ES2305370T3 - Soplante accionado por motor electrico. - Google Patents

Abstract

Unidad de motor eléctrico-soplante con un estator (4) y un rotor (5), un rodete (7) de soplante unido con el rotor (5) y un difusor estacionario asociado (9) que presenta álabes (16), en donde el rodete (7) del soplante junto con el difusor (9) está abarcado por una caperuza (1) abierta en el centro, caracterizada porque dentro de la caperuza (1) y, por tanto, por el lado interior de la carcasa de la unidad de motor-soplante completa está dispuesto un elemento (17) de amortiguación acústica asociado al difusor (9).

Description

Soplante accionado por motor eléctrico.

La invención concierne a un motor eléctrico con un estator y un rotor según las características del preámbulo de la reivindicación 1.

Los motores eléctricos de la clase comentada son conocidos y se utilizan, por ejemplo, en aparatos aspiradores de polvo. Además, en tales motores eléctricos se conocen medidas de amortiguación acústica, tal como, por ejemplo, en forma de elementos de amortiguación pospuestos al motor o a la unidad de motor-soplante, considerado en la dirección del flujo. A título de ejemplo, caben consignarse aquí las solicitudes de patente WO 97/4631 y EP 0 528 451 A1. Se conoce también por el documento DE 23 154 126 A1 una solución en la que unos materiales amortiguadores acústicos están incorporados directamente en el rodete. En el documento EP 0 186 891 D1 se propone instalar sobre el conjunto de álabes del lado del motor unas cámaras de forma de rendija que deben amortiguar el sonido debido a un efecto de resonador.

Se conoce por el documento DE-B-10 37 291 una disposición de una unidad de motor eléctrico-soplante en un canal de conducción de aire. El canal de conducción de aire presenta aberturas que están guarnecidas con un material de amortiguación acústica. La propia unidad de motor eléctrico-soplante no presenta medidas de amortiguación acústica.

El revestimiento de un rodete con un material amortiguador acústico está ligado a una enorme inversión técnica y a costes correspondientemente altos a los generalmente elevados números de revoluciones de motores eléctricos, especialmente unidades de motor-soplante de aspirador de polvo. Además, la durabilidad de la fijación del material de absorción a las altas fuerzas centrífugas es un problema importante. Asimismo, se puede amortiguar sustancialmente tan sólo el ruido del flujo en el rodete y en la entrada de éste. En las cámaras semejantes a resonadores del conjunto de álabes vuelto hacia el soplante se puede lograr solamente también una amortiguación insuficiente, ya que esta medida está dispuesta en el espacio claramente detrás de los generadores de ruido principales, considerado en la dirección de flujo. Asimismo, esta medida presenta tan sólo una eficacia de banda muy estrecha en el dominio de la frecuencia. En caso de una medida de absorción por medio de materiales absorbentes dispuestos en el motor eléctrico o en la unidad de motor-soplante, tal medida está dispuesta claramente detrás de los generadores principales de ruido, considerado en la dirección de flujo, de modo que la efectividad de la amortiguación del ruido es sólo insignificantemente mayor que en el caso de medidas adoptadas detrás del motor eléctrico o de la unidad de motor-soplante.

En vista del estado de la técnica últimamente citado, se le plantea a la invención el problema de adoptar una configuración mejorada de un motor eléctrico de la clase comentada de tal manera que la proporción principal del ruido producido en el soplante sea absorbida en el lugar de producción dentro de una banda lo más ancha posible.

Este problema se resuelve con el objeto de la reivindicación 1, en donde se consigna que dentro de la caperuza y, por tanto, en el lado interior de la carcasa de la unidad de motor-soplante completa está dispuesto un elemento de amortiguación acústica asociado al difusor. Como resultado de esta ejecución según la invención, se realiza una absorción acústica en la zona dominante de producción del sonido aéreo, es decir, en la zona de interacción del rodete del soplante y del difusor y en la zona del propio difusor, lo que tiene como consecuencia una efectiva amortiguación acústica. En un perfeccionamiento del objeto de la invención se ha previsto que el elemento de amortiguación acústica esté alojado en una estampación a manera de acanaladura de la caperuza que está formada por el lado frontal del motor eléctrico, prefiriéndose también que la estampación a manera de acanaladura sea un espacio anular periférico hacia el interior del motor eléctrico. El elemento de amortiguación acústica colocado dentro de la estampación a manera de acanaladura está sujeto en posición estacionaria y está dispuesto por el lado interior de la carcasa del motor eléctrico o de la unidad de motor-soplante completa de manera que queda asociado al difusor también estacionario. Asimismo, se prefiere que la estampación a manera de acanaladura esté orientada en forma de anillo en dirección coaxial con respecto al eje del motor/soplante, como consecuencia de lo cual no se presentan desequilibrios en la unidad de motor-soplante debidos a incrustaciones de polvo o a variaciones estructurables condicionadas por el envejecimiento en la medida de amortiguación. De manera ventajosa, una zona de pie radialmente interior de la estampación a manera de acanaladura está dispuesta de forma que se apoya sobre el difusor. Se propone también que el elemento de amortiguación acústica sea una tira de material espumado. Además, el material de absorción puede incorporarse en una etapa de premontaje en la estampación a manera de acanaladura de la caperuza en forma de una pieza recortada anular, un cordón sinfín, un género en tiras o una tira hendida. Se manifiesta aquí como especialmente ventajoso que la tira de material espumado consista en un material espumado de poros abiertos, tal como, por ejemplo, poliuretano. Asimismo, es ventajoso que la tira de material espumado esté cerrada a manera de anillo. La estampación a manera de acanaladura está integrada en la pared periférica de la caperuza por el lado periférico del motor eléctrico, de modo que incluso con la disposición del elemento de amortiguación acústica se conservan las dimensiones radiales de la unidad completa. Para no incrementar tampoco la demanda de espacio de montaje en dirección radial debido a la disposición del elemento de amortiguación acústica, se propone también que la estampación a manera de acanaladura presente una extensión en la dirección axial del motor eléctrico que sea más pequeña que una extensión de una protuberancia de la abertura central de la caperuza en dirección axial. Así, la altura de la protuberancia (prominencia) de la zona de aspiración (abertura de la caperuza) es mayor que la profundidad de la estampación a manera de acanaladura, de modo que esto no conduce a ningún aumento de la longitud de construcción axial del motor o de la unidad. Así, la relación en altura de la profundidad de la estampación a la altura de la protuberancia es de aproximadamente 0,2 a 1,0. Además, se prefiere que la relación de los diámetros interior y exterior de la estampación periférica a manera de acanaladura esté en el intervalo comprendido entre 1,1 y 1,4. Con respecto al diámetro del rodete del soplante resulta una relación de diámetro interior de la estampación a diámetro del rodete de aproximadamente 1,05 a 1,4. Se ha previsto también que el elemento de amortiguación acústica se aplique a los lados frontales de los álabes del difusor, pudiendo discurrir estos últimos también de manera que descienda oblicuamente con respecto al lado inferior plano asociado del elemento de amortiguación acústica. En funcionamiento, el material de absorción está retenido por el difusor equipado con un gran número de álabes, el cual se aplica con sus puntas de álabe dirigidas hacia el eje del motor al canto de transición de la estampación hacia la zona protuberante de la caperuza. La superficie de apoyo del difusor en la caperuza que conforma una tapa del soplante asciende únicamente a alrededor de un 40% de la altura radial de los álabes del difusor. El sellado de los álabes del difusor se efectúa sustancialmente por medio del elemento de amortiguación acústica, con lo que se limita en el espacio el requisito impuesto a la planicidad de la superficie de apoyo de los álabes del difusor en la tapa del soplante o en la caperuza y a la planicidad de los álabes del difusor. Debido a la configuración del elemento de amortiguación acústica preferiblemente en forma de un material espumado de poros abiertos, el aumento de peso de la unidad de motor-soplante asciende a menos de un 1%, eligiéndose una densidad aparente del material de absorción de menos de 100 kg/m^{3}. Como consecuencia de la disposición del elemento de amortiguación acústica según la invención, se consigue una ventajosa reducción del ruido junto con una mínima utilización de material. El material de amortiguación puede incorporarse en una etapa de premontaje, manteniéndose inalterado el resto del proceso de montaje. Además, debido a la configuración según la invención se reducen a un mínimo los requisitos impuestos a la planicidad de la superficie de apoyo del difusor y de los álabes del difusor a consecuencia de la función compensadora del elemento de
amortiguación acústica.

A continuación, se explica la invención con más detalle ayudándose de los dibujos adjuntos, que representan únicamente un ejemplo de realización. Muestran:

La figura 1, una sección transversal de una caperuza de un motor eléctrico con un elemento de amortiguación acústica incorporado en una estampación a manera de acanaladura de la caperuza;

La figura 2, una vista interna de la caperuza mirando hacia el elemento de amortiguación acústica cerrado a manera de anillo; y

La figura 3, una sección de un motor eléctrico con un rodete de soplante y un difusor, en donde el rodete de soplante junto con el difusor está abarcado por la caperuza según la figura 1.

Se representa y describe en primer lugar una caperuza 1 para una unidad de motor-soplante 2 como la representada en la figura 3. Esta última, como puede apreciarse, por ejemplo, en la representación en sección de la figura 3, se compone sustancialmente de un motor eléctrico 3 de marcha rápida con un estator 4 y un rotor 5 y de un rodete 7 de soplante fijado sobre un árbol 6 del motor, estando alojados el rotor 5 y el estator 4 en una carcasa 8 del motor. El rodete 7 del soplante y un difusor 9 asociado a éste, cuyo difusor está fijado de manera solidaria en rotación sobre un puente de cojinete 10 del motor eléctrico 3, están cubiertos por la caperuza 1, que forma un bote del soplante. Esta caperuza 1 posee en la zona del fondo del bote una abertura de aspiración central 12 provista de una protuberancia 11.

La disposición descrita del motor eléctrico 3, el rodete 7 del soplante y el difusor 9 es conocida, por ejemplo, por el documento DE 196 06 146 A1. El contenido de esta solicitud de patente se incorpora por esta mención en toda su extensión dentro de la descripción de la presente invención, también con la finalidad de incorporar características de esta solicitud de patente en reivindicaciones de la presente invención.

La caperuza 1 posee una estampación 13 a manera de acanaladura que se extiende en forma de anillo y que en el estado de montaje está abierta en dirección al motor eléctrico 3, eligiéndose también la disposición de modo que la estampación 13 a manera de acanaladura esté integrada por el lado del perímetro del motor eléctrico 3 en la pared periférica 14 de la caperuza 1.

La disposición se ha elegido también de modo que la caperuza 1 se apoye en el área de una zona de pie radialmente interior 14 de la estampación 13 a manera de acanaladura de forma que quede asentada sobre el difusor 9 o sobre los álabes 16 de éste.

En la estampación 13 a manera de acanaladura está alojado un elemento 17 de amortiguación acústica en forma de un material espumado de poros abiertos, tal como, por ejemplo, poliuretano, cuyo elemento 17 de amortiguación acústica puede presentarse en forma de una pieza recortada anular, un cordón sinfín, un género en tiras o bien una tira hendida, estando adaptada una sección transversal del elemento de amortiguación a la sección transversal de la estampación.

La extensión de la estampación 13 a manera de acanaladura, medida desde un fondo 18 de la caperuza en la dirección axial del motor eléctrico 3, se ha elegido más pequeña que la extensión axial de la protuberancia 11 en la zona de la abertura de aspiración 12, medida desde el fondo 18 de la caperuza, habiéndose elegido una relación en altura de la profundidad a de la acanaladura a la altura b de la protuberancia de aproximadamente 0,6 en el ejemplo de realización representado.

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La relación del diámetro interior x al diámetro exterior y de la estampación periférica 13 asciende a aproximadamente 0,9 en el ejemplo de realización representado. Con respecto al diámetro z del rodete, resulta una relación del diámetro interior x de la protuberancia al diámetro z del rodete de aproximadamente 1,3.

Debido a la disposición elegida del elemento 17 de amortiguación acústica en una zona radialmente exterior de la caperuza 1, este elemento 17 de amortiguación acústica, en el estado apto para el funcionamiento de la unidad de motor-soplante 2 según la figura 3, se aplica al menos parcialmente a los lados frontales de los álabes 16 del difusor. Así, el elemento 17 de amortiguación acústica está retenido por el difusor 9 equipado con un gran número de álabes 16, los cuales se aplican con sus puntas dirigidas hacia el eje del motor al canto de transición de la estampación 13 a la zona protuberante 11, es decir, en la zona de pie 15. Como consecuencia de esta disposición según la invención, la superficie de apoyo del difusor en la caperuza 15 asciende solamente a alrededor de un 40% de la altura radial de los álabes del difusor. El sellado de los álabes 16 del difusor se efectúa sustancialmente por medio del elemento 17 de amortiguación acústica, con lo que se limita en el espacio el requisito impuesto a la planicidad de la superficie de apoyo del difusor en la caperuza 1 y a la planicidad de los álabes 16 del difusor.

Además, el elemento 17 de amortiguación acústica está dispuesto en la zona dominante para la producción del sonido aéreo, concretamente, en el lugar de interacción del rodete 7 del soplante y del difusor 9, así como en la zona del difusor 9.

Asimismo, debido a la configuración elegida se puede instalar fácilmente el elemento 17 de amortiguación acústica en el curso del montaje. Debido a la configuración elegida de la estampación 13 no se agrandan tampoco el espacio de montaje radial ni el espacio de montaje axial de la unidad de motor-soplante completa 2.

Claims (10)

1. Unidad de motor eléctrico-soplante con un estator (4) y un rotor (5), un rodete (7) de soplante unido con el rotor (5) y un difusor estacionario asociado (9) que presenta álabes (16), en donde el rodete (7) del soplante junto con el difusor (9) está abarcado por una caperuza (1) abierta en el centro, caracterizada porque dentro de la caperuza (1) y, por tanto, por el lado interior de la carcasa de la unidad de motor-soplante completa está dispuesto un elemento (17) de amortiguación acústica asociado al difusor (9).

2. Unidad de motor eléctrico-soplante según la reivindicación 1, caracterizada porque el elemento (17) de amortiguación acústica está alojado en una estampación (13) a manera de acanaladura de la caperuza (1) que está formada en el lado frontal del motor eléctrico (3).

3. Unidad de motor eléctrico-soplante según la reivindicación 2, caracterizada porque la estampación (13) a manera de acanaladura es un espacio anular periférico hacia el interior del motor eléctrico (3).

4. Unidad de motor eléctrico-soplante según la reivindicación 2 ó 3, caracterizada porque una zona de pie radialmente interior (15) de la estampación (13) a manera de acanaladura está dispuesta sobre el difusor (9) de forma que queda asentada sobre éste.

5. Unidad de motor eléctrico-soplante según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque el elemento (17) de amortiguación acústica es una tira de material espumado.

6. Unidad de motor eléctrico-soplante según la reivindicación 5, caracterizada porque la tira de material espumado consiste en un material espumado de poros abiertos.

7. Unidad de motor eléctrico-soplante según la reivindicación 5 ó 6, caracterizada porque la tira de material espumado está cerrada a manera de anillo.

8. Unidad de motor eléctrico-soplante según una de las reivindicaciones 2 a 7, caracterizada porque la estampación (13) a manera de acanaladura está integrada en la pared periférica (14) de la caperuza (1) por el lado del perímetro del motor eléctrico (3).

9. Unidad de motor eléctrico-soplante según una de las reivindicaciones 2 a 8, caracterizada porque la estampación (13) a manera de acanaladura presenta una extensión (a) en la dirección axial del motor eléctrico (3) que es más pequeña que una extensión (b) de una protuberancia (11) de la abertura central de la caperuza en dirección axial.

10. Unidad de motor eléctrico-soplante según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque el elemento (17) de amortiguación acústica se aplica a los lados frontales de los álabes (16) del difusor.