ES2327056T3 - Bomba de piscina. - Google Patents

Abstract

Bomba de piscina con rodete (2) giratorio alrededor de un eje de giro (X) en una carcasa de bomba (1), en la que la carcasa de bomba (1) presenta una entrada de aspiración (11) dispuesta axialmente con respecto al rodete (2), una salida de presión (14) dispuesta radial a tangencialmente con respecto al rodete (2) para el agua a transportar así como una sección de carcasa entre la entrada de aspiración (11) y la salida de presión (14), en la que el rodete (2) presenta un disco circular (22) dispuesto radialmente con aletas (21) dispuestas en un lado del mismo y en la que la sección de la carcasa está asociada al lado abierto del rodete (2) que está equipado con las aletas (21) y está configurada como placa plana de reacción (12) y en la que entre las aletas (21), el disco circular (22) y la placa de reacción (12) están configurados canales de circulación (23), caracterizada porque los canales de circulación (23) presentan una sección transversal, que se reduce en la dirección de la circulación desde el lado interior radial hacia el lado exterior.

Description

Bomba de piscina.

La invención se refiere a una bomba de piscina con rodete giratorio alrededor de un eje de giro en una carcasa de bomba, en la que la carcasa de bomba presenta una entrada de aspiración dispuesta axialmente con respecto al rodete, una salida de presión dispuesta radial a tangencialmente con respecto al rodete para el agua a transportar así como una sección de carcasa entre la entrada de aspiración y la salida de presión, en la que el rodete presenta un disco circular dispuesto radialmente con aletas dispuestas en un lado del mismo y en la que la sección de la carcasa está asociada al lado abierto del rodete que está equipado con las aletas y está configurada como placa plana de reacción y en la que entre las aletas, el disco circular y la placa de reacción están configurados canales de circulación.

Se conoce a partir del documento US 5.714.719, que se considera con el estado más próximo de la técnica, una bomba de este tipo como bomba centrífuga con un rodete abierto. El rodete presenta aletas de rodete de bomba. Entre las aletas de rodete de la bomba, un disco circular que lleva las aletas de rodete de la bomba y una sección de la carcasa están configurados canales de circulación. Estos canales de circulaciones incrementan en su sección transversal desde el lado interior radial hasta el lado exterior.

Además, se conoce a partir del documento WO 94/03731 una bomba centrífuga con un rodete de corriente libre, en el que están configurados canales de circulación entre aletas completas de la bomba, que se extienden desde el eje de giro del rodete hasta la periferia radial, y aletas cortas de la bomba, que están dispuestas en la zona anular exterior del rodete. Estos canales de circulación se incrementan en su sección transversal de la misma manera desde dentro hacia fuera.

Se conoce a partir del documento US 2004/0126228 A1 una bomba centrífuga con una geometría especial de la carcasa en espiral, en la que un rodete de bomba cerrado está provisto con primero y segundo discos de cubierta con canales de circulación dispuestos en medio.

Además, se conocen en el estado de la técnica, en general, bombas centrífugas, que presentan un rodete giratorio para el transporte de agua. Las bombas están sumergidas la mayoría de las veces en el agua a transportar (bombas de inmersión). Evidentemente, en el lado de aspiración puede estar dispuesta también una tubería para la aspiración del agua a transportar. En el caso de instalación en seco, la bomba debe disponerse junto a la piscina por debajo del nivel del agua. Sobre el lado de presión, el agua transportada es conducida a través de una tubería, por ejemplo, hacia un filtro de piscina, un surtidor de agua, una vía de agua instalada o similar.

Las bombas centrífugas trabajan según un principio de transporte hidrodinámico, de manera que el agua a transportar es alimentada cerca del eje de giro del rodete, es arrastrada por el rodete giratorio con sus aletas dispuestas en el mismo y es forzada sobre una trayectoria circular. A través de la fuerza centrífuga del agua que gira sobre la trayectoria circular se comprime el agua radialmente hacia fuera. De una manera correspondiente, cerca del eje de giro en la alimentación de agua se genera una presión negativa (lado de aspiración) y en la periferia del rodete se genera una sobrepresión (lado de presión).

Las bombas centrífugas son muy fiables y se pueden emplear en realización eléctrica totalmente encapsulada como también como bombas de inmersión, por ejemplo también para piscinas. Además, con una configuración correspondiente del rodete y de la carcasa correspondiente de la bomba se puede transportar agua con sustancias sólidas, sin que haya que temer obstrucciones. En este caso, el rodete se configura, por decirlo así, como rodete de corriente libre, de manera que el tamaño admisible de la sustancia sólida puede ser, por ejemplo, 6 mm (paso de bolas). De esta manera, los elementos de filtro gruesos solamente en el lado de aspiración con anchura de malla correspondiente limitan el caudal de flujo.

Sin embargo, los rodetes de corriente libre presentan, en virtud de cortocircuitos de la circulación y de la compensación interna de la presión implicada con ello, un rendimiento ligeramente peor que las bombas con un rodete cerrado. Las bombas con un rodete cerrado son, sin embargo, más propensas a obstrucciones, de manera que debe preverse un filtro correspondientemente más fino sobre el lado de aspiración, que dificulta en una medida correspondiente el flujo de admisión libre.

Puesto que las bombas de piscina tienen tiempos de aplicación muy largos, y trabajan en parte también de forma continua durante el día y durante la noche, es deseable una mejora del rendimiento con una admisión simultánea de un tamaño de grano grande, por ejemplo hasta 6 mm, para un funcionamiento rentable. El cometido de la invención es, por lo tanto, optimizar de manera correspondiente una bomba centrífuga del tipo indicado al principio.

Este cometido se soluciona con una bomba centrífuga de acuerdo con la reivindicación 1. Sorprendentemente se ha comprobado en ensayos que una bomba centrífuga con rodete abierto tiene un rendimiento mejorado, cuando los canales de circulación configurados entre las aletas presentan una sección transversal, que se reduce en la dirección de la circulación desde el lado interior radial hacia el lado exterior. Claramente el estrechamiento de la sección transversal en los canales de circulación en dirección radial desde el eje de giro hacia el lado exterior provoca una elevación de las fuerzas centrífugas y, por lo tanto, de la presión hidrodinámica de transporte. Con preferencia, la reducción de la sección transversal del canal de circulación es de 15% a 40%, con preferencia de 20% a 35%.

En la configuración de la bomba de piscina mencionada al principio con rodete abierto, se puede realizar una reducción de la sección transversal del canal de circulación con preferencia porque la placa de reacción está configurada en forma de una sección envolvente cónica muy abierta con un ángulo (\alpha) entre 5º y 20º con respecto al plano radial alineado con el eje de giro en la dirección del rodete.

De una manera alternativa o complementaria, se consigue el estrechamiento de la sección transversal del canal de la circulación porque el disco circular del rodete está configurado en forma de una envolvente cónica muy abierta con un ángulo (\beta) entre 5º y 20º con respecto al plano radial alineado con el eje de giro en la dirección de la placa de reacción.

Además, se incrementa el rendimiento de la bomba de piscina cuando la altura de las aletas del rodete, medida axialmente con respecto al eje de giro, se reduce desde el lado interior radial hacia el lado exterior, de manera que el lado abierto del rodete con una medida del intersticio esencialmente uniforme está dispuesto distanciado de la placa de reacción. Cuando la medida del intersticio es menor o igual a 1 mm, con preferencia menor de 05 mm, se evitan con seguridad las pérdidas de presión a través de circulaciones de cortocircuito entre el rodete y la placa de reacción.

Para evitar obstrucciones a través de porciones de sustancia sólida en los canales de circulación del rodete, la altura de las aletas en el lado exterior radial es menor o igual que la anchura de los canales de circulación.

Cuando los canales de circulación configurados entre las aletas presentan esencialmente la misma anchura desde el lado interior radial hasta el lado exterior del rodete, se mejora adicionalmente el rendimiento de la bomba. Presumiblemente esta mejora del rendimiento podría ser debida a una reducción adicional de las turbulencias y de las pérdidas de circulación implicadas con ello. Además, a través de esta configuración se evitan obstrucciones. En particular, la anchura de los canales de circulación debería estar configurada mayor o igual que el tamaño máximo admisible del grano, por ejemplo mayor o igual a 6 mm.

Cuando las aletas tienen una sección transversal en forma de hoz en el plano radial al eje de giro, se configura una geometría del canal de circulación especialmente efectiva desde el punto de vista hidrodinámico entre las aletas en forma de hoz. Debido a la sección transversal en forma de hoz, las aletas presentan una estabilidad propia alta, de manera que el rodete tiene un tiempo de actividad largo.

Desde el punto de vista de la técnica de fabricación es ventajoso que la placa de reacción sea un componente integral de la carcasa de la bomba. Con preferencia, la carcasa de la bomba y/o el rodete están constituidos de acrilo nitrilo - butadieno - estireno (ABS), óxido de polifenileno modificado (PPO; llamado "Noryl") y/o polioximetileno/poliacetato (POM). En este caso, especialmente la carcasa de la bomba con la placa de reacción formada en una sola pieza está fabricada de plástico ABS de forma estable y de coste favorable. El rodete se puede fabricar tanto de plástico ABS de estabilidad de forma y resistencia suficientes como componente de coste favorable o para solicitaciones especialmente fuertes de plástico PPO o POM.

Para un rendimiento eléctrico bueno con un consumo de energía reducido está previsto para la bomba de piscina para el accionamiento del rodete un motor asíncrono con tubo dividido de acero noble en una carcasa, en la que está alojado un rotor encapsulado en acero noble, que forma con el rodete una unidad de marcha que se puede extraer fuera de la carcasa. Para una alta capacidad de carga y un tiempo de funcionamiento largo de la bomba, la unidad de marcha está alojada en un cojinete de cerámica en la carcasa.

A continuación se describe en detalle un ejemplo de realización de la invención con la ayuda de los dibujos adjuntos.

En ellos:

La figura 1 muestra una bomba de acuerdo con la invención en una representación en sección a través de un plano axial, y

La figura 2 muestra en vista en planta superior el rodete representado en la figura 1.

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En la figura 1 se representa en una representación en sección a través de un plano axial una bomba de piscina con una carcasa de bomba 1 y un rodete 2 giratorio alrededor de un eje de giro X. Una unidad de accionamiento, que está constituida por un motor eléctrico dispuesto en la carcasa, con preferencia motor asíncrono, se puede montar en el lado representado con la flecha Y. A través de este accionamiento giratorio de motor eléctrico no representado en la figura 1 se acciona de forma giratoria el rodete 2 alrededor del eje de giro X.

La carcasa de la bomba 1 presenta una entrada de aspiración 11, que está dispuesta frente al lado de accionamiento Y coaxialmente al eje de giro X. En la entrada de aspiración 11 está configurado un racor, sobre el que se puede colocar un conducto de aspiración para la alimentación de agua a transportar. Cuando se emplea una bomba como bomba de inmersión se puede conducir el agua también directamente a la entrada de aspiración 11. El flujo de agua sobre el lado de aspiración se designa con la flecha Ws.

La carcasa de la bomba 1 forma junto con la unidad de accionamiento Y no representada una envoltura del rodete 2 que puede ser accionado de forma giratoria, para provocar durante la rotación del rodete 2 un transporte hidrodinámico del agua. En este caso, la envoltura de la carcasa de la bomba 1 alrededor de la periferia del rodete 2 presenta un espacio colector 13 en forma de anillo, desde el que está conducida una salida de presión 14, dispuesta esencialmente tangencial al rodete 2, en la dirección del agua acelerada a través del rodete giratorio 2 sobre una trayectoria circular desde la carcasa de la bomba en la dirección de la salida del agua W_{D}.

Entre la entrada de aspiración 11 dispuesta axialmente al eje de giro X y el espacio colector 13 configurado en forma toroidal en la periferia alrededor del rodete 2 está configurada una placa de reacción 12. La placa de reacción 12 forma unas superficie en forma de anillo circular, que está configurada en el ejemplo de realización representado en la figura 1 como sección envolvente cónica muy abierta con un ángulo \alpha de aproximadamente 10º con respecto al plano radial en dirección radial e inclinado dirigido hacia el lado de accionamiento Y.

El rodete 2 presenta un disco circular 22 alineado en un plano radial al eje de giro X, sobre el que están formadas aletas 21 que sobresalen axialmente en la dirección del lado de aspiración.

En la figura 2 se representa el rodete 2 en una vista en planta superior desde la dirección del lado de aspiración Ws (ver la figura 1). El rodete 2 representado en la figura 2 presenta ocho aletas 21configuradas en forma de hoz en su sección transversal en un plano radial al eje de giro X. Entre las aletas 21 están configurados ocho canales de circulación 23, que presentan entre aletas 21, 21 adyacentes una anchura b esencialmente constante de 6 mm, por ejemplo. Para la fijación del rodete 2 sobre un rotor provisto con un eje de la unidad de accionamiento Y no representada está previsto un taladro central 24 con caña 25 formada integralmente en el rodete 2.

Como se deduce a partir de la representación en sección en la figura 1, el lado abierto del rodete 2 se encuentra directamente opuesto a la placa de reacción 12 de la carcasa de la bomba 1. De una manera correspondiente, los extremos libremente sobresalientes de las aletas 21 están adaptados a la placa de reacción 12 acodada en torno al ángulo \alpha, de manera que se obtiene entre el canto superior libre de las aletas 21 y la placa de reacción 12 una medida de intersticio s esencialmente uniforme de 0,5 mm, por ejemplo.

Durante el funcionamiento de la bomba de piscina, el rodete 2 gira alrededor del eje de giro X. El rodete 2 es accionado en este caso por una unidad de accionamiento Y no representada. En virtud del movimiento giratorio del rodete 2 con las aletas 21 configuradas allí se aspira agua que existe sobre el lado de aspiración Ws en virtud de una presión negativa que se forma en el centro del rodete 2 y se lleva a través de los canales de circulación 23 sobre una trayectoria circular. La aceleración circular del agua en los canales de circulación 23 conduce, condicionada por la fuerza centrífuga, a una subida de la presión y, por lo tanto, al transporte hidrodinámico del agua hacia la salida de presión 14 sobre el lado de presión W_{D} de la bomba.

La medida de intersticio s reducida de 0,5 mm aproximadamente impide en este caso de manera fiable un cortocircuito de la circulación, de manera que la bomba trabaja de forma especialmente efectiva. De la misma manera, la configuración de los canales de circulación 23 con una anchura b esencialmente constante igual a 6 mm permite un transporte libre de obstrucciones de agua cargada con partículas de sustancia sólida hasta un tamaño del grano de 6 mm a través de la bomba. Puesto que la altura h de las aletas 21 en la salida periférica de los canales de circulación 23 corresponde al menos a la anchura b, es decir, que b es menor o igual a h, se evita también con respecto al dimensionado de la altura una obstrucción de los canales de circulación.

Debido a la forma envolvente cónica muy abierta de la placa de reacción 12 y a la configuración adaptada a ella de la dilatación de la altura de las aletas 21 se reduce la sección transversal de los canales de circulación en la dirección de la circulación desde el centro del rodete 2 radialmente hacia fuera hacia la salida periférica de los canales de circulación, en el ejemplo de realización representado aquí en un 24%. Esta reducción de la sección transversal conduce sorprendentemente a un incremento de la potencia de la bomba.

Una comparación con la generación actual anterior de bombas de piscina del solicitante con rodetes de corriente libre se obtienen las mejoras representadas a continuación en la Tabla 1 en productos acordes con la solicitud. En la columna "Tipos de bombas" se indican con la designación "Meßnes M o MPF..." tipos de bombas comercializados hasta ahora por el solicitante y bao "NEU..." se indica el modelo siguiente proyectado en cada caso. Como se deduce a partir de la Tabla, con la configuración de acuerdo con la invención del rodete y la carcasa de bomba asociada con placa de reacción se pueden conseguir mejoras considerables del rendimiento. En virtud de un consumo de potencia eléctrica considerablemente reducido con potencia comparable de la bomba, a saber, altura de transporte y potencia de transporte, se obtiene una ventaja económica evidente durante la duración de vida útil de la bomba.

TABLA 1 Rendimiento comparativo

1

Lista de signos de referencia

1

Carcasa de la bomba

11

Entrada de aspiración

12

Placa de reacción

13

Espacio colector

14

Salida de presión

2

Rodete

21

Aletas

22

Disco circular

23

Canal de circulación

24

Taladro

25

Caña

\alpha

Ángulo

b

Anchura

h

Altura de las aletas

s

Medida del intersticio

W_{D}

Salida de agua (lado de presión)

Ws

Admisión de agua (lado de aspiración)

X

Eje de giro

Y

Lado de accionamiento/unidad de accionamiento

Claims (10)

1. Bomba de piscina con rodete (2) giratorio alrededor de un eje de giro (X) en una carcasa de bomba (1), en la que la carcasa de bomba (1) presenta una entrada de aspiración (11) dispuesta axialmente con respecto al rodete (2), una salida de presión (14) dispuesta radial a tangencialmente con respecto al rodete (2) para el agua a transportar así como una sección de carcasa entre la entrada de aspiración (11) y la salida de presión (14), en la que el rodete (2) presenta un disco circular (22) dispuesto radialmente con aletas (21) dispuestas en un lado del mismo y en la que la sección de la carcasa está asociada al lado abierto del rodete (2) que está equipado con las aletas (21) y está configurada como placa plana de reacción (12) y en la que entre las aletas (21), el disco circular (22) y la placa de reacción (12) están configurados canales de circulación (23), caracterizada porque los canales de circulación (23) presentan una sección transversal, que se reduce en la dirección de la circulación desde el lado interior radial hacia el lado exterior.

2. Bomba de piscina de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque la reducción de la sección transversal del canal de circulación es del 15% al 40%, con preferencia del 20% al 35%.

3. Bomba de piscina de acuerdo con las reivindicaciones 1 y 2, caracterizada porque la placa de reacción (12) está configurada en forma de una sección de envolvente cónica muy abierta con un ángulo (\alpha) entre 5º y 20º con respecto al plano radial alineado al eje de giro (X) en la dirección del rodete.

4. Bomba de piscina de acuerdo con la reivindicación 1, 2 ó 3, caracterizada porque el disco circular (22) del rodete (2) está configurado en forma de una envolvente cónica muy abierta con un ángulo (\beta) entre 5º y 20º con respecto al plano radial alineado con el eje de giro (X) en la dirección de la placa de reacción (21).

5. Bomba de piscina de acuerdo con la reivindicación 3 ó 4, caracterizada porque la altura de las aletas (21) del rodete (2), medida axialmente con respecto al eje de giro (X), se reduce desde el lado interior radial hacia el lado exterior, de manera que el lado abierto del rodete (2) con una medida del intersticio (s) esencialmente uniforme está dispuesto distanciado de la placa de reacción (12).

6. Bomba de piscina de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizada porque la medida del intersticio (s) es menor o igual a 1 mm, con preferencia menor de 0,5 mm.

7. Bomba de piscina de acuerdo con la reivindicación 5 ó 6, caracterizada porque la altura (h) de las aletas en el lado exterior radial es mayor o igual que la anchura (b) de los canales de circulación (23).

8. Bomba de piscina de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque los canales de circulación (23) configurados entre las aletas (21) presentan esencialmente la misma anchura (b) desde el lado interior radial hasta el lado exterior del rodete.

9. Bomba de piscina de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque las aletas (21) tienen una sección transversal en forma de hoz en el plano radial al eje de giro (X).

10. Bomba de piscina de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la placa de reacción (12) es componente integral de la carcasa de la bomba (1).