ES2287915T3 - Disposicion para el transporte de fluidos. - Google Patents
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Abstract
Disposición para el transporte de fluidos, que presenta: Una bomba (174) de fluido configurada según el tipo de bomba centrífuga, que presenta una rueda (172) de la bomba, apoyada giratoria, que está unida con un primer imán (186) permanente; un motor (152) de rotor interior, conmutado electrónicamente, con un estator (154) y un rotor (156); un árbol (160) coordinado al rotor (156), que está apoyado giratorio (162, 164) con relación al estator (154); un segundo imán (184) permanente unido solidario en rotación con el rotor (156), que actúa en combinación con el primer imán (186) permanente, según el tipo de un embrague magnético; una copa (170, 180, 188) de entrehierro que separa el primer imán (186) permanente del embrague magnético, dispuesto dentro de esta copa de entrehierro, herméticamente a los fluidos, del segundo imán (184) permanente dispuesto fuera de la copa de entrehierro; estando dispuesto en la copa de entrehierro, fuera de esta uno de los cojinetes (164) para el árbol del rotor (156); una disposición (204) portante unida con el estator (154), para otro de los cojinetes (162) del árbol (160) del rotor (156); y una rueda (218) del ventilador provista con paletas (220) del ventilador, que está unida solidaria en rotación con una zona (214) terminal del árbol (160) del rotor (156), más alejada de la copa (170, 180, 188) de entrehierro.
Description
Disposición para el transporte de fluidos.
La invención se refiere a una disposición para
el transporte de fluidos, por ejemplo, de medios líquidos y/o
gaseosos.
En los ordenadores se utilizan hoy día
componentes constructivos con grandes densidades de flujo térmico,
por ejemplo, 60 W/mm^{2}. Desde estos componentes constructivos el
calor tiene que transferirse primeramente a un circuito de líquido,
y desde allí tiene que ser desprendido mediante un intercambiador de
calor líquido - aire, al ambiente.
La disipación del calor de componentes
constructivos con gran densidad de flujo térmico, se lleva a cabo
mediante los llamados receptores de calor o cold plates. En estos
el calor se transfiere a un líquido refrigerante, y este se pone en
circulación forzada, normalmente en un circuito cerrado.
Aquí el líquido refrigerante atraviesa no sólo
el receptor de calor, sino también una bomba de líquidos que causa
la circulación forzada, y da lugar a un establecimiento adecuado de
presión y a un caudal a través del receptor de calor y de un
intercambiador coordinado de calor, de manera que los coeficientes
de transmisión del calor, correspondientes a estos transmisores
térmicos, se hagan grandes, y los gradientes de temperatura
necesarios para la transmisión del calor, pequeños.
En el intercambiador de calor se dispone
habitualmente un ventilador que ocasiona en el lado del aire del
intercambiador de calor, una convección forzada del aire de
refrigeración, y buenos coeficientes de transmisión.
Por el documento DE 103 44 699 A1 se conoce una
disposición para el transporte de fluidos. A esta disposición
pertenece una bomba centrífuga con una rueda de la bomba, y esta
bomba centrífuga está unida con un primer imán permanente. Además,
tiene un motor con un estator y un rotor, así como un árbol
coordinado al rotor. La disposición tiene también un segundo imán
permanente unido solidario en rotación con el rotor, y que actúa en
combinación con el primer imán permanente según el tipo de un
embrague magnético, y tiene una copa de entrehierro que separa el
primer imán permanente dispuesto dentro de la copa de entrehierro,
herméticamente a los fluidos, del segundo imán permanente que está
dispuesto fuera de la copa de entrehierro, y tiene una rueda del
ventilador que está provista con paletas del ventilador.
A causa de las limitadas condiciones de espacio
en la mayoría de los aparatos electrónicos, bomba y ventilador se
tienen que disponer ocupando el menor espacio posible, es decir, se
procura una forma constructiva compacta.
Por consiguiente es misión de la invención,
facilitar una disposición nueva para el transporte de fluidos.
Según la invención se resuelve esta misión
mediante el objeto de la reivindicación 1. Así se obtiene una
disposición compacta con buen rendimiento. Aquí es especialmente
ventajoso que el motor pueda tener una gran longitud en relación
con la disposición, lo cual permite una potencia del motor,
correspondientemente alta.
De preferencia, el rotor de la disposición está
configurado como rotor magnético permanente, lo cual permite una
forma constructiva compacta, en especial, cuando el segundo imán
permanente está configurado de una sola pieza con el rotor
magnético permanente.
Una forma constructiva axial especialmente corta
se produce mediante la forma constructiva especialmente preferente
según la reivindicación 4, puesto que de este modo, el cojinete
(para el árbol del rotor) dispuesto en la copa de entrehierro por
fuera de esta, se encuentra al menos parcialmente dentro del rotor,
sin menoscabar el funcionamiento del motor ni del embrague
magnético.
Otra solución preferente de la misión impuesta,
es el objeto de la reivindicación 12. Hace posible una forma
constructiva compacta, que ocupa poco espacio, para un montaje
sencillo y barato.
Otras particularidades y perfeccionamientos
ventajosos de la invención, se deducen del ejemplo de realización
descrito a continuación y representado en el dibujo, y que de
ninguna manera debe de entenderse como restricción de la invención,
así como de las reivindicaciones secundarias. Se muestran:
Figura 1 Un corte longitudinal de una forma
preferente de realización de una disposición según la invención,
y
Figura 2 Un detalle aumentado de la figura
1.
La figura 1 muestra un corte longitudinal de una
disposición 120 según la invención. Esta tiene exteriormente una
carcasa 122 más o menos cilíndrica del ventilador, con dos bridas
124, 126 en cada una de cuyas esquinas se encuentra un taladro 128
de fijación, y que se unen una con otra mediante una pieza 130 de
forma tubular.
La brida 126 está unida mediante nervios o
radios 132 con la tapa 138 de la carcasa 136 de una bomba. En la
tapa 138 se encuentra un tubo 140 de admisión. La tapa 138 está
unida con la carcasa 136 en la forma representada, hermética a los
líquidos.
El sector 144 periférico cilíndrico se
transforma, en la figura 1 a la derecha, en un sector 148 que
discurre perpendicular al eje 150 longitudinal de la disposición
120. Este eje 150 longitudinal corresponde al eje de giro de un
motor 152 de rotor interior, conmutado electrónicamente, cuyo
estator se designa con 154 y su rotor de forma de campana, con 156.
Las bobinas del estator 154, están designadas con 158. Una ventaja
de la disposición120 es que el estator 154 y el rotor 156 pueden
ser largos en relación con la disposición 120, es decir, que se
puede utilizar un motor 152 con alta potencia.
El rotor 156 está fijado a un árbol 160 que para
su apoyo tiene un cojinete 162 izquierdo -referido a la figura 1-,
y un cojinete 164 derecho. De preferencia, estos son rodamientos -a
causa de su vida útil-. El anillo interior del rodamiento 162
izquierdo, está fijado al árbol 160. El anillo interior del
rodamiento 164 derecho, está dispuesto desplazable con relación al
árbol, y tensado mediante un muelle 166 a compresión con relación
al rotor 156, cuyo muelle pues aprieta el anillo interior del
rodamiento 164 hacia la derecha, mientras que aprieta el anillo
interior del rodamiento 162 hacia la izquierda, para garantizar una
marcha suave de la disposición 120.
El anillo exterior del rodamiento 164 está
fijado en un apéndice 168 tubular de la carcasa 136 y que también
puede designarse como tubo 168 de apoyo. Oponiéndose al cojinete
164, en la carcasa 136 está fijado en la forma representada, un
árbol 170 corto para la rueda 172 de una bomba 174 centrífuga. La
rueda 172 de la bomba está provista con un cojinete 176
sinterizado, para que se deslice sobre el árbol 170 fijo, y forma
con este un cojinete de fricción.
El árbol 170 está sujeto a un sector 180 de la
carcasa 136, cuyo sector discurre aproximadamente perpendicular al
eje 150 longitudinal. Se transforma en una parte 182 cilíndrica que
se extiende entre un sector 184 cilíndrico hueco, magnético
permanente, del rotor 156, y un apéndice 186 cilíndrico hueco de la
rueda 172 de la bomba. Como está representado, el sector 184
cilíndrico hueco recubre el cojinete 164, lo cual produce una forma
constructiva muy compacta.
La parte 182 cilíndrica de la carcasa 136, se
transforma por su parte en un sector 188 de forma anular circular
que discurre perpendicular al eje 150 longitudinal, y este por su
parte se transforma en un sector 190 que se extiende alrededor del
perímetro exterior de la rueda 176 de la bomba, y se transforma en
el sector 148.
Los sectores 180, 182 y 188 de la carcasa 136,
forman una llamada copa de entrehierro. Puesto que la carcasa 136
está fabricada de plástico, para las líneas de flujo magnético actúa
como el aire, pero por naturaleza es hermética a los fluidos, de
manera que el líquido que irrumpe por la admisión 140 en la bomba
174 centrífuga, es transportado por esta bomba, y fluye de nuevo
hacia fuera por una salida 192, como se ilustra mediante flechas
194, 196, y no puede salir hacia fuera de la bomba 174.
Como se representa en la figura 2, el apéndice
186 cilíndrico hueco de la rueda 172 de la bomba, está magnetizado
radialmente, por ejemplo, con cuatro polos, habitualmente con el
mismo número de polos que el rotor 156. De este modo, entre el
apéndice 184 del rotor 156 magnético permanente, y el apéndice 186
de la rueda 172 de la bomba, se genera un embrague magnético, y
cuando el rotor 156 gira en el funcionamiento, este giro se
transmite a la rueda 172 de la bomba mediante el embrague 184, 188
magnético, de manera que aquella gire del mismo modo.
Como lo muestra la figura 2, la rueda 172 de la
bomba tiene también un sector 200 de forma de forma de disco anular
que está configurado como imán permanente, y que actúa en
combinación con el campo magnético de dispersión en el extremo
inferior del rotor 156, y forma asimismo una parte del embrague
magnético, o sea, transmite una parte del par de rotación del rotor
156 a la rueda 172 de la bomba.
El cojinete 162, superior en la figura 2, del
rotor 156, está dispuesto en un collar 202 de una parte 204 de la
carcasa, el cual como se representa, puede estar configurado en
forma de copa. Este collar se transforma mediante una especie de
placa 206 de cojinete, en un sector 208 cilíndrico que rodea la
mayor parte del estator 154, y termina en una brida 210 que está
unida con una brida 212 de la parte 144 de la carcasa, por ejemplo,
como se representa, por una unión de trinquete mediante varios
ganchos 213 de retención, de los que sólo uno está representado.
Estos están aplicados de preferencia en la cara radial interior de
la brida 212, y permiten un montaje muy sencillo.
El collar 202 se encuentra en una depresión de
la parte 204 de la carcasa, y de esta depresión sobresale hacia
fuera el extremo 214 del árbol 160. Sobre este extremo 214 del árbol
está montado a presión, como se representa, el cubo 216 de la rueda
218 de un ventilador, de forma de copa, en el que están dispuestas
en la forma corriente, las paletas 220 del ventilador. Así pues
esta rueda 218 del ventilador transporta aire en su rotación, en
dirección axial a través de la carcasa 122 del ventilador, y este
aire se utiliza de preferencia para enfriar un refrigerador de
líquido para el líquido procedente de la bomba 174 de fluido. Bajo
demanda, el ventilador puede configurarse también, por ejemplo,
como ventilador diagonal o radial.
Claims (16)
1. Disposición para el transporte de fluidos,
que presenta:
Una bomba (174) de fluido configurada según el
tipo de bomba centrífuga, que presenta una rueda (172) de la bomba,
apoyada giratoria, que está unida con un primer imán (186)
permanente;
un motor (152) de rotor interior, conmutado
electrónicamente, con un estator (154) y un rotor (156);
un árbol (160) coordinado al rotor (156), que
está apoyado giratorio (162, 164) con relación al estator (154);
un segundo imán (184) permanente unido solidario
en rotación con el rotor (156), que actúa en combinación con el
primer imán (186) permanente, según el tipo de un embrague
magnético;
una copa (170, 180, 188) de entrehierro que
separa el primer imán (186) permanente del embrague magnético,
dispuesto dentro de esta copa de entrehierro, herméticamente a los
fluidos, del segundo imán (184) permanente dispuesto fuera de la
copa de entrehierro;
estando dispuesto en la copa de entrehierro,
fuera de esta uno de los cojinetes (164) para el árbol del rotor
(156);
una disposición (204) portante unida con el
estator (154), para otro de los cojinetes (162) del árbol (160) del
rotor (156);
y una rueda (218) del ventilador provista con
paletas (220) del ventilador, que está unida solidaria en rotación
con una zona (214) terminal del árbol (160) del rotor (156), más
alejada de la copa (170, 180,188) de entrehierro.
2. Disposición según la reivindicación 1, en la
que el rotor está configurado como rotor (156) magnético
permanente.
3. Disposición según la reivindicación 2, en la
que el segundo imán (184) permanente esta configurado de una sola
pieza con el rotor (156) magnético permanente.
4. Disposición según alguna de las
reivindicaciones 1 a 3, en la que el rotor (156) magnético
permanente, junto con el segundo imán (184) permanente, recubre al
menos parcialmente, el cojinete (164) dispuesto en de la copa (170,
180, 188) de entrehierro fuera de la última, para el árbol (160) del
rotor (156).
5. Disposición según alguna de las
reivindicaciones precedentes, en la que el apoyo para el rotor (156)
del motor (152) de rotor interior, presenta un tubo (168) de apoyo
que está sólidamente unido con la copa (170, 180,188) de
entrehierro.
6. Disposición según la reivindicación 5, en la
que el tubo (168) de apoyo está configurado de una sola pieza con
la copa (170 180, 188) de entrehierro.
7. Disposición según alguna de las
reivindicaciones precedentes, en la que la disposición (218)
portadora rodea al menos por zonas el estator (154), y se extiende
por fuera del mismo según el tipo de una placa (206) de cojinete,
en la que está dispuesto el otro cojinete (162).
8. Disposición según alguna de las
reivindicaciones precedentes, en la que la rueda (218) del
ventilador presenta una disposición de forma de copa que se
extiende aproximadamente paralela al perímetro exterior del estator
(154), y en cuyo perímetro exterior están dispuestas paletas (220)
del ventilador.
9. Disposición según alguna de las
reivindicaciones precedentes, en la que la bomba (174) de fluido
presenta una tapa (138) provista con una conexión (140) para el
fluido.
10. Disposición según alguna de las
reivindicaciones precedentes, en la que el cojinete (164) dispuesto
en la copa (170, 180, 188) de entrehierro, para el árbol (160) del
rotor (156), está configurado como rodamiento, y el árbol (160)
está dispuesto desplazable en el anillo interior de este rodamiento
(164).
11. Disposición según la reivindicación 7, en la
que entre el anillo interior del rodamiento (164) y el rotor (156),
está previsto un elemento (166) elástico que ejerce sobre este
anillo interior una fuerza axial con relación al rotor (156).
12. Disposición para el transporte de fluidos,
que presenta:
Una bomba (174) de fluido configurada según el
tipo de bomba centrífuga, que presenta la rueda (172) de una bomba,
que está unida con un primer imán (186) permanente;
un motor (152) de rotor interior, conmutado
electrónicamente, con un estator (154) y un rotor (156) magnético
permanente;
un árbol (160) coordinado al rotor (156), que
está apoyado (162, 164) giratorio con relación al estator (154);
una copa (170, 180, 188) de entrehierro que
envuelve el primer imán (186) permanente dispuesto dentro de esta
copa de entrehierro, herméticamente a los fluidos, estando dispuesto
en la copa de entrehierro, en la cara exterior de esta un primer
cojinete (164) para el árbol del rotor (156);
una disposición (204) portante unida con el
estator (154), para un segundo cojinete (162) del árbol (160) del
rotor (156);
una rueda (218) del ventilador provista con
paletas (220) del ventilador, que está unida solidaria en rotación
con una zona (214) terminal del árbol (160) del rotor (156), más
alejada de la copa (170, 180,188) de entrehierro;
y un segundo imán (184) permanente configurado
como apéndice del rotor (156) magnético permanente, que recubre el
primer cojinete (164), actúa en combinación con el primer imán (186)
permanente según el tipo de un embrague magnético, y está separado
del primer imán (186) permanente, hermético a los fluidos, mediante
la copa (170, 180, 188) de entrehierro.
13. Disposición según la reivindicación 12, en
la que el segundo imán (184) permanente esta configurado de una
sola pieza con el rotor (156) magnético permanente.
14. Disposición según la reivindicación 12 ó 13,
en la que el primer cojinete (164) está configurado como
rodamiento, y el árbol (160) está dispuesto desplazable axialmente
en el anillo interior de este rodamiento (164).
15. Disposición según la reivindicación 14, en
la que entre el anillo interior del rodamiento (164) y el rotor
(156), está previsto un elemento (166) elástico que ejerce sobre
este anillo interior una fuerza axial con relación al rotor
(156).
16. Disposición según alguna de las
reivindicaciones 13 a 15, en la que el primer apoyo (164) presenta
un tubo (168) de apoyo que está unido con la cara exterior de la
copa (170, 180,188) de entrehierro.
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