ES2881635T3 - Borde de un elemento giratorio y rueda de ventilador - Google Patents

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Abstract

Impulsor con un lado de entrada axial así como varios álabes impulsores (2) separados en dirección circunferencial y que se extienden al menos una sección en la dirección radial, que tiene un contorno de álabe (3) que aumenta al menos parcialmente radialmente hacia el exterior según se observa en la sección transversal radial y apunta hacia el lado de entrada, en donde el impulsor tiene un diámetro d y una extensión en una dirección axial paralela a un eje de rotación, caracterizado por que el contorno de álabe tiene un diseño de borde, dicho diseño de borde visto en sección transversal tiene una forma determinada por la fórmula f(x) = n * (0,025 * x2 - 0,8 * x + c), de modo que se reduce la adherencia a partículas durante la rotación del impulsor, en donde n y x se definen como 3 >= n >= 1/3, d >= x >= d/50, y c es un número variable.

Description

DESCRIPCIÓN
Borde de un elemento giratorio y rueda de ventilador
La invención se refiere a un impulsor para ventiladores que tiene un contorno de álabe impulsor particular para reducir la adherencia de partículas al impulsor, y en particular a los álabes impulsores durante su operación.
Tales impulsores se conocen de la técnica anterior y se describen, por ejemplo, en el documento de Patente EP 2366 907 A2.
Tales impulsores, y en particular sus diseños de álabe, se han optimizado con respecto a su geometría para conducir aire con un alto nivel de eficacia mientras se produce poco ruido. Sin embargo, en el curso de su operación, pueden adherirse partículas tales como polvo o pelusa y pueden tener un efecto negativo en estos parámetros.
La técnica anterior adicional en el presente campo técnico está representada por los documentos de Patente GB 517.293 A, FR 1295593 A, CN 203230624 U, GB 710391 A, CN 201 513380 U, y DE 9303711 U1.
A continuación, la invención desarrolla adicionalmente dispositivos de movimiento de aire conocidos, en particular ruedas de álabes, en términos de su geometría. Por lo tanto, la invención se basa en el objeto de proporcionar un impulsor que tiene una geometría de álabe impulsor que minimiza la adhesión de partículas durante su operación.
Este objeto se consigue mediante la combinación de las características de acuerdo con la reivindicación 1.
Lo que se propone, de acuerdo con la invención, es un diseño de borde de un elemento giratorio de un impulsor. El impulsor tiene una extensión axial paralela al eje de rotación y transporta un volumen de aire durante su operación. El diseño de borde está configurado geométricamente de modo que esté definido por la fórmula f(x) = n * (0,025 * x2 - 0,8 * x c), donde n y x se definen como 3 > n > 1/3, d > x > d/50, d corresponde a un diámetro del impulsor, y c a un número variable.
El diseño de borde se define para que sea un borde independiente del dispositivo de movimiento de aire que interactúa con el volumen de aire móvil durante su uso.
El uso del diseño de borde descrito anteriormente en al menos un borde de los álabes impulsores del impulsor constituye un componente de la divulgación. El borde apunta preferentemente a un lado de entrada del impulsor y define el contorno de borde.
La invención se refiere a un impulsor con un lado de entrada axial y una pluralidad de álabes impulsores que están separadas circunferencialmente y se extienden al menos parcialmente en dirección radial, teniendo cada una de los álabes de impulsor, cuando se ven en sección radial, un contorno de borde que, al menos en parte, se hace mayor radialmente hacia el exterior, está orientado hacia el lado de entrada, y tiene un diseño de borde que está definido por la fórmula
f(x) = n * (0,025 * x2 - 0,8 * x c).
Aquí, n define un corredor de dispersión y se encuentra en un intervalo de valores 3 > n 1/3, d se refiere a un diámetro del impulsor, y c es un número variable. x se encuentra en un intervalo d > x > d/50.
La variable c no influye en la curvatura del contorno de álabe, sino que define exclusivamente la altura del contorno de álabe que está orientada hacia el lado de entrada en la ordenada del sistema de coordenadas. Por tanto, el valor de c puede elegirse arbitrariamente.
Un corredor de dos progresiones de curva dentro del que se encuentra la curvatura del contorno de álabe está abarcado por el intervalo de valores del parámetro n.
El contorno de álabe específico de los álabes impulsores que está orientado hacia el lado de entrada crea un flujo que reduce la adherencia de partículas durante la operación en un 25-50 %. Entre otras cosas, para esto es decisiva la pequeña extensión axial de los álabes impulsores en la sección radialmente interior con el alargamiento basado específicamente en fórmula en la dirección radialmente exterior.
En una realización ventajosa, se hace provisión de que los álabes impulsores tienen un contorno de álabe sobre al menos un 40 % de su extensión total en la dirección radial. Debido al contorno especial sobre tal parte sustancial de la longitud del álabe impulsor, la adhesión de partículas se reduce eficazmente. Además, una realización es ventajosa en que los álabes impulsores tienen el contorno de álabe al menos en una sección radialmente interior que, partiendo de su extremo radialmente interior, se extiende radialmente hacia el exterior.
En un desarrollo adicional, se realiza una provisión de que los álabes impulsores están curvados circunferencialmente, en particular arqueados, al menos en una dirección. En el caso de álabes impulsores curvados, en la medida que se haga referencia en el presente documento a una "extensión radial" de los mismos, esto se refiere a la extensión en dirección radial y dirección circunferencial de radialmente interior a radialmente exterior.
En una realización, el impulsor tiene un buje que se extiende cónicamente en la dirección axial hacia el lado de entrada y al que están conectados los álabes impulsores de modo que estén separados radialmente. Por tanto, existe una conexión operativa fluida entre el buje que se estrecha cónicamente y los álabes impulsores.
Además, es preferente que el impulsor tenga un disco inferior sobre el que están formados integralmente los álabes impulsores. El disco inferior y el buje transitan directamente entre sí en la dirección radial de modo que estén enrasados. Además, en una realización, el disco inferior continúa la extensión cónica del buje y tiene una elevación axial en el área adyacente al buje radialmente en el interior. En una realización, los álabes impulsores solo están provistos en el área del disco inferior.
En un desarrollo adicional, un disco superior que está situado axialmente opuesto al disco inferior está dispuesto sobre el impulsor, extendiéndose los álabes impulsores axialmente entre el disco inferior y el disco superior y formando la distancia correspondiente. El disco superior se extiende en dirección tanto radial como axial y, en una realización, forma una abertura de entrada axial con un borde de abertura interior. Entonces, una realización es ventajosa si los álabes impulsores, cuando se ven axialmente desde arriba, se extienden hacia adentro en la dirección radial más allá del borde de la abertura. En otras palabras, el diámetro de la abertura de entrada es tan grande que los álabes impulsores sobresalen radialmente hacia el interior más allá del borde de abertura cuando se mira en el orificio de entrada. Esto va acompañado por el hecho de que el diámetro de la abertura de entrada es mayor que el diámetro del buje. El contorno de álabe especial definido por la fórmula se proporciona particularmente en el área que se extiende hacia adentro en la dirección radial más allá del borde de abertura de la abertura de entrada.
Además, una variante de diseño del impulsor es favorable en que una extensión axial de los álabes impulsores transita de forma fluida en su respectivo extremo interior radial en una superficie del disco inferior. Los álabes impulsores se hacen axialmente más cortos y radialmente más cortos hacia el interior hasta que acaban en el disco inferior. La curva del contorno de álabe de los álabes impulsores definida por la fórmula se proporciona en el área de la abertura de entrada. Como resultado, la adhesión de partículas en el área radialmente interior se reduce sustancialmente. Además, el coste de materiales y, por consiguiente, la superficie de adhesión requerida debido a los álabes impulsores, son mínimos.
En una realización adicional, se hace una provisión de que los álabes impulsores tienen su extensión axial máxima en su respectiva sección de borde exterior radial y están enrasados con bordes exteriores del disco inferior y/o el disco superior.
En una variante ventajosa, el impulsor está formado en una pieza individual, y particularmente de plástico. Esto reduce tanto el número de partes como el esfuerzo de montaje.
La invención también incluye un ventilador que tiene un impulsor con las características técnicas descritas anteriormente.
Todas las características desveladas pueden combinarse según se desee en la medida que sea técnicamente posible.
Otros desarrollos ventajosos de la invención se caracterizan en las subreivindicaciones y/o se enumeran con mayor detalle posteriormente junto con la descripción de la realización preferente de la invención por referencia a las figuras. En los dibujos:
la Figura 1 muestra una vista en perspectiva de un impulsor de acuerdo con la invención;
la Figura 2 muestra una vista superior del impulsor de la Figura 1;
la Figura 3 muestra una vista en sección detallada parcialmente del impulsor de la Figura 1; y
la Figura 4 muestra una representación del contorno de álabe en una proyección del impulsor de la Figura 1.
Las Figuras 1 y 2 ilustran una realización de un impulsor 1 de acuerdo con la invención con un diseño de borde de la invención de los álabes impulsores 2 en una vista en perspectiva y una vista superior. El impulsor 1 está formado integralmente con el disco inferior 6 y el disco superior 7, que están conectados mediante los álabes impulsores 2 que se extienden en la dirección axial y están curvados en la dirección circunferencial. El disco inferior 6 y el disco superior 7 están enrasados con los bordes exteriores radiales de los álabes impulsores 2 y forman el diámetro d del impulsor 1. El disco superior 7 tiene un borde de abertura interior 9 que determina el tamaño de la abertura de entrada axial 8 del impulsor. Como se observa en la vista en plano axial de la Figura 2, los álabes impulsores 2 se extienden hacia el interior en la dirección radial más allá del borde de abertura 9.
Los álabes impulsores (2) tienen cada uno un contorno de álabe (3) orientado hacia el lado de entrada que define un diseño de álabe que tiene una forma geométrica de acuerdo con la fórmula anterior con valores de n = 1, 11 < x < 33 y c = 0. La forma correspondiente de los álabes impulsores 2 comienza desde su extremo radialmente interior 4 en la dirección radialmente exterior. El buje 5 que se estrecha cónicamente en la dirección axial y transita en el disco inferior 6 en el borde de buje 10 también está dispuesto sobre el impulsor 1. Los álabes impulsores 2 son contiguos al buje 5 de modo que están separados en la dirección radial.
La Figura 3 muestra una sección radial parcialmente detallada A-A del impulsor de la Figura 1 y la Figura 4, habiéndose retirado el disco superior 7 para hacer más claro el contorno de álabe 3 con el diseño de borde de los álabes impulsores 2 en la sección radialmente interior de acuerdo con la fórmula anterior. En el área que está colindante a la dirección radial, que está completamente cubierta por el disco superior 7, el contorno de álabe 3 de los álabes impulsores 2 se extiende al borde exterior radial de modo que caiga de forma básicamente constante en la dirección axial. Cuando se ve en la dirección radial, el extremo del contorno de álabe 3 con el diseño de borde de los álabes impulsores 2 de acuerdo con la fórmula anterior forma la punta 21, que forma simultáneamente la transición al contorno de álabe 3 que cae de forma básicamente constante en la dirección axial. Los extremos libres radialmente interiores 4 de los álabes impulsores 2 transitan suavemente a la superficie del disco inferior 6.
La Figura 4 es una representación del contorno de álabe 3 con el diseño de borde de los álabes de rueda de ventilador 2 de acuerdo con la fórmula mencionada anteriormente según se ve en proyección relativa a la rueda de ventilador de la Figura 1 para que sea más fácil de entender. En la realización a modo de ejemplo que se muestra, el diseño de borde definido por la fórmula se extiende a lo largo del contorno de álabe 3 sobre una longitud proyectada R. El impulsor 1 mostrado consigue una reducción en la adhesión de partículas de más de un 30 % en mediciones comparadas con el impulsor conocido de la técnica anterior en condiciones ambientales idénticas.
La invención no está limitada en su ejecución a las realizaciones a modo de ejemplo preferentes mencionadas anteriormente. En su lugar, es concebible una diversidad de variantes que hacen uso de la solución ilustrada incluso en forma de realizaciones fundamentalmente diferentes. Por ejemplo, también pueden usarse álabes impulsores que tienen forma de S cuando se ven axialmente desde arriba.

Claims (12)

REIVINDICACIONES
1. Impulsor con un lado de entrada axial así como varios álabes impulsores (2) separados en dirección circunferencial y que se extienden al menos una sección en la dirección radial, que tiene un contorno de álabe (3) que aumenta al menos parcialmente radialmente hacia el exterior según se observa en la sección transversal radial y apunta hacia el lado de entrada, en donde el impulsor tiene un diámetro d y una extensión en una dirección axial paralela a un eje de rotación, caracterizado por que el contorno de álabe tiene un diseño de borde, dicho diseño de borde visto en sección transversal tiene una forma determinada por la fórmula f(x) = n * (0,025 * x2 - 0,8 * x c), de modo que se reduce la adherencia a partículas durante la rotación del impulsor, en donde n y x se definen como 3 > n > 1/3, d > x > d/50, y c es un número variable.
2. Impulsor de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que los álabes impulsores tienen un contorno de álabe (3) sobre al menos un 40 % de su extensión total en la dirección radial.
3. Impulsor de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que los álabes impulsores (2) tienen un contorno de álabe (3) al menos en una sección situada radialmente interior que se extiende radialmente hacia el exterior, empezando desde su extremo situado radialmente interior (4).
4. Impulsor de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones precedentes 1 a 3, caracterizado por que los álabes impulsores (2) en la dirección circunferencial están curvados al menos en una dirección.
5. Impulsor de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones precedentes 1 a 4, caracterizado por que dicho impulsor tiene un buje (5) que se estrecha cónicamente en la dirección axial, al que están unidos los álabes impulsores (2) con un espaciado radial.
6. Impulsor de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones precedentes 1 a 5, caracterizado por que dicho impulsor tiene un disco inferior (6), sobre el que están formados los álabes impulsores (2) como una pieza individual.
7. Impulsor de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones precedentes 1 a 6, caracterizado por que dicho impulsor tiene un disco superior (7), que superpone los álabes impulsores (2) al menos para una sección.
8. Impulsor de acuerdo con la reivindicación precedente, caracterizado por que el disco superior (7) tiene una abertura de entrada axial (8) con un borde de abertura interno (9) y los álabes impulsores (2) se extienden en una vista superior axial hacia el interior en la dirección radial más allá del borde de abertura (9).
9. Impulsor de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones precedentes 6 a 8, caracterizado por que una extensión axial de los álabes impulsores (2) en su respectivo extremo interior radial (4) pasa continuamente a una superficie del disco inferior (6).
10. Impulsor de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que dicho impulsor está formado como una pieza individual.
11. Impulsor de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones precedentes 2 a 6, caracterizado por que los álabes impulsores (2) tienen una extensión axial máxima en su respectiva sección de borde exterior radial y están enrasados con bordes exteriores radiales del disco inferior (6) y/o el disco superior (7).
12. Ventilador que tiene un impulsor de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 1 a 11.
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