ES2304726T3 - Ventilador centrifugo. - Google Patents
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Abstract
Ventilador centrífugo que comprende una carcasa (2) y un rotor (5) instalado en la carcasa (2) y que gira alrededor de un eje de rotación (X) definido; la carcasa (2) teniendo una abertura axial de entrada, a través de la cual se aspira el aire y una abertura tangencial de salida del aire (7), a través de la cual se expulsa el aire; la abertura tangencial de salida (7) estando delimitada por un primer borde (8) que está dispuesto substancialmente paralelo al eje de rotación (X) y está situado cerca del rotor (5), por un segundo borde (9) enfrentado al primer borde (8) y distanciado del rotor (5) y por dos bordes laterales (10), cada uno de ellos uniendo el primer borde (8) al segundo borde (9); el ventilador centrífugo comprendiendo, además, un apéndice (12) situado cerca de la abertura tangencial de salida (7), delimitado por el primer borde (8) y teniendo una superficie convexa (16) internamente a la carcasa (2) y una superficie de transición (15) dispuesta entre la superficie convexa (16) y el primer borde (8); el ventilador centrífugo estando caracterizado por el hecho que además comprende una protuberancia (21), que se extiende a lo largo de cada borde lateral (10) hacia el borde lateral opuesto (10) desde un carenado de unión (22) del segundo borde para formar un bastidor único de forma redondeada a lo largo del segundo borde (9) y a lo largo de los dos bordes laterales (10).
Description
Ventilador centrífugo.
La presente invención se refiere a un ventilador
centrífugo que se usa especialmente en aplicaciones de la industria
automovilística.
Preferentemente, la presente invención se
refiere al sector de ventiladores eléctricos para la ventilación de
habitáculos de autovehículos, incluso combinados con sistemas de
acondicionamiento de aire.
Con referencia a las figuras 6a, 6b y 6c, que
exhiben un ventilador centrífugo eléctrico de un tipo conocido, los
ventiladores de este tipo comprenden una carcasa "a" que aloja
en su interior un rotor "b" representado esquemáticamente en
la figura 6b y conectado a un motor eléctrico "c". La carcasa
"a" posee una abertura (no exhibida) en su costado para la
entrada de aire en su interior según una dirección paralela al eje
de rotación del rotor "b" y una abertura de salida "d" a
través de la cual el rotor "b" expulsa el aire hacia fuera en
una dirección "e" tangencial al mismo rotor "b". La
abertura de salida "d" está delimitada por cuatro bordes
laterales que determinan un plano "f" perpendicular al flujo
del aire de salida y paralelo al flujo del aire de entrada. Más
exactamente, un primer borde "g" está dispuesto
substancialmente paralelo al eje de rotación "h" del rotor
"b", está situado cerca del rotor "b" y pertenece a una
primera pared "i" paralela al plano "f" definido por la
abertura de salida. Un segundo borde "l", paralelo y enfrentado
al primero, está distanciado del rotor "b" y pertenece a una
segunda pared "m" substancialmente perpendicular al plano
"f" definido por la abertura de salida "d". Los bordes
laterales "n", cada uno de ellos uniendo el primer borde
"g" al segundo borde "l", pertenecen a paredes
enfrentadas "o" perpendiculares al eje de rotación "h" del
rotor "b". Lamentablemente, todos los bordes "g",
"l", "n" presentan aristas vivas. Además, la carcasa
"a" está cerrada por una pared curva "p" que une la
primera pared "i" a la segunda pared "m" y, junto con el
rotor "b", delimita un conducto "q" que se abre
progresivamente hacia la abertura de salida "d".
En la industria automovilística moderna, en
particular en el sector de fabricación de coches de lujo, el confort
de marcha ha logrado niveles muy elevados tanto en términos de
comportamiento dinámico del coche como de nivel de ruido. Después
de haber logrado niveles extremadamente altos de insonorización
contra el ruido externo, ahora los diseñadores están concentrando
su atención sobre el ruido dentro del habitáculo o en partes del
coche cerca del habitáculo, como, por ejemplo, el ruido provocado
por los ventiladores del acondicionamiento de aire y/o sistemas de
calefacción.
En el documento DE 9.209.019 U se describe un
ejemplo de un ventilador centrífugo con un dispositivo para reducir
el ruido. Este documento describe un ventilador centrífugo que está
provisto, en la sección de salida, de un apéndice ahusado. Este
apéndice tiene una extremidad redondeada y, junto con el rotor,
forma un conducto divergente.
Al respecto, la parte solicitante ha hallado que
ventiladores del tipo descrito con anterioridad pueden ser
mejorados de distintas maneras, especialmente por lo que concierne
al ruido provocado por el aire que fluye contra las aristas vivas
del ventilador. Este ruido molesta al conductor y a los
pasajeros.
En esta situación, el cometido técnico básico de
la presente invención es el de proporcionar un ventilador
centrífugo que sea silencioso.
El cometido técnico y los objetivos
especificados se logran substancialmente en su totalidad mediante un
ventilador centrífugo caracterizado por el hecho que comprende una
o varias de las soluciones técnicas expresadas en las
reivindicaciones que están más adelante.
A continuación sigue una descripción de una
realización preferida y no limitativa de un ventilador centrífugo
exhibido en los dibujos anexos, en los cuales:
- la figura 1 es una vista en planta de un
ventilador centrífugo según la presente invención;
- la figura 2 es un corte transversal del
ventilador según la presente invención a través de la línea
II-II de la
\hbox{figura 1;}
- la figura 3 es un corte transversal del
ventilador según la presente invención a través de la línea
III-III de la
\hbox{figura 1;}
- la figura 4 muestra un primer detalle
amplificado del ventilador centrífugo de la figura 1;
- la figura 4a muestra una primera realización
alternativa del primer detalle amplificado de la figura 4;
- la figura 4b muestra una segunda realización
alternativa del primer detalle amplificado de la figura 4;
- la figura 5 muestra un segundo detalle
amplificado del ventilador centrífugo de la figura 1;
- las figuras 6a, 6b y 6c son diferentes vistas
de un ventilador centrífugo perteneciente a la técnica conocida.
Con referencia a los dibujos anexos, el número 1
denota un ventilador centrífugo, en su totalidad, según la presente
invención. El ventilador centrífugo (1) comprende una carcasa (2)
delimitada por un par de paredes laterales paralelas (3) y una
pared de conexión (4) que une las dos paredes laterales (3) y que se
extiende preferente y principalmente siguiendo una dirección
espiralada (figura 2).
Dentro de la carcasa (2) hay un rotor (5),
representado esquemáticamente en los dibujos, cuyo cubo (6) está
conectado a un motor eléctrico (no exhibido) que está instalado
fuera de la carcasa (2) y que impulsa al rotor (5) haciéndolo girar
alrededor de un eje de rotación definido "X" en una dirección
predeterminada "R". En conformidad con diseños muy conocidos,
el rotor (5) comprende una pluralidad de paletas (no exhibidas)
conectadas al cubo (6). Las paletas pueden ser de cualquier tipo y
su forma, cantidad y tamaño no restringen el alcance de la presente
invención.
La carcasa (2) tiene una abertura axial de
entrada, hecha en ambas paredes laterales (3) e indicada mediante
la flecha "Z" de la figura 1, a través de la cual el aire es
aspirado por el rotor (5), y una abertura tangencial de salida (7)
a través de la cual el aire es expulsado hacia fuera por el rotor
(5) en una dirección de salida tangencial "Y" (figura 2).
La abertura tangencial de salida (7) está hecha
en la pared de conexión (4). Observando con mayor detenimiento, la
abertura tangencial de salida (7) está delimitada por un primer
borde (8) que está dispuesto substancialmente paralelo al eje de
rotación "X" y está situado cerca del rotor (5), por un segundo
borde (9) opuesto al primer borde (8) y distanciado del rotor (5) y
por dos bordes laterales (10), cada uno uniendo el primer borde (8)
al segundo borde (9). Tales bordes (8, 9 y 10) definen un plano
"A" sobre el cual está dispuesta la abertura de salida (7). El
plano "A" está dispuesto paralelo al eje de rotación "X" y
perpendicular a la dirección tangencial de salida "Y" del
aire.
El rotor (5) y la carcasa (2) delimitan un
conducto (11) que se extiende alrededor del mismo rotor (5) y que
se agranda progresivamente hacia la abertura de salida (7) en la
dirección de rotación (R).
De manera ventajosa, el ventilador centrífugo
(1) según la presente invención también comprende un apéndice (12)
situado cerca de la abertura tangencial de salida (7). El apéndice
(12) está delimitado por el primer borde (8) y tiene una superficie
convexa (16) dentro de la carcasa (2) que está conectada al primer
borde (8) mediante una superficie de transición (15).
El apéndice (12), por lo tanto, se extiende
entre las dos paredes laterales (3) y está dispuesto paralelo al
eje de rotación "X".
La superficie convexa (16), además, está
conectada a una superficie interna (17) que pertenece a la pared de
conexión (4) de la carcasa (2) en correspondencia de un área de
transición (13). El conducto divergente (11) se extiende a partir
del área de transición (13) y está delimitado por la superficie
interna (17), por el rotor (5) y por las paredes laterales (3).
Preferentemente, por conveniencia de moldeo,
como se puede ver en las figuras 4, 4a y 4b, que muestran tres
realizaciones no restrictivas, el corte transversal del apéndice
(12) transversal al eje de rotación "X" está configurado
básicamente tipo gancho. De su lado opuesto a la superficie convexa
(16), el apéndice configurado tipo gancho (12) forma, fuera de la
carcasa (2), una superficie cóncava (14) que se une al primer borde
(8) y que, por ende, coincide con la extremidad del mismo
gancho.
En la realización exhibida en la figura 4,
también la superficie de transición (15) está curvada hacia fuera y
exhibe una curvatura menor, y, por ende, un mayor radio de
curvatura, que la superficie convexa (16).
Además, como se puede ver en las figuras 2 y 4,
la superficie convexa (16) y la superficie de transición (15),
junto con el segundo borde (9), delimitan un conducto divergente de
salida (18) que actúa como difusor.
La superficie cóncava (14) del gancho se une con
una superficie externa (19) perteneciente a la pared de conexión
(4) de la carcasa (2).
Además, el primer borde (8) está redondeado y se
une con la superficie cóncava (14) y con la superficie de
transición (15) de manera que el gancho no exhiba aristas vivas.
El corte transversal del apéndice (12),
transversal al eje de rotación "X", comprende, además, una
sección recta (20) que une y combina la superficie cóncava (14)
externa a la carcasa (2) con el primer borde (8). La sección recta
(20) está dispuesta substancialmente paralela a la dirección
tangencial "Y" de salida del aire por la abertura de salida
(7). La extensión de la sección recta (20) es tal que, cerca del
apéndice (12), la superficie interna (17) y la superficie externa
(19) de la carcasa (2) delimitan una pared (4a) perteneciente a la
pared de conexión (4), que tiene un espesor constante y que circunda
parcialmente al rotor (5).
Donde con "P_{1}" se define el plano
paralelo al plano "A" y tangente a la superficie convexa (16),
con "P_{2}" el plano perpendicular al plano "A" y
tangente a la superficie de transición (15), con "d_{1}" la
distancia entre el plano "P_{1}" y el plano "A", y con
"d_{2}" la distancia entre el plano "P_{2}" y el
primer borde (8) en correspondencia del punto tangente al plano
"A", la relación entre "d_{1}" y "d_{2}",
preferentemente, estando comprendida entre 1,5 y 3.
En una primera realización alternativa, exhibida
en la figura 4a, la superficie de transición (15) difiere de la
realización de la figura 4 por el hecho que tiene una porción plana
(15a) que se une con la superficie convexa (16) y una sección de
transición curva (15b) dispuesta entre la porción plana (15a) y el
primer borde (8).
Asimismo, el primer borde (8) está definido por
una superficie plana perpendicular a la porción plana (15a)
perteneciente a la superficie de transición (15).
La segunda realización alternativa exhibida en
la figura 4b difiere de aquella de la figura 4a por el hecho que no
tiene la sección de transición curva (15b).
En ambas realizaciones alternativas exhibidas en
las figuras 4a y 4b, la porción plana (15a) está dispuesta paralela
a la dirección tangencial de salida "Y". Por lo tanto, la
sección del conducto de salida (18) no es divergente sino
constante.
Según la presente invención para reducir
adicionalmente el ruido provocado por el ventilador (1), este último
comprende una protuberancia (21) con una forma redondeada, que se
extiende a lo largo de cada uno de los bordes laterales (10) hacia
el borde lateral opuesto (10) (figuras 3 y 5) y un carenado de unión
(22) para redondear el segundo borde (9) (figura 2). Como se puede
ver claramente en corte transversal en la figura 5, la protuberancia
(21) está configurada tipo un semicírculo que se une con las
paredes adyacentes sin formar aristas vivas. Cada una de las
protuberancias (21) situadas en los bordes laterales (10) se
extiende suavemente desde el carenado de unión (22) del segundo
borde (9), para formar un bastidor único alrededor de los tres
bordes (9, 10). Por consiguiente, las protuberancias (21) y el
carenado de unión (22) pueden tener la misma forma.
La presente invención logra en su totalidad el
objetivo propuesto y consigue ventajas importantes.
La forma especial del apéndice situado en el
primer borde reduce el torbellino en correspondencia de la abertura
de expulsión del aire, disminuyendo así el ruido provocado por el
flujo de aire. El ruido se reduce aún más por las protuberancias
redondeadas hechas alrededor de los bordes laterales y por el
carenado de unión del segundo borde.
Claims (10)
1. Ventilador centrífugo que comprende una
carcasa (2) y un rotor (5) instalado en la carcasa (2) y que gira
alrededor de un eje de rotación (X) definido; la carcasa (2)
teniendo una abertura axial de entrada, a través de la cual se
aspira el aire y una abertura tangencial de salida del aire (7), a
través de la cual se expulsa el aire; la abertura tangencial de
salida (7) estando delimitada por un primer borde (8) que está
dispuesto substancialmente paralelo al eje de rotación (X) y está
situado cerca del rotor (5), por un segundo borde (9) enfrentado al
primer borde (8) y distanciado del rotor (5) y por dos bordes
laterales (10), cada uno de ellos uniendo el primer borde (8) al
segundo borde (9);
el ventilador centrífugo comprendiendo, además,
un apéndice (12) situado cerca de la abertura tangencial de salida
(7), delimitado por el primer borde (8) y teniendo una superficie
convexa (16) internamente a la carcasa (2) y una superficie de
transición (15) dispuesta entre la superficie convexa (16) y el
primer borde (8); el ventilador centrífugo estando
caracterizado por el hecho que además comprende una
protuberancia (21), que se extiende a lo largo de cada borde
lateral (10) hacia el borde lateral opuesto (10) desde un carenado
de unión (22) del segundo borde para formar un bastidor único de
forma redondeada a lo largo del segundo borde (9) y a lo largo de
los dos bordes laterales (10).
2. Ventilador según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho que la superficie de transición
(15) está curvada hacia fuera y tiene una curvatura que es menor
que la curvatura de la superficie convexa (16).
3. Ventilador según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho que la superficie de transición
(15) está curvada hacia fuera y tiene una porción plana (15a) que
se une con la superficie convexa (16).
4. Ventilador según la reivindicación 3,
caracterizado por el hecho que la superficie de transición
(15) además tiene una sección de transición curva (15b) dispuesta
entre la porción plana (15a) y el primer borde (8).
5. Ventilador según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho que la superficie convexa (16) se
une con una superficie (17) interna de la carcasa (2).
6. Ventilador según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho que la superficie convexa (16) y
la superficie de transición (15), junto con el segundo borde (9),
delimitan un conducto divergente de salida (18).
7. Ventilador según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho que el primer borde (8) tiene
forma redondeada.
8. Ventilador según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho que el primer borde (8) está
definido por una superficie plana.
9. Ventilador según una cualquiera de las
precedentes reivindicaciones, caracterizado por el hecho que,
a partir de un área de transición (13) entre la superficie convexa
(16) y la superficie interna (17), la superficie interna (17) de la
carcasa (2) y el rotor (5) delimitan un conducto divergente (11) que
se extiende alrededor del rotor (5).
10. Ventilador según una cualquiera de las
precedentes reivindicaciones, caracterizado por el hecho que,
cerca del apéndice (12), la superficie interna (17) y la superficie
externa (19) de la carcasa (2) delimitan una pared (4a) de espesor
constante.
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