ITPR20120073A1 - Apparato idoneo al raffreddamento di un motore endotermico - Google Patents

Description

“Apparato idoneo al raffreddamento di un motore endotermicoâ€

La presente invenzione ha per oggetto un apparato idoneo al raffreddamento di un motore endotermico.

E’ noto un sistema di raffreddamento comprendente una camera avente una pluralità di pareti definite da mezzi di scambio termico percorsi da un fluido di refrigerazione. In corrispondenza di una di dette pareti à ̈ posta una ventola assiale di aspirazione che estrae l’aria presente nella camera richiamando conseguentemente ulteriore aria all’interno della camera attraverso le pareti. Il transito dell’aria in corrispondenza delle pareti definite da detti mezzi di scambio termico determina il raffreddamento del fluido di refrigerazione che potrà quindi essere utilizzato in un circuito di raffreddamento.

In questo contesto, il compito tecnico alla base della presente invenzione à ̈ proporre un apparato idoneo al raffreddamento di un motore endotermico che permetta di ottimizzare la tecnica nota sopra citata.

In particolare, à ̈ scopo della presente invenzione mettere a disposizione un apparato che permetta di migliorare l’efficienza di scambio termico e ridurre la rumorosità.

Il compito tecnico precisato e gli scopi specificati sono sostanzialmente raggiunti da un apparato, comprendente le caratteristiche tecniche esposte in una o più delle unite rivendicazioni.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione appariranno maggiormente chiari dalla descrizione indicativa, e pertanto non limitativa, di una forma di realizzazione preferita ma non esclusiva di un apparato, come illustrato negli uniti disegni in cui:

-Figura 1 mostra una immagine di un impianto secondo la presente invenzione;

-Figure 2 e 3 mostrano viste prospettiche di un apparato secondo la presente invenzione; tali figure illustrano una porzione di quanto illustrato in figura 1 con alcune parti asportate per meglio evidenziarne altre.

Nelle unite figure con il numero di riferimento 1 si à ̈ indicato un apparato di scambio termico. In particolare l’apparato 1 à ̈ idoneo al raffreddamento di un motore 2 endotermico. Grazie al raffreddamento esplicato dall’apparato 1 à ̈ consentito un prolungato funzionamento al motore 2 endotermico.

L’apparato 1 a sua volta comprende una camera 30 avente una prima e una seconda base 301,302 contrapposte e una porzione 5 laterale interposta tra la prima e la seconda base 301, 302. La porzione 5 laterale collega dunque la prima e la seconda base 301, 302. Nella soluzione preferita la camera 30 à ̈ parallelepipeda (vedasi ad esempio le figure). In una soluzione alternativa la camera 30 potrebbe però avere altre forme ad esempio: cilindrica, cubica, ecc..

L’apparato 1 a sua volta comprende mezzi 31 di movimentazione di aria che determinano il transito dell’aria in detta camera 30.

I mezzi 31 di movimentazione dell’aria comprendono un ventilatore 32 centrifugo o un movimentatore a lobi (entrambi ben noti nello stato della tecnica se considerati singolarmente e dunque non ulteriormente descritti). Eventualmente i mezzi 31 di movimentazione dell’aria potrebbero anche comprendere un movimentatore volumetrico. Tale tipologia di mezzi 31 di movimentazione consente di soddisfare al meglio le necessità di raffreddamento dal momento che permettono elevate portate, un considerevole incremento di pressione, ma moduli della velocità assoluta minori rispetto ad un ventilatore assiale (una elevata velocità assoluta dell’aria determinerebbe un incremento delle perdite di carico e un incremento del rumore). I mezzi 31 di movimentazione dell’aria sono a monte di detta camera 30 rispetto al verso di deflusso dell’aria. Ciò fa si che l’aria non sia aspirata dalla camera 30, ma venga spinta internamente alla camera 30.

Almeno una parte di detta porzione 5 laterale à ̈ definita da mezzi 6 di scambio termico tra l’aria e un fluido refrigerante utilizzabile per il raffreddamento del motore 2 endotermico. Tale fluido refrigerante transita internamente a condotti dei mezzi 6 di scambio termico e tali condotti sono lambiti esternamente dall’aria. La porzione 5 laterale permette la fuoriuscita dell’aria dalla camera 30.

La porzione 5 laterale comprende:

-passaggi per il transito del fluido refrigerante utilizzabile per il raffreddamento del motore 2 endotermico;

-passaggi per l’aria che consentono l’evacuazione verso l’esterno dell’aria presente nella camera 30.

I passaggi per il fluido refrigerante si incrociano con i passaggi per l’aria. I mezzi 6 di scambio termico contribuiscono a delimitare la camera 30 e definiscono mezzi strutturali di sostegno di detta camera 30. Ad esempio i mezzi 6 di scambio termico potrebbero comprendere tubi con alette oppure una serie di “scambiatori di calore design plate bar†(ben noti nel settore tecnico e dunque non ulteriormente descritti). Un ingresso 300 dell’aria in detta camera 30 à ̈ definita in corrispondenza di detta prima base 301.

L’apparato 1 comprende inoltre mezzi 4 deflettori che sono interni alla camera 30. I mezzi 4 deflettori indirizzano verso i mezzi 6 di scambio termico della porzione 5 laterale almeno una parte dell’aria introdotta nella camera 30. In questo modo si riducono le perdite di carico e si migliora lo scambio termico.

Come esemplificato in figura 2 i mezzi 4 deflettori comprendono un primo deflettore 40. Esso si protende verso l’interno della camera 30 allontanandosi da detta seconda base 302. Il primo deflettore 40 si protende verso la prima base 301 allontanandosi dalla seconda base 302. Opportunamente il primo deflettore 4 ha una forma convergente mentre si sposta dalla seconda base 302 verso la prima base 301. Preferibilmente il primo deflettore 40 ha una prima estremità 83 a ridosso di detta seconda base 302 e una seconda estremità 84 allontanata da detta seconda base 302. Opportunamente in corrispondenza della seconda estremità 84 il primo deflettore 40 à ̈ a punta troncata. Il primo deflettore 40 allontanandosi dalla prima estremità 83 converge verso la seconda estremità 84.

Il primo deflettore 40 comprende:

-una prima apertura 81 posta in corrispondenza di detta seconda estremità 84;

-un condotto cavo 82 interno che pone in comunicazione la prima apertura 81 e la seconda base 302 (il condotto cavo 82 Ã ̈ evidenziato in figura 2 mediante uno spaccato del primo deflettore 40). Infatti nella soluzione preferita anche la seconda base 302 Ã ̈ almeno in parte definita dai mezzi 6 di scambio termico.

Opportunamente la prima apertura 81 fronteggia l’ingresso 300.

Il primo deflettore 40 si sviluppa orizzontalmente in allontanamento dalla seconda base 302. Il primo deflettore 40 devia l’aria in ingresso nella camera 30 verso la porzione 5 laterale. Opportunamente il primo deflettore 40 si sviluppa lungo un primo asse che coincide con un secondo asse. Il secondo asse à ̈ ortogonale all’ingresso 300 dell’aria nella camera 30 e passa per il baricentro geometrico dell’ingresso 300. Opportunamente il primo asse del primo deflettore 40 à ̈ definito dall’intersezione di due piani di simmetria del primo deflettore 40 tra loro ortogonali. Il primo asse del primo deflettore 40 à ̈ orizzontale.

Esemplificativamente, ma non limitativamente la porzione 5 laterale comprende una pluralità di pareti. Preferibilmente la porzione 5 laterale comprende quattro pareti 51,52,53,54 almeno tre delle quali sono interessate da detti mezzi 6 di scambio termico. In una soluzione preferita le quattro pareti 51,52,53,54 sono interessate dai mezzi 6 di scambio termico. Ciò al fine di ottimizzare la superficie di scambio termico in rapporto al volume occupato. Il primo deflettore 40 comprende una pluralità di facce 41 (preferibilmente sagomate come concavità) rivolte verso corrispondenti pareti 51,52,53,54 della porzione 5 laterale interessata da detti mezzi 6 di scambio termico.

Il primo deflettore 40 costituisce un ripartitore della portata d’aria in ingresso nella camera 30 distribuendola almeno verso distinte parti della porzione 5 laterale. In particolare il primo deflettore 40 distribuisce la portata almeno tra due o più delle pareti 51,52,53,54 di detta camera 30. Il ventilatore 32 o il movimentatore a lobi comprende un elemento 320 girante e una cassa 321 di convogliamento dell’aria che avvolge l’elemento 320 girante. Nella soluzione preferita la cassa 321 à ̈ collegata mediante un divergente all’ingresso 300 dell’aria in detta camera 30. L’apparato 1 comprende inoltre un involucro 322 che avvolge detta cassa 321 di convogliamento dell’aria. L’involucro 322 comprende inoltre una apertura 323 per l’ingresso dell’aria nei mezzi 31 di movimentazione dell’aria. Opportunamente l’apertura 323 à ̈ collegata mediante un boccaglio all’ingresso dell’aria nella cassa 321. L’involucro 322 à ̈ rivestito di materiale fonoassorbente. In particolare l’involucro 322 à ̈ rivestito internamente dal materiale fonoassorbente. Ciò consente di minimizzare la dispersione di rumore. Come esemplificato in figura 1 l’involucro 322 à ̈ posto a fianco e immediatamente adiacente alla porzione 5 laterale. Opportunamente l’apparato 1 comprende un medesimo telaio che sostiene sia detti mezzi 31 di movimentazione dell’aria sia le pareti di detta camera 30.

La presente invenzione consente di conseguire importanti vantaggi. Innanzitutto consente di aumentare la portata d’aria che transita attraverso i mezzi 6 scambiatori ciò determinando un migliore scambio di calore del fluido di raffreddamento utilizzato per refrigerare il motore endotermico (o equivalentemente se si ragiona a parità di calore smaltito ciò consente di ridurre le superfici di scambio termico e quindi l’ingombro e il costo dell’apparato 1). Tale vantaggio à ̈ ottenuto mediante l’impiego di un ventilatore centrifugo o comunque un movimentatore a lobi. Esso esplica un effetto sinergico con i deflettori interni alla camera 30 dal momento che essi consentono di ridurre le perdite di carico e migliorare la fluidodinamica all’interno della camera 30 ciò contribuendo quindi a migliorare la quantità di calore sottratto al fluido refrigerante nei mezzi 6 di scambio termico. Inoltre i deflettori riducendo le perdite di carico determinano anche una riduzione del rumore. Una riduzione del rumore à ̈ determinata analogamente dall’utilizzo di un ventilatore centrifugo o un movimentatore a lobi che permette di avere velocità dell’aria inferiori rispetto ad un ventilatore assiale.

Oggetto della presente invenzione à ̈ inoltre un impianto comprendente: -un apparato 1 presentante una o più delle caratteristiche descritte in precedenza;

-un motore 2 endotermico.

In figura 1 con il numero di riferimento 7 si à ̈ schematicamente illustrato un circuito di raffreddamento che collega l’apparato 1 e il motore 2 endotermico.

L’invenzione così concepita à ̈ suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell’ambito del concetto inventivo che la caratterizza. Inoltre tutti i dettagli sono sostituibili da altri elementi tecnicamente equivalenti. In pratica, tutti i materiali impiegati, nonché le dimensioni, potranno essere qualsiasi, a seconda delle esigenze.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Apparato di raffreddamento idoneo a raffreddare un motore (2) endotermico, tale apparato comprendendo: -una camera (30) avente una prima e una seconda base (301,302) contrapposte e una porzione (5) laterale interposta tra la prima e la seconda base (301, 302); -mezzi (31) di movimentazione di aria che determinano il transito dell’aria in detta camera (30); -mezzi (6) di scambio termico tra l’aria e un fluido refrigerante idoneo al raffreddamento del motore (2) endotermico; almeno una parte di detta porzione (5) laterale essendo definita dai mezzi (6) di scambio termico; un ingresso (300) dell’aria in detta camera (30) essendo definito in corrispondenza di detta prima base (301); caratterizzato dal fatto: - che i mezzi (31) di movimentazione dell’aria comprendono un ventilatore (32) centrifugo o un movimentatore a lobi; -di comprendere mezzi (4) deflettori interni alla camera (30) che indirizzano verso i mezzi (6) di scambio termico della porzione (5) laterale almeno una parte dell’aria introdotta nella camera (30).
2. 2. Apparato secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che i mezzi (4) deflettori comprendono un primo deflettore (40) che converge e che si protende verso la prima base (301) allontanandosi da detta seconda base (302), detto primo deflettore (40) deviando l’aria in ingresso nella camera (30) verso la porzione (5) laterale.
3. 3. Apparato secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che il primo deflettore (40) comprende una prima estremità (83) avvicinata a detta seconda base (302) e una seconda estremità (84) allontanata da detta seconda base (302); detto primo deflettore (40) comprendendo: -una prima apertura (81) posta in corrispondenza di detta seconda estremità (84); -un condotto cavo (82) interno che pone in comunicazione la prima apertura (81) e la seconda base (302), i mezzi (6) di scambio termico interessando anche la seconda base (302).
4. 4. Apparato secondo la rivendicazione 1 o 2 o 3, caratterizzato dal fatto che la porzione (5) laterale comprende quattro pareti (51,52,53,54) almeno tre delle quali sono interessate da detti mezzi (6) di scambio termico.
5. 5. Apparato secondo la rivendicazione 4 quando dipende direttamente o indirettamente dalla rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detto primo deflettore (40) comprende una pluralità di facce (41) rivolte verso corrispondenti pareti (51,52,53,54) della porzione (5) laterale; il primo deflettore (40) costituendo un ripartitore della portata d’aria in ingresso nella camera (30) distribuendola almeno tra due o più delle pareti di detta porzione laterale (5).
6. 6. Apparato secondo la rivendicazione 4 o 5 quando dipende dalla rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detto primo deflettore (40) comprende una pluralità di concavità (41) rivolte verso corrispondenti pareti (51,52,53,54) della porzione (5) laterale interessata da detti mezzi (6) di scambio termico.
7. 7. Apparato secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che i mezzi (6) di scambio termico contribuiscono a delimitare la camera (30) e definiscono mezzi strutturali di detta camera (30); i mezzi (6) di scambio termico essendo almeno in parte integrati nella porzione (5) laterale e comprendendo: - passaggi per detto fluido refrigerante: - passaggi per l’aria che consentono l’evacuazione verso l’esterno dell’aria presente nel la camera (30); i passaggi per il fluido refrigerante e i passaggi per l’aria incrociandosi reciprocamente.
8. 8. Apparato secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il ventilatore (32) comprende un elemento (320) girante e una cassa (321) di convogliamento dell’aria che avvolge la girante (320); detto impianto comprendendo un involucro (322) che avvolge detta cassa (321) di convogliamento dell’aria; detto involucro (322) essendo rivestito di materiale fonoassorbente.
9. 9. Apparato secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che i mezzi (31) di movimentazione dell’aria sono a monte di detta camera (30) rispetto al verso di deflusso dell’aria.
10. 10. Impianto comprendente: -un apparato secondo una qualunque delle rivendicazioni da 1 a 9; -un motore (2) endotermico raffreddato da detto apparato.