ES2321102T3 - Ventilador. - Google Patents
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Abstract
Un ventilador que comprende: un eje de rotación (1) acoplado rotativamente a un motor de accionamiento; un cubo cilíndrico (2) fijado al eje de rotación (1); una pluralidad de paletas helicoidales (3) formadas en una superficie circunferencial exterior del cubo (2), de manera que las paletas (3) no se solapen unas con las otras cuando las paletas (3) se visualizan desde la dirección del eje de rotación (1), que se caracteriza porque la paleta (3) se extiende desde la superficie circunferencial exterior del cubo (2) con un radio de curvatura fijo en una sección transversal radial.
Description
Ventilador.
La presente invención se refiere a un ventilador
para un aparato electrodoméstico, tal como un aparato de aire
acondicionado, u otro equipo de fabricación.
En general, se utilizan varios tipos de
ventiladores en aparatos electrodomésticos tales como aparatos de
aire acondicionado, o sistemas de ventilación para equipos de
fabricación. Existen ventiladores axiales y ventiladores
centrífugos en los ventiladores dependiendo de las características
del flujo de aire.
El ventilador axial, con un flujo de aire
paralelo al eje de rotación, produce un elevado caudal, pero con
una presión baja.
Aunque el ventilador centrífugo tiene un flujo
de aire en la dirección del eje de rotación en una entrada a las
paletas por la que el aire se introduce al interior del ventilador,
el ventilador centrífugo tiene un flujo de aire en una dirección
radial, una dirección perpendicular al eje de rotación, en una
salida de las paletas. Debido a que una finalidad del ventilador
centrífugo es un incremento de presión producido por la fuerza
centrífuga, el ventilador centrífugo tiene un bajo caudal, y una
elevada presión.
Por lo tanto, en el sistema al que se aplica el
ventilador, se utiliza un ventilador adecuado tomando en cuenta las
características de los ventiladores. Por ejemplo, puesto que la
unidad interior de un aparato de aire acondicionado requiere una
elevada presión, se utiliza un ventilador centrífugo, tal como un
ventilador sirocco o un turbo ventilador. Puesto que un propósito
de un sistema de ventilación es descargar una gran cantidad de aire
en un corto período de tiempo, se utiliza principalmente el
ventilador axial, el cual puede proporcionar un elevado caudal.
Puesto que los ventiladores tienen sus propias
características, es difícil incrementar el caudal así como la
presión del aire al mismo tiempo. Por lo tanto, si se requiere un
ventilador que cumpla con los requisitos de un caudal elevado y una
presión elevada, se requiere incrementar el tamaño del ventilador.
En el caso de los aparatos electrodomésticos, el incremento de
tamaño del ventilador incrementa el tamaño total de un producto, y
produce una limitación de la posición de montaje en el sistema.
Para solucionar este problema, la Publicación de
Patente japonesa Abierta a Consulta por el Público número H8 -
216229 (abierta a consulta por el público el 27 de agosto de 1996)
muestra un ventilador de aparato de aire acondicionado y un método
para fabricar el mismo, que puede incrementar tanto la presión de
aire como el caudal de aire cuando la dirección del flujo de aire
es axial, formando una pluralidad de paletas a lo largo de un cubo
cilíndrico en una forma helicoidal o de tornillo.
Sin embargo, puesto que el ventilador del
aparato de aire acondicionado tiene las paletas solapadas una con
las otras y continuas, la fabricación del ventilador es difícil
usando un molde de inyección general, y requiere un moldeo por
extrusión especial, y esto es poco favorable para la producción en
serie.
Cada uno de los documentos WO 02/075159 A1 y US
6.126.395 A desvela un ventilador axial que comprende un cilíndrico
y una pluralidad de paletas helicoidales formadas en la superficie
circunferencial exterior del cubo. Las paletas no se solapan unas
con las otras cuando las paletas se visualizan en la dirección axial
del cubo. Cada paleta se extiende recta en una dirección
radial.
Un objeto de la presente invención diseñado para
solucionar el problema que antecede es proporcionar un ventilador,
cuya fabricación sea fácil de manera que sea favorable para la
producción en serie, y que tiene una dirección axial del flujo, y
puede proporcionar un caudal de aire elevado y una presión de aire
elevada al mismo tiempo.
Para conseguir este objetivo de la presente
invención, se proporciona un ventilador que incluye un eje de
rotación acoplado rotativamente a un motor de accionamiento, un cubo
cilíndrico fijado al eje de rotación, una pluralidad de paletas
helicoidales sobre una superficie circunferencial exterior del cubo,
de manera que las paletas no se solapen unas con las otras cuando
las paletas se visualizan desde la dirección del eje de rotación,
en el que la paleta se extiende desde la superficie circunferencial
exterior del cubo con un radio de curvatura constante en una
sección transversal radial.
Unas líneas de partición, conectando cada una de
ellas un extremo superior de la paleta a un extremo inferior de una
paleta adyacente formada en la superficie circunferencial exterior
en el momento del moldeo por inyección con moldes.
La línea de partición es una línea recta que
conecta un borde exterior del extremo superior de la paleta a un
borde interior del extremo inferior de una paleta adyacente.
La línea de partición conecta un borde exterior
del extremo superior de la paleta a un borde interior del extremo
inferior de una paleta adyacente. La línea de partición incluye una
primera parte horizontal que se extiende recta desde un borde
interior del extremo superior de la paleta en una dirección
horizontal, una segunda parte horizontal que se extiende recta
desde un borde interior de un extremo inferior de una paleta
adyacente en una dirección horizontal, y una parte vertical
conectada entre las partes horizontales primera y segunda.
En otro aspecto de la presente invención, se
proporciona un ventilador que incluye un eje de rotación acoplado
rotativamente a un motor de accionamiento, un cubo cilíndrico fijado
al eje de rotación, una pluralidad de paletas helicoidales formadas
en una superficie circunferencial exterior del cubo de manera que
las paletas no se solapen unas con las otras cuando las paletas se
visualizan en la dirección del eje de rotación.
Un extremo superior de la paleta y un extremo
inferior de la paleta adyacente están separados uno del otro una
distancia en una dirección circunferencial del cubo.
La paleta se extiende desde la superficie
circunferencial exterior del cubo con un radio de curvatura fijo.
La paleta tiene el radio de curvatura del extremo inferior que está
formado diferente del radio de curvatura del extremo superior,
particularmente la paleta tiene el radio de curvatura del extremo
inferior que está formado mayor que el radio de curvatura del
extremo superior.
Mientras tanto, la paleta se extiende recta
desde la superficie circunferencial exterior del cubo. El cubo
tiene un parte superior abierta y una parte inferior abierta.
El ángulo que forma el borde lateral de la
paleta se hace máximo cuando la misma se desplaza desde el fondo
del cubo a la parte superior del cubo. Preferiblemente, la paleta
tiene un ángulo de salida \thetae mayor que el ángulo de entrada
\thetai y más preferiblemente la paleta tiene un ángulo de entrada
\thetai de 35º.
Preferiblemente, la relación t_{h} : t_{b}
de grosor del cubo con el de la paleta es 1:1,5, y la paleta tiene
un grosor formado tanto más delgado cuando mas lejos se extiende la
paleta desde la superficie circunferencial exterior del cubo.
Preferiblemente, la relación del diámetro Dh del
cubo con el diámetro Db de un círculo que forma la rotación del
lugar geométrico de de la paleta es 0,4-0,8, y más
preferiblemente es 0,6.
El cubo tiene una pluralidad de paletas
helicoidales en una superficie circunferencial interior del
cubo.
El extremo superior de la paleta se extiende más
allá del extremo superior del cubo, y el extremo inferior de la
paleta se extiende más allá del extremo inferior del cubo.
La paleta se extiende desde la superficie
circunferencial exterior del cubo en una dirección de línea normal,
o el eje de rotación está fijado solamente a una parte inferior del
cubo, y la parte inferior del cubo está formada más gruesa que la
parte superior del cubo para la supresión de vibraciones.
Mientras tanto, el eje de rotación incluye una
pluralidad de cubos fijados al mismo en intervalos regulares,
teniendo cada uno de ellos una pluralidad de paletas formadas sobre
el mismo.
El cubo tiene la parte superior y la parte
inferior recortadas una longitud cada una de ellas, de manera que
la longitud vertical Lh del cubo sea más corta que la longitud
vertical Lb de la paleta.
La relación de la longitud vertical Lh del cubo
respecto a la longitud vertical Lb de la paleta preferiblemente es
4:6. La parte superior y la parte inferior del cubo preferiblemente
tienen unas longitudes reducidas la misma cantidad.
El cubo incluye una placa de conexión en el
interior del cubo que tiene un extremo superior del eje de rotación
fijado a la misma, y la placa de conexión incluye una pluralidad de
nervios de refuerzo radiales provistos sobre la misma.
Los nervios de refuerzo preferiblemente son
simétricos con respecto a la placa de conexión en la dirección
hacia arriba/hacia abajo.
La placa de conexión incluye un casquillo
metálico provisto en un centro de la placa de conexión para que
rodee el eje de rotación, y la parte inferior de la paleta está
recortada desde un borde interior de la paleta en contacto con el
extremo inferior del cubo al borde lateral del extremo inferior.
La paleta tiene una sección que cambia desde una
forma en "S" a una forma de arco cuando cuanto más se desplaza
desde la parte superior a la parte inferior de la paleta, y el cubo
incluye una placa de conexión en el interior del cubo que tiene un
extremo superior del eje de rotación fijado a la misma.
La placa de conexión incluye una pluralidad de
de nervios de refuerzo radiales provistos en la misma, y el nervio
de refuerzo es simétrico con respecto a la placa de conexión en
dirección hacia arriba/hacia abajo.
La placa de conexión incluye un casquillo
metálico provisto en el centro de la placa de conexión para que
rodee al eje de rotación.
Los dibujos adjuntos, que se incluyen para
proporcionar una comprensión adicional de la invención, ilustran
realizaciones de la invención y juntamente con la descripción sirven
para explicar el principio de la invención.
En los dibujos:
la figura 1 ilustra una vista en perspectiva de
un ventilador de acuerdo con una primera realización preferente de
la presente invención;
la figura 2 ilustra un diagrama de una línea de
partición en un ventilador de la presente invención;
la figura 3 ilustra un diagrama de otra forma de
una línea partición del ventilador de la presente invención;
la figura 4 ilustra una vista delantera del
ventilador de la figura 1;
la figura 5 ilustra una vista en planta del
ventilador de la figura 1;
la figura 6 ilustra una vista en perspectiva de
un ventilador de acuerdo con una segunda realización preferente de
la presente invención;
la figura 7 ilustra una vista delantera de un
ventilador de acuerdo con una tercera realización preferente de la
presente invención y,
la figura 8 ilustra una vista en perspectiva de
un ventilador de acuerdo con una cuarta realización preferente de
la presente invención;
la figura 9 ilustra una vista en perspectiva de
un ventilador de acuerdo con una quinta realización preferente de
la presente invención;
la figura 10 ilustra una vista en perspectiva de
un ventilador de acuerdo con una sexta realización preferente de la
presente invención;
la figura 11 ilustra una vista en perspectiva de
un ventilador de acuerdo con una séptima realización preferente de
la presente invención;
la figura 12 ilustra una vista en perspectiva de
un ventilador de acuerdo con una octava realización preferente de la
presente invención;
la figura 13 se ilustra una vista delantera de
un ventilador de la figura 12;
la figura 14 ilustra una vista en perspectiva de
un ventilador de acuerdo con una novena realización preferente de la
presente invención;
la figura 15 ilustra un diagrama de la
estructura del ventilador de la figura 14;
la figura 16 ilustra una vista en planta del
ventilador de la figura 14; y
la figura 17 ilustra un gráfico que muestra la
comparación de los resultados de mediciones de ruido del ventilador
en la octava realización, y del ventilador en la novena
realización.
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A continuación se hace referencia en detalle a
las realizaciones preferidas de la presente invención, ejemplos de
las cuales se ilustran en los dibujos que se acompañan. La figura 1
ilustra una vista en perspectiva de un ventilador de acuerdo con
una primera realización preferente de la presente invención.
Haciendo referencia a la figura 1, el ventilador
incluye un eje de rotación 1 acoplado rotativamente a un motor de
accionamiento (no mostrado), un cubo cilíndrico 2 fijado al eje de
rotación 1, y una pareja de paletas helicoidales 3 en una superficie
circunferencial exterior del cubo 2.
Las paletas 3 están formadas para que no
presenten ninguna porción solapada una con la otra cuando se
visualizan desde la dirección del eje de rotación 1. Para esto, un
extremo superior 3b de una de las paletas 3 y un extremo inferior
3a de una paleta adyacente 3 están separados una distancia en la
dirección circunferencial, o están formadas en la misma línea
vertical cuando se visualiza desde un lado del cubo 2.
Esto es, cuando el cubo 2 esta dividido en
mitades, las dos paletas 3 están formadas en las mitades divididas
del cubo 2 respectivamente, para permitir el modelo por inyección
del cubo 2 con un molde superior y con un molde inferior (no
mostrados).
El extremo inferior 3a del cubo 3 es una parte
en donde el aire introducido en la paleta 3 pasa una primera vez, y
el extremo superior 3b de la paleta 3 es una parte en donde el aire
pasa cuando el aire es descargado desde la paleta 3. Por motivo de
conveniencia, se supone que el aire es introducido en el interior de
una parte inferior del ventilador y descargado desde una parte
superior del ventilador cuando el dibujo se ve desde arriba.
La paleta 3 se extiende desde una circunferencia
exterior del cubo 2 con un radio de curvatura fijo, para tener una
forma curvada semicircular.
Es preferible que el radio de curvatura del
extremo superior 3b de la paleta 3 sea diferente del radio de
curvatura del extremo inferior 3a, para un flujo más suave del aire,
y en particular, es preferible que el radio de curvatura del
extremo inferior 3a sea mayor que el radio de curvatura del extremo
superior 3b.
Como consecuencia, el extremo inferior 3a de la
paleta con un radio de curvatura mayor permite una entrada suave
del aire, y el extremo inferior 3a de la paleta con un radio
curvatura menor permite incrementar tanto la presión de aire como
el caudal de aire debido a que el aire se descarga, habiéndose
acumulado el aire.
Por supuesto, la paleta 3 puede tener una
variedad de formas, tal como extendiéndose la paleta 3 en una línea
recta desde la superficie circunferencial exterior del cubo 3.
Los símbolos de referencia 3c y 3d que no se han
explicado indican la superficie interior y la superficie exterior
de la paleta 3, respectivamente.
Mientras tanto, el cubo 2 tiene partes superior
e inferior abiertas. Por lo tanto, debido a que el aire que entra
en la parte inferior del ventilador es guiado a la parte superior
del ventilador a lo largo del mismo, no solamente de las paletas 3
sino también por el interior del cubo 2, el ventilador puede tener
un caudal de aire elevado. Por supuesto, dependiendo del ambiente y
de las condiciones del ventilador en las que se aplica el mismo,
las partes superior e inferior del cubo 2 pueden ser cerradas.
El cubo 2 tiene cuatro nervios 4 dentro del
mismo en intervalos de 90º fijados a las superficies interiores del
eje de rotación 1 y del cubo 2, para soportar el eje de rotación
1.
Mientras tanto, el cubo 2 tiene una línea de
partición 5 en la superficie exterior del mismo conectada entre el
extremo superior 3b de una de las paletas y el extremo inferior 3a
de una paleta adyacente. La línea de partición 5 está formada en la
superficie circunferencial exterior del cubo 2, cuando el cubo 2 es
moldeado por inyección con los moldes superior e inferior.
La línea de partición 5 se describirá con mayor
detalle. La figura 2 ilustra un diagrama de una línea de partición
en un ventilador de la presente mención.
Haciendo referencia a la figura 2, la línea de
partición 5 conecta una superficie exterior 3d del extremo superior
de una de las paletas y una superficie interior 3c del extremo
inferior de una paleta adyacente. La superficie exterior 3d del
extremo superior de una de las paletas y una superficie interior 3c
del extremo inferior de una paleta adyacente están situadas en la
misma línea vertical. De acuerdo con esto, la línea de partición 5
es una línea recta.
La figura 3 ilustra un diagrama de otra forma de
una línea partición del ventilador de la presente invención.
Haciendo referencia a la figura 3, la línea de
partición también puede estar formada para conectar la superficie
interior 3c del extremo superior de una de las paletas a la
superficie interior 3c del extremo inferior de una paleta
adyacente.
En este caso, el extremo superior 3b de una de
las paletas y el extremo inferior 3a de una paleta adyacente están
separados una distancia en una dirección circunferencial del cubo 2.
Por lo tanto, la línea de partición que conecta el extremo superior
3b de una de las paletas y el extremo inferior 3a de una paleta
adyacente forma, no una línea recta, sino una línea sustancialmente
en forma de "Z".
De manera más detallada, la línea de partición 5
tiene una primera parte horizontal 5a que se extiende recta
horizontalmente desde superficie interior 3c del extremo superior de
una de las paletas, una segunda parte horizontal 5b que se extiende
recta horizontalmente desde una superficie interior 3c del extremo
inferior de una paleta adyacente, y una parte vertical 5c conectada
entre las partes horizontales primera y segunda 5a y 5b.
Como se ha descrito anteriormente, la línea de
partición 5 está formada en la superficie circunferencial exterior
del cubo 2 cuando el cubo 2 es formado por moldeo por inyección con
moldes, si las formas de los moldes varía, la forma de la línea de
partición 5 también varía.
La figura 4 ilustra una vista delantera del
ventilador de la figura 1.
Haciendo referencia la figura 4, un ángulo que
forma un borde lateral 3e de una de las paletas está formado de
manera que el ángulo se hace mayor cuando se desplaza desde la parte
inferior del cubo 2 a la parte superior del cubo 2, para mejorar
las características del flujo. La paleta 3 está formada de manera
que el ángulo de salida sea \thetae sea mayor que el ángulo de
entrada \thetai.
El ángulo de entrada \thetai es el ángulo que
forman una línea tangencial al borde 3e de la paleta y una línea
horizontal en la parte en donde el aire entra, y el ángulo de salida
\thetae es un ángulo que forman una línea tangencial al borde 3e
de la paleta y una línea horizontal en la parte en donde el aire
sale.
El ángulo de entrada \thetai indica un ángulo
de entrada del aire que entra a la parte inferior 3a de la paleta y
el ángulo de salida \thetae indica un ángulo de salida del aire
que sale por el extremo superior 3b de la paleta.
Es preferible que el ángulo de entrada \thetai
sea 35º. En más detalle, como resultado, el experimento de la
medición de ruido del ventilador con distintos ángulos de entrada
\thetai muestra que el ruido del ventilador varía con el ángulo de
entrada \thetai
Esto es, si el ángulo de entrada \thetai es
35º, el ruido del ventilador es aproximadamente 31 dB, y es de
aproximadamente 36 dB con otros ángulo. Esto es debido a que la
línea de corriente del aire entrante es casi la misma con el ángulo
de entrada \thetai en el caso de que el ángulo de entrada
\thetai sea alrededor de 35º, para minimizar la formación de
turbulencia.
La figura 5 ilustra una vista en planta del
ventilador de la figura 1.
Haciendo referencia a la figura 5, el cubo 2 y
la paleta 3 tienen un cierto grosor t_{h} y t_{b} que
influencian una característica de vibración del ventilador. Esto
es, la vibración del ventilador varía con los grosores t_{h} y
t_{b}, especialmente con la relación de grosor t_{h} : t_{b}
del cubo 2 y de la paleta 3.
En mayor detalle, como resultado del los
experimentos para medir la vibración del ventilador cuando se varía
el grosor del cubo 2 y de la paleta 3, se ha verificado que la
relación de grosor t_{h} : t_{b} del cubo 2 y de la paleta 3
tiene una gran influencia en las características de vibración del
ventilador. Especialmente, las características de vibración del
ventilador son óptimas cuando la relación de grosor t_{h} :
t_{b} del cubo 2 y de la paleta 3 es 1:1,5.
Es preferible que la paleta 3 esté formada de
manera que el grosor t_{b} se haga tanto más delgado cuanto más
se extienda la paleta desde la superficie exterior del cubo 2. Una
estructura de paleta de este tipo desplaza el centro de gravedad de
la paleta 3 hacia dentro, para reducir el momento generado cuando se
produce la rotación del ventilador, y como consecuencia, para
reducir la vibración del ventilador.
Además, es preferible que el ventilador de la
presente invención se fabrique para que tenga una relación Dh/Db
del cubo de 0,4-0,8 para que el ventilador
proporcione un caudal de aire elevado y una presión de aire
elevada, más preferiblemente 0,6. La relación Dh/Db del cubo es una
relación entre el diámetro Dh del cubo 2 con el diámetro Db de un
círculo del lugar geométrico de rotación de la paleta 3.
Considerando la dinámica del ruido, aunque se
conoce que el tamaño de la paleta tiene una gran influencia sobre
la eficiencia del ventilador, como resultado de los experimentos
actuales con ventiladores que tienen una variedad de relaciones
Dh/Db del cubo, el caudal de aire y la presión de aire son buenas
cuando la relación Dh/Db del cubo se encuentra en el intervalo de
0,4 -0,8 y son óptimas cuando la relación del cubo es 0,6.
La figura 6 ilustra una vista en perspectiva de
un ventilador de acuerdo con una segunda realización preferente de
la presente invención.
Haciendo referencia a la figura 6, el ventilador
incluye un cubo 22 con parte superior e inferior abiertas, y dos
parejas de paletas helicoidales 23,y 24 en una superficie
circunferencial interior y en una superficie circunferencial
exterior del cubo 22.
De manera similar a las paletas 23 en la
superficie circunferencial exterior del cubo 22, las paletas 24 en
la superficie circunferencial interior del cubo 22 están formadas
para que no se solapen unas con las otras cuando se visualizan
desde la dirección del eje de rotación 21.
De acuerdo con esto, puesto que el ventilador
sopla aire no solamente con las paletas 23 en la superficie
circunferencial exterior del cubo 22, sino también con las paletas
24 en la superficie circunferencial interior del cubo 22 para soplar
aire también a través del interior del cubo 22, la presión de aire y
el caudal de aire se incrementan adicionalmente.
La figura 7 ilustra una vista delantera de un
ventilador de acuerdo con una tercera realización preferente de la
presente invención.
Haciendo referencia a la figura 7, el ventilador
incluye un cubo 32, un eje de rotación 30 y una pareja de paletas
helicoidales 33 en una superficie circunferencial exterior del cubo
32.
Los extremos superiores de las paletas 33 se
extienden más allá de un extremo superior del cubo 32, y los
extremos inferiores de las paletas 33 se extienden más allá de un
extremo inferior del cubo 32, para incrementar las longitudes y las
áreas de las paletas 33, lo cual incrementa el caudal de aire del
ventilador.
La figura 8 ilustra una vista en perspectiva de
un ventilador de acuerdo con una cuarta realización preferente de
la presente invención.
Haciendo referencia la figura 8, el ventilador
incluye tres paletas 43a, 43b y 43c en una superficie
circunferencial exterior del cubo 42 con intervalos de 120º, para
incrementar el caudal de aire.
De manera similar a las realizaciones
anteriores, las paletas 43a, 43b y 43c son helicoidales y están
formadas en una superficie circunferencial exterior del cubo 42 sin
solapamiento unas con las otras cuando se visualiza desde la
dirección del eje de rotación 41. Puesto que las tres paletas 43a,
43b y 43c están formadas en la superficie circunferencial exterior
del cubo 42, el ventilador requiere tres moldes para el moldeo por
inyección.
De esta manera, el ventilador de la presente
invención puede estar formado para que tenga tres o más de tres
paletas, con un número incrementado de moldes para el moldeo por
inyección.
La figura 9 ilustra una vista en perspectiva de
un ventilador de acuerdo con una quinta realización preferente de
la presente invención.
Haciendo referencia a la figura 9, el ventilador
incluye paletas 53, extendiéndose cada una de ellas a lo largo de
una línea normal desde una superficie circunferencial exterior del
cubo 52, para tener una curvatura grande, de manera que el cubo 52
y las paletas 53 tienen la forma de un "ojo de un huracán"
cuando se ven en la dirección del eje de rotación 51.
Puesto que esta estructura de ventilador permite
incrementar las áreas de las paletas 53 al mismo tiempo que se
mantiene el lugar geométrico de rotación de las paletas 53, se
incrementa el caudal de aire del ventilador. Por supuesto, también
en este caso, las paletas no se solapan unas con las otras cuando se
visualizan en la dirección del eje de rotación 51.
La figura 10 ilustra una vista en perspectiva de
un ventilador de acuerdo con una sexta realización preferente de la
presente invención.
Haciendo referencia a la figura 10, el
ventilador incluye un eje de rotación 60 y una pareja de paletas
helicoidales 63 en una circunferencia exterior de un cubo 62. A
diferencia de las realizaciones anteriores, el eje de rotación 61
está fijado solamente a una parte inferior del cubo 62. Esta
estructura permite una fácil fabricación del ventilador y reduce el
espacio de instalación puesto que no se requiere ninguna estructura
para fijar el extremo superior del eje de rotación 61. Sin embargo,
el ventilador tiende a producir vibraciones grandes durante la
rotación debido a que el eje de rotación está sujeto solamente por
la parte inferior del cubo 62. Por lo tanto, es preferible que la
parte inferior del cubo 62 sea gruesa, y que la parte superior del
cubo 62 sea delgada para bajar el centro de gravedad del cubo para
suprimir la vibración.
La figura 11 ilustra una vista en perspectiva de
un ventilador de acuerdo con una séptima realización preferente de
la presente invención.
Haciendo referencia a la figura 11, el
ventilador incluye un eje de rotación 71, dos cubos 73 y 76 fijados
al eje de rotación 71, y paletas helicoidales 74 y 77 en los cubos
73 y 76, formadas de manera que no se solapen unas con las otras,
respectivamente. De acuerdo con esto, el ventilador tiene un cubo de
dos etapas en el cual dos cubos 73 y 76 están montados en una
dirección hacia arriba/hacia abajo separados una distancia uno del
otro. Es preferible que los cubos 73 y 76 y que las paletas 74 y 77
tenga la misma estructura. Sin embargo, es evidente que las formas
y otros elementos similares de las paletas 74 y 77 y de los cubos 73
y 76 pueden ser cambiados como se requiera.
Además, es evidente que tres cubos están
montados en el eje de rotación 71 en dirección hacia arriba/hacia
abajo, de manera que el ventilador tiene estructuras de cubos de
tres o más de tres efectos. Sin embargo, el ventilador con
estructura de cubo de tres o más de tres efectos es difícil es
fabricar y conduce a un tamaño general grande del sistema al que se
aplica el ventilador. Además, puesto que un ventilador con una
longitud excesivamente larga tiende a producir una disminución en
la eficiencia, se requiere que el usuario utilice un número
apropiado de efectos.
La figura 12 ilustra una vista en perspectiva de
un ventilador de acuerdo con una octava realización preferente de
la presente invención, y la figura 13 ilustra una vista delantera de
un ventilador de la figura 12.
Haciendo referencia a las figuras 12 y 13, el
ventilador incluye un cubo hueco 80 y una pareja de paletas 83 en
una superficie circunferencial exterior del cubo 82 de manera que no
se solapen una con la otra. El cubo 82 tiene una longitud que tiene
ciertos largos reducidos desde una parte superior y una parte
inferior, respectivamente, de manera que la longitud vertical del
cubo Lh sea más corta que la longitud vertical Lb de la paleta. El
cubo 82 también tiene una placa de conexión 84 en su interior fijada
al eje de rotación acoplado a un motor de accionamiento 85.
Mientras tanto, es preferible que la relación de
la longitud vertical L_{h} del cubo 82 respecto a la longitud
vertical Lb de la paleta 83 sea 4:6. Además, es preferible que las
longitudes de la parte superior y de la parte inferior del cubo 82
estén acortadas las mismas longitudes, para hacer que las
diferencias de longitud entre los extremos superior e inferior del
cubo 82 y los extremos superior e inferior de la paleta 83 sean las
mismas.
En un caso en el que el ventilador tiene un cubo
82 tal que tiene la parte superior y la parte inferior acortadas de
esta manera, el aire introducido desde la parte inferior del cubo 82
entra en contacto en primer lugar con las paletas 83, y se mueve a
lo largo de las circunferencias exteriores de las paletas 33 y del
cubo 82, para reducir la cantidad de aire que circula hacía el
espacio interior del cubo 82, para reducir la turbulencia producida
por el aire introducido dentro de la parte interior del cubo 82,
para reducir el ruido general del ventilador mientras se mantiene
el mismo caudal de aire.
La figura 14 ilustra una vista en perspectiva de
un ventilador de acuerdo con una novena realización preferente de
la presente intención, la figura 15 ilustra un diagrama de la
estructura del ventilador de la figura 14, y la figura 16 ilustra
una vista en planta del ventilador de la figura 14.
Haciendo referencia a las figuras
14-16, el ventilador incluye un cubo hueco 92 y una
pareja de paletas 93 en una superficie circunferencial exterior del
cubo 92, de manera que no se solapen una con la otra. De manera
similar a la octava realización, el cubo 92 tiene una forma que
tiene la parte superior y la parte inferior de la misma reducidas
en ciertas longitudes respectivamente.
El cubo 92 también tiene una placa de conexión
94 en su interior para fijar un extremo superior del eje de
rotación 91 acoplado a un motor de accionamiento 97. La placa de
conexión 94 tiene una parte en contacto con la superficie interior
del cubo 92 curvada hacia arriba para reforzar.
La placa de conexión 94 también tiene una
pluralidad de nervios de refuerzo 95 formados en una dirección
radial desde la placa de conexión 94, para incrementar
adicionalmente la resistencia de la placa de conexión 94. Para
hacer esto, es preferible que el nervio de refuerzo 95 sea simétrico
con respecto a una superficie superior y a una superficie inferior
de la placa de conexión 94.
Mientras tanto, hay un casquillo 96 metálico que
rodea al eje de rotación 91 en un centro de la placa de conexión
94, estando el extremo superior del eje de rotación 91 fijado a la
misma. El casquillo 96 impide que el eje de rotación 91 entre en
contacto directo con la placa de conexión 94, para impedir el
desgaste de la placa de conexión 94 producido por la rotación
rápida, y para permitir que la placa de conexión 94 sujete con
seguridad al eje de rotación 91.
El casquillo 96 puede estar fijado a la placa de
conexión 94 por moldeo de inyección de inserción. Por supuesto, el
casquillo 96 puede estar fijado a la placa de conexión 94 por medio
de una ménsula separada (no mostrada) y otros elementos similares,
o puede estar ajustado por presión.
Mientras tanto, una parte inferior de la paleta
93 es recortada empezando desde un lado interior de la paleta 93 en
contacto con un extremo inferior del cubo 92 hasta un borde lateral
93e del extremo inferior en una línea recta, para formar una parte
inferior sustancialmente triangular puntiaguda de la paleta 93. Como
una sección del borde lateral 93 es aplanada cuando se desplaza
desde la parte superior a la parte inferior, la paleta 93 cambia
desde una forma en "S" a un simple arco.
La figura 17 ilustra un gráfico que muestra una
comparación de los resultados de la medición de ruido de los
ventiladores de la octava realización y de la novena
realización.
Haciendo referencia a la figura 17, puesto que
el ventilador de la novena realización tiene actualmente recortado
el lado interior de la parte inferior de la paleta 93 que genera
ruido de turbulencia mientras no suministra energía al fluido, el
ventilador de la novena realización puede reducir el ruido más bajo
que la octava realización cuando el ventilador está girando.
El ventilador de la presente invención ha sido
descrito realización por realización con referencia a los dibujos
adjuntos. Sin embargo, es evidente que combinando apropiadamente
características de las realizaciones del ventilador, el ventilador
puede estar realizado para que tenga una eficiencia óptima.
Además, aunque el ventilador de la presente
invención está diseñado para que sea adecuado para una unidad
interior de un aparato de aire acondicionado, el ventilador puede
ser aplicable a todos los sistemas que requieren flujo de aire de la
misma forma o similar.
\newpage
Se pretende que la presente invención cubra las
modificaciones y variaciones de esta invención siempre que se
encuentren en el alcance de las reivindicaciones adjuntas y de sus
equivalentes.
El ventilador de la presente invención tiene las
siguientes ventajas:
El ventilador de la presente invención tiene
paletas helicoidales en una superficie circunferencial exterior de
un cubo sin que se solapen unas con las otras, lo cual permite el
moldeo por inyección con moldes, para permitir una fácil
fabricación, y producir en serie en distintas y complicadas
formas.
Claims (35)
-
\global\parskip0.950000\baselineskip
1. Un ventilador que comprende:- -
- un eje de rotación (1) acoplado rotativamente a un motor de accionamiento;
- -
- un cubo cilíndrico (2) fijado al eje de rotación (1);
- -
- una pluralidad de paletas helicoidales (3) formadas en una superficie circunferencial exterior del cubo (2), de manera que las paletas (3) no se solapen unas con las otras cuando las paletas (3) se visualizan desde la dirección del eje de rotación (1),
- que se caracteriza porque la paleta (3) se extiende desde la superficie circunferencial exterior del cubo (2) con un radio de curvatura fijo en una sección transversal radial.
- 2. El ventilador como se ha reivindicado en la reivindicación 1, que comprende:
- -
- líneas de partición (5), conectando cada una de ellas un extremo superior de la paleta (3) a un extremo inferior de una paleta adyacente (3) formada en la superficie circunferencial exterior.
- 3. El ventilador como se ha reivindicado en la reivindicación 2, en el que la línea de partición (5) es una línea recta que conecta un borde exterior del extremo superior de la paleta (3) a un borde interior del extremo inferior de una paleta (3) adyacente.
- 4. El ventilador como se ha reivindicado en la reivindicación 2, en el que la línea de partición (5) conecta un borde exterior del extremo superior de la paleta (3) a un borde inferior del extremo inferior de una paleta (3) adyacente.
- 5. El ventilador como se ha reivindicado en la reivindicación 4, en el que la línea de partición (5) incluye:
- -
- una primera parte horizontal que se extiende recta desde un borde interior del extremo superior de la paleta en una dirección horizontal,
- -
- una segunda parte horizontal que se extiende recta desde un borde interior de un extremo inferior de una paleta adyacente en una dirección horizontal, y
- -
- una parte vertical conectada entre las partes horizontales primera y segunda.
- 6. El ventilador como se ha reivindicado en la reivindicación 1, en el que un extremo superior (3b) de la paleta (3) y un extremo inferior (3a) de una paleta adyacente están separados uno del otro una distancia en una dirección circunferencial del cubo (2).
- 7. El ventilador como se ha reivindicado en la reivindicación 1, en el que el radio de curvatura fijo en una sección transversal radial de la paleta (3) es diferente en el extremo inferior (3a) del radio de curvatura fijo del extremo superior (3b).
- 8. El ventilador como se ha reivindicado en la reivindicación 7, en el que el radio de curvatura fijo en el extremo inferior (3a) es mayor que el radio de curvatura fijo en el extremo superior (3b).
- 9. El ventilador como se ha reivindicado en la reivindicación 1 ó en la 2, en el que la paleta (3) se extiende recta desde la superficie circunferencial exterior del cubo (2).
- 10. El ventilador como se ha reivindicado en la reivindicación 1 ó en la 2, en el que el cubo (2) tiene una parte superior abierta y una parte inferior cerrada.
- 11. El ventilador como se ha reivindicado en la reivindicación 1 ó en la 2, en el que ángulo que forma un borde lateral de la paleta se hace mayor cuanto se desplaza desde la parte inferior del cubo hacia la parte superior del cubo.
- 12. El ventilador como se ha reivindicado en la reivindicación 1 ó en la 2, en el que la paleta (3) tiene un ángulo de salida (\thetae) mayor que un ángulo de entrada (\thetai).
- 13. El ventilador como se ha reivindicado en la reivindicación 1 ó en la 2, en el que la paleta (3) tiene un ángulo de entrada (\thetai) de 35º.
- 14. El ventilador como se ha reivindicado en la reivindicación 1 ó en la 2, en el que la paleta (3) tiene un grosor formado que es más delgado cuanto más se extiende la paleta desde la superficie circunferencial exterior del cubo.
- 15. El ventilador como se ha reivindicado en la reivindicación 1 ó en la 2, en el que una relación t_{h} : t_{b} del grosor del cubo con el de la paleta es 1:1,5.
\global\parskip1.000000\baselineskip
- 16. El ventilador como se ha reivindicado en la reivindicación 1 ó en la 2, en el que una relación de un diámetro (Dh) del cubo (2) con un diámetro (Db) del círculo que forma la rotación del lugar geométrico de la paleta es 0,4-0,8.
- 17. El ventilador como se ha reivindicado en la reivindicación 1 ó en la 2, en el que la relación del diámetro (Dh) del cubo con el diámetro (Db) del círculo que forma la rotación del lugar geométrico de la paleta es 0,6.
- 18. El ventilador como se ha reivindicado en la reivindicación 10, en el que el cubo (2) tiene una pluralidad de paletas helicoidales en una superficie circunferencial interior del cubo (2).
- 19. El ventilador como se ha reivindicado en la reivindicación 1 ó en la 2, en el que el extremo superior de la paleta (83; 93) se extiende más allá del extremo superior del cubo (82; 92), y el extremo inferior de la paleta (83; 93) se extiende más allá del extremo inferior del cubo (82; 92).
- 20. El ventilador como se ha reivindicado en la reivindicación 1 ó en la 2, en el que la paleta se extiende desde la superficie circunferencial exterior del cubo en una dirección de línea normal.
- 21. El ventilador como se ha reivindicado en la reivindicación 1 ó en la 2, en el que el eje de rotación está fijado solamente a una parte inferior del cubo, y la parte inferior del cubo está formada más gruesa que la parte superior del cubo para la supresión de vibración.
- 22. El ventilador como se ha reivindicado en la reivindicación 1 ó en la 2, en el que el eje de rotación (71) incluye una pluralidad de cubos (73, 76) fijados al mismo en intervalos regulares, teniendo cada uno de ellos una pluralidad de paletas (74, 77) formadas sobre los mismos.
- 23. El ventilador como se ha reivindicado en la reivindicación 1 ó en la 2, en el que el cubo (82) tiene cada una de la parte superior y de la parte inferior acortada una longitud, de manera que una longitud vertical (Lh) del cubo (82) es más corta que una longitud vertical (Lb) de la paleta (83).
- 24. El ventilador como se ha reivindicado en la reivindicación 23, en el que una relación de la longitud vertical (Lh) del cubo con la longitud vertical (Lb) de la paleta es 4:6.
- 25. El ventilador como se ha reivindicado en la reivindicación 23, en el que la parte superior y la parte inferior del cubo (82) tienen longitudes reducidas en la misma cantidad.
- 26. El ventilador como se ha reivindicado en la reivindicación 23, en el que el cubo (82; 92) incluye una placa de conexión (84; 94) el interior del cubo (82; 92) que tiene un extremo superior del eje de rotación (81; 91) fijado a la misma.
- 27. El ventilador como se ha reivindicado en la reivindicación 26, en el que la placa de conexión (94) incluye una pluralidad de nervios de refuerzo radiales (95) dispuestos en la misma.
- 28. El ventilador como se ha reivindicado en la reivindicación 27, en el que los nervios de refuerzo (95) son simétricos con respecto a la placa de conexión (94) en una dirección hacia arriba/hacia abajo.
- 29. El ventilador como se ha reivindicado en la reivindicación 26, en el que la placa de conexión (94) incluye un casquillo metálico (96) dispuesto en un centro de la placa de conexión (94) para rodear al eje de rotación (91).
- 30. El ventilador como se ha reivindicado en la reivindicación 23, en el que en la parte inferior de la paleta (93) está recortada desde un borde interior de la paleta (93) en contacto con el extremo inferior del cubo (92) hasta el borde lateral del extremo inferior.
- 31. El ventilador como se ha reivindicado en la reivindicación 30, en el que la paleta (93) tiene una sección que varía desde una forma en "S" a un arco formado cuanto más se desplaza desde la parte superior a la parte inferior de las paletas (93).
- 32. El ventilador como se ha reivindicado en la reivindicación 31, en el que el cubo (92) incluye una placa de conexión (94) en el interior del cubo (92), que tiene un extremo superior del eje de rotación (91) fijado a la misma.
- 33. El ventilador como se ha reivindicado en la reivindicación 32, en el que la placa de conexión (94) incluye una pluralidad de nervios de refuerzo radiales (95) provistos en la misma.
- 34. El ventilador como se ha reivindicado en la reivindicación 33, en el que el nervio de refuerzo (95) es simétrico con respecto a la placa de conexión (94) en una dirección hacia arriba/hacia abajo.
- 35. El ventilador como se ha reivindicado en la reivindicación 32, en el que la placa de conexión (94) incluye un casquillo metálico (96) dispuesto en un centro de la placa de conexión (94) para rodear al eje de rotación (91).
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