ES2319698T3 - Dispositivo de ventilacion. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de ventilación que comprende una caja (2) en la cual está dispuesta una turbina (18), cuya rueda (19) es apropiada para ser arrastrada en rotación por un motor (15), presentando la caja por lo menos un orificio de aspiración (20, 21) por el cual el aire puede ser aspirado al interior de la caja (2) por medio de la turbina (18) y un orificio de evacuación (23) por el cual el aire puede ser evacuado al exterior de la caja (2), estando el motor (15) dispuesto fuera del flujo de aire aspirado, estando la turbina (18) directamente acoplada al árbol (16) del motor (15), comprendiendo el dispositivo de ventilación (1) un canal (24) que rodea el motor (15) y está en comunicación por una parte por el aire exterior a la caja (2) y por otra parte con una zona en depresión en el interior de la turbina (18), estando el canal (24) dispuesto para permitir una circulación de aire suficiente alrededor del motor (15) a fin de asegurar el enfriado de este último, caracterizado porque el dispositivo de ventilación (1) presenta dos orificios de aspiración (20, 21) dispuestos enfrentados y un órgano de deflexión (26) del aire aspirado, dispuesto de manera que dirija el aire que entra en la caja (2) por dichos orificios de aspiración (20, 21) hacia el pabellón de aspiración (22) de la turbina (18).
Description
Dispositivo de ventilación.
La presente invención se refiere a un
dispositivo de ventilación.
Más específicamente, la invención prevé un
dispositivo de ventilación que comprende una caja en la cual está
dispuesta una turbina cuya rueda es apropiada para ser arrastrada en
rotación por un motor, presentando la caja por lo menos un orificio
de aspiración por el cual el aire puede ser aspirado al interior de
la caja por medio de la turbina y un orificio de evacuación por el
cual el aire puede ser evacuado al exterior de la caja. Un
dispositivo de ventilación de este tipo se utiliza típicamente en
una instalación de VMC (ventilación mecánica controlada)
Existe una presión creciente en la mejora de la
eficacia energética de los edificios y, en consecuencia, sobre la
reducción del consumo eléctrico de los dispositivos de
ventilación.
Ya se han utilizado varias soluciones con vistas
a reducir el consumo específico del dispositivo de ventilación
(potencia eléctrica consumida (en W) por m^{3}/h conducido por la
caja). Entre éstas, se pueden citar la mejora del rendimiento
aeráulico de la turbina (rueda y voluta) y la mejora de las
estrategias de regulación de presión.
La invención tiene por objetivo proporcionar
otra solución, particularmente eficaz, para reducir el consumo
eléctrico de los dispositivos de ventilación.
A este fin, la invención se refiere a un
dispositivo de ventilación del tipo citado, en el cual el motor está
dispuesto fuera del flujo de aire aspirado, estando la turbina
directamente acoplada al árbol del motor, comprendiendo el
dispositivo de ventilación además un canal que rodea el motor y esta
en comunicación por una parte con el aire exterior a la caja y por
otra parte con una zona en depresión en el interior de la turbina,
estando el canal dispuesto para permitir una circulación de aire
suficiente alrededor del motor para asegurar el enfriado de este
último.
Además, según la invención, el dispositivo de
ventilación presenta dos orificios de aspiración dispuestos
enfrentados y un órgano de deflexión del aire aspirado, dispuesto de
manera que dirija el aire entrante en la caja por dichos orificios
de aspiración hacia el pabellón de aspiración de la turbina.
Así, puesto que el motor está dispuesto fuera
del flujo de aire aspirado, el rendimiento aeráulico de la
mototurbina está mejorado, puesto que el espacio central ocupado
por el motor está liberado. Otra ganancia energética importante
reside en el acoplamiento directo de la turbina (estando ésta
montada en el extremo del árbol). En consecuencia, no hay pérdidas
debidas a la transmisión por correa.
En contrapartida, estando el motor fuera del
flujo de aire aspirado, ya no puede ser enfriado por este aire. Si
el motor no posee sistema de ventilación propio o si este sistema no
es suficiente, el motor corre el riesgo de calentarse y por tanto
no funcionar correctamente. Previendo un canal que rodea el motor en
el cual puede circular aire para enfriar el motor, este problema
está resuelto.
El documento DE 29 52 407 describe un
dispositivo de ventilación que comprende una caja en la cual está
dispuesta una turbina cuya rueda es apropiada para ser arrastrada
en rotación por un motor, presentando la caja por lo menos un
orificio de aspiración por el cual el aire puede ser aspirado al
interior de la caja por medio de la turbina y un orificio de
evacuación por el cual el aire puede ser evacuado al exterior de la
caja, caracterizado porque estando el motor dispuesto fuera del
flujo de aire aspirado, estando la turbina directamente acoplada al
árbol del motor, el dispositivo de ventilación comprende un canal
que rodea el motor y está en comunicación por una parte con el aire
exterior a la caja y por otra parte con una zona en depresión en el
interior de la turbina, estando el canal dispuesto para permitir
una circulación de aire suficiente alrededor del motor a fin de
asegurar el enfriado de este último.
Un problema complementario relacionado con la
utilización de dichos motores y de dicho acoplamiento directo sobre
el árbol motor, es que por razones de simplicidad de construcción,
las turbinas de ventilación son de simple oído (un sólo pabellón de
aspiración en la turbina del ventilador). Ahora bien, es esencial
por razones de instalación y de conexión de las redes que la caja
de ventilación presente dos entradas u orificios de aspiración
dispuestas enfrentadas, sirviendo cada una para una rama de la red
de extracción de aire. Así, la utilización de un dispositivo de
ventilación con dos orificios de aspiración con un motor dispuesto
fuera del flujo de aire aspirado conduce a una configuración en la
que los dos orificios están dispuestos enfrentados.
Gracias a la colocación de un órgano de
deflexión del aire aspirado, se evitan los inconvenientes que
resultan de esta configuración, y relacionados con la colisión de
los flujos de aire que entran en la caja por los orificios
enfrentados, a saber unas pérdidas de carga elevadas y unas
estabilidades aeráulicas. En consecuencia, el flujo del aire desde
los orificios de aspiración hacia el pabellón de la turbina está
guiado por el órgano de deflexión. La aeráulicas, y por tanto el
rendimiento eléctrico del dispositivo de ventilación se encuentran
por tanto considerablemente mejorados. El órgano de deflexión
contribuye por tanto también a la mejora del rendimiento energético
del dispositivo de ventilación.
Por la combinación de las características
citadas, la invención permite por tanto acumular las ganancias
ligadas a varios parámetros y así obtener un dispositivo de
ventilación particularmente económico.
El canal presenta por ejemplo la forma de un
cilindro que rodea estrechamente el motor.
Según una forma de realización posible, el motor
es un motor con imán permanente y conmutación electrónica.
Este tipo de motor posee un alto rendimiento
eléctrico, que permite mejorar aún la eficacia del dispositivo de
ventilación. Además, estos motores presentan una gran facilidad de
mando (variación de velocidad), lo que permite una regulación muy
precisa del sistema de ventilación en función de las necesidades.
Esto representa una ventaja muy importante con respecto a la
técnica anterior, en la que el ajuste de las características de
caudal y de presión del dispositivo de ventilación se efectuaba
únicamente en la puesta en marcha de la instalación y de forma
definitiva, por la regulación de los sistemas
poleas-correas. El hecho de que los motores con
imán permanente y conmutación electrónica, que no están ventilados,
estén dispuestos fuera del flujo de aire aspirado no plantea ningún
problema, debido a la existencia del canal en el que
circula el aire de enfriado.
circula el aire de enfriado.
Los dos orificios de aspiración pueden presentar
un mismo eje que es sustancialmente ortogonal al eje del pabellón de
aspiración de la turbina.
El órgano de deflexión puede comprender dos
paredes sustancialmente planas dispuestas cada una frente a un
orificio de aspiración, estando las paredes inclinadas una hacia la
otra y formando una punta dirigida hacia el pabellón de aspiración
de la
turbina.
turbina.
Además, el órgano de deflexión puede comprender
un material acústicamente absorbente. En este caso, se obtiene una
debilitación del ruido radiado por el dispositivo de ventilación
hacia las redes de aspiración, y por tanto una disminución del
nivel de potencia acústica del sistema.
El órgano de deflexión puede estar constituido a
partir de una chapa maciza o de una chapa perforada, provista o no
de un material acústicamente absorbente o estar constituido por un
bloque de material acústicamente absorbente conformado.
Se describirá ahora, a titulo de ejemplo
limitativo, un modo de realización posible de la invención, haciendo
referencia a las figuras adjuntas:
la figura 1 es una vista en perspectiva
explosionada del dispositivo de ventilación según la invención;
la figura 2 es una vista lateral del interior
del dispositivo de ventilación, que muestra el trayecto del aire de
enfriado del motor;
la figura 3 es una vista ampliada del detalle A
de la figura 2;
la figura 4 es una vista lateral del interior
del dispositivo de ventilación, que muestra el órgano de
deflexión;
la figura 5 es una vista por encima del interior
del dispositivo de ventilación, que muestra el trayecto del aire
aspirado por la turbina.
La figura 1 representa un dispositivo de
ventilación 1 que comprende una caja 2 sustancialmente
paralelepipédica. La caja 2 comprende una pared inferior 3, una
pared superior 4, dos paredes laterales 5, 6, una pared delantera 7
y una pared posterior 8. Se define el eje longitudinal 9 de la caja
2 como el eje ortogonal a las paredes delantera 7 y posterior 8, y
dispuesto de forma centrada (figura 2).
Además, una primera y segunda paredes de
separación 10, 11, sustancialmente paralelas a las paredes delantera
7 y posterior 8 definen en el interior de la caja 2 tres
compartimientos 12, 13, 14.
En el primer compartimiento 12 está dispuesto un
motor 15, cuyo árbol de salida 16 está dispuesto según el eje
longitudinal 9 y pasa a través de una abertura 17 practicada en la
primera pared de separación 10. En el segundo compartimiento 13
(sustancialmente central) está dispuesta a una turbina 18 cuya rueda
19 está directamente acoplada al árbol 16 del motor 15. Por último,
a nivel del tercer compartimiento 14, las paredes laterales 5, 6 de
la caja 2 presentan cada una un orificio de aspiración 20, 21. Los
dos orificios 20, 21 están dispuestos enfrentados y son
sustancialmente circulares en este caso.
En funcionamiento, el motor 15 arrastra la rueda
19 de la turbina 18, que conduce a la aspiración del aire exterior
a la caja 2 por los orificios de aspiración 20, 21, y el pabellón de
aspiración 22 de la turbina 18, y después a su evacuación hacia el
exterior de la caja 2 por un orificio de evacuación 23 practicado en
la pared superior 4 y que puede estar provisto de una rejilla. En
ciertas configuraciones (no representadas en este caso), el
orificio de evacuación 23 está conectado a un conducto de
impulsión.
El motor 15 es preferentemente un motor con imán
permanente y conmutación electrónica. Este tipo de motor está
desprovisto de un sistema de enfriado propio. Ahora bien, con la
disposición descrita más arriba, el motor 15 está dispuesto fuera
del flujo de aire aspirado.
Para asegurar el enfriado del motor 15, y por
tanto el buen funcionamiento de éste, un canal 24 que rodea el
motor 15 está dispuesto en el primer compartimiento 12. El canal 24
está realizado en este caso a partir de una chapa arrollada y
soldada, y presenta la forma de un cilindro de eje 9 que rodea
estrechamente el motor 15. El canal 24 presenta un primer extremo
axial adyacente a la primera pared de separación 10, y que rodea la
abertura 17, y un segundo extremo axial situado en el interior de la
caja 2, en la proximidad pero a distancia de la pared posterior 8.
Un orificio de entrada 25 está practicado en la pared posterior 8 de
la caja 2, de forma centrada sobre el eje longitudinal 9. Este
orificio de entrada 25 está o bien dispuesto al aire libre (figuras
1 a 5), o bien conectado a un conducto que tomará el aire en
cualquier otra zona desplazada más alejada (fuera del local, sobre
el conducto de impulsión o cualquier otra disposición adecuada).
Así, cuando el dispositivo de ventilación 1 está
en funcionamiento, existe una depresión en el interior de la
turbina 18, entre la rueda 19 y la voluta. Estando el aire exterior
a la caja 2 a su vez a la presión atmosférica (o a una presión
positiva cuando el orificio 25 está conectado al conducto de
impulsión) así como el aire situado en el primer compartimiento 12
en el exterior del canal 24, se crea una circulación de aire desde
el orificio de entrada 25, en el interior del canal 24, y en
dirección a la abertura 17 y después a la turbina 18. Esta
circulación de aire alrededor del motor 15 permite el enfriado del
motor 15.
El experto en la materia comprenderá que, para
que el enfriado del motor 15 sea satisfactorio, el canal 24 debe
ser a la vez suficientemente grande para permitir un caudal de aire
importante alrededor del motor 15, y suficientemente pequeño para
obtener una buena eficacia de enfriado por una convexión forzada. El
dimensionado del espacio entre el motor 15 y el canal depende de la
caja 2.
A título de ejemplo de realización, este espacio
deberá estar comprendido entre 10 y 20 mm, variando el caudal de
aire circulante alrededor del motor entre algunas decenas y algunos
centenares de m^{3}/h para unas cajas de ventilación que conducen
algunos millares de m^{3}/h.
Un órgano de deflexión 26 del aire aspirado está
dispuesto en el tercer compartimiento 14. Este órgano de deflexión
26 comprende dos paredes sustancialmente planas y perpendiculares a
las paredes inferior 3 y superior 4, dispuestas cada una frente a
un orificio de aspiración, y formando una V cuya punta está dirigida
hacia el pabellón de aspiración 22 de la turbina 18. Estas paredes
se extienden desde la pared delantera 7 de la caja 2, a la cual
están fijadas, en aproximadamente los dos tercios de la dimensión
longitudinal del tercer compartimiento 14, y están separadas de las
paredes inferior 3 y superior 4.
El aire aspirado por los orificios de aspiración
20, 21 enfrentados uno al otro es así desviado (como muestra la
figura 5) en dirección al pabellón de aspiración 22 de la turbina
18, lo que mejora el rendimiento del dispositivo de ventilación 1
disminuyendo las zonas de turbulencia, las inestabilidades
aeráulicas y las pérdidas de carga.
El órgano de deflexión 26 puede comprender
además un material acústicamente absorbente o estar constituido por
dicho material. Esto permite reducir el ruido ocasionado por el
dispositivo de venti-
lación 1.
lación 1.
Resulta evidente que la invención no está
limitada al modo de realización descrito más arriba a título de
ejemplo, sino que abarca por el contrario todas sus variantes de
realización.
Claims (8)
1. Dispositivo de ventilación que comprende una
caja (2) en la cual está dispuesta una turbina (18), cuya rueda
(19) es apropiada para ser arrastrada en rotación por un motor (15),
presentando la caja por lo menos un orificio de aspiración (20, 21)
por el cual el aire puede ser aspirado al interior de la caja (2)
por medio de la turbina (18) y un orificio de evacuación (23) por
el cual el aire puede ser evacuado al exterior de la caja (2),
estando el motor (15) dispuesto fuera del flujo de aire aspirado,
estando la turbina (18) directamente acoplada al árbol (16) del
motor (15), comprendiendo el dispositivo de ventilación (1) un canal
(24) que rodea el motor (15) y está en comunicación por una parte
por el aire exterior a la caja (2) y por otra parte con una zona en
depresión en el interior de la turbina (18), estando el canal (24)
dispuesto para permitir una circulación de aire suficiente
alrededor del motor (15) a fin de asegurar el enfriado de este
último, caracterizado porque el dispositivo de ventilación
(1) presenta dos orificios de aspiración (20, 21) dispuestos
enfrentados y un órgano de deflexión (26) del aire aspirado,
dispuesto de manera que dirija el aire que entra en la caja (2) por
dichos orificios de aspiración (20, 21) hacia el pabellón de
aspiración (22) de la
turbina (18).
turbina (18).
2. Dispositivo de ventilación según la
reivindicación 1, caracterizado porque el canal (24) comunica
con el exterior de la caja (2) por un orificio (25) practicado en
una pared de la caja (2), estando el orificio (25) destinado a ser
dispuesto al aire libre o conectado a un conducto que va a tomar el
aire en una zona desplazada.
3. Dispositivo de ventilación según una de las
reivindicaciones 1 a 2, caracterizado porque el motor (15)
es un motor con imán permanente y conmutación electrónica.
4. Dispositivo de ventilación una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque los dos
orificios de aspiración (20, 21) presentan un mismo eje que es
sustancialmente ortogonal al eje (9) del pabellón de aspiración (22)
de la turbina (18).
5. Dispositivo de ventilación según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el órgano de
deflexión (26) comprende dos paredes sustancialmente planas
dispuestas cada una frente a un orificio de aspiración (20, 21),
estando las paredes inclinadas una hacia la otra y formando una
punta dirigida hacia el pabellón de aspiración (22) de la turbina
(18).
6. Dispositivo de ventilación según una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el órgano de
deflexión (26) comprende un material acústicamente absorbente.
7. Dispositivo de ventilación según una de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el órgano de
deflexión (26) está constituido a partir de una chapa maciza o de
una chapa perforada.
8. Dispositivo de ventilación según una de las
reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el órgano de
deflexión (26) está constituido por un bloque de material
acústicamente absorbente conformado.
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2007
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