ES2200297T3 - Paletas de descarga para ventiladores axiales. - Google Patents

Abstract

AL RECEPTACULO DEL VENTILADOR (32) DE UN VENTILADOR AXIAL (34) QUE TIENE UNA RESISTENCIA AL FLUJO COMO LA DE UNA BOBINA O REJILLA (30) CON MUY POCA DISTANCIA DE SEPARACION SE LE DOTA EN SU LADO DE DESCARGA DE VARIOS MOLINETES (32A-32N) QUE SE PROLONGAN RADIALMENTE Y QUE ESTAN SEPARADOS CIRCULARMENTE. LOS MOLINETES ACTUAN COMO DIFUSORES RADIALES AL ACTUAR JUNTO CON EL FLUJO GIRATORIO/IRREGULAR DEL ORIFICIO DEL VENTILADOR (32) PARA DIRIGIR RADIALMENTE EL FLUJO Y DISTRIBUIRLO SOBRE LA SUPERFICIE DE LA RESISTENCIA AL FLUJO (30).

Description

Paletas de descarga para ventiladores axiales.

Los ventiladores axiales convencionales tales como los ventiladores de hélice tienen normalmente una caja de ventilador que bien total o parcialmente encierran las puntas de las palas de ventilador. Tales ventiladores se utilizan comúnmente en las aplicaciones HVAC tales como unidades de condensación. En estas aplicaciones, el ventilador básicamente hace soplar el aire a través de la resistencia del flujo tal como de una bobina condensadora. Cuando dicho ventilador se utiliza en la parte del condensador de un sistema de aire acondicionado, el ventilador usualmente tiene una estructura extractora de condensado asociada con el mismo, de forma tal que el condensado recogido sea extraído en el flujo de ventilador y sobre la bobina del condensador. Los problemas asociados con los ventiladores axiales que tienen cajas convencionales son los siguientes: flujo rotacional/irregular en la zona encerrada por la caja y la bobina que interactúa con las puntas de las palas generando por tanto ruido; flujo turbulento que se distribuye en el conducto de las palas y generando ruido; y una distribución ineficiente de aire a la bobina debido al flujo turbulento/rotacional.

Se encuentran provistas palas radiales en el lado de descarga de la caja de ventilador de un ventilador axial. Las palas de ventilador pueden ser recubiertas o tener puntas libres. Las palas radiales están situadas radialmente hacia fuera de las puntas de las palas, preferiblemente extendiéndose en la longitud de las cuchillas y al menos a una corta distancia más allá de las palas. Las palas radiales actúan como un difusor radial y mejoran el rendimiento de ventilador, mediante la ruptura del flujo rotacional y reduciendo por tanto el ruido de paso de las palas, puesto que interactúa un flujo menos turbulento con las puntas de las palas. Adicionalmente, las palas ayudan a la distribución del condensador sobre la bobina de condensador.

Es un objeto de esta invención el reducir el ruido de paso de las palas en un ventilador axial.

Es otro objeto de esta invención facilitar la distribución del condensado sobre la bobina del condensador.

Es un objeto adicional de esta invención el mejorar la distribución de aire y el rendimiento de ventilador en una unidad de bobina de ventilador. Esos objetos se llevan a cabo por la presente invención al menos en sus realizaciones preferidas.

De acuerdo con la invención, se proporciona una caja de ventilador según la reivindicación 1.

La figura 1 es un corte parcial en sección y una vista en sección de un acondicionador de aire ambiente que utiliza la presente invención;

la figura 2 es una vista lateral de descarga de la caja de ventilador de la figura 1;

la figura 3 es un gráfico del nivel de potencia sonora ponderada en el sistema A (dBA) con respecto a la frecuencia (Hz) para un ventilador axial recubierto que sopla a través de un intercambiador de calor y sin palas radiales;

la figura 4 es una vista lateral de descarga de una primera caja de ventilador modificada; y

la figura 5 es una vista lateral de descarga de una segunda caja de ventilador modificada.

En la figura 1, el numeral 10 designa generalmente un acondicionador de aire ambiente que utiliza la presente invención. Como es convencional, el acondicionador de aire ambiente 10 tiene una caja 12, la cual puede situarse en una ventana o a través de un conducto mural. La caja 12 está dividida por una partición o barrera 14 en un evaporador o sección interior y un condensador o sección exterior, los cuales a su vez, están divididos en una sección de succión y una sección de descarga con respecto a los ventiladores situados dentro. La caja 12 incluye una rejilla de entrada 12-1, la cual, cuando se encuentra instalado el acondicionador de aire 10, queda enfrentada hacia el interior de una habitación a enfriar. El evaporador 20 está situado directamente detrás de la rejilla de entrada 12-1, y estando montado dentro del recubrimiento o caja 22 del evaporador. La caja 22 tiene una abertura posterior central conectada con la entrada de ventilador del evaporador 24. El ventilador 24 está accionado por el motor 28 por medio del eje 26, que pasa a través y que está soportado en forma hermética mediante la partición 14. El ventilador del evaporador 24 se descarga dentro de la habitación a enfriar por medio de persianas (no mostradas). El condensador 30 está situado en la caja 12 con su lado de descarga mirando hacia el exterior. La caja de ventilador del condensador 32 está conectada al condensador 30 y al interior de la caja 12, de forma tal que se forme una cámara de ventilador 33 que contenga al menos una parte de la parte móvil de ventilador 34.del condensador La caja 32 de ventilador incluye un orificio de entrada 32-1. El ventilador 34 es del tipo de hélice axial, y se muestra situado en su totalidad en la cámara de ventilador 33, estando conectado al motor 28 por medio del eje 26 de forma tal que ambos ventiladores 24 y 34 estén accionados de forma común. Una parte de ventilador 34 pueden extenderse en el orificio 32-1. El ventilador 34 tiene las palas 34-1 y el recubrimiento 34-2.

Durante el funcionamiento, el motor 28 acciona de forma común el ventilador 24 del evaporador y el ventilador 34 del condensador. El ventilador 24 del evaporador aspira aire de la habitación a enfriar haciendo pasar aire en serie a través de la rejilla de entrada 12-1, del evaporador 20 que provoca que se enfríe el aire, de ventilador 24 y de las persianas (no mostradas) de retorno después hacia el interior de la habitación. El ventilador 34 del condensador extrae el aire exterior hacia el interior de la caja 12 a través de la rejilla de entrada (no mostrada) y el aire pasa en serie a través de ventilador 34 y condensador 30, rechazando el calor del condensador y pasando hacia el exterior.

La estructura y funcionamiento anteriormente descritos es generalmente convencional, y como tal el flujo que sale de ventilador 34 del condensador tiene a ser rotacional/irregular, con una distribución de aire que resulta ineficiente y de condensador incorporado sobre la bobina 30 del condensador. La presente invención añade palas radiales 32a, 32b,... 32n, los cuales tal como se muestra mejor en la figura 1 son de una amplitud radial variable, que se incrementa en el sentido de aguas abajo. Tal como se observa mejor en la figura 2, las palas 32-a a 32-n están separados circunferencialmente alrededor del orificio de entrada 32-1. El orificio de entrada 32-1 está situado en el lado de succión de la caja 32 de ventilador pero no está centrado en la caja 32 de ventilador, debido a la necesidad de colocar otros componentes en la caja 12. En consecuencia, el orificio de entrada 32-1 y el ventilador 34 no están centrados sobre la bobina del condensador 30. La separación de las palas 32-a a 32-n no es uniforme, al menos en la parte superior e inferior de la caja 32 de ventilador, puesto que su ausencia y/o longitud reducida permite que el acondicionador de aire ambiente 10 pueda ser de una altura reducida. Las palas 32-a a 32-n son al menos coextensivos axialmente con las palas 34-1 de ventilador 34 con las palas 34-a de ventilador 34, y se extienden radialmente hasta la periferia de la caja 32 de ventilador. Las palas 32-a a 32- n son de longitud variable debido a la ausencia de simetría. Las palas 32-a a 32-n son de forma en S de poca altura, y preferiblemente extendiéndose axialmente una corta distancia más allá de lado de aguas debajo de las palas 34-a de ventilador 34.

La resistencia en la dirección de aguas abajo proporcionada por la bobina del condensador 30 tiende a proporcionar una componente radial a la descarga de ventilador 24 con un flujo rotacional superpuesto sobre la misma. Las palas 32-a a 32-n coactúan con la parte radial del flujo para eliminar la componente rotacional, y dirigir la parte radial del flujo a la periferia de la bobina 30 del condensador, proporcionando por tanto un aire más uniforme y una distribución del condensador más uniforme sobre la bobina y reduciendo así el ruido del paso por las palas.

Con referencia ahora a la figura 3, el gráfico muestra los efectos, con respecto al sonido, de la adición de palas radiales 32a a 32n en el recubrimiento de un ventilador axial que efectúa el soplado a través de un intercambiador de calor / condensador en un nivel de potencia sonora de 1/3 de octava. La salida fue de 11,89 m^{3}/minuto a una velocidad del motor de 1400 rpm. Globalmente, la adición de las palas 32a a 32n al recubrimiento se redujo el sonido desde 64,2 dBA a 63,8 dBA. Se observará, no obstante, que la mayor parte de la reducción fue en las gamas de 125 a 225 Hz.

Con referencia ahora a la figura 4, la caja 132 de ventilador difiere de la caja 32 de ventilador en que las palas radiales 132-a a 132-n son más bien rectos que en forma de S. Las palas 132-a a 132-n coactúan con el flujo para dirigirlo sobre la cara de la bobina del condensador.

Con referencia ahora a la figura 5, la caja 232 de ventilador difiere de la caja 32 y 132 de ventilador en que las palas radiales 232-a a 232-b son de forma de un plano aerodinámico. Las palas 232-a a 232-n coactúan con el flujo para dirigirlo sobre la cara de la bobina del condensador.

Se deduce que todas las realizaciones de la presente invención actúan básicamente de la misma forma. Las palas coactúan con la componente rotacional del flujo radial para dirigir el flujo radialmente en consecuencia sobre la cara de la bobina del condensador. Las palas pueden tener una separación uniforme o variable, pudiendo ser de cualquier forma conducente a la dirección de bajas pérdidas del flujo del fluido.

Básicamente, el flujo del aire de ventilador que tiene una resistencia en sentido de aguas abajo es guiado por las palas radiales separados circunferencialmente, que actúan como un difusor radial, de forma tal que el flujo rotacional que interactúa con las puntas de las palas de ventilador es descompuesto, reduciendo por tanto el ruido de paso, y el condensado incorporado en el flujo es distribuido sobre la bobina del condensador.

Aunque las realizaciones preferidas de la presente invención han sido ilustradas y descritas, pueden tener lugar otros cambios para los técnicos especializados en la técnica. Por ejemplo, la presente invención puede ser utilizada cuando la pérdida o resistencia en sentido de aguas abajo sea una rejilla en lugar de una bobina. Se pretende por tanto que el alcance de la presente invención esté limitado solo por el alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Claims (7)

1. Una caja (32; 132, 232) de ventilador que tiene un lado de succión y un lado de descarga;

un orificio de entrada (32-1) situado en la mencionada caja (32; 132, 232) de ventilador;

un ventilador axial (34) con envuelta, insertado al menos parcialmente a través del mencionado orificio de entrada (32-1) dentro de la mencionada caja (32; 132, 232) de ventilador, y que tiene una pluralidad de paletas (34-1), caracterizada porque:

una pluralidad de palas (32a-32n; 132a-132n; 232a-232n) separadas circunferencialmente y que se extienden radialmente, están situadas dentro de la mencionada caja (32; 132, 232) de ventilador en el mencionado lado de descarga del mencionado orificio de entrada (32-1), estando las mencionadas palas (32a-32n; 132a-132n; 232a-232n) separadas radialmente con respecto al mencionado ventilador (34) y al menos parcialmente coextensivas con las mencionados paletas (34-1) dentro de la mencionada caja (32; 132, 232) de ventilador; y

un elemento (30) resistencia al flujo situado en dirección de aguas abajo y separado axialmente del mencionado ventilador axial (34) y de la mencionadas palas (32a-32n; 132a-132n; 232a-232n).

2. La caja de ventilador de la reivindicación 1, en la que las mencionadas paletas (34-1) están separadas radialmente con respecto a la mencionada caja (32; 132, 232) de ventilador en una distancia que se incrementa en una dirección de aguas abajo, de forma tal que las mencionadas palas (32a-32n; 132a-132n; 232a-232n) son de una extensión radial creciente en una dirección de aguas abajo.

3. La caja de ventilador de la reivindicación 1, en la que las mencionadas palas (32a-32n; 132a-132n; 232a-232n) son asimétricas.

4. La caja de ventilador de la reivindicación 1, en la que las mencionadas palas (32a-32n; 132a-132n; 232a-232n) son de extensión radial variable.

5. La caja de ventilador de la reivindicación 1, en la que las mencionadas palas (132a - 132n) son rectas.

6. La caja de ventilador de la reivindicación 1, en la que las mencionadas palas (232a - 232n) son de forma aerodinámica.

7. La caja de ventilador de la reivindicación 1, en la que las mencionadas palas (32a-32n; 132a-132n; 232a-232n) se extienden hasta la periferia de la mencionada caja (32; 132; 232) de ventilador.