ITVI20120320A1 - Cassa per motore elettrico e motore elettrico comprendente tale cassa - Google Patents

Description

CASSA PER MOTORE ELETTRICO E MOTORE ELETTRICO COMPRENDENTE TALE CASSA.

DESCRIZIONE

La presente invenzione concerne una cassa per un motore elettrico. La presente invenzione concerne altresì un motore elettrico, del tipo particolarmente adatto all'azionamento di compressori o di dispositivi di pompaggio, comprendente la suddetta cassa,

Com'Ã ̈ noto, un motore elettrico comprende una cassa tubolare per il contenimento dello statore.

Il motore comprende altresì una ventola, girevolmente associata ad un'estremità della cassa, ed un copriventola, il quale impedisce l'accesso alla ventola da parte un operatore e, inoltre, convoglia l'aria aspirata dalla ventola verso la superficie esterna della cassa stessa. Il flusso d'aria così prodotto raffredda la cassa e, pertanto, permette di rimuovere il calore generato dal motore elettrico durante il suo funzionamento, limitandone la temperatura di funzionamento.

Per aumentare l'efficacia del raffreddamento, la superficie esterna della cassa à ̈ provvista di una pluralità di alette di raffreddamento che aumentano sensibilmente la superficie della cassa e, di conseguenza, favoriscono l'aumento del flusso termico ceduto aH'aria.

Evidentemente, la superficie sviluppata cresce all'aumentare del numero di alette e della loro altezza.

Tuttavia, l'aumento dei suddetti parametri comporta anche una serie di inconvenienti.

In particolare, l'aumento del numero di alette comporta una riduzione della sezione di passaggio per l'aria e, quindi, una maggiore resistenza al deflusso, che causa una riduzione del flusso termico asportabile ed un aumento della rumorosità.

D'altra parte, per motivi costruttivi, l'aumento dell'altezza delle alette si accompagna ad un aumento del loro spessore medio, portando ad una riduzione della sezione di passaggio deN'aria e, quindi, causando inconvenienti analoghi a quelli ricordati più sopra.

Inoltre, l'aumento dell'altezza delle alette comporta anche un maggior ingombro complessivo della cassa.

Va anche detto che l'aumento dell'altezza delle alette riduce gradualmente la loro efficienza di dissipazione termica, in quanto aumenta la resistenza di trasmissione del calore lungo l'intera altezza delle alette stesse.

Pertanto, si comprende che non à ̈ conveniente aumentare l'altezza stessa oltre un certo valore, che rappresenta il miglior compromesso tra gli inconvenienti sopra citati.

È tuttavia evidente che la suddetta soluzione di compromesso limita l'efficacia di dissipazione e, pertanto, non consente di ridurre la temperatura di funzionamento del motore oltre un certo valore minimo.

È scopo della presente invenzione realizzare un'alettatura per una cassa di un motore elettrico che consenta di raffreddare quest'ultimo più efficacemente rispetto a quanto consentito dalle alesature di tipo noto, a parità di resistenza al deflusso dell'aria di raffreddamento. Lo scopo suddetto à ̈ raggiunto da una cassa per motore elettrico realizzata in accordo alla rivendicazione 1 , nonché da un motore elettrico comprendente tale cassa, in accordo alla rivendicazione 9. Ulteriori caratteristiche di dettaglio dell'invenzione vengono date nelle relative rivendicazioni dipendenti.

Vantaggiosamente, la maggiore efficacia di raffreddamento dell'alesatura dell'invenzione comporta, a parità di altre condizioni, una riduzione della temperatura di funzionamento del motore elettrico rispetto a quanto ottenibile con le alesature di tipo noto.

Di conseguenza, vantaggiosamente, Ã ̈ possibile ridurre le sollecitazioni termiche sul motore elettrico, aumentandone la durata e diradando gli interventi di manutenzione.

In alternativa, la maggiore efficacia dell'invenzione consente di impiegare il motore in condizioni ambientali più gravose rispetto a quanto consentito dalle alettature di tipo noto.

Come ulteriore alternativa, la maggiore efficacia dell'alesatura dell'invenzione consente, a parità di efficacia di dissipazione, di ridurre l'altezza media delle alette e, quindi, l'ingombro della cassa motore.

I suddetti scopi e vantaggi, assieme ad altri che verranno menzionati in seguito, saranno evidenziati durante la seguente descrizione di alcune preferite forme esecutive dell'invenzione che vengono date, a titolo indicativo ma non limitativo, con riferimento alle seguenti tavole di disegno allegate, dove:

- la fig. 1 rappresenta un motore elettrico secondo l'invenzione, in vista assonometrica;

- la fig. 2 rappresenta la cassa del motore di fig. 1 , in sezione trasversale;

- la fig. 3 rappresenta un dettaglio della fig. 2;

- la fig. 4 rappresenta un diagramma che riporta la temperatura della superficie interna della cassa di fig. 2 al variare della geometria dell'alesatura;

- la fig. 5 rappresenta un diagramma che riporta la derivata della curva di fig. 4.

II motore elettrico dell'invenzione, indicato in fig. 1 complessivamente con 1, à ̈ provvisto di una cassa 2 per il contenimento dello statore, non rappresentato in figura ma di per sé noto.

La cassa 2 comprende un corpo tubolare 5 che definisce un asse longitudinale X.

La cassa 2 comprende altresì una pluralità di alette di raffreddamento 6 e 7, sviluppate prevalentemente secondo la direzione dell'esse longitudinale X, che sporgono rispetto alla superficie esterna del corpo tubolare 5 per corrispondenti altezze di aggetto.

Preferibilmente ma non necessariamente, le alette 6, 7 si sviluppano secondo corrispondenti piani paralleli all'asse longitudinale X della cassa 2.

Le alette 6, 7 sono disposte reciprocamente affacciate ed in sequenza una dopo l'altra secondo una direzione Y perpendicolare all'asse longitudinale X.

Il motore elettrico 1 comprende anche una ventola 3, girevolmente associata ad un'estremità della cassa 2 e coperta da un copriventola 4, il quale protegge la ventola 3 e permette di convogliare l'aria che viene aspirata da quest'ultima verso le suddette alette 6, 7.

Preferibilmente, il copriventola 4 Ã ̈ configurato in modo tale da lasciare scoperte le suddette alette 6, 7.

Secondo l'invenzione e come si osserva nelle figg. 2 e 3, le alette 6 e 7 comprendono una pluralità di alette principali 6 che si alternano, lungo la suddetta sequenza, ad una pluralità di alette secondarie 7. Le alette secondarie 7 si distinguono dalle alette principali 6 in quanto ciascuna di esse presenta un'altezza inferiore rispetto alle due alette principali 6 reciprocamente adiacenti tra cui l'aletta secondaria 7 à ̈ interposta.

Si comprende che le alette secondarie 7 assolvono la stessa funzione delle alette principali 6, ovvero aumentare la superficie complessiva di scambio termico della cassa 2.

Tuttavia, la minor altezza delle alette secondarie 7 implica una loro ridotta sezione trasversale e, pertanto, limita la riduzione che esse producono sulla sezione di passaggio del flusso d'aria tra le alette principali 6, limitando quindi anche la riduzione della resistenza al deflusso dell'aria e la corrispondente riduzione di flusso termico scambiato.

Nel complesso, il depositante la presente invenzione ha riscontrato che la minor altezza delle alette secondarie 7 interposte tra le alette principali 6 permette di ridurre la temperatura della superficie interna del corpo tubolare 5, indicativa di un aumento dell'efficacia di dissipazione termica rispetto alle alesature di tipo noto aventi alette di altezza uniforme e pari resistenza al deflusso dell'aria di raffreddamento, raggiungendo quindi lo scopo dell'invenzione.

Si comprende che, vantaggiosamente, la suddetta maggiore efficacia dell'alesatura dell'invenzione consente di ridurre la temperatura di esercizio del motore elettrico 1 rispetto ai motori provvisti di alesature di tipo noto.

In alternativa, la suddetta maggiore efficacia di dissipazione permette di impiegare il motore elettrico 1 in ambienti più caldi rispetto a quanto consentito dalle alesature di tipo noto.

Come ulteriore alternativa, la maggiore efficacia di dissipazione permette di ridurre l'altezza delle alette principali 6 e, quindi, l'ingombro complessivo della cassa 2.

Il depositante la presente invenzione ha riscontrato che la temperatura della superficie interna del corpo tubolare 5 decresce all'aumentare dell'altezza delle alette secondarie 7.

Quanto appena detto à ̈ desumibile dal diagramma di fig. 4, che mostra l'andamento teorico della temperatura assoluta T della superficie interna del corpo tubolare 5, espressa in rapporto alla temperatura T0riscontrata in assenza di alette secondarie 7, in funzione dell'altezza H delle alette secondarie 7, espressa in rapporto all'altezza H0delle alette principali 6.

II suddetto diagramma à ̈ stato elaborato assumendo, per semplicità, che il coefficiente di convezione sia costante su tutta la superficie delle alette e che le alette secondarie 7 non causino turbolenze aggiuntive nel flusso d'aria.

11 depositante ha anche osservato che, per una prefissata variazione dell'altezza H delle alette secondarie 7, la variazione di temperatura T del corpo tubolare 5 dipende dall'altezza H delle alette secondarie 7.

In particolare, la suddetta variazione di temperatura T à ̈ tanto maggiore quanto minore à ̈ l'altezza H delle alette secondarie 7, come indicato nel diagramma di fig. 5, che riporta la derivata DT/DH della curva di fig. 4 in valore assoluto.

Le alette secondarie 7 sono particolarmente vantaggiose quando la loro altezza à ̈ non superiore alla metà dell'altezza delle alette principali 6 ad essa adiacenti tra cui à ̈ interposta l'aletta secondaria 7 stessa.

Infatti, oltre il suddetto limite di altezza, l'aumento di resistenza al deflusso causato dalle alette secondarie 7 diventa preponderante rispetto all'aumento di superficie di scambio termico che esse comportano, limitando così il miglioramento dell'effetto di dissipazione.

In altre parole, se le alette secondarie 7 superano una certa altezza, esse diventano sostanzialmente equivalenti ad altrettante alette principali 6.

Nell'ottica di ridurre l'interferenza delle alette secondarie 7 sul flusso d'aria, ciascuna di esse à ̈ preferibilmente configurata in modo tale che la sua sezione trasversale presenti un'area complessiva inferiore al 10% dell'area della sezione trasversale del canale di passaggio delimitato dalle due alette principali 6 reciprocamente adiacenti tra cui l'aletta secondaria 7 à ̈ interposta.

Qualora le alette principali 6 presentino geometria e distanze reciproche in proporzioni sostanzialmente corrispondenti a quelle delle comuni di tipo noto, lo spessore delle alette secondarie 7 sia sostanzialmente corrispondente a quello delle alette principali 6 e vi sia un'unica aletta secondaria 7 interposta tra una qualsiasi coppia di alette principali 6, la condizione appena espressa corrisponde sostanzialmente a quella relativa all'altezza delle alette secondarie 7.

Per quanto concerne la disposizione delle alette 6 e 7, tra ciascuna coppia di alette principali 6 reciprocamente adiacenti à ̈ preferibilmente interposta almeno un'aletta secondaria 7.

Vantaggiosamente, questo consente di massimizzare lo scambio termico in ciascun canale di deflusso tra le alette principali 6, ottenendo il massimo effetto complessivo.

La suddetta configurazione può venire ottenuta, ad esempio, a partire da un'alettatura di tipo noto, alla quale venga aggiunta un'aletta secondaria 7 tra ciascuna coppia di alette preesistenti, le quali corrispondono alle alette principali 6 della nuova alettatura.

Preferibilmente, tra ciascuna coppia di alette principali 6 reciprocamente adiacenti à ̈ interposta soltanto un'aletta secondaria 7. Vantaggiosamente, questo consente di limitare l'interferenza delle alette secondarie 7 in ciascun canale di deflusso.

Una variante esecutiva non rappresentata prevede che, tra almeno due alette principali 6 reciprocamente adiacenti, sia interposta più di un'aletta secondaria 7.

È evidente che ulteriori varianti esecutive dell'invenzione possono prevedere una combinazione delle due varianti sopra descritte, in base alle preferenze del costruttore ed alle esigenze di dissipazione termica ottimali per ciascun caso specifico.

Preferibilmente, ciascuna aletta secondaria 7 e le alette principali 6 reciprocamente adiacenti tra cui l'aletta secondaria 7 Ã ̈ interposta sono parallele tra loro, con il vantaggio che i canali intermedi delimitati da ciascuna coppia di alette 6 e 7 presentano larghezze costanti e, quindi, favoriscono un regolare deflusso d'aria.

È peraltro evidente che, in varianti esecutive dell'invenzione, una o più alette 6, 7 possono svilupparsi secondo direzioni incidenti rispetto alle alette 6, 7 ad essa adiacenti.

Preferibilmente, ciascuna aletta secondaria 7 presenta una lunghezza, misurata lungo la direzione dell'asse longitudinale X, uguale a quella delle due alette principali 6 ad essa adiacenti,

È peraltro evidente che, in varianti esecutive dell'invenzione, l'aletta secondaria 7 può avere una lunghezza inferiore, oppure superiore, rispetto alle due alette principali 6 ad essa adiacenti.

Preferibilmente, le alette secondarie 7 interposte tra una data coppia di alette principali 6 sono disposte simmetricamente rispetto ad un piano di riferimento equidistante dalle suddette due alette principali 6, a vantaggio dell'uniformità degli effetti dissipativi tra i canali di deflusso compresi tra ciascuna coppia di alette 6 e 7.

È peraltro evidente che, in varianti esecutive dell'invenzione, la disposizione delle alette secondarie 7 può essere asimmetrica rispetto al suddetto piano di riferimento.

Ad esempio, nel caso in cui un gruppo comprenda una sola aletta secondaria 7, quest'ultima può essere disposta a distanze diverse rispetto a ciascuna delle due alette principali 6 ad essa adiacenti. Secondo ulteriori varianti esecutive dell'invenzione, le alette secondarie 7 possono svilupparsi secondo traiettorie non rettilinee. Per quanto finora detto, si comprende che l'alettatura sopra descritta raggiunge lo scopo dell'invenzione.

Infatti, la sequenza di alette principali alternate ad alette secondarie di altezza inferiore alle prime consente di aumentare la superficie complessiva di scambio termico senza peggiorare sensibilmente la resistenza al deflusso dell'aria tra le alette, aumentando di conseguenza l'efficacia complessiva di dissipazione termica

.

Claims (9)

1. RIVENDICAZIONI 1) Cassa (2) per motore elettrico (1) comprendente: - un corpo tubolare (5) che definisce un asse longitudinale (X); - una pluralità di alette di raffreddamento (6, 7) aggettanti dalla superficie esterna di detto corpo tubolare (5) per corrispondenti altezze di aggetto, ciascuna sviluppata prevalentemente secondo la direzione di detto asse longitudinale (X), reciprocamente affacciate e disposte in sequenza una dopo l'altra secondo una direzione (Y) perpendicolare a detto asse longitudinale (X); caratterizzata dal fatto che dette alette (6, 7) comprendono una pluralità di alette principali (6) alternate, lungo detta sequenza, ad una pluralità di alette secondarie (7), ciascuna aletta secondaria (7) presentando un'altezza inferiore rispetto alle due alette principali (6) reciprocamente adiacenti tra cui detta aletta secondaria (7) à ̈ interposta.
2. 2) Cassa (2) secondo la rivendicazione 1 , caratterizzata dal fatto che, tra ciascuna coppia di dette alette principali (6) reciprocamente adiacenti, Ã ̈ interposta almeno una di dette alette secondarie (7).
3. 3) Cassa (2) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che tra ciascuna coppia di dette alette principali (6) reciprocamente adiacenti à ̈ interposta soltanto una di dette alette secondarie (7).
4. 4) Cassa (2) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1 o 2, caratterizzata dal fatto che tra almeno due di dette alette principali (6) reciprocamente adiacenti sono interposte almeno due di dette alette secondarie (7).
5. 5) Cassa (2) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che ciascuna di dette alette secondarie (7) presenta un'altezza non superiore a metà dell'altezza di ciascuna delle due alette principali (6) reciprocamente adiacenti tra cui detta aletta secondaria (7) à ̈ interposta.
6. 6) Cassa (2) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che ciascuna di dette alette secondarie (7) presenta una sezione trasversale avente un'area inferiore al 10% dell'area della sezione trasversale del canale di passaggio delimitato lateralmente dalle due alette principali (6) reciprocamente adiacenti tra cui detta aletta secondaria (7) Ã ̈ interposta.
7. 7) Cassa (2) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che ciascuna di dette alette secondarie (7) presenta una lunghezza, in direzione di detto asse longitudinale (X), inferiore rispetto alla lunghezza delle due alette principali (6) reciprocamente adiacenti tra cui detta aletta secondaria (7) Ã ̈ interposta.
8. 8) Cassa (2) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che ciascuna di dette alette (6, 7) si sviluppa secondo un corrispondente piano parallelo a detto asse longitudinale (X).
9. 9) Motore elettrico (1) comprendente una cassa (2), una ventola (3) girevolmente associata ad un'estremità di detta cassa (2) ed un copriventola (4) atto a convogliare l'aria movimentata da detta ventola (3) verso dette alette (6, 7), caratterizzato dal fatto che detta cassa (2) à ̈ realizzata in accordo ad una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, ciascuna di dette alette (6, 7) di detta cassa (2) essendo disposta all'esterno di detto copriventola (4). Per incarico.