ES2276586B1

ES2276586B1 - Ventilador centrifugo.

Info

Publication number: ES2276586B1
Application number: ES200501113A
Authority: ES
Inventors: Jose Maria Nacenta Anmella
Original assignee: Universitat Politecnica de Catalunya UPC
Current assignee: Universitat Politecnica de Catalunya UPC
Priority date: 2005-05-10
Filing date: 2005-05-10
Publication date: 2008-05-16
Anticipated expiration: 2025-05-10
Also published as: ES2276586A1

Abstract

Ventilador centrífugo de un equipo acondicionador de aire, que comprende un rodete accionado por un motor de accionamiento, estando dicho rodete constituido por un elemento discoidal plano que soporta los álabes del ventilador, los cuales se extienden, desde una de las caras del elemento discoidal, esencialmente en la dirección axial, estando el elemento discoidal sólidamente unido al rotor del motor de accionamiento, que junto con el estator del mismo motor está dispuesto sobre el eje del ventilador y a un lado del elemento discoidal, rodeado por los álabes del ventilador y siendo la relación entre el diámetro D del elemento discoidal y la altura h de descarga de los álabes: D/h >= 6.

Description

Ventilador centrífugo.

Sector técnico de la invención

La invención se refiere a un ventilador centrífugo de un equipo acondicionador de aire, de los que giran en una dirección predeterminada accionados por un motor eléctrico aspirando el aire en la dirección axial e impulsándolo en una dirección radial.

Antecedentes de la invención

Los ventiladores centrífugos que incorporan los equipos de aire acondicionado están sometidos a una restricción de espacio importante para no aumentar el espesor de la carcasa que aloja el ventilador y los demás componentes del equipo, como el intercambiador de calor y los filtros de aire.

El diseño del rodete y de los álabes del ventilador, así como la potencia del motor de accionamiento, determinan las diferencias de presión y el volumen de flujo de aire de trabajo del ventilador. La configuración final del rodete y de los álabes, que se extienden en dirección radial curvados hacia delante o hacia atrás, también es un factor importante en cuanto al coste de fabricación se refiere.

Los ventiladores centrífugos conocidos están diseñados para poder aspirar un flujo de aire suficiente para garantizar la potencia frigorífica necesaria para acondicionar las estancias en las que se instala el equipo de aire acondicionado. A tal efecto, los ventiladores centrífugos utilizados en los equipos de aire acondicionado convencionales están provistos de una carcasa envolvente que configura una abertura de aspiración, coaxial respecto del eje de rotación del rodete del ventilador, y una abertura de salida que rodea parcialmente al rodete del ventilador, enfrentada a los álabes, a través de la cual se expulsa el aire aspirado por el ventilador.

Cuando los álabes montados solidarios del rodete del ventilador están constituidos de material metálico, se aumenta considerablemente el peso del ventilador. Ello condiciona la potencia del motor de accionamiento y por ende sus dimensiones. Por el contrario, si se utilizan motores de accionamiento de reducido tamaño, el número y diseño de los álabes necesarios para garantizar el flujo de aire mínimo dificulta la fabricación y el montaje de los álabes en el rodete del ventilador, lo que aumenta el coste de fabricación del mismo.

Se hace notar la falta de un ventilador que resulte más sencillo de fabricación, que tenga un menor coste de producción y que produzca un flujo de aire de aspiración suficiente sin que aumente el tamaño del conjunto del rodete del ventilador y el motor de accionamiento convenientemente acoplados.

Explicación de la invención

El ventilador centrífugo de la invención es de los que comprenden un rodete accionado por un motor de accionamiento y en esencia se caracteriza porque el rodete del ventilador está constituido por un elemento discoidal, plano, que soporta los álabes del ventilador, los cuales se extienden, desde una de las caras del elemento discoidal, esencialmente en la dirección axial y radial; y porque el citado elemento discoidal está sólidamente unido al rotor del motor de accionamiento, que junto con el estator del mismo motor está dispuesto sobre el eje del ventilador y a un lado del elemento discoidal, rodeado por los álabes del ventilador, siendo la relación entre el diámetro D del elemento discoidal y la altura h de descarga de los álabes:
D/h >= 6.

De acuerdo con otra característica de la invención, el conjunto formado por el elemento discoidal y los álabes está fabricado mediante materiales plásticos moldeados por inyección.

Según otra característica de la invención, el motor de accionamiento es del tipo rotor externo; el elemento discoidal está constituido por una corona unida al citado rotor por el contorno de su orificio central; y el ventilador está provisto de unos medios de soporte que, solidarios del estator del motor de accionamiento, sobresalen de la corona por el lado contrario por el que se extienden los álabes.

Según otra característica de la invención, el motor de accionamiento está alojado en el interior de una carcasa envolvente, presentado su extremo distal configuración semiesférica.

Breve descripción de los dibujos

En los dibujos adjuntos se ilustran, a título de ejemplo no limitativo, varios modos de realización del ventilador y del rodete del mismo. En dichos dibujos:

la Fig. 1 es una vista en perspectiva de una ventilador según la invención; y

las Figs. 2 a 5 son sendas vistas, también en perspectiva, de respectivas variantes de un rodete de un ventilador según la invención.

Descripción detallada de los dibujos

El rodete 2 del ventilador 1 representado a modo de ejemplo en la Fig. 1, está constituido por un elemento discoidal 4 plano, provisto de álabes 5 de configuración plana que se extienden perpendicularmente sobre una de las caras del citado elemento discoidal 4, en una zona periférica y en dirección esencialmente radial, dejando libre un hueco central para el alojamiento del motor de accionamiento 3. Al estar el rodete desprovisto del habitual aro de sujeción superior de los álabes, el conjunto formado por el elemento discoidal 4 y los álabes 5 puede fabricarse, de un modo preferido, de una sola pieza de material plástico, moldeada por inyección.

Las proporciones entre el diámetro D del elemento discoidal 4 y la altura h de descarga de los álabes 5, sigue la relación D/h \geq 6. En concreto, en el ejemplo de la Fig. 1, esta relación es aproximadamente de 6,4.

El número de álabes (catorce en el ejemplo de los dibujos) y la proporción antes señalada permiten que el ventilador, convenientemente instalado en el interior de una carcasa provista de una placa o placas interiores que conforman una abertura de aspiración del ventilador y una abertura de descarga del aire aspirado, aspire el flujo de aire necesario sin necesidad de ser accionado por un motor de gran potencia. En efecto, el rodete 2 del ventilador 1 de la Fig. 1, constituido a partir de material plástico, está unido solidariamente al rotor 6 de un motor de accionamiento 3 que trabaja a pocas revoluciones, en concreto a 950 r.p.m aproximadamente, siendo el motor de seis polos, aunque naturalmente dicho motor puede tener un número de polos diferente a seis.

El motor de accionamiento 3 representado en la Fig. 1 es del tipo rotor externo. Tal y como puede apreciarse en dicha Fig. 1, el elemento discoidal 4 está constituido por una corona 4', la cual está unida al rotor 6 del motor de accionamiento 3 por el contorno de su orificio central 11 (ver Figs. 2 a 5).

Una carcasa 9 aloja en su interior el motor de accionamiento 3, el cual se extiende, sobre el eje de giro del ventilador, por el mismo lado de la corona 4' sobre el que se extienden los álabes 5. La carcasa 9 está dispuesta entre los álabes 5 en lo que será el hueco del oído de aspiración una vez el ventilador 1 esté instalado en la carcasa del equipo de aire acondicionado. Debido a las reducidas dimensiones del motor de accionamiento 3, la carcasa 9 sobresale tan solo ligeramente por encima de los álabes 5, lo que reduce significativamente la profundidad de la carcasa del equipo de aire acondicionado que aloja un ventilador según la invención.

Tal y como se observa en la Fig. 1, el extremo distal 10 de la carcasa 9 que aloja el motor de accionamiento 3 está configurado en forma de semiesfera para facilitar la entrada del aire aspirado por el ventilador, una vez éste está instalado en la carcasa del equipo de aire acondicionado.

Para su instalación en la mencionada carcasa, el ventilador 1 está provisto de unos medios de soporte, no representados, adaptados para la fijación, mediante tornillos o similares, del ventilador 1 a una de las caras de dicha carcasa. Los medios de soporte son solidarios del estator del motor de accionamiento 3 y sobresalen de la corona 4' por el lado contrario por el que se extienden los álabes.

En las Figs. 2 a 5 se han representado variantes de un rodete 2 de un ventilador según la invención, constituido por una corona 4' sobre la que se extienden los álabes 5. Los álabes representados en la Fig. 2 son rectos, en tanto que los álabes 5 representados en las Figs. 3 a 5 son álabes curvados hacia atrás en el sentido de giro del rodete 2.

Los álabes 5 de las Figs. 3 y 5 son álabes de sección curva, siendo los primeros son de altura constante mientras que los segundos son de altura decreciente en el sentido de avance del aire impulsado. En el caso de la Fig. 5, la altura de descarga de los álabes 5 es menor que la altura de dichos álabes en su extremo más próximo al centro de la corona 4'. En concreto, el perfil del canto superior de los álabes 5 es decreciente en sentido radial, disminuyendo más rápidamente su altura a lo largo de un primer tramo hasta alcanzar una altura que se conserva constante hasta su extremo de descarga.

A diferencia de los álabes de las Figs. 2, 3 y 5, los álabes 5 de la Fig. 4 están ligeramente curvados superiormente en dirección contraria a la de la curvatura de su sección transversal.

Claims

1. Ventilador (1) centrífugo de un equipo acondicionador de aire, de los que comprenden un rodete (2) accionado por un motor de accionamiento (3), caracterizado porque el rodete del ventilador está constituido por un elemento discoidal (4), plano, que soporta los álabes (5) del ventilador, los cuales se extienden, desde una de las caras del elemento discoidal, esencialmente en la dirección axial; y porque el citado elemento discoidal está sólidamente unido al rotor (6) del motor de accionamiento, que junto con el estator del mismo motor está dispuesto sobre el eje del ventilador y a un lado del elemento discoidal, rodeado por los álabes del ventilador, siendo la relación entre el diámetro D del elemento discoidal y la altura h de descarga de los álabes:
D/h >= 6.

2. Ventilador (1) según la reivindicación 1, caracterizado porque el conjunto formado por el elemento discoidal (4) y los álabes (5) está fabricado mediante materiales plásticos moldeados por inyección.

3. Ventilador (1) según las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque el motor de accionamiento (3) es del tipo rotor (6) externo, porque el elemento discoidal (4) está constituido por una corona (4') unida al citado rotor por el contorno de su orificio central (11), y porque el ventilador está provisto de unos medios de soporte que, solidarios del estator del motor de accionamiento, sobresalen de la corona por el lado contrario al lado en que se extienden los álabes.

4. Ventilador (1) según la reivindicación 3, caracterizado porque el motor de accionamiento (3) está alojado en el interior de una carcasa envolvente (9), presentando su extremo distal (10) una configuración semiesférica.