Un conjunto ventilador para circular aire en una nave industrial,

incluyendo el conjunto ventilador: un soporte adaptado para permitir el montaje del conjunto ventilador al techo de la nave industrial; un motor acoplado al soporte, el motor acoplado a un eje giratorio para inducir la rotación del eje; y varias palas de ventilador acopladas al eje giratorio en el que cada pala de ventilador está formada por un metal extruido de tal forma que una primera pared curvada se une a una segunda pared curvada para formar una unión de ataque y una unión de salida, y en la que la unión de salida se extiende para formar una tercera pared curvada que tiene un borde de salida, cada pala además incluye una pestaña que se extiende distalmente desde el borde de salida de una forma continua tal que el desplazamiento angular de la pestaña desde el borde de salida forma una región doblada que refuerza el borde de salida

Ventilador de refrigeración con pala reforzada.

Antecedentes de la invención

La presente invención se refiere a dispositivos de circulación de aire utilizados en grandes edificios y, en particular, concierne a un ventilador de refrigeración que lleva palas reforzadas que pueden utilizarse para hacer circular un gran volumen de aire.

Las personas que trabajan en grandes edificios, tales como almacenes y hangares de aeropuerto, están habitualmente expuestas a condiciones de trabajo que pueden ser incómodas y peligrosas. En un día caluroso, la temperatura del aire interior puede alcanzar un punto en el que una persona no puede mantener una temperatura corporal saludable. Además, muchas actividades que se realizan en estos ambientes, como la soldadura o el funcionamiento de motores de combustión interna, crean contaminantes en suspensión en el aire que pueden resultar perjudiciales para las personas expuestas a ellos. Los efectos de los contaminantes en suspensión en el aire aumentan todavía si la zona no está adecuadamente ventilada.

El problema de la refrigeración o la circulación del aire en grandes edificios no puede resolverse con los sistemas de aire acondicionado tradicionales. El gran volumen de aire dentro del edificio junto con el alto grado de calor propagado por los techos y paredes puede requerir aparatos de aire acondicionado potentes para que sean efectivos. Si se utilizaran estos aparatos, los costes operativos podrían ser importantes. Además, los sistemas de aire acondicionado tradicionales recirculan rutinariamente el aire interno para una mayor eficacia de refrigeración. Por lo tanto, los aparatos tradicionales de aire acondicionado no se utilizan generalmente en los sistemas de ventilación que sirven para eliminar rápidamente los contaminantes en suspensión en el aire, tales como los gases de escape o el humo, y sustituyen el aire contaminado con aire puro de una fuente exterior. Por ejemplo, durante la soldadura y el funcionamiento de motores de combustión interna dentro de una estructura, el aire interno debe sustituirse y no debería ser recirculado debido a la acumulación de contaminantes en suspensión en el aire perjudiciales para la salud.

En general, pueden utilizarse ventiladores de tamaño pequeño y grande para proporcionar cierto grado de circulación, refrigeración y ventilación cuando no es factible el sistema de aire acondicionado tradicional. Un inconveniente de utilizar ventiladores de pequeño diámetro para hacer circular el aire es que el flujo de aire resultante se reduce considerablemente en los lugares inferiores. Además, la gran cantidad de energía eléctrica necesaria para el uso simultáneo de estos aparatos en un número elevado elimina sus ventajas como sistema de refrigeración de bajo coste.

Además, un inconveniente de utilizar ventiladores de gran diámetro es que, generalmente, requieren la fabricación de palas especiales de gran resistencia y peso ligero que puedan resistir grandes esfuerzos causados por pares gravitacionales significativos que se acrecientan al aumentar la relación entre la longitud y la anchura de la pala. El hecho de que la inercia rotacional de un ventilador aumente con el cuadrado del diámetro requiere el uso de alto par al producir mecanismos reductores de engranajes. Desafortunadamente, los componentes de la unidad motriz tradicionales pueden experimentar fallos mecánicos debido al par considerablemente grande producido por los motores eléctricos durante su fase de puesta en marcha, que pueden reducir la fiabilidad de los ventiladores de gran diámetro.

Algunos ventiladores de gran diámetro han sido equipados con mecanismos de baja velocidad y palas de ventilador grandes con características aerodinámicas. Por ejemplo la Patente US número 6.244.821 presenta un ventilador de refrigeración de baja velocidad de gran diámetro con palas del ventilador proporcionalmente grandes que pueden formarse utilizando un proceso de extrusión generalmente conocido. Desafortunadamente, estas palas extruidas tienen bordes traseros sin soporte que pueden desgarrarse por deformación o alabeo durante la conformación y la refrigeración. A consecuencia de ello, las características aerodinámicas se reducen debido al desgarre creado en los bordes traseros más largos sin soporte durante la fabricación, lo que reduce la eficiencia global de las palas de ventilador grandes. Por lo tanto, los bordes traseros acortados influyen de modo adverso sobre la efectividad aerodinámica de las palas de ventilador grandes disminuyendo potencialmente la eficiencia del flujo de aire que circula dentro de la estructura.

La patente U.S. Nº 2.450.440 que se considera como la técnica anterior más próxima al contenido de la reivindicación 1, presenta un medio para modificar el diámetro de la pala de la hélice, la superficie de la pala y la distribución del paso sin alteración de la pala de la hélice básica en situaciones en que la potencia de salida del motor se cambia para un aeroplano particular. La figura 9 muestra un borde trasero con los números de referencia 16 y 10f.

La patente U.S. Nº 6.132.826 presenta y reivindica un procedimiento de fabricación de cuerpos de pala huecos fabricados de resina mediante moldeo por inyección. La Figura 2 de la referencia 826 muestra un borde trasero con número de referencia 1b.

La Solicitud PCT con Nº de publicación WO 00/49342, publicada el 24 de agosto de 2000, presenta en la figura 10 un ventilador de refrigeración de baja velocidad con un borde trasero con la referencia 1014.

La Patente U.S. Nº 4.971.521 presenta una pala aerodinámica para un ventilador impulsor y un procedimiento para fabricar el ventilador impulsor. En las figuras 1 y 2 la patente presenta un borde trasero con la referencia numérica 5.

Teniendo en cuenta lo anterior, existe actualmente la necesidad de un aparato de circulación de aire rentable que proporcione una ventilación óptima y refrigeración eficaz en edificios grandes. En particular, actualmente es necesario un aparato de circulación de aire que tenga palas de ventilador mejoradas y un procedimiento de fabricación que incremente la rigidez estructural de la pala y mantenga el rendimiento aerodinámico mejorado.

Resumen de la invención

Las necesidades anteriormente indicadas pueden satisfacerse con un aparato ventilador de circulación de aire en un edificio industrial. En una forma de realización, el aparato ventilador puede incluir un soporte adaptado para permitir el montaje del aparato ventilador en el techo del edificio industrial y un motor acoplado al soporte, estando engranado el motor con un eje giratorio para inducir la rotación del eje. El aparato ventilador puede incluir además diversas palas de ventilador fijadas al eje giratorio, en el que cada pala del ventilador está formada por un metal extruido de tal modo que una primera pared curvada esté unida a una segunda pared curvada para formar una unión delantera y una unión trasera y en la que la unión trasera se extiende para formar una tercera pared curvada que tiene un borde trasero, incluyendo además cada pala un reborde que se extiende de manera distal desde el borde trasero de modo continuo de tal forma que el desplazamiento angular del reborde desde el borde trasero forme una zona curvada que refuerce el borde trasero. Considerando una característica, cada pala del ventilador incluye una forma de superficie sustentadora que lleva un borde trasero cónico que está doblado para formar un reborde que se extiende hacia abajo desde la superficie inferior de la tercera pared curvada.

Adicionalmente, la primera pared curvada puede unirse a una segunda pared curvada para formar una zona interior hueca. La primera pared curvada puede unirse a una segunda pared curvada para formar una zona interior sólida. Además, las diversas palas de ventilador pueden fijarse a un cubo, que está conectado al eje giratorio. En una forma de realización, las diversas palas del ventilador pueden ser al menos diez. Sería conveniente que las diversas palas del ventilador pudieran incluir dos o más palas de ventilador que no se desvíen de las especificaciones de la presente invención. Cada una de las diversas palas del ventilador puede fabricarse utilizando una técnica de extrusión, en la que el metal extruido incluya aluminio.

Además, cada pala del ventilador puede tener una anchura transversal comprendida entre aproximadamente 12,7 cm (5 pulgadas) y 20,32 cm (8 pulgadas). Cada pala del ventilador tiene una altura en sección...

1. Pala de ventilador metálica para un aparato ventilador utilizado en un edificio industrial, estando formada la pala (316) del ventilador por un metal extruido, en particular aluminio, de tal manera que una primera pared curvada (524) se una con una segunda pared curvada (526) para formar una unión delantera (531) y una unión trasera (532) y en la que la unión trasera (532) se extiende para formar una tercera pared (530) que tiene un borde trasero (514).

caracterizada porque

la pala del ventilador (316) lleva además un reborde doblado (538) que se extiende de modo distal desde el borde trasero (514) de manera continua que refuerza el borde trasero (514).

2. Pala de ventilador (316) según la reivindicación 1, en la que el reborde (538) se extiende hacia abajo desde la superficie inferior de la tercera pared (530) y/o tiene una longitud comprendida entre 0,3175 cm aproximadamente (1/8 pulgada) y 0,9525 cm (3/8 pulgada).

3. Pala de ventilador (316) según las reivindicaciones 1 o 2, en la que la primera pared curvada (524) se une con una segunda pared curvada (526) para formar una zona interior hueca (522).

4. Pala de ventilador (316) según las reivindicaciones 1 o 2, en la que la primera pared curvada (524) se une con una segunda pared curvada (526) para formar una zona interior sólida.

5. Pala de ventilador (316) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que tiene una anchura en sección transversal entre aproximadamente 12,7 cm (5 pulgadas) y 20,32 cm (8 pulgadas), en particular, aproximadamente 17,78 cm (7 pulgadas); y/o una altura en sección transversal entre aproximadamente 1,905 cm (3/4 pulgada) y 3,81 cm (3/2 pulgada), en particular, aproximadamente 2,54 cm (1 pulgada); y/o una longitud de al menos 121,92 cm (4 pies); y/o una longitud al menos inferior a 457,2 cm (15 pies).

6. Pala de ventilador (316) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que las paredes curvadas primera y segunda (524, 526) tienen un espesor entre aproximadamente 0,15875 cm (1/16 pulgada) y 0,47625 cm (3/16 pulgada), en particular, aproximadamente 0,396875 cm (5/32 pulgada).

7. Pala de ventilador (316) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la tercera pared curvada (530) presenta una forma cónica que disminuye en espesor a través de su longitud, en particular desde aproximadamente 0,47625 cm (3/16 pulgada) en la unión trasera (532) hasta aproximadamente 0,15875 cm (1/16 pulgada) en el borde trasero (514).

8. Pala de ventilador (316) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el reborde (538) refuerza el borde trasero cónico (514) durante el proceso de fabricación por extrusión de modo que el borde trasero cónico (514) sea resistente al desgarre cuando se ha conformado.

9. Pala de ventilador (316) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el reborde (538) se extiende hacia abajo desde la superficie inferior de la tercera pared (530) de tal manera que el desplazamiento angular del reborde (538) desde la superficie inferior de la tercera pared (530) forma una zona reforzada que aumenta la rigidez estructural del borde trasero (514) de tal modo que el borde trasero con reborde (514) sea resistente al deterioro, y en la cual el reborde (538) aumenta el volumen de flujo de aire resultante del funcionamiento del aparato ventilador que lleva la pala de ventilador (316).

10. Aparato ventilador (100) para la circulación de aire en un edificio industrial (106), incluyendo dicho aparato:

un soporte (302) adaptado para poder montar el aparato ventilador (100) en el techo del edificio industrial (106);

un motor (304) acoplado al soporte (302), estando engranado el motor con une eje giratorio (306) para inducir la rotación del eje (306); y diversas palas de ventilador (316) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores.

11. Aparato ventilador (100) según la reivindicación 10, constituido por al menos 10 palas de ventilador (316).

12. Aparato ventilador (100) según las reivindicaciones 10 u 11, en el que las diversas palas del ventilador están fijadas a un cubo (312), que va unido al eje giratorio (306).

13. Aparato ventilador (100) para refrigerar edificios industriales, incluyendo dicho aparato:

un dispositivo de montaje que lleva un cubo giratorio (312) que fija el aparato ventilador (100) al techo (110) del edificio industrial (106);

diversas palas de ventilador según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, montadas en el cubo giratorio (312).

14. Aparato ventilador (100) según la reivindicación 13, en el que cada una de las diversas palas del ventilador tiene al menos 1,22 m de largo (4 pies) y está formada por un metal extruido de manera que se disponga de una primera sección de superficie sustentadora y un borde trasero cónico (514), en el que el borde trasero cónico se extiende desde una pared de la pala (316) del ventilador y en el que el borde del reborde cónico (514) está doblado en un extremo distal (536) para formar un reborde (538) de una sola pieza con el fin de reforzar el borde trasero cónico (514) de modo que se proporcione un empuje hacia abajo que aumenta durante la rotación de las palas del ventilador.

15. Procedimiento de conformación de una pala de ventilador (316) que utiliza:

un metal reblandecido y que consta de la etapa que consiste en forzar el metal en una matriz o en un molde de extrusión (708) utilizando una prensa de extrusión, de tal modo que una pala de ventilador metálica refrigerada sea extruida fuera de la matriz de extrusión, de manera que se disponga de una primera superficie sustentadora en sección transversal uniforme y un borde trasero cónico (514) fijado de una sola pieza a un extremo de la primera sección de superficie sustentadora y un reborde de refuerzo (538).

caracterizado porque la pala del ventilador (316) lleva además una zona curvada (536) que desemboca en un reborde (538) que se extiende de manera distal desde el borde trasero (514) de modo continuo para reforzar el borde trasero cónico (514) durante la extrusión para impedir el desgarre del borde trasero cónico (514).

16. Procedimiento según la reivindicación 14, en el que el reblandecimiento del metal incluye un reblandecimiento del aluminio y/o un reblandecimiento de un aluminio aleado con al menos un elemento, como por ejemplo cobre, manganeso, silicio, magnesio y cinc.

17. Procedimiento según las reivindicaciones 15 o 16, en el que el procedimiento incluye además la etapa que consiste en formar un molde de extrusión (708) para producir la pala del ventilador (316) con una zona interior hueca (522) o con una zona interior sólida.

18. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 15 a 17, en el que las palas del ventilador unidas (316) son separadas para formar diversas palas de ventilador individuales.

19. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 15 a 18, en el que al forzar el metal en el molde de extrusión (708) se produce al menos una pala de ventilador (316) que tiene una primera superficie (506) y una segunda superficie (510) que se combinan para formar la superficie sustentadora, que mejora las propiedades del flujo de aire en columna producido por al menos una pala de ventilador (316).

20. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 15 a 19, en el que al forzar el metal en el molde de extrusión (708), se produce al menos una pala de ventilador (316) con una primera superficie extendida que incluye al menos un elemento entre el borde trasero cónico (514) y el reborde de refuerzo (538) lo que da como resultado un diseño mejorado de la superficie sustentadora.