BR112020025836A2

BR112020025836A2 - FAN WHEEL DRIVEN ONLY IN A DIRECTION OF ROTATION

Info

Publication number: BR112020025836A2
Application number: BR112020025836-9A
Authority: BR
Inventors: Karl Hägele; Markus Lechler; Samuel Arnold
Original assignee: Ie Assets Gmbh & Co. Kg
Priority date: 2018-06-18
Filing date: 2019-05-31
Publication date: 2021-04-06
Also published as: EP3743626B1; CN111936750A; PL3743626T3; DE102018114534B4; ES2898347T3; US20210164355A1; WO2019242799A1; EP3743626A1; CN111936750B; DE102018114534A1; RU2741533C1

Abstract

roda da ventoinha acionada apenas em uma direção de rotação. é revelada uma roda de ventoinha que pode ser acionada apenas em uma direção de rotação e, na qual, as pás da ventoinha podem ser viradas em torno de um plano de reversão que se estende perpendicularmente ao plano de revolução, girando a roda da ventoinha sob o efeito da inércia e submetendo as pás da ventoinha às forças aerodinâmicas, de modo que a direção de propulsão das pás da ventoinha é invertida.fan wheel driven in only one direction of rotation. a fan wheel is revealed which can be driven only in one direction of rotation and in which the fan blades can be turned around a reversing plane that extends perpendicular to the plane of revolution by rotating the fan wheel under the effect of inertia and subjecting the fan blades to aerodynamic forces, so that the direction of propulsion of the fan blades is reversed.

Description

"FAN WHEEL DRIVEN ONLY IN A DIRECTION OF ROTATION"

[0001] A invenção refere-se a uma roda de ventoinha que é acionada apenas em uma direção de rotação, com pás de ventoinha que se estendem radialmente a partir do cubo da roda de ventoinha no qual são suportadas, de modo a girar em torno dos eixos de suas pás e são acionadas pelo cubo. As pás da ventoinha são inclinadas em relação ao plano de rotação da roda da ventoinha e sua inclinação é comutável por meio de um plano de comutação, que se estende transversalmente ao plano de rotação da roda da ventoinha, de modo que os ângulos das pás podem ser ajustados para direções de sopro opostas.[0001] The invention relates to a fan wheel that is driven only in one direction of rotation, with fan blades that extend radially from the hub of the fan wheel on which they are supported, in order to rotate around of the axes of their blades and are driven by the hub. The fan blades are angled in relation to the fan wheel rotation plane and their inclination is switchable by means of a switching plane, which extends transversely to the fan wheel rotation plane, so that the blade angles can be adjusted to opposite blowing directions.

[0002] Essas rodas de ventoinha são geralmente conhecidas, mas são fornecidas com meios caros para o ajuste da inclinação do ângulo da pá, em relação ao plano de rotação da roda da ventoinha, em particular no que diz respeito a uma comutação das pás da ventoinha para uma direção de sopro oposta, através de um plano de comutação que se estende transversalmente ao plano de rotação da roda da ventoinha.[0002] Such fan wheels are generally known, but are provided with expensive means for adjusting the blade angle inclination in relation to the plane of rotation of the fan wheel, in particular with regard to switching the fan blades. fan for an opposite blowing direction, through a switching plane that extends transversely to the rotation plane of the fan wheel.

[0003] É o objetivo da presente invenção fornecer meios para simplificar este procedimento no que diz respeito às condições funcionais, bem como no que diz respeito à implementação do procedimento de comutação.[0003] It is the aim of the present invention to provide means to simplify this procedure with regard to functional conditions, as well as with regard to the implementation of the switching procedure.

[0004] De acordo com a invenção, tal possibilidade reside, em particular, no fato de que, causada por uma redução da velocidade do acionamento da roda da ventoinha até uma interrupção do acionamento, com uma mobilidade livre limitada pela parada da roda da ventoinha para acionar as pás da ventoinha em relação ao plano de comutação por rotação dependente da força de massa com base na inércia da roda da ventoinha e/ou por um impacto aerodinâmico para girar as pás da ventoinha em torno dos eixos das pás da ventoinha para uma comutação para as direções de sopro opostas. Os movimentos de rotação ou giro das pás da ventoinha no plano de comutação podem, desta forma, ser iniciados, suportados e/ou acelerados, de modo que a comutação das pás da ventoinha entre posições de direção de fluxo opostas das pás da ventoinha possa ser alcançada com tempos de comutação muito curtos.[0004] According to the invention, such a possibility lies, in particular, in the fact that, caused by a reduction in the speed of the fan wheel drive until an interruption of the drive, with free mobility limited by the stop of the fan wheel to drive the fan blades relative to the switching plane depending on the mass force based on the inertia of the fan wheel and / or by an aerodynamic impact to rotate the fan blades around the fan blade axes to a switching to the opposite blowing directions. The rotating or rotating movements of the fan blades in the switching plane can thus be initiated, supported and / or accelerated, so that the switching of the fan blades between opposite flow direction positions of the fan blades can be achieved with very short switching times.

[0005] Com o uso das capacidades operacionais disponíveis, a solução de acordo com a invenção pode ser realizada sem despesas adicionais. Isso pode ser feito, em particular, com medidas comuns, uma vez que os controles para o acionamento das rodas da ventoinha estão geralmente presentes de qualquer maneira e a utilização de forças de massa dependendo das comutações de velocidade do acionamento são possíveis, sem gastos adicionais. O movimento de roda livre limitado por parada da roda da ventoinha permite ainda uma rotação com base na inércia da roda da ventoinha por uma redução de velocidade ou interrupção da força de acionamento que oferece outras possibilidades para influenciar o ajuste da posição angular em torno dos eixos das pás e, além disso, pode ser desejável para uma correção com base em pontos de vista aerodinâmicos.[0005] With the use of the available operational capacities, the solution according to the invention can be realized without additional expenses. This can be done, in particular, with common measures, since the controls for the drive of the fan wheels are generally present anyway and the use of mass forces depending on the speed changes of the drive are possible, without additional costs . The free wheel movement limited by stopping the fan wheel also allows rotation based on the inertia of the fan wheel due to a reduction in speed or interruption of the driving force that offers other possibilities to influence the adjustment of the angular position around the axes of the blades and, in addition, it may be desirable for a correction based on aerodynamic points of view.

[0006] Os possíveis efeitos na operação da roda da ventoinha e nas correções dependentes da operação no modo de operação, como por exemplo, a comutação de um modo de operação de sucção da roda da ventoinha para um modo de operação de sopro, conforme fornecido pela presente invenção são alcançados através de efeitos que dependem do ajuste do ângulo das pás da roda para direções opostas de sopro, enquanto a direção de rotação da roda da ventoinha permanece a mesma. A partir de um modo de operação de sucção de operação, com a mesma direção de rotação da roda da ventoinha, as pás da ventoinha podem ser giradas em torno dos eixos das pás em um plano de comutação neutro que se estende normal ao plano de rotação da roda da ventoinha para soprar nas direções opostas do fluxo. Com uma velocidade crescente de acionamento, as lâminas são giradas em torno de seus eixos de lâmina em uma direção oposta para serem giradas novamente para a posição de operação de geração de sucção original.[0006] Possible effects on the operation of the fan wheel and corrections dependent on the operation in the operating mode, such as switching from a suction operation mode of the fan wheel to a blowing operation mode, as provided by the present invention are achieved through effects that depend on adjusting the angle of the wheel blades to opposite blowing directions, while the direction of rotation of the fan wheel remains the same. From a suction operating mode of operation, with the same direction of rotation as the fan wheel, the fan blades can be rotated around the blade axes in a neutral switching plane that extends normal to the plane of rotation of the fan wheel to blow in the opposite directions of the flow. With increasing drive speed, the blades are rotated around their blade axes in the opposite direction to be rotated back to the original suction generation operating position.

[0007] De acordo com esta sequência de operação e o movimento de marcha lenta limitado por parada da roda da ventoinha em relação ao acionamento, a operação da roda da ventoinha pode ser controlada entre uma operação de sucção e sopro dependendo apenas de uma comutação na velocidade de acionamento. E isso pode ser alcançado quase sem despesas de controle adicionais. Se necessário, isso pode se tornar dependente de funções adicionais desejáveis, como uma comutação entre as operações de sucção e sopro, com base na dependência da aplicação de pressão ou com base na aplicação de pressão.[0007] According to this operating sequence and the idle movement limited by stopping the fan wheel in relation to the drive, the operation of the fan wheel can be controlled between a suction and blowing operation depending only on a switching in the drive speed. And this can be achieved with almost no additional control costs. If necessary, this can become dependent on additional desirable functions, such as switching between suction and blowing operations, based on the dependence on the application of pressure or on the basis of the application of pressure.

[0008] Abaixo, a roda da ventoinha é descrita em particular no que diz respeito às condições funcionais em relação a um design básico simplificado. Detalhes adicionais são explicados com referência aos desenhos anexos, que mostram em: a Figura 1 é uma vista frontal da roda da ventoinha incluindo um cubo central acionado com pás da ventoinha que se estendem radialmente, sendo inclinadas em relação ao plano de rotação da roda da pá correspondendo à direção de fluxo desejada em um ângulo da pá e cujas posições de rotação em torno dos eixos das lâminas são limitados em suas posições finais de direção de sopro opostas; a Figura 2 é uma representação esquemática da roda da ventoinha em uma vista frontal de uma pá da ventoinha que é inclinada em relação a um plano de rotação da roda da ventoinha por um ângulo de pá; a Figura 3 é uma vista esquemática e simplificada em corte transversal da roda da ventoinha, tomada ao longo da linha III - III na Figura 1, e a Figura 4 é uma representação da sequência operacional de uma roda de ventoinha acionada apenas em uma direção, para o ajuste das pás radiais que são suportadas no cubo da roda, de modo a girar em torno de seus eixos que se estendem radialmente para obter direções de fluxo opostas. Para comutar a direção do fluxo de uma para a direção oposta, por meio de um plano de comutação que se estende normal ao plano de rotação da roda da ventoinha, as pás da ventoinha são giradas em torno de seus eixos radiais. Para este fim, a velocidade de acionamento da roda da ventoinha é reduzida pelo que a pá da ventoinha é girada pela rotação, com base na inércia resultante da roda da ventoinha para uma posição na qual a direção do fluxo fornecida pela roda da ventoinha é alterada.[0008] Below, the fan wheel is described in particular with regard to the functional conditions in relation to a simplified basic design. Additional details are explained with reference to the attached drawings, which show in: Figure 1 is a front view of the fan wheel including a central hub driven with fan blades that extend radially, being inclined in relation to the plane of rotation of the fan wheel. blade corresponding to the desired flow direction at an angle of the blade and whose rotation positions around the axes of the blades are limited in their final opposite blowing direction positions; Figure 2 is a schematic representation of the fan wheel in a front view of a fan blade that is inclined with respect to a plane of rotation of the fan wheel by a blade angle; Figure 3 is a schematic and simplified cross-sectional view of the fan wheel, taken along line III - III in Figure 1, and Figure 4 is a representation of the operational sequence of a fan wheel driven in only one direction, for adjusting the radial blades that are supported on the wheel hub, so as to rotate around their axles that extend radially to obtain opposite flow directions. To switch the direction of flow from one to the opposite direction, using a switching plane that extends normal to the plane of rotation of the fan wheel, the fan blades are rotated around their radial axes. To this end, the drive speed of the fan wheel is reduced by which the fan blade is rotated by rotation, based on the resulting inertia of the fan wheel to a position in which the direction of flow provided by the fan wheel is changed. .

[0009] As Figuras 1 e 3 mostram uma roda de ventoinha de acordo com a invenção, no que diz respeito aos seus componentes essenciais. É designado como um todo com o número de referência 1. A roda da ventoinha 1 compreende um cubo 2 na circunferência da mesma, sendo dispostas as pás da ventoinha 3 que se estendem radialmente. Conforme mostrado na Figura 3, as pás da ventoinha 3 têm, em seus pés, munhões de pás 4 através dos quais são apoiadas no cubo 2, de modo a serem rotativas em torno de seus eixos de pás radiais 5. Desta forma, elas são ajustáveis para gerar fluxos em direções opostas, por uma rotação sobre um plano de comutação 9 formando um plano neutro que se estende normal ao plano de rotação 6 da roda da ventoinha 1. A direção de rotação da roda da ventoinha 1 é indicado na Figura 2 pelo número de referência 19. De acordo com o ângulo da pá 7, voltado para frente, o lado frontal da pá da ventoinha 5 sendo designado pelo número 21.[0009] Figures 1 and 3 show a fan wheel according to the invention, with respect to its essential components. It is designated as a whole with the reference number 1. The fan wheel 1 comprises a hub 2 on its circumference, with the fan blades 3 extending radially. As shown in Figure 3, the blades of the fan 3 have, at their feet, trunnions of blades 4 through which they are supported on the hub 2, so that they are rotatable around their axes of radial blades 5. In this way, they are adjustable to generate flows in opposite directions, by rotation over a switching plane 9 forming a neutral plane that extends normal to the rotation plane 6 of the fan wheel 1. The direction of rotation of the fan wheel 1 is shown in Figure 2 by reference number 19. According to the angle of the blade 7, facing forward, the front side of the fan blade 5 being designated by the number 21.

[00010] O interior 8 do cubo acomoda o acionamento 10 da roda da pá 1, de preferência um motor elétrico, disposto de modo a suportar o cubo 2. O acionamento 10 pode girar em relação ao cubo 2 dentro de limites formados por batentes. O cubo 2 inclui uma parte da tampa 13 que corresponde a uma parte da base 14 que circunda o acionamento 10 radialmente na área dos munhões da lâmina 4. A parte da tampa 13 é fornecida com batentes na forma de elementos semelhantes a pinos 11, dispostos em frente ao acionamento 10 que está voltado para o acionador 10 e se estendendo para as ranhuras guia 12 formadas na parte da tampa 13 e limitando a faixa de rotação do acionador 10 em relação ao cubo 2, no qual o acionador 10 está acomodado. O acionamento 10 é fornecido, de preferência em seu lado frontal voltado para a parte da tampa 13, com um anel de engrenagem anular 15 que está engatado com os pinhões 16 fornecidos nos munhões de extremidade dos pés 4, de modo a formar uma conexão de acionamento do acionamento 10 com as pás da ventoinha 3. O uso de acionamentos excêntricos e/ou de came também é possível em conexão com a invenção.[00010] The interior 8 of the hub accommodates the drive 10 of the wheel of the blade 1, preferably an electric motor, arranged to support the hub 2. The drive 10 can rotate in relation to the hub 2 within limits formed by stops. The hub 2 includes a part of the cap 13 which corresponds to a part of the base 14 that surrounds the drive 10 radially in the area of the trunnions of the blade 4. The part of the cap 13 is provided with stops in the form of pin-like elements 11, arranged in front of the drive 10 which is facing the driver 10 and extending to the guide slots 12 formed in the part of the cover 13 and limiting the rotation range of the driver 10 in relation to the hub 2, in which the driver 10 is accommodated. The drive 10 is provided, preferably on its front side facing the cover part 13, with an annular gear ring 15 which is engaged with the pinions 16 provided in the end trunnions of the feet 4, in order to form a connection of drive drive 10 with fan blades 3. The use of eccentric and / or cam drives is also possible in connection with the invention.

[00011] Com a rotatividade limitada por parada do cubo 2 em relação ao acionamento 10, as pás da ventoinha 3 podem ser transpostas através do plano de comutação 9, de modo a soprar em direções de fluxo opostas enquanto a direção de rotação 19 da roda da ventoinha 1 continua a mesma. Como mostrado na Figura 4, a roda da ventoinha 1, portanto, pode ser operada em um modo de sucção ou sopro, ou seja, por exemplo, em um modo de resfriamento por sucção ou em uma operação de limpeza por sopro simplesmente girando as pás da ventoinha 3 através do plano de comutação 9 para a respectiva direção de sopro oposta. Por este meio, as pás da ventoinha 3 são orientadas, em cada caso, de modo que o mesmo lado da pá frontal 21 esteja voltado para o ar que entra, de modo que as mesmas condições de operação são fornecidas para a operação de sucção e sopro.[00011] With the limited turnover of hub 2 in relation to drive 10, the fan blades 3 can be traversed through the switching plane 9, so as to blow in opposite flow directions while the direction of rotation 19 of the wheel fan 1 remains the same. As shown in Figure 4, the fan wheel 1, therefore, can be operated in a suction or blowing mode, that is, for example, in a suction cooling mode or in a blow cleaning operation by simply rotating the blades. fan 3 through switching plane 9 to the respective opposite blowing direction. By this means, the fan blades 3 are oriented, in each case, so that the same side of the front blade 21 is facing the incoming air, so that the same operating conditions are provided for the suction operation and breath.

[00012] De acordo com a presente invenção, a comutação das pás da ventoinha 3 é iniciada por uma rápida redução da velocidade do acionamento 10. Com esta redução de velocidade e um impacto aerodinâmico de ar correspondentemente reduzido nas pás da ventoinha 3, a força de inércia da roda da ventoinha provoca a comutação através do plano de comutação das pás 3. O plano de comutação 9 é mostrado na representação da sequência de operação da Figura 4, como uma área delimitada por linhas tracejadas em que uma rápida redução da velocidade de acionamento ocorre pela interrupção do acionamento 10, resultando na rotação com base na inércia da roda da ventoinha correspondente à faixa de ajuste das pás da ventoinha 3.[00012] In accordance with the present invention, the switching of fan blades 3 is initiated by a rapid reduction in drive speed 10. With this speed reduction and a correspondingly reduced aerodynamic impact on fan blades 3, the force inertia of the fan wheel causes switching through the switching plane of the blades 3. The switching plane 9 is shown in the representation of the operating sequence of Figure 4, as an area bounded by dashed lines in which a rapid reduction of the speed of activation occurs by interrupting drive 10, resulting in rotation based on the inertia of the fan wheel corresponding to the fan fan adjustment range 3.

[00013] De acordo com a comutação das pás da ventoinha 3 na área do plano de comutação 9 de uma operação de sucção assumida como uma operação normal - indicada na Figura 4 pelo número 22 - para uma operação de sopro - indicada na Figura 4 pelo número de referência 23 - foi estabelecido após a passagem através do plano de comutação 9. Se tal comutação for realizada, por exemplo, para fins de limpeza, pode ser em particular uma operação de curto período. Em outras aplicações, pode ser para operações mais longas. Em qualquer caso, a roda da ventoinha pode voltar à operação normal 22, presumida como a operação de sucção, conforme mostrado na Figura 4, novamente dependendo da velocidade de acionamento. Para tal, no entanto, o procedimento anterior é invertido, na medida em que a velocidade é aumentada, em particular rapidamente aumentada, o que resulta na comutação das pás da ventoinha 3 através do plano de comutação 9, para uma operação de sucção.[00013] According to the switching of the fan blades 3 in the area of the switching plane 9 of a suction operation assumed as a normal operation - indicated in Figure 4 by number 22 - for a blowing operation - indicated in Figure 4 by reference number 23 - was established after passing through the switching plan 9. If such switching is carried out, for example, for cleaning purposes, it may in particular be a short-term operation. In other applications, it may be for longer operations. In any case, the fan wheel can return to normal operation 22, presumed to be the suction operation, as shown in Figure 4, again depending on the drive speed. To this end, however, the previous procedure is reversed, in that the speed is increased, in particular rapidly increased, which results in the switching of the fan blades 3 through the switching plane 9, for a suction operation.

[00014] Tal reversibilidade da roda da ventoinha 1, em relação à direção do fluxo, também pode ser combinada com a possibilidade de ajustar o ângulo da pá 7 da pá da ventoinha 3 em relação à quantidade de ar movido pela roda da ventoinha, o que proporcionaria outras possibilidades de aplicação.[00014] Such reversibility of the fan wheel 1, in relation to the flow direction, can also be combined with the possibility of adjusting the angle of the fan blade 7 of the fan blade 3 in relation to the amount of air moved by the fan wheel, the that would provide other possibilities of application.

[00015] No que diz respeito às diferentes possibilidades de aplicação para a roda da ventoinha, pode ser conveniente variar a faixa de rotação limitada de parada do cubo da roda da ventoinha 2, em relação ao acionamento 10, por exemplo, dependendo dos valores de ajuste térmico usando elementos térmicos, materiais com memória de forma ou semelhantes. A este respeito, também pode ser conveniente alterar a posição de rotação do anel de engrenagem anular 15, no trem de acionamento do acionamento 10 e/ou para o cubo 2.[00015] Regarding the different application possibilities for the fan wheel, it may be convenient to vary the limited stop speed range of the fan wheel hub 2, in relation to the drive 10, for example, depending on the values of thermal adjustment using thermal elements, shaped memory materials or the like. In this regard, it may also be convenient to change the rotation position of the annular gear ring 15, in the drive train of the drive 10 and / or to the hub 2.

[00016] Como resultado, com a presente invenção é fornecida uma roda de ventoinha 1 que pode rodar apenas em uma direção, mas cujas pás de ventoinha 3 são ajustáveis através de um plano de comutação 9, que se estende normal ao plano de rotação 6 das pás de ventoinha 3, por uma rotação com base na inércia da roda da ventoinha 1 e por um impacto aerodinâmico nas pás da ventoinha 3, para mover o ar em uma direção oposta, em particular girando no plano de comutação 9 formando um plano neutro.[00016] As a result, with the present invention a fan wheel 1 is provided which can rotate in only one direction, but whose fan blades 3 are adjustable via a switching plane 9, which extends normal to the plane of rotation 6 of the fan blades 3, by a rotation based on the inertia of the fan wheel 1 and by an aerodynamic impact on the fan blades 3, to move the air in an opposite direction, in particular by rotating in the switching plane 9 forming a neutral plane .

Claims

1. In a fan wheel (1) driven only in one direction of rotation, characterized by the fact that it comprises a rotating fan wheel hub (2), in relation to a drive of the fan wheel (10), of a limited way by stop and having fan blades (3) extending radially from the hub (2), from the fan wheel (1) and being supported by the hub (2), so as to be rotatable around the axes of the blade (5 ), with a blade angle (7), which is inclined with respect to a plane of rotation (6) of the fan wheel (1), and which is adjustable by means of a switching plane (9), which extends transversely to the rotation plane (6) of the fan wheel (1), to provide an opposite direction of flow generated by the fan wheel (1), where - the blade angle (7), in relation to the switching plane ( 9) is adjustable by reducing the fan wheel drive speed (1), resulting in a rotation based on the inertia of the fan wheel (1), - the fan blades (3) are switched to opposite flow directions by an application of aerodynamic force, and - in the area of the switching plane (6), the fan blades (3) can be switched between the flow generating positions in the opposite direction, by a reduction of speed until an interruption of the fan wheel drive (10) per rotation based on the inertia of the fan wheel (1).

2. Fan wheel (1) driven only in one direction of rotation, according to claim 1, characterized by the fact that:

- the drive (10) is rotatable in relation to the fan wheel hub (2) within the limits of elastic stop.

3. Fan wheel (1) driven only in one direction of rotation, according to claim 1 or 2, characterized by the fact that: - the drive (10) is rotatable in relation to the fan wheel hub (2) , within the stop limits by means of at least one thermal element.