ES2274392T3 - Motor de soplador. - Google Patents
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Abstract
Montaje de motor de soplador que comprende: un montaje (11) de motor, que incluye un alojamiento (14) y que tiene un estator (17) y un rotor (16) soportado por el alojamiento (14); y un montaje de ventilador de aire de trabajo acoplado al alojamiento y que tiene una entrada (22) axial y al menos una salida de escape, teniendo el montaje de ventilador una cubierta (13) de ventilador con forma de copa que tiene un orificio que forma la entrada (22), un ventilador (12) centrífugo fijado al rotor (16) para la rotación con el mismo, una placa (15) difusora para guiar el aire de trabajo hasta al menos una salida de escape y una placa (14) de álabes para guiar el aire de trabajo desde el ventilador (12) hasta la placa (15) difusora, teniendo la placa (14) de álabes una pluralidad de álabes (28) ubicadas alrededor de la periferia radial del ventilador (12); caracterizado porque la placa (14) de álabes está fijada a la cubierta (13) de ventilador como un encastre a presión contra una pared (20) cilíndrica de la cubierta (13) de ventilador y se aprieta entre la placa (15) difusora y una base (21) de la cubierta (13) de ventilador para evitar el movimiento axial.
Description
Motor de soplador.
Esta invención se refiere a un motor de soplador
para una aspiradora y similar y la mejora es aplicable tanto a
motores de soplador de tipo de flujo continuo como de
derivación.
Motores de soplador para aspiradoras y similares
son bien conocidos y son generalmente de dos tipo, del tipo de
flujo continuo en el que el aire de trabajo se hace pasar por y a
través del motor eléctrico y el tipo de derivación en el que el
aire de trabajo no enfría directamente el motor, requiriendo un
sistema de refrigeración separado para el motor. Sin embargo, el
principio de funcionamiento es más o menos el mismo. El motor,
normalmente un motor universal pero puede ser un motor de c.c.,
bien con o sin cepillos, tiene un estator, un rotor, un cuerpo
motor o un alojamiento y una placa difusora. Una cubierta de
ventilador se ajusta al motor. El motor acciona un ventilador de
tipo centrífugo, conocido como el propulsor, a una velocidad elevada
para crear un vacío en la entrada a la cubierta de ventilador y
expele el aire a través de orificios de ventilación o bien en la
cubierta de ventilador en el cado del soplador de derivación o bien
en la placa difusora en el caso del soplador de flujo continuo.
La eficacia del soplador depende de con qué
eficacia puede hacerse que se mueva el aire desde la entrada hasta
los orificios de ventilación de escape. Diseños anteriores
utilizaban un propulsor que estaba situado, separado axialmente de
la placa difusora, dentro de la cubierta de ventilador. Esto se ha
mejorado añadiendo álabes a la placa difusora que se extienden
axialmente hacia la zona junto al o radiales al propulsor para
dirigir el flujo de aire desde el propulsor hasta los orificios de
ventilación de escape reduciendo los remolinos y las turbulencias
en el vacío entre el propulsor y la cubierta de ventilador.
Esto aumentó la eficacia del soplador en
general, pero complicó el montaje. Como el motor funciona a gran
velocidad, por ejemplo, en algunas aplicaciones, hasta las 45.000
rpm, es importante que el motor y el propulsor estén equilibrados
para evitar graves vibraciones. Esto se realiza mediante el
equilibrado del rotor durante la fabricación del rotor y a
continuación mediante el equilibrado dinámico de la combinación del
rotor y el propulsor cuando el propulsor se ajusta al motor antes
de haber instalado la cubierta de ventilador. El equilibrado se
efectúa retirando una pequeña cantidad de material del borde
exterior del propulsor en la ubicación correcta. Sin embargo, con
los álabes adicionales sobre la placa difusora, la herramienta de
recorte por punzonado ("nibbling tool") o la cortadora no
puede acceder al borde del propulsor para equilibrar el montaje de
rotor / propulsor. Una solución es dejar un espacio en los álabes
para permitir el acceso de la herramienta al propulsor, pero esto
afecta de manera adversa el rendimiento o la eficacia de la
trayectoria de flujo del aire. Otra manera, tal como se muestra en
los documentos JP 2003-49799A y JP
2000-291592A por Toshiba Tec Corp., es fabricar los
álabes como una pieza independiente que se instala tras el
equilibrado y antes de ajustar la cubierta de ventilador. Este
enfoque da el mejor resultado, sin embargo, estos dos métodos
complican el diseño y retrasan el montaje del soplador final debido
a las partes añadidas que deben ajustarse cuidadosamente a la placa
difusora, de lo contrario la cubierta de ventilador no se asentará
de manera apropiada.
También se conocen sopladores similares a partir
de los documentos EP 1048258A, WO 97/30621A, EP1297772A, EP
0385298A, DE 29717906U1 y EP0556895A.
Por consiguiente, se desea tener un soplador
para una aspiradora o similar, en el que se proporcionen álabes de
guía de aire adyacentes al propulsor, que no interfieran con el
equilibrado dinámico del montaje de rotor / propulsor y sean
fáciles de montar (en una disposición o bien de flujo continuo o
bien de derivación).
La presente invención logra esto proporcionando
los álabes de guía de aire como parte de la cubierta de ventilador.
Esto se logra preferiblemente mediante el uso de una parte moldeada
independiente ajustada a la cubierta de ventilador. La cubierta de
ventilador y los álabes pueden o no enchavetarse entre sí, pero no
existe un enchavetado directo entre los álabes y el difusor aunque
la cubierta de ventilador podría enchavetarse con el difusor o con
una parte de alojamiento de motor.
Por consiguiente, la presente invención
proporciona un montaje de motor de soplador que comprende: un
montaje de motor, que incluye un alojamiento y que tiene un estator
y rotor soportado por el alojamiento; y un montaje de ventilador de
aire de trabajo acoplado al alojamiento y que tiene una entrada
axial y al menos una salida de escape, teniendo el montaje de
ventilador una cubierta de ventilador con forma de copa que tiene un
orificio que forma la entrada, un ventilador centrífugo fijado al
rotor para la rotación con el mismo, una placa difusora para guiar
el aire de trabajo hasta al menos una salida de escape y una placa
de álabes para guiar el aire de trabajo desde el ventilador hasta
la placa difusora, teniendo la placa de álabes una placa anular y
una pluralidad de álabes ubicados alrededor de la periferia radial
del ventilador; caracterizado porque la placa de álabes está fijada
a la cubierta de ventilador como un encastre a presión contra una
pared circunferencial de la cubierta de ventilador y se aprieta
entre la placa difusora y una base de la cubierta de ventilador para
evitar el movimiento axial.
Preferiblemente, la base de la cubierta de
ventilador tiene al menos una proyección que se extiende hacia
dentro y la placa de álabes tiene un rebaje respectivo que se acopla
a la al menos una proyección para enchavetar la placa de álabes con
la cubierta de ventilador.
Preferiblemente, la cubierta de ventilador se
enchaveta con una parte del montaje de motor para alinear
circunferencialmente los álabes de la placa de álabes con conductos
de la placa difusora.
Preferiblemente, la placa de álabes tiene una
parte de base anular desde la cual los álabes dependen axialmente,
teniendo la parte de base una pluralidad de proyecciones separadas
que se extienden radialmente alrededor de su borde periférico que
acoplan y agarran la cubierta de ventilador.
Preferiblemente, la cubierta de ventilador es
una parte de metal estirado y las proyecciones se estampan en la
base formando orificios ciegos en la superficie exterior de la
cubierta de ventilador, no penetrando dichos orificios ciegos a
través de la cubierta de ventilador.
Preferiblemente, la placa difusora tiene una
pluralidad de pasos para dirigir el aire de trabajo desde los álabes
hasta la al menos una salida de escape.
Preferiblemente, en el que los pasos de la placa
difusora se extienden desde un lado de la placa difusora hasta el
otro lado y dirigen el aire de trabajo desde la cubierta de
ventilador y hacia el alojamiento de motor para enfriar el
motor.
Preferiblemente, la al menos una salida de
escape comprende una pluralidad de aberturas formadas en la pared
cilíndrica de la cubierta de ventilador en forma de copa y los pasos
de la placa difusora dirigen el aire de trabajo hacia y fuera de las
aberturas.
Preferiblemente, las aberturas están separadas
axialmente desde la cubierta de ventilador y los pasos dirigen el
aire axial y radialmente hacia fuera.
Alternativamente, la placa de álabes podría
formase de manera integrada con la cubierta de ventilador,
preferiblemente como una pieza moldeada monolítica única.
A continuación se describirán dos realizaciones
preferidas de la invención, únicamente a modo de ejemplo, con
referencia a los dibujos adjuntos en los que:
la figura 1 es una vista en alzado de una motor
de soplador al que es aplicable la presente invención;
la figura 2 es una vista en despiece ordenado
del motor de la figura 1;
la figura 3 es una vista en perspectiva de una
cubierta de ventilador del motor de la figura 2;
la figura 4 es una vista en planta de la placa
de álabes del motor de la figura 2;
la figura 5 es una vista desde abajo de la placa
de álabes de la figura 4;
la figura 6 es una vista similar a la figura 2
de un motor de soplador según una segunda realización; y
la figura 7 es una vista en perspectiva de una
cubierta de ventilador alternativa.
La figura 1 ilustra un motor 11 de soplador de
flujo continuo del tipo de motor universal tal como se usa, por
ejemplo, en aspiradoras, sopladores de jardín y otros aparatos que
requieren la creación de un vació o el movimiento de aire a
presión.
El soplador 10 tiene un motor que acciona un
propulsor. En la figura 1, el motor 11 y una cubierta 13 de
ventilador son visibles. La figura 2 es una vista en despiece
ordenado del soplador 10. Desde la parte superior de la figura 2, el
soplador tiene una cubierta 13 de ventilador, una placa 14 de
álabes, un propulsor 12, una placa 15 difusora, un rotor 16, un
estator 17, montajes 18 de cepillo y un alojamiento 19 posterior de
motor.
La cubierta 13 de ventilador es una parte de
metal estirado que tiene una pared 20 cilíndrica y un extremo 21
cerrado. El extremo 21 cerrado tiene una abertura central que forma
la entrada 22 para el soplador. El extremo 21 cerrado se muestra
sustancialmente plano con una serie de anillos 23 elevados
concéntricos con respecto a y adyacentes a la entrada 22. El
extremo 21 cerrado también tiene cuatro depresiones 25 redondas a
igual distancia entre sí formadas mediante estampado. Estas
depresiones forman orificios cerrados o ciegos en la superficie
exterior de la cubierta 13 y proyecciones 24 elevadas sobre la
superficie interior de la pared 21 de extremo. Al ser orificios
ciegos, la cubierta 13 no pierde su hermeticidad al aire en esta
región.
Las proyecciones 24 forman chavetas para alinear
la placa 14 de álabes con la cubierta de ventilador. Se forma una
muesca 26 en el borde libre de la pared 20 cilíndrica para
enchavetar la cubierta 13 con el cuerpo del motor, por ejemplo, con
el alojamiento 19 de motor o la placa 15 difusora.
La placa 14 de álabes es una pieza moldeada en
material plástico, preferiblemente nylon. Tiene un anillo 27 a modo
de placa con álabes 28 de guiado de aire que dependen de la
superficie inferior del anillo 27. El anillo 27 tiene cuatro
orificios 29 que pueden ser orificios ciegos, que se alinean con y
reciben las cuatro proyecciones 24 en la superficie interior de la
cubierta 13 de ventilador. Éstas sirven para bloquear en rotación y
enchavetar la placa 14 de álabes con la cubierta 13 de ventilador.
El anillo 27 también tiene cuatro proyecciones 30 radiales que se
extienden desde la periferia exterior del anillo 27 adyacentes a los
orificios 29. Estas proyecciones 30 forman un ajuste entre piezas
dentro de la cubierta 13 de ventilador y sujetan la placa 14 de
álabes a la cubierta 13. También se proporciona una quinta
proyección 31 que se usa durante el montaje para alinear la placa
14 con la cubierta 13 de ventilador. Una vez que se presiona la
placa 14 de álabes en la cubierta 13 de ventilador, la cubierta 13
de ventilador y la placa 14 de ventilador se vuelven una pieza para
el montaje final. Cuando se montan, los álabes 28 encierra la
periferia exterior del propulsor 12.
El propulsor 12 es un montaje de ventilador
centrífugo de etapa única usado en motores de sopladores. El
propulsor 12 tiene una entrada que está alineada con la entrada 22
de la cubierta de ventilador y, dependiendo de la aplicación, la
entrada del propulsor puede estar o no acoplada con un cierre (no
mostrado) ajustado a la cubierta 13 de ventilado alrededor de la
entrada 22.
La placa 15 difusora forma un extremo superior
del alojamiento de motor y soporta un cojinete 32 para el eje 33
del motor tal como comúnmente se conoce. El difusor 15 tiene una
superficie 34 superior sustancialmente plana orientada hacia el
propulsor 12. En esta realización, el soplador es del tipo de flujo
continuo y el difusor 15 tiene un borde 35 exterior que se pone en
contacto de manera intermitente con la cubierta 13 de ventilador en
ubicaciones circunferencialmente separadas. Entre los puntos de
contacto existen aberturas 36 entre la cubierta 13 de ventilador y
la placa 15 difusora que forman salidas para hacer pasar el aire de
trabajo desde el propulsor 12 hacia el alojamiento de motor.
El alojamiento de motor comprende la placa 15
difusora tal como se mencionó anteriormente y el alojamiento 19
posterior. La placa 15 difusora está unida al alojamiento 19 de
motor mediante cuatro tornillos (no mostrados) que pasan a través
de orificios 37 (sólo son visibles tres) en la placa 15 difusora
adyacentes a la periferia exterior. En esta realización, el
alojamiento 19 posterior tiene un aspecto similar a una copa con un
extremo abierto que se une con la placa 15 difusora y un extremo
semi-encerrado que soporta un segundo cojinete 38
para el eje de motor. El alojamiento 19 posterior soporta el núcleo
17 del estator del motor. Una de las dos proyecciones 34 para
montar el núcleo del estator es visible en la figura 2.
El extremo abierto del alojamiento 19 posterior
tiene un reborde 40. El reborde 40 queda en contacto con la placa
15 difusora o, más precisamente, una pluralidad de álabes 47 de guía
de aire formadas sobre la superficie inferior de la placa 45
difusora y que forma pasos 46 de aire para el aire de trabajo. El
reborde 40 también recibe el extremo abierto de la cubierta 13 de
ventilador. La cubierta 13 de ventilador se presiona sobre una
pared o un borde 41 exterior del reborde 40 que tiene una amplitud
axial suficiente como para formar un asiento o cierre
sustancialmente hermético al aire entre el reborde 40 y la cubierta
13 de ventilador. Se forma una estría 42 en la periferia exterior
del reborde para colocar correctamente la cubierta 13 de ventilador
de manera axial. Cuatro rebajes 43 en la pared 41 de reborde y la
estría 42 permiten que la cubierta 13 de ventilador se fije por
presión al alojamiento 19 posterior para evitar la retirada y/o
separación. Se forma una proyección o bloque 44 de alineamiento en
la pared del reborde 40 para unirse con la muesca 26 en el extremo
abierto de la cubierta 13 de ventilador para alinear
circunferencialmente la cubierta 13 con el alojamiento 19 de motor.
Esto es importante únicamente si el diseño de la placa 14 de álabes
es tal que debe alinearse en rotación o circunferencialmente con la
placa 15 difusora ya que no se prevé el alinear directamente la
placa 14 de álabes con la placa 15 difusora.
Al montar el soplador, se fabrica y se equilibra
el rotor 16, el estator 17 y los montajes 18 de jaula de cepillo se
ajustan al alojamiento 19 posterior. El rotor 16 y los cojinetes 38,
32 se ajustan al alojamiento 19 posterior y la placa 15 difusora y
la placa 15 difusora se fijan al alojamiento 19 posterior. El
propulsor 12 se ajusta entonces al eje 22 de motor y el motor se
equilibra dinámicamente. La cubierta 13 de ventilador, con la placa
14 de álabes se ajusta al motor y se fija por presión al motor y se
fija por presión al reborde 40 completando el soplador.
Al ajustar la cubierta 13, la placa 14 de álabes
se comprime entre o se aprieta por la cubierta 13 de ventilador y la
placa 15 difusora evitando cualquier movimiento de la placa de
álabes.
Por lo tanto, la presente invención proporciona
un soplador fácil de montar y que puede equilibrarse de manera
dinámica con álabes de guía de propulsor para una aspiradora o
similares.
Una segunda realización se muestra en la figura
6. En esta realización el soplador es un soplador de tipo de
derivación en el que el aire de trabajo evita la sección de motor
del soplador. La cubierta 13 de ventilador tiene una pluralidad de
aberturas 45 que forman las salidas de escape formadas en su pared
20 cilíndrica. La placa 15 difusora tiene una pluralidad de pasos
45 abiertos que dirigen el aire de trabajo axialmente hacia abajo y
radialmente hacia fuera a través de las aberturas 45 de escape. La
placa 14 de álabes es la misma que en la primera realización que
dirige en flujo de aire desde el propulsor 12 y hacia los pasos 46
formados en la placa 15 difusora. La placa 14 de álabes está unida
a la cubierta 13 de ventilador de la misma manera a como se usó en
la primera realización. Las dos realizaciones son esencialmente la
misma salvo por las salidas de escape o aberturas 45 en la cubierta
13 de ventilador y la placa 15 difusora ligeramente reconfigurada.
Un ventilador de enfriamiento (no mostrado) se añadiría al eje 33 de
motor para proporcionar un flujo de aire independiente para enfriar
el motor. Este tipo de motor se usa a menudo en aspiradores en
húmedo y en seco y aparatos para limpieza de moquetas.
Las realizaciones descritas anteriormente se dan
únicamente a modo de ejemplo y para los expertos en la técnica
serán evidentes diversas modificaciones sin apartarse del alcance de
la invención tal como se define en las reivindicaciones
adjuntas.
Por ejemplo, la cubierta 13 de ventilador y la
placa 27 de álabes podrían formarse de una pieza, fabricarse
preferiblemente como una pieza moldeada monolítica, preferiblemente
de un material de resina resistente al calor tal como BMC, nylon o
similares. Una alternativa de este tipo se muestra en la figura 7 en
la que la cubierta 13 de ventilador tiene moldeado de forma
integrada álabes 28 de guía de aire que se extienden hacia dentro
de la cubierta 13 de ventilador, tanto desde la base 21, como desde
la pared 20 cilíndrica para proporcionar soporte rígido para los
álabes individuales. Como tal, en esta realización no se requieren
proyecciones 24 ni orificios 25
ciegos.
ciegos.
Claims (11)
1. Montaje de motor de soplador que
comprende:
un montaje (11) de motor, que incluye un
alojamiento (14) y que tiene un estator (17) y un rotor (16)
soportado por el alojamiento (14); y
un montaje de ventilador de aire de trabajo
acoplado al alojamiento y que tiene una entrada (22) axial y al
menos una salida de escape, teniendo el montaje de ventilador una
cubierta (13) de ventilador con forma de copa que tiene un orificio
que forma la entrada (22), un ventilador (12) centrífugo fijado al
rotor (16) para la rotación con el mismo, una placa (15) difusora
para guiar el aire de trabajo hasta al menos una salida de escape y
una placa (14) de álabes para guiar el aire de trabajo desde el
ventilador (12) hasta la placa (15) difusora, teniendo la placa
(14) de álabes una pluralidad de álabes (28) ubicadas alrededor de
la periferia radial del ventilador (12);
caracterizado porque la placa (14) de
álabes está fijada a la cubierta (13) de ventilador como un encastre
a presión contra una pared (20) cilíndrica de la cubierta (13) de
ventilador y se aprieta entre la placa (15) difusora y una base
(21) de la cubierta (13) de ventilador para evitar el movimiento
axial.
2. Montaje de motor de soplador según la
reivindicación 1 en el que la base (21) de la cubierta (13) de
ventilador tiene al menos una proyección (24) que se extiende hacia
dentro y la placa (14) de álabes tiene un rebaje (29) respectivo
que se acopla a la al menos una proyección (24) para enchavetar la
placa (14) de álabes con la cubierta (13) de ventilador.
3. Montaje de motor de soplador según la
reivindicación 2, en el que la cubierta (13) de ventilador se
enchaveta con una parte del montaje (11) de motor para alinear
circunferencialmente los álabes (28) de la placa (14) de álabes con
conductos de la placa (15) difusora.
4. Montaje de motor de soplador según una
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la placa
(14) de álabes tiene una parte (27) de base anular desde la cual los
álabes (28) dependen axialmente, teniendo la parte (27) de base una
pluralidad de proyecciones (30) separadas que se extienden
radialmente alrededor de su borde periférico que acoplan y agarran
la cubierta (13) de ventilador.
5. Montaje de motor de soplador según la
reivindicación 2 ó 3, en el que la cubierta (13) de ventilador es
una parte de metal estirado y las proyecciones (24) se estampan en
la base (21) formando orificios ciegos en la superficie exterior de
la cubierta (13) de ventilador.
6. Montaje según una cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que la placa (14) difusora tiene
una pluralidad de pasos (46) para dirigir el aire de trabajo desde
los álabes (28) hasta la al menos una salida de escape.
7. Montaje según la reivindicación 6, en el que
los pasos de la placa (14) difusora se extienden desde un lado de la
placa (14) difusora hasta el otro lado y dirigen el aire de trabajo
desde la cubierta (13) de ventilador y hacia el alojamiento (19) de
motor para enfriar el motor (11).
8. Montaje según la reivindicación 6, en el que
la al menos una salida de escape comprende una pluralidad de
aberturas (45) formadas en la pared (20) cilíndrica de la cubierta
(13) de ventilado en forma de copa y los pasos de la placa (14)
difusora dirigen el aire de trabajo hacia y fuera de las aberturas
(45).
9. Montaje según la reivindicación 8, en el que
las aberturas (45) están separadas axialmente desde el ventilador
(12) y los pasos dirigen el aire de trabajo axial y radialmente
hacia fuera.
10. Montaje de motor soplador que comprende:
un montaje (11) de motor, que incluye un
alojamiento (19) y que tiene un estator (17) y un rotor (16)
soportado por el alojamiento (19); y
un montaje de ventilador de aire de trabajo
acoplado al alojamiento (19) y que tiene una entrada (22) axial y
al menos una salida de escape, teniendo el montaje de ventilador una
cubierta (13) de ventilador con forma de copa que tiene un orificio
que forma la entrada (22), un ventilador (12) centrífugo fijado al
rotor (16) para la rotación con el mismo, un difusor (15) para
guiar el aire de trabajo hasta al menos una salida de escape, y una
pluralidad de álabes (28) de guiado de aire ubicadas alrededor de la
periferia radial del ventilador (12) para guiar el aire de trabajo
desde el ventilador (12) hasta el difusor
(15);
(15);
caracterizado porque los álabes (28) de
guiado de aire están integrados con la cubierta (13) de
ventilador.
11. Montaje de motor de soplador según la
reivindicación 10, en el que la cubierta (13) de ventilador y los
álabes (28) son una pieza moldeada monolítica única.
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