ITMI951969A1

ITMI951969A1 - Ventilatore assiale per il radiatore di un motore endotermico

Info

Publication number: ITMI951969A1
Application number: IT95MI001969A
Authority: IT
Inventors: Kurt Hauser
Original assignee: Behr Gmbh & Co
Priority date: 1994-10-26
Filing date: 1995-09-25
Publication date: 1997-03-25
Also published as: FR2726324A1; ITMI951969A0; IT1277647B1; DE4438184C1; US5701854A; FR2726324B1

Abstract

Ventilatore assiale per il radiatore di un motore endotermico.Note disposizioni di ventilatore assiale con un mantello localmente fisso, circondante le palette del ventilatore, in cui nel funzionamento fortemente strozzato è necessario stabilizzare un risultante vortice di riflusso, sono limitate nella loro potenza di ventilazione.Viene proposto di far sboccare fra staffa del radiatore e ventilatore un canale di aggiramento anulare, che è aperto verso il lato di pressione del ventilatore e il cui sbocco è conformato in modo che la corrente di aggiramento, uscente verso il lato di aspirazione del ventilatore, viene deviata nella direzione della corrente principale. Con questi accorgimenti è superflua la stabilizzazione di un vortice di riflusso.

Description

"Ventilatore assiale per il radiatore di un motore endotermico "

Riassunto del trovato

Ventilatore assiale per il radiatore di un motore endotermico .

Note disposizioni di ventilatore assiale con un mantello localmente fisso, circondante le palette del ventilatore, in cui nel funzionamento fortemente strozzato è necessario stabilizzare un risultante vortice di riflusso, sono limitate nella loro potenza di ventilazione.

Viene proposto di far sboccare fra staffa del radiatore e ventilatore un canale di aggiramento anulare, che è aperto verso il lato di pressione del ventilatore e il cui sbocco è conformato in modo che la corrente di aggiramento, uscente verso il lato di aspirazione del ventilatore, viene deviata nella direzione della corrente principale. Con questi accorgimenti è superflua la stabilizzazione di un vortice di riflusso.

Applicazione per i radiatori di motori di veicoli industriali.

(Figura 1)

Descrizione del trovato

L'invenzione riguarda un ventilatore assiale per il radiatore di un motore endotermico, specialmente per un veicolo industriale, che è dotato di un mantello localmente fisso, circondante le palette di ventilatore, e con il suo lato di aspirazione disposto distanziato da una staffa del radiatore montato sul radiatore. Ventilatori assiali di questo genere sono noti dal DE-Gbm 90 16 496. In tali disposizioni di ventilatore lo sbocco dell'uscita dalla staffa del radiatore è stato eseguito a forma di ugello, è stato fatto rientrare nella zona di distanza fra staffa del radiatore e ventilatore ed è stato dotato di un diametro inferiore al diametro del ventilatore e al diametro del mantello fisso che lo circonda. Con questa esecuzione si provvede affinché il vortice di riflusso, dipendente dalla strozzatura della corrente uscente dal ventilatore, viene intercettato nell'ambito dei bordi anteriori delle palette di ventilatore e ivi si stabilizza, per non avere un'influenza apprezzabile sul flusso attraverso il radiatore. Con la riduzione della sezione trasversale di uscita della staffa del radiatore anche con tali modalità costruttive viene però ridotta la potenza di ventilazione in maniera indesiderata.

Dal DE-C 33 04 297 è anche noto il fatto di prevedere ventilatori con un mantello periferico, fissato alle punte delle palette e di far sporgere questo mantello verso la staffa del radiatore e di associare a questo bordo anteriore un ugello di deviazione, il quale provvede affinché l'intercapedine d'aria ugellare anche nel··caso di forti stati di strozzatura si conformi come un getto propulsore per la corrente principale, cosicché in tal modo si impedisce una formazione di vortici. Però prevedendo tali modalità costruttive si ottiene una profondità costruttiva relativamente grande, non sempre realizzabile. Inoltre si verificano problemi considerevoli per la sostituzione della cinghia trapezoidale, che si rende necessaria in certe circostanze durante il funzionamento. L'invenzione si pone pertanto il compito di eseguire un ventilatore assiale del genere menzionato all'inizio, in modo che risulta superflua la necessità di una stabilizzazione di un vortice di riflusso.

In un ventilatore assiale del genere menzionato all'inizio per risolvere questo problema viene proposto di far sboccare fra la staffa del radiatore ed il ventilatore un canale di aggiramento anulare, che è aperto verso il lato di pressione del ventilatore e la cui parete interna, rivolta verso la corrente principale, guidata dalla staffa.

è dotata di una curvatura tale che la corrente di aggiramento, uscente verso il lato di aspirazione del ventilatore, viene deviata nella direzione della corrente principale. Con questa esecuzione si ottiene una corrente di aggiramento chiusa, alla quale dal lato di pressione del ventilatore viene addotta energia, che può essere trasmessa verso il lato di aspirazione. Con questo accorgimento si può evitare la formazione di un vortice di riflusso nell'ambito dei bordi esterni delle palette di ventilatore, anche nel caso di una modalità costruttiva in cui un mantello fisso circonda le palette rotanti del ventilatore. Nell'ulteriore sviluppo dell'invenzione il canale di aggiramento anulare può essere formato dalla parete posteriore della staffa e da una seconda parete, che è situata dietro ad essa distanziata ed è sostenuta da ponticelli, distribuiti sul contorno, sulla parete posteriore della staffa. Con questi accorgimenti si ottiene una forma di realizzazione pratica relativamente semplice. I ponticelli con la seconda parete posteriore possono essere collocati successivamente sulla staffa oppure possono essere prodotti in un unico pezzo con questa. Nell'ulteriore sviluppo dell'invenzione in tal caso il piano di mezzeria longitudinale dei ponticelli può essere inclinato sotto un certo angolo rispetto ad un piano radiale passante per essi, cosicché i ponticelli si estendono nella direzione dell'aria, che rifluisce dal lato di pressione del ventilatore ed è dotata di una componente rotazionale. I ponticelli però provvedono anche affinché la componente direzionale della corrente di aggiramento non venga perturbata e prosegua con il flusso di aggiramento, il che, come verrà ulteriormente illustrato, può contribuire ad un'ulteriore riduzione del rumore. *"

Nell'ulteriore sviluppo dell'invenzione i ponticelli possono presentare la sezione trasversale di un profilo a goccia e possono essere disposti in modo che il loro numero e divisione si scostano dal numero e dalla divisione delle palette del ventilatore. Anche con queste caratteristiche si ottiene una decisa riduzione del rumore, rispettivamente si evitano possibili fonti di rumore.

Nell'ulteriore sviluppo dell'invenzione la staffa del radiatore — come anche nella modalità costruttiva menzionata all'inizio — in corrispondenza del proprio lato rivolto verso il mantello può presentare un restringimento ad ugello, che alla propria estremità presenta un diametro minore del diametro del ventilatore e del mantello in corrispondenza del suo lato di entrata. Con questo accorgimento il canale di aggiramento può essere formato almeno su un lato dalla zona di sbocco dell'ugello della staffa del radiatore. Al riguardo si osservi che per la costruzione di questa zona di uscita a guisa di ugello della staffa del radiatore non è necessario tener conto di una stabilizzazione fluidodinamica di un vortice di riflusso, come avveniva anche per l'attuale stato della tecnica. Pertanto la riduzione diametrale non viene definita dalla stabilizzazione del vortice di riflusso ma può essere progettata unicamente in relazione alla grandezza della sezione trasversale del canale di aggiramento, cosicché non si dovrà temere alcuna apprezzabile riduzione della potenza di ventilazione.

Nell'ulteriore sviluppo dell'invenzione il canale di aggiramento però può essere disposto non soltanto sulla staffa del radiatore ma anche sul mantello del ventilatore fisso sul posto, e al riguardo nell'ulteriore sviluppo di questo concetto la parete canalare posteriore può essere formata dal mantello e la parete canalare anteriore può essere accoppiata con la staffa del radiatore tramite un elemento di tenuta elastico, specialmente tramite un manicotto .

Nell'ulteriore sviluppo dell'invenzione infine la zona di entrata del canale di aggiramento può allargarsi a forma di imbuto e la curvatura della zona di uscita del canale di aggiramento può essere eseguita a forma di arco di circonferenza, poiché in tal modo si ottiene una forma di realizzazione particolarmente semplice, che però risulta anche vantaggiosa fluidodinamicamente. Nell'ulteriore sviluppo dell'invenzione infine la tangente applicata sulla parete canalare anteriore del canale di aggiramento alla fine della sua curvatura di uscita, può essere parallela all'asse del ventilatore, oppure in un'altra variante può essere inclinata verso l'esterno anche sotto un angolo diverso dalla direzione assiale del ventilatore, cosicché la corrente di aggiramento viene deviata nella zona delle punte delle palette. Poiché la corrente di aggiramento, come precedentemente illustrato, entra sotto una certa componente rotazionale, in questa forma di realizzazione la corrente di aggiramento può contrastare la corrente attorno alle palette, che si verifica in seguito alle condizioni di pressione in corrispondenza delle punte delle palette. Ciò comporta un certo miglioramento del rendimento e una riduzione dello sviluppo di rumore.

L'invenzione è rappresentata in base ad esempi di realizzazione nel disegno e viene illustrata nel seguito. In particolare:

la figura 1 mostra una sezione longitudinale schematica attraverso la zona esterna di un ventilatore assiale, eseguito secondo l'invenzione, con una staffa di ventilatore e un canale di aggiramento,

la figura 2 mostra la vista di una parte della staffa del ventilatore con il canale di aggiramento guardando in direzione della freccia II, laddove è sezionata una zona parziale conformemente alla linea di sezionamento Ila-Ila, la figura 3 mostra una rappresentazione schematica di una disposizione di ventilatore assiale similmente alla figura 1, tuttavia in una prima variante,

la figura 4 mostra una rappresentazione simile alla figura 1, tuttavia in una seconda variante, e

la figura 5 mostra una rappresentazione schematica del flusso sulle punte delle palette prodotto con il canale di aggiramento previsto secondo l'invenzione.

Nelle figure 1 e 2 è mostrata una disposizione di ventilatore assiale per il radiatore di un motore endotermico, nell'esempio illustrato un veicolo industriale, la quale disposizione è formata da una staffa 1 del radiatore, associata al radiatore non indicato in dettaglio ma contrassegnato con 2, e da un ventilatore assiale 3 inserito a valle di questa. Le palette 4 del ventilatore assiale 3, aventi il diametro D^, sono circondate da un mantello 5, che in modo non rappresentato in dettaglio, al pari del ventilatore assiale 3, è collegato rigidamente con il non mostrato motore, disposto a destra dietro al ventilatore assiale 3.

La staffa 1 del radiatore secondo l'invenzione è dotata di un canale di aggiramento 6 a forma di anello, la cui sezione trasversale di sbocco 6a è rivolta verso il ventilatore 3. Il canale di aggiramento 6 viene formato dalla parete posteriore 7 della staffa 1 del radiatore, che si raccorda con un restringimento circolare 7a, eseguito a guisa di ugello, con il diametro DQ. Nell'esempio di realizzazione questa disposizione ad ugello della parete posteriore 7 possiede un contorno a forma di arco di circonferenza, con cui viene chiuso anche il canale di aggiramento 6 sul suo lato interno.

L'altra parete del canale di aggiramento viene formata da un anello 8, che con l'ausilio di più ponticelli 9 è accoppiato rigidamente con la parete posteriore 7 della staffa 1 del radiatore. In tal caso l'anello 8 inclusi i ponticelli 9 può essere fatto da una parte, che in maniera non rappresentata in dettaglio viene collocata sulla staffa 1. Tuttavia sarebbe anche possibile dotare la staffa 1 in un unico pezzo dei ponticelli 9 e di applicare su questo l'anello 8, ad esempio mediante clip. Queste forme di realizzazione sono consigliabili in quanto staffa 1 del radiatore, ponticelli 9, anello 8 ed anche il mantello 5 di regola sono fatti di materiale sintetico.

L'anello 8 in corrispondenza del proprio lato esterno possiede una cava periferica 10 e in questa cava si impegna un'estremità di una guarnizione a labbro anulare 11 elastica, che poggia su un collare periferico 12 del mantello 5 formando così una chiusura a tenuta mobile fra il radiatore 2 e la sua staffa 1 ed il mantello 5 fisso sul motore. Il mantello 5 in tal caso in direzione di una corrente è allargato a guisa di diffusore.

Il canale di aggiramento 6 sbocca davanti al lato di aspirazione del ventilatore 3 ed è aperto sulla propria superficie esterna complessiva anulare, verso lo spazio che circonda il gruppo del ventilatore ed è a sua volta collegato con lo spazio di pressione formato a valle del ventilatore 3. Il canale di aggiramento 6 collega così il lato di aspirazione del ventilatore 3 con il suo lato di pressione, cosicché oltre alla corrente principale attraverso il radiatore 2, indicata con le frecce 13, si ottiene anche una corrente di aggiramento chiusa nel senso della freccia tratteggiata 14, e precisamente nell'esempio di realizzazione in modo che questa corrente di aggiramento si porta nell'ambito delle punte 4a delle palette 4 di ventilatore. Questa corrente di aggiramento in tal modo riceve addotta energia dal lato di pressione del ventilatore 3, la quale può essere rilasciata in corrispondenza del lato di aspirazione. È risultato che con questo accorgimento — in ogni caso nell'ambito delle palette 4 del ventilatore — non si verifica alcun vortice di riflusso, ma la corrente di aggiramento 14, proprio quando il gruppo ventilatore in seguito all'accoppiamento con il motore oggigiorno usuale deve essere fatto funzionare necessariamente nello stato di forte strozzatura, viene incrementata dall'energia che proviene dal lato di pressione ed impedisce pertanto la formazione di un vortice di riflusso.

Come è indicato in figura 1, la forma del canale di aggiramento 6 può essere eseguita anche corrispondentemente alla disposizione parietale tratteggiata 8a. Sarebbe anche possibile angolare il mantello 5, come è indicato-con 5af in maniera tonda od angolata all 'indietro e farlo raccordare con un diffusore. Le palette 4 del ventilatore nella loro zona di uscita potrebbero presentare un prolungamento radiale, come è indicato con 4b.

Nella figura 3 è mostrata una variante di una forma mantellare 50 di tale tipo, laddove qui a differenza della forma di realizzazione di figura 1 l'anello 8, che è fissato con i ponticelli 9 sulla staffa 1 del ventilatore e forma la parete posteriore del canale di aggiramento 6, è una parte del mantello 50, che in questa variante pertanto non è disposta fissa sul motore ma è accoppiata rigidamente con la staffa 1 del ventilatore.

Sia nella forma di realizzazione della figura 1, sia anche nella forma di realizzazione della figura 3 i ponticelli 9 — vedere figura 2 — sono dotati della sezione trasversale, favorente la corrente, di un profilo a goccia rispettivamente di un profilo alare. Questo profilo in tal caso è disposto in modo che il piano di mezzeria longitudinale 15 di ogni ponticello 9, passante per il profilo dei ponticelli 9, è inclinato sotto un angolo a rispetto ad un piano radiale 16 estendentesi attraverso il centro del ponticello 9. L'inclinazione a corrisponde alla direzione 17 dell'afflusso che è determinato dal senso di rotazione 18. I ponticelli pertanto rappresentano profili di guida della corrente accostati, i quali provvedono affinché l'aria affluente dall'esterno nel canale di aggiramento 6 e che, come indicato con le frecce 17, è soggetto ad una certa componente rotazionale, presenta anche di nuovo una componente rotazionale quando viene addotta al ventilatore 3 nel senso delle frecce 14 della figura 1. Si tornerà in seguito su questo punto anche in base alla figura 5.

I ponticelli 9 sono disposti distribuiti uniformemente sul contorno dell'anello 8. Sia il loro numero che la loro divisione vengono scelti in particolare in modo che essi si scostano dal numero e dalla divisione delle palette di ventilatore 4. Se ad esempio il ventilatore presenta sette palette 4, allora si possono prevedere ad esempio sei ponticelli 9, la cui divisione sul contorno dell'anello 8 si scosta pertanto anche da quella di palette di ventilatore. Questo accorgimento contribuisce ad una riduzione del rumore.

La figura 4 rappresenta un'ulteriore variante di un'esecuzione secondo l'invenzione. In questa alle palette 4 del ventilatore 3 è associato un mantello 51, che in direzione opposta a quella della corrente è dotato di un arrotondamento 5la a forma di arco di circonferenza. Questo arrotondamento 5la in questo esempio di realizzazione forma la parete posteriore del canale di aggiramento 6, la cui parete anteriore è formata qui da un anello 52 accoppiato rigidamente con il mantello 51, rispettivamente con il suo arrotondamento anteriore 5la mediante ponticelli 90 a forma di palette. Questo anello 52 possiede un bordo di battuta periferico 53, sul quale poggia di nuovo il bordo libero del labbro di tenuta elastico 54 accoppiato rigidamente con la parete posteriore 7 della staffa 1 del ventilatore. Anche con questa modalità costruttiva pertanto si produce una corrente di aggiramento 14, che perviene nella zona delle punte delle palette 4 del ventilatore. Anche in tal modo è possibile impedire un vortice di riflusso nell'ambito delle palette 4 del ventilatore.

La figura 5 mostra che la corrente di aggiramento, che nel senso delle frecce 14 presenta una componente rotazionale ed abbandona lo sbocco 6a del canale di aggiramento 6, incontra le palette 4 del ventilatore nella loro zona esterna, rotanti nel senso della freccia 18, in modo che la corrente di aggiramento 14 è opposta alla corrente 19 delle punte delle palette impostantesi in seguito alle condizioni di pressione. Pertanto con l'esecuzione secondo l'invenzione anche la corrente attorno alle palette può essere ridotta o addirittura impedita nella zona esterna delle palette, il che contribuisce parimenti all'incremento della potenza e alla riduzione del rumore.

Claims

Rivendicazioni 1. Ventilatore assiale per il radiatore di urr motore endotermico, specialmente per un veicolo industriale, dotato di un mantello (5, 50, 51) localmente fisso, circondante le palette (4) del ventilatore, e disposto distanziato da una staffa (1) del radiatore montata sul radiatore (2), caratterizzato dal fatto che fra la staffa (1) del radiatore e il ventilatore (3) sbocca un canale di aggiramento (6) a forma di anello, che verso il lato di pressione del ventilatore è aperto e la cui parete interna (7, 7a), rivolta verso la corrente principale (13) guidata dalla staffa (1), presenta una curvatura, tale che la corrente di aggiramento (14), uscente verso il lato di aspirazione del ventilatore (3), viene deviata in direzione della corrente principale.
2. Ventilatore assiale secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il canale di aggiramento (6) a forma di anello è formato dalla parete posteriore (7) della staffa (1) e da una seconda parete (anello 8), che è disposta dietro e distanziata ed è sostenuta sulla parete posteriore (7) della staffa (1) mediante ponticelli (9) distribuiti sul contorno.
3. Ventilatore assiale secondo la rivendicazione 2, caratter izzato dal fatto che fra la seconda parete (anello 8) e mantello (5) è previsto un manicotto elastico (11).
4. Ventilatore assiale secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che il piano di “mezzeria longitudinale (15) dei ponticelli (9) è inclinato sotto un angolo a rispetto ad un piano radiale passante per essi.
5. Ventilatore assiale secondola rivendicazione 2 , caratterizzato dal fatto che i ponticelli (9) presentano una sezione trasversale di un profilo a goccia.
6. Ventilatore assiale secondo la rivendicazione 2 , caratterizzato dal fatto che il numero e la divisione dei ponticelli (9) si scostano dal numero e dalla divisione delle palette (4) del ventilatore.
7. Ventilatore assiale secondo la rivendicazione 2 , caratterizzato dal fatto che la staffa (1) del radiatore in corrispondenza del proprio lato rivolto verso il mantello (5, 50) presenta un restringimento (7a) a forma di ugello, che alla propria estremità presenta un diametro (DQ) minore del diametro (D_) del ventilatore e del diametro del mantello sul lato di entrata.
8. Ventilatore assiale secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il canale di aggiramento (6) è disposto sul mantello (51) localmente fisso, del ventilatore (3).
9. Ventilatore assiale secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che la parete canalare posteriore (51a) è formata dal mantello (51) e la parete canalare anteriore (52) è accoppiata, tramite un elemento di tenuta elastico (54), con la staffa del radiatore.
10. Ventilatore assiale secondo le rivendicazioni da 1 fino a 9, caratterizzato dal fatto che la zona di entrata del canale di aggiramento (6) si allarga a forma di imbuto.
11. Ventilatore assiale secondo una delle rivendicazioni da 1 fino a 10, caratterizzato dal fatto che la curvatura della zona di uscita (7a) del canale di aggiramento (6) è eseguita a forma di arco di circonferenza.
12. Ventilatore assiale secondo la rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto che la tangente (20) alla parete canalare anteriore (52a) del canale di aggiramento (6) all'estremità della sua curvatura di uscita si estende parallelamente all'asse del ventilatore.
13. Ventilatore assiale secondo la rivendicazione 12, caratterizzato dal fatto che la tangente (21) alla parete canalare anteriore (7a) del canale di aggiramento (6) all'estremità della sua curvatura di uscita, è inclinata verso l'esterno sotto un angolo che si scosta dalla direzione assiale del ventilatore.
14. Ventilatore assiale secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che il mantello (50) del ventilatore (3) è eseguito in un unico pezzo con la seconda parete (anello 8) del canale di aggiramento (6).
15. Ventilatore assiale secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che il mantello (5) in direzione di deflusso è allargato a guisa di diffusore.
16. Ventilatore assiale secondo la rivendicazione 15, caratterizzato dal fatto che le palette (4) del ventilatore nella loro zona di uscita presentano un prolungamento radiale (4b) corrispondente all'allargamento del mantello.