IT201800002390U1

IT201800002390U1 - Fan with heat dissipation device associated with its control board

Info

Publication number: IT201800002390U1
Application number: IT202018000002390U
Authority: IT
Priority date: 2018-04-17
Filing date: 2018-04-17
Publication date: 2019-10-17
Also published as: WO2019201802A1

Description

Ventilatore con dispositivo di dissipazione del calore associato alla scheda di controllo del medesimo Fan with heat dissipation device associated with the control board of the same

DESCRIZIONE DESCRIPTION

Il presente trovato concerne un ventilatore con un dispositivo di dissipazione del calore avente le caratteristiche enunciate nel preambolo della rivendicazione principale n. 1 . The present invention relates to a fan with a heat dissipation device having the characteristics set out in the preamble of the main claim n. 1.

Il trovato si colloca particolarmente, sebbene non esclusivamente, nell'ambito tecnico dei ventilatori centrifughi concepiti per applicazioni in apparecchiature di riscaldamento e controllati elettronicamente. Esso può trovare anche applicazione in cappe aspiranti ed estrattori di fumi nonché in qualsiasi ulteriore applicazione ove sia previsto un ventilatore con relativa scheda di controllo. In tale ambito i ventilatori del tipo anzidetto sono tipicamente realizzati come ventilatori centrifughi aventi una carcassa spiraliforme idonea ad alloggiare una girante recante la palettatura del ventilatore. Le carcasse di questi ventilatori sono inoltre provviste di una apertura laterale di aspirazione e di una apertura tangenziale di mandata tra le quali è estesa la camera di pressione ad andamento spiraliforme il cui volume è definito tra la carcassa e la girante. I l ventilatore è comandato operativamente tramite una scheda elettronica, che tipicamente, per ragioni di comodità e compattezza di ingombri complessivi, è posizionata in prossimità della carcassa del ventilatore. E’ noto ad esempio alloggiare la scheda in una scatola di protezione applicata esternamente sulla carcassa del ventilatore. The invention is located particularly, although not exclusively, in the technical field of centrifugal fans conceived for applications in heating equipment and electronically controlled. It can also find application in extractor hoods and fume extractors as well as in any further application where a fan with relative control board is provided. In this context, fans of the aforesaid type are typically made as centrifugal fans having a spiral-shaped casing suitable for housing an impeller bearing the fan blades. The casings of these fans are also provided with a lateral suction opening and a tangential delivery opening between which the spiral-shaped pressure chamber extends, the volume of which is defined between the casing and the impeller. The fan is operatively controlled by means of an electronic board, which typically, for reasons of convenience and compactness of overall dimensions, is positioned near the fan casing. For example, it is known to house the card in a protection box applied externally on the fan casing.

Inoltre, per esigenze di protezione della scheda dalla polvere o da liquidi o da contaminanti in genere, di norma la scheda è alloggiata e richiusa in un comparto protetto. Furthermore, for the protection of the card from dust or liquids or from contaminants in general, the card is usually housed and closed in a protected compartment.

L’impiego di scatole o comparti protetti per le schede di controllo del ventilatore rendono tuttavia difficoltosa la dissipazione del calore, in particolare sviluppato dalla parte di controllo di potenza della scheda elettronica, sia a causa dell’entità del calore da smaltire che a causa degli spazi ristretti in cui è confinata tale parte. The use of protected boxes or compartments for the fan control cards, however, make it difficult to dissipate the heat, in particular developed by the power control part of the electronic card, both because of the amount of heat to be disposed of and because of the confined spaces in which this part is confined.

Per cercare di risolvere tale problematica, le soluzioni ad oggi note prevedono di impiegare elementi radianti di dimensioni spesso importanti, ad esempio realizzati in forma di alette di raffreddamento. In aggiunta o in alternativa, può essere previsto che l’elemento radiante venga integrato nel telaio del ventilatore, di norma in materia plastica, per essere esposto al flusso d’aria. Limiti di una tale soluzione sono legati al fatto che, normalmente, deve essere sviluppata una aletta di raffreddamento che sia idonea ad integrarsi con le forme del ventilatore, con le conseguenti complicazioni di dilatazione dei materiali ed i costi importanti per la conformazione delle parti plastiche della carcassa e della aletta di raffreddamento. In order to try to solve this problem, the solutions known to date provide for the use of radiating elements of often large dimensions, for example made in the form of cooling fins. In addition or alternatively, the radiant element may be integrated into the fan frame, usually made of plastic, to be exposed to the air flow. The limits of such a solution are linked to the fact that, normally, a cooling fin must be developed that is suitable for integrating with the shapes of the fan, with the consequent complications of expansion of the materials and the important costs for the conformation of the plastic parts of the housing and cooling fin.

Scopo principale del trovato è quello di mettere a disposizione un ventilatore con un dispositivo di dissipazione del calore del tipo anzidetto, strutturalmente e funzionalmente concepito per superare i limiti evidenziati con riferimento alle soluzioni note citate. The main object of the invention is to provide a fan with a heat dissipation device of the aforesaid type, structurally and functionally designed to overcome the limits highlighted with reference to the known solutions cited.

Questo ed altri scopi che emergeranno nel seguito sono raggiunti dal trovato mediante un ventilatore con un dispositivo di dissipazione del calore realizzato in accordo con le rivendicazioni che seguono. This and other objects which will emerge in the following are achieved by the invention by means of a fan with a heat dissipation device made in accordance with the following claims.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del trovato meglio risulteranno dalla descrizione dettagliata che segue di un suo preferito esempio di attuazione illustrato, a titolo indicativo e non limitativo, con riferimento agli uniti disegni in cui: Further characteristics and advantages of the invention will become clearer from the following detailed description of a preferred embodiment thereof illustrated, by way of non-limiting example, with reference to the accompanying drawings in which:

la figura 1 è una vista in alzato laterale di un ventilatore realizzato in accordo con il trovato, Figure 1 is a side elevation view of a fan made in accordance with the invention,

la figura 2 è una vista prospettica di un esempio di scheda elettronica di controllo con un dispositivo di dissipazione del calore concepito per il ventilatore di figura 1 , Figure 2 is a perspective view of an example of an electronic control board with a heat dissipation device designed for the fan of Figure 1,

la figura 3 è una vista parziale del ventilatore e della scheda di controllo delle figure precedenti. Figure 3 is a partial view of the fan and of the control board of the previous figures.

Con riferimento alle figure citate, con 1 è contrassegnato un ventilatore centrifugo per cappe aspiranti, realizzato in accordo con il presente trovato. Il ventilatore 1 comprende una carcassa 2 a profilo interno sostanzialmente spiraliforme, la quale può ad esempio essere realizzata in due parti di carcassa reciprocamente accoppiabili l’una all’altra, in modo rimovibile. With reference to the aforementioned figures, 1 indicates a centrifugal fan for extractor hoods, made in accordance with the present invention. The fan 1 comprises a carcass 2 with a substantially spiral-shaped internal profile, which can for example be made of two parts of the carcass that can be mutually coupled to each other, in a removable way.

Nella carcassa 2 è alloggiata una girante 3 provvista di un tamburo 4 recante una palettatura 4a con pale ad estensione assiale, la girante essendo suscettibile di essere condotta in rotazione attorno ad un asse X. Nella carcassa sono altresì definite una apertura 5 tangenziale di mandata diretta tangenzialmente alla girante, ed una coppia di aperture 6 laterali di aspirazione, coassiali con l’asse X e ricavate ciascuna sulla rispettiva parte di carcassa. Con 7 è indicata, e solo parzialmente rappresentata, una camera di pressione definita all’interno della carcassa 2, lungo lo sviluppo spiraliforme della medesima, il cui volume è delimitato tra il tamburo della palettatura ed il profilo superficiale interno della carcassa stessa. The casing 2 houses an impeller 3 provided with a drum 4 bearing a blade 4a with axially extending blades, the impeller being capable of being rotated around an X axis. A tangential direct delivery opening 5 is also defined in the casing. tangentially to the impeller, and a pair of lateral intake openings 6, coaxial with the X axis and each formed on the respective part of the casing. With 7 is indicated, and only partially represented, a pressure chamber defined inside the carcass 2, along the spiral-shaped development of the same, whose volume is delimited between the blading drum and the internal surface profile of the carcass itself.

Con 8 è contrassegnata una scheda elettronica di controllo del ventilatore nella quale è previsto il complesso circuitale e la relativa componentistica idonea a realizzare le funzioni di comando e controllo operativo del ventilatore. The number 8 indicates an electronic control board for the fan in which the circuit complex and the relative components suitable for carrying out the command and operating control functions of the fan are provided.

La scheda elettronica 8 è convenientemente alloggiata in una scatola di protezione 9 comprendente un involucro 9a scatolare di supporto della scheda, sul quale è accoppiabile in modo rimovibile un coperchio di chiusura 9b. The electronic card 8 is conveniently housed in a protection box 9 comprising a box-like casing 9a for supporting the card, on which a closing cover 9b can be removably coupled.

L’involucro scatolare 9a è configurato per essere montato, in modo rimovibile, ad esempio con mezzi a vite, sulla carcassa 2 del ventilatore. Nell’esempio qui descritto è previsto che l’involucro sia applicato sul mantello esterno della carcassa, in prossimità della zona di mandata del ventilatore, dalla parte del profilo spiraliforme corrispondente alle sezioni minime della camera di pressione. The box-like casing 9a is configured to be mounted, in a removable way, for example with screw means, on the casing 2 of the fan. In the example described here, it is envisaged that the casing is applied to the outer shell of the casing, near the fan delivery area, on the side of the spiral profile corresponding to the minimum sections of the pressure chamber.

Il ventilatore 1 comprende altresì un dispositivo di dissipazione del calore associato alla scheda elettronica 8, previsto per dissipare il calore generato dai componenti del complesso circuitale della scheda. The fan 1 also comprises a heat dissipation device associated with the electronic board 8, designed to dissipate the heat generated by the components of the circuitry of the board.

In accordo con una principale caratteristica del trovato, il dispositivo di dissipazione termica anzidetto comprende almeno un elemento 10 dissipativo di calore in materiale termicamente conduttivo. Nell’esempio preferito qui descritto sono previsti una coppia di elementi dissipativi 10, collocati in relazione distanziata l’uno dall’altro. In accordance with a main feature of the invention, the aforementioned thermal dissipation device comprises at least one heat dissipating element 10 made of thermally conductive material. In the preferred example described here, a pair of dissipative elements 10 are provided, placed in a relationship spaced from each other.

E’ inteso che il numero (uno o più) di detti elementi dissipativi 10 sia scelto in funzione della quantità di calore da dissipare, al fine di garantirne il corretto funzionamento operativo. Il calore da dissipare viene generato durante il funzionamento della scheda elettronica ed in particolare dalla parte del controllo di potenza della scheda stessa. It is understood that the number (one or more) of said dissipative elements 10 is chosen according to the amount of heat to be dissipated, in order to ensure its correct operational operation. The heat to be dissipated is generated during the operation of the electronic board and in particular by the power control part of the board itself.

Nel seguito, in ragione della identità strutturale degli elementi dissipativi 10, uno solo degli stessi verrà descritto in dettaglio. In the following, due to the structural identity of the dissipative elements 10, only one of the same will be described in detail.

Ciascun elemento dissipativo 10 è esteso dalla scheda 8, in particolare è eretto trasversalmente dalla base 8a della scheda recante le piste del circuito stampato, per svilupparsi, attraverso una apertura passante 11 provvista nella carcassa 2, sino all’interno della camera di pressione 7 del ventilatore, così che almeno parte dell’elemento dissipativo 10 sia investita dal flusso d’aria generato dalla girante del ventilatore. Each dissipative element 10 is extended by the board 8, in particular it is erected transversely from the base 8a of the board bearing the printed circuit tracks, to develop, through a through opening 11 provided in the casing 2, up to the inside of the pressure chamber 7 of the fan, so that at least part of the dissipative element 10 is hit by the air flow generated by the fan impeller.

Con 12 è altresì indicata una rispettiva apertura ricavata passante attraverso lo spessore di una parete 9c di fondo della scatola di protezione 9, la quale è collocata in posizione corrispondente alla apertura passante 11 della carcassa. Con una tale configurazione, ciascun elemento dissipativo 10 può estendersi dalla scheda 8 sino all'interno della camera di pressione, attraversando le rispettive aperture 11 e 12. Reference 12 also indicates a respective opening obtained passing through the thickness of a bottom wall 9c of the protection box 9, which is located in a position corresponding to the through opening 11 of the casing. With such a configuration, each dissipative element 10 can extend from the board 8 to the inside of the pressure chamber, crossing the respective openings 11 and 12.

Dette aperture, all'interno delle quali passa l’elemento dissipativo sono concepite in modo tale da evitare che contaminanti esterni presenti nell'aria che scorre all'interno del ventilatore, possano entrare nella scatola di protezione 9 e generare malfunzionamenti della scheda. These openings, inside which the dissipative element passes, are designed in such a way as to prevent external contaminants present in the air flowing inside the fan from entering the protection box 9 and generating malfunctions of the board.

Grazie al fatto che l’elemento 10 sia in parte posizionato nel flusso d’aria generato dalla girante, la trasmissione di calore, in particolare per convezione, favorisce la dissipazione del calore ceduto dalla scheda all’elemento dissipativo e condotto attraverso quest’ultimo all'interno della camera di pressione. Thanks to the fact that the element 10 is partially positioned in the air flow generated by the impeller, the transmission of heat, in particular by convection, favors the dissipation of the heat transferred by the board to the dissipative element and conducted through the latter to the inside the pressure chamber.

In accordo con una forma realizzativa del trovato, l’elemento dissipativo 10 è connesso alla scheda 8 con un accoppiamento non rimovibile, preferibilmente mediante saldatura. In accordance with an embodiment of the invention, the dissipative element 10 is connected to the board 8 with a non-removable coupling, preferably by welding.

Con particolare riferimento alla figura 3, ciascun elemento dissipativo 10 presenta una conformazione a lamina avente una prevalente estensione longitudinale, sviluppata da una sua prima estremità 10a di connessione con la scheda 8 in direzione di una contrapposta seconda estremità assiale 10b suscettibile di posizionamento all’interno della camera di pressione 7 del ventilatore. La prima estremità 10a dell’elemento dissipativo viene connessa, convenientemente tramite saldatura a stagno, alla parte dissipativa realizzata sulla scheda elettronica di quei componenti, di solito di trasferimento di potenza, che necessitano di una dissipazione del calore. With particular reference to Figure 3, each dissipative element 10 has a foil conformation having a prevalent longitudinal extension, developed by a first end 10a for connection with the card 8 in the direction of an opposite second axial end 10b which can be positioned inside of the pressure chamber 7 of the fan. The first end 10a of the dissipative element is connected, conveniently by tin soldering, to the dissipative part made on the electronic board of those components, usually for power transfer, which require heat dissipation.

Per una maggiore efficienza nella trasmissione del calore, ciascun elemento dissipativo 10 è realizzato in materiale metallico. For greater efficiency in heat transmission, each dissipative element 10 is made of metallic material.

Da osservare come la soluzione proposta dal trovato comporti vantaggiosamente l’utilizzo di componenti semplici e comuni come i “faston”, la cui forma geometrica segue l’apertura che verrebbe creata sull’involucro della camera di pressione. It should be noted that the solution proposed by the invention advantageously involves the use of simple and common components such as "fastons", whose geometric shape follows the opening that would be created on the enclosure of the pressure chamber.

Il trovato raggiunge così gli scopi proposti conseguendo i vantaggi enunciati rispetto alle soluzioni note. The invention thus achieves the proposed aims, achieving the advantages stated with respect to known solutions.

Un principale vantaggio risiede nel fatto che il dispositivo di dissipazione del calore secondo il trovato permette di risolvere la problematica relativa alla dissipazione del calore generato dalla scheda elettronico di controllo del ventilatore tramite l’impiego di elementi dissipativi di struttura semplificata ed a basso costo, senza dover ricorrere a geometrie di delicata e complessa conformazione, garantendo nel contempo una appropriata efficienza di scambio termico. A main advantage lies in the fact that the heat dissipation device according to the invention allows to solve the problem relating to the dissipation of the heat generated by the electronic control board of the fan through the use of dissipative elements with a simplified and low cost structure, without having to resort to geometries of delicate and complex conformation, while ensuring an appropriate heat exchange efficiency.

Claims

CLAIMS 1. Fan comprising: - a casing for housing an impeller fitted with a blade, - a pressure chamber of the fan bounded between the casing and the blade, - an electronic fan control board associated externally to the casing, - a heat dissipation device associated with the electronic board, characterized in that said heat dissipation device comprises at least one heat dissipating element made of thermally conductive material, which is extended from the electronic board, through a first through opening provided in the casing , up to the inside of the pressure chamber of the fan, so that at least part of said dissipative element is hit by the air flow generated by the fan impeller.

2. Fan according to claim 1, wherein said at least one dissipative element has a foil conformation with prevalently longitudinal extension, developed from a first end of it for connection with the board in the direction of an opposite second axial end capable of being positioned inside of the pressure chamber of the fan.

3. Fan according to claim 1 or 2, wherein said at least one dissipative element is capable of being connected, by welding, to the dissipative part made on the board of components which require heat dissipation.

4. Fan according to one of the preceding claims, wherein said electronic control board is housed in a protection box which can be mounted on the casing in such a position that said at least one dissipative element can extend through a second through opening provided in the box in position corresponding to the through opening in the casing, up to the inside of the pressure chamber.

5. Fan according to one of the preceding claims, in which a pair of said dissipative elements in thermally conductive material are provided, both passing through a pair of respective second through openings made in the box, to reach the pressure chamber through a corresponding pair of openings loops provided in the carcass.

6. Fan according to one of the preceding claims, in which said at least one dissipative element is made of metallic material.