Ventilador para su uso en agricultura.

Ventilador (10) para su uso en agricultura que comprende:

a) un poste principal (20);

b) un buje central (38) que tiene un árbol de montaje (38B) conectado de manera giratoria a un árbol principal (38A) con el árbol principal (38A) montado fijamente en el poste principal (20);

c) un motor BLDC (12) que tiene un rotor (22) y un estator (14) con el estator (14) montado fijamente en el poste principal (20) y el rotor (22) montado fijamente en el árbol de montaje (38B) del buje central (38);

d) una hélice (36) montada fijamente en el árbol de montaje (38B) del buje central (38) adyacente al rotor (22) en un lado opuesto al estator (14); y

e) un sistema de control (40) conectado al motor BLDC (12) para controlar el funcionamiento del motor BLDC (12).

Ventilador para su uso en agricultura

Referencias cruzadas a solicitudes relacionadas Esta solicitud reivindica el beneficio de la solicitud provisional estadounidense n.ï 61/175.970, presentada el 6 de mayo de 2009, que se incorpora por la presente en el presente documento como referencia en su totalidad, excepto por el hecho de que la presente solicitud reemplaza cualquier parte de la solicitud a la que se ha hecho referencia anteriormente que contradiga la presente solicitud.

Declaraciïn en cuanto a investigaciïn o desarrollo con subvenciïn federal

No aplicable.

Antecedentes de la invenciïn (1) Campo de la invenciïn La presente invenciïn se refiere a un ventilador para su uso en agricultura que incluye un motor sin escobillas de corriente continua (BLDC, brushless direct current) . En particular, la presente invenciïn se refiere a un ventilador para su uso en edificios de confinamiento de ganado que tiene un tamaïo de hïlice de entre aproximadamente 36 pulgadas (914 mm) y 84 pulgadas (2134 mm) y que usa un motor BLDC con un sistema de control electrïnico para optimizar las revoluciones por minuto (rpm) , el flujo de aire y la eficiencia del ventilador durante las diversas fases de crecimiento de ganado o los animales, lo que se necesita para maximizar la tasa de crecimiento de los animales y optimizar la eficiencia del ventilador y el sistema de ventilaciïn.

En el pasado, los sistemas de ventilaciïn para edificios de confinamiento de ganado usaban motores de inducciïn y ventilaciïn controlada o bien apagando o bien encendiendo algunos o todos los ventiladores. Sin embargo, este mïtodo a menudo creaba picos y valles en la ventilaciïn del edificio cuando los ventiladores estaban o bien encendidos o bien apagados. Ademïs, en el pasado los caudales de aire en el edificio de confinamiento de ganadodo variaban debido a la presiïn del edificio, a los efectos del viento, a entradas atascadas y a otras condiciones, estas condiciones afectaban a la capacidad de los ventiladores para mover aire. Esto creaba perïodos en los que el ambiente y el caudal de aire en el edificio de confinamiento de ganado no estaban optimizados para el crecimiento mïximo del ganado en el edificio de confinamiento de ganado. Ademïs, en el pasado, el motor y/o sistema de accionamiento del ventilador se sustituyï por ventiladores que tenïan motores de inducciïn, para provocar grandes cambios en el flujo de aire de un ventilador. Por tanto, no existïa ninguna manera sencilla de cambiar la velocidad o el flujo de aire de los ventiladores sin cambiar o aïadir equipamiento. Tambiïn existïa poca capacidad para hacer funcionar los ventiladores a una eficiencia mïxima al tiempo que se mantenïan condiciones de crecimiento ïptimas para el ganado en los edificios de confinamiento de ganado.

Sumario de la tïcnica anterior

La patente estadounidense n.ï 6.190.140 B1 de Matson describe un sistema de montaje de motor mejorado para ventiladores de ventilaciïn accionados por correa 20 que mantiene y regula continuamente la tensiïn de la correa del ventilador 20. La invenciïn incluye una unidad de montaje de una sola pieza 38 con una secciïn transversal generalmente cruciforme. La unidad de montaje de una sola pieza 38 estï suspendida entre los carriles de la estructura 34 y 35 de la carcasa externa rïgida 21 del ventilador 20 y soporta tanto el motor de accionamiento elïctrico 44 convencional como el conjunto de hïlice 40 en una relaciïn alineada separada con los interiores de la carcasa del ventilador entre los carriles 34 y 35. El motor 44 y el conjunto de hïlice 40 estïn acoplados mecïnicamente mediante una correa en V 45 convencional. La unidad de montaje cruciforme de una sola pieza 38 incluye un mandril tubular rïgido 70 en el centro y un par de brazos planos 76, 78, 80 y 82 que se extienden alejïndose de cada lado del mandril 70. Uno de los brazos 80 soporta el conjunto de ala 94 que soporta el motor de accionamiento 44. El ala 106 del conjunto de ala 94 soporta dinïmicamente el motor de accionamiento 44. El ala 106 puede desviarse automïticamente hacia o alejïndose del mandril 70 durante el funcionamiento.

La solicitud de patente europea n.ï EP 1 099 912 A1 de van Bohemen describe un sistema de control de ventilaciïn para controlar la cantidad de aire que pasa a travïs de un espacio 1 dividido en varios compartimentos 2. El sistema de control de ventilaciïn incluye un controlador de vïlvula de ventilador separado en cada compartimento 2 y un control central para controlar simultïneamente los ventiladores 11 en los compartimentos separados 2. La unidad de ventilaciïn 7 para cada compartimento 2 comprende un ventilador 11, una vïlvula de control 12 para el ventilador 11 y un ventilador de mediciïn 13. El sistema de control de ventilaciïn comprende ademïs una unidad de control central, particularmente una unidad de control de frecuencia 5. En uso, partiendo de una situaciïn especïfica en la que un nïmero especïfico de cerdos de una clase especïfica y una categorïa de edad conocïa estïn presentes en el compartimento 2, a una temperatura dada, existirï una determinada ventilaciïn de aire en cada uno de los compartimentos 2 que se determina mediante la velocidad del ventilador 11 y la posiciïn de la vïlvula de control 12. Si la temperatura en uno de los compartimentos 2 es demasiado alta y se necesita mïs ventilaciïn, el ordenador de ventilaciïn 4 suministrarï una seïal de control para abrir mïs la vïlvula de control 12. Cuando la ventilaciïn en el compartimento 2 relevante aïn es insuficiente y la vïlvula de control 12 ha alcanzado una posiciïn abierta mïxima especïfica, el ordenador de ventilaciïn 4 suministrarï una seïal de control a la unidad de control de frecuencia 5 que aumenta entonces la velocidad del ventilador 11, hasta que el ordenador de ventilaciïn 4 considere que la ventilaciïn es suficiente. Las vïlvulas de control separadas 12 en los otros compartimentos 2 pueden ajustarse para evitar demasiada ventilaciïn en los otros compartimentos 2.

Sigue existiendo la necesidad de un ventilador para su uso en edificios de confinamiento de ganado que use un motor BLDC y un sistema de control electrïnico de modo que el ventilador pueda hacerse funcionar en una variedad de modos y pueda conmutarse fïcilmente entre los modos para maximizar la eficiencia de los ventiladores al tiempo que se optimiza el ambiente de crecimiento de los edificios para el ganado. Los problemas mencionados anteriormente se solucionan mediante el dispositivo y el mïtodo relacionado segïn las reivindicaciones 1 y 9, respectivamente. La esencia y las ventajas de la presente invenciïn resultarïn cada vez mïs evidentes con referencia a los dibujos siguientes y la descripciïn.

Breve sumario de la invenciïn Ventilador para su uso en agricultura que tiene un motor BLDC. El ventilador incluye una hïlice, un buje central, un motor BLDC, un poste principal y un sistema de control. El buje central es una unidad de cojinete que tiene un ïrbol principal unido de manera giratoria a un ïrbol de montaje. El estator del motor BLDC estï montado fijamente en el poste principal. El rotor del motor BLDC asï como la hïlice estïn montados en el ïrbol de montaje del buje central. Los cojinetes del buje central permiten que el rotor y la hïlice giren mientras el estator permanece estacionario. El uso del poste principal soporta y ubica el motor y sus partes y permite el montaje del ventilador en carcasas de ventilador existentes.

El sistema de control para el ventilador controla la velocidad del motor BLDC y el ventilador, lo que controla el caudal de aire del ventilador. El sistema de control incluye al menos un (1) microprocesador que tiene programas para controlar el funcionamiento del ventilador. En una (1) realizaciïn, el sistema de control tiene al menos dos (2) microprocesadores. El primer microprocesador estï preprogramado para ejecutar las operaciones normales del motor, tales como encender y apagar el motor BLDC. El segundo microprocesador es programable e incluye programas personalizados para controlar la velocidad del motor BLDC. En una (1) realizaciïn, el sistema de control tiene puentes que determinan quï programas personalizados se descargan de las EEPROM al segundo microprocesador. En una (1) realizaciïn, el sistema de control tambiïn incluye controles manuales. En una (1) realizaciïn, el sistema de control incluye una entrada de tensiïn variable. En esta realizaciïn, se introduce una tensiïn de entre 0 y 10 V CC en una entrada de tensiïn variable para variar la velocidad del motor BLDC. En otra realizaciïn, el sistema de control tiene una entrada de seïal lïgica. En esta realizaciïn, se introduce una seïal lïgica de 120 V CA en la entrada de seïal lïgica para conmutar el motor... [Seguir leyendo]

1. Ventilador (10) para su uso en agricultura que comprende:

a) un poste principal (20) ;

b) un buje central (38) que tiene un ïrbol de montaje (38B) conectado de manera giratoria a un ïrbol principal (38A) con el ïrbol principal (38A) montado fijamente en el poste principal (20) ;

c) un motor BLDC (12) que tiene un rotor (22) y un estator (14) con el estator (14) montado fijamente en el poste principal (20) y el rotor (22) montado fijamente en el ïrbol de montaje (38B) del buje central (38) ;

d) una hïlice (36) montada fijamente en el ïrbol de montaje (38B) del buje central (38) adyacente al rotor

(22) en un lado opuesto al estator (14) ; y

e) un sistema de control (40) conectado al motor BLDC (12) para controlar el funcionamiento del motor BLDC (12) .

2. Ventilador (10) segïn la reivindicaciïn 1, en el que se proporciona una carcasa de ventilador (100) y el poste principal (20) estï montado en la carcasa de ventilador (100) , en particular en el que el motor BLDC

(12) es un motor de rotor externo de manera que el rotor (22) gira alrededor de una circunferencia externa del estator (14) .

3. Ventilador (10) segïn una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, en el que el sistema de control (40) incluye un primer microprocesador que tiene programas operativos normales para controlar operaciones normales del motor BLDC (12) y un segundo microprocesador que tiene programas personalizados para proporcionar una operaciïn personalizada del motor BLDC (12) .

4. Ventilador (10) segïn la reivindicaciïn 3, en el que el sistema de control (40) incluye una EEPROM que tiene varios programas personalizados y puentes y en el que los puentes estïn conectados para seleccionar uno de los programas personalizados de la EEPROM para cargarlo en el segundo microprocesador para controlar el motor BLDC (12) .

5. Ventilador (10) segïn una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el sistema de control (40) incluye una entrada de tensiïn variable para introducir una tensiïn de entre 0 y 10 V CC para controlar la velocidad del motor (12) , en particular en el que el sistema de control (40) incluye una entrada de seïal lïgica para introducir una seïal lïgica de 120 V CA para controlar el funcionamiento del motor (12) .

6. Ventilador (10) segïn una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que un diïmetro de un recorrido de la hïlice (36) estï entre aproximadamente 36 pulgadas (914 mm) y 84 pulgadas (2134 mm) y el motor BLDC (12) tiene un diïmetro de entre 11 y 15 pulgadas (279 mm y 381 mm) .

7. Ventilador (10) segïn una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que el sistema de control (40) estï montado en el poste principal (20) en un lado opuesto al motor BLDC (12) y la hïlice (36) .

8. Ventilador (10) segïn una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que una tapa disipadora de calor

(34) estï montada en el poste principal (20) y aloja el sistema de control (40) .

9. Mïtodo para proporcionar un caudal de aire constante en un edificio de confinamiento de ganado que comprende las etapas de:

a) proporcionar una pluralidad de ventiladores BLDC (10) en el edificio de confinamiento de ganado, los ventiladores (10) incluyendo un poste principal (20) , un buje central (38) que tiene un ïrbol de montaje (38A) conectado de manera giratoria a un ïrbol principal (38A) con el ïrbol principal (38A) montado fijamente en el poste principal (20) , un motor BLDC (12) que tiene un rotor (22) y un estator (14) con el estator (14) montado fijamente en el poste principal (20) y el rotor (22) montado fijamente en el ïrbol de montaje (38B) del buje central (38) , una hïlice (36) montada fijamente en el ïrbol de montaje (38B) del buje central (38) adyacente al rotor (22) en un lado opuesto al estator (14) ; y un sistema de control (40) conectado al motor BLDC (12) para controlar el funcionamiento del motor BLDC (12) ; y

b) controlar la velocidad de cada uno de los ventiladores (10) para controlar un caudal de aire de cada ventilador (10) para mantener un caudal de aire constante en el edificio de confinamiento de ganado.

10. Mïtodo segïn la reivindicaciïn 9, en el que ademïs, en la etapa (b) , uno o mïs de los ventiladores (10) se hace funcionar a la mitad de su velocidad y uno o mïs de los ventiladores (10) se hace funcionar a toda su velocidad, en particular en el que ademïs, en la etapa (b) , uno o mïs de los ventiladores (10) estï apagado.

11. Mïtodo segïn la reivindicaciïn 9, en el que las condiciones ambientales del edificio de confinamiento de

ganado varïan y en el que ademïs, en la etapa (b) , la velocidad de cada ventilador (10) se ajusta para adaptarse a las condiciones ambientales del edificio de confinamiento de ganado mantener el caudal de aire constante en el edificio de confinamiento de ganado.

12. Mïtodo segïn una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 11, en el que el sistema de control (40) de cada

uno de los ventiladores BLDC (10) incluye una entrada de tensiïn variable, y en el que ademïs, en la etapa (b) , para controlar la velocidad de cada uno de los ventiladores BLDC (10) , se introduce una tensiïn en CC de entre 0 y 10 V en la entrada de tensiïn variable de cada sistema de control (40) de cada ventilador (10) para determinar la velocidad de cada ventilador (10) .

13. Mïtodo segïn una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 12, en el que el sistema de control (40) de cada uno de los ventiladores BLDC (10) incluye una entrada de seïal lïgica, y en el que ademïs, en la etapa (b) , para controlar la velocidad de cada uno de los ventiladores BLDC (10) , se introduce una seïal de 120 V CA en la entrada de seïal lïgica para que actïe como conmutador para cambiar la velocidad del ventilador (10) de una primera velocidad a una segunda velocidad.

14. Mïtodo segïn la reivindicaciïn 12, en el que ademïs, en la etapa (b) , se introducen 10 V CC en la entrada de tensiïn variable y el ventilador (10) funciona a aproximadamente la mitad de la velocidad mïxima para el ventilador (10) .

15. Mïtodo segïn la reivindicaciïn 12, en el que ademïs, en la etapa (b) , se introducen 0 V CC en la entrada de tensiïn variable y la velocidad del ventilador (10) es aproximadamente la velocidad mïxima del ventilador (10) .