ES2220845T3 - Rodete de ventilador asi como ventilador, en especial en ventilador radial. - Google Patents

Abstract

Rodete de ventilador, en especial rodete de ventilador radial, con varios álabes (4) y con un disco de cierre (5) de forma esencialmente circular, que une de modo particular los álabes (4), dispuesto en el costado frontal esencialmente perpendicular al eje longitudinal (X-X) del rodete (2), de modo que del diámetro interior (DI) del disco de cierre (5) de forma circular sale un alojamiento en forma de tubo (3) para un motor (1) que acciona el rodete (2), cuyo envolvente (6) corre coaxial al eje longitudinal (X-X), caracterizado por el hecho de que en el alojamiento en forma de tubo (3) que hay en la envolvente (6) para el motor (1) se extienden a todo lo largo (L) ensanchamientos (14) curvados radialmente hacia afuera.

Description

Rodete de ventilador así como ventilador, en especial en ventilador radial.

El invento hace referencia a un rodete, en especial un rodete para ventilador radial, con varios álabes y con un disco de cierre de forma esencialmente circular que, de modo especial une los álabes, dispuesto en el costado frontal esencialmente perpendicular al eje longitudinal del rodete, de modo que del diámetro interior del disco de cierre de forma circular sale un alojamiento en forma de tubo para un motor que acciona el rodete, cuya envolvente es coaxial al eje longitudinal. Asimismo, el invento hace referencia a un ventilador, en especial un ventilador radial, con uno de tales rodetes y con un motor que acciona el rodete.

Los ventiladores y aireadores se utilizan con frecuencia en condiciones que se producen grandes oscilaciones de temperatura, el aire contiene una humedad relativamente alta e incluso puede llevar gotitas de niebla. En estos casos, en las superficies del motor y ventilador puede existir una acumulación de agua de condensación o una precipitación de agua. Para evitar que el agua acumulada penetre en el motor y cause daños, existe la posibilidad de desviar dicha agua. A veces existe el peligro que, entre otros, se produzcan fallos en la electrónica del motor o también cortocircuitos o falsos contactos en el bobinado, respectivamente.

El riesgo de la penetración de agua o humedad produce sobre todo con el motor parado y depende de la clase y montaje de la disposición. Un caso especialmente crítico se produce cuando el ventilador está construido con el eje dispuesto vertical. Naturalmente, cuando el ventilador gira el problema es mucho menor, dado que la cantidad de agua existente es centrifugada por las fuerzas radiales existentes.

De modo especial, el problema se produce en motores de inducido exterior, en los cuales el rodete a menudo va fijado al rotor del motor, lo cual puede hacer por ejemplo mediante el prensado del rodete en el rotor. Dado que en los motores de inducido exterior no puede evitarse un espacio de aire entre rotor y estator, bajo determinadas circunstancias es posible garantizar un cierre hermético entre rotor y estator mediante elementos de junta en laberinto, pero tal sistema de cierre no puede realizarse de este modo como en los motores con inducido interior.

Asimismo, los ventiladores radiales están especialmente afectados por la citada acumulación de agua, en que la rueda radial comprende un disco de cierre de forma circular (en especial una rodaja de chapa), en cuyo borde exterior van fijados varios álabes o palas de ventilador, que se extienden axialmente hasta otro disco de cierre curvado dispuesto en el otro costado o también formando una pieza con el anillo que lleva los álabes.

Así, en la patente DE-2.919.843 A1 se describe un rodete de ventilador radial del tipo citado antes, con álabes curvados hacia atrás y rodajas de chapa, en que los álabes hechos de plástico, en que cuyos cantos frontales axiales dirigidos hacia la rodaja de metal corren respectivamente perpendiculares a los cantos exteriores de dichos álabes y van fijados a la rodaja (disco de cierre). Los cantos de los álabes opuestos a dichos cantos frontales se ensanchan en la periferia curvándose en sentido radial desde la periferia hacia el interior y están inyectados en un anillo de plástico curvados en el sentido de la corriente de aire. En tal rodete de ventilador, también descrito en una forma de realización similar en el modelo de utilidad alemán DE-7.231.389 U1, posee un notable rendimiento, tiene un funcionamiento muy silencioso y puede fabricarse a un coste relativamente bajo.

La rodaja de chapa del conocido rodete de ventilador, también denominado disco de cierre posterior, el cual puede ser esencialmente plano, pero también
- por lo menos por zonas - tener forma de plato, presenta una abertura central para el alojamiento del motor, de modo especial de su rotor. Para poder montar el motor, el rodete del ventilador está realizado de manera que el borde del disco de cierre alrededor de la abertura axial, queda doblado en el espacio interior del rodete, aproximadamente en sentido paralelo al eje, de modo que se forma un alojamiento en forma de tubo, un denominado paso para el motor. En dicha abertura se inserta el rotor de un motor de inducido exterior, formando especialmente una unión forzada y con ajuste de forma.

En este rodete de ventilador pueden formarse acumulaciones de agua en el costado superior (opuesto a la entrada de aire) del disco de cierre posterior y penetrar en el motor, cuando existe una cierta altura de agua, por el espacio existente entre el rotor y el estator. Por tanto, al fabricar estos rodetes de ventilador es conocida la realización de varios orificios que permiten la evacuación de agua de condensación y otras acumulaciones de agua que penetren sobre la rodaja de chapa. Estos orificios se encuentran en la zona de los puntos de doblez, es decir en la transición de la zona plana o en forma de plato del disco de cierre a la zona axial en forma de tubo que sirve para la fijación del motor (paso). Debido a varias influencias, como por ejemplo las tolerancias existentes en el proceso de troquelado y doblado para fabricar la rodaja de chapa, o a causa de inexactitudes al prensar el rotor en el rodete del ventilador, puede surgir el problema de que no resulte posible una salida óptima del agua. Además, resulta problemático que durante el montaje, debido a una formación previa de rebabas de troquelado del rodete del ventilador en la zona del orificio, pueda dañarse la superficie (pintura) del rotor.

Para prever eventuales tolerancias que puedan aparecer, por ejemplo debido a imprecisiones del rotor o del paso de la rodaja de chapa, y poder compensarlas al prensar el rotor, en un conocido rodete de ventilador se coloca una segmentación adicional en la zona axial de fijación del motor. Es decir, partiendo de su extremo se aplican incisiones en la envolvente del alojamiento en forma de tubo del motor, para dividir la zona periférica en zonas aproximadamente iguales, lo cual conlleva no obstante un aumento de costes en las técnicas de fabricación.

El invento tiene por objeto crear, con un reducido coste de fabricación técnica, un rodete de ventilador y un ventilador de la clase antes citada, de modo que por un lado puede contrarrestar eficazmente la acumulación de agua a que está expuesto el funcionamiento de un ventilador, mientras por otra parte no ocasiona ningún inconveniente constructivo, que podría causar especialmente los problemas antes descritos.

De acuerdo con el invento, este objeto se consigue por el hecho de que, en el alojamiento en forma de tubo que hay en la envolvente para el motor lleva a todo lo largo de su extensión existen ensanchamientos curvados radialmente hacia afuera.

Gracias a que, de acuerdo con el invento, se han previsto axialmente, en la zona que sirve para la fijación del motor, ensanchamientos a modo de nervaduras abovedadas radialmente hacia afuera, que se extienden por toda la zona de fijación del motor, se consigue ventajosamente, por un lado una canal definida de salida para eventuales acumulaciones de agua, que pudieran formarse en la rodaja de chapa. Por otro lado, gracias a la formación a modo de nervaduras de esta zona se obtiene la ventaja de que se forma una zona elástica dentro de ciertos límites, que coopera para compensar las tolerancias antes citadas, de manera que ya no es necesaria otra segmentación en forma de inserciones en la zona del borde.

En un ventilador, de modo especial en un ventilador radial, con un rodete y un motor que acciona el rodete, que de acuerdo con el invento comporta un rodete de ventilador con las citadas características, ventajosamente el motor puede estar hecho como motor de inducido exterior, con lo cual se tiene la ventaja de un contorno externo del motor, especialmente un contorno exterior de un rotor del motor constituido por un motor de inducido exterior, formando un montaje a presión con el alojamiento en forma de tubo del disco de cierre del rodete del ventilador. Tal ventilador está, tanto en funcionamiento como también estando parado, por un lado bien protegido para que la humedad no llegue a los componentes peligrosos, mientras que por otro lado puede fabricarse - en comparación con los ventiladores descritos - a un costo técnico más reducido.

Otras formas de realización ventajosas del invento se ponen de manifiesto en las reivindicaciones complementarias y en la siguiente descripción. El invento se explica con más detalle haciendo referencia al ejemplo de forma de realización representado en las figuras del dibujo adjunto. En el mismo:

La figura 1 es una vista, parcialmente en sección, de un ventilador con un rodete según la forma de realización del invento; y

La figura 2 es una sección axial a través del ventilador de la figura 1, por el plano II-II.

En ambas figuras del dibujo, las mismas piezas siempre vienen indicadas con las mismas referencias, de modo que normalmente también se describirán sólo una vez.

En el ejemplo de forma de realización preferida del invento, representada en las figuras 1 y 2, se ha previsto un electromotor 1 para accionar el rodete de ventilador 2 conformado de acuerdo con el invento, para lo cual está sostenido en un alojamiento en forma de tubo 3 (paso) del rodete del ventilador 2.

El rodete 2, el cual se trata especialmente de un rodete para ventilador radial, presenta varios álabes 4 y un disco de cierre 5, esencialmente de forma circular, que une el costado frontal de los álabes 4. En particular, el disco de cierre 5 va montado perpendicular a un eje longitudinal X-X- del rodete del ventilador 2, de modo que del diámetro interior DI del disco de cierre circular 5 sale el alojamiento en forma de tubo 3 para el motor 1.

La envolvente 6 para el alojamiento 3 tiene forma cilíndrica, de modo que el eje central de dicho cilindro está formado por el eje longitudinal X-X del rodete del ventilador 2 (siendo respectivamente coaxial con dicho eje).

El disco de cierre 5 lleva, entre una zona plana del borde 7 que limita con su diámetro exterior DA y su diámetro interior DI, una zona curvada 8 que está hecha de chapa, preferiblemente en el mismo proceso como una pieza doblada y troquelada.

Preferiblemente, el electromotor 1 está conformado como motor de inducido exterior, de modo que a través de una brida de estator 9, donde un rotor 11 encierra a un estator 10 que puede fijarse a una base sólida. En la figura 2 puede verse claramente un paquete de chapas de estator 10a y las bobinas 10b. La alimentación de corriente se realiza a través del cable de conexión 12.

Un contorno exterior 13 del motor 1, de modo especial un contorno exterior del rotor 11 del motor 1 conformado como motor de inducido exterior, forma un ajuste a presión con la envolvente 6 del alojamiento en forma de tubo 3 del disco de cierre 5 del rodete del ventilador 2.

De acuerdo con el invento, en la envolvente 6 del alojamiento en forma de tubo 3 para el motor 1, hay ensanchamientos 14 curvados radialmente hacia afuera, que se extienden a todo lo largo L del alojamiento 3. Gracias a estos ensanchamientos a modo de nervaduras 14 se garantiza por un lado una óptima salida del agua de condensación y las acumulaciones de agua producidas por otras causas, mientras que por otro lado se asegura una buena fijación del rodete del ventilador 2 al rotor 11 del motor 1.

Preferiblemente, puede tratarse de dos a ocho ensanchamientos 14, y de modo especial cuatro - tal como se ha representado - que están ventajosamente distribuidos equidistantes en la envolvente 6 (en la figura 2 están desplazados unos 90º entre sí).

Del costado del rodete del ventilador 2 opuesto al disco de cierre 5 sale una entrada de aire 15 dispuesta coaxial al eje longitudinal X-X, con una sección transversal circular y un diámetro menor que el diámetro exterior DA del disco de cierre 5. Una vez el aire ha pasado esta entrada 15, es conducido por canales de salida 16, especialmente curvados, que corren radialmente entre los álabes 4, y sale del rodete 2 en sentido radial. Debido a la formación de condensación, por causa del aire humedecido, pueden producirse acumulaciones de agua en la superficie (posterior) del disco de cierre 5, opuesta a la entrada de aire 15. La flecha P, en la figura 2, indica la zona del punto de doblez, es decir la transición de la zona plana 8 o bien en forma de plato - tal como se ha representado - donde se encuentran los orificios conocidos para la evacuación de agua en la zona que sirve para la fijación del motor (alojamiento 3, paso).

Asimismo, dado que el disco de cierre 2, en especial en su zona plana del borde 7, presenta orificios de paso para elementos de fijación 17 (por ejemplo espigas), dispuestos en los cantos 18 de los álabes 4 perpendiculares al eje longitudinal X-X, de modo que a través de orificios pasantes y elementos de fijación 17 puede conseguirse una unión por ajuste de fuerza y/o de forma del costado frontal de los álabes y el disco de cierre.

Por el otro lado, es decir en su costado (delantero) opuesto al disco de cierre 5, los álabes 4 pueden estar unidos entre sí - tal como se ha representado - mediante un segundo disco de cierre 20, especialmente metálico y en forma de anillo, a los álabes 4 utilizando un ajuste de forma y/o de fuerza. Este disco de cierre 20 también puede llevar orificios de paso para elementos de fijación 21, dispuestos en los respectivos cantos 19 de los álabes 4 a unir entre sí.

Tal como se desprende de las formas de realización anteriores, el presente invento no se limita al ejemplo de realización representado, sino que comprende todos los medios y sistemas en el sentido del invento. Así, los ensanchamientos 14, representados en la forma de realización paralelos al eje longitudinal X-X del rodete del ventilador 2, también podrían adoptar otra disposición alternativa, como por ejemplo, en forma helicoidal.

Asimismo, a modo de ejemplo, al contrario de la forma de realización representada, también sería posible que los álabes 4 estuvieran unidos entre sí por sus cantos 19 del costado anterior mediante un anillo realizado del mismo material y de una pieza con los álabes 4, tal como se conoce por ejemplo a través del antes citado documentos DE-2.919.843 A1. También otra orientación, forma y fijación de los álabes en el disco de cierre 5, 20 y/u otro sistema de paso de aire entra dentro del marco del invento.

Referencias

1

Motor

2

Rodete de ventilador

3

Alojamiento de 2 para 1, arrastre

4

Álabe

5

Disco de cierre (posterior) de 2

6

Envolvente de 3

7

Zona del borde de 5

8

Zona curvada de 5

9

Brida de 10

10

Estator de 1

10a

Paquete de chapas de 10

10b

Bobinado de 10

11

Rotor de 1

12

Cable de conexión para 1

13

Contorno exterior de 11

14

Ensanchamiento

15

Entrada de aire

16

Canal de salida de aire

17

Elemento de fijación en 18 para 5

18

Canto (posterior) de 4

19

Canto (anterior) de 4

20

Disco de tapa (anterior)

21

Elemento de fijación en 19 para 20

DA

Diámetro exterior de 5

DI

Diámetro interior de 5

L

Longitud de 3

P

Punto de doblez

X-X

Eje longitudinal de 2

Claims (13)

1. Rodete de ventilador, en especial rodete de ventilador radial, con varios álabes (4) y con un disco de cierre (5) de forma esencialmente circular, que une de modo particular los álabes (4), dispuesto en el costado frontal esencialmente perpendicular al eje longitudinal (X-X) del rodete (2), de modo que del diámetro interior (DI) del disco de cierre (5) de forma circular sale un alojamiento en forma de tubo (3) para un motor (1) que acciona el rodete (2), cuyo envolvente (6) corre coaxial al eje longitudinal (X-X), caracterizado por el hecho de que en el alojamiento en forma de tubo (3) que hay en la envolvente (6) para el motor (1) se extienden a todo lo largo (L) ensanchamientos (14) curvados radialmente hacia afuera.

2. Rodete de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que hay de dos a ocho ensanchamientos (14), y especialmente cuatro, de preferencia dispuestos equidistantes entre sí en la envolvente (6).

3. Rodete de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado por el hecho de que los ensanchamientos (14) corren paralelos al eje longitudinal (X-X).

4. Rodete de acuerdo con una o varias de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por el hecho de que el disco de cierre (5) presenta una curvatura a modo de plato (8) en una zona plana del borde (7) que limita su diámetro exterior (DA) y su diámetro interior (DFI).

5. Rodete de acuerdo con una o varias de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por el hecho de que el disco de cierre (5) está conformado como una pieza de chapa doblada y troquelada.

6. Rodete de acuerdo con una o varias de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por el hecho de que el disco de cierre (5) presenta aberturas de paso para elementos de fijación (17), en especial en su zona plana del borde (7), en que van dispuestos los cantos (18) de los álabes (4) esencialmente perpendiculares al eje longitudinal (X-X).

7. Rodete de acuerdo con una o varias de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por el hecho de que del costado opuesto al disco de cierre (5) sale una entrada de aire (15) de sección circular y coaxial al eje longitudinal (X-X) y preferentemente con un diámetro menor que el diámetro exterior (DA) del disco de cierre (5).

8. Rodete de acuerdo con una o varias de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por el hecho de que entre los álabes (4) hay formados canales de salida de aire (16) especialmente curvados y dispuestos radialmente.

9. Rodete de acuerdo con una o varias de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por el hecho de que los álabes (4) tienen sus cantos unidos entre sí, por su costado opuesto al disco de cierre (5), por medio de un anillo del mismo material y formando una pieza con los álabes (4).

10. Rodete de acuerdo con una o varias de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por el hecho de que los álabes (4) tienen sus cantos unidos entre sí, por su costado opuesto al disco de cierre (5) por un segundo disco de cierre (20), especialmente metálico y en forma de anillo, que puede fijarse a los álabes (4) con ajuste de forma y/o de fuerza.

11. Ventilador, en particular ventilador radial, con un rodete (2) y un motor (1) de accionamiento del rodete (2), caracterizado por un rodete (2) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 10.

12. Ventilador de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado por el hecho de que el motor (1) está conformado como motor de inducido exterior.

13. Ventilador de acuerdo con la reivindicación 11 ó 12, caracterizado por el hecho de que un contorno externo (13) del motor (1), de modo especial un contorno externo (13) de un rotor (11) del motor (1) conformado como motor de inducido exterior, forma un ajuste a presión con el alojamiento en forma de tubo (3) en el disco de cierre (5) del rodete del ventilador (2).