estão mutuamente alinhadas. As aberturas passantes 113a, 113b definem uma passagem de fluido que permite a passagem de um fluxo de fluido desde o intradorso da porção principal da pá 109 até o extradorso da porção secundária da pá 110. As dimensões da porção principal da pá 109, da porção secundária da pá 110 e das aberturas passantes 113a, 113b, que definem a passagem de fluido, podem ser selecionadas com os critérios descritos com referência às figuras 4 e 5.

[052] A porção principal da pá 109 e a porção secundária da pá 110 estão conectadas uma à outra por meio de porções de conexão 115 nas extremidades da pá 105 e entre aberturas passantes consecutivas.

[053] Em uma forma de incorporação, o perfil aerodinâmico da porção secundária da pá é definido por uma folha de metal dobrada ou uma peça de material composto.

[054] De acordo com uma forma de incorporação diferente, ilustrada na figura 11, em uma pá 205 do ventilador axial uma passagem de fluido é definida por uma ou mais aberturas passantes 213, que separam um bordo de fuga 209a de uma porção principal da pá 209 de um bordo de ataque 210a de uma porção secundária da pá 210 apenas em uma área radialmente externa da pá 205. A porção secundária da pá 210 forma um /Tap para a porção principal da pá 209, em uma área correspondente à passagem de fluido.

[055] A porção radialmente interna da pá 205, menos crítica para a velocidade tangencial mais baixa, é, em vez disso, contínua.

[056] Em uma outra forma de incorporação, ilustrada na figura 12, uma pá monolítica 305 compreende uma porção principal da pá 309 e uma porção secundária da pá 310. As aberturas passantes 313a, 313b, entre um bordo de fuga 309a da porção principal da pá 309 e um bordo de ataque 310a da porção secundária da pá 310, definem uma passagem de fluido que permite a passagem de um fluxo de fluido desde o intradorso da porção principal da pá 309 até o extradorso da porção secundária da pá 310. A porção secundária da pá 310 forma um /Tap para a porção principal da pá 309, em uma área que corresponde à passagem de fluido.

[057] Neste caso, as aberturas passantes 313a, 313b não estão alinhadas. Em particular, as aberturas passantes 313a, colocadas em uma área radialmente interna da pá 305, estão mais próximas de um bordo de fuga 310b da porção secundária da pá 310 do que as aberturas passante 313b, as quais estão dispostas em uma área radialmente externa.

[058] Finalmente, é evidente que o ventilador axial descrito pode estar sujeito a modificações e variações, sem fugir do escopo da presente invenção conforme definido pelas reivindicações anexas.

[059] Em particular, o diâmetro e o número de pás do ventilador axial pode variar em relação àqueles aqui descritos.

[060] A conexão entre as pás e o cubo pode ser diferente daquela descrita acima. Entre outras coisas, as pás podem estar conectadas ao cubo com um ângulo de passo fixo.

Claims

1. Ventilador axial compreendendo um cubo (4) e uma pluralidade de pás (5; 105; 205; 305) que se estendem a partir do cubo; caracterizado pelo fato de cada pá compreender uma porção principal da pá (9; 109; 209; 309) e uma porção secundária da pá (10; 110; 210; 310), com a porção secundária da pá (10; 110; 210; 310) tendo um bordo de ataque (10c; 110a, 210a, 310a) adjacente a um bordo de fuga (9d; 109a; 209a; 309a) da porção principal de pá (9; 109; 209; 309), formando um /7ap(aba) para a porção principal da pá; em que uma passagem de fluido (13; 113; 213; 313) é definida entre o bordo de fuga (9d; 109a; 209a; 309a) da porção principal da pá e o bordo de ataque (10c; 110a; 210a; 310a) da porção secundária da pá; em que a porção principal da pá (9) possui uma corda principal (CM) e a porção secundária da pá (10) tem uma corda secundária (CS); e em que a corda principal (CM) e a corda secundária (CS) formam um ângulo de ataque relativo (aR) entre 5o e 35°; e cada pá ser provida com uma respectiva aleta de extremidade (11) transversal à porção principal da pá (9) e à porção secundária da pá (10), estendendo- se tangencialmente à trajetória da respectiva pá (5); em que as extremidades radialmente externas da porção principal da pá (9) e da porção secundária da pá (10) estão conectadas pela respectiva aleta de extremidade (11).

2. Ventilador de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do bordo de ataque (10c) da porção secundária da pá (10) e o bordo de fuga (9d) da porção principal da pá (9) estarem separados por uma primeira distância entre pás (Dl; Dl'), em uma direção paralela à corda principal (CM), em que a proporção entre a primeira distância entre pás (Dl; Dl') e a corda principal (CM) é inferior ou igual a 0,2.

3. Ventilador de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato da porção principal da pá (9) e a porção secundária da pá (10) não se sobreporem na direção da corda principal (CM), com o bordo de ataque (10c) da porção secundária da pá (10) estando disposto a jusante do bordo de fuga (9d) da porção principal da pá (9) na direção da corda principal (CM).

4. Ventilador de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato da porção principal da pá (9) e a porção secundária da pá (10) sobreporem-se na direção da corda principal (CM), com o bordo de ataque (10c) da porção secundária da pá (10) estando disposto a montante do bordo de fuga (9d) da porção principal da pá (9) na direção da corda principal (CM).

5. Ventilador de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 4, caracterizado pelo fato do bordo de ataque (10c) da porção secundária da pá (10) e o bordo de fuga (9d) da porção principal da pá (9) estarem separados por uma segunda distância entre pás (D2), na direção perpendicular à corda principal (CM), em que a proporção entre a segunda distância entre pás (D2) e a corda principal (CM) é menor do que ou igual a 0,2.

6. Ventilador de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 5, caracterizado pelo fato da corda secundária (CS) ser menor do que, ou igual à corda principal (CM).

7. Ventilador de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato da proporção entre a corda secundária (CS) e a corda principal (CM) estar compreendida entre 0,2 e 1.

8. Ventilador de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 7, caracterizado pelo fato da proporção entre uma espessura máxima (SMMAX) da porção principal da pá (9) e a corda principal (CM) estar compreendida entre 0,1 e 0,4.

9. Ventilador de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato da passagem de fluido (13; 113; 213; 313) estar configurada de modo a permitir a passagem de um fluxo de fluido desde um intradorso (9b) da porção principal da pá (9; 109; 209; 309) até um extradorso (10a) da porção secundária da pá (10; 110; 210; 310).

10. Ventilador de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato da passagem de fluido (13) estar configurada de modo a que o fluxo de fluido através da passagem de fluido (13) seja acelerado por efeito Venturi.

11. Ventilador de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato da passagem de fluido compreender uma pluralidade de aberturas passantes (113a; 113b; 313a; 313b) que se estendem em uma direção longitudinal da pá (105; 305).

12. Ventilador de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato das aberturas passantes (113a, 113b) serem consecutivas e estarem alinhadas.

13. Ventilador de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de pelo menos uma primeira abertura passante (313a), disposta em uma área radialmente interna da pá (305), estar mais próxima de um bordo de fuga (310b) da porção secundária da pá (310) do que pelo menos uma segunda abertura passante (313b) disposta em uma área radialmente externa da pá.

14. Ventilador de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato da passagem de fluido (213) ser formada unicamente em uma área radialmente externa da pá (205).