CN1938502B

CN1938502B - 冷却装置

Info

Publication number: CN1938502B
Application number: CN2005800097561A
Authority: CN
Inventors: 坪田晴弘
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2004-04-05
Filing date: 2005-03-31
Publication date: 2011-06-15
Anticipated expiration: 2025-03-31
Also published as: JPWO2005098213A1; GB0619613D0; US20070160468A1; WO2005098213A1; KR20070007123A; KR100824660B1; CN1938502A; GB2427899A; GB2427899B; JP4562726B2

Abstract

本发明目的在于提供一种能够简单地组装，而且能够可靠地防止逆流从而使冷却效率提高的冷却装置，该冷却装置具备：具有多个叶片的轴流风扇；驱动该轴流风扇的动力源；设置在叶片的外缘部的筒状风扇环；在该风扇环的大致整周突出到外周方向的突出部；配置于轴流风扇和被冷却物体之间的管套；使与风扇环的外周面的距离可变且固定于管套上，并且在圆周方向被分割为多个的调整板。

Description

冷却装置

技术领域

本发明涉及一种使用轴流风扇冷却被冷却物体的冷却装置。

背景技术

一直以来，作为使用轴流风扇冷却被冷却物体的冷却装置，公知的有例如专利文献1公开的发动机冷却装置(下面，称作“第一现有装置”。)

图10表示第一现有装置的侧面剖面图。在该第一现有装置中，在发动机101的图10中左侧面，旋转自如地安装着在前端装配有轴流风扇102的旋转轴103。该轴流风扇102通过来自发动机101的输出轴104的动力经由带105旋转驱动，将冷却风输送给处于对置位置的散热器106而冷却该散热器106。还有，在下面的说明中，将轴流风扇102的旋转轴103的长度方向称为轴向。

在所述轴流风扇102的叶片107的外周端安装有被称作风扇环108的筒状部件。该风扇环108在轴向两端部具备在整周朝向外周侧突出的突出部108A、108B，由此，截面形状成为朝向外周侧开放的大致U字状。

另一方面，在散热器106上通过未图示的螺栓固定着引导轴流风扇102和散热器106之间的冷却风的管套109。该管套109的轴流风扇102侧的端部朝向风扇环108的外周部弯折，在其端缘具有圆形开口部110。

所述圆形开口部110的缘部进入风扇环108的突出部108A、108B之间，由此，该缘部和风扇环108的突出部108A、108B形成迷宫式密封圈结构。这样一来，防止冷却风在轴流风扇102的外侧沿轴向逆流，从而使冷却风的风量增加。

另一方面，作为其它现有技术，有专利文献2公开的冷却装置(下面，称作“第二现有装置”。)。

图11表示第二现有装置的侧面剖面图。在该第二现有装置中，在轴流风扇102的叶片107的外周部安装有与如图10所示的第一现有装置同样的、截面为U字状的风扇环108。还有，在图11中，对与图10共用的部分标注相同的符号。

另外，在轴流风扇102和散热器106之间安装有管套109，在管套109的轴流风扇102侧的端部螺栓结合有筒状体111。在该筒状体111的内侧突设有反拉深片112，该反拉深片112的缘部和风扇环108的突出部108A、108B形成迷宫式密封圈结构，由此，防止冷却风在轴流风扇102外侧逆流。

专利文献1：日本特开2002-54441号公报

专利文献2：日本特开2002-106489号公报

但是，在所述现有技术中，存在下面所述的问题。首先，在第一现有装置中，由于管套109的轴流风扇102侧的端部装入风扇环108的突出部108A、108B之间，因此，在组装时，首先，将轴流风扇102相对于散热器106进行定位，然后，将分割式管套109通过未图示的螺栓固定在散热器106上，并调整管套109的轴流风扇102侧的端部和风扇环108之间的距离。

此时，为了使轴流风扇102的风量分布均匀化，需要将管套109的轴流风扇102侧的端部和风扇环108之间的距离，在沿风扇环108的外周部113的方向(下面，称作“圆周方向”)上调整到大致均匀。在此，为了移动轴流风扇102的位置，必须移动支承该轴流风扇102的发动机101，但是，由于发动机101大且重，因此有如下的问题：使管套109的圆形开口部110的中心和轴流风扇102的中心对合是极其困难的。这在具有大的发动机的建筑机械等中是特别显著的。

另一方面，在所述第二现有装置中，由于将筒状体111的反拉深片112装入风扇环108的突出部108A、108B之间，因此如专利文献2的记载所述，组装作业是极其困难的。鉴于这一点，在专利文献2的发明中，改变了风扇环108的突出部108A、108B的突出高度而使组装容易，但其结果是，产生了如下的问题：防止冷却风逆流这一效果减弱。

发明内容

本发明正是鉴于上述问题而作出的，其目的在于提供一种能够简单地组装，而且能够可靠地防止冷却风的逆流从而使冷却效率提高的冷却装置。

为实现上述目的，本发明提供一种冷却装置，其特征在于，具备：

(a)具有多个叶片的轴流风扇；

(b)驱动该轴流风扇的动力源；

(c)设置在所述叶片的外缘部的筒状风扇环；

(d)在该风扇环的大致整周突出到外周方向的突出部；

(e)配置于所述轴流风扇和被冷却物体之间的管套；

(f)使与所述风扇环的外周面的距离可变且固定于所述管套上，并且在圆周方向分割为多个的调整板。

在本发明中，可设所述调整板的截面形状为L字状或T字状。

另外，所述突出部至少设置为两个，所述调整板的内周部在轴流风扇的轴向优选配置为位于所述突出部中的任意两个之间。

另外，也可以将所述调整板的内周部形成为二股状，所述突出部配置为位于在该二股部分的中间部。

在本发明中，在所述轴流风扇的正视下，优选所述调整板配置为与所述风扇环的突出部重叠。

(发明效果)

根据本发明，由于在圆周方向被分割为多个的调整板固定在管套上，所以调整管套和风扇环的间隙时能够微调整，从而能够容易地进行调整。另外，由于调整板被分割，所以组装容易，而且由于能够调整每个被分割的调整板与风扇环的间隙，因此也能容易地进行间隙调整。

另外，通过将调整板的截面形状制成L字状或T字状，可以使该调整板具有足够强度。进而由于调整板面向风扇环的部位成为平面，因此防止逆流的效果增大。另外，在L字状的结构中，由于能够通过弯折平坦的板而形成L字状，因此不需要焊接，结构简单。

另外，如果将调整板配置为与风扇环的突出部重叠，则更不易在调整板和风扇环之间产生冷却风的逆流。

附图说明

图1是本发明第一实施方式的冷却装置的侧面剖面图；

图2是图1的A-A剖面图；

图3是第一实施方式的冷却装置的风扇环附近的详细剖面图；

图4是本发明第二实施方式的冷却装置的侧面剖面图；

图5是第二实施方式的冷却装置的风扇环附近的详细剖面图；

图6是本发明第三实施方式的冷却装置的风扇环附近的详细剖面图；

图7是本发明第四实施方式的冷却装置的风扇环附近的详细剖面图；

图8是本发明第五实施方式的冷却装置的风扇环附近的详细剖面图；

图9是本发明第六实施方式的冷却装置的风扇环附近的详细剖面图；

图10是第一现有装置的侧面剖面图；

图11是第二现有装置的侧面剖面图。

图中，11-发动机；12-轴流风扇；13-散热器；14A、14B-带轮；15-风扇环；16A、16B、16C-突出部；17-管套；18-带；19-旋转轴；20-筒状体；22-叶片；23-调整板；24-安装螺栓；25-输出轴；26-圆形开口部；27-内周部；28-大孔；29-螺纹孔；30-垫圈；31-空间；32-外周部；33-矩形开口部。

具体实施方式

下面，参照附图说明本发明的冷却装置的具体实施方式。

第一实施方式

图1表示本发明第一实施方式的冷却装置的侧面剖面图，图2表示图1的A-A剖面图。还有，图3表示第一实施方式的冷却装置的风扇环附近的详细剖面图。

在本实施方式的冷却装置10中，在发动机11的图1中左侧面，在前端装配了具有多个叶片22的轴流风扇12的旋转轴19的一端部被旋转自如地安装。在旋转轴19的大致中央部安装着带轮14B，在该带轮14B和发动机11的输出轴25的前端部安装的带轮14A之间挂设有带18。这样一来，发动机11作为动力源，通过来自其输出轴25的动力旋转驱动轴流风扇12，在图1中朝右产生冷却风。还有，在下面的说明中，将轴流风扇12的旋转轴19的长度方向(在图1中的左右方向)称为轴向，将沿轴流风扇12的直径的方向称为径向。

在所述轴流风扇12的叶片22的外周端，安装有被称作风扇环15的筒状部件，使得其在整周包围该叶片22。该风扇环15在轴向两端部具有在整周朝向外周侧突出的突出部16A、16B，由此，截面形状成为朝向外周侧开放的大致U字状。

在此，作为轴流风扇12的材质，例如优选塑料，优选通过注塑成形等与叶片22及风扇环15一同一体地制造。或者，也可以使用铝或其合金等。

在挟着轴流风扇12与发动机11对置的位置，作为被冷却物体的散热器13设置在与发动机11不同的未图示的支架上。在该散热器13的靠轴流风扇12侧固定有引导冷却风的管套17。

如图1、图2所示，所述管套17在散热器13侧具有与散热器13的形状一致的例如四边形的矩形开口部33。另外，所述管套17的轴流风扇12侧的端部朝向风扇环15的外周部弯折，且在其端缘具有圆形开口部26。

另外，在所述管套17的轴流风扇12侧的端部通过安装螺栓24及垫圈30固定有圆弧状的调整板23。如后所述，调整板23的内周部(内周缘)27的直径比圆形开口部26的直径小。另外，如图2所示，所述调整板23为在圆周方向分割成两块的结构，从而相对管套17互相独立地装拆自如。

如图2、图3所示，在所述调整板23上沿圆周方向大致等间隔地设置有大孔(长孔)28。另一方面，在管套17的轴流风扇12侧的端部，在圆周方向与大孔28对应的位置设有螺纹孔29(参照图3)。这样一来，通过将穿过了垫圈30的安装螺栓24穿过大孔28螺纹拧入螺纹孔29内，而将调整板23固定在管套17上。

当这样固定调整板23时，如图3所示，该调整板23在轴向处于到达在轴流风扇12的叶片22的外周部装配的风扇环15的突出部16A、16B之间的状态。

另外，图3中，如果设调整板23的内周部27的直径为φD1，管套17的圆形开口部26的直径为φD2，则如上所述φD1＜φD2。而且，如果设风扇环15的散热器13侧的突出部16A的外径为φd1，风扇环15的发动机11侧的突出部16B的外径为φd2，则φD1＜φd1，φd2＜φD2。还有，尽管多为φd1＝φd2的情况，但只要φD1＜φd1，φd2＜φD2，则也可以d1≠φd2。

本实施方式的冷却装置10如以上那样构成，在拆下轴流风扇12时，首先将在圆周方向分割为两块结构的调整板23从管套17上取下。由此，由于在轴流风扇12和管套17之间产生大的间隙，因此能够将轴流风扇12容易地拆下。另一方面，安装时也是同样的，以在轴流风扇12和管套17之间有大的间隙的状态，安装轴流风扇12，之后，将上下调整板23分别安装在管套17上。另外，关于安装/拆下管套17的情况也是一样的，在将调整板23从管套17拆下的状态下，安装/拆下管套17。

根据以上说明的第一实施方式，在将具有两个突出部16A、16B的风扇环15设置于叶片22的外周部的轴流风扇12中，将内周部27呈圆弧状的调整板23安装在管套17的圆形开口部26，由于如此构成，因此通过拆下调整板23，轴流风扇12和管套17之间的间隙变大，从而有容易进行轴流风扇12的装拆的优点。

还有，在组装轴流风扇12和管套17后，安装调整板23，由此风扇环15的突出部16A、16B能够配置在比调整板23的内周部27更靠外周侧的位置。由此，调整板23和轴流风扇12的风扇环15在正视下成为重叠状态，对抗要在轴流风扇12的叶片22的外周部逆流的风的通风阻力(下面，称作“逆流方向的通风阻力”)增加。因此，有能够降低冷却风逆流、增加冷却风的风量从而提高冷却能力的效果。

另外，因为在调整板23上设有大孔28，所以能够容易地调整调整板23和风扇环15的外周部32之间的径向距离，能够将该距离调整为希望的距离，从而能够相对圆周方向大致均匀。其结果是，由于能够得到希望的值作为逆流方向的通风阻力，且通风阻力相对圆周方向大致均匀，因此冷却风的风量增加，且相对圆周方向大致均匀。

另外，如图3所示，因为使用箱式的管套17作为管套17，所以也有能够增大散热器13和轴流风扇12之间的距离，使通过散热器13的冷却风的分布均匀化的效果。

在本实施方式中，对风扇环15在轴向两端部具有两个突出部16A、16B的情况进行了说明。通过这样的构成，可得到制造容易且具有充分强度的风扇环15。但是，作为突出部的方式，并不限于此。也就是说，突出部16A、16B的轴向位置也可以是风扇环15的两端部以外的位置。另外，突出部也不限于两个，也可以是一个或有三个以上。

第二实施方式

图4表示本发明的第二实施方式的冷却装置的侧面剖面图，图5表示第二实施方式的冷却装置的风扇环附近的详细剖面图。

在本实施方式的冷却装置10A中，对与第一实施方式共用或对应的部分在图中标注相同的符号，并省略其详细说明，下面，只对本实施方式特有的特点进行说明(下面的各实施方式也同样)。

在本实施方式中，调整板23包括在管套17上安装的安装部位23A和与该安装部位23A垂直的逆流防止部位23B，且截面构成为L字状。而且，逆流防止部位23B的内周部27与风扇环15的外周部32大致平行。下面，将本实施方式的调整板23称作L型调整板23。

该L型调整板23与如第一实施方式所示的平板状调整板23(下面，称作“I型调整板”)相比，其强度增加。其结果是，即使轴流风扇12或发动机11振动，调整板23也不易振动，因此因调整板23的振动而导致的噪音变小。

另外，在L型调整板23中，逆流防止部位23B的内周部27和风扇环15的外周部32之间的空间31在轴向呈流体急剧收缩之后稍后又急剧扩大的节流口(choke)形状。

相对于此，在第一实施方式的I型调整板23中，呈流体刚急剧收缩后马上急剧扩大的锐孔(orifice)形状。与该锐孔形状相比，由于节流口形状的通风阻力大，因此逆流方向的通风阻力增加。因而，L型调整板23比I型调整板23更能增加冷却风的风量。

另外，根据L型调整板23，能够减小逆流防止部位23B的轴向两端部和风扇环15的突出部16A、16B之间的轴向距离，所以逆流方向的通风阻力也增加，从而能够使冷却风的风量增加。

进一步说，风扇环15的外周部32与逆流防止部位23B的内周部27平行地旋转，由此空间31的空气被风扇环15的运动拉曳而生成圆周方向的空气流。该圆周方向的空气流如气帘那样阻碍要在轴流风扇12的叶片22的外周部逆流的风流，从而逆流方向的通风阻力进一步增加。另外，L型调整板23由于能够弯折平板而形成安装部位23A和逆流防止部位23B，因此也有可廉价制作的优点。

第三实施方式

图6表示本发明第三实施方式的冷却装置的风扇环附近的详细剖面图。

在本实施方式的冷却装置10B中，采用与第二实施方式同样的L字型调整板23。不过，在该实施方式的冷却装置中，L字的朝向为与第二实施方式的朝向相反的朝向。

第四实施方式

图7表示本发明第四实施方式的冷却装置的风扇环附近的详细剖面图。

在本实施方式的冷却装置10C中，将第二实施方式的L型调整板的前端朝向外周侧再一次弯折，形成“コ”字状的调整板23。当然，也可以将第三实施方式的调整板的前端弯折成“コ”字状。

第五实施方式

图8表示本发明第五实施方式的冷却装置的风扇环附近的详细剖面图。

在本实施方式的冷却装置10D中，将调整板23形成为截面T字状。本实施方式的调整板23通过将安装部位的板23C和逆流防止部位的板23D焊接固定而制作。或者，也可以在相互相反的朝向同时紧固两片如图5所示的第一实施方式的L型调整板23而制作。

第六实施方式

图9表示本发明第六实施方式的冷却装置的风扇环附近的详细剖面图。

在本实施方式的冷却装置10E中，通过安装螺栓24同时紧固平板状的板23E和被弯折成曲柄状的板23F，从而构成截面为h字状(二股状)的调整板23。此时，风扇环15只有一个突出部16C，其截面为凸字状，且该突出部16C位于调整板23的二股部分的中间部。还有，作为该风扇环15的形状，不限于本实施方式的形状，例如在图9中如双点划线所示，也可以作成为除了突出部16C之外，在轴向两端部还具备突出部16A、16B的山字状。

在所述各实施方式中，对调整板23在圆周方向分割为二等份的结构进行了说明，但并不限于此，也可以进行三分割或四分割等，另外不限于等份分割。

另外，在所述各实施方式中，对风扇环15的形状为在两端部具有突出部16A、16B的U字状的结构进行了说明，但并不限于此，如图9所示，也可以在两端部的突出部16A、16B之间设置一条或多条突出部。

在所述各实施方式中，对在发动机11上固定有轴流风扇12、在散热器13上固定有管套17的结构进行了说明，但不限于此，例如也可以将管套17及轴流风扇12固定在散热器13上。这种情况下，也可以例如通过液压电动机驱动轴流风扇12。

另外，在所述各实施方式中，对轴流风扇12为从散热器13吸入冷却风的吸入式的冷却装置进行了说明，但并不限于此，也可以是该轴流风扇12为排出式的冷却装置。

(产业上的可利用性)

本发明能够适用于如建筑机械那样的大型车辆等的发动机的冷却装置。

Claims

1.一种冷却装置，其特征在于，具备：

(a)具有多个叶片的轴流风扇；

(b)驱动该轴流风扇的动力源；

(c)设置在所述叶片的外缘部的筒状风扇环；

(d)在该风扇环的大致整周突出到外周方向的突出部；

(e)配置于所述轴流风扇和被冷却物体之间的管套；

(f)调整板，该调整板在圆周方向分割为多个部分，并且使该被分割的圆弧状的各部分与所述风扇环的外周面的距离可变而固定于所述管套上，

所述调整板的被分割的各部分的内周部在轴流风扇的轴向位于所述风扇环的突出部中的任意两个之间，并且在所述轴流风扇的正视下，所述调整板的被分割的各部分的内周部配置为与所述风扇环的突出部重叠，

并且所述调整板的被分割的各部分构成为相对于所述管套独立地装拆自如。

2.如权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，所述调整板的截面形状为L字状。

3.如权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，所述调整板的截面形状为T字状。

4.如权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，所述调整板的内周部形成为二股状，所述突出部配置为位于该二股部分的中间部。