JP2005139925A - 送風ファン - Google Patents

Abstract

【課題】冷却風を生成する送風ファンにおける、下流側に配設されたエンジンのような障害物による冷却風のストール状態を減らし冷却効率の悪化を防止することができ、かつ製作コストを安くすることができる、送風ファンを提供する。
【解決手段】回転駆動軸に取り付けられるボスに放射状に立設されたファンブレードの各々が、ボスの側に位置して下流側に軸流流れを生成する基端側部と、この基端側部から屈曲部を介して折り曲げられ下流側に半径方向外方に向けた斜流流れを生成する先端側部とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は送風ファン、さらに詳しくは、建設機械のエンジンの端部に備えられ冷却風を生成するファンに好適な送風ファンに関する。

例えば油圧ショベルのごとき建設機械のエンジン室には、エンジンとともにエンジンと直列に空冷式の熱交換器であるラジエータ、オイルクーラなどが装備されている。そしてエンジンには、この熱交換器に流す冷却風を生成するための送風ファンが熱交換器との間に備えられている。

送風ファンは、回転駆動軸としてのエンジンのクランク軸あるいはクランク軸にベルトなどにより連結された中間軸に取り付けられている。送風ファンとしては、周知の、冷却風を駆動軸の軸線方向に送る軸流ファン、あるいは軸線に対して斜め外方に送る斜流ファンが用いられる（例えば、特許文献1参照）。

実公平７−１２７１３号公報

しかしながら、上述したとおりの形態の従来の送風ファンには、次のとおりの解決すべき問題がある。

送風ファンにより生成される冷却風は、上流である熱交換器の側から下流であるエンジン側に送られる。しかしながらこの配列においては、送風ファンはエンジン室の中の熱交換器とエンジンの間の限られたスペースに備えられるので、ファン下流には直近にエンジン等の障害物が存在し、軸流ファンにおいては冷却風の多くの部分が障害物に衝突することで通過抵抗が増大し、冷却風量が減少し、冷却効率が悪くなる問題がある。

この問題を改善するために、ファンの冷却風が下流側のエンジンと衝突しストールするのを減らすために斜流ファンを用いる方法、あるいはレイアウト上の制約やエンジン騒音低減のためにエンジン自体をカバーでシールドする場合に、熱交換器と送風ファンをエンジンから離して別の場所に設置し送風ファンを油圧モータや電動モータを用いて駆動する方法が採用されている。しかしながら斜流ファンは製作コストが高くなり、熱交換器とファンをエンジンから分離設置しても軸流ファンの下流に十分なスペースが確保できないケースが多い上にコストが高いという問題がある。

本発明は上記事実に鑑みてなされたもので、その技術的課題は、冷却風を生成する送風ファンにおける、下流側に配設されたエンジンのごとき障害物による冷却風のストール状態を減らし冷却効率の悪化を防止することができ、かつ製作コストを安くすることができる、送風ファンを提供することである。

本発明によれば上記技術的課題を解決する送風ファンとして、回転駆動軸に取り付けられるボスに放射状に立設された複数個のファンブレードの各々が、該ボスの側に位置して下流側に軸流流れを生成する基端側部と、この基端側部から屈曲部を介して折り曲げられ下流側に半径方向外方に向けた斜流流れを生成する先端側部と、を備えていることを特徴とする送風ファンが提供される。

本発明に従って構成された送風ファンは、ファンブレードに屈曲部を備え、ファンブレードの基端部側に軸流流れを生成する部分が、先端部側に斜流流れを生成する部分が形成されている。したがって、送風下流側の障害物の大きさなどに応じて、例えば障害物が大きい場合には斜流流れを生成する先端側部を多くすることにより、冷却風と障害物の衝突量を減らしてストール状態を減らし冷却効率の悪化を防止することができる。またファンブレードに屈曲部を形成すればよいので製作コストを安くすることができる。

以下、本発明に従って構成された送風ファンについて、好適実施形態を図示している添付図面を参照して、さらに詳細に説明する。

建設機械における送風ファンの装着例を示した図1及びこの送風ファンの拡大詳細図である図２を参照して説明する。全体を番号２で示す送風ファン（以下単にファンと呼ぶことがある）は、建設機械のエンジン室に装備されたエンジン４とその長手方向に直列に配設された空冷の熱交換器であるラジエータ６及びオイルクーラ８の間に備えられている。

ファン４は、エンジン４のクランク軸あるいはクランク軸にベルトなどにより連結された中間軸である、エンジン４の端部に突出した回転駆動軸１０に取り付けられている。ファン２はその軸線１１を中心に図２に矢印Ｒで示す反時計方向に回転される。ファン２と熱交換器６，８の間にはそれらの周囲を覆う周知のファンシュラウド１２が取り付けられている。

ファン２は、回転駆動軸１０に取り付けられた円柱状のボス１４と、その外周上に均等に放射状に立設された６個のファンブレード１６を備えている。図２（ａ）はファン２を側面から見た図、図２（ｂ）はファン２を正面から見た図である。なお図１及び図２（ａ）においては図が煩雑になるのを避けて複数個のファンブレード１６の図示は一部省略されている。

ファンブレード１６の各々は、ボス１４の側に位置してファン２の送風の下流側（図１のファン２の右側）に軸線１１の延びる方向に矢印Ｗ１で示す軸流流れを生成する基端側部１６ａと、基端側部１６ａから、二点鎖線で示す屈曲部１８を介して折り曲げられ下流側に半径方向外方に向けた矢印Ｗ２で示す斜流流れを生成する先端側部１６ｂとを備えている。

基端部側１６ａは、図３に示すように軸線１１に対して角度Θ１のブレード角度で取り付けられている。先端側部１６ｂは、ファン２を側面から見た状態（図２（ａ）の状態）において屈曲部１８によりファン２の送風の上流側（図１のファン２の左側）に向けて折り曲げられている。ファンブレード１６の先端側部１６ｂの先端部の図４に示すブレード角度Θ２は、基端側部１６ａのブレード角度Θ１よりも小さく形成されている。

図５は、送風ファン２のファンブレード１６と異なる形態のファンブレード２６を備えた送風ファン２０を示している。ファン２０におけるファンブレード２６の各々は、ボス１４の側に位置してファン２０の送風の下流側に軸流流れを生成する、前述のファンブレード１６の基端側部１６ａと実質的に同じである基端側部２６ａと、基端側部２６ａから、二点鎖線で示す屈曲部２８を介して折り曲げられ下流側に半径方向外方に向けた斜流流れを生成する、ファン２０の回転方向Ｒに向けて折り曲げられた先端側部２６ｂとを備えている。

主として図１を参照して上述したとおりの送風ファン２（２０）の作用について説明する。

送風作用：
本発明に係る送風ファン２（２０）によれば、ファンブレード１６（２６）の基端側に軸流流れＷ１を生成する基端側部１６ａ（２６ａ）、先端側に斜流流れＷ２を生成する先端側部１６ｂ（２６ｂ）を備えたセミ斜流ファンが形成される。そして、基端側部１６ａ（２６ａ）と先端側部１６ｂ（２６ｂ）の大きさ、配分を変えることにより、送風の下流側に位置するエンジン４など障害物の大きさに応じて軸流流れＷ１及び斜流流れＷ２の風量を変えることができる。

冷却効率：
したがって、エンジン４のごとき障害物によりストールする風量を減らすように先端側部１６ｂ（２６ｂ）の大きさを大きくし斜流流れＷ２の風量を大きくすることができるので、熱交換器６，８を通過する風量を多くすることができ冷却効率を向上させることができる。

製作コスト：
また、本発明に係る送風ファン２（２０）は、ファンブレード１６（２６）を屈曲部１８（２８）によって曲げて形成すればよいので、製作コストを安くすることができる。

建設機械の性能向上：
さらに、本発明に係る送風ファン２（２０）を建設機械に装備することにより、冷却風が無駄なく生成されるので、冷却風を生成するためのエンジン出力の無駄を減らし燃料消費量を低減することができ、また冷却水、作動油などが効果的に冷却され、さらに冷却風による騒音の発生も減少されるので、建設機械の性能を格段に向上させることができる。

本発明にしたがって構成された送風ファンの建設機械における装着例を示した図。 図１に示す送風ファンの拡大詳細図で（ａ）は側面図（ｂ）は正面図。 図２のＡ−Ａ矢印方向に見たファンブレードの断面図。 図２のＢ−Ｂ矢印方向に見たファンブレードの断面図。 送風ファンの他の形態を示した詳細図で（ａ）は側面図（ｂ）は正面図。

符号の説明

２：送風ファン
４：エンジン
６：ラジエータ（熱交換器）
８：オイルクーラ（熱交換器）
１０：回転駆動軸
１４：ボス
１６：ファンブレード
１６ａ：基端側
１６ｂ：先端側部
１８：屈曲部
２０：送風ファン
２６：ファンブレード

Claims (4)

1. 回転駆動軸に取り付けられるボスに放射状に立設された複数個のファンブレードの各々が、 該ボスの側に位置して下流側に軸流流れ生成する基端側部と、 この基端側部から屈曲部を介して折り曲げられ下流側に半径方向外方に向けた斜流流れを生成する先端側部と、を備えていることを特徴とする送風ファン。
2. 該先端側部が、該送風ファンの送風の上流側に向けて折り曲げられている、請求項１記載の送風ファン。
3. 該先端側部が、該送風ファンの回転方向に向けて折り曲げられている、請求項１記載の送風ファン。
4. 該送風ファンが建設機械に装備されたエンジンと熱交換器の間のエンジンの端部に取り付けられ、送風が該熱交換器を通してエンジンの側に流される、請求項１から３までのいずれかに記載の送風ファン。

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