ES2200457T3 - Soplante radial. - Google Patents

Abstract

Ventilador radial. El ventilador tiene un impulsor (10) que tiene un anillo de pala (15) en su periferia. Una partición (26) que esta dispuesta en uno de los laterales de las paredes, engancha con el impulsor y divide su cámara interior en dos cámaras. El anillo de pala tiene protuberancias de tipo sellado de laberinto y/o cavidades (20) directamente en la región de la pared periférica (19) del anillo de pala para evitar el flujo de aire entre el impulsor y el anillo de pala.

Description

Soporte radial.

El invento se refiere a una soplante radial con un rodete en forma de marmita, que está provisto de una corona de álabes en su contorno, de una carcasa que recibe el rodete y que se ensancha radialmente hasta una salida y helicoidalmente en la dirección de giro del rodete a partir de una zona de pared periférica curvada de forma parcialmente circular, que discurre directamente a lo largo de la corona de álabes, y que posee dos paredes laterales que cubren las caras frontales del rodete, donde una pared divisoria dispuesta en una de las paredes laterales encaja en el rodete en forma de marmita, y cuyo espacio interior está subdividido en un primera y una segunda cámaras de aspiración, estando asociada la primera cámara de aspiración a un orificio de aspiración y estando orientada la segunda cámara de aspiración hacia la zona de pared periférica, que discurre directamente a lo largo de la corona de álabes.

En una soplante radial de este género, conocida por el documento EP 0 589 300, se ha previsto un sistema de obturación laberíntica para mejorar la presión estática y la característica P/V entre el rodete y las dos paredes laterales de la carcasa. No obstante, se ha demostrado que esta medida sola no es suficiente aún conseguir óptimamente los fines perseguidos.

Un problema del presente invento consiste, por consiguiente, en mejorar una soplante radial del género mencionado al comienzo de modo que aumenten más la presión efectiva alcanzable y el rendimiento de la soplante alcanzable.

Este problema se resuelve según el invento por que la zona de pared periférica, que discurre directamente a lo largo del rodete, esté provista de prominencias y/o de cavidades en forma de obturación laberíntica para evitar una circulación aire entre dicha zona de pared periférica y el rodete.

Estas prominencias y/o cavidades en forma de obturación laberíntica en dicha zona de pared periférica conducen a una estanqueidad casi completa entre la corona de álabes y la carcasa en este lugar, lo que actúa, sobre todo, aumentando el rendimiento. En las cavidades o bien en los espacios intermedios entre las prominencias se forman pequeños remolinos de aire, que producen la deseada estanqueidad. Para conseguir una estanqueidad comparable, sin esas prominencias y/o cavidades de ese tipo, debería disminuirse tan sensiblemente el intersticio, entre la corona de álabes y dicha zona de pared periférica, que los costes de fabricación se elevarían notablemente en lo que se refiere a las entonces elevadas exigencias de precisión. Según el invento, se posibilita, no obstante, una estanqueidad casi completa con tolerancias de acabado relativamente grandes.

Gracias a las medidas realizadas en las reivindicaciones subordinadas, son posibles perfeccionamientos y mejoras ventajosos de la soplante radial facilitada en la reivindicación 1.

Como prominencias y/o cavidades en forma de obturación laberíntica, se han previsto ventajosamente nervios transversales y/o ranuras transversales, que discurren transversalmente al sentido de la marcha del rodete, que pueden discurrir perpendicular u oblicuamente al sentido de la marcha, pudiendo también resultar ventajosas las realizaciones curvadas. En especial, en el caso de realizaciones oblicuas o curvadas, se consigue además una reducción de los ruidos de marcha de la soplante.

La zona periférica, que discurre directamente a lo largo de la corona de álabes, se extiende preferiblemente por un ángulo de 60 a 150º para conseguir, con seguridad, la deseada elevación del rendimiento.

Como medidas adicionales para aumentar la presión efectiva y del rendimiento de la soplante, se han previsto ventajosamente medios para obturar la circulación del intersticio entre los bordes de la pared divisoria, que encaja en el rodete y dicho rodete. En efecto, para ello se pueden hacer, por principio, muy pequeños los intersticios entre los dos bordes de la pared divisoria, que dan hacia la corona de álabes del rodete, y la corona de álabes, ya que en este lugar se pueden mantener relativamente pequeñas las tolerancias de acabado, incluso en la producción en masa, aunque ello implicaría un fuerte aumento del ruido de la soplante. Se puede evitarlo eficazmente por que esos intersticios posean una anchura de intersticio, que varíe a lo largo de dichos bordes. Soluciones ventajosas, para ello, son bordes curvados, en especial, bordes curvados en forma de arco o de S, o intersticio o intersticios cuneiformes, que aumenten o disminuyan partiendo, en cada caso, de los extremos de los bordes de las paredes divisorias hacia el centro.

Configuraciones constructivas ventajosas para obturar el intersticio entre el fondo del rodete y el borde de la pared divisoria, que da hacia dicho fondo, son, a la vez, dotar ese borde con un listón de ajuste fibroso o esponjoso, en especial, de un listón de fieltro, de vellón o de cerdas. Alternativamente a ello, se pude equipar el borde con un elemento estanco en forma de disco, que se adecue a la configuración de, al menos, una zona parcial del fondo del rodete y que esté dispuesto a escasa distancia del mismo. Finalmente, una alternativa ventajosa consiste en dotar a ese borde de una zona extrema, que presente nervios y/o ranuras, que discurran, en especial, paralelamente al borde, de modo que se consiga una estanqueidad en forma de obturación laberíntica.

Para optimizare la presión efectiva y el deseado rendimiento de la soplante, también se puede adecuar o bien optimizar el llamado ángulo de ampliación de la espiral de la carcasa. La pared periférica de la carcasa se separa, esto es, desde el extremo trasero, visto en la dirección del giro del rodete, de la zona de pared periférica, que discurre directamente a lo largo de la corona de álabes, formando ese ángulo de ampliación de la espiral, creciendo radialmente desde el rodete, habiéndose previsto una transición continua o brusca y puediéndose optimizar la curvatura de transición.

También los álabes de la corona de álabes adoptan preferiblemente un ángulo, respecto de la dirección radial, que puede ser en el caso más ventajoso de 26 a 29º.

Ejemplos de realización del invento se representan en el dibujo y se explican más detalladamente en la descripción siguiente. Las figuras muestran:

Figura 1 una vista lateral de una soplante radial como ejemplo de realización del invento, en la que se ha quitado la pared lateral provista de la pared divisoria, aunque se ha representado la pared divisoria,

Figura 2 una representación parcial ampliada de la zona de pared periférica, que discurre directamente a lo largo de la corona de álabes,

Figura 3 una representación en sección transversal según una línea de corte perpendicular a la dirección longitudinal de la pared divisoria y a través del eje de giro del rodete, habiéndose previsto una obturación de fieltro entre la pared divisoria y el fondo del rodete,

Figura 4 una representación según la figura 3, donde la obturación entre la pared divisoria y el fondo del rodete tiene lugar por medio de un disco estanco,

Figura 5 otra configuración de esa obturación en figura de una obturación laberíntica en representación detallada,

Figura 6 una primera configuración del intersticio de obturación entre la pared divisoria y la corona de álabes del rodete,

Figura 7 una segunda configuración de ese intersticio de obturación,

Figura 8 una tercera configuración de ese intersticio de obturación,

Figura 9 una cuarta configuración de ese intersticio de obturación, y

Figura 10 una configuración modificada, con respecto a la figura 1, del ángulo \beta de ampliación de la espiral entre el rodete y una zona de pared periférica opuesta de la carcasa.

En el ejemplo de realización de una soplante radial, representado en las figuras 1 a 3, un rodete 10 en forma de marmita está apoyado giratoriamente en una carcasa 11 de forma helicoidal. El rodete 10 se compone de un fondo 12 en forma de disco circular, que posee en el centro un buje 13 para unir con el eje de propulsión de un motor de accionamiento, no representado para simplificar. En la zona periférica radialmente exterior del fondo 12, se eleva perpendicularmente al plano del fondo 12 una serie de álabes 14, que forman una corona 15 de álabes. Los álabes 14 están unidos por un extremo al fondo 12 y, por el otro extremo, a un anillo 16 de soporte por medio de tiras 17 de sujeción acodadas. Los propios álabes 14 están curvados y están inclinados, con respecto a la dirección radial, un ángulo \alpha, que es preferiblemente de 26 a 29º.

La carcasa 11 se compone de una pared 18 periférica moldeada de forma helicoidal, extendiéndose una zona 19 de pared periférica, curvada parcialmente en forma de círculo, directamente, con un intersticio muy pequeño de menos de 1 mm, a lo largo de la corona 15 de álabes, en el ejemplo de realización por un ángulo de unos 110º. Ese ángulo puede variar, no obstante, y ser de entre 60 y 150º. Esa zona 19 de pared periférica está provista de una serie de cavidades 20 paralelas en forma de ranura, que se extienden paralelamente al eje de giro del rodete 10 y que producen, con respecto a la corona 15 de álabes del rodete 10, una obturación del tipo de obturación laberíntica.

Como modificación de las concavidades 20 representadas en forma de ranuras, pueden discurrir también oblicuamente al eje de giro del rodete o presentar un curso curvado para disminuir el ruido de la marcha.

Desde el extremo trasero, con respecto a la dirección A de giro del rodete 10, de la zona 19 de pared periférica provista de cavidades 20 en forma de ranura se amplía la pared 18 periférica, aumentando la distancia radial al eje de giro del rodete 10 hasta una salida 21 de la carcasa. La pared 21 periférica forma, por consiguiente, en esa zona un ángulo \beta de ampliación de la espiral respecto del rodete 10, sufriendo la pared 18 espiral un ligero acodamiento en la zona de transición. Una zona 22 extrema curvada, de la pared 18 periférica, opuestamente a la dirección de curvatura de la zona 19 marginal periférica provista de concavidades 20 en forma de ranura, une la zona 19 marginal periférica con la salida 21 de la soplante. La pared 18 periférica forma la carcasa 11 junto con dos paredes 23, 24 laterales, que cubren las caras abiertas de la pared 18 periférica. Al mismo tiempo, dichas paredes 23, 24 laterales cubren también las caras frontales axiales del rodete 10. Para la obturación del rodete 10 con respecto a las dos paredes 23, 24 sirven obturaciones 25 laberínticas, como se han descrito, por ejemplo, en el estado de la técnica expuesto al principio. El fondo 12 del rodete 10 se ha adecuado, al mismo tiempo, a la configuración de la pared 23 lateral vecina, produciendo la configuración de la sección transversal varias veces angulada, observable en la figura 3, del fondo 12 una obturación adicional.

Desde la pared 24 lateral, se extiende una pared 26 divisoria, en forma de marmita, hacia el interior del rodete 10 y subdivide su interior en una primera cámara V1 de aspiración y una segunda cámara V2 de aspiración, que está da hacia la zona 19 de pared periférica. Esa pared 26 divisoria se extiende oblicuamente desde la pared 24 lateral al fondo 12 del rodete 10, siendo también posible, por principio, un curso paralelo con respecto al eje de giro del rodete 10, como se ha representado en un ejemplo de realización del estado de la técnica expuesto al principio. Para la obturación del intersticio entre el fondo 12 del rodete 10 y el borde de la pared 26 divisoria que da hacia dicho fondo 12 se ha provisto dicho borde con una tira de fieltro o bien un listón de fieltro. La tira 27 de fieltro se puede dimensionar además de modo que roce con el suelo 12, cuando está nueva, y, al girar el rodete 10, sea desgastada por abrasión de modo que se forme un intersticio mínimo.

En lugar de una tira 27 de fieltro o bien un listón de fieltro, se puede prever también otro listón de tipo fibroso o esponjoso en ese borde de la pared 26 divisora, por ejemplo, también un listón de vellón o de cerdas. Además, el fondo 12 del rodete 10 puede estar configurado también como placa plana, de modo que el borde de la pared 26 divisoria, que da hacia dicho fondo 12, esté inclinado adecuadamente de modo que la anchura del intersticio sea sensiblemente igual en general.

La pared 24 lateral está provista de un orificio 28 de aspiración de aire, que desemboca en la primera cámara V1 de aspiración.

A continuación, debe explicarse, pues, la forma de actuar de la soplante radial representada y descrita, estando unidas aquí selectivamente las funciones de la técnica de soplantes radiales y de corriente transversal así como de la técnica de obturación del canal lateral. Según el dimensionado y la realización, predomina una u otra técnica.

En el caso del rodete 10 girando en la dirección A de giro, el rodete 10 actúa en la zona de la primera cámara V1 de aspiración como soplante radial. Se aspira aire exterior a través del orificio 28 de aspiración de aire a la primera cámara V1 de aspiración, y es impulsado a lo largo de la zona periférica de la primera cámara V1 de aspiración, por medio de la corona 15 de álabes, radialmente hacia fuera. Esta corriente de aire impulsada se divide afuera en una corriente A1 de trabajo y una corriente A2 de trabajo. La corriente A1 de trabajo vuelve nuevamente a la primera cámara A1 de aspiración y es impulsada de nuevo hacia fuera por la acción de la soplante radial, llegando una parte esencial de esa corriente de trabajo, en el extremo opuesto de la primera cámara V1 de aspiración, a la zona de ampliación de la espiral formada por el ángulo \beta de ampliación de la espiral.

En la región de la segunda cámara V2 de aspiración, el rodete está cerrado de forma estanca, por sus dos caras frontales axiales, por las paredes 23, 24 laterales. Hacia el espacio interior, la pared 26 divisoria forma un cierre estanco, y en la zona 19 marginal periférica, opuesta a la pared divisoria, las concavidades 20 en forma de ranura obturan el rodete 10. Este último trabaja, por consiguiente, en la zona de la segunda cámara V2 de aspiración, exclusivamente como soplante de corriente transversal, que aspira la corriente de trabajo en la zona de la salida 21 de la soplante, que obtura y expulsa en la zona de ampliación de la espiral o bien del difusor limitada por el ángulo \beta de ampliación de la espiral. La soplante radial trabaja, por consiguiente, en parte como soplante de dos etapas, con una etapa que trabaja como soplante radial, formada por medio de la primera cámara V1 de aspiración, y una segunda etapa que trabaja como soplante de corriente transversal, formada por la segunda cámara V2 de aspiración. Para conseguir una elevada presión efectiva y un alto rendimiento de la soplante es, por ello, de importancia esencial la buena obturación de la segunda cámara V2 de aspiración.

Se configuran tres isletas 29 a 31 de corriente en el espacio interior de la carcasa 11 como elementos de unión entre las dos paredes 23, 24 laterales y sirven para dejar a un lado porciones de corriente turbulentas (zonas de remolino) y para construir un perfil de corriente lo más homogéneo posible. Las corrientes turbulentas impedirían la circulación deseada de la corriente y provocarían un incremento de la formación de ruido.

En la figura 4, se representa una construcción alternativa para la obturación entre la pared 26 divisoria y el rodete 10. El borde de la pared 26 divisoria, que da hacia el fondo 12, está provisto de un disco 40 perforado, que se adapta a la configuración del fondo 12 del rodete 10 y que forma con dicho fondo 12 un intersticio constructivamente sostenible lo más pequeño posible. El buje 13 pasa además por el agujero central del disco 40 perforado. En el caso de que el buje 13 se extienda desde el fondo 12 hacia fuera, se puede utilizar entonces un disco continuo en lugar de un disco 40 perforado.

El borde de la pared 26 divisoria, que da hacia el fondo 12, está provisto de un listón 32 de obturación orientado paralelamente al fondo 12, que está provisto, por la cara que da hacia el fondo 12, de dos concavidades 33 en forma de ranura. Gracias a la formación de remolinos en las concavidades 33 en forma de ranura aparece por eso una obturación laberíntica, como es también el caso de las concavidades 20 en forma de ranura de la zona 19 marginal periférica. Con un mayor espesor de pared de la pared 26 divisoria, se pueden prever también las concavidades 33 en forma de ranura directamente en la zona marginal de la pared 26 divisoria. Además, el número de concavidades 33 en forma de ranura no está limitado obviamente a dos. En el caso más sencillo, también se puede prever sólo una única concavidad 33 en forma de ranura.

En las figuras 6 a 9, se representan diversas realizaciones de intersticios de obturación entre la pared 26 divisoria y la corona 15 de álabes del rodete 10. En este lugar, se puede hacer el intersticio muy pequeño, condicionado por la construcción, para conseguir una obturación lo mejor posible. En cualquier caso, el desarrollo de ruido de la soplante aumenta intensamente según se vaya reduciendo el intersticio. Para evitar o bien reducir ese desarrollo de ruido, se varía, con intersticio cada vez menor, la anchura del intersticio a lo largo de los bordes de la pared 26 divisoria, que dan hacia la corona 15 de álabes.

Según la figura 6, se ha previsto un borde 34 curvado en forma de S, siendo también posible una curvatura en forma de arco o de otro tipo.

Según la figura 7, la pared divisoria tiene dos bordes 35, que discurren oblicuamente con respecto a la corona 15 de álabes, de modo se formen intersticios cuneiformes. En las figuras 6 a 9, se reconoce obviamente sólo un intersticio, en cada caso, ya que el rodete 10 y la pared 26 divisoria sólo están representadas en su mitad. Se renunció a la representación de la carcasa 10 en aras de la simplificación.

Según la figura 8, los bordes 36 de la pared 26 divisoria forman en los extremos exteriores un intersticio menor y, hacia el centro, se hace mayor con respecto a la corona 15 de álabes. Sucede esto al revés según la figura 9, es decir, allí los bordes 37 de la pared 26 divisoria forman en la zona central una intersticio menor, que crece hacia las zonas extremas con respecto a la corona 15 de álabes.

En las figuras 6 a 9, sólo se ha representado, en cada caso, una sección de la pared 26 divisoria en aras de la simplificación.

En la figura 10, se ha representado una configuración alternativa de la carcasa 11, indicada en ella con 11'. La pared 38 periférica de la carcasa 11' forma allí desde el extremo de la zona 39 marginal periférica, provista de concavidades 20 en forma de ranura, un ángulo \beta de ampliación de la espiral mayor, teniendo lugar una transición en forma de borde en salto, es decir, la distancia entre la pared 38 periférica y el rodete 10 se amplía, primero, casi bruscamente, para ampliarse luego adicionalmente hacia la salida 21 de la soplante. En sintonía con el restante dimensionado de la soplante radial, se puede conseguir asimismo un aumento del rendimiento y de la presión efectiva por medio del dimensionado de esa zona de ampliación de la espiral.

Claims (11)

1. Soplante radial con un rodete (10) en forma de marmita, que está provisto de una corona (15) de álabes en su contorno, con una carcasa (11, 11') que aloja el rodete, que se ensancha de forma helicoidal partiendo de una zona (19) de pared periférica curvada parcialmente en forma circular, que discurre directamente a lo largo de la corona (15) de álabes en la dirección del rodete (10) radialmente hacia una salida (21) y que posee dos paredes (23, 24) laterales, que cubren las caras laterales del rodete (10), donde una pared (26) divisoria, dispuesta en una de las paredes (24) laterales, encaja en el rodete (10) en forma de marmita y subdivide su espacio interior en una primera y una segunda cámaras de aspiración, y donde se ha asignado a la primera cámara de aspiración un orificio (28) de aspiración, y la segunda cámara de aspiración está orientada hacia la zona (19) de pared periférica, que discurre directamente a lo largo de la corona (15) de álabes, caracterizada porque la zona (19; 39) de pared periférica, que discurre directamente a lo largo de la corona (15) de álabes, está provista de prominencias y/o concavidades (20) en forma de obturación laberíntica para evitar una circulación de aire entre dicha zona (19; 39) de pared periférica y el rodete (10).

2. Soplante radial según la reivindicación 1, caracterizada porque se han previsto, como prominencias y/o concavidades en forma de obturación laberíntica, nervios transversales y/o ranuras transversales, en especial curvados, que discurren transversalmente a la dirección de la marcha del rodete (10).

3. Soplante radial según la reivindicación 2, caracterizada porque las prominencias y/o las concavidades configurados como nervios transversales y/o ranuras transversales, respectivamente, discurren perpendicular u oblicuamente a la dirección de marcha.

4. Soplante radial según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la zona (19; 39) de pared periférica, que discurre directamente a lo largo de la corona (15) de álabes, se extiende por un ángulo de 60º a 150º.

5. Soplante radial según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque se han previsto medios de obturación de la corriente para el intersticio entre los bordes de la pared (26) divisoria y el rodete (10), formando preferiblemente los dos bordes (34 - 37) de la pared (26) divisoria, que apuntan hacia la corona (15) de álabes del rodete (10), un intersticio hacia la corona (15) de álabes con una anchura de intersticio, que varía a lo largo de dichos bordes
(34 - 37).

6. Soplante radial según la reivindicación 5, caracterizada porque los bordes (34) son curvados, en especial curvados de forma arqueada o de S, o porque se ha previsto un intersticio cuneiforme, en cada caso, entre los bordes (35) y la corona (15) de álabes, o porque el intersticio entre los bordes (36, 37) y la corona (15) de álabes aumenta o disminuye partiendo, en cada caso, de los extremos de los bordes hacia el centro de los bordes (36, 37).

7. Soplante radial según la reivindicación 5 ó 6, caracterizada porque para obturar el intersticio entre el fondo (12) del rodete (10) y el borde de la pared (26) divisoria, que da hacia dicho fondo (12), este borde está provisto de un listón (27) de ajuste fibroso o esponjoso, en especial, un listón de ajuste de fieltro, de vellón o de cerdas, o de un elemento (40) de obturación en forma de disco, adaptado a la configuración de, al menos, una zona parcial del fondo (12) del rodete (10) y dispuesto a escasa distancia de éste, o de una zona (32) final, que presenta en especial nervios y/o ranuras (30) que discurren paralelamente al borde.

8. Soplante radial según la reivindicación 7, caracterizada porque la zona (32) extrema está configurada como listón de ajuste terminal unido al borde.

9. Soplante radial según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la pared (18; 38) periférica de la carcasa (11; 11') se separa aumentando radialmente del rodete (10) desde el extremo trasero, visto en la dirección de giro del rodete (10), de la zona (19; 39) de pared periférica, que discurre directamente a lo largo de la corona (15) de álabes, formando un ángulo (\beta) de ampliación de la espiral, habiéndose previsto una transición continua o brusca.

10. Soplante radial según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque los álabes (14) de la corona (15) de álabes adoptan un ángulo de preferiblemente 26 a 29º con respecto a la dirección radial.

11. Soplante radial según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque entre el rodete (10) o su corona (15) de álabes y las dos paredes (23, 24) laterales se forma un sistema (25) de obturación laberíntica.