CN114856788A - 风扇护罩及送风装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种风扇护罩及送风装置，可在风扇旋转时确保在径向远离主轴的部位的风速，并且提高例如车辆行驶时的行驶风的穿过性且防止风量性能降低。风扇护罩(4)包括：护罩壁面(11)，沿着与旋转轴线正交的径向在风扇的周围扩展；以及多个通风开口部(21)，在护罩壁面(11)沿护罩壁面(11)的厚度方向贯穿形成，容许由风扇马达所生成的风通过。通风开口部(21)的风的下游侧的壁面侧开口部(21a)的宽度(Wa)较通风开口部(21)的风的上游侧的横壁侧开口部(21b)的宽度(Wb)更小。

Description

风扇护罩及送风装置
技术领域
本发明涉及一种风扇护罩(fan shroud)及送风装置。
背景技术
例如，作为搭载于车辆的散热器(radiator)等热交换器的冷却用，在所述热交换器的行进方向后方设有送风装置。送风装置包括风扇马达、安装于风扇马达的主轴的风扇、及覆盖风扇的周围的风扇护罩。风扇护罩固定于车辆。风扇马达固定于风扇护罩。作为风扇，例如可使用轴流风扇。
根据此种结构，若风扇旋转，则利用风扇叶片从较热交换器更靠行进方向前方吸入空气，风依次通过热交换器、风扇。借由这样使风通过热交换器，从而促进热交换器的冷却。
此处，此种送风装置中，虽可充分确保接近主轴的部位的风速，但越在径向远离主轴则风速越变慢。而且，在车辆行驶时风扇护罩成为壁，通过送风装置的行驶风的穿过性差。因此，公开了在风扇护罩设有穿透框部的技术。穿透框部具有容许行驶风等通过的开口。由此，可提高通过送风装置的行驶风的穿过性。而且，在风扇旋转时，可弥补在径向远离主轴的部位的风速。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]国际公开第2017/170029号
发明内容
[发明所要解决的问题]
此外，热交换器大多情况下设置于车辆的发动机室(engine room)的前部。即，依次通过热交换器、送风装置的风穿过所述送风装置而触碰发动机室内的发动机等。若由发动机反射的风逆流而通过穿透框部的开口，则有可能送风装置的风量性能降低。
因此，本发明提供一种风扇护罩及送风装置，可在风扇旋转时确保在径向远离主轴的部位的风速，并且例如提高车辆行驶时的行驶风的穿过性且防止风量性能降低。
[解决问题的技术手段]
为了解决所述问题，本发明的风扇护罩用于固定风扇马达，所述风扇马达在绕旋转轴线旋转的主轴安装有风扇，且所述风扇护罩的特征在于包括：护罩壁面，沿着与所述旋转轴线正交的径向在所述风扇的周围扩展；以及多个通风开口部，在所述护罩壁面沿所述护罩壁面的厚度方向贯穿形成，容许由所述风扇马达所生成的风通过，所述通风开口部的所述风的下游侧的开口面积较所述通风开口部的所述风的上游侧的开口面积更小。
[发明的效果]
根据本发明，可在通风开口部的上游侧与下游侧产生压力差。即，通风开口部的下游侧的压力较通风开口部的上游侧的压力更高。因此，可防止风经由通风开口部逆流。因此，可确保风扇旋转时的、在径向远离主轴的部位的风速，并且例如提高车辆行驶时的行驶风的穿过性且防止风量性能降低。
附图说明
图1为例示本发明的实施方式的车辆的发动机室的结构的立体图。
图2为从前方观看本发明的实施方式的送风装置的立体图。
图3为从后方观看本发明的实施方式的风扇护罩的立体图。
图4为沿着图3的A-A线的截面图。
图5为从前方观看本发明的实施方式的护罩壁面的一部分的放大立体图。
图6为表示通过本发明的实施方式的偏向遮板的、风的流动的说明图。
图7为表示使本发明的实施方式的风扇马达驱动时的、通过通风开口部的风的模拟结果的图。
图8为表示本发明的实施方式的车辆的行驶时的、通过通风开口部的风的模拟结果的图。
图9为从后方观看本发明的实施方式的第一变形例的风扇护罩的立体图。
图10为从后方观看本发明的实施方式的第二变形例的风扇护罩的立体图。
图11为本发明的实施方式的第四变形例的偏向遮板的沿着轴向的截面图。
图12为本发明的实施方式的第五变形例的护罩壁面的局部截面图。
[符号的说明]
1：送风装置
2：风扇马达
3：风扇
4：风扇护罩
7：主轴
11：护罩壁面
21：通风开口部
21a：壁面侧开口部
21b：横壁侧开口部
22：偏向遮板
23：倾斜壁
24：横壁
100：车辆
102：车载热交换器(热交换器)
105：发动机
C：旋转轴线
Wa、Wb：宽度
Ka、Kb：开口宽度
具体实施方式
接下来，基于附图对本发明的实施方式进行说明。
＜车辆＞
图1为例示包括送风装置1的车辆100的发动机室101的结构的立体图。此外，图1中为了容易说明，以透过车载热交换器102的状态(二点链线)表示。
送风装置1用于将车辆100的散热器或冷凝器(condenser)等车载热交换器102冷却。以下的说明中，将车辆100的行进方向前方简称为前方，将行进方向后方简称为后方，将重力方向上方简称为上方，将重力方向下方简称为下方。而且，以下的说明中，送风装置1的前方、后方、上方、下方是指在车辆100安装有送风装置1的姿势下的方向。
如图1所示，车辆100在车室前方的发动机室101内搭载有发动机105，在发动机105的前方搭载有车载热交换器102。在前后方向在车载热交换器102与发动机105之间，设有送风装置1。送风装置1与车载热交换器102的通风面(后方的面)相向，向车载热交换器102强制流通冷却风。本实施方式中，设有一个送风装置1，但送风装置1的个数不限于一个。例如，也可在车宽方向排列配置两个送风装置1。
＜送风装置＞
图2为从前方观看送风装置1的立体图。
如图2所示，送风装置1包括：风扇马达2，为驱动源；风扇3，由风扇马达2旋转驱动；以及风扇护罩4，形成送风装置1的外轮廓，固定于车载热交换器102。此外，以下的说明中，将与风扇马达2的旋转轴线C平行的方向简称为轴向，将风扇马达2的旋转方向称为圆周方向，将与轴向及圆周方向正交的方向称为径向。风扇马达2的轴向与前后方向一致。
＜风扇马达＞
风扇马达2包括罩壳5、收纳于罩壳5内的未图示的定子、及相对于定子旋转自如地设置的转子6。转子6的主轴7从罩壳5突出。在此突出的主轴7的顶端，安装有风扇3。
风扇3为所谓轴流风扇。风扇3通过驱动风扇马达2从而以经由车载热交换器102从前方抽吸空气的方式旋转。风扇3包括：有底筒状的风扇支柱8，安装于主轴7的顶端；多个(例如本实施方式中为7个)风扇叶片9，从风扇支柱8的外周面朝向径向外侧放射状地突设；以及圆筒状的环部10，将多个风扇叶片9的径向外侧连结成环状。风扇支柱8与主轴7同轴地设置。风扇支柱8向后方开口，在内侧收容有风扇马达2的罩壳5的前端部。环部10与主轴7配置于同轴上。
＜风扇护罩＞
图3为从后方观看风扇护罩4的立体图。
如图3所示，风扇护罩4由树脂形成。风扇护罩4具有在中央配置风扇马达2及风扇3并从径向外侧包围风扇3的护罩壁面11。护罩壁面11在风扇3的周围沿着车宽方向及上下方向扩展。
更具体而言，护罩壁面11以下述方式形成，即：以随着远离风扇3而稍向前方(车载热交换器102侧)倾斜的方式以裙(skirt)状扩展。从前后方向观看，护罩壁面11的外形形成为在车宽方向稍长的长方形状。利用护罩壁面11将车载热交换器102的整个后表面覆盖。即，护罩壁面11覆盖车载热交换器102的整个后表面，由此相当于将风扇3的周围与车载热交换器102之间堵塞的壁板。
从轴向(前后方向)观看，形成于护罩壁面11的中央的开口部12为圆形。在开口部12的周缘，一体成形有向后方竖起的圆筒状的环部13。在环部13的径向中央，设有从轴向观看为环状的马达安装框14。马达安装框14经由多个撑条(stay)15支撑于环部13。
在马达安装框14固定有风扇马达2的罩壳5。在此状态下，风扇马达2的主轴7向后方(发动机105侧)突出。而且，在马达安装框14，在罩壳5的底面侧安装有隔热板26。隔热板26具有将风扇马达2从发动机105隔热的作用。
在护罩壁面11的外侧缘，遍及全周一体成形有外框17。外框17从护罩壁面11的外侧缘向前方(车载热交换器102侧)突出。在外框17，朝向车宽方向外侧突出形成有安装座18。安装座18在外框17的车宽方向两外侧分别配置有各两个。安装座18用于将风扇护罩4固定于车载热交换器102。
在护罩壁面11的后表面11a，一体成形有多个肋19，此多个肋19横跨环部13的连结有撑条15的部位与安装座18。而且，在护罩壁面11的后表面11a，在由肋19与环部13包围的区域，分别形成有各一个辅肋20。这些肋19及辅肋20用于提高护罩壁面11的机械强度。
图4为沿着图3的A-A线的截面图。图5为从前方观看护罩壁面11的一部分的放大立体图。
如图3至图5所示，在护罩壁面11，隔着环部13在车宽方向两侧沿护罩壁面11的厚度方向贯穿形成有多个通风开口部21。而且，各通风开口部21与环部13配置于同心圆上，从轴向(前后方向)观看为圆弧状，且形成为在圆周方向长的狭缝状。
各通风开口部21的短边方向两侧边中，在环部13侧(径向内侧)的侧边，分别一体成形有偏向遮板22。偏向遮板22形成为百叶门状。即，偏向遮板22具有：倾斜壁23，从护罩壁面11向前方(法线方向一方)突出；横壁24，从倾斜壁23的前端向车宽方向内侧屈曲伸出；以及纵壁25，将横壁24的长边方向两端与护罩壁面11之间堵塞。
倾斜壁23以随着从护罩壁面11朝向前方而逐渐朝向车宽方向内侧的方式，相对于护罩壁面11的法线方向(相对于面方向)倾斜地伸出。横壁24与护罩壁面11大致平行。纵壁25沿着护罩壁面11的法线方向。
借由设置偏向遮板22，从而通风开口部21由面向护罩壁面11所形成的壁面侧开口部21a、及形成于在车宽方向(横壁24的短边方向、通风开口部21的短边方向)相邻的横壁24之间的横壁侧开口部21b所构成。这些壁面侧开口部21a及横壁侧开口部21b也与环部13配置于同心圆上，从轴向(前后方向)观看为圆弧状，且形成为在圆周方向长的狭缝状。
此处，将壁面侧开口部21a的短边方向的宽度设为Wa，将横壁侧开口部21b的短边方向的宽度设为Wb时，各宽度Wa、Wb满足
Wa＜Wb···(1)。
＜风扇护罩的作用＞
接下来，基于图2、图6、图7对风扇护罩4的作用进行说明。
图6为表示通过风扇护罩4的偏向遮板22的、风的流动的说明图。图6对应于所述图4。
如图2、图6所示，若使风扇马达2驱动，则风扇3以经由车载热交换器102从前方抽吸空气的方式旋转(参照图2、图3、图6的箭头Y1)。经由风扇3在环部13内通过的风向发动机室101(参照图1)流动(参照图2、图3的箭头Y2)。
另一方面，由风扇3抽吸的风也通过护罩壁面11的通风开口部21。此时，通过通风开口部21的风的方向因偏向遮板22而改变。即，偏向遮板22具有随着从护罩壁面11朝向前方而逐渐朝向车宽方向内侧的倾斜壁23、及从倾斜壁23的前端向车宽方向内侧屈曲伸出的横壁24。因此，形成随着朝向风的下游而相对于前后方向逐渐朝向车宽方向外侧的、风的流路。因此，经由通风开口部21向后方穿过的风的方向朝车宽方向外侧偏向(图2、图3、图6的箭头Y3)。
更具体而言，通风开口部21及偏向遮板22与环部13配置于同心圆上，从轴向(前后方向)观看为圆弧状，且形成为在圆周方向长的狭缝状。因此，经由通风开口部21向后方穿过的风的方向成为以环部13为中心沿径向扩展的放射状。
而且，通风开口部21由面向护罩壁面11所形成的壁面侧开口部21a、及形成于护罩壁面11的前方的横壁侧开口部21b所构成。因此，风通过横壁侧开口部21b，然后通过壁面侧开口部21a，向后方(发动机室101内)流动。
此处，壁面侧开口部21a的短边方向的宽度Wa、及横壁侧开口部21b的短边方向的宽度Wb满足所述式(1)。即，通风开口部21中位于风的下游侧的壁面侧开口部21a的开口面积较通风开口部21中位于风的上游侧的横壁侧开口部21b的开口面积更小。其结果为，相较于横壁侧开口部21b处的风压(风的上游侧的风压)，壁面侧开口部21a处的风压(风的下游侧的风压)变高。
此外，经由送风装置1向后方流动的风由发动机室101内的零件(例如发动机105等)反射。然后，所述风欲经由通风开口部21向前方逆流。但是，在通风开口部21的风的上游侧与下游侧产生压力差。即，对于通风开口部21而言，成为所述通风开口部21的风的下游侧的壁面侧开口部21a处的风压，较成为风的上游侧的横壁侧开口部21b处的风压更高。利用所述压力差、及成为风的下游侧的壁面侧开口部21a处的风压高这一情况，来阻止风经由通风开口部21逆流。
图7为表示使风扇马达2驱动时的、通过通风开口部21的风的模拟结果的图。图7中，线L相当于车载热交换器102的后表面。即，图7中，上部为前方(车载热交换器102侧)，下部为发动机105侧。
如图7所示，可确认经由通风开口部21的风的逆流受到阻止。
而且，在车辆100的行驶时，由于在护罩壁面11形成有通风开口部21，因而行驶风经由通风开口部21从前方朝向后方顺利通过。此时，利用偏向遮板22，经由通风开口部21向后方穿过的风的方向成为车宽方向外侧。因此，可抑制风触碰发动机室101内的、不欲使风触碰的零件等。
图8为表示车辆100的行驶时的、通过通风开口部21的风的模拟结果的图。图8对应于图7。
如图8所示，可确认在车辆100的行驶时，行驶风经由通风开口部21从前方朝向后方顺利通过。而且，可确认下述情况受到阻止，即：行驶风触碰发动机室101内的零件，或风经由通风开口部21逆流。
如此，所述实施方式的风扇护罩4包括在风扇3的周围扩展的护罩壁面11、及在护罩壁面11沿护罩壁面11的厚度方向贯穿形成的通风开口部21。通风开口部21中位于风的下游侧的壁面侧开口部21a的开口面积较通风开口部21中位于风的上游侧的横壁侧开口部21b的开口面积更小。因此，可在通风开口部21的风的上游侧与下游侧产生压力差。即，通风开口部21的风的下游侧的壁面侧开口部21a的压力较通风开口部21的风的上游侧的横壁侧开口部21b的压力更高。因此，可防止风经由通风开口部21逆流。因此，可确保风扇3的旋转时的、在径向远离主轴7的部位的风速，并且提高车辆100的行驶时的行驶风的穿过性且防止风量性能降低。
而且，在各通风开口部21的短边方向两侧边中，在环部13侧(径向内侧)的侧边一体成形偏向遮板22，由此形成壁面侧开口部21a及横壁侧开口部21b。另外，使壁面侧开口部21a的短边方向的宽度Wa与横壁侧开口部21b的短边方向的宽度Wb满足所述式(1)。因此，可容易地产生通风开口部21的风的上游侧与下游侧的压力差。而且，可利用偏向遮板22使通过通风开口部21的风的风向任意偏向，可利用此经偏向的风来控制送风装置1的后方的零件(发动机105等)的冷却效果。
偏向遮板22具有从护罩壁面11向前方突出的倾斜壁23、从倾斜壁23的前端向车宽方向内侧屈曲伸出的横壁24、及将横壁24的长边方向两端与护罩壁面11之间堵塞的纵壁25。可利用此种偏向遮板22，可靠地形成相对于前后方向朝向车宽方向外侧的风的流路。因此，可利用偏向遮板22使通过通风开口部21的风的风向更可靠地偏向。
倾斜壁23从护罩壁面11向前方(法线方向一方)突出。因此，在风的上游侧，欲通过通风开口部21的风首先触碰倾斜壁23而向通风开口部21内流入。因此，可使通过通风开口部21的风的风向可靠地偏向。
尤其如所述实施方式那样在前后方向设于车载热交换器102与发动机105之间的送风装置1中，能可靠地防止由发动机105等反射的风逆流而通过通风开口部21。因此，可提供下述送风装置1，即：可确保风扇3的旋转时的、在径向远离主轴7的部位的风速，并且提高行驶风的穿过性且防止风量性能降低。
此外，所述实施方式中，对下述情况进行了说明，即：通风开口部21与环部13配置于同心圆上，从轴向(前后方向)观看为圆弧状，且形成为在圆周方向长的狭缝状。但是不限于此，通风开口部21的形状可进行各种变更。例如，以下举出变形例进行说明。
[第一变形例]
＜风扇护罩＞
图9为从后方观看第一变形例的风扇护罩4的立体图。图9对应于所述图3。
如图9所示，将通风开口部21为形成在车宽方向长的狭缝状。此时，将多个通风开口部21沿上下方向排列配置。此处，在各通风开口部21中配置于上半部分的通风开口部21，以通过通风开口部21后的风向朝向上方的方式形成有偏向遮板22。另一方面，在各通风开口部21中配置于下半部分的通风开口部21，以通过通风开口部21后的风向朝向下方的方式形成有偏向遮板22。
即便在这样构成的情况下，也可发挥与所述实施方式相同的效果。而且，也可增加基于偏向遮板22的、通过通风开口部21的风的风向的变化。
[第二变形例]
＜风扇护罩＞
图10为从后方观看第二变形例的风扇护罩4的立体图。图10对应于所述图3。
如图10所示，也可将通风开口部21形成为在上下方向长的狭缝状。此时，将多个通风开口部21沿车宽方向排列配置。根据此种结构，通过通风开口部21后的风朝向车宽方向外侧。
因此，根据所述第二变形例，可发挥与所述实施方式相同的效果。而且，可增加基于偏向遮板22的、通过通风开口部21的风的风向的变化。
[第三变形例]
而且，所述实施方式中，对下述情况进行了说明，即：偏向遮板22具有从护罩壁面11向前方(法线方向一方)突出的倾斜壁23、从倾斜壁23的前端向车宽方向内侧屈曲伸出的横壁24、及将横壁24的长边方向两端与护罩壁面11之间堵塞的纵壁25。进而，对下述情况进行了说明，即：倾斜壁23以随着从护罩壁面11朝向前方而逐渐朝向车宽方向内侧的方式，相对于护罩壁面11的法线方向(相对于面方向)倾斜地伸出。但是，不限于此，也可使倾斜壁23从护罩壁面11向后方突出。
此时，使倾斜壁23以随着从护罩壁面11朝向后方而逐渐朝向车宽方向外侧的方式伸出。由此，经由通风开口部21向后方穿过的风的方向成为车宽方向外侧。
而且，此时通风开口部21中，壁面侧开口部21a位于风的上游侧，横壁侧开口部21b位于风的下游侧。因此，壁面侧开口部21a的短边方向的宽度Wa、及横壁侧开口部21b的短边方向的宽度Wb满足
Wa＞Wb···(2)。
通过这样构成，从而可阻止经由通风开口部21的风的逆流。
[第四变形例]
而且，也可如以下那样形成偏向遮板22。
图11为第四变形例的偏向遮板22的沿着轴向的截面图。
如图11所示，也可仅由倾斜壁23构成偏向遮板22。也可不形成横壁24(参照图4)。即便在这样构成的情况下，也可通过使壁面侧开口部21a的短边方向的宽度Wa、及横壁侧开口部21b的短边方向的宽度Wb满足所述式(1)，从而发挥与所述实施方式相同的效果。
[第五变形例]
图12为第五变形例的护罩壁面11的局部截面图。
所述实施方式中，对下述情况进行了说明，即：在通风开口部21一体成形偏向遮板22，使壁面侧开口部21a的短边方向的宽度Wa、及横壁侧开口部21b的短边方向的宽度Wb满足所述式(1)，由此使通风开口部21的风的下游侧的风压较风的上游侧的风压更高。
然而，不限于此，也可如图12所示，在通风开口部21的截面形状中，使风的下游侧的开口宽度Ka较风的上游侧的开口宽度Kb更小。通过这样构成，从而可发挥与所述实施方式相同的效果。
[第六变形例]
所述实施方式中，对将通风开口部21形成为在一个方向(圆周方向、上下方向及车宽方向的任一个)长的狭缝状的情况进行了说明。但是，不限于此，通风开口部21可设为各种形状。例如，也可将通风开口部21形成为从前后方向(轴向)观看为圆形状，且在护罩壁面11上配置多个所述通风开口部21。
即便在这样构成的情况下，也可通过如所述第五变形例那样使通风开口部21的风的下游侧的开口面积较风的上游侧的开口面积更小，从而发挥与所述实施方式相同的效果。通风开口部21的开口面积的大小设为在护罩壁面11的前后的面产生风压的压力差的大小。
此外，本发明不限于所述实施方式，包含在不偏离本发明主旨的范围内对所述实施方式加以各种变更而得的实施方式。
例如，所述实施方式中，对送风装置1用于将车辆100的车载热交换器102等冷却的情况进行了说明。但是，不限于此，也可使用送风装置1作为各种冷却装置。

Claims (5)

1.一种风扇护罩，用于固定风扇马达，所述风扇马达在绕旋转轴线旋转的主轴安装有风扇，所述风扇护罩的特征在于包括：
护罩壁面，沿着与所述旋转轴线正交的径向在所述风扇的周围扩展；以及
多个通风开口部，在所述护罩壁面沿所述护罩壁面的厚度方向贯穿形成，容许由所述风扇马达所生成的风通过，
所述通风开口部的所述风的下游侧的开口面积较所述通风开口部的所述风的上游侧的开口面积更小。
2.根据权利要求1所述的风扇护罩，其特征在于，
从所述旋转轴线的方向观看，所述通风开口部形成为在一方向长的狭缝状，
所述风扇护罩具有：偏向遮板，从所述旋转轴线的方向观看而沿着多个所述通风开口部的长边方向分别设置，向一定的方向引导所述风，
关于在所述通风开口部的短边方向邻接的、所述偏向遮板的间隔，所述风的下游侧的宽度较所述风的上游侧的宽度更小。
3.根据权利要求2所述的风扇护罩，其特征在于，
各所述偏向遮板具有：
倾斜壁，朝向所述护罩壁面的法线方向一方，且沿着与所述护罩壁面的面方向交叉的方向倾斜地突出；以及
横壁，从所述倾斜壁的与所述护罩壁面相反的侧端沿着所述护罩壁面的面方向分别向相同方向突出，
所述通风开口部具有：
壁面侧开口部，形成于所述护罩壁面；以及
横壁侧开口部，形成于邻接的所述横壁间，
在所述通风开口部的短边方向，所述壁面侧开口部与所述横壁侧开口部中，位于所述风的下游侧的开口部的宽度较位于所述风的上游侧的开口部的宽度更小。
4.根据权利要求3所述的风扇护罩，其特征在于，
所述倾斜壁从所述护罩壁面朝向所述风的上游侧突出，
所述壁面侧开口部的所述宽度较所述横壁侧开口部的所述宽度更小。
5.一种送风装置，包括：
根据权利要求1至4中任一项所述的风扇护罩，安装于车辆，所述车辆具有热交换器、及配置于较所述热交换器更靠后方的发动机；以及
所述风扇马达，固定于所述风扇护罩，且
利用所述风将所述热交换器冷却，并且所述送风装置的特征在于，
在所述热交换器与所述发动机之间，配置有所述风扇护罩。
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