IT9068052A1

IT9068052A1 - Ventilatore assiale, particolarmente per autoveicoli per uso agricolo.

Info

Publication number: IT9068052A1
Application number: IT068052A
Authority: IT
Inventors: Alberto Andrea Boretti; Alfredo Cevolini; Angelo Lorea
Original assignee: Fiatgeotech
Priority date: 1990-12-21
Filing date: 1990-12-21
Publication date: 1992-06-22
Also published as: ES2071282T3; IT9068052A0; US5221187A; DE69108882T2; EP0493342A1; EP0493342B1; IT1241368B; DE69108882D1

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titoloi "Ventilatore assiale, particolarmente per autoveicoli per uso agricolo"

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un ventilatore assiale, in particolare per l'impiego a bordo di autoveicoli per uso agricolo» destinato a realizzare un funzionamento particolarmente silenzioso.

Più specificamente l'invenzione riguarda un ventilatore assiale comprendente

un mozzo centrale»

una pluralità di pale che si estendono dal mozzo verso la periferia e che sono curvate in avanti nel senso di rotazione del ventilatore ed un anello esterno coassiale con il mozzo cui sono connesse le estremità periferiche delle pale.

Un ventil-atore assiale di tale tipo e descritto ad esempio nel brevetto USA No. 4.358.245. Tale ventilatore secando la tecnica anteriore è realizzato in un sol pezzo di materia plastica stampata e presenta pale che hanno un curvatura in avanti molto marcata. Nella proiezione assiale di tale ventilatore la linea mediana di ciascuna pala presenta un angolo di curvatura sempre positivo, con andamento crescente procedendo dal mozzo, verso l'anello esternoin detto brevetto statunitense si precisa inoltre che l'estensione angolare della linea mediana di ciascuna pala deve essere superiore alla metà della distanza angolare fra due pale adiacenti.

Ne consegue che nel ventilatore secondo il brevetto USA No. 4.358.245 la lunghezza delle pale risulta assai elevata, e ciò si ripercuote sulla quantità del materiale necessario alla realizzazione delle pale e dunque sul peso del ventilatore. Inoltre l'elevata lunghezza delle pale comporta un abbassamento delle frequenze proprie di vibrazione di tali pale, il che può comportare una certa instabilità ed una riduzione delle prestazioni e della silenzlosltà del ventilatore.

Per ovviare a tali inconvenienti è stato proposto di real-lzzare ventilatori assiali in cui.

procedendo dal mozzo verso l'anello esterno· eia scuna pala è dapprima curvata all'indietro rispetto al senso di rotazione del ventilatore» e quindi nella sua porzione periferica è incurvata in avanti. Soluzioni di questo genere· che consentono di conseguire già una certa riduzione della lunghezza delle pale· sono descritte ad esempio nei brevetti USA No. 4.569.631 e No. 4.684.324.

I ventilatori noti da tali documenti sono destinati ad essere realizzati in un sol pezzo in materia plastica stampata e ad essere utilizzati in associazione con il radiatore di un autoveicolo.

Una scopo dell'invenzione è di realizzare un ventilatore assiale a funzionamento silenzioso che presenti pale di lunghezza ulteriormente ridotta» con conseguenti benefici in termini di peso e di stabilità di funzionamento, anche a velocita di rotazione assai elevate.

L'opportunità di conseguire tale scopo è tanto più sentita per i ventilatori destinati ad autoveicoli par uso agricolo o per movimento terra, quali trattori, escavatori ecc.. Infatti, per l'impiego su tali autoveicoli è opportuno che i ventilatori siano realizzati in materiale metallico anziché di materia plastica per cui in generale essi risultano Intrinsecamente più pesanti di quelli destinati all'impiego su automobili.

I ventilatori secondo i brevetti USA No.

4.369.631 e No. 4.684.324 presentano pale di forma piuttosto complessa, che pone non pochi problemi di realizzazione. Cosi ad esempio, il brevetto USA No. 4.369.631 prescrive particolari andamenti dell'angolo di curvatura dei profilo di ingresso e di uscita della palei inoltre la corda fra il profilo di ingresso ed il profilo di uscita di ciascuna pala deve decrescere procedendo dal mozzo verso l'anello esterno.

Secondo il brevetto USA 4.684.324 le pale presentano Invece una corda progressivamente crescente dal mozzo verso l'anello esterno.

Un ulteriore scopo dell'invenzione risiede dunque nel realizzare un ventilatore assiale a funzionamento silenzioso che presenti pale di forma semplificata, più facilmente realizzabili.

In vista di realizzare i suddetti scopi, la presente invenzione ha per oggetto un ventilatore assiale del tipo sopra specificato, caratterizzato dal fatto che

- l'angolo di curvatura della linea mediana di ciascuna pala, in proiezione assiale, ' è sostanzialmente nullo in corrispondenza del mozzo e por circa un tarso dell'astensione radiale della pala a partire dal mozzo;

- l'angolo di calettamento (biade angle) di ciascuna pala è sostanzialmente costante fra il mozzo e l'anello esterno;

- ciascuna pala ha uno spessore costante e

- la corda fra il bordo d'ingressa ed il bordo di uscita di ciascuna pala è sostanzialmente costante fra il mozzo e l'anello esterno.

Preferibilmente secondo un ulteriore aspetto dell'invenzione, ciascuna pala è realizzata in modo tale per cui essa presenta un angola di deflessione (camber angle) sostanzialmente costante fra il mozzo e l'anello esterno.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'invenzione appariranno dalla descrizione dettagliata che segue, effettuata con riferimento al disegni allegati, forniti a puro titolo di esempio non limitativo, in cui:

la figura 1 è una vista prospettica di un ventilatore assiale secondo l'invenzione,

la figura 8 è una vista parziale in elevazione frontale di un ventilatore secondo la figura 1, e la figura 3 è una vista parziale sezionata secondo la linea III-III della figura 2

Nei disegni con i è complessivamente indicato un gruppo ventilatore comprendente un mozzo centrale 2, una pluralità di pale 3 ed un anello esterno 4.

Nella realizzazione illustrata il mozzo 2 è di materiale metallico quale alluminio sue leghe od altre leghe e presenta una porzione anulare centrale 5 da cui si dipartono radialmente verso l'esterno sei bracci 6. I bracci 6 sono svergolati in modo tale per cui essi non risultano complanari con la porzione anulare 5 del mozzo, bensì risultano ruotati tutti di un medesimo angolo (angolo di calettamento delle pale) compreso fra 20° e 30°, e preferibilmente uguale a circa 25°.

In vista dell'utilizzo del ventilatore su un autoveicolo per uso agricolo, le pale 3 sono anche esse convenientemente costituite da un materiale metallico, preferibilmente alluminio o sue leghe od altre leghe metalliche, ed hanno le rispettive estremità interne ordinatamente collegate ai bracci 6 del mozzo 2, e le estremità periferiche saldate alla superficie interna dell'anello 4. Per l'uso in campo agricolo anche tale anello è convenientemente costituito di materiale metallico, quale alluminio o sue leghe

Ciascuna pala 3 si estende dalla sua estremità internar disposta ad una distanza radiale dall'asse del mozzo 2, e si prolunga fina a collegarsi all'esterno con l’anello 4, situato ad una distanza radiale RO dall'asse del mozzo·

Con riferimento alla vista frontale della figura 2, con M è indicata la linea mediana (in proiezione assiale) di una pala· Con C è indicata una generica circonferenza con il centro sull'asse del ventilatore e di raggio r compreso fra Ri e RO. Con S è indicato lo spessore circolare di una pala 3 sulla circonferenza C. Lo spessore circolare 8 è dunque definito come l'arco sulla circonferenza C che risulta compreso fra i punti in cui detta circonferenza interseca le proiezioni A e B dei bordi di ingresso e, rispettivamente» di uscita della pala.

La linea mediana M, che à stata illustrata a tratteggio, ha Inizio in un punto mi in corrispondenza del mozzo, e termina in un punto mO in corrispondenza dell'anello 4.

Nella figura 2 con P e Q sono indicate le direzioni radiali che passano per 1 punti mi e mI. L'angolo B fra tali direzioni rappresenta l'angolo di curvatura (skew angle) totale o finale di ogni singola pala. Tale angolo, come apparirà più chiaramente dal seguito, è preferibilmente pari a circa 23°.

Sempre nella figura 2 con αr è indicato l'angolo di curvatura della linea mediana M della pala in corrispondenza della generica circonferenza C.

Nel ventilatore secondo l'invenzione, come appare nella figura 2, l'angolo di curvatura αr della linea mediana M di ogni pala (in proiezione assiale) è nullo in corrispondenza del mozzo. In altri termini la direzione radiale P è tangente alla linea M in corrispondenza dell'estremità interna della pala; inoltre a partire dal mozzo la linea mediana M si mantiene per un certo tratto sostanzialmente coincidente con la direzione radiale Ps in altri termini l'angolo di curvatura αr della linea mediana li permane sostanzialmente nullo nel tratto iniziale della pala, procedendo dal mozzo verso l'anello esterno. Come apparirà dall'esempio numerico descritto nel seguito, la porzione della pala in cui la linea mediana presenta andamento rettilineo si estende per circa 1/3 dell'estensione radiale RO-Ri di ogni pala.

Nella figura 3 con 6 è indicato l'angolo di calettamento o angolo di pala nella generica sazione corrispondente alla circonferenza C della figura 2. L’angolo fi è compreso fra 20° e 30°, ed 4 preferibilmente uguale a 25° circa, ed è inoltre costante dal mozzo 2 all'anello esterno 4.

Con d nella figura 3 è indicata la corda fra il bordo di ingresso A ed il bordo di uscita B della pala. Tale corda, cosi come lo spessore circolare 3 della pala, e sostanzialmente costante lungo l'intera pala, dal mozzo 2 all'anello esterno 4.

Lo spessore effettivo di ciascuna pala, indicato con s nella figura 3, 4 anch'esso preferibilmente costante e compreso fra 1 e il 3%, e preferibilmente pari a circa il 2% della corda d.

Nella figura 3 con è indicato l’angolo di deflessione (camber angle) della generica pala. Tale angolo è definito fra le rette tA e tB tangenti alla sezione-della pala in corrispondenza dei bordi di ingresso A e rispettivamente di uscita B. L'angolo è anch’esso costante lungo la pala ed è compreso fra 45° e 55°, ed è preferibilmente uguale a 50°.

Come appare nella figura 2, i bordi dell'estremità di ciascuna pala rivolta al mozzo 2 presentano un profilo arrotondato.

ESEMPIO

Un ventilatore assiale destinato all'impiego in associazione con il radiatore di un autoveicolo è realizzato secondo l'invenzione presenta le seguenti caratteristiche:

angolo di curvatura αr della linea mediana M:

secondo la seguente tabella

TABELLA

Naturalmente , fermo restando il principio del trovato, le forme di attuazione ed i particolari di realizzazione potranno essere ampiamente variati rispetto a quanto è stato descritto ed illustrato a puro titolo di esemplo non limitativo, senza per questo uscire dall'ambito della presente invenzione.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Ventilatore assiale, particolarmente per auto·* veicoli per uso agricolo o per macchine per movimento terra, comprendente un mozzo centrale (2), una pluralità di pale (3) che si estendono dal mozzo (2) verso la periferia, e che sono curvate in avanti nel senso di rotazione del ventilatore (1), ed un anello esterno (4) coassiale con il mozzo (2), cui sono connesse le estremità periferiche delle pale (3); caratterizzato dal fatto che - l'angolo di curvatura tar) della linea mediana (M) della pala (3) in proiezione assiale è nullo in corrispondenza del mozzo (2) e per circa un terzo dell'estensione radiale (RO-Ri) della pala a partire dal mozzo (2): - l'angolo di calettamento (A) di ciascuna pala (3) è sostanzialmente costante lungo la palar tra il mozzo (2) e l'anello esterno (4); - ciascuna pala (3) ha uno spessore (s) costante, e la corda (d) fra il bordo di ingresso (A) ed il bordo di uscita (B) di ciascuna pala (3) è sostanzialmente costante lungo la pala (3) fra il mozzo (3) e l'anello esterno (4). 3. Ventilatore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che l'angelo di deflessione ( ) di ciascuna pala (3) è sostanzialmente costante lungo la pala, fra il mozzo (3) e l'anello esterno (4). 3. Ventilatore secondo la rivendicazione 1 o 3, caratterizzato dal fatto che l'angolo di calettamento (β) delle pale (3) è compreso fra 20° e 30°, e preferibllmente è uguale a 23°. 4. Ventilatore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che lo spessore (s) di ogni pala (3) è compreso fra 1*1 ed il 3%, e preferibilmente è uguale al 2% della corda (d) fra il bordo di ingresso (A) ed il bordo di uscita (B) della pala (3). 5. Ventilatore secondo una qualsiasi delle rlvendicazioni precedenti, caratterissato dal fatto che l'angolo di deflessione ( ) delle pale (3) è compreso fra 43° e 53°, e preferibilmente è uguale a 50°. 6. Ventilatore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il mozzo (2), le pale (3) e l'anello esterno (4) sono di materiale metallico. 7. Ventilatore secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che le estremità periferiche delle pale (3) sono saldate all'anello esterno (4). 8. Ventilatore secondo la rivendicazione 6 o 7, caratterizzato dal fatto che il mozzo (2) ha una configurazione a guisa di stella, con lina pluralità di bracci quasi radiali (6), a ciascuno dei quali è connessa l'estremità interna di una rispettiva pala (3). 9. Ventilatore secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che l'estremità interna di ciascuna pala (3) à connessa ad un braccio (6) del mozzo (2) mediante chiodatura o rivettatura. 10. Ventilatore secondo la rivendicazione 8 o 9, caratterizzato dal fatto che i bordi dell'estremità interna di ciascuna pala (3) presentano un profilo arrotondato. 11. Ventilatore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 6 a 10, caratterizzato dal fatto che è di alluminio od una sua. lega. Il tutto sostanzialmente secondo quanto descritto ed illustrato, e per gli scopi specificati.