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Die
vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der Patentanmeldung mit der
Nummer 10-2009-0059301, welche am 30. Juni 2009 in der Republik
Korea eingereicht wurde und deren gesamter Inhalt durch Bezugnahme
hierin mit aufgenommen ist.
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Hintergrund der Erfindung
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet des Kühlens eines Fahrzeugs. Insbesondere
betrifft die vorliegende Erfindung eine Kühlvorrichtung für ein Fahrzeug,
welche ein Kühlgebläse aufweist,
welches Außenluft
in einen Wärmetauscher
und einen Kühler
hineinzwingt, welche in dem Fahrzeug für einen konvektiven Wärmeaustausch
vorgesehen sind.
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2. Diskussion verwandter Technik
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Üblicherweise
weist ein Fahrzeug ein Kühlgebläse auf,
welches Außenluft
in einen Wärmetauscher,
welcher vorgesehen ist zum Kühlen
eines Motors, welcher in einer Motorkammer aufgenommen ist, und
einen Kühler,
welcher vorgesehen ist zum Kühlen
des Innenraums des Fahrzeugs, zwingend einführt, um einen konvektiven Wärmeaustausch
zu verursachen.
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Das
Kühlgebläse weist
eine Nabe, welche mit einer Antriebswelle verbunden ist, sowie eine Mehrzahl
von Flügeln
auf, welche an der Außenumfangsfläche der
Nabe vorgesehen sind und mit der Nabe drehbewegt werden können. Die
Mehrzahl von Flügeln
ist derart angeordnet, dass das Intervall zwischen zwei benachbarten
Flügeln
gleich dem Intervall zwischen zwei anderen benachbarten Flügeln ist.
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Ein
derartiges Einführen
der Außenluft
in den Wärmetauscher
und den Kühler
verursacht einen Luftstrom, weshalb das Kühlgebläse Geräusche bzw. Lärm und Vibrationen
erzeugt.
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Das
Geräusch
von dem Kühlgebläse kann aufgeteilt
werden in ein Windgeräusch
und ein Segmentgeräusch.
Das Segmentgeräusch
weist eine BPF auf (BPF = Blade Passing Frequency = Flügelpassierfrequenz).
Das Segmentgeräusch
kann ein Hochfrequenz-Summen in dem Fahrzeug verursachen und folglich
den Fahrer stören.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Ein
Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft das Bereitstellen einer
Kühlvorrichtung
für ein Fahrzeug,
bei der das erzeugte Segmentgeräusch reduziert
ist, wenn ein Kühlgebläse, welches
in der Kühlvorrichtung
vorgesehen ist, Außenluft
in den Wärmetauscher
und den Kühler
zwingend einführt.
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Ein
anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft das Bereitstellen
einer Kühlvorrichtung für ein Fahrzeug,
bei der die Erzeugung eines Hochfrequenz-Summens in dem Fahrzeug
vermieden oder reduziert ist, wenn das Segmentgeräusch an das
Innere des Fahrzeugs übertragen
wird, wodurch eine angenehme Fahrt garantiert wird.
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Kühlvorrichtung für ein Fahrzeug
bereitgestellt, aufweisend: einen Wärmetauscher, welcher vorgesehen
ist, um den Motor des Fahrzeugs zu kühlen, einen Kühler, welcher
nahe einer Seite von und parallel zu dem Wärmetauscher vorgesehen ist, um
eine Innenseite des Fahrzeugs zu kühlen, und ein Kühlgebläse, welches
nahe einer Seite von dem Kühler
vorgesehen ist, um Außenluft
in den Wärmetauscher
und den Kühler
zu zwingen, wobei das Kühlgebläse eine
Nabe, welche mit einer Antriebswelle verbunden ist, sowie eine Mehrzahl
von Flügeln
aufweist, welche radial an der Außenumfangsfläche der Nabe
angeordnet sind, und wobei die Mehrzahl von Flügeln derart angeordnet ist,
dass ein Zwischenraumbereich zwischen zwei benachbarten der Mehrzahl
von Flügeln
unterschiedlich ist zu dem Zwischenraumbereich zwischen zwei anderen
benachbarten Flügeln,
und wobei, unter der Annahme, dass ein Flügelvektor von dem Mittelpunkt
der Nabe durch einen Referenzpunkt des Flügels zu einem Band reicht,
die Summe aller Flügelvektoren
ungleich null ist.
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Das
Kühlgebläse kann
ferner das Band aufweisen, welches die einen Enden (die radial äußeren Enden)
der Mehrzahl von Flügeln
hält, um
ein Vibrieren der Mehrzahl von Flügeln während ihrer Rotation zu vermeiden.
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Die
Mehrzahl von Flügeln
kann derart angeordnet sein, dass der Luftstrom verteilt wird, welcher erzeugt
wird, wenn die Außenluft
durch die Mehrzahl von Flügeln
strömt.
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Der
Zwischenraumbereich zwischen zwei benachbarten Flügeln kann
angepasst sein, um eine solche Größe zu haben, welche das Ausbilden
der Mehrzahl von Flügeln
ermöglicht.
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Die
Mehrzahl von Flügeln
kann derart angeordnet sein, dass der Zwischenraumbereich zwischen
zwei benachbarten Flügeln
zwei aufeinanderfolgende Male oder öfters ansteigt oder abnimmt.
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Der
Winkel zwischen zwei benachbarten Flügelvektoren kann angepasst
sein, um das Ausbilden des Kühlgebläses zu ermöglichen.
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Es
kann eine ungerade Anzahl von Flügeln vorgesehen
sein.
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Die
Anzahl von Flügeln
kann z. B. sieben sein.
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Einer
der sieben Flügel
kann als ein erster Flügel
ausgewählt
sein, welcher ein Referenzflügel ist,
wobei hinsichtlich der Vektoren für die Mehrzahl von Flügeln ein
Winkel zwischen dem ersten Flügel und
einem zweiten Flügel
43,4° ist,
ein Winkel zwischen dem zweiten Flügel und einem dritten Flügel 69,5° ist, ein
Winkel zwischen dem dritten Flügel
und einem vierten Flügel
48,4° ist,
ein Winkel zwischen dem vierten Flügel und einem fünften Flügel 37,4° ist, ein
Winkel zwischen dem fünften
Flügel
und einem sechsten Flügel
58,7° ist,
ein Winkel zwischen dem sechsten Flügel und einem siebten Flügel 63,3° ist und
ein Winkel zwischen dem siebten Flügel und dem ersten Flügel 39,3° ist.
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Die
Kühlvorrichtung
für ein
Fahrzeug gemäß der vorliegenden
Erfindung ist derart geformt, dass der Zwischenraumbereich zwischen
zwei beliebigen benachbarten Flügeln
der Mehrzahl von Flügeln,
welche in dem Kühlgebläse vorgesehen
sind, unterschiedlich ist zu dem Zwischenraumbereich zwischen zwei
anderen benachbarten Flügeln,
insbesondere unterschiedlich zu dem Zwischenraumbereich aller anderen
benachbarten Flügel,
und dass, wenn angenommen wird, dass ein Flügelvektor von dem Mittelpunkt
der Nabe durch einen Referenzpunkt des Flügels zu einem Band reicht,
die Summe aller Vektoren für
die Mehrzahl von Flügeln
ungleich null ist. Folglich wird der Luftstrom, welcher durch die Zwischenraumbereiche
strömt,
ungleichmäßig verteilt,
sodass das Segmentgeräusch
reduziert werden kann.
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Die
Reduktion des Segmentgeräuschs
führt dazu,
dass das Auftreten des Hochfrequenz-Summens vermieden werden kann,
wodurch eine angenehme Fahrt ermöglicht
wird.
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Kurze Zusammenfassung der
Zeichnung
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1 ist
eine perspektivische Explosionsansicht, welche eine Kühlvorrichtung
für ein
Fahrzeug gemäß einer
als Beispiel dienenden Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
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2 ist
ein Frontansicht, welche das in 1 gezeigte
Kühlgebläse veranschaulicht.
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3 ist
eine Ansicht, welche die Mehrzahl von Flügeln, welche in dem in 2 gezeigten
Kühlgebläse vorgesehen
sind, in einer Vektordarstellung veranschaulicht.
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4 ist
ein Diagramm zum Vergleich der Geräusche, welche von dem in 1 gezeigten Kühlgebläse verursacht
werden, mit den Geräuschen,
welche von einem Kühlgebläse gemäß dem Stand
der Technik verursacht werden, welches eine Mehrzahl von Flügeln aufweist,
welche in regelmäßigen bzw.
gleichmäßigen Abständen angeordnet
sind.
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Detaillierte Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
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Im
Folgenden werden mit Bezug auf die angehängte Zeichnung als Beispiel
dienende Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben.
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1 ist
eine perspektivische Explosionsansicht, welche eine Kühlvorrichtung
für ein
Fahrzeug gemäß einer
als Beispiel dienenden Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, 2 ist eine
Frontansicht, welche das in 1 gezeigte
Kühlgebläse veranschaulicht, 3 ist
eine Ansicht, welche in einer Vektordarstellung eine Mehrzahl von
Flügeln
veranschaulicht, welche in dem in 2 gezeigten
Kühlgebläse vorgesehen
sind, und 4 ist ein Diagramm zum Vergleich
der Geräusche,
welche von dem in 1 gezeigten Kühlgebläse verursacht
werden, mit den Geräuschen,
welche von einem Kühlgebläse gemäß dem Stand
der Technik verursacht werden, welches eine Mehrzahl von Flügeln aufweist,
die gleichmäßig verteilt
sind.
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Bezugnehmend
auf die 1 bis 4 weist
die Kühlvorrichtung
für ein
Fahrzeug gemäß einer
als Beispiel dienenden Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung einen Wärmetauscher 1, einen Kühler 2 und
ein Kühlgebläse 10 auf.
Der Wärmetauscher 1 ist
in einer Motorkammer (nicht gezeigt) des Fahrzeugs vorgesehen, um
den Motor zu kühlen.
Der Kühler 2ist
nahe einer Seite von und parallel zu dem Wärmetauscher 1 vorgesehen,
um das Innere des Fahrzeugs zu kühlen.
Das Kühlgebläse 10 ist
nahe einer Seite von dem Kühler 2 angeordnet,
um Außenluft
in den Wärmetauscher 1 und
den Kühler 2 hineinzuzwingen.
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Ein
Motor ist in der Motorkammer (nicht gezeigt) des Fahrzeugs aufgenommen,
um das Fahrzeug zu betreiben. Der Wärmetauscher 1 ist
nahe einer Seite von dem Motor angeordnet, um den aufgeheizten Motor
zu kühlen.
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Wie
oben beschrieben, ist der Kühler 2 nahe einer
Seite von dem Wärmetauscher 1 (üblicherweise
an der Rückseite
des Wärmetauschers 1)
und parallel zu dem Wärmetauscher 1 angeordnet,
um das Innere des Fahrzeugs zu kühlen.
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Das
Kühlgebläse 10 ist
bereitgestellt, um Außenluft
in den Wärmetauscher 1 und
den Kühler 2 einzuführen, wenn
der Wärmetauscher 1 und
der Kühler 2 betrieben
werden, um den Motor bzw. das Innere des Fahrzeugs zu kühlen. Eine
Abdeckung 3 ist nahe einer Seite von dem Kühlgebläse 10 bereitgestellt,
um zu verhindern, dass unerwünschte
Materialien in das Kühlgebläse 10 eintreten,
sodass die Außenluft
problemlos bzw. sanft in den Wärmetauscher 1 und
den Kühler 2 strömen kann.
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Das
Kühlgebläse 10 umfasst
eine Nabe 10a, welche mit einer Antriebswelle (nicht gezeigt)
eines Motors (nicht gezeigt) verbunden ist, welche vorgesehen ist
zum Antreiben des Kühlgebläses 10,
sowie eine Mehrzahl von Flügeln 11, 12, 13, 14, 15, 16 und 17,
welche radial an der Außenumfangsfläche der Nabe 10a angeordnet
sind.
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Wenn
das Kühlgebläse 10 durch
den Motor drehbewegt wird, werden die Mehrzahl von Flügeln 11, 12, 13, 14, 15, 16 und 17 entsprechend
drehbewegt. Eine derartige Rotation der Flügel 11, 12, 13, 14, 15, 16 und 17 verursacht
eine Vibration des Kühlgebläses 10.
Um eine solche Vibration zu vermeiden, weist das Kühlgebläse 10 ferner
ein Band 10b auf, welches die einen Enden der Flügel 11, 12, 13, 14, 15, 16 und 17 hält.
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Die
Mehrzahl von Flügeln 11, 12, 13, 14, 15, 16 und 17 ist
derart angeordnet, dass ein Luftstrom, welcher erzeugt wird, wenn
die Außenluft,
welche in den Wärmetauscher 1 und
den Kühler 2 eingeführt wird,
durch die Flügel 11, 12, 13, 14, 15, 16 und 17 strömt, verteilt
wird und der Zwischenraumbereich zwischen zwei beliebigen benachbarten
Flügeln
unterschiedlich ist zu dem Zwischenraumbereich zwischen zwei anderen
benachbarten Flügeln.
Z. B. sind alle Zwischenräume
unterschiedlich ausgebildet.
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Der
Zwischenraumbereich zwischen zwei beliebigen benachbarten Flügeln ist
angepasst, um das Ausbilden der Mehrzahl von Flügeln 11 bis 17 zu ermöglichen.
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Die
Mehrzahl von Flügeln 11 bis 17 ist
derart angeordnet, dass der Zwischenraumbereich zwischen zwei beliebigen
benachbarten Flügeln
zwei aufeinanderfolgende Male oder öfters ansteigt oder abnimmt.
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Die
Flügel 11 bis 17 können in
Form von Vektoren dargestellt sein, wie dies in 3 gezeigt
ist. Der Winkel θ bezeichnet
den Winkel zwischen zwei benachbarten Vektoren.
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Der
Vektor eines jeden Flügels
kann von dem Mittelpunkt der Nabe 10a durch einen Referenzpunkt
des Flügels
bis zu dem Band 10b reichen.
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Der
Referenzpunkt eines jeden Flügels
kann durch einen Benutzer beliebig ausgewählt werden, solange der Referenzpunkt
für einen
Flügel
hinsichtlich der Position identisch ist zu dem für die anderen Flügel. Z.
B. kann der Referenzpunkt für
jeden Flügel an
dem Massenschwerpunkt des Flügels
positioniert werden.
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Die
Mehrzahl von Flügeln 11 bis 17 kann eine
ungerade Anzahl von Flügeln
aufweisen. In dieser als Beispiel dienenden Ausführungsform ist die Anzahl der
Flügel 11 bis 17 sieben.
Wenn die Flügel 11 bis 17 als
Vektoren dargestellt werden, so ist die Summe aller Vektoren ungleich
null.
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Im
Folgenden wird auf 3 Bezug genommen, in der ein
Vergleich gemacht ist zwischen der Mehrzahl von Flügeln 11 bis 17 gemäß dieser
als Beispiel dienenden Ausführungsform
und einer anderen Mehrzahl von Flügeln gemäß dem Stand der Technik, welche
in demselben Intervall zueinander angeordnet sind.
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Wie
in 3 gezeigt ist, ist der Winkel θ zwischen zwei beliebigen benachbarten
Vektoren angepasst, um das Ausbilden der Flügel 11 bis 17 zu
ermöglichen.
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Der
Winkel θ kann
angepasst sein, um zumindest nicht kleiner als 37° zu sein,
um neben dem Ermöglichen
des Ausbildens zu verhindern, dass die Flügel einem Anstieg des Betrags
der Abweichung oder Verformung unterworfen werden, wenn das Kühlgebläse 10 geformt
wird.
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Wie
oben beschrieben wurde, umfasst das Kühlgebläse 10 gemäß dieser
als Beispiel dienenden Ausführungsform
sieben Flügel 11 bis 17.
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Einer
der sieben Flügel
wird als ein erster Flügel
ausgewählt,
welcher ein Referenzflügel
ist. In dieser als Beispiel dienenden Ausführungsform ist der erste Flügel 11,
welcher in 2 gezeigt ist, als der Referenzflügel ausgewählt. Die
anderen sechs Flügel
sind radial derart angeordnet, dass die Krümmungsabschnitte davon von
dem Kühler 2 aus
gesehen gegen den Uhrzeigersinn ausgerichtet sind.
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Unter
der Annahme, dass der Vektor für
den ersten Flügel 11 einen
Winkel von 0° aufweist,
ist der Vektor des zweiten Flügels 12 gegenüber dem
ersten Flügel 11 in
einem Winkel von 43,4° angeordnet,
der dritte Flügel 13 in
einem Winkel von 112,9°,
der vierte Flügel 14 in
einem Winkel von 161,3°,
der fünfte
Flügel 15 in
einem Winkel von 198,7°,
der sechste Flügel 16 in
einem Winkel von 257,4° und
der siebte Flügel 17 in
einem Winkel von 320,7°.
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In
dieser als Beispiel dienenden Ausführungsform, wenn die Flügel in Form
von Vektoren ausgedrückt
werden, beträgt
der Winkel θ zwischen dem
ersten Flügel 11 und
dem zweiten Flügel 12 43,4°, der Winkel θ zwischen
dem zweiten Flügel 12
und
dem dritten Flügel 13 69,5°, der Winkel θ zwischen
dem dritten Flügel 13 und
dem vierten Flügel 14 48,4°, der Winkel θ zwischen
dem vierten Flügel 14 und
dem fünften
Flügel 15 37,4°, der Winkel θ zwischen
dem fünften
Flügel 15 und
dem sechsten Flügel 16 58,7°, der Winkel θ zwischen
dem sechsten Flügel 16 und
dem siebten Winkel 17 63,3°, der Winkel θ zwischen
dem siebten Flügel 17 und
dem ersten Flügel 11 39,3°.
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Von
dem Winkel θ zwischen
zwei beliebigen benachbarten Flügeln
der Mehrzahl von Flügeln
ist ersichtlich, dass der Winkel θ zwei aufeinanderfolgende Male
oder öfters
ansteigt oder abnimmt, und dies bedeutet auch, dass der Zwischenraumbereich zwischen
zwei beliebigen benachbarten Flügeln
zwei aufeinanderfolgende Male oder öfters ansteigt oder abnimmt.
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Von
der Tatsache, dass der minimale Winkel θ zwischen zwei beliebigen benachbarten
Flügeln 37,4° ist, ist
ersichtlich, dass der Winkel zwischen zwei beliebigen benachbarten
Flügeln
zumindest nicht kleiner sein sollte als der minimale Winkel 37°, um das
Ausbilden der Flügel 11 bis 17 zu
ermöglichen.
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Es
ist auch ersichtlich, dass die Winkel θ zwischen den zwei benachbarten
Flügeln
im Wesentlichen eine Sinuskurve in dem Diagramm zeichnen.
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Wenn
der Winkel θ zwischen
den zwei benachbarten Flügeln
kontinuierlich zwei Mal oder öfters
wie oben beschrieben ansteigt oder abnimmt, ist es möglich, verschiedene
Größen der
Zwischenraumbereiche zwischen der Mehrzahl von Flügeln zu erhalten.
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Wenn
der Wärmetauscher 1 und
der Kühler 2 betrieben
werden, um den Motor bzw. das Innere des Fahrzeugs zu kühlen, wird
das Kühlgebläse 10 entsprechend
betrieben. Zu dieser Zeit wird die Nabe 10a drehbewegt,
welche in dem Kühlgebläse 10 bereitgestellt
ist und welche mit der Antriebswelle des Motors verbunden ist.
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Wenn
die Nabe 10a drehbewegt wird, dreht sich die Mehrzahl von
Flügeln,
welche radial an der Außenumfangsfläche der
Nabe 10a angeordnet sind, zusammen mit der Nabe 10a.
Die Rotation der Flügel ermöglicht die
Zufuhr von Außenluft
zu bzw. in den Wärmetauscher 1 und
den Kühler 2.
Wenn die Außenluft
durch die Zwischenraumbereiche strömt tritt ein Luftstrom auf.
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Wie
oben beschrieben wurde, ist in dieser als Beispiel dienenden Ausführungsform
der Zwischenraumbereich zwischen zwei beliebigen benachbarten Flügeln angepasst,
um unterschiedlich zu sein zu dem Zwischenraumbereich zwischen zwei
anderen benachbarten Flügeln,
und in gleicher Weise ist der Winkel θ zwischen zwei benachbarten
Flügeln
angepasst, um unterschiedlich zu sein zu dem Winkel zwischen zwei
anderen benachbarten Flügeln.
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Da
der Winkel θ zwischen
den zwei benachbarten Flügeln
zwei aufeinanderfolgende Male oder öfters ansteigt oder abnimmt,
so dass der Zwischenraumbereich zwischen zwei benachbarten Flügeln unterschiedlich
ist zu dem Zwischenraumbereich zwischen zwei anderen benachbarten
Flügeln,
wird der Luftstrom, welcher erzeugt wird, wenn die Außenluft
durch die Zwischenraumbereiche strömt, verteilt, wodurch das Segmentgeräusch reduziert
wird.
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4 ist
ein Diagramm zum Vergleich der Geräusche, welche von dem Kühlgebläse erzeugt werden,
welches in 1 gezeigt ist, mit den Geräuschen,
welche erzeugt werden von einem Kühlgebläse gemäß dem Stand der Technik, welches
eine Mehrzahl von gleichmäßig verteilten
Flügeln
aufweist.
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Unter
der Annahme, dass sowohl das Kühlgebläse gemäß dieser
als Beispiel dienenden Ausführungsform
als auch das Kühlgebläse gemäß dem Stand
der Technik sieben Flügel
aufweist, ist der Winkel θ' zwischen zwei beliebigen
benachbarten Flügeln,
welche in dem Kühlgebläse gemäß dem Stand der
Technik vorgesehen sind, 51,4°,
und der Winkel θ zwischen
zwei beliebigen benachbarten Flügeln
ist wie oben beschrieben. Hier wird der Maximalwert der Frequenz
auf 50 Hz gesetzt.
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Wie
aus dem mit „A” gekennzeichneten
Bereich aus 4 ersichtlich ist, wird, wenn
für zwei
Arten von Kühlgebläse, welche
die oben erwähnten
Bedingungen aufweisen, das Segmentgeräusch gemessen wird, bei dem
Kühlgebläse gemäß dieser
als Beispiel dienenden Ausführungsform
verglichen mit dem Kühlgebläse gemäß dem Stand
der Technik das Segmentgeräusch
mindestens um 4 dB reduziert.
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Hierbei
sollte jedoch beachtet werden, dass der Wert von 4 dB einen minimal
reduzierten Wert betrifft, und wie in 4 gezeigt,
macht das Kühlgebläse gemäß dieser
als Beispiel dienenden Ausführungsform
verglichen mit dem Kühlgebläse gemäß dem Stand
der Technik bzgl. der Abnahme des Segmentgeräuschs einen großen Unterschied
aus.
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Da
das Segmentgeräusch
in dem Kühlgebläse 10 reduziert
wird, ist es möglich,
das Hochfrequenz-Summen, welches erzeugt wird, wenn das Segmentgeräusch an
das Innere des Fahrzeugs übertragen
wird, zu eliminieren, wodurch unnötige Geräusche in dem Fahrzeug vermieden
werden.
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Wie
oben beschrieben wurde, können
Geräusche
reduziert werden, wodurch eine angenehme Fahrt garantiert werden
kann, da die Kühlvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung den Luftstrom verteilen kann, welcher erzeugt wird, wenn
das Kühlgebläse Außenluft
in den Wärmetauscher
und den Kühler
einführt.
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Die
vorhergehenden Ausführungsformen und
Vorteile sind lediglich Beispiele und dienen nicht dazu, die vorliegende
Erfindung zu beschränken.
Die vorliegende Lehre kann auch auf andere Arten von Vorrichtungen
angewandt werden. Die Beschreibung der vorhergehenden Ausführungsformen
soll illustrativ sein und nicht den Umfang der Ansprüche beschränken. Viele
Alternativen, Modifikationen und Variationen werden für den Fachmann
ersichtlich sein.
