ES2639341T3 - Unidad de ventilación - Google Patents

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ES2639341T3 ES13801732.2T ES13801732T ES2639341T3 ES 2639341 T3 ES2639341 T3 ES 2639341T3 ES 13801732 T ES13801732 T ES 13801732T ES 2639341 T3 ES2639341 T3 ES 2639341T3
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Abstract

Una unidad de ventilación que comprende un ventilador (4) axial que tiene un eje de rotación (R) un motor (3) eléctrico para accionar el ventilador (4) axial y que comprende una cubierta (5a), una tapa (5b) acoplada a la cubierta (5a) para formar un recinto (5) sellado y un sistema (6) de control electrónico al menos parcialmente alojado en el recinto (5) y que comprende una pluralidad de componentes (12, 13) electrónicos, comprendiendo además la unidad de ventilación una envoltura (2) que soporta el motor (3) eléctrico y que tiene un bastidor (7) de montaje exterior, un collar (8) interior que soporta al motor (3) eléctrico, una pluralidad de radios (9, 10) para conectar el collar (8) interior al bastidor (7) exterior, un primer radio (10) de los radios (9, 10) que comprende medios (11, 15, 16) para alojar un primer componente (12) electrónico de los componentes (12, 13) electrónicos, estando montado el primer componente (12) electrónico en los medios (11) de alojamiento, la unidad de ventilación está caracterizada porque los medios (11) de alojamiento comprenden un compartimiento (11) situado cerca del collar (8) interior y que aloja el primer componente (12) electrónico de tal manera que la dirección principal de extensión de dicho componente (12) electrónico es paralela a la dirección principal de extensión del propio compartimiento (11) y dichas direcciones de extensión son paralelas al eje de rotación (R) y transversal a la dirección principal de extensión del radio (10).

Description

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DESCRIPCION
Unidad de ventilacion CAMPO TECNICO
Esta invencion se refiere a una unidad de ventilacion y a una envoltura que forma parte de la unidad de ventilacion.
La unidad de ventilacion a la que se hace referencia en esta memoria esta destinada principalmente a aplicaciones para automoviles, radiadores de refrigeracion y similares en automoviles, camiones o similares.
ANTECEDENTES DE LA TECNICA
Los avances recientes en la fabricacion de automoviles han llevado a un aumento considerable del numero de piezas - que ocupan cada vez mas espacio - alojadas en el compartimiento del motor de los vetnculos.
Ademas, debido a la evolucion tecnologica en curso, con vistas a reducir el consumo de combustible y las emisiones de los vetnculos, es necesario eliminar grandes cantidades de calor de las masas radiantes en los compartimientos de los motores de los vetnculos.
A esto hay que sumar el hecho de que el compartimiento del motor contiene paquetes de radiadores colocados uno frente al otro para realizar diferentes funciones.
Considerese por ejemplo que el compartimiento del motor puede contener un radiador de agua, radiadores pequenos para el aceite del motor, para el sistema de aire acondicionado, para la transmision, para enfriar el catalizador catalftico, y otros aun, dando como resultado perdidas de carga a lo largo del circuito del radiador.
En la practica, las unidades de ventilacion estan normalmente montadas entre el motor y los radiadores en espacios cada vez mas reducidos y, por lo tanto, deben ser necesariamente lo mas compactas posible pero capaces de generar flujos de aire potentes.
Las dimensiones superficiales superiores de los ventiladores electricos y, por tanto, de las unidades de ventilacion que los componen estan definidas y, en la practica, fijadas por las dimensiones del radiador a enfriar, mientras que las dimensiones axiales estan determinadas por las dimensiones axiales del motor electrico.
Para satisfacer los requisitos de alto rendimiento en espacios confinados, las unidades de ventilacion de la tecnica anterior tienden a ser demasiado grandes o demasiado bajas.
El documento US4578605 describe un motor electrico con un sistema de vigilancia de velocidad que comprende un detector alojado en un radio de la envoltura del motor.
El documento DE102010039132 describe una unidad de ventilacion en la que un sistema electronico que acciona el motor esta al menos en parte alojado fuera de la cubierta del motor en un compartimiento especial.
DIVULGACION DE LA INVENCION
En este contexto, el objetivo principal de esta invencion es superar los inconvenientes antes mencionados.
Un objetivo de la invencion es proponer una unidad de ventilacion cuyas dimensiones se reducen en comparacion con las soluciones de la tecnica anterior.
Otro objetivo es proponer una unidad de ventilacion que sea eficiente en terminos de dinamica de fluidos y control.
El objetivo tecnico y los objetivos establecidos se consiguen sustancialmente mediante una unidad de ventilacion segun la reivindicacion 1.
BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS
Otras caractensticas y ventajas de la presente invencion son mas evidentes en la descripcion detallada que sigue, con referencia a una realizacion preferida, no limitativa, de una unidad de ventilacion, como se ilustra en los dibujos adjuntos, en los que:
- La figura 1 es una vista esquematica en perspectiva, en despiece ordenado parcial, de una unidad de ventilacion de acuerdo con la invencion;
- La figura 2 es una vista esquematica en planta de la unidad de ventilacion de la figura 1;
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- La figura 3 es una seccion transversal esquematica a traves de la ftnea III - III de la figura 2.
DESCRIPCION DETALLADA DE LAS REALIZACIONES PREFERIDAS DE LA INVENCION
Con referencia a los dibujos adjuntos, en particular a la figura 1, el numero 1 indica una unidad de ventilacion de acuerdo con esta invencion.
La unidad de ventilacion 1 comprende un ventilador electrico y una envoltura 2 que soporta el ventilador electrico.
El ventilador electrico comprende basicamente un motor 3 electrico y un ventilador 4 axial accionado por el motor 3 electrico y que tiene un eje de rotacion R.
El motor 3 electrico, preferiblemente un motor sin escobillas con circuitos electronicos integrados, y el ventilador 4 se describen solo en la medida en que sea necesario para definir y comprender esta invencion.
El motor 3 electrico que acciona el ventilador 4 comprende una cubierta 5a, una tapa 5b acoplada a la cubierta 5a para formar un recinto 5 sellado y, como se ha mencionado, un sistema 6 electronico para el mismo motor 3.
El sistema 6 electronico comprende componentes electronicos de tipo sustancialmente conocido y esta parcialmente alojado en el recinto 5.
En otras palabras, de acuerdo con la invencion, el sistema 6 de control electronico para el motor 3 electrico esta situado parcialmente dentro del recinto 5 y parcialmente fuera de el, es decir, comprende componentes electronicos montados dentro del motor 3 y otros componentes electronicos montados fuera del motor 3, como se explica con mas detalle a continuacion.
Con referencia en particular a las figuras 1 y 3, el numero 6 de referencia indica, por simplicidad, la parte del sistema electronico situada fuera del motor 3.
La envoltura 2, tambien descrita solo en la medida necesaria para definir y entender la invencion, soporta el ventilador electrico por medio del motor 3.
La envoltura 2 comprende un bastidor 7 exterior que, en el ejemplo ilustrado, tiene una forma sustancialmente ciftndrica y que, en general, es fijable a un vetnculo, es decir, se utiliza para montar la unidad 1 de ventilacion en un vetnculo generico.
La envoltura 2 comprende un elemento 8 de fijacion para fijar el motor 3.
El elemento 8 de fijacion tiene la forma de un collar y esta en el interior del bastidor 7 exterior y coaxial con el mismo. En otras palabras, el collar 8 esta mas proximo al eje R que el bastidor 7 exterior.
La envoltura 2 comprende una pluralidad de radios 9 que conectan el bastidor 7 exterior al elemento 8 de fijacion.
Como se ilustra, los radios 9 comprenden un radio 10 con un compartimiento 11 para alojar parte del sistema 6 de control electronico para el motor 3 electrico.
En la practica, el radio 10 comprende medios de alojamiento para componentes 12, 13 electronicos que forman parte del sistema 6 electronico y que, como se ha mencionado, estan montados en el exterior del recinto 5 del motor 3. Mas precisamente, en el ejemplo ilustrado, los componentes montados fuera del recinto 5 son un condensador 12 de filtro electrolftico y un inductor 13 de filtro, es decir, componentes de filtro electronicos.
Los condensadores electrolfticos que normalmente forman parte de los circuitos electronicos integrados en motores sin escobillas son, junto con inductores de filtro, mucho mas grandes que todos los otros componentes y colocarlos fuera del recinto 5 permite ventajosamente reducir las dimensiones del recinto.
En la practica, los condensadores electrolfticos y los inductores son del orden de veinte o mas miftmetros de tamano, mientras que los otros componentes son solo de unos pocos miftmetros de tamano.
Ademas, colocarlos fuera de la cubierta facilita el enfriamiento de los componentes 12 y 13 porque los expone a la temperatura ambiente y no a la temperatura de funcionamiento dentro del motor, que es mucho mayor tambien por todos los demas componentes de potencia.
En la realizacion preferida ilustrada, el compartimiento 11 de alojamiento esta formado directamente en el radio 10.
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Mas precisamente, el propio radio 10 define un alojamiento que comprende el compartimiento 11.
En la realizacion ilustrada, el radio 10 esta configurado tambien de tal manera que define un alojamiento para un cable 14 de alimentacion del motor 3.
En otras palabras, el alojamiento definido por el radio 10 comprende el compartimiento 11.
Con referencia en particular a la figura 3, puede observarse que el compartimiento 11 esta situado cerca del collar 8 interior.
De este modo, el compartimiento 11 no reduce el rendimiento del ventilador 4.
En efecto, el ventilador 4 axial, siendo de tipo axial, es mas eficaz en su mitad exterior, hacia el bastidor 7. De este modo, la colocacion del compartimiento 11, y por lo tanto de los componentes 12, 13, cerca del collar 8, es tambien ventajosa desde el punto de vista dinamico del fluido, ya que el efecto producido en el flujo generado por el funcionamiento del ventilador es despreciable.
Ademas, el condensador 12 electrolftico esta alojado en particular en el compartimiento 11 y situado cerca de los componentes de potencia dentro del recinto 5. De este modo, la inductancia de conexion creada por los cables 18 de conexion que se extienden entre los componentes de potencia dentro del motor y el condensador 12 fuera de el es despreciable y no crea perturbaciones a altas frecuencias.
Con referencia en particular a las figuras 1 y 3, puede observarse que el compartimiento 11 se extiende
principalmente en una direccion paralela al eje de rotacion R, transversal a la direccion principal de extension del
radio 10. Ventajosamente, el condensador 12 esta montado en el compartimiento 11 de tal manera que su direccion principal de extension es paralela a la direccion principal de extension del propio compartimiento 11.
Como se ilustra, las principales direcciones de extension del condensador 12 electrolftico y del compartimiento 11 son paralelas al eje de rotacion R del ventilador 4.
A lo largo de ese eje de rotacion, el tamano del compartimiento 11 es comparable al tamano del collar 8 a lo largo del mismo eje de rotacion, con el fin de maximizar la capacidad del mismo compartimiento 11.
Con referencia al inductor 13, puede observarse que el inductor esta montado en el radio 10 de tal manera que su direccion principal de extension es paralela a la direccion principal de extension del propio radio 10.
El radio 10 se extiende entre el collar 8 y el bastidor 7 y tiene un perfil ranurado o ranura 15 que define el alojamiento para los componentes 12 y 13 y para el paso del cable 14 de alimentacion.
Cerca del collar 8, la ranura 15 se ensancha para formar el compartimiento 11 en el que esta preferiblemente
montado el condensador 12.
En la ranura 15 esta dispuesta una division 16 de cierre, entre el collar 8 y el bastidor 7.
La division 16 tiene una abertura 16a que permite el paso del cable 14. Los componentes electronicos 12 y 13 estan montados en el radio 10 entre el collar 8 y la division 16.
El cable 14 de alimentacion sale del recinto 5 en el radio 10 y a traves de la division 16 y esta libre de ser conectado a una fuente de alimentacion no ilustrada.
La unidad de ventilacion 1 comprende una cubierta 17 que cierra la parte del radio 10 que aloja los componentes 12 y 13 electronicos.
La cubierta 17 se extiende radialmente entre el collar 8 y la division 16 a traves de toda la anchura del radio 10 para proteger los componentes 12 y 13 electronicos.
Preferentemente, la cubierta 17 esta sellada al radio 10, por ejemplo, por medio de resinas, con el fin de proteger los componentes 12 y 13.
En la practica, el compartimiento 11 que aloja los componentes 12 y 13 electronicos esta sellado tambien por la cubierta 17 de manera que los componentes estan protegidos incluso en aplicaciones de servicio pesado.
Ventajosamente, la cubierta 17 esta conformada para cubrir tambien los cables 18 de conexion de manera que tambien estos ultimos estan hermeticamente protegidos.
La invencion tiene ventajas importantes.
Cuanto mayor sea la potencia y el tamano del motor, mayor sera la dimension axial del collar que soporta el motor.
5 Aprovechando la longitud axial del collar, es posible montar el condensador, que suele ser mas largo que ancho,
verticalmente, paralelo al eje de rotacion, utilizando la longitud axial completa del radio en la proximidad del collar. Debe tenerse en cuenta que, de todos los componentes, el condensador electrolttico es el mas sensible a la temperatura y propenso al deterioro en terminos de durabilidad y fiabilidad y por lo tanto es ventajoso para que funcione a baja temperatura.
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El inductor tiene una propiedad altamente resistiva y por lo tanto tiende a generar calor, pero, puesto que esta montado en el radio, no afecta a la temperatura del condensador.
Dado que el condensador y el inductor estan montados fuera del motor, dentro de un radio, estan expuestos
15 directamente al aire exterior y no se ven afectados por la temperatura dentro del motor, pero al mismo tiempo no
alteran el flujo de aire producido por el ventilador
Dentro del motor, los otros componentes de potencia y senal se pueden optimizar porque hay mas espacio disponible para ellos, incluso si el recinto es de menor tamano que en las soluciones de la tecnica anterior.
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Ademas, la parte posterior del motor, que actua como disipador de calor, tambien se optimiza para enfriar los componentes de senal y para los MOSFET usualmente presentes en el sistema de control electronico.

Claims (13)

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    REIVINDICACIONES
    1. Una unidad de ventilacion que comprende
    un ventilador (4) axial que tiene un eje de rotacion (R)
    un motor (3) electrico para accionar el ventilador (4) axial y que comprende una cubierta (5a), una tapa (5b) acoplada a la cubierta (5a) para formar un recinto (5) sellado y un sistema (6) de control electronico al menos parcialmente alojado en el recinto (5) y que comprende una pluralidad de componentes (12, 13) electronicos, comprendiendo ademas la unidad de ventilacion
    una envoltura (2) que soporta el motor (3) electrico y que tiene un bastidor (7) de montaje exterior, un collar (8) interior que soporta al motor (3) electrico, una pluralidad de radios (9, 10) para conectar el collar (8) interior al bastidor (7) exterior, un primer radio (10) de los radios (9, 10) que comprende medios (11, 15, 16) para alojar un primer componente (12) electronico de los componentes (12, 13) electronicos, estando montado el primer componente (12) electronico en los medios (11) de alojamiento, la unidad de ventilacion esta caracterizada porque los medios (11) de alojamiento comprenden un compartimiento (11) situado cerca del collar (8) interior y que aloja el primer componente (12) electronico de tal manera que la direccion principal de extension de dicho componente (12) electronico es paralela a la direccion principal de extension del propio compartimiento (11) y dichas direcciones de extension son paralelas al eje de rotacion (R) y transversal a la direccion principal de extension del radio (10).
  2. 2. Unidad de ventilacion segun la reivindicacion 1, caracterizada porque los medios (11, 15, 16) de alojamiento estan formados en el primer radio (10).
  3. 3. Unidad de ventilacion segun la reivindicacion 1, caracterizada porque el compartimiento (11) esta situado en la proximidad del collar (8) interior.
  4. 4. Unidad de ventilacion segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque a lo largo del eje de rotacion (R) el tamano del compartimiento (11) es comparable al tamano del collar (8) interior a lo largo del mismo eje de rotacion (R).
  5. 5. Unidad de ventilacion segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el primer componente (12) electronico montado en los medios (11, 15, 16) de alojamiento es un condensador (12) electrolftico.
  6. 6. Unidad de ventilacion segun la reivindicacion 5, caracterizada porque el condensador (12) electrolftico esta montado en el compartimiento (11), teniendo el condensador (12) electrolftico y el compartimiento (11) una direccion principal de extension que es paralela al eje de rotacion (R).
  7. 7. Unidad de ventilacion segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque el primer componente (13) electronico es un inductor (13).
  8. 8. Unidad de ventilacion segun la reivindicacion 7, caracterizada porque el inductor (13) esta montado en los medios de alojamiento de tal manera que su direccion principal de extension es paralela a la direccion principal de extension del primer radio (10).
  9. 9. Unidad de ventilacion segun la reivindicacion 8, caracterizada porque el primer radio (10) tiene una ranura (15), estando el inductor (13) montado dentro de la ranura (15).
  10. 10. Unidad de ventilacion segun la reivindicacion 1, caracterizado porque el primer componente (12) electronico es un condensador (12) electrolftico montado en el compartimiento (11) de tal manera que su direccion principal de extension es paralela al eje de rotacion (R), el sistema (6) electronico que comprende un segundo componente (13) electronico, que es un inductor, montado en el primer radio (10) de tal manera que su direccion principal de extension es paralela a la direccion principal de extension del primer radio (10).
  11. 11. Unidad de ventilacion segun la reivindicacion 1, caracterizada porque comprende una cubierta (17) para cerrar el compartimiento (11), estando sellado el compartimiento (11) por la cubierta (17).
  12. 12. Una envoltura que comprende un bastidor (7) de montaje exterior, un collar (8) interior para soportar un motor electrico para accionar un ventilador que tiene un eje de rotacion (R), una pluralidad de radios (9, 10) para conectar el collar (7) interior al bastidor (7) exterior, un primer radio (10) de los radios (9, 10) que comprende medios (11, 15, 16) para alojar al menos un componente (12, 13) electronico de un sistema (6) de control electronico para el ventilador electrico, estando formados los medios (11, 15, 16) de alojamiento en el primer radio (10), caracterizada la envoltura porque los medios (11, 15, 16) de alojamiento comprenden un compartimiento (11) para el componente (12, 13) electronico que se extiende principalmente paralelo al eje de rotacion (R).
  13. 13. La envoltura segun la reivindicacion 12, caracterizado porque el compartimiento (11) esta situado en la proximidad del collar (8) interior, se extiende principalmente paralelamente al eje de rotacion (R) y, a lo largo del eje de rotacion (R), su tamano es comparable al tamano del collar interior a lo largo del mismo eje de rotacion (R).
ES13801732.2T 2012-09-20 2013-09-13 Unidad de ventilación Active ES2639341T3 (es)

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