ITMI951466A1

ITMI951466A1 - Ventilatore per un impianto di raffreddamento di un autoveicolo

Info

Publication number: ITMI951466A1
Application number: IT001466A
Authority: IT
Inventors: Kurt Hauser
Original assignee: Behr Gmbh & Co
Priority date: 1994-09-07
Filing date: 1995-07-07
Publication date: 1997-01-07
Also published as: FR2724205B1; IT1275497B; FR2724205A1; ITMI951466A0; DE4431840A1; US5667360A

Description

verso l'interno verso il fondo della girante.

Impiego per ventilatori in esecuzione di materiale sintetico. (Figura 2)

Descrizione del trovato

L'invenzione si riferisce ad un ventilatore per un impianto di raffreddamento di un autoveicolo, con una- girante radiale chiusa, la quale presenta parecchie pale radiali, le quali sono disposte tra un fondo della girante ed un disco di copertura, laddove un contorno interno delle pale radiali viene determinato dai loro bordi di ingresso di pala ed un contorno esterno delle pale radiali viene determinato da loro bordi di uscita di pala.

È noto un ventilatore per un impianto di raffreddamento di un autoveicolo (brevetto tedesco DE 2530742 C3), il quale presenta una ruota radiale disposta, nella direzione di corrente o flusso, posteriormente ad uno scambiatore termico di una circolazione di refrigerante dell'impianto di raf freddamente del veicolo. La girante radiale è eseguita chiù sa e presenta parecchie pale radiali, le quali sono disposte tra un disco di copertura ed un fondo della girante. La girante radiale viene azionata, con inserimento intermedio di un innesto idraulico, nello stato di fermo oppure a marcia lenta del veicolo, per garantire un sufficiente passaggio di flusso dello scambiatore termico anche senza sufficiente vento di marcia. Il contorno interno delle pale radiali viene determinato mediante bordi di ingresso di pala estendentisi parallelamente rispetto all'asse di rotazione, il contorno esterno viene determinato mediante corrispondenti bordi di uscita di pala estendentisi parallelamente. Il compito dell'invenzione è quello di creare un ventilatore del tipo menzionato nella parte introduttiva, il quale è migliorato relativamente alla sua resistenza ed è conformato in modo vantaggioso relativamente alla tecnica fluidodinamica .

Questo compito viene risolto per il fatto che le pale radiali sono orientate sostanzialmente in direzione radiale, e dal fatto che tanto il diametro esterno del contorno esterno, determinato dai bordi di uscita di pala, delle pale radiali, quanto anche il diametro interno del contorno interno, determinato dai bordi di entrata di pala, delle pale radiali, diminuiscono dal disco di copertura verso il fondo della girante. Mediante le pale radiali orientate sostanzialmente in direzione radiale viene ridotto il momento flettente, pregiudicante la resistenza, sulle pale radiali. Inoltre viene migliorato l'afflusso di corrente sulle pale radiali. Rispetto allo stato della tecnica si ottengono all'incirca gli stessi rapporti favorevoli di corrente.

Nella conformazione dell'invenzione i piedi delle pale radiali sono inclinati con senso contrario al senso di rotazione. L'inclinazione è preferibilmente inferiore a 30° rispetto alla radiale. Mediante l'inclinazione delle pale radiali vengono ridotte le perdite per corrente nel canale delle pale.

In un'ulteriore conformazione dell'invenzione su un ingresso incurvato del disco di copertura sono disposte, distribuite sulla sua circonferenza, parecchie pale ausiliarie, le quali penetrano nella zona delle pale radiali e si estendono sull'altezza radiale dell'ingresso incurvato del disco di copertura. Pertanto in particolare nell'ingresso del disco di copertura, il quale ingresso forma la parete esterna della fessura o intercapedine presente tra il disco di copertura e l'ugello di entrata, vengono migliorati i rapporti di corrente. Viene conseguita una corrente di aspirazione migliorata.

Nell'ulteriore conformazione dell'invenzione le pale ausiliarie sono inclinate con senso contrario rispetto al senso di rotazione della girante radiale e/oppure sono curvate nel senso di rotazione. Questa conformazione porta ad una riduzione delle perdite di corrente nella zona dell'ingresso nel disco di copertura.

In un'ulteriore conformazione dell'invenzione il disco di copertura, le pale e il fondo della girante sono prodotti in un pezzo unico di materiale sintetico, e nella zona dell'ingresso del disco di copertura è previsto un anello di guida dell'aria separato e cooperante con un ugello di entrata stazionario. Per ragioni della sformabilità da un corrispondente attrezzo o matrice di stampaggio ad iniezione, nel caso di un'esecuzione in materiale sintetico della girante radiale non è possibile produrre in un pezzo unico con la girante anche l'ingresso incurvato del disco di copertura. Per ottenere ciononostante buoni rapporti di corrente, è previsto in modo semplice l'anello separato di guida dell'aria.

In un'ulteriore conformazione dell'invenzione le pali radiali sono incurvate, rispettivamente a partire da un piede di pala da applicare al fondo della girante, con raggio di curvatura costante — riferito all'estensione radiale delle pale — nel senso di rotazione della girante radiale. Pertanto viene consentita la fuoriuscita di cassetti nel caso di un'esecuzione in materiale sintetico della girante radiale.

Ulteriori vantaggi e caratteristiche dell'invenzione risultano dalle rivendicazioni dipendenti, come pure dalla descrizione seguente di esempi di esecuzione preferiti dell'invenzione, i quali sono illustrati in base ai disegni. La figura 1 mostra in una sezione longitudinale una forma di esecuzione di un ventilatore secondo l'invenzione per un impianto di raffreddamento di un autoveicolo con una girante radiale in esecuzione di materiale sintetico, la figura 2 mostra una ulteriore forma di esecuzione di un ventilatore analogo alla figura 1, nel quale la girante radiale è eseguita parimenti in materiale sintetico e presenta, nella zona dell'ingresso del disco di copertura, parecchie pale ausiliarie,

la figura 3 mostra una vista di un dettaglio dell'ingresso del disco di copertura secondo la figura 2 in direzione della freccia III in figura 2,

la figura 4 mostra una ulteriore esecuzione di un ventilatore analogo alla figura 1, nel quale il bordo di ingresso di ciascuna pala radiale è tirato in avanti nella zona incurvata dell'ingresso del disco di copertura,

la figura 5 mostra schematicamente una vista in pianta sul fondo della girante in direzione della freccia V secondo la figura 1, laddove per ragioni di migliore chiarezza non è illustrato il disco di copertura,

la figura 6 mostra in un dettaglio una vista in pianta su una girante radiale secondo le figure 1, 2 oppure 4 in direzione delle frecce VI nelle figure, dalla quale è rilevabile la curvatura delle pale radiali nel senso di rotazione della girante radiale,

la figura 7 mostra una rappresentazione analoga alla figura 6, nella quale le pale radiali sono munite di una curvatura costante sulla larghezza della girante radiale, e

la figura 8 mostra una ulteriore rappresentazione analoga alle figure 6 e 7, nella quale le pale radiali si estendono all'incirca diagonalmente tra il fondo della girante ed il disco di copertura.

Un ventilatore secondo la figura 1 è previsto per un impianto di raffreddamento di un autoveicolo. L'impianto di raffreddamento presenta uno scambiatore di calore i, posteriormente al quale — visto nella direzione di corrente,del l'aria di raffreddamento — è prevista una calotta 2 del radiatore. La calotta 2 del radiatore presenta, sul suo lato fronteggiante lo scambiatore di calore 1, un ugello di entrata 3 stazionario, il quale penetra assialmente in una girante radiale 4 del ventilatore. La girante radiale 4 è supportata girevole attorno ad un asse di rotazione 8 mediante l'inserimento di un innesto idraulico, non illustrato, ed è azionabile nel senso di rotazione 9 per mezzo di un corrispondente dispositivo di azionamento. La girante radiale 4 è eseguita chiusa e presenta un disco di copertura 5 ed un fondo 7 della girante eseguito in forma di disco, tra le quali parti sono disposte parecchie pale radiali 6 distribuite sulla circonferenza. Le pale radiali 6, 6a, 6b, 6c) secondo le figure da 1 fino a 8 sono orientate sostanzialmente in direzione radiale. Il disco di copertura 5 è munito di un ingresso 11, presentante un raggio di ingresso curvo, il quale ingresso impegna a sormontamento assiale in modo parziale l'ugello di ingresso o entrata 3 del la calotta 2 del radiatore con formazione di una fessura o intercapedine radiale 10.

Il ventilatore presenta un'esecuzione in materiale sintetico. In relazione a ciò il disco di copertura 5, le pale radiali 6, come pure il fondo 7 della girante sono prodotti in un pezzo unico come parte stampata di materiale sintetico. L'ingresso 11 del disco di copertura non sarebbe sformabile, nella modalità di costruzione in materiale sintetico della girante radiale 4, come parte costruttiva prodotta in un pezzo unico con il disco di copertura 5, cosicché l'ingresso 11 del disco di copertura nell'esempio di esecuzione illustrato è formato da un anello di guida dell'aria 14 separato. L'anello 14 di guida dell'aria nell'esempio di esecuzione è prodotto di magnesio e presenta un collare di sostegno 15, il quale impegna a sormontamento esternamente e radialmente un collare di sostegno 16 corrispondente del disco di copertura 5. La parete interna dell'anello 14 di guida dell'aria è incurvata corrispondentemente al raggio di curvatura dell'ingresso del disco di copertura in modo tale che si vengono ad avere rapporti di entrata favorevoli per la corrente di fessura attraverso la fessura 10 e per la corrente principale e viene evitato un distacco della corrente dall'ingresso 11 del disco di copertura. Mediante l'anello 14 di guida dell'aria viene formata completamente la curvatura dell'ingresso del disco di copertura il, cosicché la parete interna del disco di copertura 5, facente seguito a raso al disco di guida dell'aria 14, si estende radialmente in piano verso l'esterno. L'anello 14 di conduzione dell'aria è collegato rigidamente con il disco di copertura 5.

Ciascuna pala radiale 6 presenta, nella zona dell'ingresso della corrente nella girante radiale 4, un bordo 12 di ingresso di pala e, nella zona dell'uscita radiale della corrente dalla girante radiale 4, un bordo di uscita 13 della pala. I bordi 12 di ingresso di pala determinano pertanto il contorno interno ed i bordi 13 di uscita di pala determinano il contorno esterno delle pale radiali 6. Mediante l'esecuzione in un pezzo unico di materiale sintetico ciascuna pala radiale 6 è collegata tanto al disco di copertura 5 guanto anche al fondo 7 della girante. Il bordo laterale, facente seguito al fondo 7 della girante, di ciascuna pala radiale 6 viene definito come piede di pala 19 (figura 5). In tutte le pale radiali 6, 6a, 6b, 6c il piede di pala 19 è orientato lungo una linea radiale 20 rispetto all'asse di rotazione 8 e sporge verticalmente dal fondo 7 della girante. Ciascuna pala radiale 6 è incurvata nel suo andamento verso il disco di copertura 5 (figura 6) nel senso di rotazione 9.

In altri esempi di esecuzione secondo le figure 7 e 8 le pale radiali 6a, rispettivamente 6c, sono incurvate parimenti nel senso di rotazione 9, laddove nell'esempio di esecuzione secondo la figura 7 tra il fondo 7b della girante ed il disco di copertura 5b è previsto un raggio di curvatura costante, iniziante perpendicolarmente rispetto al fondo 7b della girante. Nell'esempio di esecuzione secondo la figura 8 ciascuna pala radiale 6c inizia sotto un angolo acuto sul fondo 7c della girante e si estende all'incirca diagonalmente rispetto al disco di copertura 5c. Nella rappresentazione solamente schematica secondo la figura 5 è accennato un ulteriore esempio di esecuzione di una girante radiale, la quale presenta pale radiali 6a inclinate rispetto alla radiale 20. Ciascuna pala radiale 6a presenta un piede di pala 19a, il quale è inclinato con senso contrario rispetto al senso di rotazione 9 in un angolo acuto di al massimo circa 30° rispetto alla linea radiale 20. In tal modo vengono ridotte perdite di corrente nel ventilatore.

Mediante l'orientamento sostanzialmente radiale delle pale radiali viene ridotta in ampia misura la sollecitazione di flessione, causata dalle forze centrifughe, delle pale radiali, per cui viene conseguita una resistenza considerevolmente migliorata della girante radiale, e quindi vengono ottenuti numeri di giri più elevati della girante.

Nella girante radiale 4 secondo la figura 1 il bordo di ingresso 12 di pala è tirato, dal punto di attestamento tra il disco di copertura 5 e l'ingresso 11 del disco di copertura, sostanzialmente in modo rettilineo obliquamente verso l'interno e verso il basso verso il fondo 7 della girante. Anche il bordo di uscita 13 di ciascuna pala 6 si estende dal disco di copertura 5 verso il fonda 7 della girante incurvato radialmente in modo obliquo verso l'interno ed assialmente in modo obliquo all'indietro. Il diametro esterno del disco di copertura 5 è più grande del diametro esterno del fondo 7 della girante, laddove il diametro esterno del fondo 7 della girante ammonta preferibilmente dal 70% fino all'80% del diametro esterno del disco di copertura 5. Pertanto il diametro esterno del bordo 13 di uscita di pala diminuisce in continuo, sulla larghezza della pala radiale 6, a partire dal disco di copertura 5 verso il fondo 7 della girante.

La girante radiale 4a secondo la figura 2 presenta rispetto alla girante radiale 4 secondo la figura 1, rapporti di corrente migliorati in presenza di valori di resistenza restanti uguali. Anche la girante radiale 4a è eseguita in materiale sintetico. Ciascuna pala radiale 6a presenta un bordo di ingresso 12a di pala, il quale si estende sostanzialmente in modo rettilineo corrispondentemente al bordo di ingresso 12 di pala secondo la figura 1 in modo obliquo verso l'interno e verso il dietro. La curvatura del bordo di uscita 13a di pala corrisponde sostanzialmente al bordo di uscita di pala 13 secondo la figura l, cosicché si rinuncia ad una ulteriore spiegazione per la stessa. Poiché l'ingresso 11a del disco di copertura è formato come anello di guida o conduzione dell'aria 14a separato ed il quale, dopo la produzione della girante radiale 4a, viene applicato sul disco di copertura 5a, la pala radiale 6a nella zona dell'ingresso Ila del disco di copertura è separata dall'anello di conduzione dell'aria 14a. A questo scopo la pala radiale 6a presenta un bordo 18 di guida dell'aria che è incurvato corrispondentemente alla curvatura dell'ingresso Ila del disco di copertura. Il bordo 18 di guida dell'aria inizia radialmente all'esterno all'altezza del raccordo tra il disco di copertura 5a e l'anello di guida dell'aria I4a ed è condotto, su quasi l'intero raggio di curvatura dell'ingresso 11a del disco di copertura, lungo la parete interna dell'anello 14a di guida dell'aria in avanti verso l'ingresso della corrente.

Per il miglioramento dei rapporti di corrente nella zona della fessura o intercapedine 10 la girante radiale 4a presenta un numero di pale ausiliarie 17 (figure 2 e 3), che corrisponde al numero delle pale radiale 6a. In un ulteriore esempio di esecuzione non illustrato il numero delle pale ausiliarie è sostanzialmente più elevato di quello delle pale radiali. Ciascuna pala ausiliaria 17 penetra, a partire dalla parete interna dell'anello 14a di guida dell'aria, assialmente nella zona delle pale radiali 6a ed è incurvata contrariamente al senso di rotazione 9 della girante radiale 4a. Radialmente ciascuna pala ausiliaria 17 si estende tra il diametro interno dell'anello 14a di guida dell'aria ed il diametro interno del disco di copertura 5a. Ciascuna pala ausiliaria 17 penetra assialmente tra le pale radiali 6a per circa la metà della distanza tra il fondo 7a della girante e il disco di copertura 5a.

La girante radiale 4 secondo la figura 4 corrisponde alla girante radiale 4 secondo la figura 1. In rappresentazione tratteggiata questa girante radiale 4 presenta però un bordo di ingresso 12b di pala tirato in avanti verso l'ingresso di corrente, il quale bordo di ingresso inizia, a metà lunghezza del raggio di curvatura dell'ingresso 11 del disco di copertura, all'incirca perpendicolarmente rispetto alla parete interna dell'anello 14 di guida dell'aria, e nella rappresentazione secondo la figura 4 si estende rettilineamente obliquamente verso l'interno ed assialmente all'indietro sino al fondo 7 della girante. Poiché l'anello 14 di conduzione dell'aria in questo esempio di esecuzione è separato dal disco di copertura 5, il bordo, facente seguito al disco di copertura 5, di ciascuna pala radiale 6 è munito di un bordo di ingresso 18a, il quale è guidato, parallelamente rispetto alla parete interna dell'ingresso 11 del disco di copertura, a partire dal diametro interno del disco di copertura 5, verso la fessura 10 in avanti. Pertanto risulta una corrente di afflusso migliorata del bordo di ingresso 12b delle pale nella zona dell'aria fluente lungo 1/ingresso incurvato 11 del disco di copertura, la quale aria viene assorbita attraverso la fessura o intercapedine 10.

Claims

Rivendicazioni 1. Ventilatore per un impianto di raffreddamento di un autoveicolo, con una girante radiale chiusa, la quale presenta parecchie pale radiali, le quali sono disposte tra un fondo della girante ed un disco di copertura, laddove un contorno interno delle pale radiali viene determinato mediante i loro bordi di ingresso di pala ed un contorno esterno delle pale radiali viene determinato mediante i loro bordi di uscita di pala, caratterizzato dal fatto che le pale radiali (6, 6a, 6b, 6c) sono orientate sostanzialmente in direzione radiale, e dal fatto che tanto il diametro esterno del contorno esterno, determinato dai bordi di uscita di pala (13, 13a), delle pale radiali (6, 6a, 6b, 6c), quanto anche il diametro interno del contorno interno, determinato dai bordi di ingresso di pala (12, 12a, 12b), delle pale radiali (6, 6a, 6b, 6c), diminuiscono dal disco di copertura (5, 5a, 5b, 5c) verso il fondo (7, 7a, 7b, 7c) della girante.
2. Ventilatore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la diminuzione del diametro esterno del contorno esterno delle pale radiali (6, 6a, 6b, 6c) è più piccolo della diminuzione del diametro interno del contorno interno delle pale radiali (6, 6a, 6b, 6c).
3. Ventilatore secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che — con riferimento all'estensione assiale delle pale — i bordi di uscita (13, 13a) delle pale si estendono incurvati, ed i bordi di ingresso (12, 12a, 12b) delle pale si estendono sostanzialmente in modo rettilineo, inclinati all' indietro.
4. Ventilatore secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che i piedi (19) delle pale radiali (6) sono inclinati con senso contrario rispetto al senso di rotazione (9) .
5. Ventilatore secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che su un ingresso incurvato (11a) del disco di copertura sono disposte, distribuite sulla sua circonferenza, parecchie pale ausiliarie (17), le quali penetrano nella zona delle pale radiali (6a) e si estendono sull'altezza radiale dell'ingresso incurvato (Ila) del disco di copertura.
6. Ventilatore secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che le pale ausiliarie (17) sono inclinate contrariamente al senso di rotazione (9) della girante radiale (4a) e/oppure sono incurvate nel senso di rotazione.
7. Ventilatore secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che il numero delle pale ausiliarie (17) corrisponde per lo meno al numero delle pale radiali (6a).
8. Ventilatore secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il bordo di ingresso (12a, 12b) delle pale di ciascuna pala radiale (6a, 6b) inizia nella zona del raggio di curvatura dell'ingresso (ila, il) del disco di copertura.
9. Ventilatore secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il disco di copertura (5, 5b, 5c), le pale (6, 6a, 6b, 6c) ed il fondo (7, 7b, 7c) della girante sono prodotti in un pezzo unico di materiale sintetico, e dal fatto che nella zona dell'ingresso (11, Ila) del disco di copertura è previsto un anello di guida dell'aria (14, 14a) separato e cooperante con un ugello di ingresso (3) stazionario.
10. Ventilatore secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che l'anello (14, 14a) di guida dell'aria è munito di un raggio di curvatura adattato all'ingresso (11, Ila) del disco di copertura.
11. Ventilatore secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che l'anello (14, 14a) di guida dell'aria è collegato rigidamente con il disco di copertura (5, 5a, 5b, 5c) per mezzo di un collare di sostegno (15) impegnante a sormontamento all'esterno un collare (16) del disco di copertura.
12. Ventilatore secondo la rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto che l'anello (14, -14a) di conduzione dell'aria è prodotto di un materiale con una più elevata resistenza specifica del peso.
13. Ventilatore secondo la rivendicazione 6, come pure secondo una delle rivendicazioni da 9 fino a 12, caratterizzato dal fatto che le pale ausiliarie (17) sporgono dall'anello (14a) di conduzione dell'aria e sono collegate rigidamente con questo anello.
14. Ventilatore secondo la rivendicazione io, caratterizzato dal fatto che le pale radiali (6b) sono curvate rispettivamente a partire da un piede di pala (19), iniziante sul fondo (7b) della girante, con raggio di curvatura costante — riferito all'estensione radiale della pala — nel senso di rotazione (9) della girante radiale (4b) .