JP2767045B2 - ラジエータ用シュラウド - Google Patents
ラジエータ用シュラウドInfo
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- JP2767045B2 JP2767045B2 JP63273086A JP27308688A JP2767045B2 JP 2767045 B2 JP2767045 B2 JP 2767045B2 JP 63273086 A JP63273086 A JP 63273086A JP 27308688 A JP27308688 A JP 27308688A JP 2767045 B2 JP2767045 B2 JP 2767045B2
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- JP
- Japan
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- fan
- radiator
- shroud
- fin
- fins
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
- F04D29/52—Casings; Connections of working fluid for axial pumps
- F04D29/54—Fluid-guiding means, e.g. diffusers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
- F04D29/52—Casings; Connections of working fluid for axial pumps
- F04D29/54—Fluid-guiding means, e.g. diffusers
- F04D29/541—Specially adapted for elastic fluid pumps
- F04D29/545—Ducts
- F04D29/547—Ducts having a special shape in order to influence fluid flow
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、主として自動車用のラジエータに取付けら
れてフアンを包囲し、ラジエータ通過風量を増加させる
と共に手が直接フアンに触れないように保護するシュラ
ウドの構造に関する。
れてフアンを包囲し、ラジエータ通過風量を増加させる
と共に手が直接フアンに触れないように保護するシュラ
ウドの構造に関する。
（従来の技術） ラジエータ用のシュラウドは、フアンを包囲して周辺
空気の誘引を防止し、ラジエータ通過風量を増大させて
ラジエータの冷却効率を高めることを主な目的としてお
り、ほとんど全ての自動車用ラジエータに装備されてい
る。
空気の誘引を防止し、ラジエータ通過風量を増大させて
ラジエータの冷却効率を高めることを主な目的としてお
り、ほとんど全ての自動車用ラジエータに装備されてい
る。
しかしながら、高速で回転するフアンの羽根の半径方
向先端部とシュラウドの間で空気流の流速が局所的に増
大し、羽根の先端部でいわゆるチップボルテックス（翼
端渦）によるノイズが発生すると共に、フアンの軸線方
向後端部で羽根から空気流が剥離して乱流渦が発生し中
高周波の渦音が発生する。また、この乱流はラジエータ
の通過風量を低下させているとも考えられる。
向先端部とシュラウドの間で空気流の流速が局所的に増
大し、羽根の先端部でいわゆるチップボルテックス（翼
端渦）によるノイズが発生すると共に、フアンの軸線方
向後端部で羽根から空気流が剥離して乱流渦が発生し中
高周波の渦音が発生する。また、この乱流はラジエータ
の通過風量を低下させているとも考えられる。
特開昭62−276298号「フアンシュラウド構造」では、
フアンシュラウドの一部に多数の小孔を設けて騒音の低
下を図っているが、この小孔から周辺空気を誘引して冷
却効率が低下するという欠点がある。また、シュラウド
の剛性が低下してシュラウド自身の共鳴音が発生するお
それがある。
フアンシュラウドの一部に多数の小孔を設けて騒音の低
下を図っているが、この小孔から周辺空気を誘引して冷
却効率が低下するという欠点がある。また、シュラウド
の剛性が低下してシュラウド自身の共鳴音が発生するお
それがある。
（発明が解決しようとする問題点） 本発明の目的は、ラジエータの通過風量を増大させる
効率の良いシュラウドを提供することにある。
効率の良いシュラウドを提供することにある。
本発明の他の目的は、空気流の渦音を低下させること
が可能なシュラウドを提供することにある。
が可能なシュラウドを提供することにある。
（問題点を解決するための手段とその作用） 本発明の前述した目的は、ラジエータ側から冷却フア
ンの外側へとフアン中心軸線と概ね平行又はテーパ状に
延伸しかつ冷却フアンの外縁の一部を覆った状態で終端
する断面円形の筒形部分を備えて成るラジエータ用シュ
ラウドにおいて、前記筒形部分の内周でフアンからラジ
エータ側に寄った位置に同一形状の４枚以上の整流板が
円形方向に等間隔で配置され、前記各整流板はラジエー
タ側からフアン側へと幅が減少する略三角形又は台形状
の平板で形成され、各平板を延長した平面内にフアン中
心軸線が含まれるように放射状に配置されており、各整
流板はフアンに流入する空気流の不規則な流れをフアン
の直前において軸線方向への規則的な流れへと変化させ
るようになっているラジエータ用シュラウドによって達
成される。
ンの外側へとフアン中心軸線と概ね平行又はテーパ状に
延伸しかつ冷却フアンの外縁の一部を覆った状態で終端
する断面円形の筒形部分を備えて成るラジエータ用シュ
ラウドにおいて、前記筒形部分の内周でフアンからラジ
エータ側に寄った位置に同一形状の４枚以上の整流板が
円形方向に等間隔で配置され、前記各整流板はラジエー
タ側からフアン側へと幅が減少する略三角形又は台形状
の平板で形成され、各平板を延長した平面内にフアン中
心軸線が含まれるように放射状に配置されており、各整
流板はフアンに流入する空気流の不規則な流れをフアン
の直前において軸線方向への規則的な流れへと変化させ
るようになっているラジエータ用シュラウドによって達
成される。
かかる構成に基づき、本発明のシュラウドによれば、
従来シュラウドの内面に沿って旋回しながらフアン側へ
と流れていた不規則な流れが整流板に沿って流れること
により、規則的な軸線方向への流れが形成され、空気抵
抗が減少してラジエータの通過風量が増大し、これに伴
ってフアンの流量効率も上昇する。本発明者らの実験で
は風量が約20％増大し、フアンの流量効率が約30％向上
することが判明した。騒音については、整流板を設ける
ことにより全体の騒音レベルはわずかに増大するが、風
量も増大する結果、風量あたりの騒音は約10％減少する
ことが判明した。また、シュラウドの内周面に整流板が
取付けられることにより、シュラウドの剛性が高くなっ
て共鳴音が減少し、さらに耐久性が向上するという利点
も得られる。
従来シュラウドの内面に沿って旋回しながらフアン側へ
と流れていた不規則な流れが整流板に沿って流れること
により、規則的な軸線方向への流れが形成され、空気抵
抗が減少してラジエータの通過風量が増大し、これに伴
ってフアンの流量効率も上昇する。本発明者らの実験で
は風量が約20％増大し、フアンの流量効率が約30％向上
することが判明した。騒音については、整流板を設ける
ことにより全体の騒音レベルはわずかに増大するが、風
量も増大する結果、風量あたりの騒音は約10％減少する
ことが判明した。また、シュラウドの内周面に整流板が
取付けられることにより、シュラウドの剛性が高くなっ
て共鳴音が減少し、さらに耐久性が向上するという利点
も得られる。
多くの実験の結果、各整流板はラジエータ側からファ
ン側へと幅が減少する略三角形又は台形状の平板とし、
その平板を延長した平面内にフアン中心軸線が含まれる
ように、すなわちフアン中心軸線から放射状に配置する
ことが最適であることがわかった。
ン側へと幅が減少する略三角形又は台形状の平板とし、
その平板を延長した平面内にフアン中心軸線が含まれる
ように、すなわちフアン中心軸線から放射状に配置する
ことが最適であることがわかった。
本発明の他の特徴および利点は、添付図面の実施例を
参照した以下の記載により明らかとなろう。
参照した以下の記載により明らかとなろう。
（実施例） 第１図及び第２図は、本発明の好適な実施例によるラ
ジエータ用シュラウドとラジエータコア及びフアンの相
対関係を表わしており、第３図はフアンの羽根のねじれ
と整流板（フイン）との関係を表わしている。
ジエータ用シュラウドとラジエータコア及びフアンの相
対関係を表わしており、第３図はフアンの羽根のねじれ
と整流板（フイン）との関係を表わしている。
第４図乃至第10図は、整流板の取付角度その他を変化
させた時の風量と静圧の変化を測定したグラフである。
すなわち、第４図はフインの取付角度を変化させた場
合、第５図はフインの高さを変化させた場合、第６図は
フインの個数を変化させた場合、第７図はフインとラジ
エータの間の距離を変化させた場合、第８図はフインを
途中から折り曲げてその角度を変化させた場合、第９図
はフイン（四角形）と羽根の間の間隔を変化させた場
合、第10図はフイン（三角形）と羽根の間の距離を変化
させた場合のデータをそれぞれ表わしている。
させた時の風量と静圧の変化を測定したグラフである。
すなわち、第４図はフインの取付角度を変化させた場
合、第５図はフインの高さを変化させた場合、第６図は
フインの個数を変化させた場合、第７図はフインとラジ
エータの間の距離を変化させた場合、第８図はフインを
途中から折り曲げてその角度を変化させた場合、第９図
はフイン（四角形）と羽根の間の間隔を変化させた場
合、第10図はフイン（三角形）と羽根の間の距離を変化
させた場合のデータをそれぞれ表わしている。
第１図において、ラジエータ10側からフアン30側へと
矢印方向に空気が流れており、ラジエータ10はコア部12
とシュラウド14とを有し、フアン30は羽根（ブレード）
32とハブ34とを有している。一般に、シュラウド14は図
示する如くラジエータ側からフアンの外側へとフアン中
心軸線と概ね平行又は次第に細くなるテーパ状に延伸す
る筒形部分16を有し、この筒形部分はフアンの外縁の一
部を覆った位置で終端するように構成されている。
矢印方向に空気が流れており、ラジエータ10はコア部12
とシュラウド14とを有し、フアン30は羽根（ブレード）
32とハブ34とを有している。一般に、シュラウド14は図
示する如くラジエータ側からフアンの外側へとフアン中
心軸線と概ね平行又は次第に細くなるテーパ状に延伸す
る筒形部分16を有し、この筒形部分はフアンの外縁の一
部を覆った位置で終端するように構成されている。
本発明に従い、第１図乃至第３図に示すように、筒形
部分16の内周でフアンからラジエータ側に寄った位置に
８個のフイン18が円周方向に等間隔で配置されている。
フイン18はラジエータ側からフアン側へと幅が減少する
三角形平板で形成され、フアン中心軸線から放射状に配
置されている。これらのフイン18はプラスチックの一体
成形あるいは板金プレス等で容易に製作することができ
る。
部分16の内周でフアンからラジエータ側に寄った位置に
８個のフイン18が円周方向に等間隔で配置されている。
フイン18はラジエータ側からフアン側へと幅が減少する
三角形平板で形成され、フアン中心軸線から放射状に配
置されている。これらのフイン18はプラスチックの一体
成形あるいは板金プレス等で容易に製作することができ
る。
このような軸流フアンの場合、フアンを通過する空気
は矢印Ｆの方向に流れるが、これを回転方向の分力Fyと
軸線方向の分力Fxとに分けて考えると、回転方向のエネ
ルギが少なく軸線方向のエネルギが大きい程エネルギ損
失が小さくなって効率の良いフアンが得られることにな
る。回転方向の空気流はシュラウドに衝突して流れに乱
れを生じ、あとから来る空気に抵抗を与えることになる
から、これをフイン18を配置して乱れの発生を減少させ
かつ速やかに軸線方向に案内することと、特にブレード
の半径方向に関する効率点付近での流れを整流すること
により、フアンの流量効率が高められるというのが本発
明の基本的な考え方である。
は矢印Ｆの方向に流れるが、これを回転方向の分力Fyと
軸線方向の分力Fxとに分けて考えると、回転方向のエネ
ルギが少なく軸線方向のエネルギが大きい程エネルギ損
失が小さくなって効率の良いフアンが得られることにな
る。回転方向の空気流はシュラウドに衝突して流れに乱
れを生じ、あとから来る空気に抵抗を与えることになる
から、これをフイン18を配置して乱れの発生を減少させ
かつ速やかに軸線方向に案内することと、特にブレード
の半径方向に関する効率点付近での流れを整流すること
により、フアンの流量効率が高められるというのが本発
明の基本的な考え方である。
第１図に示した各寸法の例として、直径Ｄが440mm、
幅Ｗが82mm、羽根の数９枚のフアン30を用いた場合は、
シュラウド内径Ａが500mm、シュラウドの筒形部分長さ
Ｔが120mm、シュラウドがフアンを覆っているカブリ代
Ｓが48mm、三角形フイン18の底辺と高さを共に80mmにし
て８枚を等間隔で放射状に配置した時に、最も効率の良
い結果が得られた。
幅Ｗが82mm、羽根の数９枚のフアン30を用いた場合は、
シュラウド内径Ａが500mm、シュラウドの筒形部分長さ
Ｔが120mm、シュラウドがフアンを覆っているカブリ代
Ｓが48mm、三角形フイン18の底辺と高さを共に80mmにし
て８枚を等間隔で放射状に配置した時に、最も効率の良
い結果が得られた。
第４図乃至第10図のグラフは、JISB8330「送風機の試
験及び検査方法」に基づき、風洞を使用して測定した結
果を表わしている。
験及び検査方法」に基づき、風洞を使用して測定した結
果を表わしている。
第４図は、フインがない場合と、８個のフイン18の取
付角度を第３図に示す軸線と平行な位置（０゜）にした
場合と、羽根と同じ方向に30゜傾斜させた場合と、羽根
と反対方向に15゜傾斜させた場合の４種類について、フ
アン回転数Ｎを2200rpmに保ちながら風量と静圧を測定
し、各データをグラフにしたものである。通気抵抗の線
と交差する点の値から、フインがない場合に比べて、フ
インを軸線平行位置に配置した場合は、風量Ｑが１分間
あたり52.2m3から63.2m3へと21％増大することがわか
る。フインの取付角度を傾斜させた場合はいずれも風量
が低下しており、傾斜させることは不利であることが判
明した。これと同時に行なった吸収馬力の測定結果から
フアンの流量効率を算定したところ、約30％向上するこ
とが判明した。
付角度を第３図に示す軸線と平行な位置（０゜）にした
場合と、羽根と同じ方向に30゜傾斜させた場合と、羽根
と反対方向に15゜傾斜させた場合の４種類について、フ
アン回転数Ｎを2200rpmに保ちながら風量と静圧を測定
し、各データをグラフにしたものである。通気抵抗の線
と交差する点の値から、フインがない場合に比べて、フ
インを軸線平行位置に配置した場合は、風量Ｑが１分間
あたり52.2m3から63.2m3へと21％増大することがわか
る。フインの取付角度を傾斜させた場合はいずれも風量
が低下しており、傾斜させることは不利であることが判
明した。これと同時に行なった吸収馬力の測定結果から
フアンの流量効率を算定したところ、約30％向上するこ
とが判明した。
第５図は、フインがない場合と、三角形フイン18の突
出端を水平にカットしていった場合の５種類について各
データをグラフにしたものである。カットする量が増え
るにつれて三角形の面積が減少し、フインの効果が低下
することがわかる。
出端を水平にカットしていった場合の５種類について各
データをグラフにしたものである。カットする量が増え
るにつれて三角形の面積が減少し、フインの効果が低下
することがわかる。
第６図は、フインがない場合と、台形のフインを用い
てその個数を４個から16個まで変化させた場合の６種類
について各データをグラフにしたものである。フインの
個数は８個を等間隔にしたときが最も効果的であること
がわかる。
てその個数を４個から16個まで変化させた場合の６種類
について各データをグラフにしたものである。フインの
個数は８個を等間隔にしたときが最も効果的であること
がわかる。
第７図は、フインがない場合と、台形のフイン８個を
用いてラジエータのコア後端からフインまでの距離Ｌを
変化させた場合の４種類について各データをグラフにし
たものである。距離Ｌの変化は風量や静圧にほとんど影
響を与えないことがわかる。
用いてラジエータのコア後端からフインまでの距離Ｌを
変化させた場合の４種類について各データをグラフにし
たものである。距離Ｌの変化は風量や静圧にほとんど影
響を与えないことがわかる。
第８図は、フインがない場合と、台形のフイン８個そ
れぞれ真っ直ぐにした場合と、途中から時計回り（CW）
と反時計回り（CCW）とに折り曲げた場合の４種類につ
いて各データをグラフにしたものである。フインを折り
曲げた場合はいずれもフインの効果が低下して不利であ
ることがわかる。
れぞれ真っ直ぐにした場合と、途中から時計回り（CW）
と反時計回り（CCW）とに折り曲げた場合の４種類につ
いて各データをグラフにしたものである。フインを折り
曲げた場合はいずれもフインの効果が低下して不利であ
ることがわかる。
第９図は、フインがない場合と、四角形のフイン８個
の側端をカツトしていった場合の５種類について各デー
タをグラフにしたものである。カツトする量が増えるに
つれてフインの効果が低下することがわかる。
の側端をカツトしていった場合の５種類について各デー
タをグラフにしたものである。カツトする量が増えるに
つれてフインの効果が低下することがわかる。
第10図は、フインがない場合と、台形のフイン８個を
用いてフアンとの間の距離ｂを変化させた場合の６種類
について各データをグラフにしたものである。フアンと
の間の距離ｂが増加するにつれてフインの効果が低下す
ることがわかる。
用いてフアンとの間の距離ｂを変化させた場合の６種類
について各データをグラフにしたものである。フアンと
の間の距離ｂが増加するにつれてフインの効果が低下す
ることがわかる。
騒音レベルについては、、フアン回転数1500rpmでフ
アン中心軸線から垂直に1mの位置で測定したところ、フ
インがない場合が84.2dB（Ａスケール）、底辺110mm、
高さ60mmのフインを８個等間隔配置した場合が86.9dB
（Ａスケール）であった。ただし、風量が増大している
ので風量あたりで換算すると、フインを取付けたことに
より1.6dBから1.4dBへと12.5％低下していることが判明
した。
アン中心軸線から垂直に1mの位置で測定したところ、フ
インがない場合が84.2dB（Ａスケール）、底辺110mm、
高さ60mmのフインを８個等間隔配置した場合が86.9dB
（Ａスケール）であった。ただし、風量が増大している
ので風量あたりで換算すると、フインを取付けたことに
より1.6dBから1.4dBへと12.5％低下していることが判明
した。
（発明の効果） 以上詳細に説明した如く、本発明によれば、整流板を
設けたことにより空気抵抗が減少して通過風量が大幅に
増大し、フアンの流量効率が著しく向上する。また風量
あたりの騒音レベルが低下すると共に、シュラウドの剛
性が高くなって共鳴音も減少する。加えて、シュラウド
の耐久性が向上する等、その技術的効果には極めて顕著
なものがある。
設けたことにより空気抵抗が減少して通過風量が大幅に
増大し、フアンの流量効率が著しく向上する。また風量
あたりの騒音レベルが低下すると共に、シュラウドの剛
性が高くなって共鳴音も減少する。加えて、シュラウド
の耐久性が向上する等、その技術的効果には極めて顕著
なものがある。
第１図は本発明の好適な実施例によるラジエータ用シュ
ラウドとラジエータコア及びフアンの相対関係を表わす
概略断面図、第２図は中央付近の右側面図、第３図は第
１図の線III−IIIに沿う水平断面図、第４図はフインの
取付角度を変化させた場合の風量と静圧の変化を表わす
グラフ、第５図はフインの高さを変化させた場合のグラ
フ、第６図はフインの個数を変化させた場合のグラフ、
第７図はフインとラジエータの間の距離を変化させた場
合のグラフ、第８図はフインを途中から折り曲げてその
角度を変化させた場合のグラフ、第９図は四角形フイン
と羽根の間の距離を変化させた場合のグラフ、第10図は
三角形フインと羽根の間の距離を変化させた場合のグラ
フである。 10……ラジエータ、12……コア 14……シュラウド、16……筒形部分 18……整流板、30……フアン 32……羽根、34……ハブ
ラウドとラジエータコア及びフアンの相対関係を表わす
概略断面図、第２図は中央付近の右側面図、第３図は第
１図の線III−IIIに沿う水平断面図、第４図はフインの
取付角度を変化させた場合の風量と静圧の変化を表わす
グラフ、第５図はフインの高さを変化させた場合のグラ
フ、第６図はフインの個数を変化させた場合のグラフ、
第７図はフインとラジエータの間の距離を変化させた場
合のグラフ、第８図はフインを途中から折り曲げてその
角度を変化させた場合のグラフ、第９図は四角形フイン
と羽根の間の距離を変化させた場合のグラフ、第10図は
三角形フインと羽根の間の距離を変化させた場合のグラ
フである。 10……ラジエータ、12……コア 14……シュラウド、16……筒形部分 18……整流板、30……フアン 32……羽根、34……ハブ
フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭57−153727（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−186421（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭57−159000（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭52−12039（ＪＰ，Ｙ１)
Claims (1)
- 【請求項１】ラジエータ側から冷却フアンの外側へとフ
アン中心軸線と概ね平行又はテーパ状に延伸しかつ冷却
フアンの外縁の一部を覆った状態で終端する断面円形の
筒形部分を備えて成るラジエータ用シュラウドにおい
て、 前記筒形部分の内周でフアンからラジエータ側に寄った
位置に同一形状の４枚以上の整流板が円周方向に等間隔
で配置され、 前記各整流板はラジエータ側からフアン側へと幅が減少
する略三角形又は台形状の平板で形成され、各平板を延
長した平面内にフアン中心軸線が含まれるように放射状
に配置されており、各整流板はフアンに流入する空気流
の不規則な流れをフアンの直前において軸線方向への規
則的な流れへと変化させるようになっていることを特徴
とするラジエータ用シュラウド。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63273086A JP2767045B2 (ja) | 1988-10-31 | 1988-10-31 | ラジエータ用シュラウド |
| EP89119779A EP0367079B1 (en) | 1988-10-31 | 1989-10-24 | Fan shroud for radiator |
| DE89119779T DE68910079T2 (de) | 1988-10-31 | 1989-10-24 | Lüfterzarge für Kühler. |
| KR1019890015496A KR970009838B1 (ko) | 1988-10-31 | 1989-10-27 | 라디에이터용 슈라우드 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63273086A JP2767045B2 (ja) | 1988-10-31 | 1988-10-31 | ラジエータ用シュラウド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02123221A JPH02123221A (ja) | 1990-05-10 |
| JP2767045B2 true JP2767045B2 (ja) | 1998-06-18 |
Family
ID=17522949
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63273086A Expired - Fee Related JP2767045B2 (ja) | 1988-10-31 | 1988-10-31 | ラジエータ用シュラウド |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0367079B1 (ja) |
| JP (1) | JP2767045B2 (ja) |
| KR (1) | KR970009838B1 (ja) |
| DE (1) | DE68910079T2 (ja) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0814249B2 (ja) * | 1990-07-27 | 1996-02-14 | 株式会社小松製作所 | ラジエータファンの騒音防止装置 |
| JPH0826768B2 (ja) * | 1990-07-27 | 1996-03-21 | 株式会社小松製作所 | 低騒音エンジン冷却装置 |
| JPH10115222A (ja) | 1996-10-11 | 1998-05-06 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | エンジン冷却装置 |
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