JP2000513067A - ラジアルベンチレーター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、ラジアルベンチレーター（１）、とりわけ自動車の冷却システム（２）に対する換気装置として機能するラジアルベンチレーターであって、放射状の羽根（４）と、ノズル状に形成された被覆板（５）と、それに取り付けられた環状の空気案内板（６）と、ローター基部（７）と、静止した空気取り入れノズル（８）とを備えたローター（３）を有するラジアルベンチレーターに関するものである。このラジアルベンチレーター（１）においては、著しい性能の低下を招くことなく、主として、回転する部分と静止した部分との間に実質上大きな許容度がもたらされる。これは、被覆板（５）およびそれとともに回転する環状の空気案内板（６）の間に軸方向にのびる空隙（１０）を形成することによって達成される。

Description

【発明の詳細な説明】ラジアルベンチレーター 技術分野 本発明は、ラジアルベンチレーター、とりわけ自動車の冷却システムに対する 換気装置として機能するラジアルベンチレーターであって、放射状の羽根、ノズ ル状に形成された被覆板、それに取り付けられた環状の空気案内板、ローター基 部および静止した空気取り入れノズルを備えたローターを有するラジアルベンチ レーターに関するものである。従来技術 このような特徴を備えたラジアルベンチレーターは、ＤＥ ４４ ３１ ８３ ９ Ａ１およびＤＥ ４４ ３１ ８４０ Ａ１に記載されている。プラスチッ ク製のラジアルベンチレーターの場合、曲がった被覆板入口を射出成形機から形 成することは難しいか、または不可能である。同様に、被覆板入口の屈曲部を、 これと同様に屈曲した空気取り入れノズルに近接させて形成すると、、空隙によ る性能低下は回避されるが、不可避的に空気の流れが乱されてしまう。それ故に 、これらの文献の両方においては、独立な環状の空気案内板が形成され、被覆板 に隣接して取り付けられている。しかしながら、上記文献から明らかなように、 これらの環状の空気案内板は、専ら生産技術上の理由から必要とされるものであ る。静止した空気取り入れノズルおよび回転するローターの間の空隙によって生 じる性能低下を回避するために、ある場合には、ローターの被覆板上に羽根状の 突起が設けられ、別の場合には、被覆板入口に補助羽 根が設けられている。これらの部材は、性能を向上させ得る。ラジアルベンチレ ーターの駆動のためのエネルギー節約型の有利な変形例が‐自動車のエンジンか ら直接‐選ばれた場合には、エンジンおよびそれ故にまた、ローターおよび通常 それに取り付けられた回転する部材の静止した空気取り付けノズルに対する運動 が、軸方向におよび半径方向になされ、１０ｍｍより大きくなり得るという問題 を生ずる。それ故に、この空隙は、その許容性が補償され、あるいはこれらの部 材間の接触が確実に回避されるような大きさを有するように選ばれなければなら ない。これは、再びベンチレーターの性能を低下させることは明らかである。な ぜなら、大きすぎる空隙は、著しい性能低下を招くからである。この場合、上述 のような補助羽根および羽根状の突起は、満足のいく解決策を提供するものでは ない。なぜなら、大きな間隔または空隙とともに、補助羽根の間隔がまた大きく なり、その効果は明らかに減じられるからである。この場合、むしろ、大きな空 隙による性能低下を回避し得る、弾性を有する被覆部材を設けることがより有益 である。‐しかしそれにもかかわらず、それは依然として著しい性能低下を生じ させる。発明の概要 本発明の課題は、回転するローターおよび静止した空気取り入れノズルの間の 明らかに大きな許容度が、ベンチレーターの性能を実質上低下させることなく実 現されるようなラジアルベンチレーター、特に自動車の冷却システムに関する換 気装置として機能するラジアルベンチレーターを提供することにある。 本発明による解決手段は、被覆板およびそれとともに回転する環状の空気案内 板の間に、空気流を生じさせる空隙が形成される。この空隙は、全周にわたって 同一の大きさを有していなければならな い。第一実施例による環状の空気案内板は、横断面を見ると、被覆板に向けられ た下側の円弧状の部分と、被覆板および静止した空気取り入れノズルの間に配置 された実質上垂直な部分とを備えている。第二実施例による環状の空気案内板は 、空気取り入れノズルに接続された垂直な部分の上方に配置された実質上水平な 部分を備えている。環状の空気案内板の水平な部分と環状の空気案内板の全体が 、静止した空気取り入れノズルから明確に間隔をあけて配置されていることによ ってラジアルベンチレーターの回転する部分と静止した部分との間の許容性がベ ンチレーターの性能を低下させることなく達成される。空隙、または環状の空気 案内板の空気取り入れノズルからの間隔中には、適当な被覆部材が設けられる。 この構成は、請求項９〜請求項１１に規定されている。被覆部材の種々の実施例 は、環状の空気案内板のどの実施例が選ばれるかに依存して選択される。上側の 水平な部分を有しない環状の空間案内板の実施例においては、弾性を有する要素 、例えばブラシ、ゴム要素等々が、空気取り入れノズルまたは環状の空気案内板 の垂直な部分に配置されている。別の実施例によれば、空気取り入れノズルのま わりに円弧状の部分が設けられる。 多数の実験において、より大きな許容性をもたない他のラジアルベンチレータ ーとの比較に耐え得る性能が保持され得ることが証明されている。 実質上エンジンのクランクシャフトによるエネルギー節約型の望ましい駆動手 段が選ばれ、自動車またはシステムのエネルギー全体のバランスが確実に得られ る。 被覆板およびそれとともに回転する環状の空気案内板の間の分岐流を生じさせ る最小限の空隙は、それにもかかわらず、静止した部分と回転する部分との間の 運動を常に一定に保持し、それ故、その 確実な効果を生じさせ得る。この場合、被覆板上の表面流の乱れは回避され、上 記効果は、不断に増大させられる。さらに好ましいことに、被覆板および環状の 空気案内板の間の空隙は、ローターに向かって狭められる。なぜなら、これは、 ノズル作用を生じさせ、前述した作用をより強めるからである。最も狭い位置、 すなわち空隙の端部において、この空隙の幅は、好ましくは２〜５ｍｍの大きさ を有している。 被覆板およびそれとともに回転する環状の空気案内板の間の結合は、例えばね じ結合のような取り外し可能な結合、あるいは、例えば溶接結合または接着剤結 合のような取り外し不可能な結合からなっている。対応する結合部材が周方向に 分布して設けられる。 ラジアルベンチレーターの高い性能は、さらに次の事実によってもたらされる 。すなわち、負圧側から正圧側に案内する空気取り入れノズルの鍔形状の端部は 、四分円の円弧の断面または実質上四分円の円弧より短い円弧状の断面を有する ように形成されている。この四分円の円弧の接線は、再び環状の空気案内板の下 側円弧状部分に一点で接する。さらに、環状の空気案内板の下側円弧状形状の部 分の接線は、被覆板の円弧状の部分に一点で接する。まさに、この構成は、最適 の分岐流を用いるものであり、すなわち、それは空気流が被覆板から離れず、悪 影響を及ぼさないという効果をもたらす。 さらに別の特徴が、請求の範囲に記載の構成からもたらされる。添付図面に関 係する実施例の以下の説明からさらなる特徴および効果が明らかになる。本発明 の主要な構成要素には、以下において参照番号１〜２１を付してある。発明の実施の形態 図１は、自動車の冷却システムにおけるラジアルベンチレーター の側断面図である。 図２は、ラジアルベンチレーターを備えた冷却システムを後方から見た図であ る。 図３は、図１の「Ｘ」で示した領域の構成の第一変形例を示した図である。 図４は、空隙被覆部材を備えた図３に類似の図である。 図５は、図１の「Ｘ」で示した領域の構成の第二変形例であって、空隙被覆部 材を備えたものを示した図である。 図６は、別の空隙被覆部材を備えた図４に類似の図である。 図１および図２は、ラジアルベンチレーター１が収容された箱型の冷却システ ム２であって、そのローター３が軸２９のまわりに回転するようになっている冷 却システムを示した図である。この場合、空気は軸方向に吸引され、そして、冷 却システム２の冷却器２３、２４、２５、２６を通じて半径方向に向きを変えら れる。箱型の冷却システム２は、例えば上側の空気冷却器２３、左右に配置され た冷却剤冷却器２４および下側に配置された油冷却器２５、並びにコンデンサー ２６からなっており、これらの冷却器は、空気流の方向に沿って順次配置されて いる。このような冷却システムは、しばしば大型自動車において見られる。 ラジアルベンチレーター１の駆動は、自動車のエンジン２７によってなされる 。回転モーメントのラジアルベンチレーター１への伝達は、ベルト駆動機構２８ によってなされる。また別の場合には、ラジアルベンチレーター１は、エンジン ２７のクランクシャフトに連結手段を介して直接連結され得る。エンジン２７に よるラジアルベンチレーター１の直接的な駆動は、エネルギー節約型の望ましい 変形例となる。もちろん、この変形例は、静止した部分と回転する部分との間に 大きな間隔（空隙１８）を必要とする。なぜなら、温 度変化によってまた、モータの作動によって生じる振動が位置変化を引き起こし 、これが補償されなければならないからである。この場合、論理的には、各部分 の接触は生じず、ラジアルベンチレーター１の性能は、そのために実質上低下す ることはない。なぜなら、もしそうでないと、設計された冷却性能が各段階にお いて大きな冷却要求を満足させることが保障されないからである。それにもかか わらず、次のような実施例が考慮に入れられる。 ここに図１において「Ｘ」で示した領域は、図３〜図６においてより明瞭に示 してあり、図３〜図６は、２つの変形例に関する断面図として描いてある。図３ 〜図６のそれぞれの下側には、水平なローター軸２９がのびている。参照番号１ ８を付した空隙は、静止した空気取り入れノズル８と、回転する環状の空気案内 板６を備えたローター３との間の明確な大きな許容性を与えており、これは従来 技術における場合と同様である。このことは、図３〜図６において破線で示した 円から容易にわかるだろう。図３〜図６では、同一の部分には同一の参照符号が 付してあり、これらの部分は、図３において、ほぼすべてがより明瞭に示してあ る。 図３、図４および図６において、環状の空気案内板６は、下側の円弧状の部分 １１と、垂直な部分１３と、上側の水平な部分１４とからなっている。 図４〜図６において、その主要な部分には、参照番号が付してある。これらの 図面から、被覆板５および環状の空気案内板６の間には、結合部材２１が配置さ れていることが明らかになる。このような結合部材２１は、周方向に等しい間隔 をあけて分布するように設けられている。断面図においては、その都度、ただ１ つの結合部材２１のみが示してある。図示しないが、この結合部材２１の横断面 は、円滑な空気流を生じるような形状を有している。環状の空気案 内板６および被覆板５の間の次第に狭くなる空隙１０が明確に示してある。この 空隙１０のローター３に向けられた端部９において、空隙の幅は３ｍｍの大きさ を有していなければならない。それによって、上方からローター３に向かって離 れる部分空気流に対する良好な吸気が達成される。評価すべき性能低下に固有の ものであり、かつすべてのラジアルベンチレーターにおいて生ずるこの部分空気 流は、空隙１０によって主空気流中に再び案内される。この主空気流中への案内 によって、部分空気流は、被覆板５の内側表面に沿って案内される。その結果、 空気流の不利な影響が、著しく減じられる。この効果をたもらすために、空気取 り入れノズル８の円弧状の鍔１５の接線１６は、環状の空気案内板６の円弧状の 部分１１に一点で接している。円弧状の部分１１の接線１７は、被覆板５の円弧 状部分１２に実質上一点で接している。前述した吸気作用は、部分空気流の大部 分をそらせ、それによって望ましい許容性を可能とする相対的に大きな空隙１８ が性能低下に関係する不利な効果を実質上生じさせることがない。この不利な効 果をさらに減じるために、図４〜図６において空隙被覆部材に関する種々の可能 性を示した。図４において、空気取り入れノズル８の鍔１５のまわりには、空隙 被覆部材として円弧状の部分１９が設けられている。円弧状の部分１９は、可撓 性のあるプラスチック材料から形成され得る。別の変形例として、図６には、弾 性を有する空隙被覆部材２０が示してある。これは、ゴム製のリングに関係して いる。このリングは、実質上環状の空気案内板の上側の水平な部分１４の直径よ り大きな直径を有するように形成されている。リングは、空気取り入れノズル８ に取り付けられており、水平な部分１４の端部を越えるまで軸方向にのびている 。 図５は、さらに別の好ましい変形例を示しており、図中、環状の 空気案内板６は、垂直な部分１３および下側の円弧状の部分１１からなっている にすぎない。この環状の空気案内板６は、同等の良好な効果を生じ、かつその取 り付けコストは非常にわずかなものである。空隙１８を被覆するために、ここで はブラシ形状の部分からなる弾性を有する被覆部材２０が設けられており、この 被覆部材２０は、環状に配置されている。この被覆部材２０は、同様に空気取り 入れノズル８に取り付けられており、環状の空気案内板６の垂直な部分１３に近 接するまで軸方向にのびている。 使用した参照番号のリスト １ ラジアルベンチレーター ２ 冷却システム ３ ローター ４ 放射状の羽根 ５ 被覆板 ６ 環状の空気案内板（ＬＲ） ７ ローター基部 ８ 空気取り入れノズル ９ 空隙端部 １０ 環状の空気案内板および被覆板の間の空隙 １１ 環状の空気案内板に取り付けられた円弧状部分 １２ 被覆板に取り付けられた円弧状部分 １３ ＬＲに取り付けられた垂直部分 １４ ＬＲに取り付けられた水平部分 １５ 空気取り入れノズルの鍔形状の端部 １６ ＬＲの四分円の円弧部分と円弧状部分との間の接線 １７ ＬＲの部分から被覆板の円弧状部分に至る接線 １８ ＬＲおよび空気取り入れノズルの間の空隙 １９ 円弧状部分 ２０ 弾性を有する空隙被覆部材 ２１ ＬＲ‐被覆板結合部材 ２２ 空気流を示す矢印 ２３ 空気冷却器 ２４ 冷却剤冷却器 ２５ 油冷却器 ２６ コンデンサー ２７ エンジン ２８ ベルト駆動機構 ２９ ローターの軸

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． ラジアルベンチレーター（１）、特に自動車の冷却システム（２）に対す る換気装置として機能するラジアルベンチレーターであって、放射状の羽根（４ ）と、ノズル状に形成された被覆板（５）と、それに取り付けられた環状の空気 案内板（６）と、ローター基部（７）と、静止した空気取り入れノズル（８）と を備えたローター（３）を有するラジアルベンチレーターにおいて、 前記被覆板（５）と回転する前記環状の空気案内板（６）との間に放射状 にのびる空隙（１０）が形成されていることを特徴とするラジアルベンチレータ ー。 ２． 前記放射状の空隙（１０）は、前記被覆板（５）と前記環状の空気案内板 （６）とが重なり合うことによって形成され、好ましくはノズル状に、前記ロー ター（３）に向かって円錐状にのび、端部（９）において２〜５ｍｍの幅を有し ており、全周にわたって好ましくは一定になっていることを特徴とする請求項１ に記載のラジアルベンチレーター。 ３． 多数の結合部材（２１）が、前記環状の空気案内板（６）と前記被覆板（ ５）との間において、周方向に分布して配置されていることを特徴とする請求項 １または請求項２に記載のラジアルベンチレーター。 ４． 前記環状の空気案内板（６）は、その横断面を見たとき、前記被覆板（５ ）に向けられた下側の実質上円弧状の部分（１１）と、前記被覆板（５）の終端 および前記静止した空気取り入れノズル（８）の間に配置された実質上垂直な部 分（１３）と、前記空気取り入れノズル（８）に向けられた上側の実質上 水平な部分（１４）とを備えていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいず れかに記載のラジアルベンチレータ。 ５． 前記静止した空気取り入れノズル（８）の円弧状の部分（１５）の終端と 、前記環状の案内板（６）の上方の水平な部分（１４）との間には被覆部材が設 けられていることを特徴とする請求項４に記載のラジアルベンチレーター。 ６． 前記環状の空気案内板（６）は、その横断面を見たとき、前記被覆板（５ ）に向けられた下側の実質上円弧状の部分（１１）と、前記被覆板（５）の終端 および前記静止した空気取り入れノズル（８）の間に配置された実質上垂直な部 分（１３）とを備えていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記 載のラジアルベンチレーター。 ７． 前記静止した空気取り入れノズル（８）の鍔状の端部（１５）は横断面が 四分円の円弧の形状になるように、または実質上四分円の円弧より短い円弧の形 状になるように形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか に記載のラジアルベンチレーター。 ８． 前記四分円の円弧の接線（１６）は前記環状の空気案内板（６）の下側の 円弧状の部分（１１）と一点で接し、前記一点における接線（１７）は前記被覆 板（５）の円弧状の部分（１２）と一点で接するようになっていることを特徴と する請求項１〜請求項７のいずれかに記載のラジアルベンチレーター。 ９． 前記静止した空気取り入れノズル（８）および回転する前記環状の空気案 内板（６）の間に形成される空隙（１８）内には、弾性を有し、および／または 撓まない部材が前記空隙（１８）に対する被覆部材（１９，２０）として設けら れていることを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかに記載のラジアルベ ンチレーター。 １０．前記静止した空気取り入れノズル（８）の端部（１５）に、円弧状の部分 （１９）が設けられていることを特徴とする請求項９に記載のラジアルベンチレ ータ。 １１．前記空気取り入れノズル（８）または前記回転する空気案内板（６）には 、全周を取り囲む弾性をもった空隙被覆部材（２０）が配置されていることを特 徴とする請求項９に記載のラジアルベンチレーター。