JP2020063683A - 建設機械 - Google Patents

Abstract

【課題】遠心ファンにおける偏りのある羽根のスパン方向の流速分布を緩和することができる建設機械を提供する。【解決手段】建設機械は、遠心ファン３１と、遠心ファン３１の吸込側に配置したベルマウス３２とを備える。遠心ファン３１は、回転可能なハブ４１と、ハブ４１に対向するように配置され吸込口３１ａを有する環状のシュラウド４２と、ハブ４１とシュラウド４２の間に設けられた複数の羽根４３とを有する。ベルマウス３２の流出口３２ａは、シュラウド４２の吸込口３１ａよりも径方向内側に配置される。羽根４３は、前縁４４が前縁４４におけるハブ４１との接続部とシュラウド４２との接続部とを結ぶ線分ＳＬに対して、負圧面４７側に凸形状となるように形成されると共に、前縁４４の凸形状の頂点４４ｖが、遠心ファン３１の吸込側を軸方向から見たときに、ベルマウス３２の流出口３２ａの壁面よりも径方向内側に位置するよう形成される。【選択図】 図５

Description

本発明は、建設機械に係り、更に詳しくは、遠心ファンを搭載した建設機械に関する。

油圧ショベルやダンプトラック等の建設機械では、エンジンや熱交換器等の各種機器を冷却ファンが生起した冷却風によって冷却している。建設機械の内部には、多数の機器や部品が密集した状態で配置されている。このような領域に冷却風を供給する場合、冷却風の圧力損失が大きくなるので、冷却ファンとして遠心ファンを採用することがある。遠心ファンは、一般に、軸流ファンと比べて同一回転数においてより高い圧力上昇が得られる。

遠心ファンは、回転駆動軸に取り付けられる円板状のハブ（主板）と、ハブの外周部に周方向に間隔をおいて一端側が固定された複数枚の羽根と、これら複数枚の羽根における上記ハブと反対側の他端側に取り付けられ、一方側に空気吸込口を形成するリング状のシュラウド（側板）とを備えている。このような遠心ファンの中には、羽根の両面にスムーズな流れを形成して有効な羽根性能を発揮させることを意図したものがある（例えば、特許文献１を参照）。

特許文献１に記載の遠心ファンでは、シュラウドが中央側空気吸込口から外周側遠心方向へ所定の曲率で傾斜する断面円弧形状に構成されており、羽根のハブとシュラウド間におけるシュラウド側端部を反回転側方向へ湾曲させている。上記の構成によって、羽根がハブからシュラウドへ略直線状に延びて接続される場合よりも、シュラウド内側の気流ガイド面と羽根の正圧面との間に形成されるコーナー部の断面積が拡大し、死水域低減空間が形成される。また、特許文献１に記載の遠心ファンでは、遠心ファンの空気吸込口に空気をスムーズに案内するために、遠心ファンの吸込側にベルマウスを設置している。ベルマウスは、下流側の空気流出口の端部がシュラウドの空気吸込口の内部に遊嵌された状態で配置されている。

特開２００９−１７４５４１号公報

遠心ファンは空気を軸方向から吸い込んで径方向外側へ吐出することで空気を加圧するものなので、ファン内部の空気の流れは急激に転向されることになる。その気流は、軸方向から径方向外側へ転向される際に、慣性によってハブ側へ押し付けられる。また、シュラウド側の気流は、ハブ側の気流よりも大きな曲率で転向する必要があるが、シュラウドの壁面形状に沿いきれずにハブ側へ押し付けられる。そのため、気流の向きがある程度径方向に転向した位置では、羽根のスパン方向（羽根のハブ側からシュラウド側に向かう方向）において、ハブ側の気流の速度がシュラウド側よりも大きくなる偏りのある流速分布が生じる。このハブ側とシュラウド側の流速差が大きくなると、気流がシュラウドから剥離してしまう。この場合、遠心ファン内部の有効流路面積が縮小するので、遠心ファンの性能が低下する。

羽根のスパン方向における流速分布を均一化させる１つの方法として、遠心ファンのシュラウドの曲率を小さくすることで気流をシュラウドの内壁面に沿わせる構成が挙げられる。しかし、建設機械においては、エンジンや熱交換器以外にも様々な機器や部品が内部に収容されており、遠心ファンの設置スペースが限られている。そのため、可能な限り薄型の（軸方向が短い）遠心ファンが求められており、曲率が小さく緩やかに湾曲するシュラウドを用いることは遠心ファンの大型化に繋がるので難しい。

また、羽根のスパン方向における流速分布を均一化させる別の方法として、遠心ファンの径方向の流路長を長くする構成が挙げられる。しかし、建設機械では、一般に、遠心ファンの上流側に熱交換器が設置されており、熱交換器を効率良く冷却するためには、遠心ファンの吸込口の面積を可能な限り大きくする必要がある。さらに、建設機械では、前述したように、遠心ファンの設置スペースが限られているので、遠心ファンの外径も設置スペースに応じて制限される。遠心ファンの吸込口の面積を大きくすると、その分、遠心ファンの吸込口の開口縁から吐出側の外周縁までの距離が短くなるので、外径が制限された遠心ファンでは、径方向の流路長を伸長することは難しい。

ところで、遠心ファンを搭載した建設機械の中には、特許文献１に記載の遠心ファンと同様に、遠心ファンの吸込側にベルマウスを設置し、ベルマウスの空気流出口を遠心ファンのシュラウドの空気吸込口の内周側に配置したものがある。遠心ファン側へ向かって縮径するベルマウスでは、その空気流出口から流出する空気の速度がベルマウスの中心側（径方向内側）よりも壁面側（径方向外側）の方が大きくなる。

また、回転する遠心ファンと静止するベルマウスとが接触しないように、両者間に隙間を設けている。遠心ファンから吐出された空気の一部は、当該隙間を通って再び遠心ファンへ漏れ流れとして流入する。建設機械に搭載された遠心ファンでは、運転時の車体振動などを考慮して、特許文献１のような天井埋込型空気調和機に適用される遠心ファンと比べて、遠心ファンとベルマウスとの隙間を大きくする必要がある。当該隙間が大きい程、遠心ファンに流入する漏れ流れが増加する。

このようなベルマウスの壁面形状の影響や漏れ流れの影響によって、遠心ファンの空気吸込口では、シュラウドの壁面近傍の方が空気吸込口中心部よりも速度の大きな空気の流れが流入する。すなわち、空気吸込口に流入する空気は、シュラウドの壁面近傍で局所的に増速している。そのため、シュラウドの壁面近傍の空気の流れは、軸方向から径方向外側へ転向される際に、速度の増速分慣性が大きくなるので、よりハブ側へ押し付けられる。したがって、吸込側にベルマウスを設置した遠心ファンでは、気流の向きがある程度径方向に転向した位置において、ハブ側の気流のシュラウド側の気流に対する速度差が更に大きくなるスパン方向の流速分布が生じる。このような流速分布では、気流がシュラウドからはく離しやすくなる。

以上のことから、建設機械に搭載する遠心ファンの性能を向上させるためには、ハブ側の気流の速度がシュラウド側よりも大きくなる偏りのある羽根のスパン方向の流速分布を緩和する必要がある。

特許文献１に記載の遠心ファンにおいては、羽根のシュラウド側端部を反回転側方向へ湾曲させることで、シュラウド内面の気流ガイド面と羽根の正圧面との間に形成されるコーナー部の断面積を拡大させている。しかし、当該コーナー部のようなシュラウド側の局所的な領域の断面積を拡大させる構成では、軸方向から径方向へ転向する際に生じる気流のシュラウド側からハブ側への偏りを局所的にしか抑制できないと考えられる。

本発明は、上記の問題点を解消するためになされたものであり、その目的は、遠心ファンにおけるハブ側の気流の速度がシュラウド側よりも大きくなる偏りのある羽根のスパン方向の流速分布を緩和することができる建設機械を提供することである。

本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、車体の内部に収容された遠心ファンと、前記遠心ファンの吸込み側に配置され、流出口を有するベルマウスとを備え、前記遠心ファンは、回転軸線を中心に回転可能なハブと、前記ハブに対向するように配置されて前記ハブとの間に流路を形成し、吸込口を有する環状のシュラウドと、前記ハブと前記シュラウドとの間に周方向に間隔をあけて設けられた複数の羽根とを有し、前記複数の羽根の各々は、空気が流入する側の前縁と、空気が流出する側の後縁と、前記前縁と前記後縁との間に延在する一方側の翼面であって回転方向に対して前方側を向く正圧面と、前記前縁と前記後縁との間に延在する他方側の翼面であって前記回転方向に対して後方側を向く負圧面とを含んで構成されており、前記ベルマウスの前記流出口が前記シュラウドの前記吸込口よりも径方向内側に配置された建設機械において、前記複数の羽根の各々は、前記前縁が前記前縁における前記ハブとの接続部と前記前縁における前記シュラウドとの接続部とを結ぶ線分に対して、前記負圧面側に凸形状となるように形成されると共に、前記前縁の凸形状における頂点が、前記遠心ファンの吸込み側を軸方向から見たときに、前記ベルマウスの前記流出口の壁面よりも径方向内側に位置するよう形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、遠心ファンの羽根の前縁における負圧面側に凸形状の頂点を軸方向から見たときにベルマウスの流出口の壁面よりも径方向内側に位置するように羽根を構成したので、ベルマウスの壁面近傍から遠心ファンへ流入した空気の流れの径方向外側への転向の際の慣性によるハブ側への移動を抑制することができる。その結果、建設機械に搭載された遠心ファンにおいて、ハブ側の気流の速度がシュラウド側よりも大きくなる傾向にある羽根のスパン方向の流速分布を緩和することができる。
上記以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明の建設機械の第１の実施の形態としての油圧ショベルを示す側面図である。 図１に示す油圧ショベルをII−II矢視から見た部分断面図であり、油圧ショベルの機械室内部を一部省略した状態で示す図である。 本発明の建設機械の第１の実施の形態の一部を構成する遠心ファンの吸込側を軸方向から見た図である。 図３に示す遠心ファンをシュラウドを取り除いた状態で示す図である。 図３の符号Ｌで示す領域の拡大図であり、遠心ファンの羽根の前縁及び前縁の近傍を示す図である。 図４に示す遠心ファンをVI−VI矢視から見た斜視図であり、遠心ファンの羽根形状を示す図である。 図３に示す遠心ファンをVII−VII矢視から見た断面図（羽根の前縁とシュラウドとの接続部の位置において回転軸線を中心とした円筒面で切断した断面図）である。 図３に示す遠心ファンをVIII−VIII矢視から見た断面図（羽根の翼弦方向中央付近の位置において回転軸線を中心とした円筒面で切断した断面図）である。 図３に示す遠心ファンをIX−IX矢視から見た断面図（羽根の後縁近傍の位置において回転軸線を中心とした円筒面で切断した断面図）である。 本発明の建設機械の第１の実施の形態における遠心ファン吸込口を通過する気流の径方向の流速分布を示す説明図である。 本発明の建設機械の第１の実施の形態における遠心ファンの羽根前縁のハブ側の位置（図１０に示す位置Ｈ）での速度三角形を示す説明図である。 本発明の建設機械の第１の実施の形態における遠心ファンの羽根前縁のスパン方向中央付近の位置（図１０に示す位置Ｍ）での速度三角形を示す説明図である。 本発明の建設機械の第１の実施の形態における遠心ファンの羽根前縁のシュラウド側の位置（図１０に示す位置Ｓ）での速度三角形を示す説明図である。 従来の遠心ファンの構造及び従来の遠心ファンの空気の流れを示す説明図であり、図３に示す矢視XVI−XVIと同様な矢視から見た斜視図である。 従来の遠心ファンの羽根の前縁、翼弦方向中央付近、及び後縁におけるスパン方向の流速分布を示す説明図である。 発明の建設機械の第１の実施の形態の遠心ファンにおける羽根の前縁から翼弦方向中央付近までの流れを示す説明図であり、図３に示す矢視XVI−XVIから見た斜視図である。 発明の建設機械の第１の実施の形態の遠心ファンにおける羽根の翼弦方向中央付近から後縁までの空気の流れを示す説明図である。 発明の建設機械の第１の実施の形態における遠心ファンの羽根の正圧面に沿った流れ場の解析結果を示す図である。 発明の建設機械の第１の実施の形態における遠心ファン内部の空気の流れを示す図である。 発明の建設機械の第１の実施の形態の第１変形例における遠心ファン内部の空気の流れを示す図である。 発明の建設機械の第１の実施の形態の第２変形例における遠心ファン内部の空気の流れを示す図である。 発明の建設機械の第２の実施の形態における機械室内部を一部省略した状態で示す断面図である。 発明の建設機械の第３の実施の形態における機械室内部を一部省略した状態で示す断面図である。

以下、本発明の建設機械の実施の形態について図面を用いて説明する。本実施の形態においては、建設機械の一例として油圧ショベルを例に挙げて説明する。

まず、本発明の建設機械の第１の実施の形態としての油圧ショベルの構成を図１及び図２を用いて説明する。図１は本発明の建設機械の第１の実施の形態としての油圧ショベルを示す側面図、図２は図１に示す油圧ショベルをII−II矢視から見た部分断面図であり、油圧ショベルの機械室内部を一部省略した状態で示す図である。ここでは、運転席に着座したオペレータから見た方向を用いて説明する。図２中、太い矢印は空気の流れを示している。

図１において、油圧ショベル１は、自走可能なクローラ式の下部走行体２と、下部走行体２上に旋回可能に搭載された上部旋回体３とを備えている。下部走行体２と上部旋回体３とで車体を構成している。上部旋回体３の前端部には、作業フロント４が俯仰動可能に設けられている。作業フロント４は、掘削作業等を行うための多関節型の作動装置であり、例えば、ブーム６、アーム７、バケット８を備えている。ブーム６の基端側は、上部旋回体３の前端部に回動可能に連結されている。ブーム６の先端部には、アーム７の基端部が回動可能に連結されている。アーム７の先端部には、バケット８の基端部が回動可能に連結されている。ブーム６、アーム７、及びバケット８はそれぞれ、油圧駆動装置としてのブームシリンダ６ａ、アームシリンダ７ａ、バケットシリンダ８ａによって駆動される。

上部旋回体３は、下部走行体２上に旋回可能に搭載された支持構造体である旋回フレーム１１と、旋回フレーム１１上の左前側に設置されたキャブ１２と、旋回フレーム１１の後端部（図１中、右端部）に設けられたカウンタウェイト１３と、キャブ１２とカウンタウェイト１３の間に配置された機械室１４とを含んで構成されている。キャブ１２には、下部走行体２や作業フロント４等の動作を指示する操作装置やオペレータが着座する運転席等（ともに図示せず）が配置されている。カウンタウェイト１３は、作業フロント４との重量バランスをとるためのものである。

機械室１４には、例えば図２に示すように、原動機としてのエンジン２０、エンジン２０に駆動される油圧ポンプ(図示せず)、エンジン２０等を冷却する冷却装置３０を含む多数の機器が収容されている。機械室１４は、建屋カバー１６によって外郭が形成されている。建屋カバー１６には、機械室１４内に外気を取り込む吸込口（図示せず）及び機械室１４内から空気を排出する排出口（図示せず）が設けられている。

冷却装置３０は、冷却風を生起する遠心ファン３１と、遠心ファン３１の吸込側に配置され、空気を整流して遠心ファン３１へ導くベルマウス３２と、遠心ファン３１の生起した冷却風により冷却される熱交換装置３３とを含んで構成されている。遠心ファン３１は、回転軸２３に取り付けられている。回転軸２３は、エンジン２０の駆動軸２０ａより上方でエンジン２０に回転可能に支持されている。エンジン２０の駆動軸２０ａ及び回転軸２３にはそれぞれ、第１プーリ２４及び第２プーリ２５が設けられている。第１プーリ２４と第２プーリ２５に対してベルト２６が掛け渡されている。このような構成により、遠心ファン３１はエンジン２０によって回転軸線Ａを中心に回転駆動される。

ベルマウス３２は、流路断面が遠心ファン３１側へ向かって縮小する形状を有している。ベルマウス３２の上流側（図２中、左側）の端部は、例えば、機械室１４内の機器又は建屋カバー１６に取り付けられている。ベルマウス３２の遠心ファン３１側（図２中、右側）端部の開口部は、空気の流れの流出口３２ａを構成している。ベルマウス３２の流出口３２ａは、遠心ファン３１の吸込口３１ａの径方向内側に隙間Ｄをあけて配置されている。

熱交換装置３３は、例えば、ベルマウス３２の上流側（図２中、左側）に配置されている。熱交換装置３３は、例えば、ラジエータやオイルクーラ等の熱交換器により構成されている。ラジエータはエンジン２０の冷却水を冷却するものであり、オイルクーラは作業フロント４の油圧シリンダ６ａ、７ａ、８ａ（図１参照）を含む油圧駆動装置に供給される作動油を冷却するものである。

また、遠心ファン３１を挟んでベルマウス３２の反対側には、整流部材３５が配置されている。つまり、整流部材３５は、遠心ファン３１における吸込口３１ａの反対側である後述のハブ４１の背面側に配置されている。整流部材３５は、遠心ファン３１から機械室１４内へ吐出される気流Ｆｄの急拡大を抑制するものであり、少なくとも遠心ファン３１の外周縁から径方向外側に延在する部材である。整流部材３５は、例えば、外周縁が円形、楕円、又は多角形等を成す環状の平板部材であり、ステー３６を介してエンジン２０に固定されている。整流部材３５は、また、遠心ファン３１から吐出される気流Ｆｄの導風路をベルマウス３２と共に形成している。整流部材３５は、遠心ファン３１から吐出した気流Ｆｄとの摩擦によって旋回速度成分を減速させることで、摩擦による損失があるものの、気流Ｆｄの運動エネルギーの一部を静圧へと変換し、エネルギー損失を低減することが可能である。

次に、本発明の建設機械の第１の実施の形態における遠心ファンの構成について図面を用いて説明する。先ず、遠心ファンの全体構成を図２〜図４を用いて説明する。図３は本発明の建設機械の第１の実施の形態の一部を構成する遠心ファンの吸込側を軸方向から見た図、図４は図３に示す遠心ファンをシュラウドを取り除いた状態で示す図である。

図２〜図４において、遠心ファン３１は、回転軸２３に取り付けられ、回転軸線Ａを中心に回転可能な円盤状のハブ４１と、ハブ４１の軸方向一方側（図２中、左側）に対向してハブ４１と同軸上に配置され、ハブ４１との間に流路を形成する環状のシュラウド４２と、ハブ４１とシュラウド４２の間において周方向に互いに所定の間隔をあけて設けられた複数の羽根４３とを備えている。シュラウド４２は、図２及び図３に示すように、軸方向一方側（図２中、左側）の方が他方側（図２中、右側）よりも径が小さくなるように形成されている。シュラウド４２は、軸方向一方側の中心部に位置する径の小さい開口が遠心ファン３１の吸込口３１ａを構成している。

次に、遠心ファンの羽根の形状を図２〜図９を用いて説明する。図５は図３の符号Ｌで示す領域の拡大図であり、遠心ファンの羽根の前縁及び前縁の近傍を示す図、図６は図４に示す遠心ファンをVI−VI矢視から見た斜視図であり、遠心ファンの羽根形状を示す図、図７は図３に示す遠心ファンをVII−VII矢視から見た断面図（羽根の前縁とシュラウドとの接続部の位置において回転軸線を中心とした円筒面で切断した断面図）、図８は図３に示す遠心ファンをVIII−VIII矢視から見た断面図（羽根の翼弦方向中央付近の位置において回転軸線を中心とした円筒面で切断した断面図）、図９は図３に示す遠心ファンをIX−IX矢視から見た断面図（羽根の後縁近傍の位置において回転軸線を中心とした円筒面で切断した断面図）である。

各羽根４３は、図２及び図４に示すように、空気が流入する側の前縁４４と、空気が流出する側の後縁４５と、前縁４４と後縁４５との間に延在する一方側の翼面であって回転方向Ｒに対して前方側を向く正圧面４６と、前縁４４と後縁４５との間に延在する他方側（正圧面４６の裏面側）の翼面であって回転方向Ｒに対して後方側を向く負圧面４７とを含んでいる。羽根４３におけるハブ４１との接続部からシュラウド４２との接続部へ延在する方向を羽根４３のスパン方向と規定する。また、羽根４３における前縁４４から後縁４５へ延在する方向を羽根４３の翼弦方向と規定する。

各羽根４３の前縁４４は、図３〜図５に示すように、ハブ４１との接続部４４ｈがシュラウド４２との接続部４４ｓよりも径方向内側に位置している。また、前縁４４は、図５及び図６に示すように、ハブ４１との接続部４４ｈとシュラウド４２との接続部４４ｓとを結ぶ線分ＳＬに対して、負圧面４７側（回転方向Ｒに対して後方側）に凸形状となるように湾曲している。さらに、各羽根４３は、図３及び図５に示すように、遠心ファン３１の吸込側をその軸方向から見たときに、前縁４４の凸形状の頂点４４ｖがベルマウス３２の流出口３２ａの壁面よりも径方向内側（回転軸線Ａ側）に位置するように構成されている。

羽根４３は、図４及び図６に示すように、前縁４４における負圧面４７側へ湾曲した凸形状が翼弦方向に延在して後縁４５にまで至るように構成されている。すなわち、羽根４３は、図７〜図９に示すように、回転軸線Ａを中心とする円筒面で切断した前縁４４から後縁４５までの各断面が羽根４３のハブ４１との接続部（根元部）４３ｈと羽根４３のシュラウド４２との接続部（先端部）４３ｓとを結ぶ線分Ｓに対して、負圧面４７側（回転方向Ｒに対して後方側）に凸形状となるように湾曲している。

羽根４３は、図７及び図８に示すように、上記凸形状における頂点４３ｖの曲率が前縁４４から翼弦方向中央付近の位置（前縁４４と後縁４５との間の途中位置）に向かって徐々に大きくなるように構成されている。加えて、羽根４３は、図８及び図９に示すように、上記凸形状における頂点４３ｖの曲率が翼弦方向中央付近の位置（前縁４４と後縁４５との間の途中位置）から後縁４５に向かって徐々に小さくなるように構成されている。すなわち、羽根４３は、前縁４４側に位置し、羽根４３の凸形状における頂点４３ｖの曲率が前縁４４から徐々に大きくなる第１湾曲羽根部と、後縁４５側に位置し、羽根４３の凸形状における頂点４３ｖの曲率が後縁４５に向かって徐々に小さくなる第２湾曲羽根部とで構成されている。

また、羽根４３は、図７〜図９に示すように、回転軸線Ａを中心とした円筒面で切断した羽根断面におけるハブ４１との接続部４３ｈに対するシュラウド４２との接続部４３ｓの周方向の相対位置が、前縁４４から後縁４５に向かって徐々に回転方向Ｒに対して後方側へ変位するように構成されている。より詳細には、羽根４３の前縁４４近傍における羽根断面では、図７に示すように、シュラウド４２との接続部４３ｓの周方向の位置がハブ４１との接続部４３ｈの周方向の位置よりも回転方向Ｒに対して前方側にずれている。羽根４３の翼弦方向中央付近の位置における羽根断面では、図８に示すように、シュラウド４２との接続部４３ｓの周方向の位置がハブ４１との接続部４３ｈの周方向の位置と略同じである。羽根４３の後縁４５近傍における羽根断面では、図９に示すように、シュラウド４２との接続部４３ｓの周方向の位置がハブ４１との接続部４３ｈの周方向の位置よりも回転方向Ｒに対して後方側にずれている。このように、前縁４４近傍から翼弦方向中央付近の位置までは、ハブ４１との接続部４３ｈに対するシュラウド４２との接続部４３ｓの周方向の相対位置が回転方向Ｒに対して前方側にずれている。一方、翼弦方向中央付近の位置から後縁４５までは、ハブ４１との接続部４３ｈに対するシュラウド４２との接続部４３ｓの周方向の相対位置が回転方向Ｒに対して後方側にずれている。

次に、遠心ファンにおける羽根の入口角の設定を図１０〜図１３を用いて説明する。図１０は本発明の建設機械の第１の実施の形態における遠心ファン吸込口を通過する気流の径方向の流速分布を示す説明図、図１１は本発明の建設機械の第１の実施の形態における遠心ファンの羽根前縁のハブ側の位置（図１０に示す位置Ｈ）での速度三角形を示す説明図、図１２は本発明の建設機械の第１の実施の形態における遠心ファンの羽根前縁のスパン方向中央付近の位置（図１０に示す位置Ｍ）での速度三角形を示す説明図、図１３は本発明の建設機械の第１の実施の形態における遠心ファンの羽根前縁のシュラウド側の位置（図１０に示す位置Ｓ）での速度三角形を示す説明図である。

本実施の形態においては、図１０に示すように、遠心ファン３１の吸込側にベルマウス３２を設置しており、遠心ファン３１の吸込口３１ａとベルマウス３２の流出口３２ａとの間に隙間Ｄを設けている。この場合、遠心ファン３１から吐出された空気の一部は、遠心ファンとベルマウスの隙間Ｄを通って再び遠心ファンに漏れ流れＦＬとして流入する。また、ベルマウス３２は流出口３２ａ側へ向かって縮径しているので、ベルマウス３２の流出口３２ａから流出する空気の速度はベルマウス３２の中心側（径方向内側）よりも壁面側（径方向外側）の方が大きくなる（図１０中に示す流速分布を参照）。つまり、ベルマウス３２の流出口３２ａの壁面近傍の領域では、局所的に速度が増加する。このベルマウス３２の影響により、遠心ファン３１の吸込口３１ａでは、シュラウド４２の壁面近傍の方が中心部よりも速度の大きな流れが流入する。

本実施の形態においては、遠心ファン３１の羽根４３の入口角が上記のベルマウス３２の影響を考慮して設定される。羽根４３は、その入口角が羽根４３に対する空気の流入角と一致するように構成されている。この場合、遠心ファン３１に流入する空気の流れが無衝突流入条件となるので、流れの衝突損失を低減することができる。なお、羽根４３の入口角とは、図１１に示す羽根４３の断面形状の反り線Ｃの前縁４４における接線Ｃｔと遠心ファン３１の回転軸線Ａ（図１０を参照）を中心として各羽根の前縁４４に接する仮想の内接円Ｉにおける前縁４４での接線Ｉｔとの成す角である。反り線とは、羽根４３の正圧面４６と負圧面４７との中点を順々に結んで得られる曲線である。流入角は、気流の相対流入速度ベクトルと遠心ファン３１の回転方向Ｒとのなす角度である。

具体的には、羽根４３の前縁４４におけるハブ４１側の位置Ｈ（図１０を参照）には、図１１に示すように、羽根４３の周速Ｕｈと気流の絶対速度Ｃａｈとから求められる相対流入速度Ｗｈの気流が流入する。周速Ｕｈは、遠心ファン３１の定格回転数と回転軸線Ａから位置Ｈまでの径方向の距離（図１０に示す両矢印を参照）とから定められる。子午面方向速度Ｃｍｈは、ベルマウス３２の内部から遠心ファン３１の吸込口３１ａに流入する気流に予旋回がないと仮定しているので、絶対速度Ｃａｈと等しい。したがって、位置Ｈにおける羽根４３の入口角ｋｈは、周速Ｕｈと子午面方向速度Ｃｍｈとから定まる相対流入速度Ｗｈによって得られる流入角βｈと一致するように設定される。

羽根４３の前縁４４におけるスパン方向中央付近の位置Ｍ（図１０を参照）では、図１２に示すように、羽根４３の周速Ｕｍと気流の絶対速度Ｃａｍとから定まる相対流入速度Ｗｍの気流が流入する。周速Ｕｍは、遠心ファン３１の定格回転数と回転軸線Ａから位置Ｍまでの径方向の距離とから定められる。位置Ｍにおける周速Ｕｍは、位置Ｍが位置Ｈよりも径方向外側に位置しているので（図１０を参照）、位置Ｈにおける周速Ｕｈよりも大きくなる。子午面速度Ｃｍｍは、ベルマウス３２の壁面での増速の影響により（図１０に示す流速分布を参照）、位置Ｈにおける子午面速度Ｃｍｈ（図１１を参照）よりも大きくなる。子午面方向速度Ｃｍｍは、位置Ｈの場合と同様に予旋回がなく、絶対速度Ｃａｍと等しい。したがって、位置Ｍにおける翼入口角ｋｍは、周速Ｕｍと子午面方向速度Ｃｍｍとから定まる相対流入速度Ｗｍによって得られる流入角βｍと一致するように設定される。

羽根４３の前縁４４におけるシュラウド側の位置Ｓでは、図１０に示すように、ベルマウス３２とシュラウド４２の隙間Ｄから遠心ファン３１の吸込口３１ａに漏れ流れＦＬが流入する。この漏れ流れＦＬは、遠心ファン３１から吐出された気流なので、旋回速度成分を有している。したがって、位置Ｓに流入する空気の流れには予旋回が存在する。つまり、図１３に示すように、気流の絶対速度Ｃａｓ≠子午面速度Ｃｍｓであり、絶対速度Ｃａｓには旋回速度Ｃｕｓが含まれる。したがって、羽根４３の前縁４４におけるシュラウド側の位置Ｓ（図１０を参照）では、旋回速度Ｃｕｓを含む絶対速度Ｃａｓと羽根４３の周速Ｕｓとから定まる相対流入速度Ｗｓの流れが流入する。周速Ｕｍは、遠心ファン３１の定格回転数と回転軸線Ａから位置Ｓまでの径方向の距離とから定められる。位置Ｓにおける周速Ｕｓは、位置Ｓが位置Ｍよりも径方向外側に位置しているので（図１０を参照）、位置Ｍにおける周速Ｕｍよりも大きくなる。絶対速度Ｃａｓは、子午面速度Ｃｍｓと旋回速度Ｃｕｓとから求められる。子午面速度Ｃｍｓは、ベルマウス３２の壁面での増速の影響により（図１０に示す流速分布を参照）、位置Ｈにおける子午面速度Ｃｍｈ（図１１を参照）よりも大きくなる。位置Ｓにおける入口角ｋｓは、周速Ｕｓと絶対速度Ｃａｓとから定まる流入相対速度Ｗｓによって得られる流入角度βｓと一致するように設定される。

次に、本発明の建設機械の第１の実施の形態における遠心ファン内部の空気の流れ及び効果を従来の遠心ファンと比較しつつ説明する。先ず、従来の遠心ファンの構造及び内部の空気の流れを図１０、図１４、及び１５を用いて説明する。図１４は従来の遠心ファンの構造及び従来の遠心ファンの空気の流れを示す説明図であり、図３に示す矢視XVI−XVIと同様な矢視から見た斜視図、図１５は従来の遠心ファンの羽根の前縁、翼弦方向中央付近、及び後縁におけるスパン方向の流速分布を示す説明図である。図１４中、太い矢印は空気の流れを示している。図１５中、流速分布を複数の矢印で示している。なお、図１４及び図１５において、図１〜図１４に示す符号と同符号のものは、同様な部分であるので、その詳細な説明は省略する。

従来の遠心ファン１３１では、図１４に示すように、羽根１４３のスパン方向のシュラウド４２側の端部を回転方向Ｒに対して後方側へ湾曲させている。すなわち、羽根１４３の前縁１４４は、ハブ４１との接続部１４４ｈとシュラウド４２との接続部１４４ｓとを結ぶ線分ＳＬに対して、負圧面１４７側（回転方向Ｒに対して後方側）に凸形状となるように湾曲している。羽根１４３は、前縁１４４の凸形状の頂点１４４ｖの位置がシュラウド４２側の近傍にあるように構成されている。

遠心ファン１３１は空気を軸方向（図１４中、上方向）から吸い込んで径方向外側へ吐出するものなので、ファン内部の空気の流れは急激に転向されることになる。この気流は、軸方向から径方向外側へ転向される際に、慣性によってハブ４１側へ押し付けられる。また、シュラウド４２側の気流は、ハブ４１側の気流よりも大きな曲率で転向する必要があるが、シュラウド４２の壁面形状に沿いきれずにハブ４１側へ押し付けられる。

上記した従来の遠心ファン１３１の羽根１４３では、羽根１４３が負圧面１４７側に凸形状となるように湾曲しているので、羽根１４３の翼面形状によって気流のハブ４１側への押付けの影響が緩和される。しかし、羽根１４３の凸形状における頂点１４４ｖの位置がシュラウド４２側近傍にあるので、シュラウド４２側近傍の気流に対してのみハブ４１側への押付けの影響が緩和される。そのため、気流のハブ４１側への押付けの影響を十分に緩和できず、気流の向きがある程度径方向に転向した径方向の位置では、羽根１４３のスパン方向において、ハブ４１側の流速がシュラウド４２側よりも大きくなる偏りある流速分布が生じる。

具体的には、次のような流速分布となる。従来の遠心ファン１３１は、図１５に示すように、本実施の形態と同様に、吸込側にベルマウス３２が配置されている。ベルマウス３２の流出口３２ａの子午面断面における流速分布は、ベルマウス３２の壁面付近の流速が中心側（回転軸線Ａ側)よりも大きくなっている（図１０中に示す流速分布を参照）。そのため、従来の遠心ファン１３１の吸込口１３１ａでも、シュラウド４２側の流速がハブ４１側よりも大きい流速分布となる。

従来の羽根１４３の前縁１４４では、図１５に示すように、気流がハブ４１側へ押し付けられることにより、シュラウド４２側とハブ４１側との速度差が低減された流速分布となる。つまり、前縁１４４におけるスパン方向の流速分布は、吸込口１３１ａにおける径方向の流速分布よりも均一化される。

一方、前縁１４４から翼弦方向中央付近までの流路の前半部では、軸方向から径方向外側への気流の転向による気流のハブ４１側への押付けが継続する。そのため、当該中央付近の位置（図１５中、二点鎖線で示した位置）において、ハブ４１側からシュラウド４２側へ向かって徐々に低下するスパン方向の流速分布が生じる。ハブ４１側とシュラウド４２側の速度差が急激に変化するような流速分布が生じた場合、気流がシュラウド４２に沿いきれず、シュラウド４２から剥離した流れＦｓとなる。

また、翼弦方向中央付近から後縁１４５までの流路の後半部では、気流の転向が終了しているので、気流がハブ４１側へ押し付けられることはない。したがって、羽根１４３の後縁１４５では、翼弦方向中央付近でのスパン方向の流速分布とほぼ同じ流速分布となる。すなわち、後縁１４５におけるスパン方向の流速分布はハブ４１側からシュラウド４２側向かって徐々に低下する分布となる。

このように、従来の遠心ファン１３１では、ハブ４１側とシュラウド４２側の速度差を効果的に低減することができない。すなわち、羽根１４３の後縁１４５においてハブ４１側に流量が偏るファン特性を改善することは難しい。

次に、本発明の建設機械の第１の実施の形態における遠心ファンの空気の流れ及び効果を図５、及び図１６〜図１９を用いて説明する。図１６は発明の建設機械の第１の実施の形態の遠心ファンにおける羽根の前縁から翼弦方向中央付近までの流れを示す説明図であり、図３に示す矢視XVI−XVIから見た斜視図、図１７は発明の建設機械の第１の実施の形態の遠心ファンにおける羽根の翼弦方向中央付近から後縁までの空気の流れを示す説明図、図１８は発明の建設機械の第１の実施の形態における遠心ファンの羽根の正圧面に沿った流れ場の解析結果を示す図、図１９は発明の建設機械の第１の実施の形態における遠心ファン内部の空気の流れを示す図である。図１６及び図１７中、太い矢印は流れを示している。図１８中、白抜き矢印は流れの向きを示している。図１９中、黒点は羽根の湾曲した凸形状における頂点の曲率が最大である位置を示している。

本実施の形態においては、図５及び図１６に示すように、羽根４３の前縁４４を負圧面４７側（回転方向Ｒに対して後方側）に凸形状となるように湾曲させている。さらに、遠心ファン３１の吸込側をその軸方向から見たときに、前縁４４の凸形状の頂点４４ｖの位置がベルマウス３２の流出口３２ａの壁面よりも径方向内側に存在するように羽根４３を構成している。つまり、前縁４４の凸形状の頂点４４ｖの位置は、図１４に示す従来の遠心ファン１３１の羽根１４３における前縁１４４の凸形状の頂点１４４ｖの位置よりもハブ４１側に寄っている。この前縁４４の形状によって、遠心ファン３１の吸込口３１ａへ流入した空気の流れにおいて、軸方向から径方向外側への転向によりハブ４１側へ移動する流量を減少させることができる。特に、従来の遠心ファン１３１と比較すると（図１４を参照）、図１６に示すように、スパン方向中央付近の気流のハブ４１側への移動を抑制することができると共に、ハブ４１側の気流の一部をスパン方向中央付近に寄せることができる。

さらに、本実施の形態においては、図１６に示すように、前縁４４の凸形状を翼弦方向に延在させ、上記凸形状における頂点の曲率が前縁４４から翼弦方向中央付近の位置に向かって徐々に大きくなるように羽根４３を構成している。このような羽根４３の湾曲形状によって、従来の遠心ファン１３１と比較すると（図１４を参照）、軸方向から径方向外側への転向によるハブ４１側の気流のハブ４１側への移動を抑制することができ、翼弦方向中央付近において凸形状の頂点付近に気流を集めることができる。

加えて、本実施の形態においては、図１７に示すように、前縁４４の凸形状を翼弦方向に後縁４５まで延在させ、上記凸形状における頂点の曲率が翼弦方向中央付近の位置から後縁４５に向かって徐々に小さくなるように羽根４３を構成している。このような羽根４３の湾曲形状によって、翼弦方向中央付近において凸形状の頂点付近に集めた気流を後縁４５側でスパン方向に拡散することができる。

さらにまた、本実施の形態においては、回転軸線Ａを中心とした円筒面で切断した羽根４３の断面におけるハブ４１との接続部４３ｈに対するシュラウド４２との接続部４３ｓの周方向の相対位置を前縁４４から後縁４５に向かって徐々に回転方向Ｒに対して後方側へ変位させると共に（図７〜図９を参照）、図１７に示すように、後縁４５においてシュラウド４２との接続部４３ｓの周方向の位置がハブ４１との接続部４３ｈの周方向の位置よりも回転方向Ｒに対して後方側にずれるように羽根４３を構成している。このような羽根４３の形状によって、ハブ４１側に偏る傾向にある気流をシュラウド４２側へ誘導して後縁４５においてスパン方向に拡散することができる。

このように、本実施の形態においては、羽根４３の前縁４４から後縁４５まで延在する負圧面４７側に凸形状の頂点の曲率が前縁４４から翼弦方向中央付近の位置に向かって徐々に大きくなる一方、翼弦方向中央付近の位置から後縁４５に向かって徐々に小さくなるように羽根４３の湾曲形状を規定すること、及び、羽根４３のハブ４１との接続部４３ｈに対するシュラウド４２との接続部４３ｓの周方向の相対位置が前縁４４から後縁４５に向かって徐々に回転方向Ｒの後方側へ変位すると共に、羽根４３の後縁４５におけるシュラウド４２との接続部４３ｓがハブ４１との接続部４３ｈよりも回転方向Ｒの後方側にずれるように羽根４３のハブ４１及びシュラウド４２に対する接続位置を規定することで、図１８に示すように、前縁４４の凸形状の頂点４４ｖ付近から流入した空気を、前縁４４から翼弦方向中央付近に至る過程において凸形状の頂点４３ｖ側に集め、その後、後縁４５へ向かう過程においてシュラウド４２側へ導くことができる。これにより、図１９に示すように、遠心ファン３１の流路の前半部において軸方向から径方向外側への転向によりハブ４１側へ移動する気流の流量を減少させると共に、流路の後半部において気流をスパン方向に拡散させることができる。したがって、後縁４５におけるハブ４１側からシュラウド４２側までのスパン方向の流速分布を均一化することができる。すなわち、従来の遠心ファン１３１の吐出口におけるハブ４１側に流量が偏るファン特性（図１５を参照）を改善することができる。

上述したように、本発明の建設機械の第１の実施の形態によれば、遠心ファン３１の羽根４３の前縁４４における負圧面４７側に凸形状の頂点４４ｖを軸方向から見たときにベルマウス３２の流出口３２ａの壁面よりも径方向内側に位置するように羽根４３を構成したので、ベルマウス３２の壁面近傍から遠心ファン３１へ流入した空気の流れの径方向外側への転向の際の慣性によるハブ４１側への移動を抑制することができる。その結果、油圧ショベル（建設機械）１に搭載された遠心ファン３１において、ハブ４１側の気流の速度がシュラウド４２側よりも大きくなる傾向にある羽根４３のスパン方向の流速分布を緩和することができる。

次に、本発明の建設機械の第１の実施の形態の第１変形例及び第２変形例を図２０及び図２１を用いて説明する。図２０は発明の建設機械の第１の実施の形態の第１変形例における遠心ファン内部の空気の流れを示す図、図２１は発明の建設機械の第１の実施の形態の第２変形例における遠心ファン内部の空気の流れを示す図である。図２０及び図２１中、黒点は羽根の湾曲した凸形状における頂点の曲率が最大である位置を示している。なお、図２０及び図２１において、図１〜図２０に示す符号と同符号のものは、同様な部分であるので、その詳細な説明は省略する。

図２０に示す本発明の建設機械の第１の実施の形態の第１変形例が第１の実施の形態に対して相違する点は、羽根４３の湾曲した凸形状における頂点４３ｖの曲率が最大である位置が、第１の実施の形態のような翼弦方向中央付近の位置（図１９を参照）ではなく、後縁４５の近傍にあることである。具体的には、羽根４３は、上記凸形状における頂点の曲率が前縁４４から後縁４５の近傍（黒点の位置）に向かって徐々に大きくなるように構成されている。加えて、羽根４３は、上記凸形状における頂点の曲率が後縁４５の近傍（黒点の位置）から後縁４５に向かって徐々に小さくなるように構成されている。すなわち、羽根４３は、前縁４４から後縁４５近傍（黒点の位置）までを含み、羽根４３の凸形状における頂点の曲率が前縁４４から徐々に大きくなる前縁４４側の第１湾曲羽根部と、後縁４５近傍（黒点の位置）から後縁４５までを含み、羽根４３の凸形状における頂点の曲率が後縁４５に向かって徐々に小さくなる後縁４５側の第２湾曲羽根部とで構成されている。

本変形例においては、遠心ファン３１の内部に流入した空気を前縁４４から後縁４５の近傍（黒点の位置）に至る過程において羽根４３の凸形状の頂点側に集める一方、後縁４５に至る過程においてシュラウド４２側へ導く。これにより、ハブ４１側へ移動する気流の流量を減少させると共に、後縁４５の近傍において気流をスパン方向に拡散させることができる。したがって、従来の遠心ファン１３１の吐出口におけるハブ４１側に流量が偏るファン特性（図１５を参照）を改善することができる。

ただし、本変形例においては、羽根４３の凸形状における頂点の曲率の最大位置が第１の実施の形態と比較して後縁４５側にずれた分、後縁４５におけるスパン方向への拡散が第１の実施の形態と比較して不十分となる。それ故、後縁４５では、スパン方向の中央部付近の流速がハブ４１側及びシュラウド４２側よりも大きくなる流速分布となる。

また、図２１に示す本発明の建設機械の第１の実施の形態の第２変形例が第１の実施の形態に対して相違する点は、羽根４３の湾曲した凸形状における頂点４３ｖの曲率が最大である位置が、第１の実施の形態のような翼弦方向中央付近の位置（図１９を参照）ではなく、前縁４４の近傍にあることである。具体的には、羽根４３は、上記凸形状における頂点の曲率が前縁４４から前縁４４の近傍（黒点の位置）に向かって徐々に大きくなるように構成されている。加えて、羽根４３は、上記凸形状における頂点の曲率が前縁４４の近傍（黒点の位置）から後縁４５に向かって徐々に小さくなるように構成されている。すなわち、羽根４３は、前縁４４から前縁４４近傍（黒点の位置）までを含み、羽根４３の凸形状における頂点の曲率が前縁４４から徐々に大きくなる前縁４４側の第１湾曲羽根部と、前縁４４近傍（黒点の位置）から後縁４５までを含み、羽根４３の凸形状における頂点の曲率が後縁４５に向かって徐々に小さくなる後縁４５側の第２湾曲羽根部とで構成されている。

本変形例においては、遠心ファン３１の内部に流入した空気を前縁４４から前縁４４の近傍（黒点の位置）に至る過程において羽根４３の凸形状の頂点側に集めることができる。これにより、軸方向から径方向外側への転向によりハブ４１側へ移動する気流の流量を低減させることができる。したがって、従来の遠心ファン１３１の吐出口におけるハブ４１側に流量が偏るファン特性（図１５を参照）を改善することができる。

ただし、本変形例においては、羽根４３の凸形状における頂点の曲率の最大位置が第１の実施の形態と比較して前縁４４側にずれた分、転向する際のハブ４１側へ移動する気流の流量を低減させる効果が第１の実施の形態と比較して小さくなる。それ故、後縁４５では、ハブ４１側の流速がシュラウド４２側よりも大きな流速分布となる。しかし、従来の遠心ファン１３１と比較すると、ハブ４１側とシュラウド４２側の流速差が緩和されている。

上述した本発明の建設機械の第１の実施の形態の第１変形例及び第２変形例によれば、前述した第１の実施の形態と同様の効果に、遠心ファン３１の羽根４３の前縁４４に流入した空気の流れの転向の際の慣性によるハブ４１側への移動を抑制することができる。その結果、遠心ファン３１における羽根４３のスパン方向の流速分布を緩和することができる。

次に、本発明の建設機械の第２の実施の形態について図２２を用いて説明する。図２２は発明の建設機械の第２の実施の形態における機械室内部を一部省略した状態で示す断面図である。なお、図２２において、図１〜図２１に示す符号と同符号のものは、同様な部分であるので、その詳細な説明は省略する。

図２２に示す本発明の建設機械の第２の実施の形態が第１の実施の形態に対して相違する点は、整流部材の形状が異なることである。具体的には、第１の実施の形態の整流部材３５は環状の平板部材である（図２参照）。それに対して、本実施の形態の整流部材３５Ａは、遠心ファン３１の外周縁よりも径方向外側の部分が遠心ファン３１の径方向に対して遠心ファン３１から離れる方向へ傾斜するように構成されている。すなわち、整流部材３５Ａは、遠心ファン３１の外周縁よりも径方向内側において径方向に延在する環状の平板部３５ｂと、平板部３５ｂの外周縁から遠心ファン３１から離れる方向へ傾斜する環状の傾斜部３５ｃとで構成されている。

上述した本発明の建設機械の第２の実施の形態によれば、整流部材３５Ａにおける遠心ファン３１の外周縁よりも径方向外側の部分が遠心ファン３１の径方向に対して遠心ファン３１から離れる方向へ傾斜しているので、遠心ファン３１から吐出された気流Ｆｄの一部を径方向から軸方向側へ転向させることができ、気流Ｆｄの建屋カバー１６との衝突を緩和することができる。

次に、本発明の建設機械の第３の実施の形態について図２３を用いて説明する。図２３は発明の建設機械の第３の実施の形態における機械室内部を一部省略した状態で示す断面図である。なお、図２３において、図１〜図２２に示す符号と同符号のものは、同様な部分であるので、その詳細な説明は省略する。

図２３に示す本発明の建設機械の第３の実施の形態が第２の実施の形態に対して相違する点は、第２整流部材３８を新たに整流部材３５Ａに対向するようにシュラウド４２側に配置したことである。第２整流部材３８は、遠心ファン３１の外周縁よりも径方向外側に延在すると共に、径方向外側端部が径方向内側端部よりも整流部材３５Ａ側に位置するように構成されている。第２整流部材３８は、例えば、遠心ファン３１の径方向外側に位置する建屋カバー１６に取り付けられている。第２整流部材３８は、整流部材３５Ａと共に導風路を形成し、遠心ファン３１から径方向へ吐出された気流Ｆｄを軸方向へ転向させて建屋カバー１６に沿うように導くものである。導風路は、例えば、圧力回復を図るディフーザーとして形成することも可能である。

上述した本発明の建設機械の第３の実施の形態によれば、第２整流部材３８を整流部材３５Ａに対向させ、第２整流部材３８を、遠心ファン３１の外周縁の径方向外側に延在させると共に、径方向外側端部が径方向内側端部よりも整流部材３５Ａ側に位置するように構成したので、遠心ファン３１から吐出された気流Ｆｄを軸方向へ転向させることができ、気流Ｆｄの建屋カバー１６との衝突損失を更に低減することができる。

なお、本発明は本実施の形態に限られるものではなく、様々な変形例が含まれる。上記した実施形態は本発明をわかり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。ある実施形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることも可能である。

例えば、上述した本発明の建設機械の実施の形態においては、本発明の建設機械を油圧ショベル１に適用した例を示したが、本発明は、油圧クレーンやホイールローダ等の各種の建設機械に広く適用することができる。

また、上述した第１の実施の形態においては、羽根４３の凸形状における頂点４３ｖの曲率が前縁４４から翼弦方向中央付近の位置に向かって徐々に大きくなる一方、翼弦方向中央付近の位置から後縁４５に向かって徐々に小さくなるように羽根４３を構成した例を示した。しかし、羽根４３の凸形状における頂点４３ｖの曲率を前縁４４から翼弦方向中央付近の位置まで維持する一方、翼弦方向中央付近の位置から後縁４５に向かって徐々に小さくなるように羽根を構成することも可能である。すなわち、羽根は、羽根４３の凸形状における頂点４３ｖの曲率が前縁４４から同じに維持される前縁４４側の第１湾曲羽根部と、羽根４３の凸形状における頂点４３ｖの曲率が後縁４５に向かって徐々に小さくなる後縁４５側の第２湾曲羽根部とで構成することも可能である。

また、上述した第１の実施の形態の第１及び第２変形例においては、羽根４３の凸形状の頂点４３ｖの曲率を前縁４４から後縁４５の近傍又は前縁４４の近傍に向かって徐々に大きくする一方、後縁４５の近傍又は前縁４４の近傍から後縁４５に向かって徐々に小さくなるように羽根４３を構成した例を示した。しかし、羽根４３の凸形状における頂点４３ｖの曲率を前縁４４から後縁４５の近傍又は前縁４４の近傍まで維持する一方、後縁４５の近傍又は前縁４４の近傍から後縁４５に向かって徐々に小さくなるように羽根４３を構成することも可能である。

また、上述した実施の形態においては、整流部材３５、３５Ａ及び第２整流部材３８を遠心ファン３１の全周に配置するような構成（環状部材）の例を示したが、整流部材３５、３５Ａ及び第２整流部材３８の設置スペースや製造コスト、取付の容易性等を考慮して、遠心ファン３１の外周側の一部分のみに配置する構成の整流部材及び第２整流部材を用いることも可能である。

また、上述した第１及び第２実施の形態においては、整流部材３５、３５Ａをエンジン２０にステー３６を介して固定した例を示したが、整流部材をエンジン２０の一部とする構成も可能である。ただし、整流部材３５、３５Ａをエンジン２０にステー３６を用いて固定する方が、設置スペースが小さくて済み、コスト低減や軽量化といった面で有利となる。

また、上述した実施の形態においては、遠心ファン３１の駆動装置としてエンジン２０を用いた例を示したが、電動モータや油圧モータ等を遠心ファン３１の駆動装置として用いることも可能である。

１…油圧ショベル（建設機械）、 ３…上部旋回体（車体）、 ３１…遠心ファン、 ３１ａ…吸込口、 ３２…ベルマウス、 ３２ａ…流出口、 ３５、３５Ａ…整流部材（第１整流部材）、 ３８…第２整流部材、 ４１…ハブ、４２…シュラウド、 ４３…羽根、 ４３ｈ…ハブとの接続部、 ４３ｓ…シュラウドとの接続部、 ４３ｖ…頂点、 ４４…前縁、 ４４ｈ…ハブとの接続部、 ４４ｓ…シュラウドとの接続部、 ４４ｖ…頂点、 ４５…後縁、 ４６…正圧面、 ４７…負圧面、 Ａ…回転軸線、 Ｒ…回転方向

Claims (7)

1. 車体の内部に収容された遠心ファンと、
   前記遠心ファンの吸込み側に配置され、流出口を有するベルマウスとを備え、
   前記遠心ファンは、
   回転軸線を中心に回転可能なハブと、
   前記ハブに対向するように配置されて前記ハブとの間に流路を形成し、吸込口を有する環状のシュラウドと、
   前記ハブと前記シュラウドとの間に周方向に間隔をあけて設けられた複数の羽根とを有し、
   前記複数の羽根の各々は、
   空気が流入する側の前縁と、
   空気が流出する側の後縁と、
   前記前縁と前記後縁との間に延在する一方側の翼面であって回転方向に対して前方側を向く正圧面と、
   前記前縁と前記後縁との間に延在する他方側の翼面であって前記回転方向に対して後方側を向く負圧面とを含んで構成されており、
   前記ベルマウスの前記流出口が前記シュラウドの前記吸込口よりも径方向内側に配置された建設機械において、
   前記複数の羽根の各々は、前記前縁が前記前縁における前記ハブとの接続部と前記前縁における前記シュラウドとの接続部とを結ぶ線分に対して、前記負圧面側に凸形状となるように形成されると共に、前記前縁の凸形状における頂点が、前記遠心ファンの吸込み側を軸方向から見たときに、前記ベルマウスの前記流出口の壁面よりも径方向内側に位置するよう形成されている
   ことを特徴とする建設機械。
2. 請求項１に記載の建設機械において、
   前記複数の羽根の各々は、前記前縁の凸形状が前記後縁まで延在するように構成され、
   前記複数の羽根の各々は、前記複数の羽根の各々の凸形状における頂点の曲率が、前記前縁から前記前縁と前記後縁との間の中途位置へ向かって徐々に大きくなる一方、前記中途位置から前記後縁に向かって徐々に小さくなるように構成されている
   ことを特徴とする建設機械。
3. 請求項１に記載の建設機械において、
   前記複数の羽根の各々は、前記前縁の凸形状が前記後縁まで延在するように構成され、
   前記複数の羽根の各々は、前記複数の羽根の各々の凸形状における頂点の曲率が、前記前縁から前記前縁と前記後縁との間の中途位置まで維持される一方、前記中途位置から前記後縁に向かって徐々に小さくなるように構成されている
   ことを特徴とする建設機械。
4. 請求項１に記載の建設機械において、
   前記複数の羽根の各々は、前記回転軸線を中心とした円筒面で切断した断面における前記ハブとの接続部に対する前記シュラウドとの接続部の周方向の相対位置が前記前縁から前記後縁に向かって徐々に前記回転方向に対して後方側へ変位すると共に、前記後縁における前記シュラウドとの接続部の周方向の位置が前記後縁における前記ハブとの接続部の周方向の位置よりも前記回転方向に対して後方側にずれるように構成されている
   ことを特徴とする建設機械。
5. 請求項１に記載の建設機械の冷却ファンにおいて、
   前記遠心ファンを挟んで前記ベルマウスの反対側に配置された第１整流部材を更に備え、
   前記第１整流部材は、少なくとも前記遠心ファンの外周縁から径方向外側に延在する部材である
   ことを特徴とする建設機械。
6. 請求項５に記載の建設機械において、
   前記第１整流部材は、前記遠心ファンの外周縁よりも径方向外側の部分が径方向に対して前記遠心ファンから離れる方向へ傾斜するように構成されている
   ことを特徴とする建設機械。
7. 請求項５に記載の建設機械において、
   前記第１整流部材に対向するように配置された第２整流部材を更に備え、
   前記第２整流部材は、前記遠心ファンの外周縁の径方向外側に延在すると共に、径方向外側端部が径方向内側端部よりも前記第１整流部材側に位置するように構成され、
   前記第２整流部材は、前記遠心ファンから吐出された気流を導く導風路を前記第１整流部材と共に形成する
   ことを特徴とする建設機械。

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