IT201900006861A1

IT201900006861A1 - Centrifugal fan with sound absorbing structure for automotive HVAC systems

Info

Publication number: IT201900006861A1
Application number: IT102019000006861A
Authority: IT
Inventors: Francesco Mercogliano; Svizzero Antonio Baiano
Original assignee: Denso Thermal Systems Spa
Priority date: 2019-05-15
Filing date: 2019-05-15
Publication date: 2020-11-15

Description

DESCRIZIONE DELL’INVENZIONE INDUSTRIALE DAL TITOLO: "Ventilatore centrifugo con struttura fonoassorbente per sistemi HVAC automotive" DESCRIPTION OF THE INDUSTRIAL INVENTION ENTITLED: "Centrifugal fan with sound-absorbing structure for automotive HVAC systems"

DESCRIZIONE DESCRIPTION

La presente invenzione si riferisce a un involucro di materiale plastico per un ventilatore centrifugo per sistemi HVAC automotive, detto involucro definendo una camera girante e un condotto di mandata aria, in cui detta camera girante è configurata per ricevere una girante del ventilatore, e in cui detto involucro comprende una coppia di pareti terminali, su una delle quali è ricavata un’apertura di aspirazione aria, e una parete laterale che interconnette dette pareti terminali e sulla quale è ricavata un’apertura di mandata aria. The present invention relates to a plastic material enclosure for a centrifugal fan for automotive HVAC systems, said enclosure defining an impeller chamber and an air delivery duct, in which said impeller chamber is configured to receive a fan impeller, and in which said casing comprises a pair of end walls, on one of which an air intake opening is made, and a side wall which interconnects said end walls and on which an air delivery opening is made.

Nei ventilatori centrifughi l’aria aspirata all’interno del ventilatore per effetto della rotazione della girante entra nell’apertura di aspirazione ricavata in una delle pareti terminali dell’involucro del ventilatore, con una direzione parallela all’asse di rotazione della girante, e viene successivamente espulsa attraverso l’apertura di mandata ricavata nella parete laterale dell’involucro, con una direzione perpendicolare a quella di ingresso. In centrifugal fans, the air sucked into the fan due to the rotation of the impeller enters the intake opening obtained in one of the end walls of the fan casing, with a direction parallel to the axis of rotation of the impeller, and is subsequently expelled through the delivery opening obtained in the side wall of the casing, with a direction perpendicular to the inlet direction.

Una necessità avvertita nel settore è quella di rendere disponibili soluzioni per ridurre il rumore generato dall’aria all’interno dell’involucro del ventilatore. A need felt in the sector is to make solutions available to reduce the noise generated by the air inside the casing of the fan.

A fronte di tale necessità, forma oggetto dell’invenzione un involucro per ventilatore del tipo sopra definito, sulla cui parete laterale è ricavata una struttura fonoassorbente, detta struttura fonoassorbente comprendendo almeno una cavità risonante fluidicamente collegata con la camera girante e il condotto di mandata aria attraverso una pluralità di strette aperture ricavate sulla parete laterale e affacciate su almeno uno di detti camera girante e condotto di mandata aria. In view of this need, the subject of the invention is a casing for a fan of the type defined above, on the side wall of which a sound-absorbing structure is obtained, said sound-absorbing structure comprising at least one resonant cavity fluidically connected to the impeller chamber and the air delivery duct through a plurality of narrow openings made in the side wall and facing at least one of said impeller chamber and air delivery duct.

La/e cavità risonante/i e le relative aperture di comunicazione con la camera girante e il condotto di mandata aria sono dimensionate per realizzare una risonanza di Helmholtz con l’aria che viene spinta dalla girante, agendo come uno smorzatore dinamico per le onde sonore. The resonant cavity / s and the related communication openings with the impeller chamber and the air delivery duct are sized to create a Helmholtz resonance with the air that is pushed by the impeller, acting as a dynamic damper for sound waves.

La struttura fonoassorbente può essere ottenuta come una parte realizzata in un sol pezzo, ad esempio per stampaggio, insieme con l’involucro del ventilatore o con una parte di esso. In alternativa può essere costituita da una o più parti che vengono assemblate all’involucro del ventilatore. The sound-absorbing structure can be obtained as a part made in one piece, for example by molding, together with the casing of the fan or with a part of it. Alternatively, it can be made up of one or more parts that are assembled to the fan casing.

La struttura fonoassorbente può interessare solo una parte dell’involucro del ventilatore, ad esempio la camera girante o il condotto di mandata aria, oppure coprire tutta la parete laterale dell’involucro. The sound-absorbing structure can affect only a part of the fan casing, for example the impeller chamber or the air delivery duct, or cover the entire side wall of the casing.

Per incrementare l’effetto di fonoassorbenza può essere previsto che la cavità risonante sia almeno parzialmente riempita con un materiale poroso fonoassorbente. To increase the sound-absorbing effect, the resonant cavity may be at least partially filled with a porous sound-absorbing material.

Forme di realizzazione preferite dell’invenzione sono definite nelle rivendicazioni dipendenti, che sono da intendersi come parte integrante della presente descrizione. Preferred embodiments of the invention are defined in the dependent claims, which are to be understood as an integral part of this description.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell’involucro secondo l’invenzione diverranno più chiari con la seguente descrizione dettagliata di alcune forme di realizzazione del trovato, fatta con riferimento ai disegni allegati, forniti a titolo puramente illustrativo e non limitativo, in cui: Further features and advantages of the envelope according to the invention will become clearer with the following detailed description of some embodiments of the invention, made with reference to the attached drawings, provided for illustrative and non-limiting purposes only, in which:

- le figure da 1 a 4 sono viste in sezione di diverse forme di realizzazione di un ventilatore centrifugo secondo l’invenzione; - Figures 1 to 4 are sectional views of different embodiments of a centrifugal fan according to the invention;

- le figure da 5a a 5d sono raffigurazioni di differenti pattern di aperture di strutture fonoassorbenti; - Figures 5a to 5d are representations of different patterns of openings of sound-absorbing structures;

- la figura 6a è una vista in sezione di un’ulteriore forma di realizzazione del ventilatore centrifugo secondo l’invenzione; e - Figure 6a is a sectional view of a further embodiment of the centrifugal fan according to the invention; And

- la figura 6b è una vista prospettica di un dettaglio della figura 6a. figure 6b is a perspective view of a detail of figure 6a.

In figura 1 è rappresentato in maniera semplificata un ventilatore centrifugo, indicato complessivamente con 1. In figure 1 a centrifugal fan is represented in a simplified way, indicated as a whole with 1.

Il ventilatore 1 comprende un involucro 3 di materiale plastico, all’interno del quale è accolta una girante 5 del ventilatore centrifugo, appena accennata nelle figure. L’albero della girante è collegato a un motore elettrico (non illustrato) disposto all’esterno dell’involucro 3. The fan 1 comprises a casing 3 of plastic material, inside which an impeller 5 of the centrifugal fan, just mentioned in the figures, is accommodated. The impeller shaft is connected to an electric motor (not shown) placed outside the casing 3.

L’involucro 3 comprende una coppia di pareti terminali 6 (una sola delle quali è rappresentata nelle figure), su una delle quali è ricavata un’apertura di aspirazione aria 8, e una parete laterale 9 che interconnette le pareti laterali 6, e sulla quale è ricavata un’apertura di mandata aria 11. The casing 3 comprises a pair of end walls 6 (only one of which is shown in the figures), on one of which an air intake opening 8 is made, and a side wall 9 which interconnects the side walls 6, and on the which is an air delivery opening 11.

Le pareti terminali 6 e la parete laterale 9 dell’involucro 3 cooperano per definire una camera girante 3a, all’interno della quale è accolta la girante 5, e un condotto di mandata aria 3b, il quale collega la camera girante 3a all’apertura di mandata aria 11 ed è configurato per convogliare il flusso d’aria spinto in direzione centrifuga dalla girante 5 all’apertura di mandata aria 11. The end walls 6 and the side wall 9 of the casing 3 cooperate to define an impeller chamber 3a, inside which the impeller 5 is housed, and an air delivery duct 3b, which connects the impeller chamber 3a to the opening 11 and is configured to convey the air flow pushed in the centrifugal direction by the impeller 5 to the air delivery opening 11.

Sulla parete laterale 9 è ricavata una struttura fonoassorbente. Nell’esempio di figura 1, la struttura fonoassorbente comprende una prima cavità risonante 13 disposta attorno alla camera girante 3a, e una seconda cavità risonante 15 disposta adiacente al condotto di mandata aria 3b. Le cavità risonanti 13 e 15 sono fluidicamente collegate con la camera girante 3a e il condotto di mandata aria 3b attraverso una pluralità di strette aperture ricavate sulla parete laterale 9 e affacciate su camera girante e condotto di mandata aria. Tali aperture, che non sono visibili in figura 1, possono presentare forme e disposizioni differenti come quelle rappresentate nelle figure 5a-5d, ad esempio forma di fori 16, fenditure 17 estendentisi in direzione assiale, fenditure 18 estendentisi lungo la direzione principale del flusso d’aria, o fenditure 19 estendentisi in maniera meandriforme o a labirinto. Si intende che le specifiche configurazioni rappresentate nelle figure 5a-5d sono fornite a puro titolo di esempio, essendo possibili per il tecnico del ramo numerose altre varianti. A sound-absorbing structure is obtained on the side wall 9. In the example of figure 1, the sound-absorbing structure comprises a first resonant cavity 13 arranged around the rotating chamber 3a, and a second resonant cavity 15 arranged adjacent to the air delivery duct 3b. The resonant cavities 13 and 15 are fluidically connected with the impeller chamber 3a and the air delivery duct 3b through a plurality of narrow openings formed on the side wall 9 and facing the impeller chamber and the air delivery duct. These openings, which are not visible in Figure 1, may have different shapes and arrangements as those shown in Figures 5a-5d, for example the shape of holes 16, slits 17 extending in the axial direction, slits 18 extending along the main direction of the flow d air, or slits 19 extending in a meandering or labyrinthine fashion. It is understood that the specific configurations shown in Figures 5a-5d are provided purely by way of example, numerous other variants being possible for the skilled in the art.

In corrispondenza delle camere risonanti 13 e 15 la parete laterale 9 comprende una prima parete 9a, 9c e una seconda parete 9b, 9d, le quali sono assemblate l’una all’altra per realizzare le cavità risonanti. La prima parete 9a, 9c è direttamente affacciata su camera girante 3a e condotto di mandata aria 3b e porta le aperture 16-19. In correspondence with the resonant chambers 13 and 15, the side wall 9 includes a first wall 9a, 9c and a second wall 9b, 9d, which are assembled together to create the resonant cavities. The first wall 9a, 9c faces directly onto the impeller chamber 3a and the air delivery duct 3b and carries the openings 16-19.

All’interno delle camere risonanti 13 e 15 può essere disposto un materiale poroso fonoassorbente 21. A porous sound-absorbing material 21 can be placed inside the resonant chambers 13 and 15.

In figura 2 è rappresentata un’altra forma di realizzazione dell’involucro del ventilatore. A elementi corrispondenti a quelli della forma di realizzazione precedente sono stati assegnati gli stessi riferimenti numerici; tali elementi non verranno ulteriormente descritti. La forma di realizzazione di figura 2 si differenzia da quella di figura 1 per il fatto che la camera risonante 13 che si estende attorno alla camera girante 3a è prolungata in modo da coprire anche il condotto di mandata aria 3b, dal lato opposto alla seconda camera risonante 15. Figure 2 shows another embodiment of the fan casing. The same numerical references have been assigned to elements corresponding to those of the previous embodiment; these elements will not be further described. The embodiment of figure 2 differs from that of figure 1 in that the resonant chamber 13 which extends around the rotating chamber 3a is extended so as to also cover the air delivery duct 3b, on the side opposite the second chamber resonant 15.

In figura 3 è rappresentata un’ulteriore forma di realizzazione dell’involucro del ventilatore. A elementi corrispondenti a quelli delle forme di realizzazione precedenti sono stati assegnati gli stessi riferimenti numerici; tali elementi non verranno ulteriormente descritti. La forma di realizzazione di figura 3 si differenzia dalle precedenti per il fatto che vi è un’unica camera risonante 13 che copre l’intera estensione della parete laterale dell’involucro del ventilatore. Figure 3 shows a further embodiment of the fan casing. Elements corresponding to those of the previous embodiments have been assigned the same numerical references; these elements will not be further described. The embodiment of Figure 3 differs from the previous ones in that there is a single resonant chamber 13 that covers the entire extension of the side wall of the fan casing.

In figura 4 è rappresentata ancora un’altra forma di realizzazione dell’involucro del ventilatore. A elementi corrispondenti a quelli delle forme di realizzazione precedenti sono stati assegnati gli stessi riferimenti numerici; tali elementi non verranno ulteriormente descritti. La forma di realizzazione di figura 4 è simile a quella di figura 3, ma si distingue da essa per il fatto che fra prima parete 9a e seconda parete 9b si estendono una pluralità di setti divisori 9e. In questo modo si realizzano una pluralità di compartimenti o cavità risonanti 14, ciascuna delle quali è fluidicamente collegata con la camera girante 3a e il condotto di mandata aria 3b. Figure 4 shows yet another embodiment of the fan casing. Elements corresponding to those of the previous embodiments have been assigned the same numerical references; these elements will not be further described. The embodiment of Figure 4 is similar to that of Figure 3, but is distinguished from it in that a plurality of dividing partitions 9e extend between the first wall 9a and the second wall 9b. In this way, a plurality of resonant compartments or cavities 14 are formed, each of which is fluidically connected with the impeller chamber 3a and the air delivery duct 3b.

In figura 6a è rappresentata ancora un’altra forma di realizzazione dell’involucro del ventilatore. A elementi corrispondenti a quelli delle forme di realizzazione precedenti sono stati assegnati gli stessi riferimenti numerici; tali elementi non verranno ulteriormente descritti. Figure 6a shows yet another embodiment of the fan casing. Elements corresponding to those of the previous embodiments have been assigned the same numerical references; these elements will not be further described.

In tale forma di realizzazione la parete laterale 9 comprende una parete 9f nella quale è integralmente ricavata una pluralità di vasi 9g. Ciascuno dei vasi 9g presenta un collo 9h raccordato alla parete 9f, come si può vedere anche dalla figura 6b che rappresenta un singolo vaso 9g separato dalla parete 9f. Ciascuno dei vasi 9g definisce una rispettiva cavità risonante 22 che opera in maniera analoga alle cavità risonanti descritte con riferimento alle forme di realizzazione precedenti. Naturalmente, anche le cavità risonanti della forma di realizzazione delle figure 6a-6b possono essere riempite con un materiale poroso fonoassorbente. In this embodiment the side wall 9 comprises a wall 9f in which a plurality of vessels 9g is integrally formed. Each of the vessels 9g has a neck 9h connected to the wall 9f, as can also be seen from figure 6b which represents a single vessel 9g separated from the wall 9f. Each of the vessels 9g defines a respective resonant cavity 22 which operates in a manner similar to the resonant cavities described with reference to the previous embodiments. Of course, the resonant cavities of the embodiment of figures 6a-6b can also be filled with a porous sound-absorbing material.

Si intende che l’invenzione non è limitata alle forme di realizzazione qui descritte ed illustrate, ma è invece suscettibile di modifiche relative a forma e disposizioni di parti, dettagli costruttivi e di funzionamento, secondo le numerose possibili varianti che appariranno opportune ai tecnici del settore, e che sono da intendersi comprese nell’ambito del trovato, così come definito dalle seguenti rivendicazioni. It is understood that the invention is not limited to the embodiments described and illustrated here, but is instead susceptible to modifications relating to the shape and arrangement of parts, construction and operating details, according to the numerous possible variants that will appear appropriate to those skilled in the art. , and which are to be understood as included within the scope of the invention, as defined by the following claims.

Claims

CLAIMS 1. Plastic casing for a centrifugal fan for automotive HVAC systems, said casing defining an impeller chamber (3a) and an air delivery duct (3b), in which said impeller chamber is configured to receive an impeller (5) of the fan , and in which said casing comprises a pair of end walls (6), on one of which an air intake opening (8) is made, and a side wall (9) which interconnects said end walls and on which a '' air delivery opening (11), characterized in that a sound-absorbing structure is obtained on said side wall, said sound-absorbing structure comprising at least one resonant cavity (13, 15; 14; 22) fluidically connected with the impeller chamber (3a) and the air delivery duct (3b) through a plurality of narrow openings (16; 17; 18; 19) made on the side wall (9) and facing at least one of said impeller chamber and air delivery duct.

2. Casing according to claim 1, wherein the side wall (9) comprises a first wall (9a, 9c) and a second wall (9b, 9d) between which said at least one resonant cavity is formed, said first wall being directly facing at least one of said impeller chamber and air delivery duct and presenting said plurality of narrow openings.

3. Casing according to claim 1 or 2, in which the side wall comprises a wall (9f) in which a plurality of vessels (9g) are integrally obtained, each of said vessels having a neck (9h) connected to the wall (9g) and defining a respective resonant cavity.

Casing according to one of the preceding claims, wherein said at least one resonant cavity is at least partially filled with a porous sound-absorbing material (21).