DE4244906C2

DE4244906C2 - Cooling fan for vehicle air-conditioning unit

Info

Publication number: DE4244906C2
Application number: DE4244906A
Authority: DE
Inventors: Katsuhiko Hashimoto; Yoshinori Fukasaku; Shinichi Fujino; Mitsuaki Mirumachi
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Car Engineering Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd Tokio/tokyo Jp Hitachi Car Enginee
Priority date: 1991-10-09
Filing date: 1992-10-08
Publication date: 1998-02-12
Anticipated expiration: 2012-10-09

Abstract

The cooling fan has an electric motor (5) rotating a fan wheel (4) which is contained in a spiral housing (3). The motor has one sidewall incorporating an air intake opening, and a second opposing sidewall incorporating an opening for the motor shaft and having a porous element (11) applied to its inside wall. Pref. a sound absorbing function is provided by the porous element which is in the form of a plate and an air layer between the porous element and the second housing sidewall. The porous element is pref. made of a resilient material containing active carbon.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gebläse gemäß Oberbegriff von Anspruch 1, bei welchem der von diesem Gebläse emittierte Schall wirksam reduziert ist.The present invention relates to a blower according to the preamble of Claim 1, wherein the sound emitted by said fan is effective is reduced.

Diese Erfindung kann für Gebläse für häusliche Anwendungen, für den Gebrauch in Büromaschinen, zur Kühlung elektronischer Computer und für andere Zwecke, für die Niedriggeräuschbetrieb benötigt wird, sowie für Gebläse für Kraftfahrzeugklimaanlagen angewendet werden.This invention can be used for blowers for domestic use Use in office machines, for cooling electronic computers and for other purposes for which low noise operation is required, as well as for Blowers for automotive air conditioners are applied.

In der EP 0 372 718 A1 ist eine mit einem schnellaufenden Elektromotor angetriebene Luftpumpe beschrieben. Mittels des Elektromotors saugt ein Impeller einen Luftstrom zentrifugal zu einem Motorauslaßsystem. Der Motor ist innerhalb einer geräuschreduzierten Abdeckung abgedichtet, wobei der Impeller einen Teil des Luftstromes durch die abgedichtete Motorkammer zur Kühlung des Motors leitet. An einem Einlaß der Pumpe ist des weite ren ein Leitungskanal angeordnet. Die Abdeckung ist mit Schaummaterial überzogen und durch eine zusätzliche äußere Hülle abgedeckt. Die Schicht struktur, bestehend aus Abdeckung, Schaummaterial und äußerer Hülle, dient der Reduzierung des durch den Motor erzeugten Geräusches. Die äußere Hülle ist aus Polypropylen. Hinweise des mit den vorgesehenen Schall dämpfungsmitteln erzielten Schalldämpfungen im Bereich sowohl hoher als auch niederer Frequenzen sind nicht angegeben. EP 0 372 718 A1 describes one with a high-speed electric motor driven air pump described. Sucks in by means of the electric motor Impeller an air flow centrifugally to an engine exhaust system. Of the Engine is sealed within a noise-reduced cover, whereby part of the air flow through the sealed motor chamber for cooling the engine. There is a wide one at an inlet of the pump ren arranged a conduit. The cover is with foam material covered and covered by an additional outer shell. The layer structure consisting of cover, foam material and outer shell reducing the noise generated by the engine. The outer The cover is made of polypropylene. Notes of the intended sound damping agents achieved sound attenuation in the area both high and even lower frequencies are not specified.

Des weiteren ist in der ungeprüften japanischen Patentanmeldung Nr. 63- 90415 ein Beispiel einer geräuschreduzierenden Einrichtung beschrieben, welche ein schallabsorbierendes Teil aufweist, das aus einer Kombination eines porös-elastischen Teiles und eines nicht-porös-elastischen Teiles gebildet und an der Oberfläche eines porös-elastischen Teiles am Spiralgehäuse befestigt ist.Furthermore, Japanese Unexamined Patent Application No. 63- 90415 described an example of a noise reducing device, which has a sound absorbing part made of a combination a porous-elastic part and a non-porous-elastic part are formed and on the surface of a porous-elastic part on the volute casing is attached.

Ein solcher, gewöhnlich als schallabsorbierendes Material benutzter Weich polyurethanschaum besitzt bezüglich hoher Frequenzen über 1000 Hz eine hohe schallabsorbierende Wirkung, hat jedoch eine geringe schallabsorbieren de Wirkung bei Frequenzen unter 1000 Hz. In der genannten Druckschrift ist ein schallabsorbierendes Element beschrieben, welches aus zwei zuein ander angeordneten schallabsorbierenden Elementen besteht, um Schwingungs energie der Schallwellen in einem breiten Frequenzbereich zu absorbieren, um das oben beschriebene Problem zu lösen. Die nachfolgend beschriebe nen Probleme werden jedoch in Kauf genommen. Wenn ein derartiges schallabsorbierendes Element benutzt wird, kann die Schwingungsenergie der Schallwellen niederer Frequenz absorbiert werden, weil ein poröses Material als Oberflächenschicht benutzt wird, die Schallwellen können jedoch nicht eine innere Schicht erreichen und werden, im Gegenteil, reflektiert, so daß das an der inneren Schicht vorgesehene poröse elastische Material nicht genügend schallabsorbierend wirkt. In diesem Fall kann eine Wirkung, die gleich der eines porösen elastischen Materials alleine ist, nicht erreicht werden, und Hochfrequenzschall wird nicht reduziert. Des weiteren ist bei der bekannten Einrichtung versucht worden, das schallabsorbierende Element an das Spiralgehäuse über die gesamte innere Wandoberfläche des Spiralge häuses anzubringen, einschließlich an gekrümmten Oberflächen, was jedoch nicht leicht auszuführen ist und zu einem Anstieg der Kosten führt. Außer dem müssen Einrichtungen zur Vermeidung der Ablösung des schallabsorbie renden Elementes vorgesehen werden, da letzteres in Kontakt mit der Luftkanaloberfläche ist.Such a soft, usually used as a sound absorbing material polyurethane foam has a high frequencies above 1000 Hz high sound-absorbing effect, but has a low sound-absorbing effect de Effect at frequencies below 1000 Hz. In the mentioned publication describes a sound absorbing element which consists of two other arranged sound absorbing elements to vibration absorb energy of sound waves in a wide frequency range, to solve the problem described above. The description below However, problems are accepted. If such sound absorbing element is used, the vibration energy of the Low frequency sound waves are absorbed because of a porous material is used as a surface layer, but the sound waves cannot reach and are reflected on the contrary, so that the porous elastic material provided on the inner layer is not has sufficient sound absorption. In this case, an effect that is the same as that of a porous elastic material alone and high-frequency sound is not reduced. Furthermore is at the known device has been tried, the sound absorbing element to the volute casing over the entire inner wall surface of the volute attached to the house, including on curved surfaces, but what is not easy to carry out and leads to an increase in costs. Except This must include facilities for avoiding the detachment of sound absorption Renden element are provided, since the latter in contact with the Air duct surface is.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Gebläse zu schaffen, welches trotz eines vorhandenen Motorkühlluftkanals die Gebläse schallemission in einem breiten Bereich von niedrigen Frequenzen bis zu hohen Frequenzen wirksam dämpft.The object of the present invention is to provide a blower create, which despite an existing engine cooling air duct the fans sound emission in a wide range from low frequencies to dampens high frequencies effectively.

Diese Aufgabe wird durch ein Gebläse mit den Merkmalen gemäß dem Anspruch gelöst.This task is carried out by a blower with the features according to the Claim solved.

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying Drawings explained.

Fig. 1 ist eine Auseinanderbauzeichnung des erfindungsgemäßen Kreiselge bläses; Fig. 1 is a disassembly drawing of the Kreiselge blower according to the invention;

Fig. 2 ist eine Draufsicht des unteren Gehäuses des erfindungsgemäßen Kreiselgebläses; und Fig. 2 is a top view of the lower housing of the centrifugal fan according to the invention; and

Fig. 3 ist eine Darstellung einer modifizierten Anordnung eines Kunststoff gehäuses zum Halten eines Motors, des Motors und eines porösen Elementes. Fig. 3 is an illustration of a modified arrangement of a plastic housing for holding an engine, the engine and a porous member.

Fig. 1 zeigt in einer Auseinanderbauansicht Teile des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggebläses. Das obere Gebläsegehäuse 20 ist in eine linke Hülle 20a und eine rechte Hülle 20b geteilt, welche durch eine Feder 20c oder Schrauben (nicht gezeigt) miteinander verbunden werden. In dem oberen Gehäuse sind eine Luftwechselbox für Innen-/Außenluft zum Wechseln der Fahrzeuginnenluft/-außenluft und ein Umschaltdämpfer 15 vorgesehen. Es bildet zusammen mit einem an seinem Boden geöffneten unteren Gehäuse 70 das Gebläsegehäuse. Ein Lufteinlaß 6 zum Einführen von Luft ist in der Peripherie des Spiralgehäuses 3 vorgesehen. Das obere Gehäuse 20 und das untere Gehäuse 70 zum Halten und Verkleiden des Motors 5 werden durch Schrauben 13a zusammengehalten. Das Gebläseradgehäuse 3 ist mit einem Motorkühlluftkanal 72 versehen, welcher integral mit dem Gebläseradgehäuse 3 ausgebildet ist. Der Motorkühlluftkanal 72 erstreckt sich zwischen dem ersten und dem zweiten Raum über das schallabsorbierende Element, um Motorkühlluft aus dem ersten Raum zu dem Motor in den zweiten Raum einzuleiten. Fig. 1 shows in a Auseinanderbauansicht parts of the motor vehicle fan according to the invention. The upper blower housing 20 is divided into a left sleeve 20 a and a right sleeve 20 b, which are connected to each other by a spring 20 c or screws (not shown). An air exchange box for inside / outside air for changing the vehicle inside / outside air and a switch damper 15 are provided in the upper housing. Together with a lower housing 70, which is open at its bottom, it forms the fan housing. An air inlet 6 for introducing air is provided in the periphery of the volute 3 . The upper housing 20 and the lower housing 70 for holding and cladding the motor 5 are held together by screws 13 a. The impeller housing 3 is provided with an engine cooling air duct 72 , which is formed integrally with the impeller housing 3 . The engine cooling air duct 72 extends between the first and second spaces via the sound absorbing element to introduce engine cooling air from the first space to the engine in the second space.

Nachfolgend wird die Struktur des Aufbaus des porösen Elementes 11 und des unteren Gehäuses 70 im Detail mit Bezug auf Fig. 1 und 2 beschrie ben.Hereinafter, the structure of the structure of the porous member 11 and the lower case 70 will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2.

Das poröse Element 11 besteht aus einem Material, wie z. B. einer Faser masse oder feinen Teilchen, die kontinuierliche Zwischenräume bilden, oder einem geschäumten Material, das kontinuierliche Zellen hat, oder derselben Art von Aktivkohle enthaltenden elastischen Teilen, oder eines bienenwa benartigen porösen Elementes, das einen Geruchsstoff enthält. Auf diese Materialien einfallende Schallwellen gelangen in deren Inneres, indem sich der Schall über die Luft in den Zwischenräumen ausbreitet. Sie verlieren ihre Energie hauptsächlich infolge Viskosität und thermischer Leitung. Dies stellt das Prinzip der Schallabsorption durch poröse Elemente dar. Im allgemeinen wird die schallabsorbierende Wirkung verbessert, wenn die Dicke des porösen Elementes vergrößert wird. Dadurch werden jedoch die Kosten erhöht, und Verformen wird schwierig.The porous element 11 is made of a material such as. B. a fiber mass or fine particles that form continuous spaces, or a foamed material that has continuous cells, or the same type of activated carbon-containing elastic parts, or a bienenwa benike porous element that contains an odorant. Sound waves incident on these materials reach their interior by the sound propagating through the air in the interstices. They lose their energy mainly due to viscosity and thermal conduction. This is the principle of sound absorption by porous elements. In general, the sound absorbing effect is improved when the thickness of the porous element is increased. However, this increases the cost and makes deformation difficult.

Es wird eine Luftschicht 75 auf der Rückseite des porösen Elementes vor gesehen, so daß das Geräusch über den Gesamtfrequenzbereich reduziert werden kann. Die Starke der Geräuschreduzierung ist durch Auswahl des Volumens der Luftschicht, der Dicke des porösen Elementes und des Materi als des porösen Elementes frei veränderbar. Durch Rotation des Lüfterrades 4 werden verschiedene Geräuscharten wie z. B. Luftpulsationsgeräusch, durch Ablösung von den Flügeln verursachtes Wirbelgeräusch und durch Luftturbu lenz verursachtes Geräusch erzeugt. Seine Schallwellen gelangen durch das poröse Element 11, das zwischen dem oberen Gehäuse 20 und dem unteren Gehäuse 70 vorgesehen ist. Dabei wird Geräusch in einem hohen Fre quenzbereich reduziert.An air layer 75 is seen on the back of the porous element before, so that the noise can be reduced over the entire frequency range. The strength of the noise reduction can be freely changed by selecting the volume of the air layer, the thickness of the porous element and the material as the porous element. By rotating the fan wheel 4 different types of noise such. B. Air pulsation noise, swirling noise caused by detachment of the wings and noise caused by air turbulence. Its sound waves pass through the porous element 11 , which is provided between the upper housing 20 and the lower housing 70 . This reduces noise in a high frequency range.

Somit wird mit einem eine Kombination eines porösen Elementes 11 und einer Luftschicht 75 aufweisendes Gehäuse das Geräusch im gesamten Fre quenzbereich reduziert.Thus, with a combination of a porous element 11 and an air layer 75 housing, the noise is reduced in the entire frequency range.

Es ist außerdem möglich, das poröse Element mit einem Geruchsstoff zu versehen.It is also possible to add an odor to the porous element Mistake.

Fig. 2 ist eine Draufsicht einer Anordnung, in der das Kunststoffgehäuse 71 zum Halten des Körpers des Motors, des Motors 5 und des porösen Ele mentes 11 am unteren Gehäuse 70 montiert sind. Fig. 2 is a plan view of an arrangement in which the plastic housing 71 for holding the body of the motor, the motor 5 and the porous ele ment 11 are mounted on the lower housing 70 .

Eine röhrenförmige Halteplatte 12, die einen Flansch zum Pressen des porösen Elementes 11 hat, ist mit einem Preßsitz an der äußeren Peripherie eines Eisenjoches des Motors 5 mit einem dazwischen angeordneten Gummi ring 14 befestigt. Mit dieser Halteplatte 12 wird der Motor 5 in das Kunststoffgehäuse 71 eingeführt und ist am unteren Gehäuse 70 durch Schrauben 13b und 13c befestigt. Das Kunststoffgehäuse 71 ist integral mit dem unteren Gehäuse 70 gebildet, und ein Bereich 74 ist an dem unteren Gehäuse 70 zum Aufnehmen des porösen Elementes 11 vorgesehen. Eine beutelartige Bodenwand des unteren Gehäuses 70 ist so positioniert, daß sie auf dem gleichen Niveau wie das axiale Ende des Motors 5 ist oder leicht relativ zu diesem Ende nach außen zeigt. Der Motor 5 ist von einer Luftschicht 75 und dem unteren Gehäuse 70 umgeben. Folglich wird vom Motor 5 abgestrahltes Geräusch absorbiert und durch diese Dämpfungsele mente reflektiert. Mindestens Reflexionsschall wird in axialer Richtung des Motors verteilt, so daß Geräusch nicht ohne weiteres direkt ins Äußere abgestrahlt werden kann. Andererseits ist das poröse Element 11 durch Anordnung in Schichten zwischen einem an einem unteren Kantenbereich des oberen Gehäuses 20 vorgesehenen Haltebereich 21, einer Halteplatte 12 und dem Aufnahmebereich 74 des unteren Gehäuses 70 befestigt.A tubular support plate 12 having a flange for pressing the porous member 11 is fixed with a press fit on the outer periphery of an iron yoke of the motor 5 with a rubber ring 14 interposed therebetween. With this holding plate 12 , the motor 5 is inserted into the plastic housing 71 and is attached to the lower housing 70 by screws 13 b and 13 c. The plastic case 71 is integrally formed with the lower case 70 , and a portion 74 is provided on the lower case 70 for receiving the porous member 11 . A bag-like bottom wall of the lower housing 70 is positioned to be at the same level as the axial end of the motor 5 or slightly outward relative to that end. The motor 5 is surrounded by an air layer 75 and the lower housing 70 . Consequently, radiated noise from the engine 5 is absorbed and reflected by these damping elements. At least reflection sound is distributed in the axial direction of the motor, so that noise cannot be radiated directly into the exterior. On the other hand, the porous element 11 is fixed by arrangement in layers between a holding area 21 provided on a lower edge area of the upper housing 20 , a holding plate 12 and the receiving area 74 of the lower housing 70 .

Wenn das poröse Element 11 ein elastisches Element ist, wie z. B. ein Urethanschaum, kann das poröse Element 11 durch ein Rahmenelement 80 gehalten werden, das einen notwendigen kleinsten Gitterbereich an einem äußeren Bereich hat, wie in Fig. 3 gezeigt. Das Rahmenelement 80 kann durch eine Vielzahl von Rippen abgestützt sein, die sich von einer inneren Bodenwandfläche des unteren Gehäuses 70 je nach Notwendigkeit nach oben erstrecken, jedoch nicht durch den Aufnahmebereich 74. Mit diesem Aufbau kann der Rahmen 80, der in sich das poröse Element 11 hält, leicht und sicher zwischen dem oberen Gehäuse 20 und dem unteren Gehäuse 70 befestigt werden. Da in dieser Konstruktion der Rahmen unabhängig vom oberen Gehäuse 20 und unteren Gehäuse 70 abgetrennt werden kann, kann jedes der verschiedenen Arten von porösen Elementen wie z. B. Schäume aus synthetischen Harzen, z. B. Polyurethan, Vinylchlorid, Polyethylen, Polypro pylen, Polyamid und Polystyrolharze, Kautschukschäume aus Nitrilbutadien- Kautschuk, Styrolbutadien-Kautschuk und natürlicher Kautschuk und Glaswolle leicht montiert werden.If the porous element 11 is an elastic element, such as. B. a urethane foam, the porous element 11 can be held by a frame element 80 , which has a necessary smallest grid area on an outer area, as shown in Fig. 3. The frame member 80 may be supported by a plurality of ribs that extend upward from an inner bottom wall surface of the lower housing 70 as necessary, but not through the receiving area 74 . With this structure, the frame 80 holding the porous member 11 can be easily and securely fixed between the upper case 20 and the lower case 70 . In this construction, since the frame can be separated independently from the upper case 20 and lower case 70 , each of the various types of porous elements such as. B. foams made of synthetic resins, e.g. B. polyurethane, vinyl chloride, polyethylene, polypro pylene, polyamide and polystyrene resins, rubber foams made of nitrile butadiene rubber, styrene butadiene rubber and natural rubber and glass wool can be easily assembled.

Im unteren Gehäuse 70 sind gleichfalls durch das poröse Element eine Luftschicht 75, die eine Motorverkleidung bildende Verkleidung 71 und die Bodenwand 73 des unteren Gehäuses 70 vorgesehen, welche eine Gehäu seeinheit bilden. Die Vielzahl von Rippen 76, die sich von der Bodenwand 73 nach oben erstrecken, ist in Stoßkontakt gegen eine Bodenfläche des porösen Elementes gegenüber dem Luftströmungsweg des Kreiselgebläses ausgebildet, um die Luftschicht 75 in eine Vielzahl von umfangsmäßig bezüglich des unteren Gehäuses 70 angeordneten Räumen zu unterteilen, wie es am besten aus Fig. 2 ersichtlich ist. Der Luftkanal 72 zum Einführen von Kühlluft vom Luftströmungsweg zu dem Motor ist in dem unteren Gehäuse 70 ausgebildet und erstreckt sich im wesentlichen axial davon über den Außenumfang des porösen Elementes 11, wie es am besten aus Fig. 1 ersichtlich ist.In the lower housing 70 are also provided by the porous element, an air layer 75 , the cladding 71 forming a motor cowling and the bottom wall 73 of the lower housing 70 , which form a housing seeinheit. The plurality of ribs 76 extending upward from the bottom wall 73 are formed in abutting contact with a bottom surface of the porous member opposite to the air flow path of the centrifugal fan to partition the air layer 75 into a plurality of spaces arranged circumferentially with respect to the lower case 70 as best seen in Fig. 2. The air duct 72 for introducing cooling air from the air flow path to the engine is formed in the lower housing 70 and extends substantially axially therefrom over the outer periphery of the porous member 11 , as best seen in FIG. 1.

Die Höhe eines Teils der Rippen 76 wird geändert, um eine Wasserstopp wand 76a durch Vermeiden des Kontaktes mit der Bodenfläche des porösen Elementes 11 gegenüber dem Luftströmungsweg des Kreiselgebläses zu bilden.The height of part of the ribs 76 is changed to form a water stop wall 76 a by avoiding contact with the bottom surface of the porous member 11 against the air flow path of the centrifugal fan.

Des weiteren werden Befestigungsschenkel auf dem oberen Gehäuse vor gesehen, während der Motor und das Lüfterrad auf dem unteren Gehäuse 70 montiert sind. Deshalb braucht nur das untere Gehäuse 70 entfernt zu werden, wenn der Motor ausgewechselt wird. Die Instandhaltung wird dadurch erleichtert.Furthermore, mounting legs are seen on the upper housing before, while the motor and the fan wheel are mounted on the lower housing 70 . Therefore, only the lower housing 70 needs to be removed when the engine is replaced. This makes maintenance easier.

Claims

Fan, in particular for a motor vehicle air conditioner, which seradgehäuse a Geblä (3), a sound absorbing member (11) which is arranged in the impeller housing (3) to the interior thereof to be divided into a first and a second space, said first space a Has air inlet ( 6 ) and an air outlet ( 7 ) and receives an impeller ( 4 ), and has a motor ( 5 ) which is arranged in the second space and connected to the impeller ( 4 ) such that the impeller ( 4 ) driven by the motor ( 5 ) to cause air to flow through the first space, characterized in that
the impeller housing ( 3 ) is provided with an engine cooling air duct ( 72 ) which is formed integrally with the impeller housing ( 3 ); and
the engine cooling air duct ( 72 ) extends between the first and second spaces via the sound absorbing member ( 11 ) to introduce engine cooling air from the first space to the engine in the second space.