JP2015155681A

JP2015155681A - 送風装置

Info

Publication number: JP2015155681A
Application number: JP2014031517A
Authority: JP
Inventors: 俊勝近藤; Toshikatsu Kondo; 神谷　洋平; Yohei Kamiya; 洋平神谷; 勝神谷; Masaru Kamiya; 猛宮本; Takeshi Miyamoto; 昌史松川; Masashi Matsukawa; 功近藤; Isao Kondo; 伊藤　隆; Takashi Ito; 伊藤　　隆; 竹内　和宏; Kazuhiro Takeuchi; 和宏竹内
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2014-02-21
Filing date: 2014-02-21
Publication date: 2015-08-27
Also published as: EP3109482A4; EP3109482A1; US10495114B2; WO2015125486A1; CN106062378A; CA2940270A1; KR20160089476A; KR101833277B1; US20160333893A1; MX375914B; CA2940270C; MX2016009574A

Abstract

【課題】騒音を低減することができる送風装置を提供する。【解決手段】送風ファン４０は、回転中心に設けられるボス部４１から放射状に延びるとともに、回転方向に相互に離間して配設された複数のブレード４２と、複数のブレード４２の外周端部同士を周状に接続するリング部４３とを有しており、リング部４３における空気流れ上流側端部４５は、空気流れ上流側に向かうにつれて送風ファン４０における回転軸の径方向の外側に位置するように構成されている。【選択図】図３

Description

本発明は、ラジエータ等の熱交換器に空気を送風する送風装置に関するものである。

従来、ラジエータに空気を供給する軸流ファンと、軸流ファンを保持するとともにラジエータから軸流ファンに至る空気通路を形成するシュラウドとを備える送風装置が知られている。このような送風装置において、シュラウドは、軸流ファンに吸込される空気の吸込口部と、軸流ファンから空気を吹き出す吹出口部と有している。

ところで、このような送風装置の軸流ファンとして、複数のブレードの外周端部同士を周状に接続するリング部を有する軸流リングファンが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特表平４−５０３３９２号公報

上記特許文献１に記載の軸流リングファンを備える送風装置では、軸流ファンから吹き出された空気の一部が、軸流ファンのリング部とシュラウドの吹出口部との隙間（チップ隙間）に流入する逆流が生じる。このため、ブレードの空気流れ上流側端面近傍において、チップ隙間から流出した逆流空気の流れが渦を形成し、この渦に送風ファンに吸い込まれる吸込空気の流れが衝突すると、吸込空気の流れが乱れてしまう。そして、流れが乱れた状態で吸込空気が送風ファンに吸い込まれることで、騒音が増大するという問題がある。

本発明は上記点に鑑みて、騒音を低減することができる送風装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、回転駆動されて空気流を発生する軸流式の送風ファン（４０）と、送風ファン（４０）に吸込される空気の吸込口部（３２）と、送風ファン（４０）から空気を吹き出す吹出口部（３１）とが形成されたシュラウド（３０）とを備える送風装置において、送風ファン（４０）は、回転中心に設けられるボス部（４１）から放射状に延びるとともに、回転方向に相互に離間して配設された複数のブレード（４２）と、複数のブレード（４２）の外周端部同士を周状に接続するリング部（４３）とを有しており、リング部（４３）における空気流れ上流側端部（４５）は、空気流れ上流側に向かうにつれて送風ファン（４０）における回転軸の径方向の外側に位置するように構成されていることを特徴とする。

これによれば、リング部（４３）における空気流れ上流側端部（４５）を、空気流れ上流側に向かうにつれて送風ファン（４０）における回転軸の径方向の外側に位置するように構成することで、送風ファン（４０）の吹出空気流れ（主流）に対して逆流する空気が、送風ファン（４０）のリング部（４３）とシュラウド（３０）の吹出口部（３１）とのクリアランス（６１）から流出する際の流れを整流することができる。このため、ブレード（４２）の空気流れ上流側端面近傍において、逆流空気流れの渦の発生を抑制でき、送風ファン（４０）の吸込空気流れと逆流空気流れの渦との干渉を抑制できる。これにより、送風ファン（４０）の吸込空気と逆流空気とが干渉することによる騒音を低減できる。

なお、本発明における「リング部（４３）における空気流れ上流側端部（４５）は、空気流れ上流側に向かうにつれて送風ファン（４０）における回転軸の径方向の外側に位置するように構成されている」とは、リング部（４３）における空気流れ上流側端部（４５）の全域が、空気流れ上流側に向かうにつれて回転軸の径方向の外側に位置するように構成されていることのみ含む意味するものではなく、リング部（４３）における空気流れ上流側端部（４５）の一部が、空気流れ上流側に向かうにつれて回転軸の径方向の外側に位置するように構成されていることをも含む意味のものである。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

第１実施形態に係る送風装置を示す平面図である。第１実施形態に係る送風装置を円筒部側からみた正面図である。図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。第２実施形態に係る送風装置の要部を示す断面図である。第３実施形態に係る送風装置の要部を示す断面図である。他の実施形態（１）に係る送風装置の要部を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について図面を参照して説明する。図１、図２および図３に示すように、本実施形態で示される送風装置は、自動車の冷媒放熱器１０およびラジエータ２０の冷却に用いられる送風装置として構成されたものである。送風装置は、シュラウド３０と、送風ファン４０と、モータ５０と、を備えて構成されている。

冷媒放熱器１０は、図示しない冷凍サイクル内を循環する冷媒と外気とを熱交換して冷媒を冷却する熱交換器である。ラジエータ２０は、エンジン冷却水と外気とを熱交換してエンジン冷却水を冷却する熱交換器である。冷媒放熱器１０およびラジエータ２０の外形は、平面視、すなわち空気流れ方向から見て矩形状（本実施形態では略長方形状）となっている。

冷媒放熱器１０は、ラジエータ２０の車両前方側すなわち空気流れ上流側に配置されている。冷媒放熱器１０及びラジエータ２０は連結されて一体化されている。

シュラウド３０は、樹脂製（例えば、ガラス繊維入りポリプロピレン）であって、モータ５０を保持するとともに、送風ファン４０により誘起される空気流が冷媒放熱器１０およびラジエータ２０に流れるように空気流をガイドする部品である。シュラウド３０は、ラジエータ２０の車両後方側すなわち空気流れ下流側に配置されている。

シュラウド３０は、環状（円筒状）に形成されるとともに送風ファン４０の外周を覆うように構成された円筒部３１と、ラジエータ２０の空気流れ下流側の空間を円筒部３１まで滑らかな流路によって接続する平面部３２とを有している。本実施形態において、平面部３２が、送風ファン４０に吸込される空気の吸込口部を構成しており、円筒部３１が、送風ファン４０から空気を吹き出す吹出口部を構成している。

平面部３２は、ラジエータ２０の背面すなわちラジエータ２０の車両後方側の面を覆っている。平面部３２は円筒部３１と連通する筒状になっていると共に、外部とも連通している。

また、円筒部３１の平面形状は円形になっている。一方、シュラウド３０の平面形状は矩形である。すなわち、シュラウド３０の外周縁部３００の平面形状が矩形状になっている。また、平面部３２の開口面積は、円筒部３１の開口面積より大きい。

送風ファン４０は、空気を送風する軸流式の送風ファンであり、回転軸を中心に回転するように構成されている。送風ファン４０は、回転中心に設けられるボス部４１から放射状に延びるとともに回転方向に相互に離間して配設された複数のブレード４２と、複数のブレード４２の外周端部同士を周状に接続するリング部４３とを有している。

送風ファン４０はシュラウド３０の円筒部３１の中空部分に配置されている。リング部４３の外周面と円筒部３１の内周面との間には、クリアランス６１が形成されている。これにより、送風ファン４０は、円筒部３１内において円筒部３１と接触することなく回転可能となっている。

モータ５０は、送風ファン４０に回転動力を与える電動機であり、モータシャフト（図示せず）を有している。モータ５０は、シュラウド３０の円筒部３１に設けられた複数のモータステー３３によって支持されている。そして、モータ５０はモータシャフトを回転させることにより送風ファン４０を回転させ、送風ファン４０の軸線方向すなわち回転軸の軸方向に空気流を発生させる。以上が、送風装置の全体構成である。

次に、シュラウド３０の円筒部３１および送風ファン４０の詳細な形状について説明する。

図３に示すように、リング部４３の空気流れ上流側の端部には、回転軸の径方向外側に向かって延びるツバ部４４が接続されている。本実施形態では、ツバ部４４は、空気流れ方向に対して直交するように構成されている。ツバ部４４は、リング部４３と一体に形成されている。このため、ツバ部４４は、リング部４３の一部を構成している。シュラウド３０の円筒部３１は、リング部４３におけるツバ部４４以外の部位と略平行に形成されている。

リング部４３における空気流れ上流側端部は、空気流れ上流側に向かうにつれて回転軸の径方向の外側に位置するように構成されている。具体的には、リング部４３のツバ部４４における空気流れ上流側端部４５（すなわち、回転軸の径方向外側端部）は、空気流れ上流側に向かうにつれて回転軸の径方向の外側に位置するように構成されている。換言すると、リング部４３のツバ部４４における空気流れ上流側端部４５は、回転軸の空気流れ下流側から上流側に向かって回転軸から遠ざかるように構成されている。

本実施形態では、リング部４３のツバ部４４における空気流れ上流側端部４５は、回転軸の周方向（図３の紙面垂直方向）から見たときに、回転軸の径方向外側に向けて凸となる断面円弧状に形成されている。

以上説明したように、リング部４３のツバ部４４における空気流れ上流側端部４５を、空気流れ上流側に向かうにつれて回転軸の径方向の外側に位置するように構成することで、送風ファン４０の吹出空気流れ（主流）に対して逆流する空気が、送風ファン４０のリング部４３とシュラウド３０の円筒部３１とのクリアランス６１から流出する際の流れを整流することができる。このため、ブレード４２の空気流れ上流側端面近傍において、逆流空気流れの渦の発生を抑制でき、送風ファン４０の吸込空気流れと逆流空気流れの渦との干渉を抑制できる。これにより、送風ファン４０の吸込空気と逆流空気とが干渉することによる騒音を低減できる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図４に基づいて説明する。本第２実施形態は、上記第１実施形態と比較して、リング部４３のツバ部４４における空気流れ上流側端部４５の形状が異なるものである。

図４に示すように、本第２実施形態では、リング部４３のツバ部４４における空気流れ上流側端部４５は、空気流れ上流側に向かうにつれて回転軸の径方向の外側に直線的に傾斜するように構成されている。すなわち、リング部４３のツバ部４４における空気流れ上流側端部４５は、空気流れ下流側から上流側に向かって直線的に回転軸までの距離が拡大するように構成されている。

本実施形態によれば、送風ファン４０のリング部４３とシュラウド３０の円筒部３１とのクリアランス６１から流出する逆流空気流れを整流することができるので、上記第１実施形態と同様の効果を得ることが可能となる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について図５に基づいて説明する。本第３実施形態は、上記第１実施形態と比較して、リング部４３のツバ部４４における空気流れ上流側端部４５の形状が異なるものである。

図５に示すように、本第３実施形態では、リング部４３のツバ部４４における空気流れ上流側端部４５は、空気流れ下流側から上流側に向かって段階的に回転軸から遠ざかるように、回転軸の周方向から見た断面形状が階段状となっている。本実施形態によれば、送風ファン４０のリング部４３とシュラウド３０の円筒部３１とのクリアランス６１から流出する逆流空気流れを整流することができるので、上記第１実施形態と同様の効果を得ることが可能となる。

（他の実施形態）
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、以下のように種々変形可能である。

（１）上記各実施形態では、リング部４３の空気流れ上流側端部４５の全域を、空気流れ上流側に向かうにつれて回転軸の径方向の外側に位置するように構成した例について説明したが、これに限定されない。例えば、図６に示すように、リング部４３の空気流れ上流側端部４５の一部を、空気流れ上流側に向かうにつれて回転軸の径方向の外側に位置するように構成してもよい。

（２）上記各実施形態では、リング部４３のツバ部４４を、空気流れ方向に対して直交するように構成した例について説明したが、これに限らず、リング部４３のツバ部４４を、空気流れ方向に対して傾斜させてもよい。

（３）上記各実施形態同士は、実施可能な範囲で適宜組み合わせてもよい。

（４）上記各実施形態では、本発明の送風装置を、自動車の冷媒放熱器１０及びラジエータ２０の冷却に用いられる送風装置として構成した例について説明したが、これは一例である。すなわち、上記で示した構成に限定されることなく、本発明を実現できる他の構成とすることもできる。例えば、送風装置は少なくともシュラウド３０と送風ファン４０とを備えた構成でもよい。

３０シュラウド
３１円筒部（吹出口部）
３２平面部（吸込口部）
４０送風ファン
４２ブレード
４３リング部

Claims

回転駆動されて空気流を発生する軸流式の送風ファン（４０）と、
前記送風ファン（４０）に吸込される空気の吸込口部（３２）と、前記送風ファン（４０）から空気を吹き出す吹出口部（３１）とが形成されたシュラウド（３０）とを備える送風装置であって、
前記送風ファン（４０）は、
回転中心に設けられるボス部（４１）から放射状に延びるとともに、回転方向に相互に離間して配設された複数のブレード（４２）と、
前記複数のブレード（４２）の外周端部同士を周状に接続するリング部（４３）とを有しており、
前記リング部（４３）における空気流れ上流側端部（４５）は、空気流れ上流側に向かうにつれて前記送風ファン（４０）における回転軸の径方向の外側に位置するように構成されていることを特徴とする送風装置。
前記リング部（４３）における空気流れ上流側端部（４５）は、前記回転軸の周方向から見たときに、前記回転軸の径方向の外側に向けて凸となる断面円弧状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の送風装置。
前記リング部（４３）における空気流れ上流側端部（４５）は、空気流れ上流側に向かうにつれて前記回転軸の径方向の外側に直線的に傾斜するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の送風装置。
前記リング部（４３）の空気流れ上流側の端部には、前記回転軸の径方向外側に向かって延びるツバ部（４４）が接続されており、
前記ツバ部（４４）におけるにおける空気流れ上流側端部（４５）は、空気流れ上流側に向かうにつれて前記送風ファン（４０）における回転軸の径方向の外側に位置するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の送風装置。