ES2266106T3 - Un dispositivo ventilador y una unidad exterior para acondicionador de aire. - Google Patents
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Abstract
Un dispositivo ventilador incluyendo: un ventilador impulsor (4) que tiene una pluralidad de aspas (13), (13) en una forma aerodinámica gruesa tipificada por alas aerodinámicas formadas en una periferia exterior de un cubo (14) que funciona como un centro de rotación; una boca de campana (5) dispuesta en un lado radial exterior del ventilador impulsor (4) para separar una zona de aspiración (X) y una zona de expulsión (Y); y un protector de ventilador (6) dispuesto en un lado de expulsión del ventilador impulsor (4), caracterizado porque la boca de campana (5) se compone de una porción de arco circular de lado de aspiración (5a) colocada en un lado de aspiración, un arco circular de lado de expulsión (5b) colocada en un lado de expulsión, y una porción de cilindro (5c) colocada en entre el arco circular de lado de expulsión (5b) y la porción de arco circular de lado de aspiración (5a), estableciéndose una relación de H1/H0 en un rango de H1/H0 = 0, 40 a 0, 65, donde H1 denota una altura deuna porción de una altura direccional del eje de la boca de campana (5) que se solapa con una porción periférica exterior (P) de cada aspa (13), mientras que H0 denota una altura direccional del eje de la porción periférica exterior (P) de cada aspa (13).
Description
Un dispositivo ventilador y una unidad exterior
para acondicionador de aire.
La presente invención se refiere a un
dispositivo ventilador y una unidad exterior para acondicionador de
aire.
Una unidad exterior para acondicionador de aire
está constituida, por ejemplo (véase también JP 03 267 600 A),
como se representa en las figuras 1 a 3, de tal manera que un
dispositivo ventilador 3 compuesto por un ventilador impulsor 4 que
tiene varias (por ejemplo tres) aspas 13, 13, 13 formadas en la
periferia exterior de un cubo 14 que funciona como el centro de
rotación, una boca de campana 5 dispuesta en el lado radial exterior
del ventilador impulsor 4 para separar una zona de aspiración X y
una zona de expulsión Y, y un protector de ventilador 6 dispuesto
en el lado de expulsión del ventilador impulsor 4, se dispone hacia
abajo de un termointercambiador 2 en una caja 1. El interior de la
caja 1 está dividido en una cámara de intercambio térmico 8 y una
cámara de máquina 9 por una placa divisoria 7. En la cámara de
intercambio térmico 8 se ha dispuesto un termointercambiador 2 que
tiene una sección transversal en forma de L que mira a orificios de
aspiración de aire 10, 10 formados en el lado trasero y en un lado
lateral de la caja 1, y un dispositivo ventilador 3 dispuesto hacia
abajo del termointercambiador 2, mientras que en la cámara de
máquina 9 se dispone un compresor 11. El número de referencia 12
designa un motor de ventilador.
A excepción de la unidad exterior constituida
como antes para acondicionador de aire, equipo tal como ventiladores
y filtros de aire también pueden formar parte del dispositivo
ventilador constituido de forma similar 3 (es decir, un dispositivo
ventilador compuesto por un ventilador impulsor 4, una boca de
campana 5 dispuesta fuera del ventilador impulsor 4 para separar
una zona de aspiración y una zona de expulsión, y un protector de
ventilador 6 dispuesto en el lado de expulsión del ventilador
impulsor).
En el caso del dispositivo ventilador
constituido como antes 3, como se representa en la figura 4, la
estructura típica consistía en aspirar aire del lado delantero y de
la porción periférica exterior del ventilador impulsor 4, donde una
altura H_{1}, que es la altura de una porción de la boca de
campana 5 solapada con una porción periférica exterior P de un aspa
13 del ventilador impulsor 4, es H_{1}/H_{0} = 0,25 a 0,40
expresada como una relación a una altura direccional del eje
H_{0} de la porción periférica exterior P del
aspa 13.
aspa 13.
Cuando el ventilador impulsor 4 opera como se
representa en la figura 5 y la figura 6, la diferencia de presión
entre una superficie de presión positiva 13a y una superficie de
presión negativa 13b del aspa 13 es grande, como consecuencia de
los que en la porción periférica exterior no rodeada por la boca de
campana 5 se genera un torbellino de punta de ala E en la porción
periférica exterior (es decir, la punta de ala) P del aspa 13 por
un flujo de fuga w de la superficie de presión positiva 13a a la
superficie de presión negativa 13b. El torbellino de punta de ala
E, como se representa en la figura 7, crece hacia el lado situado
hacia abajo, avanza entre las aspas 13, 13, 13 y choca con el
protector de ventilador 6 en el lado de expulsión, generando por
ello turbulencia del flujo de aire e alrededor de las aspas 6a, 6a,
..., que constituye el protector de ventilador 6, que constituye
una de las fuentes de emisión de ruido del protector de ventilador
6. El número de referencia 6b designa un nervio de soporte 6b para
soportar las aspas 6a, 6a.... Se hace notar que los flujos de aire
indicados por líneas de punto y trazo en la figura 7 aparecen en una
posición simétrica a la posición de los flujos de aire indicados
por líneas continuas (es decir, una posición enfrente del centro de
rotación), aunque se muestran en la misma sección transversal por
razones de conveniencia de la descripción.
Para mejorar el rendimiento aerodinámico del
ventilador impulsor 4, algunos ventiladores tienen un aspa 13 que
tiene una forma aerodinámica gruesa tipificada por alas
aerodinámicas. En el caso de un ventilador impulsor que tiene aspa
gruesa de forma aerodinámica 13, un ventilador unitario (sin caja
que rodea el ventilador y un protector de ventilador en el lado de
expulsión) logra una mejora considerable del rendimiento de soplado
y reducción de ruido en comparación con un ventilador impulsor que
tiene un aspa 13' en forma de chapa gruesa cuyo grosor es
aproximadamente constante (por ejemplo aproximadamente 3 mm) como se
representa en la figura 8B. Más en particular, en el caso del aspa
en forma de chapa fina 13 representada en la figura 8B, se produce
turbulencia del flujo de aire e debido a separación incluso en la
superficie de aspa y la turbulencia del flujo de aire e también es
grande en una porción de borde trasero B, mientras que en el caso
del aspa de forma aerodinámica gruesa 13 representada en la figura
8A, se impide la separación en la superficie de aspa y solamente se
produce turbulencia del flujo de aire e debido a la separación en la
porción de borde trasero B, logrando por ello una mejora del
rendimiento de soplado y reducción de ruido.
Sin embargo, en el caso del ventilador impulsor
4 que tiene el aspa de forma aerodinámica gruesa antes descrita 13,
la diferencia de presión entre la superficie de presión positiva 13a
y la superficie de presión negativa 13b del aspa 13 es más grande
que en el caso del ventilador que tiene el aspa en forma de chapa
fina 13', de modo que estableciéndose la altura de la boca de
campana 5 en el rango de H_{1}/H_{0} = 0,25 a 0,40 como se ha
descrito anteriormente, un torbellino de punta de ala e que se
produce y crece en la porción periférica exterior (es decir, la
punta de ala) P del aspa 13 es más grande que en el caso del
ventilador que tiene un aspa en forma de chapa fina 13'. Como
resultado, el ruido generado por el protector de ventilador 6 por la
colisión del torbellino de punta de ala E y el protector de
ventilador 6 en el lado de expulsión del ventilador impulsor es más
grande que en el caso del ventilador que tiene el aspa en forma de
chapa fina 13'.
Aunque un aspa aerodinámica más gruesa permite
una mejora considerable del rendimiento de soplado y reducción de
ruido en un ventilador unitario, el ventilador usado en el estado
incorporado en un dispositivo de ventilador experimenta más ruido
generado en el protector de ventilador. En últimos años se ha
modificado la forma del aspa con el fin de reducir el ruido del
ventilador, y por lo tanto en el dispositivo ventilador el ruido
generado en el protector de ventilador es más grave que el ruido
del ventilador impulsor. En consecuencia, cómo reducir el ruido
generado por el protector de ventilador es un objeto principal en el
desarrollo del dispositivo ventilador.
En vista de la descripción anterior, un objeto
de la presente invención el impedir la generación y el crecimiento
de un torbellino de punta de ala en una porción periférica exterior
del aspa que no está rodeada por una boca de campana para reducir
el ruido (es decir, el ruido operativo) generado por la colisión del
torbellino de punta de ala y un protector de ventilador en un lado
de expulsión de un ventilador impulsor.
Con el fin de lograr el objeto anterior, se ha
previsto un dispositivo ventilador incluyendo: un ventilador
impulsor 4 que tiene una pluralidad de aspas 13, 13... en forma
aerodinámica gruesa tipificada por alas aerodinámicas formadas en
una periferia exterior de un cubo 14 que funciona como un centro de
rotación; una boca de campana 5 dispuesta en un lado radial
exterior del ventilador impulsor 4 para separar una zona de
aspiración X y una zona de expulsión Y; y un protector de
ventilador 6 dispuesto en un lado de expulsión del ventilador
impulsor 4,
estando compuesta la boca de campana 5 por una
porción de arco circular de lado de aspiración 5a colocada en un
lado de aspiración, un arco circular de lado de expulsión 5b
colocado en un lado de expulsión, y una porción de cilindro 5c
colocada entre el arco circular de lado de expulsión 5b y la porción
de arco circular de lado de aspiración 5a, estableciéndose una
relación de H_{1}/H_{0} en un rango de H_{1}/H_{0} = 0,40 a
0,65 donde H_{1} denota una altura de una porción de la altura
direccional del eje de la boca de campana 5 que se solapa con una
porción periférica exterior P de cada aspa 13, mientras que H_{0}
denota una altura direccional del eje de la porción periférica
exterior P de cada aspa 13.
La estructura anterior hace posible impedir el
crecimiento de un flujo de fuga (es decir, un torbellino de punta
de ala E) desde la superficie de presión positiva 13a a la
superficie de presión negativa 13b del aspa 13 en una parte de la
porción periférica exterior P del aspa 13 no rodeada por la boca de
campana 5 manteniendo al mismo tiempo un flujo de aspiración de la
porción periférica exterior P del aspa 13. Esto hace posible
reducir el ruido generado por el protector de ventilador 6 por la
colisión del torbellino de punta de ala E con el protector de
ventilador 6 en el lado de expulsión, lo que da lugar a una
contribución considerable a la disminución del ruido operativo. Se
hace notar que en el caso de H_{1}/H_{0}<0,40, una zona de
crecimiento del torbellino de punta de ala E (es decir, una parte de
la porción periférica exterior P del aspa 3 no rodeada por la boca
de campana 5) es demasiado grande, la cual produce ruido de
interferencia por el torbellino de punta de ala E y el protector de
ventilador 6 grande, mientras que en el caso de
H_{1}/H_{0}>0,65, el área en el lado de aspiración del
ventilador es demasiado pequeña, y una mayor velocidad de flujo
produce ruido en el lado de aspiración grande. Por las razones
anteriores, la relación de H_{1}/H_{0} se establece
preferiblemente en el rango de H_{1}/H_{0} = 0,40 a 0,65. Se
hace notar que la medición de ruido de soplado de la presente
invención (es decir, el dispositivo ventilador que incorpora un
ventilador impulsor que tiene una pluralidad de aspas gruesas de
forma aerodinámica tipificadas por alas aerodinámicas) variándose el
valor de H_{1}/H_{0}, proporcionó un resultado indicado por una
línea continua en la figura 13. Este resultado también indica que
la relación de H_{1}/H_{0} se establece preferiblemente en el
rango de H_{1}/H_{0} = 0,40 a 0,65. Se hace notar que una línea
de puntos en la figura 13 expresa un resultado de la medición de
ruido de soplado generado por un dispositivo ventilador que
incorpora un ventilador impulsor que tiene una pluralidad de aspas
en forma de chapa fina para comparación con la presente
invención.
En una realización de la presente invención, la
porción de cilindro 5c de la boca de campana 5 se solapa con la
porción periférica exterior P de cada aspa 13, y la relación de
H_{2}/H_{0} se establece en un rango de H_{2}/H_{0} = 0,25
a 0,50, donde H_{2} denota una altura direccional del eje de la
porción de cilindro 5c. Por lo tanto, la porción de cilindro 5c de
la boca de campana 5 hace posible impedir el crecimiento de un
flujo de fuga (es decir, un torbellino de punta de ala E) desde la
superficie de presión positiva 13a a la superficie de presión
negativa 13b del aspa 13. Si la altura direccional del eje H_{2}
de la porción de cilindro 5c es demasiado pequeña en comparación
con la altura direccional del eje H_{0} de la porción periférica
exterior P del aspa 13 (es decir, en el caso de
H_{2}/H_{0}<0,25), una zona de crecimiento del torbellino de
punta de ala E (es decir, una parte de la porción periférica
exterior P del aspa 3 no rodeada por la porción de cilindro 5c de
la boca de campana) es demasiado grande, produciendo el efecto de
que la porción de cilindro 5c haga que el crecimiento del
torbellino de punta de ala e sea insuficiente, incrementando por
ello el ruido de interferencia por el torbellino de punta de ala E y
el protector de ventilador 6. Si la altura direccional del eje
H_{2} de la porción de cilindro 5c es demasiado grande en
comparación con la altura direccional del eje H_{0} de la porción
periférica exterior P del aspa 13 (es decir, en el caso de
H_{2}/H_{0}>0,50), los radios de curvatura de las porciones
de arco circular 5a, 5b en el lado de aspiración y el lado de
expulsión son demasiado pequeños, lo que impide la entrada y salida
suaves del aire, produciendo por ello turbulencia e incrementando
el ruido. Por las razones anteriores, la relación de H_{2}/H_{0}
se establece preferiblemente en el rango de H_{2}/H_{0}=0,25 a
0,50. Se hace notar que la medición de ruido de soplado de la
presente invención (es decir, el dispositivo ventilador que
incorpora un ventilador impulsor que tiene una pluralidad de aspas
gruesas de forma aerodinámica tipificadas por alas aerodinámicas)
variándose el valor H_{2}/H_{0} proporcionó el resultado
mostrado en la figura 14. Este resultado también indica que la
relación de H_{2}/H_{0} se establece preferiblemente en el rango
de H_{2}/H_{0} = 0,25 a 0,50.
En una realización de la presente invención, una
posición de inicio de un arco circular de la porción de arco
circular de lado de expulsión 513 en la boca de campana 5 es
aproximadamente idéntica a una posición de una porción de borde
trasero B de cada aspa 13. Por lo tanto, un borde trasero B del aspa
3 está separado del protector de ventilador 6 una distancia
equivalente al radio de la porción de arco circular de lado de
expulsión 5b de la boca de campana 5, de manera que la velocidad de
expulsión y el flujo de aire W soplado desde el borde trasero B del
aspa 3 se extienda suavemente hacia fuera sin separarse de la
porción de arco circular de lado de expulsión 513 de la boca de
campana 5, lo que permite reducir la velocidad sin producir
turbulencia hasta que el flujo de aire llega al protector de
ventilador 6, reduciendo por ello el ruido de interferencia con el
protector de ventilador 6.
Además, se facilita una unidad exterior para
acondicionador de aire incluyendo el dispositivo ventilador 3 y un
termointercambiador 2 dispuesto en un lado de aspiración del
dispositivo ventilador 3. Esta unidad exterior para acondicionador
de aire puede reducir el ruido operativo.
La figura 1 es una vista frontal que representa
una unidad exterior general para acondicionador de aire.
La figura 2 es una vista en sección transversal
tomada a lo largo de la línea II-II de la figura
1.
La figura 3 es una vista en sección transversal
tomada a lo largo de la línea III-III de la figura
1.
La figura 4 es una vista en sección transversal
que representa un ventilador impulsor convencional equipado con una
boca de campana.
La figura 5 es una vista en perspectiva ampliada
que representa una parte sustancial de un ventilador impulsor
convencional equipado con una boca de campana para explicar el
estado de formación de un torbellino de punta de ala.
La figura 6 es una vista en sección transversal
que representa un ventilador impulsor para explicar un estado de
formación de un torbellino de punta de ala.
La figura 7 es una vista en sección transversal
fragmentaria ampliada que representa un estado de interferencia de
un flujo de aire expulsado de un ventilador impulsor convencional
equipado con una boca de campana y un protector de ventilador.
La figura 8A es una vista esquemática que
representa un estado de un flujo de aire que fluye alrededor de un
ala aerodinámica, mientras que la figura 8B es una vista esquemática
que representa un estado de un flujo de aire que fluye alrededor de
un ala de chapa fina.
La figura 9A es una vista en sección transversal
que representa un ala aerodinámica, mientras que las figuras 9B a
9D son vistas en sección transversal que representan tres tipos de
alas aerodinámicas que tienen una forma especial.
La figura 10 es una vista en sección transversal
que representa un ventilador impulsor equipado con una boca de
campana para uso en un dispositivo ventilador según una realización
de la presente invención.
La figura 11 es una vista en sección transversal
ampliada que representa una parte sustancial de un ventilador
impulsor equipado con una boca de campana para uso en un dispositivo
ventilador según una realización de la presente invención para
explicar un estado de formación de un torbellino de punta de
ala.
La figura 12 es una vista en sección transversal
fragmentaria ampliada que representa un estado de interferencia de
un flujo de aire expulsado de un ventilador impulsor y un protector
de ventilador en una unidad exterior para acondicionador de aire
que usa un dispositivo ventilador según una realización de la
presente invención.
La figura 13 es un gráfico característico que
representa los cambios de ruido de soplado por H_{1}/H_{0} en
el caso de un ventilador impulsor equipado con una boca de campana
para uso en un dispositivo ventilador según una realización de la
presente invención (realización) y en el caso de un ventilador
impulsor equipado con una boca de campana que tiene un aspa en
forma de chapa fina (ejemplo convencional).
La figura 14 es un gráfico característico que
representa cambios de ruido de soplado por H_{2}/H_{0} en el
caso de un ventilador impulsor equipado con una boca de campana para
uso en un dispositivo ventilador según una realización de la
presente invención.
La figura 15 es una vista que representa una
prueba unitaria de un ventilador impulsor equipado con una boca de
campana para uso en un dispositivo ventilador según una realización
de la presente invención.
La figura 16 es un gráfico característico que
representa cambios de ruido de soplado por H_{3}/H_{0} en una
prueba unitaria de un ventilador impulsor equipado con una boca de
campana para uso en un dispositivo ventilador según una realización
de la presente invención.
Las figuras 17A a 17D son vistas esquemáticas
que representan ejemplos modificados de la relación posicional
entre un aspa de un ventilador impulsor y una boca de campana
cambiada.
Y la figura 18 es un gráfico característico que
representa cambios de ruido de soplado por H_{1}/H_{0} en el
caso de un ventilador impulsor equipado con una boca de campana
representada en la figura 17A (ejemplo comparativo) y en el caso de
un ventilador impulsor equipado con una boca de campana representada
en la figura 17D (realización).
A continuación se describirán realizaciones de
la presente invención con referencia a los dibujos acompañantes.
El dispositivo ventilador 3, que es para uso en
una unidad exterior para acondicionador de aire representada en las
figuras 1 a 3 como el dispositivo descrito en el ámbito del campo
técnico, se compone de un ventilador impulsor 4 que tiene varias
(por ejemplo tres) aspas 13, 13, 13 formadas en la periferia
exterior de un cubo en forma de cilindro 14 que funciona como el
centro de rotación, una boca de campana 5 dispuesta fuera de del
ventilador impulsor 4 para separar una zona de aspiración X y una
zona de expulsión Y, y un protector de ventilador 6 dispuesto en el
lado de expulsión del ventilador impulsor 4.
La unidad exterior para acondicionador de aire
está constituida de tal manera que el interior de una caja en forma
de hexaedro 1 esté dividida en una cámara de intercambio térmico 8 y
una cámara de máquina 9 por una placa divisoria 7. En la cámara de
intercambio térmico 8 se ha dispuesto un termointercambiador 2 que
tiene una sección transversal en forma de L que mira a orificios de
aspiración de aire 10, 10 formados en el lado trasero y en un lado
lateral de la caja 1, y un dispositivo ventilador 3 dispuesto hacia
abajo del termointercambiador 2, mientras que en la cámara de
máquina 9 se dispone un compresor 11. El número de referencia 12
denota un motor de ventilador.
Como cada aspa 13 se adoptan las que tienen la
forma de un ala aerodinámica representada en la figura 8A, pero
también se puede adoptar alas aerodinámicas de forma similar que
tienen una forma
especial.
especial.
El ala aerodinámica que tiene una forma especial
incluye las representadas en las figuras 9B a 9D. El ala
aerodinámica que tiene una forma especial representada en la figura
9B, tiene la forma de un ala aerodinámica que tiene una porción
abombada en un borde delantero F, y cuyo grosor de ala se reduce
bruscamente desde la porción abombada y después se reduce
gradualmente hacia un borde trasero B. El ala aerodinámica que tiene
una forma especial representada en la figura 9C tiene la forma de
un ala aerodinámica que tiene una porción de arco circular en el
borde delantero F y cuyo grosor de ala se reduce gradualmente hacia
el borde trasero B. El ala aerodinámica que tiene una forma
especial representada en la figura 9D, tiene la forma de un ala
aerodinámica que tiene un borde trasero f que tiene la forma de un
arco circular y cuyo grosor de ala se incrementa inmediatamente
hacia el borde trasero B, después se reduce bruscamente, y se reduce
gradualmente hacia el borde trasero B. Estas alas aerodinámicas de
forma especial tienen una capacidad similar al ala aerodinámica.
En la presente realización, como se representa
en la figura 10, la boca de campana 5 se compone de una porción de
arco circular de lado de aspiración 5a colocada en un lado de
aspiración, un arco circular de lado de expulsión 5b colocado en un
lado de expulsión, y una porción de cilindro 5c colocada entre la
porción de arco circular de lado de expulsión 5b y la porción de
arco circular de lado de aspiración 5a, y el borde trasero B del
ventilador impulsor 4 se dispone en la posición correspondiente al
borde exterior de la porción de cilindro 5c de la boca de campana 5
(en otros términos, la posición de inicio del arco circular de la
porción de arco circular de lado de expulsión 5b en la boca de
campana 5 es aproximadamente idéntica a la posición de la porción de
borde trasero B del aspa 13).
También en el dispositivo ventilador 3, una
relación de H_{1}/H_{0} se establece en un rango de
H_{1}/H_{0} = 0,40 a 0,65 donde H_{1} denota una altura de
una porción de una altura direccional del eje de la boca de campana
5 que se solapa con una porción periférica exterior P del aspa 13,
mientras que H_{0} denota una altura direccional del eje de la
porción periférica exterior P del aspa 13.
Como se representa en las figuras 11 y 12, la
posición anterior hace posible impedir el crecimiento de un flujo
de fuga (es decir, un torbellino de punta de ala E) desde la
superficie de presión positiva 13a a la superficie de presión
negativa 13b del aspa 13 en una parte de la porción periférica
exterior P del aspa 13 no rodeada por la boca de campana 5
manteniendo al mismo tiempo un flujo de aspiración de la porción
periférica exterior P del aspa 13. La comparación con el caso de la
figura 5 y la figura 7 demuestra que se reduce el tamaño del
torbellino de punta de ala E. Consiguientemente, el ruido generado
del protector de ventilador 6 por la colisión del torbellino de
punta de ala E con el protector de ventilador 6 en el lado de
expulsión se puede reducir, contribuyendo considerablemente a la
disminución del ruido operativo. Se hace notar que en el caso de
H_{1}/H_{0}<0,40, una zona de crecimiento del torbellino de
punta de ala E (es decir, una parte de la porción periférica
exterior P del aspa 3 no rodeada por la boca de campana 5) es
demasiado grande, lo que hace que el ruido de interferencia por el
torbellino de punta de ala E y el protector de ventilador 6 sea
grande, mientras en el caso de H_{1}/H_{0}>0,65, el área en
el lado de aspiración del ventilador es demasiado pequeña, y una
mayor velocidad de flujo hace que el ruido en el lado de aspiración
sea grande. Por las razones anteriores, la relación de
H_{1}/H_{0} se establece preferiblemente en el rango de
H_{1}/H_{0} = 0,40 a 0,65.
Se hace notar que la medición del ruido de
soplado de la presente invención (es decir, el dispositivo
ventilador que incorpora un ventilador impulsor que tiene una
pluralidad de aspas gruesas de forma aerodinámica tipificadas por
alas aerodinámicas) variándose el valor de H_{1}/H_{0},
proporcionó un resultado indicado por una línea continua en la
figura 13. Este resultado también indica que la relación de
H_{1}/H_{0} se establece preferiblemente en el rango de
H_{1}/H_{0} = 0,40 a 0,65. Se hace notar que una línea de puntos
en la figura 13 indica un resultado de la medición de ruido de
expulsión generado por un dispositivo ventilador que incorpora un
ventilador impulsor que tiene una pluralidad de aspas en forma de
chapa fina para comparación con la presente invención.
Además, en el dispositivo ventilador 3, como se
representa en la figura 10, la porción de cilindro 5c de la boca de
campana 5 se solapa con la porción periférica exterior P de cada
aspa 13, y una relación de H_{2}/H_{0} se establece en el rango
de H_{2}/H_{0} = 0,25 a 0,50. donde H_{2} denota una altura
direccional del eje de la porción de cilindro 5c.
La posición anterior hace posible impedir el
crecimiento de un flujo de fuga (es decir, un torbellino de punta
de ala E) desde la superficie de presión positiva 13a a la
superficie de presión negativa 13b del aspa 13 por la presencia de
la porción de cilindro 5c de la boca de campana 5. Si la altura
direccional del eje H_{2} de la porción de cilindro 5c es
demasiado pequeña en comparación con la altura direccional del eje
H_{0} de la porción periférica exterior P del aspa 13 (es decir,
en el caso de H_{2}/H_{0}<0,25), una zona de crecimiento del
torbellino de punta de ala E (es decir, una parte de la porción
periférica exterior P del aspa 3 no rodeada por la porción de
cilindro 5c de la boca de campana) es demasiado grande, haciendo que
el efecto de la porción de cilindro 5c para impedir el crecimiento
del torbellino de punta de ala e sea insuficiente, incrementando
por ello el ruido de interferencia por el torbellino de punta de ala
E y el protector de ventilador 6. Si la altura direccional del eje
H_{2} de la porción de cilindro 5c es demasiado grande en
comparación con la altura direccional del eje H_{0} de la porción
periférica exterior P del aspa 13 (es decir, en el caso de
H_{2}/H_{0}>0,50), el área en el lado de aspiración del
ventilador es demasiado pequeña y una mayor velocidad de flujo
incrementa el ruido en el lado de aspiración. Por las razones
anteriores, la relación de H_{2}/H_{0} se establece
preferiblemente en el rango de H_{2}/H_{0}=0,25 a 0,50.
Se hace notar que la medición de ruido de
soplado de la presente invención (es decir, el dispositivo
ventilador que incorpora un ventilador impulsor que tiene una
pluralidad de aspas gruesas de forma aerodinámica tipificadas por
alas aerodinámicas) variándose un valor de H_{2}/H_{0},
proporcionó un resultado mostrado en la figura 14. Este resultado
también indica que la relación de H_{2}/H_{0} se establece
preferiblemente en el rango de H_{2}/H_{0} = 0,25 a 0,50.
El ventilador impulsor 4 equipado con una boca
de campana para uso en el dispositivo ventilador 3 como la presente
invención se sometió a una prueba unitaria bajo el procedimiento
siguiente.
Más en particular, como se representa en la
figura 15, se fijó un motor de ventilador 12 en una base de soporte
15 para colocar el ventilador impulsor 4 equipado con una boca de
campana en una posición especificada, y se colocó un micrófono
altamente direccional 16 en el lado de aspiración del ventilador
impulsor 4 para recoger el ruido operativo operando el ventilador
impulsor 4. Después, la prueba se realizó con un valor de H_{3},
una altura de la boca de campana 5 y un valor de H_{0},
cambiándose la altura direccional del eje del aspa 13, y se obtuvo
el resultado mostrado en la figura 16.
Según el resultado, en el caso de un único
ventilador unitario, el ruido de soplado se puede reducir
disminuyendo la altura H_{3} de la boca de campana 5 para
estrechar una área del aspa 13 rodeada por la boca de campana 5 (es
decir, para disminuir H_{3}/H_{0}) e incrementando una cantidad
de aspiración por el aspa 13 de la periferia exterior. La
disminución de la altura H_{3} de la boca de campana 5 aumenta el
área para que se produzca y desarrolle un torbellino de punta de
ala, y amplía localmente la turbulencia en la porción periférica
exterior del aspa 13, de manera que se considera que el ruido de
expulsión aumenta, aunque en realidad el ruido de aspiración
disminuye como se representa en la figura 16. Este es porque i) no
hay aumento del ruido de expulsión debido a ruido de interferencia
por un torbellino de punta de ala y un protector de ventilador sin
la presencia del protector de ventilador en el lado de expulsión, y
ii) reducir la altura de una boca de campana expande una zona
periférica exterior del aspa, que produce reducción e igualación de
la velocidad de aspiración, dando lugar a un aumento del efecto de
reducción de ruido.
En la presente realización, sin embargo, con la
presencia de un protector de ventilador en el lado de expulsión,
una altura más baja de una boca de campana no es necesariamente
mejor y así hay una posición óptima como se ha descrito
anteriormente.
Además, en la presente realización, una posición
de inicio del arco circular de la porción de arco circular de lado
de expulsión 513 en la boca de campana 5 se hace aproximadamente
idéntica a una posición del borde trasero B de cada aspa 13.
Consiguientemente, un borde trasero B del aspa 3 está separado del
protector de ventilador 6 una distancia equivalente al radio de la
porción de arco circular de lado de expulsión 5b de la boca de
campana 5, de manera que la velocidad de expulsión se reduce y un
flujo de aire W soplado del borde trasero B del aspa 3 se extiende
suavemente hacia fuera sin separarse de la porción de arco circular
de lado de expulsión 5b de la boca de campana 5, lo que permite
reducir la velocidad sin producir turbulencia hasta que el flujo de
aire llega al protector de ventilador 6, implementando por ello la
reducción de ruido de interferencia con el protector de ventilador
6.
Por ejemplo, como se representa en la figura
17A, si se quita la porción de arco circular de lado de expulsión
de la boca de campana 5, el flujo de aire de expulsión W es un flujo
ampliado rápido para generar turbulencia e. Si se quita la porción
de arco circular de lado de expulsión de la boca de campana 5 y el
protector de ventilador 6 se aproxima más al borde trasero B del
aspa 13 como se representa en la figura 17B, el ruido de
interferencia por el flujo de aire de expulsión W y el protector de
ventilador 6 es grande. Si se forma una porción expandida de forma
ahusada 5d desde arriba al borde trasero B del aspa 3 en el lado de
expulsión de la boca de campana 5 como se representa en la figura
17C, se genera turbulencia e en un espacio entre la periferia
exterior del aspa 13 y la porción expandida de forma ahusada 5d, lo
que aumenta el ruido de interferencia con el protector de
ventilador 6. Por las razones anteriores, una posición de inicio del
arco circular de la porción de arco circular de lado de expulsión
5b en la boca de campana 5 se hace preferiblemente aproximadamente
idéntica a una posición del borde trasero B de cada aspa 13.
Como se representa en la figura 17A, los ruidos
de expulsión en el caso donde se quita la porción de arco circular
de lado de expulsión de la boca de campana 5 (denominado a
continuación un ejemplo de referencia) y en el caso donde una
posición de inicio del arco circular de la porción de arco circular
de lado de expulsión 5b en la boca de campana 5 se hace
aproximadamente idéntica a una posición del borde trasero B de cada
aspa 13 (denominado a continuación una presente realización), se
midieron variando el valor de H_{1}/H_{0}, y se obtuvo un
resultado mostrado en la figura 18. Esto indica también que el
dispositivo de la presente realización contribuye a la reducción de
ruido.
La presente invención se aplica a un dispositivo
ventilador que permite la reducción de ruido operativo impidiendo
la generación de un torbellino de punta de ala en un ventilador
impulsor, y a una unidad exterior para acondicionador de aire que
lo usa.
Claims (4)
1. Un dispositivo ventilador incluyendo: un
ventilador impulsor (4) que tiene una pluralidad de aspas (13),
(13) en una forma aerodinámica gruesa tipificada por alas
aerodinámicas formadas en una periferia exterior de un cubo (14)
que funciona como un centro de rotación; una boca de campana (5)
dispuesta en un lado radial exterior del ventilador impulsor (4)
para separar una zona de aspiración (X) y una zona de expulsión (Y);
y un protector de ventilador (6) dispuesto en un lado de expulsión
del ventilador impulsor (4), caracterizado porque
la boca de campana (5) se compone de una porción
de arco circular de lado de aspiración (5a) colocada en un lado de
aspiración, un arco circular de lado de expulsión (5b) colocada en
un lado de expulsión, y una porción de cilindro (5c) colocada en
entre el arco circular de lado de expulsión (5b) y la porción de
arco circular de lado de aspiración (5a), estableciéndose una
relación de H_{1}/H_{0} en un rango de H_{1}/H_{0} = 0,40 a
0,65, donde H_{1} denota una altura de una porción de una altura
direccional del eje de la boca de campana (5) que se solapa con una
porción periférica exterior (P) de cada aspa (13), mientras que
H_{0} denota una altura direccional del eje de la porción
periférica exterior (P) de cada aspa (13).
2. El dispositivo ventilador definido en la
reivindicación 1, donde la porción de cilindro (5c) de la boca de
campana (5) se solapa con la porción periférica exterior (P) de cada
aspa (13), y una relación de H_{2}/H_{0} se establece en un
rango de H_{2}/H_{0} = 0,25 a 0,50, donde H_{2} denota una
altura direccional del eje de la porción de cilindro (5c).
3. El dispositivo ventilador definido en la
reivindicación 1 o 2, donde una posición de inicio de un arco
circular de la porción de arco circular de lado de expulsión (5b) en
la boca de campana (5) es aproximadamente idéntica a una posición
de una porción de borde trasero (b) de cada aspa (13).
4. Una unidad exterior para acondicionador de
aire incluyendo el dispositivo ventilador (3) como el definido en
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3 y un termointercambiador
(2) dispuesto en un lado de aspiración del dispositivo ventilador
(3).
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