ES2230759T3 - Impulsor de ventilador. - Google Patents
Impulsor de ventilador.Info
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Abstract
RODETE DE UN VENTILADOR QUE INCLUYE UN CUBO (3) MONTADO CON UNA SERIE DE PALETAS (2). EL VENTILADOR IMPULSA AIRE AL HACER GIRAR LAS PALETAS. UN LUGAR GEOMETRICO DE REVOLUCION DE UN BORDE DELANTERO (6) DE LA PALETA (2) PRESENTA UNA DEPRESION EN UNA PARTE ENTRE ALREDEDOR DE UN CENTRO Y LA PUNTA (8) DE LA PALETA (2), Y MUESTRA UN PICO EN UNA PARTE SITUADA ENTRE ALREDEDOR DEL CENTRO Y EL CUBO (3), CON RESPECTO A LA DIRECCION DEL VIENTO. UNA VISTA EN SECCION TRANSVERSAL DE LA PALETA (2) EN UNA DIRECCION AXIAL MUESTRA UNA DEPRESION EN UNA PARTE SITUADA ENTRE ALREDEDOR DE UN CENTRO Y LA PUNTA (8), Y PRESENTA UN PICO EN UNA PARTE COMPRENDIDA ENTRE ALREDEDOR DEL CENTRO DE LA PALETA (2) Y EL CUBO (3). ESTA ESTRUCTURA REALIZA UN MENOR NIVEL DE RUIDO Y AUMENTA LA PRESION ESTATICA.
Description
Impulsor de ventilador.
La presente invención se refiere a un impulsor de
ventilador empleado en acondicionadores de aire y dispositivos
similares y, más particularmente, a la forma del impulsor.
Los acondicionadores de aire ajustan la
temperatura y la humedad del aire y, por lo general, comprenden un
refrigerador de aire, un calentador de aire, un humidificador, un
ventilador y un filtro de aire.
La Figura 8 representa un impulsor convencional
de un ventilador de flujo mixto empleado en un acondicionador de
aire. En el ventilador de flujo mixto, el gas fluye oblicuamente con
respecto al eje de rotación.
En la Figura 8, el impulsor 21 del ventilador de
flujo mixto está provisto de una pluralidad de paletas delgadas 22
montadas radialmente sobre el cubo 23 que en esencia es un soporte
en forma de pirámide truncada.
La Figura 9 es una vista en sección transversal
obtenida por la línea D-D de la Figura 8. La vista
en sección transversal de la paleta 22 en dirección radial muestra
una línea sustancialmente recta o una curva hacia solamente una
dirección. El impulsor 21 está situado en el mismo armazón y es
accionado por el eje de rotación instalado en el cubo 23 que está
acoplado a un motor. Por tanto, el impulsor 21 gira gracias a la
acción del motor, provocando de ese modo el movimiento del aire.
No obstante, la construcción convencional
descrita anteriormente no proporciona un nivel de control
satisfactorio del torbellino de extremo de paleta generado alrededor
del borde externo de la paleta 22 durante el movimiento del aire,
debido a que la sección transversal de la paleta 22 adopta una forma
sustancialmente rectilínea o curva dirigida hacia solamente una
dirección.
Además, al no presentar las paletas 22 ninguna
contramedida para la corriente de aire de dirección radial, la
corriente de aire se genera cuando el impulsor 21 es accionado por
una gran carga.
Por consiguiente, será deseable mejorar el
impulsor convencional (como el impulsor 21 de la Figura 8) en el
sentido de reducir el ruido controlando el torbellino del extremo de
la paleta, y de aumentar la presión estática haciendo más uniforme
la corriente de aire generada.
Puede obtenerse más información en el documento
EP-A-0 887 558, con el cual se halla
relacionada la presente invención.
La presente invención se centra en los problemas
descritos anteriormente y pretende proporcionar un impulsor de
ventilador menos ruidoso y con mayor presión estática.
Por lo tanto, el objetivo de la presente
invención es proporcionar un impulsor según la reivindicación 1.
El impulsor de la presente invención establece el
lugar geométrico del movimiento de revolución en su borde de ataque.
Las formas del lugar geométrico y de la paleta constituyen las
características de la presente invención. El lugar geométrico de la
mitad superior de la paleta presenta una depresión y el de la mitad
inferior de la paleta presenta una elevación, con respecto a la
dirección de barlovento. La mitad superior de la paleta se define
como la parte comprendida aproximadamente entre el centro de la
paleta y el borde externo, mientras que la mitad inferior de la
paleta se define como la parte comprendida aproximadamente entre el
centro de la paleta y el cubo. La sección transversal de la mitad
superior de la paleta en dirección radial presenta una depresión y
la de la mitad inferior presenta una elevación, con respecto a la
dirección de barlovento.
Las formas descritas anteriormente permiten al
impulsor impedir que la corriente de aire se aleje de las paletas.
El torbellino del extremo de la paleta sobre una superficie de
succión situada cerca del borde externo de la paleta es generado por
la corriente de aire creada por el aire que llega a la superficie de
succión desde una superficie de presión. Por lo tanto, la parte
curva hundida de la paleta favorece la generación del torbellino,
impidiendo de ese modo que la corriente de aire se aleje de la
paleta. En consecuencia, puede conseguirse que el ventilador sea
menos ruidoso. Al mismo tiempo, la parte curva elevada de la paleta
uniformiza la corriente de aire en dirección radial durante el
funcionamiento de carga elevada, aumentando de ese modo la presión
estática.
La Figura 1 es una vista en planta de un impulsor
de ventilador según un primer ejemplo de realización de la presente
invención.
La Figura 2 es una vista parcial del lugar
geométrico del movimiento de revolución de una paleta del impulsor
del ventilador según el primer ejemplo de realización de la presente
invención.
La Figura 3 es una sección transversal obtenida
por la línea A-A de la Figura 1.
La Figura 4 representa el impulsor en
funcionamiento según el primer ejemplo de realización de la presente
invención.
La Figura 5 es un gráfico de comparación de
características del impulsor según el primer ejemplo de realización
de la presente invención y un impulsor convencional.
La Figura 6 es una sección transversal de la
paleta vista desde la línea central de un pasadizo según un segundo
ejemplo de realización de la presente invención.
La Figura 7 es una sección transversal de la
paleta del impulsor vista en la dirección radial y en la parte de
máximo espesor de la paleta según el segundo ejemplo de realización
de la presente invención.
La Figura 8 es una vista en planta de un impulsor
convencional de un ventilador.
La Figura 9 es una sección transversal del
impulsor convencional obtenida por la línea D-D de
la Figura 8.
A continuación, se describen ejemplos de
realización de la presente invención en relación con los dibujos
adjuntos.
Ejemplo de realización
1
El primer ejemplo de realización de la presente
invención se describe en relación con las Figuras 1 a 5.
La Figura 1 es una vista en planta del impulsor
de un ventilador de flujo mixto. La Figura 4 muestra el impulsor
activo.
En la Figura 1, el impulsor 1 del ventilador de
flujo mixto se monta sobre un cubo 3 que adopta sustancialmente la
forma de un soporte de pirámide truncada y presenta tres paletas
delgadas 2 en la dirección radial en el margen del soporte
piramidal. Una flecha indica la dirección de rotación. Como se
observa en la Figura 4, el cubo 3 montado con las paletas 2 está
sujeto al eje de rotación del motor 4, y el impulsor 1 está situado
dentro del armazón 5. El impulsor 1 agita el aire activando el motor
4 en una dirección indicada por una flecha. Entonces, como se
representa en la Figura 1, la mayor parte de la corriente de aire
entra en la paleta 2 por el borde de ataque 6 y la abandona por el
borde de fuga 7. El impulsor 1 mueve el aire de este modo.
La Figura 2 es una vista parcial del lugar
geométrico del movimiento de revolución de la paleta 2 del impulsor
1. En la Figura 2, el lugar geométrico del movimiento de revolución
establecido por el borde de ataque 6 de la paleta 2 muestra una
depresión en la mitad superior de la misma y una elevación en la
mitad inferior, con respecto a la dirección de barlovento. La mitad
superior de la paleta 2 se define aproximadamente como la parte
comprendida entre el centro de la paleta y el borde externo 8
denominado en lo sucesivo "extremo 8"), mientras que la mitad
inferior de la paleta 2 se define aproximadamente como la parte
comprendida entre el centro de la paleta y el cubo 3. La línea
B-B representada conecta los respectivos puntos
medios del borde de ataque 6 y del borde de fuga 7 de la paleta 2.
La línea B-B indica el centro del pasadizo a través
del cual fluye la corriente del aire en la dirección indicada por la
flecha. La línea C-C indica el centro del cubo, es
decir, el centro de rotación del impulsor 1.
La Figura 3 es una sección transversal obtenida
por la línea A-A de la Figura 1. Como se observa en
la Figura 3, la sección transversal de la paleta 2 en dirección
radial presenta una depresión en la mitad superior y una elevación
en la mitad inferior, con respecto a la dirección de barlovento. La
mitad superior de la vista en sección transversal de la paleta 2 se
define aproximadamente como la parte comprendida entre la línea
B-B y el extremo 8, mientras que la mitad inferior
de la misma se define aproximadamente como la parte comprendida
entre la línea B-B y el cubo 3. Esta estructura
permite al extremo 8 generar una corriente de aire alrededor de sí
mismo, y la corriente de aire se desplaza dando la vuelta desde la
superficie de presión 10 de la paleta 2 hasta la superficie de
succión 9 de la misma. La corriente de aire genera un torbellino de
extremo de paleta alrededor del extremo 8 en la superficie de
succión 9, y la parte curva hundida de la paleta 2 favorece la
generación del torbellino, de tal forma que se impide que la
corriente de aire se aleje de la paleta. En consecuencia, puede
obtenerse un impulsor 1 menos ruidoso. Al mismo tiempo, la parte
curva elevada de la paleta 2 uniformiza la corriente de aire que se
desplaza cada vez más en dirección radial durante una operación de
gran carga, es decir, la corriente de aire que entra desde el lado
del extremo 8, incrementándose de ese modo la presión estática.
En sentido estricto, la presente invención puede
reducir ruidos e incrementar la presión estática durante una
operación de gran carga del impulsor.
Las ventajas concretas del primer ejemplo de
realización se describirán a continuación.
La Figura 5 es un gráfico de comparación de
características del impulsor de la presente invención y un impulsor
convencional. En el experimento, se utiliza un impulsor cuya paleta
mide 400 mm de ancho. Las características de presión estática y
ruido con respecto al volumen de aire están representadas en el
gráfico.
Como se indica en el experimento, en un punto de
volumen de aire libre Q1, el impulsor de la presente invención
produce 2 dB menos de ruido que el impulsor convencional. Además, el
impulsor de la presente invención sigue siendo menos ruidoso hasta
el punto Q2, en el que se mueve el 68% del volumen de aire libre.
Con respecto a la presión estática, el impulsor de la presente
invención logra un incremento del 32% en comparación con el impulsor
convencional en el punto Q3, en el que se mueve el 60% del volumen
de aire libre.
Ejemplo de realización
2
El segundo ejemplo de realización de la presente
invención se describe en relación con las Figuras 6 y la Figura
7.
La Figura 6 es una sección transversal de la
paleta mostrada en la Figura 7 y obtenida por la línea
B-B que es la línea central del pasadizo. La Figura
7 es una sección transversal de la paleta del impulsor vista en
dirección radial y por la parte de máximo espesor de la paleta. Como
se observa en la Figura 6, el impulsor del ventilador según el
segundo ejemplo de realización presenta unas paletas en forma de
ala.
La línea central del pasadizo B-B
se extiende entre los puntos medios de los bordes de ataque y de
fuga de la paleta 12 en el punto geométrico del movimiento de
revolución. En esta realización, la paleta 12 presenta, en su
sección transversal efectuada por la línea central del pasadizo
B-B, unas dimensiones que cumplen la condición
siguiente:
B-B:5% \leq t/c
\leq
12%,
en la que: t = espesor máximo de la
paleta 12 en la línea
B-B,
c = distancia entre el borde de ataque y de fuga
de la paleta 12,
y la paleta adopta la forma de un ala con un
borde frontal arqueado y un borde trasero acabado en punta.
Asimismo, en la presente invención, la vista en
sección transversal de la paleta 12 en dirección radial presenta una
depresión en la mitad superior y una elevación en la mitad inferior,
con respecto a la dirección de barlovento. La mitad superior se
define aproximadamente como la parte comprendida entre la línea
central B-B y el extremo 14, y la mitad inferior se
define aproximadamente como la parte comprendida entre la línea
central B-B y el cubo 13.
La estructura descrita anteriormente permite que
la parte curva hundida de la paleta 12 favorezca la generación de un
torbellino de extremo de paleta alrededor del extremo 14 en el lado
de la superficie de succión, cuando la corriente de aire se desplaza
hasta la superficie de succión 15 dando la vuelta desde la
superficie de presión 16, impidiéndose de ese modo que la corriente
de aire se aleje de la paleta 12. En consecuencia, puede obtenerse
un impulsor 11 menos ruidoso.
Al mismo tiempo, la parte curva elevada de la
paleta 12 uniformiza la corriente de aire que se desplaza cada vez
más en dirección radial durante un funcionamiento con carga elevada
(es decir, la corriente de aire que se ha introducido desde el lado
del extremo 14), incrementando de ese modo la presión estática.
El segundo ejemplo de realización demuestra que
con el impulsor 11 se logra disminuir el ruido y aumentar la presión
estática, puesto que el primer ejemplo de realización presenta los
mismos efectos.
En comparación con las paletas que presentan un
espesor constante, la paleta del segundo ejemplo de realización
presenta unas dimensiones que cumplen: 5% \leq t/c \leq 12%,
siendo t = espesor máximo y c = profundidad de la paleta medida
entre los puntos medios de los bordes de ataque y de fuga, y la
paleta adopta la forma de un ala que presenta un borde frontal
arqueado y un borde trasero acabado en punta, impidiéndose de ese
modo de forma más segura que la corriente de aire se aleje de la
paleta. En consecuencia, el nivel de ruido puede disminuir todavía
más.
La medición del efecto de reducción del ruido en
el impulsor utilizado en el segundo ejemplo de realización da como
resultado el efecto de reducción del ruido percibido empezando por
t/c = 5% y de saturación en t/c = 12%. En el caso de un impulsor de
400 mm de ancho empleado en un ventilador de flujo mixto, cuando se
utiliza la forma de paleta de t/c = 9%, el experimento demuestra que
el nivel de ruido desciende 2 dB en comparación a cuando se utiliza
con la paleta que tiene un espesor constante.
La técnica de la presente invención, que no está
limitada al impulsor del ventilador de flujo mixto, también puede
proporcionar el mismo resultado en un impulsor de ventilador de
flujo axial, en el que un gas fluye a lo largo del eje de rotación
del impulsor.
Claims (5)
1. Impulsor de ventilador que incluye un cubo (3)
montado con una pluralidad de paletas (2) y destinado a hacer girar
las paletas (2) y, por lo tanto, moviendo el aire;
en el que una vista en sección transversal de la
paleta (2) en una dirección radial presenta una elevación en la
parte comprendida entre la parte central de la paleta y el cubo (3),
con respecto a la dirección de barlovento;
caracterizado porque:
dicha vista en sección transversal de la paleta
(2) presenta una depresión en la parte comprendida entre la parte
central y el extremo (8) y
el lugar geométrico del movimiento de revolución
del borde de ataque (6) de la paleta (2) presenta una depresión en
la parte comprendida entre el extremo (8) y la parte central de la
paleta (2) y presenta una elevación en la parte comprendida entre la
parte central y el cubo (3), con respecto a la dirección de
barlovento.
2. Impulsor de ventilador según la reivindicación
1, en el que el espesor de la paleta (2) es constante.
3. Impulsor de ventilador según la reivindicación
1, en el que la vista en sección transversal de la paleta (12),
obtenida en el centro del pasadizo que se extiende desde el borde de
ataque (6) hasta el borde de fuga (7), adopta una forma en la que la
relación entre el espesor máximo en el centro del pasadizo y la
distancia entre el borde de ataque (6) y el borde de fuga (7) está
comprendido entre el 5% y el 12% estando ambos valores
incluidos.
4. Impulsor de ventilador según la reivindicación
1, en el que la vista en sección transversal de la paleta (12),
obtenida en la línea central del pasadizo que conecta el borde de
ataque (6) y el borde de fuga (7) de la paleta (12) adopta una forma
que cumple 5% \leq t/c \leq 12%, siendo t = espesor máximo de la
paleta (12) y c = profundidad de la paleta entre los puntos medios
de los bordes de ataque y de fuga.
5. Impulsor de ventilador según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que dicho ventilador es un
ventilador de flujo mixto.
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