ES2202798T3 - Ventilador de alta presion. - Google Patents

Abstract

LA INVENCION DESCRIBE UN VENTILADOR DE ALTA PRESION QUE COMPRENDE UNA RUEDA DE PALETAS (3, 4), UNA CARCASA DE VENTILADOR (5, 6) QUE RODEA LA RUEDA DE PALETAS Y UN MOTOR ELECTRICO (1) PARA ACCIONAR LA RUEDA DE PALETAS. PARA ELIMINAR LOS PROBLEMAS RELACIONADOS CON EL MONTAJE DE LA RUEDA DE PALETAS, ESTA (3, 4) CONSISTE AL MENOS PRINCIPALMENTE EN UN MATERIAL COMPUESTO LIGERO A BASE DE FIBRAS DE CARBON Y VA MONTADO DIRECTAMENTE SOBRE EL EJE (2) DEL MOTOR ELECTRICO (1).

Description

Ventilador de alta presión.

El invento se refiere a un ventilador de alta presión que comprende una rueda de paletas, un alojamiento de ventilador que rodea a la rueda de paletas y un motor eléctrico para accionar a la rueda de paletas, en el que el motor eléctrico tiene un eje de salida que lo atraviesa, y en los dos extremos del motor eléctrico hay una rueda de paletas instalada directamente en el eje del motor.

Con un ventilador de alta presión realizado de acuerdo con la técnica anterior, que tiene una rueda de paletas con paletas de acero con cojinetes de rodillos independientes, es posible en el mejor de los casos lograr una subida de presión de unas pocas docenas de Kpa en una etapa. Cuando se aplica la tecnología de la técnica anterior, el ventilador de alta presión tiene que realizarse como un dispositivo de dos etapas o de múltiples etapas conectadas en serie, si tiene que obtenerse un aumento mayor en la presión.

El factor determinante en la realización mecánica del ventilador de alta presión de la técnica anterior es el peso y la resistencia mecánica de la rueda de paletas de acero. Debido al peso de la rueda de paletas, hay que establecer compromisos con respecto al dimensionamiento de los cojinetes. Los cojinetes deben soportar el gran esfuerzo que les impone el peso de la rueda de paletas, y también aguantar las fuerzas centrífugas resultantes de la elevada velocidad de rotación, así como la producción de calor en los elementos de rodillos. Para que el ventilador funcione con suavidad, la velocidad crítica de rotación del sistema de rotor tiene que ser superior a la velocidad de rotación de funcionamiento. En la práctica, esto resulta en un dimensionamiento tal que los cojinetes de rodillos usados son relativamente grandes, y el calor generado en los cojinetes se elimina por medio de un sistema efectivo de lubricación por circulación de aceite.

Debido a las características anteriormente mencionadas, tanto la versión de una etapa como la versión de múltiples etapas de los actuales ventiladores de alta presión tienen que estar provistas de cojinetes separados, bien de rodillos o bien deslizantes, puesto que los cojinetes del motor eléctrico no soportan el esfuerzo causado por una rueda de paletas de acero.

El documento US-A-4 746 266 describe un ventilador radial de impulsión con un impulsor montado directamente en cada extremo del eje del motor eléctrico de accionamiento.

El documento US-A-5 464 325 describe un impulsor de turbocompresor para un compresor de refrigerante o compresor de enfriador. El impulsor está constituido por materiales compuestos reforzados con fibra.

Un objeto del presente invento es eliminar los inconvenientes de la técnica anterior. Esto se consigue con un ventilador de alta presión de acuerdo con el invento, caracterizado porque la rueda de paletas al menos principalmente consiste en material compuesto con base de fibra de carbono, porque los alojamientos de ventilador que rodean a las ruedas de paletas están interconectados con un canal intermedio, y porque el canal intermedio conduce desde el orificio de presión de uno de los alojamientos hasta el orificio de aspiración del otro alojamiento.

Mediante la fabricación de la rueda de paletas de un ventilador de alta presión o de sus componentes esenciales con un material compuesto basado en fibra de carbono, se puede reducir el peso de la rueda de paletas hasta una fracción del peso de una rueda de paletas de acero. Una rueda de paletas construida con este material se puede dimensionar de modo que sea tan resistente como la rueda de paletas de acero, o incluso más resistente. La rueda de paletas de un compuesto liviano se puede montar directamente en el eje de un motor eléctrico estándar sin que aumente hasta un valor demasiado alto el esfuerzo sobre los cojinetes. Por medio de un inversor de c.a., un ventilador realizado de esta manera se puede hacer girar hasta la máxima velocidad de rotación dada por el fabricante de los cojinetes.

Cuando un motor eléctrico se realiza con un eje que lo atraviese, y se monta una rueda de paletas de material compuesto en el eje del motor en ambos extremos, las fuerzas axiales generadas en las ruedas de paletas se anulan entre sí, y por ello será posible usar los cojinetes estándar del motor eléctrico. Los costados del ventilador implementado de este modo se interconectan con un canal intermedio, es decir, es posible proporcionar un ventilador de dos etapas que sustituya a la versión convencional realizada con dos ventiladores separados.

Comparado con el ventilador convencional de dos etapas realizado con dos ventiladores separados, el ventilador de dos extremos del presente invento permite disponer de 4 cojinetes con sus cajas y unidades de lubricación por circulación, así como de acoplamientos entre el motor eléctrico y la disposición de ruedas de paletas, puesto que no se necesitan cojinetes separados. Además, la disposición es compacta, se puede usar como su bancada una bancada de acero sencilla y barata, y no se necesitan disposiciones de bancada de varios niveles en la instalación.

A continuación se describirá el invento por medio de una realización preferida con referencia al dibujo adjunto, que ilustra una perspectiva de un ventilador de alta presión de acuerdo con el invento.

El ventilador de alta presión ilustrado en el dibujo tiene como su fuente de energía motriz un motor eléctrico 1, que comprende un eje 2 de rotor que lo atraviesa, es decir, un eje cuyos extremos sobresalen en ambos lados del motor 1. Una rueda liviana 3 y 4 de paletas, que al menos está constituida principalmente por material compuesto con base de fibra de carbono, es decir, al menos sus paletas 3a, 4a y platos extremos 3b, 4b son de dicho material, está sujeta directamente en ambos extremos de este eje sin cojinetes separados. El cubo 4c de la rueda de paletas puede ser también de algún otro material, por ejemplo acero. Esta sujeción directa significa que solamente se usan los cojinetes del motor eléctrico 1 para sujetar toda la disposición anteriormente mencionada. Las ruedas de paletas 3 y 4 están circundadas por alojamientos 5 y 6 de ventilador, y el orificio 9 de presión del primer alojamiento 5 está conectado al orificio de aspiración 9 del segundo alojamiento 10 con un canal intermedio 7.

El número 11 de referencia designa el orificio de presión del segundo alojamiento 6, y el número 12 de referencia el orificio de aspiración del primer alojamiento. La vista de los alojamientos 5 y 6 ilustrada en el dibujo es parcialmente en corte. La disposición completa de ventilador descrita anteriormente está situada sobre una bancada simple de acero.

Debido al canal intermedio 7 de conexión, el ventilador ilustrado en el dibujo funciona como un ventilador de dos etapas. Si se retira este canal intermedio 7, la disposición de ventilador funciona como dos ventiladores separados conectados en serie.

Claims (1)

1. Un ventilador de alta presión que comprende una rueda (3, 4) de paletas, un alojamiento (5, 6) de ventilador que rodea a la rueda de paletas y un motor eléctrico (1) para accionar la rueda de paletas, en el que el motor eléctrico (1) tiene un eje (2) que lo atraviesa, y en ambos extremos del motor eléctrico (1) hay una rueda (3, 4) de paletas instalada directamente en el eje (2) del motor, caracterizado porque la rueda (3, 4) de paletas está constituida al menos principalmente por un material compuesto con base de fibra de carbono, porque los alojamientos (5, 6) de ventilador que rodean a las ruedas (3, 4) de paletas están interconectados con un canal intermedio (7), y porque el canal intermedio (7) conduce desde el orificio de presión (9) de uno de los alojamientos (5) hasta el orificio de aspiración (10) del otro alojamiento (6).