BRMU9000966U2 - disposição introduzida em pá de hélice para ventilador - Google Patents

Abstract

DISPOSIçãO INTRODUZIDA EM Pá DE HéLICE PARA VENTILADOR. Revela-se uma pá (10) da hélice (1) que possui uma região (2), no lado da sua borda de ataque (4), predominantemente com a forma de plano inclinado e outra região, na direção da borda de fuga, predominantemente cilíndrica. A hélice (1) conforme a inovação tem desempenho excepcional, é silenciosa e permite uma geometria com paredes de espessura praticamente uniforme, o que é muito bom para o processo de fabricação e para a qualidade final da peça.

Description

"DISPOSIÇÃO INTRODUZIDA EM PÁ DE HÉLICE PARA VENTILADOR"

O presente modelo é referente a uma pá de hélice para ventilador que proporciona o máximo rendimento, com mínimo de ruído.

Descrição do estado da técnica

No caso específico de hélices para ventiladores de uso doméstico, é conhecida no estado da técnica uma grande pluralidade de formas e geometrias, sempre visando uma maior penetração de ar (o fluxo de ar atinge uma grande distância a partir do ventilador) e um funcionamento tão silencioso quanto possível.

Nessa categoria, a geometria mais usual de hélice, é a ilustrada na figura 1, podendo ter três ou mais -pás. Essa disposição construtiva tem alguns inconvenientes, a saber:

A hélice é fabricada de termoplástico injetado. Esse material é flexível e sujeito à fluência (deformação ao longo do tempo quando sujeita a tensões) . Algumas regiões das pás não são alinhadas com o engastamento das referidas pás sobre o cubo central da hélice. Quando a hélice gira, a força centrifuga sobre essas regiões não alinhadas tende a planificar a pá, como ilustrado no desenho superior da já mencionada figura 1. Esse efeito diminui a eficácia de ventilação da hélice.

Além disso, perdurando o movimento, principalmente se o ventilador estiver trabalhando em ambiente quente, o que é o uso típico de ventiladores, a deformação das pás da hélice tende a se transformar em deformação permanente. Dessa forma a eficácia do ventilador vai se deteriorando ao longo da vida util do mesmo.

Algumas alternativas têm sido tentadas para minimizar esse inconveniente, como por exemplo, acrescentar nervuras radiais de reforço sob as pás, como ilustrado na vista superior da figura 2, ou aumentar seletivamente a espessura da pá, como aparece na vista inferior da mesma figura 2. As nervuras radiais ajudam, mas tem um efeito muito pequeno. Aumentar seletivamente a espessura da pá cria "acumulo de massa" que é muito prejudicial para o processo de injeção e para a qualidade da peça.

Outra alternativa é o acréscimo, sob as pás, de nervuras circulares, concêntricas em relação ao cubo central, como mostrado na figura 3, o que reforça as pás, mas também não resolve totalmente o problema e afeta a aparência da hélice, da mesma forma que as propostas mostradas na figura 2. 0 acréscimo de nervuras sob as pás, quer sejam nervuras radiais ou circulares, sempre resultam num aumento de turbulência com conseqüente aumento do ruido e diminuição do fluxo e velocidade de penetração do ar.

Descrição resumida dos desenhos

0 presente modelo será, a seguir, mais sucintamente descrito com base em um exemplo de execução representado nos desenhos. As figuras exibem:

Figura 1 - vistas de pás de ventilador do estado da técnica;

Figura 2 - vistas de pás de ventilador do estado da técnica;

Figura 3 - vista em perspectiva da pá de ventilador do estado da técnica; Figura 4 - uma vista em perspectiva da pá de hélice de ventilador, objeto do presente modelo;

Figura 5 - vistas da pá de hélice de ventilador, objeto do presente modelo;

Figura 6 - vista esquemática de como o ar é defletido pela pá, objeto do presente modelo;

Figura 7 - segunda vista esquemática de como o ar é defletido pela pá, objeto do presente modelo.

Descrição detalhada das figuras e do modelo

Como pode ser visto a partir da figura 4, a inovação que passaremos a descrever consiste em uma geometria que, mantendo a espessura das pás praticamente uniforme, torna a pá 10 da hélice 1 mais rígida, minimizando sua deformação em uso. Essa geometria também aumenta muito a penetração do ar.

Como pode ser visto na figura 4, a pá 10 da hélice 1 conforme a inovação possui uma região 2, no lado da sua borda de ataque 4, predominantemente com a forma de plano inclinado.

A partir dessa região 2 em forma de plano inclinado e na direção da borda de fuga da pá 10, a superfície se encurva, definindo outra região 3 de forma predominantemente cilíndrica, que apresenta concordância com o plano inclinado mencionado.

Como a borda de fuga é quase reta, indo na direção aproximada do centro do cubo, essa forma predominantemente cilíndrica confere à pá 10 e ao seu engaste com o cubo uma grande rigidez.

Além disso, essa curvatura da superfície se prolonga pelo contorno da pá 10, indo até a extremidade mais externa da borda de fuga, prolongando concomitantemente o aumento da rigidez por toda a sua extensão. Isso é importante porque nas hélices conforme o estado da técnica, quando em rotação, a ponta mais aguda da borda de ataque das pás, próxima ao diâmetro externo da hélice, vibra, causando turbulência e ruído.

A figura 5 apresenta vistas, ém vários ângulos, mostrando a hélice 1 conforme a inovação.

Outro detalhe importante, como mostrado na vista inferior da figura 6, é que a borda de fuga encurvada deflete o ar em uma direção mais próxima da direção do eixo de giro da hélice 1, e isso aumenta muito a penetração do ar em relação às hélices conhecidas no estado da técnica. Como conseqüência dessa maior penetração de ar, é. possível construir uma hélice com um tamanho de pá (área) consideravelmente menor ém comparação com as pás típicas das hélices conhecidas no estado da técnica.

0 desempenho de um ventilador depende diretamente de três elementos: motor, grades de proteção e hélice. Para um dado motor e considerando o uso de uma hélice conforme a inovação aqui descrita, é possível dimensionar as aletas da grade de proteção para que possuam também um ângulo de hélice, de tal forma que o ar impulsionado pela hélice propriamente dita passe pela referida grade de proteção conforme ilustrado na figura 7, sem colidir com as faces das aletas.

0 beneficio obtido com esse cuidado é um ventilador com hélice conforme a inovação, com todas as vantagens já mencionadas e com ruído menor que o dos ventiladores conforme o estado da técnica. Resumindo, a hélice 1 conforme a inovação permite uma geometria com paredes de espessura praticamente uniforme, o que é muito bom para o processo de fabricação e para a qualidade final da peça. Resulta também em uma hélice cujas pás e cujos engastes das pás com o cubo central são muito mais rígidos em comparação com as hélices conhecidas no estado da técnica, minimizando as deformações causadas pelos esforços que surgem quando a hélice gira na condição de trabalho.

Ainda, a hélice 1 conforme a inovação resulta em uma penetração muito maior do ar em comparação com as hélices conhecidas no estado da técnica. Essa maior penetração do ar, quando o ventilador inclui grades de proteção construídas conforme descrito para se adequar à hélice conforme a inovação, resulta numa diminuição do nível de ruído èm comparação com os ventiladores conhecidos no estado da técnica.

Tendo sido descrito um exemplo de concretização preferida, deve ser entendido que o escopo do presente modelo abrange outras possíveis variações, sendo limitada tão somente pelo teor da reivindicação apensa, aí incluídos os possíveis equivalentes.

Claims (2)

1.

"DISPOSIÇÃO INTRODUZIDA EM PÁ DE HÉLICE PARA VENTILADOR", caracterizada pelo fato de que a pá (10) da hélice (1) possui uma região (2), no lado da sua borda de ataque (4), predominantemente com a forma de plano inclinado; a partir dessa região (2) em forma de plano inclinado e na direção da borda de fuga da pá (10), a superfície se encurva, definindo outra região (3) de forma predominantemente cilíndrica, que apresenta concordância com o plano inclinado mencionado; como a borda de fuga é quase reta, indo na direção aproximada do centro do cubo, essa forma predominantemente cilíndrica confere à pá (10) e ao seu engaste com o cubo uma grande rigidez; a curvatura da superfície se prolonga pelo contorno da pá (10), indo até a extremidade mais externa da borda de fuga, prolongando concomitantemente o aumento da rigidez por toda a sua extensão.