JP2005194972A

JP2005194972A - 熱交換器通風用軸流ファン

Info

Publication number: JP2005194972A
Application number: JP2004004006A
Authority: JP
Inventors: Kazuhide Kimura; 和秀木村; Kota Shimada; 行太島田
Original assignee: T Rad Co Ltd
Current assignee: T Rad Co Ltd
Priority date: 2004-01-09
Filing date: 2004-01-09
Publication date: 2005-07-21

Abstract

【課題】車両への搭載性がよく、コストの低減化が図れ、風量と騒音において最も効率的な熱交換器通風用軸流ファンを提供する。
【解決手段】本発明は、熱交換器２の冷却空気出口側に近接して設けられた熱交換器通風用軸流ファン１であって、駆動モータ４により回転可能なファンブレード５と、ファンブレード５の外周に設けられ、冷却空気入口側にベルマウス７が形成されたリング部６とを備え、ファンブレード５の直径Ｄに対するベルマウス７の径方向の立ち上がり長さＲの比Ｒ／Ｄが０．０１４〜０．０２６の範囲になるように構成されていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、ラジエータ等の熱交換器の冷却空気出口側に近接して設けられた熱交換器通風用軸流ファンに関する。

従来、二輪車やバギー車においては、ラジエータを冷却するために、軸流ファンがラジエータに近接して設けられている。そして、この種の軸流ファンには、ファンブレードの外周にリング部が設けられており、リング部にはベルマウスが形成されている。ベルマウスは、軸流ファンに対して軸方向から流入する冷却空気だけでなく、径方向から流入する冷却空気をも整流し、渦や乱れを発生させることなく、冷却空気をファンブレードに導くためのものであり、冷却空気入口側だけでなく出口側にも形成されることがあるが、とりわけ、冷却空気入口側のベルマウスはファンの性能や騒音の点から極めて重要な役割を有している（例えば、特許文献１参照）。

特開平１１−１０５５５２号公報

しかしながら、上記した従来の熱交換器通風用軸流ファンでは、ベルマウスが必要以上に大きいため、軸流ファンが大きくなり、重量が増大し、車両への搭載性やコストに悪影響を及ぼしていた。特に、二輪車の場合には、ラジエータとエンジンのシリンダヘッドに挟まれた非常に狭い空間に軸流ファンを搭載しなければならないため、その影響は顕著であった。

本発明は、上記した課題を解決すべくなされたものであり、車両への搭載性がよく、コストの低減化が図れ、風量と騒音の性能において最も効率的な熱交換器通風用軸流ファンを提供するものである。

本発明は、熱交換器２の冷却空気出口側に近接して設けられた熱交換器通風用軸流ファン１であって、駆動モータ４により回転可能なファンブレード５と、ファンブレード５の外周に設けられ、冷却空気入口側にベルマウス７が形成されたリング部６とを備え、ファンブレード５の直径Ｄに対するベルマウス７の径方向の立ち上がり長さＲの比Ｒ／Ｄが０．０１４〜０．０２６の範囲になるように構成されていることを特徴とする。

本発明によれば、ファンの風量と騒音の性能において最も効率的な領域が明確となり、その中で最も小さいベルマウスを選定することが可能となるため、最小で且つ効率のよい軸流ファンを得ることができる。したがって、車両への搭載性が向上し、コストの低減化を図ることが可能となり、また、二輪車等の狭い限られた空間にも高性能の軸流ファンを搭載させることができる等、種々の優れた効果を得ることができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。ここで、図１は本発明の実施の形態に係る熱交換器通風用軸流ファンを示す側面図、図２はその熱交換器通風用軸流ファンの風量及び騒音特性を示す図である。

本実施の形態では、図１中において矢印で示すように、軸流ファン１によって、ラジエータ２から軸流ファン１の方向に冷却空気が流通するようになっており、軸流ファン１は、ラジエータ２の冷却空気出口側（図１では右側）に近接して設けられている。そして、軸流ファン１は、回転軸３を介して駆動モータ４に連結されたファンブレード５と、ファンブレード５の外周に設けられたリング部６とを備えており、リング部６の冷却空気入口側は湾曲して拡径され、ベルマウス７が形成されている。なお、本実施の形態においては、軸流ファン１にシュラウドが設けられていない。

出願人は、上記したような構成のもと、軸流ファン１の最大外径、すなわち、リング部６の外径を１４０ｍｍに固定した状態で、ファンブレードの直径Ｄに対するベルマウス７の径方向の立ち上がり長さＲの比Ｒ／Ｄを変化させながら、軸流ファン１の風量と騒音を測定し、風量と騒音において最も効率的な領域を探し出す実験を行った。なお、この実験では、ラジエータ２の幅を２４ｍｍ、ラジエータ２とリング部６との離隔距離を３ｍｍ、ファンブレード５の回転数を５０００ｒｐｍとし、ラジエータ２の中心から上方５００ｍｍの位置に騒音測定用マイクロフォンを設置した。

その結果、図２に示すような、実験データを得た。ここで、白抜きの丸印は軸流ファン１の音圧レベルＳＰＬ（ｄＢ（Ａ））を示し、黒丸印は軸流ファン１の風量Ｑ（ｍ^３／ｍｉｎ）を示している。

一般に、軸流ファン１の風量が増加するのに伴って、ラジエータ２の通過風量も増えるため、ファン騒音は増加する。また、反対に、軸流ファン１の風量が減少すれば、ファン騒音も減少する。したがって、風量が増加していないにも拘らず騒音だけが増加している領域や、風量が減少しているにも拘らず騒音が減少していない領域は、非効率的な領域である。

ここで、図２を見ると、Ｒ／Ｄ比が、０．０１４〜０．０２６の範囲では、軸流ファン１の風量と騒音とが比例的な関係にあり、効率的な領域であることが分かる。

これに対して、Ｒ／Ｄ比が０．０１４より小さい領域では、風量が増加していないにも拘らず騒音だけが増加している。これは、ベルマウス７が小さ過ぎるため、ベルマウス７の端部で渦や乱れを誘起し、ファン騒音を上昇させ、ファン性能を悪化させたからであり、非効率的な領域である。なお、図２に示されているように、Ｒ／Ｄ比が０．０１前後まで小さくなると、騒音はそれ以上大きくならなくなる状態、いわゆる、飽和状態（サチレイト）となる。この状態では、軸流ファン１はリング部６の端部での乱れの影響を受けるため、風量も増加しなくなる。

一方、Ｒ／Ｄ比が０．０２６より大きい領域では、風量が減少しているにも拘らず騒音が減少していない。これは、ベルマウス７が大き過ぎるため、ファンブレード５の直径が小さくなり、風量が減少するが、ファン前面の通風面積も小さくなり、風速が下がらないため、ファン騒音が低下しなくなったからであり、ベルマウス７の大きさに合った効果が現れない非効率的な領域である。すなわち、この領域では、ベルマウス７が無駄に大きいと言うことができる
上記したように、軸流ファン１の風量及び騒音の性能において、Ｒ／Ｄ比が０．０１４〜０．０２６の範囲にある領域が最も効率的な領域であることが判明したが、従来の軸流ファンのＲ／Ｄ比は、一般に、０．０２７〜０．０５の範囲にあるから、従来よりもベルマウス７を小さくした方がよいということになる。そして、そうすることにより、ファンブレード５の直径が大きくなり、風量が増加し、しかも、ファン騒音は比例的にしか増加しないようになる。

なお、上記実施の形態では、軸流ファン１の最大外径を１４０ｍｍに設定したが、これは単なる例示であり、本発明は、他の外径を有する軸流ファンにも適用可能であることは言う迄もない。

本発明の実施の形態に係る熱交換器通風用軸流ファンを示す側面図である。本発明の実施の形態に係る熱交換器通風用軸流ファンの風量及び騒音特性を示す図である。

符号の説明

１軸流ファン
２ラジエータ
４駆動モータ
５ファンブレード
６リング部
７ベルマウス

Claims

熱交換器の冷却空気出口側に近接して設けられた熱交換器通風用軸流ファンであって、
駆動モータにより回転可能なファンブレードと、
該ファンブレードの外周に設けられ、冷却空気入口側にベルマウスが形成されたリング部と、
を備え、前記ファンブレードの直径に対する前記ベルマウスの径方向の立ち上がり長さの比が０．０１４〜０．０２６の範囲になるように構成されていることを特徴とする熱交換器通風用軸流ファン。