PT85634B

PT85634B - Ventilador helicoidal com manga de guia

Info

Publication number: PT85634B
Application number: PT85634A
Authority: PT
Inventors: Bernard Pradelle
Original assignee: Cogema
Priority date: 1986-09-02
Filing date: 1987-09-01
Publication date: 1993-07-30
Also published as: FR2603350B1; NO873645L; GR3001296T3; ES2019651B3; FR2603350A1; US4780052A; PT85634A; AU7774487A; DE3767263D1; EP0263000A1; FI873797A0; ATE59887T1; NO166421C; IE872322L; AU611860B2; ZA876554B; NO873645D0; CA1312318C; EP0263000B1; NO166421B

Description

A presente invenção refere-se aos ventiladores do tipo que têm um invólucro tubular de guia de fluxo de ar provido de palhetas de rectificação de escoamento que suporta um conjunto central que compreende um motor provido de uma carenagem aerodinâmica e cujo veio suporta uma hélice colocada adiante das palhetas.

São já conhecidos ventiladores industriais do tipo atrás citado. Para reduzir o custo de um tal ventilador, utilizam-se técnicas de fabrico tão económicas quanto possível.

Em particular, para os ventiladores industriais de dal, tais como os utilizados nas minas, procura-se grande cau realizar por fundição os componentes da manga, as palhetas de rectificação e a hélice, l/.as estas técnicas de fabrico económico têm um inconveniente. As peças realizadas apresentam uma grande dispersão dimensional. Por conseguinte, devem prever-se folgas importantes entre peças móveis. As folgas importantes e os defeitos de centragem provocam turbulências que reduzem o rendimento e, além disso, aumentam notavelmente os ruídos.

Pera reduzir as folgas, foi já proposto maquinar completamente o invólucro. Este solução ê dispendiosa e não garante uma centragem precisa. Foi igualmente proposto

(FR-A-998 558) realizar ventiladores com motor de ar comprimido cujo corpo é realizado em fundição com um troço de invólucro e alhetas ligando o corpo do motor e o invólucro. Esta solução não é susceptível de ser transposta para os ventilado res que compreendem um motor eléctrico e, no caso em que se utiliza um tal motor, o documento FR-A-998 558 utiliza uma pe ça de fundição que reagrupa o cárter de um multiplicador de velocidade, as alhetas e o troço de invólucro. Por sua vez o motor é fixado no cárter do multiplicador de velocidade. Esta solução é pouco satisfatória: é difícil assegurar uma centragem conveniente do motor. Para arrefecer o motor, ê necessário munir o seu invólucro de alhetas de refrigeração que são fontes de perda de carga.

A presente invenção tem por objecto proporcionar um ventilador de motor eléctrico que pode ser realizado com um custo ligeiramente superior ao dos ventiladores industriais clássicos, apresentando um rendimento global (relação da potência útil para a potência do motor eléctrico) notavelmente melhorada e um nível sonoro reduzido.

Para isso, a presente invenção propõe um ventilador do tipo atrás referido, caracterizado por o conjunto central compreender um cárter tubular numa só peça com as palhetes e com pelo menos um troço de invólucro interno, envolvendo a hélice, por a parte do referido troço que envolve a héli ce ser maquinada concentricamente no interior do referido car ter e por o estator do motor, de tipo eléctrico, ser ajustado no referido cárter.

Pode assim assegurar-se uma centragem precisa da hélice no troço do invólucro. Graças ao ajustamento do esta-

tor do motor no cárter, o calor desenvolvido pelo motor eléctrico evacua-se através do cárter e das palhetas de rectifica ção, que desempenham assim uma função dupla. Uma massa lubrificante condutora, contendo por exemplo cobre, é vantajosamen te interposta entre o estator maquinado e o cárter para melho^ rar ainda mais o escoamento térmico. 0 cárter tubular, as palhetas e o troço de invólucro constituem vantajosamente uma só peça de fundição de um material com uma condutibilidade térmica elevada. Pode nomeadamente utilizar-se um ferro fundi do de grafite esferoidal, que se submete a um tratamento térmico que lhe confere um bom coeficiente de alongamento e, por consequência, permitindo-lhe suportar variações de temperatura muito importantes. Pode nomeadamente utilizar-se o ferro fundido com a referência GS 400-12.

Na direcção das extremidades das pás da hélice é vantajosamente colocado um segmento cilíndrico maquinado. Graças à utilização de um segmento aplicado, de pequeno comprimento axial, cuja maquinagem pode ser efectuada ao mesmo tempo que a do cárter que recebe o veio e das chumaceiras do veio do motor eléctrico, pode assegurar-se uma centragem precisa da hélice e reduzir a folga radial até um valor da ordem do décimo de milímetro, para o qual as turbulências na extremidade das pás são reduzidas.

segmento pode ser alojado numa cavidade cilíndri. ca definida por duas peças constitutivas do invólucro interno de modo que a face interna maquinada fique sensivelmente nive lada com a face interna das duas peças e não provoque despren dimento, que constituiria uma fonte de turbulência. 0 segmento pode ser moldado de politetrafluoroetileno e maquinado ulteriormente.

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Vê-se que o invólucro interno (ou pelo menos o seu troço central), as palhetas de rectificação e o cárter são realizados por fundição. 0 invólucro externo pode ser feito por mecanossoldadura, isto é, por técnicas económicas.

invólucro externo pode ser solidário de um invólucro externo separado por um material de insonorização que reduz o nível sonoro exterior. A diminuição de turbulência tem igualmente um efeito favorável sobre esse nível. A carena gem do motor eléctrico pode compreender um cone de entrada e um cone de saída que reduzem as perdas de carga e melhoram ainda o rendimento global. A manga de guia pode compreender igualmente um pavilhão de entrada convergente.

A presente invenção será mais claramente compreendida através da leitura da descrição que se segue de modos de realização particulares, dados a título de exemplos não limitativos. A descrição refere-se aos desenhos anexos, cujas figuras representam:

A fig. 1, um ventilador, em corte feito por um pia no que passa pelo seu eixo; e

A fig. 2, o conjunto central e o troço de invólucro interno que com ele está solidário de um ventilador segun do uma variante de realização da presente invenção.

ventilador representado na fig. 1 pode ser considerado como compreendendo uma manga tubular (10) de guia do fluxo de ar e um conjunto central suportado pela manga.

A manga (10) é constituída, no modo de realização ilustrado, por três troços ou partes sucessivas. Cada uma des !

⁵ ’ L tas partes apresenta uma parede interna e uma parede externa. A associação das paredes internas constitui um invólucro interno (12) que limita o trajecto de circulação do ar. As paredes externas constituem um invólucro externo (14) concêntri. co com o invólucro internoe ausa distância constante deste último. Um material insonorizante (16), tal como lã mineral, ocupa o intervalo entre os invólucros (12) e (14).

A parte dianteira da manga suporta um pavilhão (18) convergente que guia os filetes de ar e permite diminuir as perdas de carga. Este pavilhão pode ser constituído por metal moldado a frio e fixado por soldadura no invólucro interno.

conjunto central é suportado pela parte central da manga. Para isso, este conjunto compreende um cárter (20) suportado e centrado no invólucro pelas palhetas (22) de rectificação de escoamento e por um jogo de membranas (24). As palhetas e as membranas estão distribuídas regularmente na direcção periférica circular.

A parte fixa do conjunto central compreende o carl ter (23), ao qual está fixedo o estator (25) de um motor elé£ trico que constitui o órgão motor do ventilador. 0 cárter (20) prolonga-se â frente por um cone de entrada (26) em forma de ogiva e, atrás, por uma ponta (28) perfilada de modo a reduzir as perdas de carga. 0 cone e a ponta podem ser de metal moldado a frio e fixados na parte central do cárter (20), que pode ser uma peça moldada. 0 estator (25) está montado no cárter monobloco que suporta as chumaceiras (29) sobre os quais roda o veio (30) do motor. Este veio suporta, por sua vez, uma hélice (32), colocada entre as membranas (24) e as palhetas de rectificação de escoamento (22), no sentido axial.

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perfil, a fixação e a disposição das pás (32) e das palhetas (22) de rectificação são escolhidos para optimizar o rendimento do conjunto da hélice e do motor eléctrico para o caudal previsto.

Para permitir adoptar uma folga muito pequena entre as extremidades das pás da hélice (32) e o invólucro, encastra-se um segmento (34) de material sintético moldado no invólucro interno (12), na direcção das pás. Pode em especial utilizar-se um segmento (34) de politetrafluoroetileno moldado. Para assegurar uma concentricidade satisfatória da face interna do segmento (34) e da hélice (32), o segmento (34) ê maquinado e esta operação ê efectuada ao mesmo tempo que a maauinagem das chumaceiras (29) que suportam o veio (30), isto é, com um mesmo eixo de referência. Iíestas condições, o alinhamento dos eixos de hélice e de segmento ê suficientemen te preciso para tolerar uma folga da ordem do décimo de milímetro entre a hélice (32) e o segmento (34).

conjunto das disposições que se acaba de descrever reduzem em particular as perdas de carga e, por consequên cia, aumentam o rendimento e reduzem os ruídos com origem no escoamento do ar. Os turbilhões nas extremidades das pás da hélice (32) são reduzidos pela presença da pequena folga. À circulação co ar em tomo do motor faz-se sem turbulências, devido ao carácter contínuo da parede ao longo do cone de entrada (26), do cubo da hélice cujo diâmetro corresponde ao da parte central do cárter (20) e do cone traseiro (28).

Pode indicar-se, a título de exemplo, que um ventilador previsto para receber um motor de 5 a 25 kW foi constituído com um cárter (20) de 240 mm de diâmetro, suportado por várias (por exemplo dezassete) palhetas de rectificação (22). 0 estator do motor foi montado apertado na parte central do cárter (20), o que assegura um bom arrefecimento. A hélice (32), equilibrada estática e dinamicamente, foi montada no veio (30) por intermédio de um cone fendido (35) que garante a posição coaxial do veio e da hélice.

ventilador representado compreende ainda os elementos acessórios necessários para o seu funcionamento. No mo. do de realização ilustrado, a carcaça do motor tem na parte traseira uma caixa de ligação eléctrica (36) ligada a uma cai xa de ligação (38), suportada pela manga (10), por condutores contidos num tubo perfilado (40).

ventilador pode ainda compreender elementos (não representados) de medição ou de segurança, por exemplo um sensor de pressão situado na entrada do ventilador, un sensor de temperatura do motor, etc. A manga pode, por outro lado, estar provida de uniões de recepção de um filtro de ar situado à frente.

A fig. 2, na qual os elementos correspondentes aos da fig. 1 são designados pelo mesmo número de referência, com preende ainda uma peça de fundição, vantajosamente de ferro fundido de grafite esferoidal, que agrupa o cárter (20), as palhetas (22) e o troço central do invólucro interno (12). Para melhorar a refrigeração, as palhetas de rectificação (22) estendem-se ao longo de um comprimento que ultrapassa o do estator (25) do motor. Estas palhetas têm uma forma (indicada a traço e ponto) adaptada à das pás da hélice (32). 0 cárter (20) é maquinado interiormente, concentricamente com a parte do invólucro interno que envolve directamente a héli8

ce (32). Esta maquinagem permite uma centragem precisa das abas (42) que suportam os rolamentos (29) e do estator (25). 0 circuito magnético deste último e maquinado na sua periferia de maneira a aplicar-se com atrito suave no furo interior do cárter (20), onde é imobilizado por uma simples cavilha (44). Uma massa condutora é vantajosamente interposta entre o cárter e a carcaça ferromagnética do motor para melhorar as transferências de calor.

No caso ilustrado na fig. 2, o cone de entrada (2ó) roda com a hélice com a qual está solidário. Como no caso da fig. 1, seria possível colocar um segmento anular de politetrafluoroetileno numa gola (representada a tracejado) do troço de invólucro (12). Este segmento pode, em particular ser constituído por um troço de tubo de politetrafluoroetileno de grande diâmetro. 0 segmento ê então maquinado concentrí. camente com o furo do cárter (20), uma vez colocado no seu lugar.

Vê-se que a montagem do motor electrico permite substituir o estator sem dificuldade, retirando unicamente a ponta (28) da aba traseira (42).

ventilador pode ser completado pelos mesmos elementos que os representados na fig. 1. De maneira mais geral, é possível substituir dispositivos da fig. 2 pelos da fig. 1.

Claims

Reivindicações

1. - Ventilador com um invólucro tubular (12) para guiar o fluxo de ar, munido de palhetas (22) de rectificação do escoamento, que suporta um conjunto central que comporta um motor munido de uma carenagem aerodinâmica e cujo eixo (30) tem uma hélice (32) colocada ã frente das palhetas caracterizado pelo facto de o conjunto cential comportar um cárter tubular (20) formando uma peça única com as palhetas (22) e com pelo menos um troço do invólucro interno, envolvendo a hélice (32), e por a parte do referido troço que envolve a hélice ser trabalhada no interior do referido cárter e por o es- . tator do motor, de tipo eléctrico, estar ajustado no referico cárter .
2. - Ventilador de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de o referido troço do invólucro interno suportar no pro longamento das extremidades de pã da hélice, um segmento cilíndrico (34) aplicado e trabalhada.
3. - Ventilador de acordo cora a reivindicação 2, caracterizado pelo facto de o segmento ser de politetrafluoroetileno moldado e trabalhado.
4. - Ventilador de acordo com uma qualquer das reivindicações

1 a 3, caracterizado pelo facto de as referidas palhetas se estenderem axialmente ao longo de todo o comprimento da parte activa do motor.
5. - Ventilador de acordo coic a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de a carenagem do motor eléctrico compreender um cone de entrada (26), o referido cárter, de forma cilindrica, e um cone de saída (28).

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6.- Ventilador de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de o invólucro interno (12) ser solidário com um invólucro externo (14) e estar separado dele por um material de insonorização (16).
7.- Ventilador de acordo com a reivindicação 6, caracterizaco pelo facto de o invólucro externo ser mecanossoldado,