ES2929930T3 - Sistema de ventilador montado de manera enrasada - Google Patents

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ES2929930T3 ES18734967T ES18734967T ES2929930T3 ES 2929930 T3 ES2929930 T3 ES 2929930T3 ES 18734967 T ES18734967 T ES 18734967T ES 18734967 T ES18734967 T ES 18734967T ES 2929930 T3 ES2929930 T3 ES 2929930T3
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Abstract

Un sistema de ventilación de empotrar (1) para un sistema de ventilación industrial que incluye un dispositivo de ventilación (2) equipado con un grupo de aspas (3) y un grupo de motor eléctrico (4). El grupo de motor eléctrico (4) comprende un eje impulsor (43) sobre el cual se monta el grupo de palas (3), un motor eléctrico (40) conectado operativamente al eje impulsor (43) y un dispositivo de comando electrónico (45) del motor eléctrico (40). El sistema de ventilador empotrado también incluye un marco empotrado (5) que aloja el dispositivo ventilador (2) que comprende una caja empotrada (51) y un grupo de soporte (55) para soportar el dispositivo ventilador (2). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Sistema de ventilador montado de manera enrasada
La presente invención se refiere a un sistema de ventilador montado de manera enrasada.
En particular, la aplicación preferida para el sistema de ventilador montado de manera enrasada es un sistema de ventilación industrial. De hecho, el sistema de ventilador montado de manera enrasada es adecuado para colocarse en un circuito de ventilación industrial para controlar la recirculación de aire. Específicamente, un sistema de ventilación industrial se refiere a sistemas, por ejemplo, para enfriar o calentar, específicamente destinados a centros comerciales, fábricas u oficinas.
En el estado de la técnica se conocen numerosos tipos de sistemas de ventilador montados de manera enrasada que tienen un bastidor montado de manera enrasada especialmente configurado para alojarse en un sistema de ventilación, por ejemplo, dentro de conductos del sistema o dentro de aberturas de pared conectadas de manera fluida con dichos conductos.
Tales sistemas comprenden un grupo de palas, cuya rotación implica el movimiento de aire. Normalmente, el grupo de palas se acciona en rotación mediante un accionamiento eléctrico que tiene mecanismos cinemáticos específicos que comprenden un motor eléctrico asincrónico.
De hecho, se conocen realizaciones en donde un motor eléctrico está montado fuera del bastidor montado de manera enrasada, o sobre las paredes del mismo, y por medio de un mecanismo cinemático adecuado, por ejemplo, una correa, se conecta operativamente al grupo de palas para controlar la rotación del mismo.
Los sistemas de ventilador montados de manera enrasada tienen la desventaja de que comprenden motores eléctricos que funcionan con eficiencia muy baja. Ejemplos de sistemas de ventilador montados de manera enrasada que presentan dichas desventajas se conocen en los documentos US2016/290346A1 y US2010/109465A1. El documento US 2010/096938 A1 muestra un motor de ventilador con un rotor externo. El objetivo de la presente invención es, por tanto, proporcionar un sistema de ventilador montado de manera enrasada que resuelva dicho problema, preferiblemente minimizando la cadena cinemática que acciona el grupo de palas y que funciona con alta eficiencia.
Tal objetivo se logra por medio de un sistema de ventilador montado de manera enrasada de acuerdo con la reivindicación 1. Las reivindicaciones dependientes muestran realizaciones de variantes preferidas y características adicionales que suponen una serie de nuevas ventajas.
El objeto de la presente invención se describirá ahora en detalle con la ayuda de las figuras adjuntas, en donde: - la figura 1 muestra una vista en perspectiva del sistema de ventilador montado de manera enrasada objeto de la presente invención, de acuerdo con una realización preferida;
- la figura 2 muestra una vista en perspectiva en partes separadas del sistema de ventilador montado de manera enrasada de la figura 1;
- las figuras 3a y 3b representan respectivamente una vista en perspectiva y una vista en perspectiva en partes separadas de un grupo de motor, de acuerdo con una realización preferida, comprendido en el sistema de ventilador montado de manera enrasada;
- las figuras 4 y 4' representan respectivamente una vista en perspectiva y una vista en perspectiva en partes separadas de un rotor, de acuerdo con una realización preferida, comprendido en el grupo de motor en las figuras 3a y 3b;
- las figuras 5a, 5a', 5b y 5b' representan vistas en perspectiva y vistas en perspectiva en partes separadas de un estator, de acuerdo con una realización preferida, comprendido en el grupo de motor en las figuras 3a y 3b;
- las figuras 6a y 6a' representan respectivamente una vista en perspectiva y una vista en perspectiva en partes separadas de una carcasa de control, de acuerdo con una realización preferida, comprendida en el grupo de motor de las figuras 3a y 3b.
Con referencia a las figuras mencionadas anteriormente, un sistema de ventilador montado de manera enrasada para un sistema de ventilación industrial se indica de manera colectiva en el número de referencia 1.
De acuerdo con el objeto de la presente invención, el sistema de ventilador montado de manera enrasada 1 comprende un dispositivo de ventilador 2, descrito a continuación en el presente documento en detalle, y un bastidor montado de manera enrasada 5 que aloja dicho dispositivo de ventilador 2.
De acuerdo con una realización preferida, el bastidor montado de manera enrasada 5 está configurado especialmente para alojarse en un alojamiento comprendido en el sistema de ventilación. Es decir, el bastidor montado de manera enrasada 5 tiene una forma sustancialmente complementaria a la forma del respectivo alojamiento. En una realización como la que se muestra en las figuras adjuntas, el bastidor montado de manera enrasada 5 tiene una forma cuadrada adecuada para alojarse en un alojamiento conformado de manera cuadrada.
Preferiblemente, el bastidor montado de manera enrasada 5 es adecuado para permitir que el sistema de ventilador montado de manera enrasada 1 se aloje, por ejemplo, dentro de un conducto de un sistema de ventilación, o en una abertura de una pared que está conectada de manera fluida a un conducto.
El bastidor montado de manera enrasada 5 tiene una caja montada de manera enrasada 51 cuyas paredes perimetrales externas 510 tienen una forma sustancialmente complementaria a la forma del alojamiento en donde debe alojarse el sistema de ventilador montado de manera enrasada, por ejemplo, una forma cuadrada. De acuerdo con una realización preferida, dichas paredes externas 510 definen las dimensiones globales del sistema de ventilador montado de manera enrasada 1 en su totalidad.
Además, la caja montada de manera enrasada 51, por medio de sus paredes externas 510, define una abertura de paso 50 a través de la cual fluye el aire. La forma de dicha abertura de paso es preferiblemente circular. Dicha abertura de paso 50 tiene un centro de abertura C. En la realización en donde dicha abertura de paso 50 es circular, tal abertura es concéntrica con el centro de abertura C.
Adicionalmente, el bastidor montado de manera enrasada 51 comprende un grupo de abrazadera 55 alojado en la abertura de paso 50 que tiene el fin de soportar el dispositivo de ventilador 2 dentro de la abertura de paso. En particular, dicho grupo de abrazadera 55 está hecho de modo que mantenga el dispositivo de ventilador interno 2 posicionado sustancialmente en el centro de abertura C, tal como se describe a continuación en el presente documento y se muestra en las figuras en el anexo.
Con otras palabras, el dispositivo de ventilador 2, en su totalidad, está soportado por el bastidor montado de manera enrasada 51 y en particular por el grupo de abrazadera 55 en una posición central de la abertura de paso 50 de tal manera que pueda interceptarse, en su totalidad, por el aire en tránsito dentro de la abertura de paso y por lo tanto dentro del sistema de ventilación.
De acuerdo con una realización preferida, el grupo de abrazadera 55 comprende una placa de soporte 550 sobre la que está montado el dispositivo de ventilador 2. Preferiblemente, el dispositivo de ventilador 2 puede, de hecho, montarse de manera firme, por ejemplo, por medio de medios de perno de tornillo en dicha placa de soporte 550.
Además, de acuerdo con una realización preferida, el grupo de abrazadera 55 comprende brazos de soporte 551 que se extienden desde la placa de soporte 550 hasta la caja montada de manera enrasada 51, por ejemplo, hasta las paredes externas que delimitan la abertura de paso 50. Preferiblemente, dichos brazos de soporte 551 se extienden en una dirección radial 551 con respecto al centro de abertura C.
De acuerdo con una realización preferida, el grupo de abrazadera 55 es un componente obtenido por medio de placas y tubos respectivamente unidos de manera firme, por ejemplo, mediante soldadura.
De acuerdo con la invención, tal como se muestra en las figuras adjuntas y se describe a continuación en el presente documento, el dispositivo de ventilador 2 identifica un eje principal X-X con respecto al cual están dispuestos los diversos componentes incluidos en el mismo. De acuerdo con lo que se ha descrito, el dispositivo de ventilador 2 está montado en el grupo de abrazadera 55 de tal manera que el eje principal X-X y el centro de abertura C coincidan: cuando se observa de frente, el eje principal X-X y el centro de abertura coinciden.
Entrando en el fondo de la invención del dispositivo de ventilador 2, comprendido en el sistema de ventilador montado de manera enrasada 1 objeto de la presente invención, este comprende un grupo de palas 3 y un grupo de motor eléctrico 4.
Dicho grupo de palas 3 puede controlarse en rotación alrededor del eje principal X-X, ya citado.
El grupo de motor eléctrico 4 está adaptado específicamente para controlar el grupo de palas 3 en rotación. De acuerdo con una realización preferida, el grupo de palas 3 comprende una pluralidad de palas 30 conformadas para mover el aire en una dirección axial preferida. Preferiblemente, el grupo de palas 3 mueve el aire a través de la abertura de paso 50 en una dirección paralela a la dirección a lo largo de la cual se extiende longitudinalmente dicha abertura de paso 50. Preferiblemente, el aire se mueve en una dirección axial sustancialmente paralela al eje principal X-X.
De acuerdo con una realización preferida, el grupo de palas 3 mueve el aire en una dirección de aspiración. Con otras palabras, el grupo de palas 3 mueve el aire hacia el grupo de motor eléctrico 4.
De acuerdo con la presente invención, el grupo de motor eléctrico 4 se extiende a lo largo del eje principal X-X que comprende una pluralidad de componentes.
De hecho, el grupo de motor eléctrico 4 comprende un árbol de accionamiento 43 que se extiende a lo largo de dicho eje principal X-X al que está conectado firmemente el grupo de palas 3. El árbol de accionamiento 43 comprende un extremo de pala 433 al que está conectado firmemente el grupo de palas 3, por ejemplo, mediante conexión mecánica positiva o mediante una pestaña axial, de tal manera que una rotación del árbol de accionamiento 43 se corresponde con una rotación del grupo de palas 3. Adicionalmente, el árbol de accionamiento 43 comprende una parte de accionamiento 434, que puede controlarse en rotación.
El grupo de motor eléctrico 4 comprende, de hecho, un motor eléctrico 40 conectado de manera operativa al árbol de accionamiento 43, por ejemplo, en dicho extremo de control 434.
De acuerdo con la presente invención, además, el grupo de motor eléctrico 4 también comprende un dispositivo de control electrónico 45 adecuado para controlar de manera eléctrica el motor eléctrico 40 y controlar la rotación del árbol de accionamiento 43.
El motor eléctrico 40 comprende un rotor 41 y un estator 42, respectivamente, conectados entre sí eléctricamente.
Dicho rotor 41 está conectado de manera operativa al árbol de accionamiento 43, por ejemplo, en su parte de control 434, para controlarlo en rotación.
El rotor 41 es del tipo de rotor externo.
El rotor 41 se extiende alrededor del eje principal X-X, alrededor del estator 42. Por tanto, el estator 42 se extiende alrededor del eje principal X-X preferiblemente alrededor del árbol de accionamiento 43.
El motor eléctrico 40 comprende una campana de rotor 410 en la que está alojado el rotor 41.
Dicha campana de rotor 410 está conectada firmemente al árbol de accionamiento 43; por ejemplo, los dos componentes se encuentran mutuamente en conexión mecánica positiva en la parte de control 434 del árbol de accionamiento 43.
De acuerdo con la invención, una rotación de la campana de rotor 410 se corresponde con una rotación del árbol de accionamiento 43.
De acuerdo con la invención, la campana de rotor 410 define una cavidad de campana 410' en donde el rotor 41 está alojado.
Preferiblemente, el rotor 41 comprende, de hecho, un elemento de soporte anular 41' y una pluralidad de imanes de rotor 41" alojados espaciados angularmente en dicho elemento de soporte 41' en ranuras de rotor 41a' conformadas de manera especial.
Preferiblemente, el estator 42 tiene devanados eléctricos concentrados en la ranura 42'.
De acuerdo con una realización preferida, además, el estator 42 comprende una tapa de aislamiento de cables 420 adecuada para aislar y proteger los devanados eléctricos concentrados en la ranura 42', en particular, los contactos de energía eléctrica comprendidos en el mismo.
Preferiblemente, por tanto, los devanados eléctricos concentrados en la ranura 42' están protegidos y eléctricamente aislados del entorno externo.
Preferiblemente, el estator 42 está conectado eléctricamente al dispositivo de control electrónico 45, de tal manera que este último suministra energía a los apoyos de estator 42 y por tanto controla el campo magnético que mueve el rotor 41 en rotación.
De acuerdo con las realizaciones descritas anteriormente, el rotor 41 comprende veinte apoyos de rotor (es decir, imanes) y el estator 42 comprende dieciocho apoyos de estator (es decir, expansiones de apoyo del estator).
De acuerdo con la invención, el motor eléctrico 40 comprende un cuerpo de motor 400 que define una carcasa de motor 480 que aloja el motor eléctrico 40 y una carcasa de control 490 que aloja el dispositivo de control electrónico 45.
La carcasa de motor 480 y la carcasa de control 490 están dispuestas a lo largo del eje principal X-X. Es decir, a lo largo de la dirección del eje principal X-X, la carcasa de motor 480 y la carcasa de control 490 son adyacentes entre sí.
La carcasa de motor 480 está comprendida entre el grupo de palas 3 y la carcasa de control 490.
De acuerdo con la invención, la campana de rotor 410 está alojada en dicha carcasa de motor 480. Preferiblemente, la carcasa de motor 480 tiene un orificio de paso 481' penetrado por el árbol de accionamiento 43.
De acuerdo con una realización preferida, la carcasa de motor 480 comprende una primera cubierta 481 y una segunda cubierta 482, que pueden conectarse herméticamente entre sí, definiendo una cámara de motor 480'. Dicha cámara de motor 480' aloja el motor eléctrico 40 descrito anteriormente de tal modo que el extremo de pala 433 sobresale de dicha carcasa de motor 480 para conectarse con el grupo de palas 3.
De acuerdo con una realización preferida, la cámara de motor 480' esta sellada del entorno externo. Preferiblemente, la carcasa de motor 480 comprende de hecho elementos de junta estáticos y dinámicos especiales adecuados para limitar las acciones del entorno externo.
De acuerdo con una realización preferida, la carcasa de motor 480 comprende, en la superficie externa de la misma, palas de motor 485 para disipar el calor dentro de la carcasa de motor 480.
De acuerdo con una realización preferida, la carcasa de motor 480 tiene una extensión axialmente simétrica de manera sustancial con respecta al eje principal X-X.
De acuerdo con una realización preferida, la carcasa de control 490 define una cámara de control 490' sellada del entorno externo, en donde el dispositivo de control electrónico 45 está alojado. Preferiblemente, la carcasa de control 490 está dotada, de hecho, de juntas especiales adecuadas para evitar que entre la suciedad y el agua (es decir, la humedad) en la carcasa de control 49.
De acuerdo con la presente invención, el dispositivo de control electrónico 45 comprende un inversor de control que controla el suministro de energía de CA del estator 42. Con otras palabras, el inversor de control es adecuado para controlar el suministro de energía del estator 42 con una corriente de señal sinusoidal o con una corriente de señal trapezoidal.
De acuerdo con una realización preferida adicional, además, en función de las necesidades, el bastidor montado de manera enrasada 5 comprende al menos una rejilla protectora 500 adaptada para permitir el paso del aire movido por el grupo de palas 3, evitando el acceso al grupo de ventilador 2 alojado en el bastidor montado de manera enrasada 5.
Preferiblemente, hay dos de dichas rejillas protectoras 500 que está colocadas en los dos extremos axiales de la abertura central 50 definida en el bastidor montado de manera enrasada 5.
De manera innovadora, el sistema de ventilador montado de manera enrasada objeto de la presente invención presenta una solución al problema de la técnica anterior, dotando un sistema de ventilador de una geometría simple, pero sobre todo que tiene un motor eléctrico de alta eficiencia.
Todo el dispositivo de ventilador 2 está posicionado en el centro de la abertura de paso central por la que penetra aire.
Además, ventajosamente, de hecho, el grupo de motor eléctrico está dispuesto en su totalidad en el centro de la abertura de paso. El dispositivo de control electrónico es también una parte integral del motor eléctrico y está ubicado en el área de paso del flujo de aire.
Ventajosamente, el grupo de motor eléctrico está completamente bañado por el flujo de aire; ventajosamente, el grupo de motor eléctrico está enfriado por el propio aire en movimiento.
Además, ventajosamente, el grupo de motor eléctrico está en contacto directo con el grupo de palas.
Un aspecto ventajoso adicional reside en el hecho de que el grupo de motor eléctrico comprende un rotor externo cuyas dimensiones (y en particular el diámetro del mismo) pueden diseñarse tal como se requiera. Ventajosamente, en comparación con las realizaciones en donde el motor eléctrico tiene un rotor interno, la realización con un rotor externo tiene un par motor más alto.
Un aspecto aún más ventajoso consiste en el hecho de que el grupo de motor eléctrico tiene particularmente dimensiones compactas. Preferiblemente, el grupo motor tiene un tamaño axial en el orden de 10-20 cm. Ventajosamente, por tanto, el sistema de ventilador montado de manera enrasada tiene un grupo motor que no sobresale axialmente de modo excesivo con respecto a la abrazadera de soporte en la que está montado. Específicamente, tal ventaja puede conseguirse con rotores de grandes dimensiones (es decir diámetro). Con otras palabras, ventajosamente, el sistema de ventilador montado de manera enrasada tiene una dimensión axial que permite un simple alojamiento en los asientos propuestos (cuyas dimensiones son a su vez compactas). Ventajosamente, aunque está ubicado dentro de la abertura de paso del bastidor montado de manera enrasada, el grupo de motor no es un obstáculo para el flujo de aire.
Ventajosamente, el sistema de ventilador montado de manera enrasada está equipado con un grupo de motor eléctrico con dimensiones compactas, pero con alta energía. Ventajosamente, el grupo de motor eléctrico tiene un par motor maximizado al máximo obteniendo de ese modo una alta eficiencia, en el orden del 90 %.
Ventajosamente, las carcasas contenedoras de los componentes de motor son adecuadas para proteger los componentes herméticamente contenidos en las mismas, evitando la entrada de agua (humedad) y polvo. Ventajosamente, de este modo, se han integrado incluso componentes delicados tal como el dispositivo de control electrónico dentro del grupo de motor, aunque este esté bañado por el flujo del aire circulante.
Ventajosamente, el grupo de motor muestra un aumento de la durabilidad durante su vida útil, ya que sus componentes están protegidos frente a agentes que provocan desgaste o mal funcionamiento.
Ventajosamente, debido al dispositivo de control electrónico, el motor eléctrico puede conectarse a una fuente de energía de 200 V o 500 V.
Con respecto a las realizaciones de dicho sistema, un experto en la técnica, con el fin de encontrar necesidades específicas, puede realizar variaciones o sustituciones de elementos con otros funcionalmente equivalentes. Sin embargo, el alcance de la presente invención está únicamente definido por las siguientes reivindicaciones.

Claims (10)

REIVINDICACIONES
1. Un sistema de ventilador montado de manera enrasada (1) de un sistema de ventilación industrial, que comprende:
- un dispositivo de ventilador (2) que comprende un grupo de palas (3) que puede controlarse en rotación alrededor de un eje principal (X-X) y un grupo de motor eléctrico (4) que se extiende a lo largo del eje principal (X-X) que comprende:
i) un árbol de accionamiento (43) que se extiende a lo largo de dicho eje principal (X-X) que tiene un extremo de pala (433) al que está conectado de manera firme el grupo de palas (3);
ii) un motor eléctrico (40) que comprende un rotor (41) del tipo de rotor externo y un estator (42), en donde el rotor (41) está conectado de manera operativa al árbol de accionamiento (43);
iii) un dispositivo de control electrónico (45) del motor eléctrico (40) posicionado a lo largo del eje principal (X-X);
en donde el motor eléctrico (40) comprende un cuerpo de motor (400) que define, a lo largo del eje principal (X-X), una carcasa de motor (480) que aloja el motor eléctrico (40) y una carcasa de control (490) que aloja el dispositivo de control electrónico (45),
en donde la carcasa de motor (480) está comprendida entre el grupo de palas (3) y la carcasa de control (490);
en donde el motor eléctrico (40) comprende una campana de rotor (410) en la que se aloja el rotor (41), en donde la campana de rotor (410) se aloja en la carcasa de motor (480),
en donde dicho árbol de accionamiento (43) está conectado de manera firme a dicha campana de rotor (410) de tal modo que una rotación de la campana de rotor (410) corresponde a una rotación del árbol de accionamiento (43);
- un bastidor montado de manera enrasada (5) que aloja el dispositivo de ventilador (2) que comprende: m) una caja montada de manera enrasada (51) que define una abertura de paso (50) que identifica un centro de abertura (C);
n) un grupo de abrazadera (55) alojado en la abertura de paso (50) que soporta el dispositivo de ventilador (2) de tal modo que el eje principal (X-X) y el centro de abertura (C) coinciden.
2. Sistema de ventilador montado de manera enrasada (1) de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el rotor (41) comprende un elemento de soporte anular (41') y una pluralidad de imanes de rotor (41") alojados distanciados angularmente en dicho elemento de soporte (41') en ranuras de rotor (41a') conformadas de manera especial.
3. Sistema de ventilador montado de manera enrasada (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el estator (42) tiene devanados eléctricos concentrados en la ranura (42').
4. Sistema de ventilador montado de manera enrasada (1) de acuerdo con la reivindicación 3, en donde el estator (42) comprende una tapa de aislamiento de cables (420) adecuada para aislar y proteger los devanados eléctricos concentrados en la ranura (42'), en particular los contactos de energía eléctrica comprendidos en el mismo.
5. Sistema de ventilador montado de manera enrasada (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el rotor (41) comprende dieciocho o veinte apoyos de rotor, y el estator (42) comprende dieciocho o veinte apoyos de estator.
6. Sistema de ventilador montado de manera enrasada (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la carcasa de motor (480) comprende una primera cubierta (481) y una segunda cubierta (482) que pueden conectarse herméticamente entre sí definiendo una cámara de motor (480').
7. Sistema de ventilador montado de manera enrasada (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el alojamiento de control (490) define una cámara de control (490') hermética con respecto al entorno externo en donde se aloja el dispositivo de control electrónico (45).
8. Sistema de ventilador montado de manera enrasada (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el dispositivo de control electrónico (45) comprende un inversor de control que controla el suministro de energía del estator (42) con corriente alterna.
9. Sistema de ventilador montado de manera enrasada (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el grupo de palas (3) comprende una pluralidad de palas (30) conformadas para mover el aire en una dirección axial paralela al eje principal (X-X), preferiblemente el aire se mueve en una dirección de aspiración.
10. Sistema de ventilador montado de manera enrasada (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el grupo de abrazadera (55) comprende una placa de soporte (550) en la que está montado el dispositivo de ventilación (2) y brazos de soporte (551) que se extienden desde la placa de soporte (550) hacia la caja montada de manera enrasada (51).
ES18734967T 2017-06-16 2018-06-11 Sistema de ventilador montado de manera enrasada Active ES2929930T3 (es)

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