ITTO20100393A1

ITTO20100393A1 - FAN ASSEMBLY FOR VEHICLES

Info

Publication number: ITTO20100393A1
Application number: IT000393A
Authority: IT
Inventors: Paolo Durello; Francesco Mercogliano
Original assignee: Denso Corp; Denso Thermal Systems Spa
Priority date: 2010-05-11
Filing date: 2010-05-11
Publication date: 2011-11-12
Also published as: EP2386764A3; EP2386764B1; EP2386764A2; IT1399992B1

Description

â€œGruppo ventilatore per veicoliâ€ â € œFan unit for vehiclesâ €

TESTO DELLA DESCRIZIONE TEXT OF THE DESCRIPTION

Campo dell'invenzione Field of the invention

La presente invenzione riguarda un gruppo ventilatore per il raffreddamento di un radiatore, di un gruppo radiatore-condensatore, o di un gruppo radiatorecondensatore-intercooler di un veicolo. The present invention relates to a fan unit for cooling a radiator, a radiator-condenser unit, or a radiator-condenser-intercooler unit of a vehicle.

Descrizione della tecnica relativa Description of the related technique

Un gruppo ventilatore per il raffreddamento di un radiatore o di un gruppo radiatore-condensatore di un veicolo comprende un involucro avente un'apertura passante ed un gruppo motore-ventola portato dall'involucro ed atto a generare un flusso d'aria attraverso tale apertura. La ventola Ã ̈ generalmente di tipo assiale e comprende un mozzo girevole attorno ad un asse di rotazione parallelo alla direzione del flusso ed una pluralitÃ di pale che si stendono radialmente da detto mozzo. A fan assembly for cooling a radiator or a radiator-condenser assembly of a vehicle comprises a casing having a through opening and a motor-fan assembly carried by the casing and able to generate an air flow through this opening. The impeller is generally of the axial type and comprises a hub rotatable around an axis of rotation parallel to the direction of the flow and a plurality of blades extending radially from said hub.

I documenti US6863496 ed US7481615 descrivono gruppi ventilatori per veicoli nei quali l'involucro comprende un anello dentato che circonda la ventola. Tale anello dentato ha lo scopo di ridurre i vortici che si generano nel meato disposto fra l'estremitÃ esterna della ventola e involucro. Questi documenti descrivono soluzioni in cui l'anello dentato che circonda la ventola Ã ̈ dotato di sporgenze con profilo a dente di sega od ondulato che sporgono verso la ventola in un piano ortogonale all'asse di rotazione della ventola. Documents US6863496 and US7481615 describe fan assemblies for vehicles in which the casing comprises a toothed ring surrounding the fan. This toothed ring has the purpose of reducing the vortices that are generated in the meatus placed between the external end of the fan and the casing. These documents describe solutions in which the toothed ring surrounding the fan has serrated or wavy profile protrusions that protrude towards the fan in a plane orthogonal to the axis of rotation of the fan.

Scopo e sintesi dell'invenzione Purpose and summary of the invention

La presente invenzione si prefigge lo scopo di fornire una geometria perfezionata dell'anello dentato circondante la ventola che, rispetto alle soluzioni di tipo noto, riduca la componente tonale del rumore generato dalla ventola senza alterare l'efficienza del sistema in termini di portata d'aria mandata e di prevalenza. The present invention aims to provide an improved geometry of the toothed ring surrounding the fan which, compared to known solutions, reduces the tonal component of the noise generated by the fan without altering the efficiency of the system in terms of flow rate. delivery and head air.

Secondo la presente invenzione, tale scopo viene raggiunto da un gruppo ventilatore avente le caratteristiche formanti oggetto della rivendicazione 1. According to the present invention, this object is achieved by a fan assembly having the characteristics forming the subject of claim 1.

Le rivendicazioni formano parte integrante dell'insegnamento qui somministrato in relazione all'invenzione. The claims form an integral part of the teaching administered herein in relation to the invention.

Breve descrizione dei disegni Brief description of the drawings

La presente invenzione verrÃ ora descritta dettagliatamente con riferimento ai disegni allegati, dati a puro titolo di esempio non limitativo, in cui: The present invention will now be described in detail with reference to the attached drawings, given purely by way of non-limiting example, in which:

- la figura 1 Ã ̈ vista prospettica di un gruppo ventilatore secondo la presente menzione, - figure 1 is a perspective view of a fan unit according to this mention,

- la figura 2 Ã ̈ una vista prospettica dell'involucro indicato dalla freccia II nella figura 1, - figure 2 is a perspective view of the enclosure indicated by arrow II in figure 1,

- la figura 3 Ã ̈ un dettaglio ingrandito della parte indicata dalla freccia III nella figura 1, - figure 3 is an enlarged detail of the part indicated by arrow III in figure 1,

- la figura 4 Ã ̈ una sezione secondo la linea IV-IV della figura 1, e - figure 4 is a section along the line IV-IV of figure 1, e

- la figura 5 Ã ̈ una sezione schematica secondo la linea V-V della figura 4. - figure 5 is a schematic section along the line V-V of figure 4.

Con riferimento alla figura 1, con 10 Ã ̈ indicato un gruppo ventilatore destinato ad effettuare il raffreddamento di un radiatore, di un gruppo radiatorecondensatore o di un gruppo radiatore-condensatoreintercooler di un veicolo. Il gruppo ventilatore 10 comprende un involucro 12 preferibilmente di materiale plastico stampato ad iniezione avente una forma atta a convogliare un flusso d'aria attraverso un radiatore, un gruppo radiatore-condensatore, o un gruppo radiatorecondensatore-intercooler. With reference to Figure 1, the number 10 indicates a fan unit intended for cooling a radiator, a radiator-condenser unit or a radiator-condenser-intercooler unit of a vehicle. The fan assembly 10 comprises a casing 12 preferably of injection-molded plastic material having a shape suitable for conveying an air flow through a radiator, a radiator-condenser assembly, or a radiator-condenser-intercooler assembly.

Con riferimento in particolare alla figura 2, l'involucro 12 ha un'apertura passante 14 ed un supporto 16 situato al centro dell'apertura 14. Il supporto 16 Ã ̈ collegato ai bordi dell'apertura 14 mediante bracci radiali 18. Il supporto 16 porta un gruppo motore-ventola indicato con 20 nella figura 1. Il gruppo motore-ventola 20 comprende una ventola assiale 22 costituita di materiale plastico stampato ad iniezione. La ventola 22 comprende un mozzo 24 dal quale si estende una pluralitÃ di pale 26. La ventola 22 Ã ̈ girevole rispetto al supporto 16 attorno ad un asse di rotazione indicato con X nella figura 4. With reference in particular to Figure 2, the casing 12 has a through opening 14 and a support 16 located in the center of the opening 14. The support 16 is connected to the edges of the opening 14 by means of radial arms 18. The support 16 carries a motor-fan unit indicated with 20 in Figure 1. The motor-fan unit 20 comprises an axial fan 22 made of injection-molded plastic material. The fan 22 comprises a hub 24 from which a plurality of blades 26 extend. The fan 22 is rotatable with respect to the support 16 about an axis of rotation indicated by X in Figure 4.

Come Ã ̈ visibile in particolare nella figura 3, la ventola 22 puÃ² essere munita di un anello esterno 28 solidale rispetto alle estremitÃ esterne delle pale 26. Lâ€™anello esterno 28, se presente,Ã ̈ costituito da una parete cilindrica 30 coassiale all'asse di rotazione X ed una parete radiale 32 contenuta in un piano ortogonale rispetto all'asse di rotazione X. As can be seen in particular in Figure 3, the fan 22 can be equipped with an external ring 28 integral with the external ends of the blades 26. The external ring 28, if present, consists of a cylindrical wall 30 coaxial to the axis of rotation X and a radial wall 32 contained in a plane orthogonal to the axis of rotation X.

Lâ€™involucro 12 comprende un anello dentato 34 fissato oppure formato in modo integrale con l'involucro e situato lungo il bordo dell'apertura 14. L'anello dentato 34 circonda la ventola 22 ed Ã ̈ dotato di una pluralitÃ di denti 36 che si susseguono con passo costante lungo una direzione circonferenziale. I denti 36 possono estendersi in modo uniforme lungo una circonferenza oppure possono estendersi su archi di circonferenza distanziati angolarmente fra loro. The casing 12 comprises a toothed ring 34 fixed or formed integrally with the casing and located along the edge of the opening 14. The toothed ring 34 surrounds the fan 22 and is equipped with a plurality of teeth 36 which they follow each other with a constant step along a circumferential direction. The teeth 36 may extend uniformly along a circumference or they may extend over angularly spaced arcs of circumference.

Con riferimento alle figure 3 e 4, l'anello dentato 34 ha una superficie frontale 38 cilindrica o tronco-conica coassiale all'asse di rotazione X e definente le pareti dei denti 36 affacciate alla ventola. La parete 38 Ã ̈ disposta ad una distanza costante o variabile nella direzione dellâ€™asse X dall'estremitÃ esterna della ventola 22 o, se presente, dalla parete cilindrica 30 dellâ€™anello esterno 28. With reference to Figures 3 and 4, the toothed ring 34 has a cylindrical or frusto-conical front surface 38 coaxial to the axis of rotation X and defining the walls of the teeth 36 facing the fan. The wall 38 is arranged at a constant or variable distance in the direction of the X axis from the external end of the fan 22 or, if present, from the cylindrical wall 30 of the external ring 28.

L'anello dentato 34 ha inoltre una parete laterale 40 che forma i fianchi dei denti 36. La distanza in direzione parallela all'asse di rotazione X fra la parete laterale 40 ed un piano ortogonale all'asse di rotazione X varia in modo periodico in direzione circonferenziale. In pratica, i denti 36 sono sporgenti in direzione parallela all'asse di rotazione X rispetto ad un piano radiale passante per la base di tali denti. I denti 36 possono avere un profilo ondulato come illustrato nelle figure oppure possono avere una forma a denti di sega o di altro tipo. The toothed ring 34 also has a side wall 40 which forms the sides of the teeth 36. The distance in a direction parallel to the axis of rotation X between the side wall 40 and a plane orthogonal to the axis of rotation X varies periodically in circumferential direction. In practice, the teeth 36 protrude in a direction parallel to the axis of rotation X with respect to a radial plane passing through the base of these teeth. The teeth 36 may have a wavy profile as illustrated in the figures or they may have a saw tooth or other type of shape.

Con riferimento alla figura 5, la lunghezza L di un arco circolare con centro sullâ€™asse di rotazione X della ventola 22 e passante per ciascun dente 36 rimane costante per ciascun raggio compreso fra i raggi R1 ed R2, dove R1 ed R2 rappresentano il raggio interno ed il raggio esterno delle superfici circonferenziali dei denti 36. With reference to Figure 5, the length L of a circular arc centered on the rotation axis X of the fan 22 and passing through each tooth 36 remains constant for each radius between the radii R1 and R2, where R1 and R2 represent the inner radius and outer radius of the circumferential surfaces of the teeth 36.

La disposizione assiale dei denti 36 consente di realizzare una sequenza periodica di cavitÃ . The axial arrangement of the teeth 36 allows to realize a periodic sequence of cavities.

Lo scopo dellâ€™anello dentato 34 Ã ̈ di accoppiare circonferenzialmente alla ventola una sequenza di volumi atti a dissipare la componente radiale delle fluttuazioni di portanza generata dalle pale. The purpose of the toothed ring 34 is to circumferentially couple to the fan a sequence of volumes designed to dissipate the radial component of the lift fluctuations generated by the blades.

Lâ€™irregolaritÃ della superficie accoppiata ha due effetti: The irregularity of the coupled surface has two effects:

1) favorisce effetti di diffrazione e diffusione delle onde di pressione relative ad un piano perpendicolare allâ€™asse della ventola (X) che rendono casuale la distribuzione spaziale delle onde di pressione acustica; ciÃ² riduce la componente tonale del rumore generato; 1) favors diffraction and diffusion effects of the pressure waves relative to a plane perpendicular to the axis of the fan (X) which make the spatial distribution of the acoustic pressure waves random; this reduces the tonal component of the generated noise;

2) induce la formazione di vortici allâ€™interno dei vani che hanno lâ€™effetto di ridurre la sezione dal punto di vista fluidodinamico, preservando in tal modo le prestazioni fluidodinamiche (portata/prevalenza). 2) induces the formation of vortices inside the compartments which have the effect of reducing the section from the fluid-dynamic point of view, thus preserving the fluid-dynamic performance (flow rate / head).

Claims

CLAIMS 1. Fan assembly for cooling a radiator, a radiator-condenser assembly or a radiator-condenser-intercooler assembly of a vehicle, comprising: - a casing (12) having a through opening (14) and a support (16) located in the center of said opening (14), - a motor-fan assembly (20) carried by said support (16), including an axial fan (22) rotatable with respect to said support (16) around an axis of rotation (X), and - a toothed ring (34) integral with the casing (12) and surrounding said fan (22), said toothed ring (34) having a plurality of teeth (36) which follow each other along a circumferential direction, characterized by the fact that said toothed ring (34) has a cylindrical or frusto-conical front surface (38), coaxial to the rotation axis (X) arranged at a constant or variable distance in the direction of the rotation axis (X) with respect to a radially external end of said fan (22) and a side wall (40) forming sides of said teeth (36), in which the distance in a direction parallel to the axis of rotation (X) between said side wall ( 40) and a plane orthogonal to the rotation axis (X) varies periodically in the circumferential direction.

2. Fan assembly according to claim 1, characterized in that said side wall (40) has a wavy or sawtooth profile.

3. Fan assembly according to claim 1, characterized in that said fan (22) has an external circumferential collar (28) having a cylindrical wall (30) coaxial to said axis of rotation (X) and a radial wall (32) contained in a plane orthogonal to said axis of rotation (X) and by the fact that the distance in the radial direction between the cylindrical wall (30) of the outer circumferential collar (28) and said front wall (38) of said toothed ring (34) is It is constant and the distance in a direction parallel to the axis of rotation (X) between the radial wall (32) of the outer circumferential collar (28) and said side wall (40) of said toothed ring (34) varies periodically in the circumferential direction.

4. Fan unit according to claim 1, characterized by the fact that the width (L) of a circular arc centered on the rotation axis (X) of the fan (22) and passing through each tooth (36) remains constant for each radius between the radii (R1, R2) of the inner and outer circumferential surfaces of the teeth (36).