ITBO20120499A1 - Unita' di ventilazione. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

“UNITA’ DI VENTILAZIONEâ€

La presente invenzione ha per oggetto una unità di ventilazione ed un convogliatore facente parte dell’unità di ventilazione.

L’unità di ventilazione di riferimento per la presente trattazione à ̈ destinata principalmente ad applicazioni automotive per raffreddamento radiatori e simili in vetture, camion o altro.

Attualmente, lo sviluppo dei veicoli sta portando ad un considerevole aumento delle parti, e dell’ingombro delle stesse, che trovano alloggiamento all’interno del vano motore dei veicoli.

A causa del continuo sviluppo tecnologico alla ricerca della riduzione sia dei consumi che delle emissioni dei veicoli, inoltre, la quantità di calore da asportare dalle masse radianti nel vano motore delle vetture à ̈ sempre maggiore.

A ciò si aggiunga che al momento, nel vano motore, sono presenti veri e propri pacchi di radiatori posizionati uno davanti all’altro per assolvere differenti funzioni. Si consideri, ad esempio, che nel vano motore si possono trovare un radiatore per l’acqua, piccoli radiatori per l’olio motore, per l’impianto di condizionamento, per l’olio del cambio, per il raffreddamento del catalizzatore e anche altri con, fra l’altro, conseguenti perdite di carico lungo il circuito dei radiatori stessi.

In pratica, quindi, le unità di ventilazione risultano in genere posizionate fra il motore ed i radiatori in uno spazio sempre più esiguo, devono necessariamente essere di dimensioni il più contenuto possibile ma nel contempo devono essere in grado di generare un flusso d’aria sempre maggiore.

L’ingombro in pianta degli elettroventilatori, e quindi delle unità di ventilazione che li comprendono, sono definiti e fissati, praticamente, dalle dimensioni del radiatore da raffreddare mentre la dimensione assiale à ̈ determinata dalla dimensione assiale del motore elettrico.

A fronte delle suddette richieste di prestazioni elevate in spazi ridotti le unità di ventilazione note risultano o troppo grandi o troppo poco performanti.

In questo contesto, compito precipuo del presente trovato à ̈ ovviare ai suddetti inconvenienti.

Uno scopo della presente invenzione à ̈ proporre una unità di ventilazione avente ingombri ridotti rispetto alle soluzioni note.

Ulteriore scopo à ̈ proporre una unità di ventilazione efficiente da un punto di vista fluidodinamico e di gestione.

Il compito tecnico precisato e gli scopi specificati sono sostanzialmente raggiunti da una unità di ventilazione secondo la rivendicazione 1.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione appariranno maggiormente chiari dalla descrizione indicativa, e pertanto non limitativa, di una forma di realizzazione preferita ma non esclusiva di una unità di ventilazione come illustrato negli uniti disegni in cui:

- la figura 1 illustra una unità di ventilazione secondo la presente invenzione in una vista prospettica schematica parzialmente in esploso;

- la figura 2 illustra l’unità di ventilazione della figura 1 in una vista in pianta schematica;

- la figura 3 illustra una sezione schematica del convogliatore secondo la linea III-III di figura 2.

Con riferimento agli allegati disegni, in particolare alla figura 1, con il numero 1 à ̈ indicata una unità di ventilazione secondo la presente invenzione.

L’unità di ventilazione 1 comprende un elettroventilatore ed un convogliatore 2 di supporto dell’elettroventilatore.

L’elettroventilatore à ̈ schematicamente costituito da un motore elettrico 3 e da una ventola assiale 4 azionata dal motore elettrico 3 ed avente un asse di rotazione R. Il motore elettrico 3, preferibilmente di tipo brushless con elettronica integrata e la ventola 4 sono descritti limitatamente alle parti necessarie alla definizione e alla comprensione della presente invenzione.

Il motore elettrico 3 di azionamento della ventola 4 comprende una carcassa 5a, una calotta 5b accoppiata alla carcassa 5a a definire un involucro 5 chiuso e, come accennato, un sistema elettronico 6 di gestione del motore 3 stesso.

Il sistema elettronico 6 comprende dei componenti elettronici sostanzialmente noti ed à ̈ parzialmente alloggiato all’interno dell’involucro 5.

In altre parole, secondo la presente invenzione, il sistema elettronico 6 di gestione del motore elettrico 3 à ̈ in parte inserito all’interno dell’involucro 5 ed in parte collocato all’esterno dello stesso ovvero comprende dei componenti elettronici posizionati all’interno del motore 3 e altri componenti elettronici posizionati all’esterno del motore 3, come sarà di seguito meglio chiarito.

Con particolare riferimento alle figure 1 e 3, con il riferimento 6 à ̈ indicata, per semplicità, la porzione del sistema elettronico posizionata all’esterno del motore 3.

Il convogliatore 2, anch’esso descritto nel dettaglio limitatamente alle parti necessarie alla definizione e alla comprensione della presente invenzione, supporta l’elettroventilatore tramite il motore 3.

Il convogliatore 2 comprende un telaio 7 esterno, nell’esempio illustrato di forma sostanzialmente cilindrica, che à ̈ fissabile, in generale, ad un veicolo ovvero serve per il montaggio dell’unità 1 di ventilazione in un generico veicolo.

Il convogliatore 2 comprende un elemento 8 di aggancio per il fissaggio del motore 3.

L’elemento 8 di aggancio à ̈ sottoforma di un collare e risulta interno rispetto al telaio 7 esterno e coassiale allo stesso.

In altre parole, il collare 8 risulta maggiormente prossimo all’asse R rispetto al telaio esterno 7.

Il convogliatore 2 comprende una pluralità di razze 9 di collegamento del telaio esterno 7 all’elemento 8 di aggancio.

Secondo quanto illustrato, le razze 9 comprendono una razza 10 che à ̈ provvista di un vano 11 di alloggiamento di parte del sistema elettronico 6 di gestione del motore elettrico 3.

In pratica, la razza 10 comprende dei mezzi di alloggiamento in cui sono inseriti dei componenti elettronici 12, 13 del sistema elettronico 6 che, come accennato, risultano posizionati all’esterno dell’involucro 5 del motore 3.

Più precisamente, nell’esempio illustrato, all’esterno dell’involucro 5 sono collocati un condensatore elettrolitico 12 di filtro ed una induttanza 13 di filtro ovvero dei componenti elettronici di filtro.

Vantaggiosamente, i condensatori elettrolitici normalmente presenti nell’elettronica integrata di controllo dei motori brushless, insieme alle induttanze di filtro, sono i componenti che hanno le dimensioni maggiori rispetto a tutti gli altri e pertanto collocandoli all’esterno dell’involucro 5 risulta possibile ridurre gli ingombri dello stesso.

In pratica i condensatori elettrolitici e le induttanze hanno dimensioni nell’ordine delle decine di mm mentre gli ulteriori componenti che rimangono all’interno dell’involucro hanno dimensioni ridotte a pochi mm.

Inoltre, il posizionamento esterno alla carcassa agevola il raffreddamento dei componenti 12 e 13 che risultano prevalentemente soggetti alla temperatura ambiente e non alla temperatura di esercizio all’interno del motore che risulta maggiormente elevata anche per la presenza di ulteriori componenti elettronici di potenza.

Nella preferita forma di realizzazione illustrata, il vano 11 di alloggiamento à ̈ direttamente ricavato nella razza 10.

Più precisamente, la razza 10 definisce essa stessa un alloggiamento che comprende il vano 11.

Nella forma realizzativa illustrata, la razza 10 à ̈ altresì conformata in modo da definire una sede per un cablaggio 14 di alimentazione del motore 3.

In altre parole, l’alloggiamento definito dalla razza 10 comprende il vano 11.

Con particolare riferimento alla figura 3, si osserva che il vano 11 à ̈ previsto in prossimità del collare interno 8.

In tal modo il vano 11 non compromette le prestazione della ventola 4.

La ventola 4, infatti, di tipo assiale, ha la maggiore efficacia nella seconda metà esterna, verso il telaio 7, quindi il posizionamento del vano 11, e quindi dei componenti 12, 13 in esso contenuti, in prossimità del collare 8, risulta vantaggioso anche da un punto di vista fluidodinamico essendo irrisorio l’effetto prodotto sul flusso generato dal funzionamento della ventola.

In aggiunta, il condensatore elettrolitico 12 in particolare risulta inserito nel vano 11 e collocato vicino ai componenti di potenza all’interno dell’involucro 5. In tal modo l’induttanza di collegamento, dovuta ai cavi 18 di connessione che si estendono fra i componenti di potenza all’interno del motore ed il condensatore 12 all’esterno dello stesso ha valore trascurabile così da non creare disturbi a frequenze elevate.

Con particolare riferimento alle figure 1 e 3, si osserva che il vano 11 si sviluppa prevalentemente secondo una direzione parallela all’asse R di rotazione, trasversale alla direzione di sviluppo prevalente della razza 10.

Vantaggiosamente, il condensatore 12 Ã ̈ inserito nel vano 11 con la propria direzione di sviluppo prevalente parallela alla direzione di sviluppo prevalente del vano 11 stesso.

Secondo quanto illustrato, il condensatore elettrolitico 12 ed il vano 11 presentano ciascuno la propria direzione di sviluppo prevalente parallela all’asse R di rotazione della ventola 4.

Il vano 11 ha vantaggiosamente dimensione secondo detto asse di rotazione confrontabile con la dimensione secondo detto asse di rotazione del collare 8 in modo che sia massimizzata la capienza del vano 11 stesso.

Con riferimento all’induttanza 13 si osserva che la stessa à ̈ inserita nella razza 10 in modo che la propria direzione di sviluppo prevalente risulti parallela alla direzione di sviluppo prevalente della razza 10 stessa. La razza 10 si sviluppa fra il collare 8 ed il telaio 7 e presenta un profilo scanalato o scanalatura 15 che definisce l’alloggiamento per i componenti 12 e 13 e per il passaggio del cablaggio 14 di alimentazione.

In prossimità del collare 8 la scanalatura 15 si allarga a definire il vano 11 nel quale à ̈ preferibilmente inserito il condensatore 12.

Un setto 16 di chiusura à ̈ previsto nella scanalatura 15 disposto fra il collare 8 ed il telaio 7.

Il setto 16 à ̈ provvisto di un’apertura 16a per il passaggio del cablaggio 14.

I componenti elettronici 12 e 13 risultano inseriti nella razza 10 fra il collare 8 ed il setto 16.

Il cablaggio 14 di alimentazione esce dall’involucro 5, entra nella razza 10, attraversa il setto 16 ed à ̈ libero per essere collegato ad una sorgente di alimentazione non illustrata.

L’unità di ventilazione 1 comprende un coperchio 17 di chiusura della porzione della razza 10 in cui sono inseriti i componenti elettronici 12 e 13.

Il coperchio 17 si sviluppa radialmente fra il collare 8 ed il setto 16 per tutta la larghezza della razza 10 per proteggere i componenti elettronici 12 e 13.

Preferibilmente, il coperchio 17 à ̈ chiuso a tenuta, ad esempio mediante l’utilizzo di resine, sulla razza 10 per la salvaguardia dei componenti 12 e 13.

In pratica, il vano 11 di alloggiamento dei componenti elettronici di filtro 12 e 13 Ã ̈ chiuso a tenuta tramite anche il coperchio 17 per la protezione dei componenti stessi anche in applicazioni gravose.

Vantaggiosamente, il coperchio 17 à ̈ conformato per la copertura anche dei cavi 18 di connessione che risultano anch’essi protetti ermeticamente.

L’invenzione come descritta consegue importanti vantaggi.

Il collare che supporta il motore all’aumentare della potenza e dell’ingombro di quest’ultimo aumenta a sua volta la sua dimensione assiale.

Sfruttando la lunghezza assiale del collare à ̈ possibile collocare il condensatore, che à ̈ generalmente più lungo che largo, verticalmente ovvero parallelamente all’asse di rotazione, sfruttando tutta la lunghezza assiale della razza in prossimità del collare.

È opportuno osservare che il condensatore elettrolitico à ̈, fra gli altri, il componente maggiormente sensibile alla temperatura e quello maggiormente deteriorabile da un punto di vista di durata e di affidabilità quindi à ̈ estremamente vantaggioso che lavori ad una temperatura che sia la più bassa possibile.

L’induttanza ha una caratteristica altamente resistiva quindi à ̈ soggetta a generare calore ma essendo disposta lungo la razza non influenza la temperatura del condensatore.

Il condensatore e l’induttanza, essendo disposti all’esterno del motore ed inseriti in una razza sono direttamente esposti all’aria esterna senza risentire della temperatura che si genera all’interno del motore ma senza, nel contempo, turbare il flusso d’aria di raffreddamento generato dalla ventola.

All’interno del motore à ̈ possibile ottimizzare gli altri componenti elettronici di segnale e di potenza in virtù del maggiore spazio disponibile anche nel caso l’ingombro dell’involucro sia ridotto rispetto alle soluzioni note.

Inoltre, la parte posteriore del motore che funge da dissipatore à ̈ anch’essa ottimizzata per il raffreddamento dell’elettronica di segnale e per i mosfet usualmente presenti nel sistema elettronico di gestione.

Claims (15)

1. RIVENDICAZIONI 1. Unità di ventilazione comprendente una ventola assiale (4) avente un asse (R) di rotazione un motore elettrico (3) di azionamento di detta ventola assiale (4) comprendente una carcassa (5a), una calotta (5b) accoppiata alla carcassa (5a) a definire un involucro (5) chiuso ed un sistema elettronico (6) di gestione almeno in parte alloggiato in detto involucro (5) e comprendente una pluralità di componenti elettronici (12, 13), detta unità di ventilazione comprendendo inoltre un convogliatore (2) di supporto di detto motore elettrico (3) presentante un telaio esterno (7)di montaggio, un collare interno (8) di sostegno del motore elettrico (3), una pluralità di razze (9, 10) di collegamento di detto collare interno (8) a detto telaio esterno (7), detta unità di ventilazione essendo caratterizzata dal fatto che una prima razza (10) di dette razze (9, 10) comprende dei mezzi (11, 15, 16) di alloggiamento per un primo componente elettronico (12, 13) di detti componenti elettronici (12, 13), detto primo elemento elettronico (12, 13) essendo inserito in detti mezzi (11, 15, 16) di alloggiamento.
2. 2. Unità di ventilazione secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detti mezzi (11, 15, 16) di alloggiamento sono ricavati in detta prima razza (10).
3. 3. Unità di ventilazione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detti mezzi (11, 15, 16) di alloggiamento comprendono un vano (11) per almeno detto primo componente elettronico (12, 13).
4. 4. Unità di ventilazione secondo la rivendicazione 3, caratterizzata dal fatto che detto vano (11) à ̈ posizionato in prossimità di detto collare interno (8).
5. 5. Unità di ventilazione secondo la rivendicazione 3 o 4, caratterizzata dal fatto che detto vano (11) si sviluppa prevalentemente parallelamente a detto asse (R) di rotazione.
6. 6. Unità di ventilazione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 3 a 5, caratterizzata dal fatto che detto vano (11) ha dimensione secondo detto asse (R) di rotazione confrontabile con la dimensione secondo detto asse (R) di rotazione di detto collare interno (8).
7. 7. Unità di ventilazione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detto primo componente elettronico (12) inserito in detti mezzi (11, 15, 16) di alloggiamento à ̈ definito da un condensatore elettrolitico (12).
8. 8. Unità di ventilazione secondo la rivendicazione 7, caratterizzata dal fatto che detto condensatore elettrolitico (12) à ̈ inserito in detto vano (11), detto condensatore elettrolitico (12) e detto vano (11) presentando ciascuno la propria direzione di sviluppo prevalente parallela a detto asse (R) di rotazione.
9. 9. Unità di ventilazione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 6, caratterizzata dal fatto che detto primo componente elettronico (13) à ̈ definito da una induttanza (13).
10. 10. Unità di ventilazione secondo la rivendicazione 9, caratterizzata dal fatto che detta induttanza (13) à ̈ inserita in detti mezzi di alloggiamento in modo che la propria direzione di sviluppo prevalente risulti parallela alla direzione di sviluppo prevalente di detta prima razza (10).
11. 11. Unità di ventilazione secondo la rivendicazione 10, caratterizzata dal fatto che detta prima razza (10) presenta una scanalatura (15), detta induttanza (13) essendo inserita in detta scanalatura (15).
12. 12. Unità di ventilazione secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detto primo componente elettronico (12) inserito in detti mezzi (11, 15, 16) di alloggiamento à ̈ definito da un condensatore elettrolitico (12), detto condensatore elettrolitico (12) essendo inserito in detti mezzi (11, 15, 16) di alloggiamento con la propria direzione di sviluppo prevalente parallela a detto asse (R) di rotazione, detto sistema elettronico (6) comprendendo un secondo componente elettronico (13) definito da un’induttanza inserito in detti mezzi (11, 15, 16) di alloggiamento in modo che la propria direzione di sviluppo prevalente risulti parallela alla direzione di sviluppo prevalente di detta prima razza (10).
13. 13. Unità di ventilazione secondo la rivendicazione 3, caratterizzata dal fatto di comprendere un coperchio (17) di chiusura di detto vano (11), detto vano (11) essendo chiuso a tenuta tramite detto coperchio (17).
14. 14. Convogliatore comprendente un telaio esterno (7) di montaggio, un collare interno (8) per il sostegno di un elettroventilatore avente un asse (R) di rotazione, una pluralità di razze (9, 10) di collegamento di detto collare interno (8) a detto telaio esterno (7), detto convogliatore essendo caratterizzato dal fatto che una prima razza (10) di dette razze (9, 10) comprende dei mezzi (11, 15, 16) di alloggiamento per almeno un componente elettronico (12, 13) di un sistema elettronico (6) di gestione di detto elettroventilatore, detti mezzi (11, 15, 16) di alloggiamento essendo ricavati in detta prima razza (10) e comprendendo un vano (11) per detto componente elettronico (12, 13).
15. 15. Convogliatore secondo la rivendicazione 14, caratterizzato dal fatto che detto vano (11) à ̈ posizionato in prossimità di detto collare interno (8), si sviluppa prevalentemente parallelamente a detto asse (R) di rotazione e ha dimensione secondo detto asse (R) di rotazione confrontabile con la dimensione secondo detto asse (R) di rotazione di detto collare interno.