IT201700018600A1

IT201700018600A1 - Convogliatore radiale per cappe aspiranti

Info

Publication number: IT201700018600A1
Application number: IT102017000018600A
Authority: IT
Inventors: Fabio Tantalo; Paolo Antonini; Gianluca Catalini
Original assignee: Elica Spa
Priority date: 2017-02-20
Filing date: 2017-02-20
Publication date: 2018-08-20
Also published as: ES2798433T3; EP3364037A2; EP3364037B1; EP3364037A3

Description

"CONVOGLIATORE RADIALE PER CAPPE ASPIRANTI"

DESCRIZIONE

[0001] Forma l'oggetto della presente invenzione un convogliatore radiale, in particolare per cappe aspiranti, del tipo comprendente un alloggiamento con due aperture di aspirazione aria assiali ed opposte ed un’apertura d’uscita aria radiale, nonché un gruppo di convogliamento con un motore elettrico ed una girante disposto all’interno dell’alloggiamento.

[0002] Convogliatori radiali del tipo succitato sono noti ad esempio da EP2365224.

[0003] I convogliatori della tecnica nota presentano alcuni svantaggi. Essi evidenziano un elevato consumo di energia elettrica ed una portata massima (a parità di potenza elettrica assorbita) limitata e, quindi un’efficienza energetica non ancora soddisfacente.

[0004] In corrispondenza dell’apertura d’uscita i convogliatori noti evidenziano un elevato gradiente di retro-pressione, vortici instazionari e distacchi di flusso non pianificati.

[0005] In corrispondenza delle aperture di aspirazione, i convogliatori noti evidenziano resistenze e perdite di energia cinetica del gas convogliato dovute al repentino cambio di direzione del flusso d’aria con distacchi di flusso e vorticosità locali indesiderati.

[0006] Lo scopo della presente invenzione è pertanto quello di proporre un convogliatore radiale del tipo sopra indicato, avente caratteristiche tali da ovviare ad almeno alcuni degli inconvenienti citati con riferimento alla tecnica nota.

[0007] Uno scopo particolare dell’invenzione è quello di proporre un convogliatore radiale migliorato dal punto di vista fluidodinamico in modo tale da ridurre il consumo energetico a parità di portata e da aumentare la portata massima a parità di dimensione e di potenza elettrica assorbita.

[0008] Un ulteriore scopo dell’invenzione è quello di proporre un convogliatore radiale che presenti livelli ridotti di rumorosità e di vibrazioni, grazie ad una geometria fluidodinamica migliorata.

[0009] Questi ed altri scopi vengono raggiunti mediante un convogliatore radiale, in particolare per cappe aspiranti, avente un asse di rotazione girante e comprendente:

[0010] - un alloggiamento con una prima apertura di aspirazione assiale ed una seconda apertura di aspirazione assiale opposta alla prima apertura di aspirazione ed un’apertura d’uscita aria in direzione tangente,

[0011] - un gruppo di convogliamento disposto all’interno dell’alloggiamento ed avente un motore elettrico ed una girante collegata con un rotore del motore elettrico, in cui:

secondo un aspetto dell’invenzione, in almeno una delle aperture di aspirazione sono formati raggi di guida estesi da una zona radialmente esterna dell’apertura di aspirazione verso una zona radialmente più interna e aventi una forma tale da deviare il flusso d’aria che entra nell’apertura di aspirazione verso la direzione di rotazione della girante.

[0012] I raggi di guida realizzano “pale statiche” in grado di indirizzare il flusso, ottimizzandone la traiettoria, e conferendone un moto verso la stessa direzione del moto della girante. Ciò riduce la coppia motore necessaria e migliora l’efficienza energetica del convogliatore.

[0013] Secondo un ulteriore aspetto dell’invenzione, una porzione tangenziale d’uscita dell’alloggiamento forma un canale d’uscita delimitato da una porzione di parete (radialmente) esterna e una porzione di parete (radialmente) interna opposta alla porzione di parete esterna,

[0014] in cui un nocciolo di guida formato da una parete periferica dell’alloggiamento e dalla parete interna ha una sezione trasversale (in un piano di sezione ortogonale all’asse di rotazione) a forma di cuspide, convergente verso un bordo libero ed in cui detto bordo libero è sostanzialmente rettilineo e parallelo all’asse di rotazione.

[0015] Il canale d’uscita e l’apertura d’uscita definiscono una sezione di flusso delimitata da:

[0016] - una base piana e parallela all’asse di rotazione, e

[0017] - una delimitazione a forma di arco le cui estremità si collegano con le estremità della base piana.

[0018] La configurazione del canale d’uscita a forma si tunnel con base piatta e delimitazione superiore ad arco contribuisce ad una riduzione del gradiente di retropressione (back pressure gradient) che agisce contro la direzione del flusso, riduce distacchi di flusso non pianificati e aumenta sia l’efficienza energetica sia la portata di flusso (mass flow rate) a parità di dimensioni esterne e di tipologia di motore.

[0019] Per meglio comprendere l'invenzione e apprezzarne i vantaggi, verranno di seguito descritte alcune forme di realizzazione esemplificative non limitative, facendo riferimento alle figure annesse, in cui:

[0020] la figura 1 è una vista in prospettiva, esplosa, di un convogliatore radiale secondo l'invenzione;

[0021] la figura 2 è una vista frontale del convogliatore radiale in figura 1;

[0022] le figure 3 e 4 sono viste di due lati opposti del convogliatore radiale in figura 1;

[0023] la figura 5 è una vista in prospettiva di un semi-guscio dell’alloggiamento del convogliatore radiale in figura 1;

[0024] le figure 6 e 7 sono viste di aperture d’ingresso dell’alloggiamento del convogliatore in figura 1;

[0025] le figure 8 e 9 sono viste di particolari delle aperture d’ingresso mostrate nelle figure 6 e 7 con l’indicazione di alcuni parametri geometrici caratteristici;

[0026] la figura 10 è una vista in sezione trasversale (secondo un piano di sezione X-X tangente ad una circonferenza all’asse di rotazione del motore) di un raggio di guida di un’apertura d’ingresso aria, sul lato opposta al lato motore, in una regione radialmente interna;

[0027] la figura 11 è una vista in sezione trasversale (secondo un piano di sezione XI-XI tangente ad una circonferenza all’asse di rotazione del motore) di un raggio di guida dell’apertura d’ingresso aria, sul lato opposta al lato motore, in una regione radialmente esterna;

[0028] la figura 12 è una vista in sezione trasversale (secondo un piano di sezione XII-XII tangente ad una circonferenza all’asse di rotazione del motore) di un raggio di guida di un’apertura d’ingresso aria sul lato motore;

[0029] le figure 13 e 14 sono viste in sezione, secondo un piano perpendicolare all’asse di rotazione, di una sequenza di pale della girante del convogliatore, con l’indicazione di alcuni parametri geometrici caratteristici, secondo forme di realizzazione;

[0030] la figura 15 è una vista in sezione radiale di un semi-guscio dell’alloggiamento del convogliatore secondo una forma di realizzazione;

[0031] la figura 16 è una vista ingrandita di un particolare in figura 15;

[0032] le figure 17 e 18 sono viste laterali da un lato interno di un semi-guscio dell’alloggiamento del convogliatore, con l’indicazione di alcuni parametri geometrici caratteristici, secondo una forma di realizzazione,

[0033] la figura 19 è una vista di una zona d’uscita del convogliatore secondo una forma di realizzazione,

[0034] la figura 20 mostra una girante per il convogliatore secondo una forma di realizzazione.

[0035] Con riferimento alle figure, un convogliatore radiale, in particolare per cappe aspiranti domestiche, è complessivamente indicato con il riferimento 1. Il convogliatore 1 definisce un asse di rotazione R della girante e le definizioni di posizione o orientamento “assiale”, “radiale” “circonferenziale” e “periferico” si riferiscono all’asse di rotazione R o a forme geometriche sviluppate intorno all’asse di rotazione R. Inoltre, all’interno della presente descrizione, l’espressione “radialmente verso l’interno” significa “in avvicinamento all’asse di rotazione R” e l’espressione “radialmente verso l’esterno” significa “in allontanamento dall’asse di rotazione R”.

[0036] Il convogliatore 1 comprende un alloggiamento 2 con una prima apertura di aspirazione 3 assiale ed una seconda apertura di aspirazione 4 assiale opposta alla prima apertura di aspirazione 3 e un’apertura d’uscita aria radiale o tangenziale 5, nonché un gruppo di convogliamento disposto all’interno dell’alloggiamento 2 ed avente un motore elettrico 6 e una girante 7 collegata con il rotore e/o con un albero motore 8 del motore elettrico 6.

[0037] Il motore elettrico 6 è fissato all’alloggiamento 2 su due lati opposti o a sbalzo su un solo lato e solidale in rotazione, ad esempio mediante una pluralità di porzioni o raggi di supporto sporgenti da un bordo 10 della prima apertura di aspirazione 3 e, in caso di supporto motore su entrambi i lati, mediante un’ulteriore pluralità di porzioni o raggi di supporto sporgenti da un bordo 10’ della seconda apertura di aspirazione 4.

[0038] Descrizione dettagliata dell’alloggiamento 2

[0039] L'alloggiamento 2 presenta una forma sostanzialmente toroidale con due pareti laterali 11, 12 che delimitano le aperture di aspirazione 3, 4, e con una parete periferica 13 e una porzione sostanzialmente tangenziale 14 che forma l'apertura di uscita aria 5.

[0040] L’alloggiamento 2 è formato da due semigusci 15, 16 collegati tra loro lungo una linea di giunzione 17 nella parete periferica 13 mediante bordi di giunzione 18 complementari che possono avere una forma a gradino o scanalata tale da realizzare una interfaccia di collegamento a labirinto e, possibilmente, uno o più perni di allineamento 19 sporgenti dal bordo di giunzione 18 di rispettivamente uno dei semigusci 15, 16 ed accolti in corrispondenti fori di allineamento 20 formati nel bordo di giunzione 18 dell’altro semiguscio. I bordi di giunzione 18 possono inoltre comprendere flange o risalti di giunzione 22 sporgenti radialmente verso l’esterno dell’alloggiamento 2 ed aventi un sottosquadro per accogliere una o più clip o profili di giunzione 21, in particolare molle o fermagli a forma di “Ω” o “C”, oppure, alternativamente, fori per ricevere viti di collegamento, che bloccano i due semigusci 15, 16 l’uno contro l’altro.

[0041] In questo modo si ottiene un assemblaggio dell’alloggiamento semplice, robusto e particolarmente preciso.

[0042] Le aperture di aspirazione 3, 4 sono preferibilmente sostanzialmente circolari e coassiali con la girante 7, anch’essa circolare.

[0043] L’alloggiamento 2 delimita internamente uno spazio di convogliamento 27 circonferenziale che si allarga gradualmente in direzione radiale da una zona a sezione minima iniziale 28 fino ad una zona a sezione massima finale 29 (Figura 18). L’estensione radiale rispetto all’asse di rotazione R della sezione minima iniziale 28 è preferibilmente nell’intervallo da 75mm a 85mm e l’estensione radiale rispetto all’asse di rotazione R della sezione massima finale 29 è preferibilmente nell’intervallo da 115mm a 130mm.

[0044] Descrizione delle aperture di aspirazione 3, 4

[0045] Le aperture di aspirazione 3, 4 comprendono griglie di protezione 24, 25 che possono formare anche la struttura per il supporto del gruppo motore 6 – girante 7.

[0046] Le griglie di protezione 24, 25 possono essere formate di pezzo con le rispettive pareti laterali 11, 12 o con i rispettivi semi-gusci 15, 16, oppure fabbricate separatamente e successivamente applicate ad essi.

[0047] Secondo una forma di realizzazione (Figura 1), la prima apertura di aspirazione 3 (lato motore), la prima griglia di protezione 24 per la prima apertura di aspirazione 3 e una struttura per il supporto del motore 6 sono formate da una piastra di supporto 23, fabbricata separatamente e successivamente collegata al primo semi-guscio 15, ad esempio mediante viti o rivetti, tramite impegno a scatto, o mediante altri mezzi di fissaggio.

[0048] Vantaggiosamente, la piastra di supporto 23 e il motore 6 possono essere collegati tra loro a formare un gruppo griglia-motore preassemblato e montabile al primo semi-guscio 15.

[0049] Secondo una forma di realizzazione alternativa, la piastra di supporto 23 è formata in un solo pezzo con il primo semi-guscio 15, ottenendo un supporto del motore 6 diretto sul semiguscio.

[0050] La seconda apertura di aspirazione 4 (lato opposto al lato motore), la seconda griglia di protezione 25 per la seconda apertura di aspirazione 4 e, se prevista, un’ulteriore porzione per il supporto del motore 6, possono essere formate in un pezzo unico con e dal secondo semi-guscio 16 (Figura 3) o, alternativamente, da una seconda piastra, fabbricata separatamente e successivamente collegata al secondo semi-guscio 16, ad esempio mediante viti o rivetti, tramite impegno a scatto, o mediante altri mezzi di fissaggio (non illustrato).

[0051] Una o entrambe le griglie di protezione 24, 29 e/o la struttura supporto motore formano una pluralità di raggi di guida 9, 9’ estesi da una zona radialmente esterna dell’apertura di aspirazione 3, 4 verso una zona radialmente più interna e aventi una forma tale da deviare il flusso d’aria che entra nell’apertura di aspirazione 3, 4, verso la direzione di rotazione della girante 7. In questo modo i raggi di guida 9, 9’ realizzano “pale statiche” in grado di indirizzare il flusso, ottimizzandone la traiettoria, e conferendone un moto verso la stessa direzione del moto della girante 7. Ciò riduce la coppia motore necessaria e migliora l’efficienza energetica del convogliatore 1.

[0052] Secondo una forma di realizzazione, i raggi di guida 9, 9’ formano un bordo esterno 64 (rispetto all’alloggiamento 2) sostanzialmente rettilineo per migliorare l’uniformità della forma esterna, importante per la funzione di protezione, e per ridurre la resistenza al flusso. I raggi di guida 9, 9’ sono preferibilmente inclinati “in avanti”, i.e. con l’estremità radialmente esterna disposta più avanti dell’estremità radialmente interna, visto nel senso di rotazione della girante (Figure 3, 4). In analogia a palettature rotanti, questa configurazione della “palettatura statica” formata dai raggi di guida 9, 9’ concilia l’esigenza di minimizzare le perdite energetiche e la resistenza al flusso con l’esigenza di deviare il flusso nel senso di rotazione della girante 7.

[0053] I raggi di guida 9, 9’ sono piastriformi con sezione trasversale (secondo un piano di sezione tangente all’asse di rotazione R) inclinata rispetto alla direzione assiale e possibilmente curva a forma di arco (Figure 10, 11, 12).

[0054] In accordo con una forma di realizzazione vantaggiosa (Figura 12), i raggi di guida 9 della prima apertura di aspirazione 3 presentano una superficie anteriore 62 concava, rivolta nella direzione di rotazione della girante 7, una superficie posteriore 63 convessa opposta alla superficie anteriore 62, il bordo assialmente esterno 64 (preferibilmente planare) e una superficie 65 del bordo assialmente interno preferibilmente arrotondato. In un piano di sezione tangente rispetto all’asse di rotazione R,

[0055] - la superficie anteriore 62 presenta una forma concava ad arco, ad esempio ad arco di cerchio,

[0056] - la superficie posteriore 63 presenta una forma convessa ad arco ad esempio ad arco di cerchio,

[0057] – possibilmente, lo spessore del raggio di guida 9 si rastrema gradualmente dal bordo assialmente esterno 64 al bordo assialmente interno 65.

[0058] L’angolo di uscita α_ua della superficie anteriore 62 del raggio di guida 9 (lato motore), visto in sezione nel piano tangente all’asse di rotazione R (l’angolo di orientamento della superficie anteriore 62 all’estremità assialmente interna 65 nel verso di rotazione rispetto alla direzione assiale) è compreso tra 7° e 11°, preferibilmente circa 9°.

[0059] L’angolo di uscita α_up della superficie posteriore 63 del raggio di guida 9 (lato motore), visto in sezione nel piano tangente all’asse di rotazione R (l’angolo di orientamento della superficie posteriore 63 all’estremità assialmente interna 65 nel verso di rotazione rispetto alla direzione assiale) è compreso tra 3° e 6°, preferibilmente circa 4,8°.

[0060] L’angolo di ingresso α_ia della superficie anteriore 62 del raggio di guida 9 (lato motore), visto in sezione nel piano tangente all’asse di rotazione R (l’angolo di orientamento della superficie anteriore 62 all’estremità assialmente esterna 64 nel verso di rotazione rispetto alla direzione assiale) è compreso tra 60° e 74°, preferibilmente circa 67,8°.

[0061] L’angolo di ingresso α_ip della superficie posteriore 63 del raggio di guida 9 (lato motore), visto in sezione nel piano tangente all’asse di rotazione R (l’angolo di orientamento della superficie posteriore 63 all’estremità assialmente esterna 64 nel verso di rotazione rispetto alla direzione assiale) è compreso tra 42° e 60°, preferibilmente circa 51,4° (Figura 12).

[0062] Più generalmente, considerando una linea media del profilo di sezione del raggio di guida 9, l’angolo di ingresso del raggio di guida 9 è maggiore dell’angolo d’uscita del raggio di guida 9.

[0063] Vantaggiosamente, i raggi di guida 9 della prima apertura di aspirazione 3 (lato motore) hanno una forma di sezione sostanzialmente costante lungo la loro estensione longitudinale ad eccezione delle estremità radialmente esterna ed interna.

[0064] L’estremità assialmente interna 65 del raggio di guida 9 è posizionata in avanti nel senso di rotazione rispetto all’estremità assialmente esterna 64 dello stesso raggio di guida 9. La corda 66 dei raggi 9 (indicata in Figura 12) presenta un angolo di orientamento corda 67 nel verso di rotazione rispetto alla direzione assiale compreso tra 33° e 43°, vantaggiosamente circa 38°.

[0065] In accordo con una forma di realizzazione vantaggiosa (Figure 10, 11), i raggi di guida 9’ della seconda apertura di aspirazione 4 (lato opposto al lato motore) possono avere uno svergolamento, ovvero una torsione (twist) lungo un loro asse longitudinale. Vantaggiosamente, la larghezza di profilo dei raggi di guida 9’ aumenta da una larghezza minima (Figura 10) in vicinanza dell’estremità radialmente interna a una larghezza massima (Figura 11) in vicinanza dell’estremità radialmente esterna.

[0066] I raggi di guida 9’ presentano una superficie anteriore 62’ concava, rivolta nella direzione di rotazione della girante 7, una superficie posteriore 63’ convessa opposta alla superficie anteriore 62’, il bordo assialmente esterno 64’ (preferibilmente planare) e una superficie 65’ del bordo assialmente interno preferibilmente arrotondato. In un piano di sezione tangente all’asse di rotazione R, [0067] - la superficie anteriore 62’ presenta una forma concava ad arco,

[0068] - la superficie posteriore 63’ presenta una forma convessa ad arco,

[0069] – possibilmente, lo spessore del raggio di guida 9’ si rastrema gradualmente dal bordo assialmente esterno 64’ al bordo assialmente interno 65’.

[0070] L’angolo di uscita α_ua’ della superficie anteriore 62’ del raggio di guida 9’, visto in sezione nel piano tangente all’asse di rotazione R (l’angolo di orientamento della superficie anteriore 62’ all’estremità assialmente interna 65’ nel verso di rotazione rispetto alla direzione assiale) è compreso tra 11° e 15°, preferibilmente circa 13,2° nella regione radialmente esterna e preferibilmente circa 13,3° nella regione radialmente interna.

[0071] L’angolo di uscita α_up’ della superficie posteriore 63’ del raggio di guida 9’, visto in sezione nel piano tangente all’asse di rotazione R (l’angolo di orientamento della superficie posteriore 63’ all’estremità assialmente interna 65’ nel verso di rotazione rispetto alla direzione assiale) è compreso tra 7° e 13°, preferibilmente circa 9,8° nella regione radialmente esterna e preferibilmente circa 9,9° nella regione radialmente interna.

[0072] In corrispondenza dell’estremità radialmente esterna (Figura 11), l’angolo di ingresso α_ia’ della superficie anteriore 62’ del raggio di guida 9’, visto in sezione nel piano tangente all’asse di rotazione R (l’angolo di orientamento della superficie anteriore 62’ all’estremità assialmente esterna 64’ nel verso di rotazione rispetto alla direzione assiale) è compreso tra 39° e 49°, preferibilmente circa 44,4°.

[0073] In corrispondenza della stessa estremità radialmente esterna (Figura 11), l’angolo di ingresso α_ip’ della superficie posteriore 63’ del raggio di guida 9’, visto in sezione nel piano tangente all’asse di rotazione R (l’angolo di orientamento della superficie posteriore 63’ all’estremità assialmente esterna 64’ nel verso di rotazione rispetto alla direzione assiale) è compreso tra 38° e 48°, preferibilmente circa 43,7°.

[0074] Più generalmente, considerando una linea media del profilo di sezione del raggio di guida 9’, l’angolo di ingresso del raggio di guida 9’ è maggiore dell’angolo d’uscita del raggio di guida 9’.

[0075] L’estremità assialmente interna 65’ del raggio di guida 9’ è posizionata in avanti nel senso di rotazione rispetto all’estremità assialmente esterna 64’ dello stesso raggio di guida 9’. La corda 66’ dei raggi 9’ (Figure 10 e 11) presenta un angolo di orientamento corda 67’ nel verso di rotazione rispetto alla direzione assiale:

[0076] - all’estremità radialmente esterna maggiore che all’estremità radialmente interna, più particolarmente

[0077] - compreso tra 24° e 34°, vantaggiosamente circa 29° all’estremità radialmente esterna (Figura 11),

[0078] - compreso tra 15° e 25°, vantaggiosamente circa 20° all’estremità radialmente interna (Figura 10).

[0079] I raggi di guida 9, 9’ sono disposti a passo angolare costante, ad es.21 raggi di guida 9 sul lato motore e 19 raggi di guida 9’ sul lato opposto al lato motore.

[0080] Inoltre, i raggi di guida 9’, 9’ di ciascuna apertura di aspirazione 3, 4 possono essere tra loro collegati tramite uno o una pluralità di anelli di rinforzo 68 possibilmente concentrici all’asse di rotazione R. Sul lato motore potrebbe essere previsto un solo anello di rinforzo 68, mentre sul lato opposto potrebbero essere previsti tre o due anelli di rinforzo 68’ che fungono inoltre come protezione contro l’accesso alla girante.

[0081] Secondo una forma di realizzazione (Figura 8) alla prima apertura di aspirazione 3 (lato motore) il rapporto tra l’estensione radiale 69 del raggio di guida 9 e il raggio esterno 70 della prima apertura di aspirazione 3 è compreso nell’intervallo da 0,28 a 0,4, preferibilmente circa 0,34.

[0082] I raggi di guida 9 possono estendersi da un raggio interno 71 della prima apertura di aspirazione 3 di valore da 39 mm a 48 mm, preferibilmente di circa 43,3 mm, fino al raggio esterno 70 di valore da 60mm a 72 mm, preferibilmente di circa 66 mm.

[0083] I raggi di guida 9 sono preferibilmente inclinati “in avanti”, i.e. con l’estremità radialmente esterna disposta più avanti dell’estremità radialmente interna, visto nel senso di rotazione della girante, con un angolo di inclinazione 72 rispetto alla direzione radiale passante per l’estremità radialmente interna del raggio di guida 9, da 5,8° a 7,3°, preferibilmente di circa 6,7°(Figura 8).

[0084] Secondo una forma di realizzazione (Figura 9) alla seconda apertura di aspirazione 4 (lato opposto al lato motore), il rapporto tra l’estensione radiale 69’ del raggio di guida 9’ e il raggio esterno 70’ della seconda apertura di aspirazione 4 è compreso nell’intervallo da 0,5 a 0,7, preferibilmente circa 0,58.

[0085] I raggi di guida 9’ possono estendersi da un raggio interno 71’ della seconda apertura di aspirazione 4 del valore da 22 mm a 32 mm, preferibilmente di circa 27,4 mm, fino al raggio esterno 70’ del valore da 60mm a 72 mm, preferibilmente di circa 66 mm.

[0086] I raggi di guida 9’ sono preferibilmente inclinati “in avanti”, i.e. con l’estremità radialmente esterna disposta più avanti dell’estremità radialmente interna, visto nel senso di rotazione della girante, con un angolo di inclinazione 72’ rispetto alla direzione radiale passante per l’estremità radialmente interna del raggio di guida 9’, da 10° a 16°, preferibilmente di circa 13,6°(Figura 9).

[0087] Secondo una forma di realizzazione, i raggi di guida 9, 9’ sporgono anche assialmente verso l’esterno dell’alloggiamento 2, conferendo alla griglia di protezione 24, 25 una forma bombata verso l’esterno, ad esempio troncoconica. In questo modo è possibile sfruttare uno spazio assiale maggiore per la deviazione del flusso, a parità di sezione di flusso effettiva dell’apertura di aspirazione 3, 4.

[0088] I raggi di guida 9, 9’ contribuiscono ad una riduzione della resistenza al flusso, ad un aumento di portata a parità di potenza elettrica assorbita dal motore, in particolare a portate e velocità di flusso elevate. I raggi di guida 9, 9’ contribuiscono inoltre ad una distribuzione più graduale della deviazione del flusso d’aria, ad una riduzione dell’angolo di attacco tra il flusso in ingresso nella girante 7 e le pale 26, 43 della girante 7.

[0089] Descrizione dettagliata della porzione tangenziale d’uscita 14

[0090] La porzione tangenziale d’uscita 14 dell’alloggiamento 2 forma un canale d’uscita delimitato da una porzione di parete (radialmente) esterna 30 che si collega in modo approssimativamente tangente alla parete periferica 13 in vicinanza della sezione finale 29 dello spazio di convogliamento 27 ed una porzione di parete (radialmente) interna 31 opposta alla porzione di parete esterna 30 e collegata alla parete periferica 13 in corrispondenza della sezione iniziale 28 dello spazio di convogliamento 27. Tra la parete periferica 13 e la parete interna 31 è formato un nocciolo di guida 32 (anche noto come naso o linguetta di guida) che sporge approssimativamente verso la porzione di parete esterna 30 e/o verso la parete periferica 13 nella zona di transizione con la porzione tangenziale 14, e che determina la transizione dalla parete periferica 13 alla porzione di parete interna 31.

[0091] L’apertura di uscita aria 5 è delimitata da una estremità tubolare 35 della porzione tangenziale 14 che comprende una flangia esterna di allacciamento 38 e che definisce un piano di apertura 36 ed una direzione di uscita 37 possibilmente perpendicolare al piano di apertura 36.

[0092] Secondo una forma di realizzazione, il nocciolo di guida 32 ha una sezione trasversale (in un piano di sezione ortogonale all’asse di rotazione R), possibilmente a forma di cuspide, convergente verso un bordo libero 42 sostanzialmente rettilineo e parallelo all’asse di rotazione R e, preferibilmente, esteso dalla prima parete laterale 11 alla seconda parete laterale 12.

[0093] Vantaggiosamente, la porzione di parete interna 31 si estende dal bordo libero 42 del nocciolo di guida 32 fino all’estremità tubolare 35, preferibilmente fino all’estremità libera della porzione tangenziale 14 (Figure 5, 18), e presenta una forma di sezione (in un piano di sezione parallelo al piano di apertura 36 o in un piano di sezione radiale all’asse di rotazione R) sostanzialmente rettilinea e preferibilmente parallela all’asse di rotazione R, in modo tale che il canale d’uscita e preferibilmente l’apertura d’uscita 5 definiscano (a partire dal bordo libero 42 del nocciolo 32) una sezione di flusso delimitata da:

[0094] - una base 33 appiattita, possibilmente piana, preferibilmente parallela all’asse di rotazione R, e

[0095] - una delimitazione 34 a forma di arco le cui estremità si collegano con le estremità della base 33 appiattita.

[0096] La porzione di parete interna 31 che forma la base 33 appiattita si estende dal bordo libero 42 del nocciolo 32 in modo gradualmente convergente verso una direzione parallela alla direzione dell’apice dell’opposta porzione di parete esterna 30, visto in un piano di sezione perpendicolare all’asse di rotazione R (Figure 17, 18). Preferibilmente, la porzione di parete interna 31 e la direzione dell’apice dell’opposta porzione di parete esterna 30 includono un angolo di apertura 77 inferiore a 45°, preferibilmente nell’intervallo da 5° a 30°, più preferibilmente nell’intervallo da 5° a 15°, visto in un piano di sezione perpendicolare all’asse di rotazione R

[0097] Vantaggiosamente, la porzione di parete interna 31 ha una forma di sezione longitudinale (in un piano di sezione ortogonale all’asse di rotazione R) ad arco di cerchio avente un raggio maggiore al raggio esterno della girante 7, preferibilmente da 4/3 a 6/3, vantaggiosamente circa 5/3 del raggio esterno della girante 7.

[0098] L’altezza 73 della sezione di flusso del canale d’uscita (misurata in direzione perpendicolare alla base 33) aumenta gradualmente andando dal bordo libero 42 del nocciolo 32 fino all’estremità tubolare 35, ma tale altezza 73 resta inferiore al 70%, preferibilmente inferiore al 65% del diametro esterno 74 dell’estremità tubolare 35 (Figura 17).

[0099] Seconda una forma di realizzazione preferita, l’altezza 73 della sezione di flusso è di circa 1/2 del diametro esterno 74 dell’estremità tubolare 35 in corrispondenza bordo libero 42 del nocciolo 32 e di circa 3/5 del diametro esterno 74 dell’estremità tubolare 35 in corrispondenza di quest’ultima, con una tolleranza di /- 5%.

[00100] La configurazione del canale d’uscita a forma di sezione di “tunnel con base piana e delimitazione superiore ad arco” contribuisce ad una riduzione del gradiente di retro-pressione (back pressure gradient) che agisce contro la direzione del flusso, riduce distacchi di flusso non pianificati e aumenta sia l’efficienza energetica sia la portata di flusso (mass flow rate) a parità di dimensioni esterne e di tipologia di motore.

[00101] Nella forma di realizzazione preferita, l’estremità tubolare 35 ha una forma cilindrica a sezione circolare e la delimitazione 34 forma un tratto di detta sezione circolare.

[00102] La stessa estremità tubolare 35 e la porzione di parete interna 31 delimitano, possibilmente insieme ad altre pareti dell’alloggiamento 2 un vano ausiliario 75 esterno e separato sia rispetto all’apertura d’uscita 5 sia rispetto allo spazio di convogliamento 27. Con particolare vantaggio, questo vano ausiliario può accogliere una scheda elettrica di controllo 76 per il motore 6. In questo modo si sfrutta lo spazio nella gola tra la parete periferica 13 e la porzione tangenziale 14, nonché una parte della stessa porzione tangenziale 14 non usata per il convogliamento dell’aria.

[00103] In una forma di realizzazione (figura 19) l’apertura d’uscita 5 è dotata di una aletta di chiusura 78 (shutter flap) di non ritorno, orientabile e preferibilmente elasticamente sollecitata verso una posizione di chiusura (in direzione contraria alla direzione d’uscita dell’aria), e spostabile (verso l’esterno dell’alloggiamento) in una posizione di apertura mediante la spinta del flusso d’aria in uscita dall’apertura d’uscita 5. L’aletta di chiusura 78 può avere una forma e posizione tale da aumentare, in posizione aperta, l’estensione di superficie della base appiattita 33, allungandola verso l’esterno dell’alloggiamento. In questo modo si evita il ritorno di fumi nel ventilatore e si riduce ulteriormente la formazione di vortici e di distacchi di flusso.

[00104] L’alloggiamento 2 è vantaggiosamente fabbricato in materiale plastico mediante stampaggio ad iniezione, in particolare in polipropilene, ad esempio caricato di fibre di vetro, sfere di vetro, talco, ecc.

[00105] Descrizione dettagliata della girante 7

[00106] La girante 7 comprende una prima pluralità di pale 26 estese tra un anello anteriore 39 (lato motore) ed una parete centrale 41, nonché una seconda pluralità di pale 43 estese tra un anello posteriore 44 opposto all’anello anteriore 39 e la parete centrale 41, in cui la seconda pluralità di pale 43 è vantaggiosamente angolarmente sfalsata rispetto alla prima pluralità di pale 26.

[00107] Le pale 26, 43 sono disposte a passo angolare costante, ad esempio 56 pale ad un passo angolare di β = 6,43°. E’ possibile prevedere una singola pala “irregolare” disposta a distanze differenti dalle pale adiacenti, ad esempio β1 = 6,93° e β2 = 5,93°.

[00108] Tale disposizione delle pale 26, 43 impedisce alla girante di raggiungere una oscillazione in risonanza e riduce di conseguenza la rumorosità e le vibrazioni del convogliatore radiale.

[00109] La parete centrale 41 è una parete sostanzialmente chiusa (figura 1), o dotata di aperture di raffreddamento 79 (per un più efficace raffreddamento del motore 6) alternate a zone chiuse 80 a forma di razze radiali (figura 20), con una porzione centrale 45 a forma di cupola o tazza atta ad accogliere una porzione anteriore, più precisamente il rotore, del motore elettrico 6 ed una sede di collegamento 46 per il fissaggio della girante 7 all’albero motore 8 o al rotore. La sede di collegamento 46 può comprendere un mozzo metallico costampato con la porzione centrale 45 in materiale plastico. La girante 7 è vantaggiosamente stampata ad iniezione in polipropilene o ABS.

[00110] In accordo con una forma di realizzazione vantaggiosa (Figure 13, 14), la pala 26, 43 presenta una superficie anteriore 47 concava, rivolta nella direzione di rotazione della girante 7, una superficie posteriore 48 convessa opposta alla superficie anteriore 47 ed una superficie 49 dell’orlo radialmente interno della pala 26, 43, in cui, in un piano di sezione perpendicolare all’asse di rotazione R,

[00111] - la superficie anteriore 47 presenta una forma concava ad arco con un primo raggio di curvatura 50 che aumenta da un valore minimo in una zona radialmente interna o intermedia ad un valore massimo in una zone radialmente esterna;

[00112] - la superficie posteriore 48 presenta una forma convessa ad arco con un secondo raggio di curvatura 51 che aumenta da un valore minimo in una zona radialmente interna o intermedia ad un valore massimo in una zone radialmente esterna;

[00113] - la superficie radialmente interna 49 può avere una forma ad arco convessa, ad es. ad arco di cerchio avente un terzo raggio di curvatura 52 inferiore al primo raggio 50 e inferiore al secondo raggio 51.

[00114] L’angolo di uscita α_u della pala 26, 43 (l’angolo di orientamento dell’estremità radialmente esterna della pala 26, 43 nel senso di rotazione rispetto ad un piano radiale all’asse di rotazione R e passando attraverso detta estremità radialmente esterna) è compreso tra 49° e 60° ed è vantaggiosamente di circa 54,3°, mentre l’angolo di ingresso α_i della pala 26, 43 (l’angolo di orientamento dell’estremità radialmente interna della pala 26, 43 contro il senso di rotazione rispetto ad un piano radiale all’asse di rotazione R e passando attraverso detta estremità radialmente interna), è compreso tra 43° e 54° ed è vantaggiosamente di circa 48,7° (Figura 13).

[00115] Entrambe le estremità radialmente interna e radialmente esterna delle pale 26, 43 sono orientate nella direzione di rotazione della girante 7 ed il rapporto α_i / α_u tra l’angolo di ingresso α_i e l’angolo d’uscita α_u (come indicati in Figura 13) è compreso nell’intervallo da 0,8 a 1,0, preferibilmente 0,9.

[00116] Questa particolare forma delle pale contribuisce ad una riduzione della resistenza al flusso e ad un distacco del flusso dalle pale 26, 43 in una sola zona molto concentrata in corrispondenza della loro estremità radialmente esterna.

[00117] Vantaggiosamente, il rapporto tra l’estensione radiale 54 della pala 26, 43 ed il raggio esterno 55 della girante 7 è compreso nell’intervallo da 0,185 a 0,245, preferibilmente circa 0,22.

[00118] Le pale 26, 43 possono estendersi da un raggio interno 56 nell’intervallo da 55 mm a 65 mm, preferibilmente di circa 59,2 mm, fino al suddetto raggio esterno 55 nell’intervallo da 68 mm a 80 mm, preferibilmente di circa 75,2 mm.

[00119] Vantaggiosamente, le pale 26, 43 presentano una forma di sezione costante lungo la loro estensione assiale con l’eccezione di porzioni d’estremità arrotondate e di una lieve rastremazione dalla parete centrale 41 assialmente verso l’esterno per agevolare l’estrazione dallo stampo.

[00120] L’estremità radialmente esterna della pala 26, 43 è posizionata in avanti nel senso di rotazione rispetto all’estremità radialmente interna della stessa pala 26, 43. La corda 57 delle pale 26, 43 (indicata in Figura 14) presenta un angolo di orientamento corda interno 58 nel senso di rotazione rispetto ad un piano radiale all’asse di rotazione R e passando attraverso l’estremità radialmente interna della pala) compreso tra 17° e 23°, vantaggiosamente circa 19,9°, nonché un angolo di orientamento corda esterno 59 nel senso di rotazione rispetto ad un piano radiale all’asse di rotazione R e passando attraverso l’estremità radialmente esterna della pala) compreso tra 12,5° e 18,5°, vantaggiosamente circa 15,6°.

[00121] Lo spessore massimo 50 delle pale 26, 43 è vantaggiosamente scelto nell’intervallo tra 2mm e 3,3mm, preferibilmente circa 2,8mm.

[00122] La distanza massima 51 tra la corda 57 e la superficie posteriore 48 delle pale 26, 43 è vantaggiosamente scelta nell’intervallo tra 5,7mm e 6,5mm, preferibilmente circa 6,1mm.

[00123] Lo spessore massimo 50 e anche la distanza di corda massima 51 della pala si trovano in un tratto centrale avente un terzo dell’estensione radiale totale della pala.

[00124] Anche la forma e disposizione dei componenti della girante 7, in particolare delle pale 26, 43, contribuiscono ad un miglioramento verso un’ottimizzazione delle prestazioni del convogliatore 1. Il flusso d’aria segue tutto il profilo delle pale 26, 43 senza incorrere in ricircoli e senza la formazione di zone di separazione di flusso non pianificate che aumenterebbero la rumorosità e comporterebbero maggiori consumi di energia elettrica.

[00125] Nel suo complesso, l’invenzione permette di realizzare un convogliatore molto compatto, silenzioso e energeticamente efficiente, a parità di prestazioni di convogliamento (portata, velocità, pressione).

Claims

Rivendicazioni 1. Convogliatore radiale (1), in particolare per cappe aspiranti, avente un asse di rotazione girante (R) e comprendente: - un alloggiamento (2) con una prima apertura di aspirazione (3) assiale ed una seconda apertura di aspirazione (4) assiale opposta alla prima apertura di aspirazione (3) ed un’apertura d’uscita (5) in direzione tangente, - un gruppo di convogliamento (6, 7) disposto in uno spazio di convogliamento (27) all’interno dell’alloggiamento (2) ed avente un motore elettrico (6) ed una girante (7) collegata con un rotore del motore elettrico (6), in cui una porzione tangenziale d’uscita (14) dell’alloggiamento (2) forma un canale d’uscita delimitato da una porzione di parete esterna (30) e una porzione di parete interna (31) opposta alla porzione di parete esterna (30), in cui il canale d’uscita e l’apertura d’uscita (5) definiscono una sezione di flusso delimitata da: - una base (33) appiattita e sostanzialmente parallela all’asse di rotazione (R), e - una delimitazione (34) a forma di arco le cui estremità si collegano con le estremità della base (33) appiattita.
2. Convogliatore (1) secondo la rivendicazione 1, in cui un nocciolo di guida (32) formato tra una parete periferica (13) dell’alloggiamento (2) e la porzione di parete interna (31) ha una sezione trasversale a forma di cuspide, convergente in un bordo libero (42), visto in un piano di sezione ortogonale all’asse di rotazione (R), in cui detto bordo libero (42) è sostanzialmente rettilineo e parallelo all’asse di rotazione (R).
3. Convogliatore (1) secondo la rivendicazione 2, in cui la base (33) appiattita del canale d’uscita si estende dal bordo libero (42) del nocciolo (32) in modo gradualmente convergente verso una direzione parallela alla direzione dell’apice della porzione di parete esterna (30), visto in un piano di sezione perpendicolare all’asse di rotazione (R).
4. Convogliatore (1) secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui la porzione di parete interna (31) e la direzione dell’apice della porzione di parete esterna (30) includono un angolo di apertura (77) inferiore a 45°, preferibilmente nell’intervallo da 5° a 30°, visto in un piano di sezione perpendicolare all’asse di rotazione (R).
5. Convogliatore (1) secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui la porzione di parete interna (31) ha una forma di sezione longitudinale, in un piano di sezione ortogonale all’asse di rotazione (R), ad arco di cerchio avente un raggio maggiore al raggio esterno della girante (7), preferibilmente da 4/3 a 6/3 del raggio esterno della girante (7).
6. Convogliatore (1) secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui un’altezza (73) della sezione di flusso del canale d’uscita è inferiore al 65% del diametro esterno (74) dell’estremità tubolare (35).
7. Convogliatore (1) secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui l’estremità tubolare (35) e la porzione di parete interna (31) delimitano almeno una parte di un vano ausiliario (75) esterno al canale d’uscita e allo spazio di convogliamento (27), in cui il vano ausiliario accogliere una scheda elettrica di controllo (76) per il controllo del motore (6).
8. Convogliatore (1) secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui in almeno una delle aperture di aspirazione (3, 4) sono formati raggi di guida (9, 9’) estesi da una zona radialmente esterna dell’apertura di aspirazione (3, 4) verso una zona radialmente più interna e aventi una forma e inclinazione tale da deviare il flusso d’aria che entra nell’apertura di aspirazione (3, 4) verso la direzione di rotazione della girante (7).
9. Convogliatore (1) secondo la rivendicazione 8, in cui i raggi di guida (9,9’) formano un bordo (64) assialmente esterno sostanzialmente rettilineo e sono inclinati “in avanti” con l’estremità radialmente esterna disposta più avanti dell’estremità radialmente interna, visto nel senso di rotazione della girante.
10. Convogliatore (1) secondo la rivendicazione 8 o 9, in cui i raggi di guida (9, 9’) sono piastriformi con sezione trasversale, secondo un piano di sezione tangente all’asse di rotazione (R), curva a forma di arco e inclinata rispetto alla direzione assiale.
11. Convogliatore (1) secondo la rivendicazione 10, in cui i raggi di guida (9, 9’) presentano una superficie anteriore (62, 62’) concava, rivolta nella direzione di rotazione della girante (7), ed una superficie posteriore (63, 63’) convessa opposta alla superficie anteriore (62, 62’), un bordo assialmente esterno (64) e un bordo assialmente interno (65) arrotondato, in cui in un piano di sezione tangente all’asse di rotazione (R), - la superficie anteriore (62, 62’) presenta una forma concava ad arco, - la superficie posteriore (63, 63’) presenta una forma convessa ad arco, – lo spessore del raggio di guida (9, 9’) si rastrema gradualmente dal bordo assialmente esterno (64, 64’) verso il bordo assialmente interno (65, 65’).
12. Convogliatore (1) secondo la rivendicazione 11, in cui in sezione trasversale secondo un piano di sezione tangente all’asse di rotazione (R), l’angolo di ingresso del raggio di guida (9, 9’) rispetto alla direzione assiale è maggiore dell’angolo d’uscita del raggio di guida (9, 9’) rispetto alla direzione assiale.
13. Convogliatore (1) secondo una delle rivendicazioni da 8 a 12, in cui un bordo assialmente interno (65, 65’) del raggio di guida (9, 9’) è posizionato in avanti nel senso di rotazione della girante (7) rispetto al bordo assialmente esterno (64) dello stesso raggio di guida (9).
14. Convogliatore (1) secondo una delle rivendicazioni da 8 a 12, in cui i raggi di guida (9’) della seconda apertura di aspirazione (4) su un lato opposto al lato del motore (6) presentano una torsione lungo la loro estensione longitudinale e la larghezza di profilo dei raggi di guida (9’) aumenta da una larghezza minima in vicinanza dell’estremità radialmente interna a una larghezza massima in vicinanza dell’estremità radialmente esterna.
15. Convogliatore (1) secondo una delle rivendicazioni da 8 a 12, in cui i raggi di guida (9, 9’) sporgono assialmente verso l’esterno dell’alloggiamento (2), formando una griglia di protezione (24, 25) bombata verso l’esterno.
16. Convogliatore (1) secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui all’apertura d’uscita (5) è collegata una aletta di chiusura (78) di non ritorno, orientabile e elasticamente sollecitata verso una posizione di chiusura e spostabile in una posizione di apertura mediante la spinta del flusso d’aria in uscita dall’apertura d’uscita (5), in cui l’aletta di chiusura (78) ha una forma piatta e una posizione tale da aumentare, in posizione aperta, l’estensione di superficie della base appiattita (33), allungandola verso l’esterno dell’alloggiamento.