ITTO20120765A1 - Gruppo di ventilazione, particolarmente per uno scambiatore di calore di un veicolo - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE dell’invenzione industriale dal titolo: “Gruppo di ventilazione, particolarmente per uno scambiatore di calore di un veicoloâ€
DESCRIZIONE
La presente invenzione riguarda un gruppo di ventilazione, in particolare per uno scambiatore di calore, quale ad esempio un radiatore, di un autoveicolo.
Più specificamente, l’invenzione ha per oggetto un gruppo di ventilazione del tipo comprendente una struttura portante stazionaria, includente un telaio esterno ed un elemento anulare interno connesso a detto telaio mediante una pluralità di razze o simili;
un motore elettrico in corrente continua, in particolare un motore brushless, includente uno statore fissato all’elemento anulare interno di detta struttura portante, un rotore che si estende intorno allo statore, e mezzi circuitali i cui componenti sono in relazione di scambio termico con un dissipatore di calore essenzialmente piastriforme che si estende trasversalmente all’asse del motore presso un’estremità dello statore; e
una girante o ventola, fissata al rotore del motore presso l’altra estremità dello statore e presentante un mozzo cavo da cui si estende una pluralità di pale esterne; il mozzo presentando una parete frontale anulare destinata ad essere investita dal flusso d’aria indotto dalla ventola, ed un mantello laterale che circonda il motore definendo rispetto ad esso un vano anulare; il mozzo essendo provvisto inoltre di una pluralità di pale di ventilazione interne che si estendono dalla sua superficie interna e sono atte, nel funzionamento, a generare in detto vano anulare un flusso d’aria di raffreddamento che lambisce il motore e detto dissipatore termico.
Un gruppo di ventilazione di tale tipo à ̈ noto ad esempio dal documento EP 1 050 682 A2, a nome della stessa richiedente.
In tale gruppo di ventilazione secondo la tecnica anteriore un flusso d’aria viene aspirato dal mozzo rotante e giunge presso il lato posteriore del motore. Tale flusso attraversa quindi il motore elettrico, nella direzione che va dal suo lato posteriore verso il suo lato anteriore o frontale, raffrescando il dissipatore associato ai circuiti elettronici interni di controllo, nonché lo stesso motore. Presso l’estremità anteriore del motore, tale flusso d’aria viene deviato radialmente verso l’esterno, ed imbocca il vano anulare definito fra il mantello del mozzo della ventola e il motore stesso. In tale vano il flusso d’aria si propaga dal lato anteriore del motore verso il lato posteriore dello stesso, e viene scaricato all’esterno in corrispondenza dell’estremità di uscita del mozzo della girante.
Uno scopo della presente invenzione à ̈ quello di realizzare un gruppo di ventilazione del tipo sopra specificato, opportunamente migliorato, in particolare in vista di un più efficace raffreddamento del dissipatore termico montato presso l’estremità posteriore del motore della ventola.
Questo ed altri scopi vengono realizzati secondo l’invenzione con un gruppo di ventilazione del tipo inizialmente definito, caratterizzato primariamente dal fatto che nella suddetta parete frontale del mozzo della ventola à ̈ realizzata una pluralità di aperture di ingresso per l’immissione di rispettivi flussi d’aria verso il suddetto vano anulare, e dal fatto che ciascuna pala di ventilazione interna si estende fra una corrispondente coppia di tali aperture di ingresso adiacenti, e presenta una conformazione tale da generare un flusso d’aria essenzialmente assiale entro detto vano anulare, in direzione del bordo posteriore del mantello del mozzo della ventola.
Secondo un’ulteriore caratteristica, ciascuna pala di ventilazione interna presenta una porzione di ingresso inclinata verso l’avanti nella direzione di rotazione della ventola, che si raccorda con una porzione di uscita essenzialmente radiale. La porzione di ingresso di ciascuna pala di ventilazione interna convenientemente presenta, nella direzione che va dalla corrispondente porzione di uscita verso la parete frontale del mozzo, uno scostamento circonferenzialmente crescente rispetto al prolungamento assiale della porzione di uscita.
Vantaggiosamente la porzione di ingresso di ciascuna pala di ventilazione interna à ̈ arcuata, e presenta una superficie di estradosso convessa, rivolta alla parete frontale del mozzo della ventola, ed una superficie di intradosso essenzialmente concava, rivolta da parte opposta.
In un modo di realizzazione preferito la porzione di ingresso di ciascuna pala di ventilazione interna presenta, vista in direzione radiale, una sezione a forma di profilo alare.
Convenientemente, in un gruppo di ventilazione secondo l’invenzione l’elemento anulare della struttura portante presenta una superficie interna di deflessione rivolta al bordo terminale del mantello del mozzo della ventola. Tale superficie interna di deflessione à ̈ atta a deviare, in direzione radiale centripeta, verso il dissipatore termico associato al motore elettrico, almeno parte del flusso d’aria assiale fuoriuscente dal suddetto vano anulare.
Vantaggiosamente, dalla superficie interna di deflessione dell’elemento anulare della struttura portante si estende una pluralità di nervature o pale essenzialmente radiali.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell’invenzione appariranno dalla descrizione dettagliata che segue, effettuata a puro titolo di esempio non limitativo, con riferimento ai disegni allegati, nei quali:
la figura 1 à ̈ una vista prospettica anteriore di un gruppo di ventilazione secondo l’invenzione; la figura 2 à ̈ una vista prospettica posteriore del gruppo di ventilazione della figura 1;
la figura 3 Ã ̈ una vista prospettica parziale che mostra, in scala ingrandita, una porzione della figura 1 ivi indicata con III;
la figura 4 Ã ̈ una vista prospettica parziale secondo la freccia IV della figura 3;
la figura 5 Ã ̈ una vista prospettica parziale che mostra in scala ingrandita un particolare indicato con V nella figura 4;
la figura 6 Ã ̈ una vista prospettica parziale che mostra un elemento anulare interno della struttura portante del gruppo di ventilazione secondo le figure precedenti;
la figura 7 à ̈ una vista parziale in sezione assiale di un gruppo di ventilazione secondo l’invenzione; e
la figura 8 Ã ̈ una vista analoga a quella presentata nella figura 7, e mostra una variante di realizzazione.
Nei disegni, ed in particolare nelle figure 1 e 2, con 1 Ã ̈ complessivamente indicato un gruppo di ventilazione secondo la presente invenzione, utilizzabile in particolare per il raffreddamento di uno scambiatore di calore, quale un radiatore, di un autoveicolo.
Il gruppo di ventilazione 1 comprende una struttura portante, complessivamente indicata con 2, operativamente stazionaria. In modo per sé noto, la struttura portante 2 comprende un telaio esterno 3, che nella realizzazione esemplificativamente illustrata à ̈ a forma di anello, connesso mediante una pluralità di razze 4 (figura 2) ad un elemento anulare interno 5.
Come meglio si vede nella figura 7, il gruppo di ventilazione 1 comprende un motore elettrico in corrente continua, in particolare un motore brushless, complessivamente indicato con 6. Tale motore include uno statore 7, fissato in modo per sé noto all’elemento anulare 5 della struttura portante 2, ed un rotore 8 che si estende intorno allo statore.
Al motore elettrico 6 à ̈ associato un circuito elettronico di controllo 9, i cui componenti, genericamente indicati con 10 nelle figure 7 ed 8, sono in relazione di scambio termico con un dissipatore di calore piastriforme 11 che si estende trasversalmente all’asse A-A del motore 6, presso l’estremità posteriore dello statore 7.
Il gruppo di ventilazione 1 comprende inoltre una girante o ventola complessivamente indicata con 12, fissata al rotore 8 del motore elettrico 6 presso l’estremità dello statore 7 opposta al dissipatore termico 11.
La ventola 12 comprende un mozzo cavo 13, dal quale si estende una pluralità di pale esterne 14 le cui estremità radialmente più esterne si raccordano ad un anello 15 che si estende in prossimità del telaio o anello esterno 3 della struttura portante 2.
Il mozzo 13 della ventola 12 presenta una parete frontale anulare 13a (si vedano in particolare le figure 3-5 e 7) destinata ad essere investita dal flusso d’aria indotto dalla ventola 12.
Il mozzo 13 presenta inoltre un mantello laterale 13b, essenzialmente cilindrico, che circonda il motore elettrico 6, definendo rispetto ad esso un vano anulare 16 (figura 7).
Il mozzo 13 della ventola 12 à ̈ inoltre provvisto di una pluralità di pale di ventilazione interne 17 (figure da 3 a 5, 7 ed 8), che si estendono dalla sua superficie interna.
Le pale 17 sono atte nel funzionamento a generare, nel vano anulare 16, un flusso d’aria di raffreddamento che lambisce il motore elettrico 6-8 ed il dissipatore termico 11.
Nella parete frontale 13a del mozzo 13 della ventola à ̈ realizzata una pluralità di aperture di ingresso 13c, per l’immissione di rispettivi flussi di aria verso il vano anulare 16. Tali aperture 13c sono angolarmente distanziate, e separate fra loro dall’estremità superiore di una pala di ventilazione interna 17 (figure da 3 a 4).
Con riferimento in particolare alla figura 5, ciascuna pala di ventilazione interna si estende dalla superficie interna del mantello 13b del mozzo 13, e presenta una conformazione tale da generare un flusso d’aria essenzialmente assiale che si propaga entro e che fuoriesce posteriormente dal vano anulare 16 sopra definito.
Nella realizzazione specificamente illustrata ciascuna pala di ventilazione interna 17 presenta una porzione 17a inclinata verso l’avanti nella direzione di rotazione della ventola 12 (indicata dalle frecce arcuate R nelle figure 3 e 4). La porzione di ingresso 17a di ciascuna pala 17 si raccorda in modo continuo con una porzione di uscita 17b essenzialmente radiale, che si estende essenzialmente sino al bordo posteriore del mantello 13b del mozzo 13.
Come si vede nella figura 5, la porzione di ingresso 17a di ciascuna pala 17 presenta, nella direzione che va dalla corrispondente porzione di uscita 17b verso la parete frontale 13a del mozzo, uno scostamento S circonferenzialmente crescente rispetto al prolungamento assiale della porzione di uscita 17b, illustrato a tratteggio nella figura 5.
Convenientemente la porzione di ingresso 17a di ciascuna pala di ventilazione interna 17 Ã ̈ arcuata, e presenta una superficie di estradosso 17c convessa, rivolta alla parete frontale 13a del mozzo 13 della ventola, ed una superficie di intradosso 17d essenzialmente concava, rivolta da parte opposta.
Con riferimento sempre alla figura 5, vista in direzione radiale la porzione di ingresso 17a di ciascuna pala di ventilazione 17 presenta una sezione a forma di profilo alare.
Con riferimento alle figure 7 ed 8, da parte opposta alle pareti 13a e 13b del mozzo 13, ciascuna pala di ventilazione interna 17 presenta complessivamente un bordo longitudinale libero 17e che à ̈ arcuato e convesso.
Vantaggiosamente, secondo un ulteriore caratteristica della presente invenzione l’elemento anu lare 5 della struttura portante 2 definisce una superficie interna di deflessione, indicata con 5a nelle figure da 6 a 8, la quale à ̈ rivolta al bordo terminale posteriore del mozzo 13 della ventola 12.
La superficie 5a dell’elemento anulare 5 à ̈ conformata e disposta in modo tale per cui essa risulta atta a deviare, in direzione radiale centripeta, verso il dissipatore termico 11 associato al motore elettrico 6, almeno parte del flusso d’aria assiale che fuoriesce dal vano anulare 16 definito fra tale motore e il mozzo 13 della ventola (figure 7 ed 8).
Convenientemente, dalla superficie interna 5a dell’elemento anulare 5 della struttura portante 2 si estende una pluralità di nervature o pale 18, essenzialmente radiali.
Nel modo di realizzazione illustrato nella figura 7, dalla parte rivolta al mantello 13b del mozzo 13 della ventola l’elemento anulare 5 della struttura portante 2 presenta un’apertura di imbocco 5b avente un diametro maggiore di quello di uscita di detto mantello 13b. Grazie a tale conformazione, all’interno dell’elemento anulare 5 à ̈ suscettibile di penetrare anche un flusso d’aria essenzialmente assiale che lambisce la superficie laterale esterna del mozzo 13. Anche tale flusso viene deflesso, essenzialmente in direzione radiale centripeta, verso il dissipatore termico 11.
Nel modo di realizzazione illustrato nella figura 8 l’apertura di imbocco 5b dell’elemento anulare 5 presenta un diametro sostanzialmente uguale a quello di uscita del mantello 13b del mozzo 13. In questo modo di realizzazione può essere eventualmente incrementata l’estensione radiale del vano anulare 16 definito fra il motore elettrico 6 e il mantello del mozzo 13.
Naturalmente, fermo restando il principio del trovato, le forme di attuazione e i particolari di realizzazione potranno essere ampiamente variati rispetto a quanto à ̈ stato descritto ed illustrato a puro titolo di esempio non limitativo, senza per questo uscire dall’ambito dell’invenzione come definito nelle annesse rivendicazioni.
Claims (8)
- RIVENDICAZIONI 1. Gruppo di ventilazione (1), particolarmente per uno scambiatore di calore di un veicolo, comprendente una struttura portante (2) stazionaria, includente un telaio esterno (3) ed un elemento anulare interno (5) connesso a detto telaio (3) mediante una pluralità di razze (4) o simili, un motore elettrico in corrente continua (6), in particolare un motore brushless, includente uno statore (7) fissato all’elemento anulare interno (5) di detta struttura portante (2), un rotore (8) che si estende intorno allo statore (7), e mezzi circuitali (9) i cui componenti (10) sono in relazione di scambio termico con un dissipatore di calore essenzialmente piastriforme (11) che si estende trasversalmente all’asse (A-A) del motore (6) presso un’estremità dello statore (7); e una girante o ventola (12), fissata al rotore (8) del motore (6) presso l’altra estremità dello statore (7) e presentante un mozzo cavo (13) da cui si estende una pluralità di pale esterne (14); il mozzo (13) presentando una parete frontale anulare (13a) destinata ad essere investita dal flusso d’aria indotto dalla ventola (12) ed un mantello laterale (13b) che circonda il motore (6) definendo rispetto ad esso un vano anulare (16); il mozzo (13) essendo inoltre provvisto di una pluralità di pale di ventilazione interne (17) che si estendono dalla sua superficie interna e sono atte nel funzionamento a generare in detto vano anulare (16) un flusso d’aria di raffreddamento che lambisce il motore (6) e l’associato dissipatore termico (11); il gruppo di ventilazione (1) essendo caratterizzato dal fatto che in detta parete frontale (13a) del mozzo (13) della ventola (12) à ̈ realizzata una pluralità di aperture di ingresso (13c) per l’immissione di rispettivi flussi d’aria verso detto vano anulare (16), e dal fatto che ciascuna pala di ventilazione interna (17) si estende fra una corrispondente coppia di dette aperture di ingresso (13c) adiacenti e presenta una conformazione tale da generare un flusso d’aria essenzialmente assiale entro ed in uscita da detto vano anulare (16).
- 2. Gruppo di ventilazione secondo la rivendicazione 1, in cui detto elemento anulare (5) della struttura portante (2) presenta una superficie interna di deflessione (5a) rivolta al bordo terminale del mantello (13b) del mozzo (13) della ventola (12), ed atta a deviare, almeno in parte, in direzione radiale centripeta verso il dissipatore termico (11) associato al motore (6), il flusso d’aria assiale fuoriuscente dal suddetto vano anulare (16).
- 3. Gruppo di ventilazione secondo una delle rivendicazione precedenti, in cui ciascuna pala di ventilazione interna (17) presenta una porzione di ingresso (17a) inclinata verso l’avanti nella direzione di rotazione (R) della ventola (12), che si raccorda con una porzione di uscita (17b) essenzialmente radiale; la porzione di ingresso (17a) presentando, nella direzione che va dalla corrispondente porzione di uscita (17b) verso detta parete frontale (13a) del mozzo (13), uno scostamento circonferenziale (S) crescente rispetto al prolungamento assiale della porzione di uscita (17b).
- 4. Gruppo di ventilazione secondo la rivendicazione 3, in cui la porzione di ingresso (17a) di ciascuna pala di ventilazione interna (17) Ã ̈ arcuata e presenta una superficie di estradosso (17c) convessa, rivolta alla parete frontale (13a) del mozzo (13) della ventola (12), ed una superficie di intradosso (17d) essenzialmente concava, rivolta da parte opposta.
- 5. Gruppo di ventilazione secondo la rivendicazione 4, in cui la porzione di ingresso (17a) di ciascuna pala di ventilazione interna (17) presenta, vista in direzione radiale, una sezione a forma di un profilo alare.
- 6. Gruppo di ventilazione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui ciascuna pala di ventilazione interna (17) presenta un bordo longitudinale libero (17e) arcuato e convesso.
- 7. Gruppo di ventilazione secondo la rivendicazione 2, in cui dalla suddetta superficie interna di deflessione (5a) di detto elemento anulare (5) della struttura portante (2) si estende una pluralità di nervature o pale (18) essenzialmente radiali.
- 8. Gruppo di ventilazione secondo la rivendicazione 2 o la rivendicazione 7, in cui dalla parte rivolta al mantello (13b) del mozzo (13) della ventola (12) detto elemento anulare (5) della struttura portante (2) presenta un’apertura di imbocco (5b) con un diametro maggiore di oppure sostanzialmente uguale a quello di uscita di detto mantello (13).
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