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La rumorositÓ nei ventilatori

Tracce del brevetto Europeo Rimor

L’oggetto del trovato riguarda un sistema per ridurre la rumorosità emessa dalle macchine denominate elettroventilatori centrifughi.

L’elettroventilatore è composto da una coclea, una girante e un motore elettrico. L’aria viene aspirata dall’effetto generato dalla girante posta in rotazione dal motore elettrico, viene quindi centrifugata verso l’esterno dalla girante e la coclea, realizzata con un profilo a forma di un effusore avvolto, raccoglie l’aria che esce dalla periferia della girante e la consegna alla bocca di mandata con una pressione maggiore ed una certa velocità, al fine di realizzare dei processi industriali quali asciugatura, trasporto di materiali e altro.
Pertanto la fonte della rumorosità dell’ elettroventilatore si può dividere in:
• Rumore provocato da motore elettrico (attrito dell’aria che entra ed esce dalla ventolina posta sul posteriore che raffredda il motore stesso);
• Rumore provocato dalla cassa del ventilatore (attrito dell’aria che entra ed esce grazie alla rotazione della girante);
• Rumore provocato dalla bocca di aspirazione (attrito dell’aria che entra ad una certa velocità);
• Rumore provocato dalla bocca di emissione (attrito dell’aria che esce ad una certa velocità);


Gli elettroventilatori poi, possono lavorare in 3 modalità principali:


• Con le bocche canalizzate (prendono aria da un tubo e la immettono in un altro tubo o circuito);
 
• Con la bocca di aspirazione libera (vedi per esempio i bruciatori)aspirano aria dall’ambiente e la immettono in un circuito; in questo caso si può filtrare o meno l’aria in ingresso con dei filtri idonei;
• Con la bocca di mandata in ambiente, dove in questo caso aspira aria da un circuito e la immette in ambiente, ad esempio per degli aspirapolvere industriali;

Ogni ventilatore tranne quelli di grandi dimensioni ha una coclea che può essere montata rispetto alla sedia
 
In diverse rotazioni (ossia da 0° a 315°), diversamente invece un ventilatore che ha un orientamento LG non può assumere un orientamento RD perché cambia la girante.
Infine oltre alla esecuzione  4, il ventilatore può essere in esecuzione 5 ed in esecuzione 12.

Venendo al trovato, in linea generale riduce in un certo modo la rumorosità delle 4 parti del ventilatore, adattandosi alle modalità di installazione e alle varie geometrie. Tutto ciò con caratteristiche costruttive che lo rendono particolarmente economico.
Facendo una premessa su come si riduce il rumore di una macchina, o di una fonte qualunque, il rumore si affronta in 2 modi: con l’assorbimento (fono assorbenza) e con una barriera (fono isolamento); Il fono assorbimento vuol dire porre un materiale morbido a contatto con il rumore il quale trasforma l’energia sonora, che è un movimento ondulatorio dell’aria, in calore.
Il nostro trovato come tutte le soluzioni è quindi composto da pareti in ferro rivestite con fonoassorbente a contatto con il rumore; il fonoassorbente assorbe il rumore riducendolo all’interno della cabina e la parete di lamiera impedisce che il residuo esca all’esterno. Una buona macchina per ridurre il rumore ha sempre un equilibrio tra il fonoassorbente e il fono impedente.
Un’ultima premessa importante: i ventilatori sono almeno 1000 tipi in una normale offerta di una azienda; ciò unite alle diverse rotazioni e configurazioni porta a quale 10000 possibilità di cabine. Pertanto di solito la cabina si fa su misura quando si conosce la configurazione. Il nostro obiettivo è invece fare una produzione industriale di serie con componenti. Questo obiettivo si realizza se si tiene conto di una caratteristica delle macchine, oltre a quella delle rotazioni LG e RD e dei gradi di montaggio. Il rapporto diametro, larghezza di coclea, portata e pressione; vediamo cosa vuol dire.
Ogni ventilatore alla fine deve realizzare una certa portata espressa in m3/h ed una certa pressione. La portata dipende dal servizio che deve compiere (ad esempio per un bruciatore, per realizzare X KW di potenza termica ci vogliono X m3/h di metano e quindi per ogni m3/h di metano Y m3/h di aria.
La pressione dipende dalla lunghezza del circuito (il bruciatore può essere vicino o lontano dal ventilatore)
Ogni ventilatore ha un diametro di girante la quale, abbinata alla velocità di rotazione genera una certa pressione; inoltre ha una larghezza di coclea legata strettamente alla portata. Questo vuol dire che 2 ventilatori dello stesso diametro, uno largo il doppio dell’altro hanno la stessa pressione ma uno ha il doppio della portata dell’altro.
Quindi per fare una buona soluzione di tipo modulare bisogna tener conto di tutti questi fattori.

Riduzione del rumore del motore
La sedia del ventilatore ha una forma particolare la quale abbraccia il motore ai lati creando gli appoggi per la trappola di rumore che viene posta dietro al motore e che oltre a ridurre la rumorosità crea una divisione della presa dell’aria della ventolina del motore rispetto alla mandata perché il motore non riceva aria già scaldata  ma sempre di fresca.
Inoltre la sedia ha la funzione di creare la pallettibilità della cabina e il sollevamento. Al contempo permette l’ingresso cavi nel motore
La sedia è composta da due fianchi e da una mensola sulla quale viene applicato il motore, al fine di permettere di avere la stessa sedia per diverse altezze motore.

Riduzione del rumore di coclea
Si prevede di realizzare una copertura di coclea di tipo ottagonale, perché sorretta come forma geometrica dagli stessi angoli di rotazione dei ventilatori. Pertanto la cabina afona ruota insieme al ventilatore, permettendo di ridurre le tipologie di cabine afone. Inoltre la cabina ottagonale è composta da una parete posteriore, lato motore ed una anteriore, che sono invertibili di 180° potendo quindi corredare due macchine gemelle di tipo RD e LG semplicemente mettendo il fonoassorbente sul lato opposto della parete e ruotando di 180° le 2 pareti stesse.
Le due pareti sono collegate da un sistema composta da perni ai vertici che sostengono i fianchetti. I perni sono in gradi di accogliere i fianchetti di chiusura.
Da qui si arriva al principio che si avranno diverse misure di ottagono le quali accoglieranno ognuna diversi diametri vicini di girante e quindi di coclea.
I perni saranno più lunghi all’aumentare della larghezza di coclea (ciò vuol dire che la medesima cabina con solo i perni diversi può risolvere tutti i ventilatori con la medesima pressione ma portate crescenti)
La riduzione del rumore della bocca di aspirazione invece avviene in questo modo; nel caso in cui la bocca sia canalizzata può non essere necessario (non è una fonte di solito importante) quindi non la si fa, e se la si fa si usano silenziatori ormai di forma nota e non oggetto di questo brevetto, ma nel caso in cui la presa di aria sia dall’ambiente diventa necessario e quindi si provvede a lasciare tutto come è cambiando solo i perni ai vertici, facendoli più lunghi essendo per la loro forma in grado di accogliere anche la trappola di rumore abbinata ai filtri. I filtri possono quindi essere montati sul fianco che si vuole a seconda della esigenza di montaggio
La riduzione del rumore della bocca di mandata, ove questa sia libera, in quanto se canalizzata vale lo stesso discorso di quella di aspirazione, si fa in modo semplificato perché si appoggia alla cassa un plenum di riduzione di forma semplice e ci si trova avvantaggiati soprattutto nel sostenerlo in modo semplice perché lo si vincola alla coclea.

Riassumendo abbiamo un trovato di forma ottagonale che ruota seguendo le diverse rotazioni del ventilatore, che può fare LG ed RD, con sedie componibili per le diverse taglie di motore e con i fianchi aumentabili semplicemente cambiando i perni ai quali si abbinano i fianchi chiusi e quelli filtranti che il cliente può decidere dove mettere in montaggio.
Praticamente si rende possibile produrre a monte delle serie di particolari che composti risolvono le varie configurazioni possibili

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