JP2789249B2 - エンジン冷却装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は主として産業車両に用いられるエンジン冷却
装置に係わり、特に、冷却効率の良いエンジン冷却装置
に関する。

［従来の技術］ 従来のエンジンによって駆動される産業車輌等に於け
るエンジン冷却水の放熱機構の構造は第４図に示すよう
な構造をなしている。即ち、図において、１はエンジン
で、２は該エンジンによって駆動回転をなされるファン
であり、５は該ファンの回転によって発生する空気流に
よって、内部に設けたチューブの中を流れるエンジン冷
却水の放熱をなすラジエータである。

また、３は、ファン２によって起こされる空気流を効
率よくラジエータ５に伝えるためのシュラウドで、６は
該エンジンと外部の回転機構とを接続するベルト機構を
示している。

［発明が解決しようとする課題］ 一般にラジエータは、エンジン冷却水を流すチューブ
と、該チューブを流れるエンジンの熱を吸収しているエ
ンジン冷却水の熱を放熱するためのフィンから構成され
ていて、ある奥行きを持つ多数の空隙からなりたってい
る。従って、上記従来の方法によると、前記チューブを
流れるエンジン冷却水は前記空隙を流れる空気流によっ
て冷却がなされている。

従って、ラジエータに流れ込む空気流は、該ラジエー
タの全面積に対して一様に直角方向、即ち、前記空隙に
対して平行てあることが望ましい。

しかるに、上記従来の方法によると、回転するファン
によって発生する空気流をファンの羽根状によってラジ
エータの空隙に対して平行流にするには限度がある。そ
の為に、ラジエータの奥行きのある空隙に対して斜め方
向に複雑な流れで空気が流れ込むために空気流の衝突反
射があり損失を生じている。また、ファンの中心部を構
成する回転軸の存在とファンと直径方向における羽根の
回転速度の違いから、空気流はラジエータの前面積に対
して一様ではなく、該ラジエータの中心部では風の方向
が逆流する場合がある等の為に、ラジエータの冷却効率
低下の原因となっている。

また、産業機械類のエンジン騒音低減は大きな問題に
なっている。

本発明は、空気流変換機構をファンとラジエータとの
間に備えて効率良く吸音効果を得ることが出来るエンジ
ン冷却装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明に係るエンジン冷
却装置の第１発明は、エンジン冷却水放熱用ラジエータ
と、該ラジエータ送風用フアンからなるエンジン冷却装
置において、フアンから供給される回転空気流を、ラシ
エータ全面に対して直角方向に流れる空気流に変換する
所定の曲線形状をもつ少なくとも一枚以上の案内羽根か
らなる空気変換機構を、前記フアンとラジエータとの間
に備えた構成としたものてある。

第２発明は、第１発明の構成において、前記案内羽根
の持つ所定と形状は、該案内羽根のフアンに近い側は、
フアンの羽根の形状と捻りとによって決まる空気流の方
向に対して平行であって、前記案内羽根のラジエータに
近い側は、前記ラジエータに対して直角であり、その中
間部においては、前記両側の案内羽根形状を滑らかに繋
ぐと共に、案内羽根周辺の空気流を、中心部に導く方向
の傾斜を加えた構成としたものである。

第３発明は、第１発明または第２発明の構成におい
て、前記空気流変換機構の外形形状は、前記空気流変換
機構のフアンに近い側はフアンの形状に合わせた円形で
あり、ラジエータ側はラジエータの形状に合わせた四辺
形であり、その中間部においては、前記円形と四辺形と
を滑らかに繋ぐ曲面に構成したものである。

第４発明は、第１発明の構成において、前記案内羽根
に吸音材を貼付けた構成としたものである。

［作用］ 上記第１発明の構成によれば、ラジエータ全面に対し
て直角方向に流れる空気流に変換する所定の曲線形状を
もつ少なくとも一枚以上の案内羽根からなる空気流変換
機構をフアンとラジエータとの間を備えたので、フアン
から送られる空気の流れを空気流変換機構に設けた少な
くとも一枚以上の案内羽根によりラジエータの全面に対
して直角方向に流れる空気流に整流化することができ
る。

また、第２発明の構成によれば、案内羽根の持つ所定
の形状は、該案内羽根のフアンに近い側は、フアンの羽
根の形状と捻りとによって決まる空気流と方向に対して
平行であって、該案内羽根のラジエータに近い側は、該
ラジエータに対して直角であり、その中間部において
は、前記両側の案内羽根形状を滑らかに繋ぐと共に、案
内羽根周辺の空気流を、中心部に導く方向の傾斜を加え
たものとしてあるので、フアンから送られる空気流を、
前記案内羽根の形状に沿って、さらにラジエータ全面に
対して直角方向に整流化することができる。

さらに、第３発明の構成によれば、空気流変換機構の
外形形状を、フアンに近い側はフアンの形状に合わせた
円形と、ラジエータ側はラジエータの形状に合わせた四
辺形として、その中間部においては、前記円形と四辺形
とを滑らかに繋ぐ曲面としたので、フアンから送られる
空気流を、空気流変換機構の前記円形と四辺形とを滑ら
かに繋ぐ曲面に沿ってラジエータの全面に向かって送る
ことが可能となる。

そして、第４発明の構成によれば、空気流変換機構
は、案内羽根に吸音材を貼付て、この案内羽根とシュラ
ウドとによって吸音ダクトを形成することができる。

［実施例］ 以下本発明に係るエンジン冷却装置の詳細を図面を参
照して説明する。

第１図はエンジンと冷却装置との構成図であって、第
２図には、本発明に基づくエンジン冷却装置の動作説明
図を示している。

第１図において、１はエンジンであって、２は該エン
ジンによって駆動回転をなされるファンである。該ファ
ンは複数の捻られた形状に形成した複数の羽根によって
構成されているので、回転すると、該羽根の構造によっ
て定まる、軸方向と、回転方向の分力を持った空気流を
発生させている。また、該空気流は、ファン２の中央部
においては回転軸及び羽根の取り付け構造のために、方
向が乱れて、しかも、弱い空気流になっている。

該空気流はシュラウド３を経由して、本発明に基づ
く、少なくとも一枚以上の案内羽根によって構成された
空気流変換機構４に入力し、該案内羽根の形状によって
流れる方向を修正されて、すなわち、軸方向と、回転方
向の分力を持った空気流を、ラジエータに対して直角方
向のみの空気流で、しかも、該ファンの軸部の延長上付
近においても、周辺の空気流とほぼ同一強さの平行流に
変換されてラジエータ５に入力する。

ラジエータ５はエンジン冷却水を流している複数のチ
ューブと、該チューブを繋ぐ複数のフィンとから構成さ
れているので、前記ファン２によって起こされ、空気流
変換機構４によってラジエータ５の全面において均一な
平行流になされた空気流が、前記複数のチューブと複数
のフィンにより構成される空隙に対して一様に流入す
る。従って、ラジエータのチューブ中を流れるエンジン
熱によって温度上昇したエンジン冷却水が該空気流によ
って放熱冷却される。

また、６は該エンジンと外部の回転機構とを接続する
ベルト機構を示している。

次に、空気流変換機構４を構成する案内羽根形状の一
実施例について、第２図を参照して説明する。

第１図に示した構造図の一部を上から見た断面図であ
って、21はファンの持つ羽根の一枚の断面を示し、41は
空気流変換機構４の持つ少なくとも一枚以上の案内羽根
の内の一枚の断面を示している。また、５はラジエータ
の断面である。

また、矢印イはファンの羽根21の回転方向を示し、矢
印ロはファンの羽根21の回転によって起こされる空気流
の方向を示している。

また、矢印ハは空気流変換機構４を構成する案内羽根
41に流れ込む空気流の方向を示していて、該空気流ハの
方向は、先に示した空気流ロと同一の方向である。

該空気流は、案内羽根41によってその流れる方向を矢
印ニの方向に変換してラジエータ５に対して直角に流入
する。

本説明図は一部の断面が示しているので、図には示さ
れていないが、ファンの羽根21の周辺部に於ける空気流
ロは、案内羽根41によって該ファンの回転軸の方向にも
流れるように該案内羽根の形状は形成されており、ファ
ンの回転付近に於ける案内羽根41は周辺から流れ込んで
きた空気流をラジエータに対して直角方向の空気流に変
換するように形成されている。

また、該空気流変換機構のファン側端部の外形形状は
ファンの形状に合わせて円形とし、ラジエータ側端部の
外形形状はラジエータの形状に合わせて四辺形とし、そ
の中間の外形形状は、両端部の形状を滑らかに繋ぐとと
もに、前途した、滑らかな空気流方向の変換をするため
の案内羽根の形状に合わせた曲面としている。

また、前記案内羽根の曲面は、該空気流変換機構の外
形形状の曲面と合わせて、前述した滑らかな空気流の方
向変換を行えるように説明している。

次に、案内羽根41の実施例の一例を第３図によって形
成する。

第３図は空気流変換機構４を構成する案内羽根の一枚
を示している。第３図において、（Ａ）図は該空気流変
換機構４を風上であるファン側から斜めに見た図であ
り、（Ｂ）図は該空気流変換機構４を風下であるラジエ
ータ側から斜めに見た図である。また、（Ｃ）図は該空
気流変換機構４の中心部正面を風下であるラジエータ側
から見た図である。

各図において、41は空気流の方向を変換する、空気流
変換機構を構成する少なくとも一枚以上の案内羽根の内
の一枚だけを取り出して示したもので、42は該案内羽根
を固定する固定軸である。また、ａは該固定軸42のファ
ン側、ｂは該固定軸42ラジエータ側を示している。

（Ｃ）図において、矢印は空気流の方向を示してい
る。また、一点鎖線は隣の一点鎖線との間の傾斜が一様
な曲面の繁がり部を示しており、図に示すような曲面に
よって、ファンから矢印の方向に流れ込んできた空気流
がラジエータに対して第２図によって示したように一様
直角方向の空気流として供給される。

第３図に示した形状は本発明に基づく案内羽根の一例
であって、ファンを構成する羽根の枚数や、形状、捻り
状況によって発生する空気流の状況に対応して、滑らか
に該空気流の方向を転換できる、適切な形状に形成する
ことにより、所期の目的を達成することができる。

また、エンジン騒音を低下させる必要のあるときに
は、案内羽根の表裏両面に吸音材を貼付することによ
り、シュラウド、案内羽根が形成するダクト中を案内さ
れて流れる空気流のもつ騒音成分が吸収されて所期の目
的を達成することができる。。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明のエンジン冷却装置によ
れば、フアンとラジエータとの間に、ラジエータ全面に
対して直角方向に流れる空気流に変換する所定の曲線形
状をもつ少なくとも一枚以上の案内羽根からなる空気流
変換機構を備え、ラジエータの全面に対して直角方向に
流れる空気流に整流化し、フアンから送られる空気流を
ラジエータの全面に当てることができるので、ラジエー
タの冷却効果率が向上する。

また、案内羽根の持つ所定の形状は、該案内羽根のフ
アンに近い側は、フアンの羽根の形状と捻りとによって
決まる空気流の方向に対して平行であって、該案内羽根
のラジエータに近い側は、該ラジエータに対して直角で
あり、その中間部においては、前記両側の案内羽根形状
を滑らかに繋ぐと共に、案内羽根周辺の空気流を、中心
部に導く方向の傾斜を加えたものとしてあるので、フア
ンから送られる空気流を、前記案内羽根の形状に沿っ
て、さらにラジエータ全面に対して直角方向に整流化
し、フアンから送られる空気流を、さらにラジエータの
全面に当てることが容易となりラジエータの冷却効率が
向上する。

さらに、空気流変換機構の外形形状を、フアンに近い
側はフアンの形状に合わせた円形と、ラジエータ側はラ
ジエータの形状に合わせた四辺形として、その中間部に
おいては、前記円形と四辺形とを滑らかに繋ぐ曲面とし
たものであるので、フアンから送られる空気流を、空気
流変換機構の前記円形と四辺形とを滑らかに繋ぐ曲面に
沿ってラジエータの全面に向かって送ることが可能とな
り、フアンから送られる空気流を、さらにラジエータの
前面に当てることが容易となりラジエータの冷却効率が
向上する。

そして、空気流変換機構は、案内羽根に吸音材を貼付
て、この案内羽根とシュラウドとによって吸音ダクトを
形成し、エンジンルーム内の騒音を外部に漏洩すること
を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用したエンジン冷却装置の構成図。 第２図は本発明を適用したエンジン冷却装置の動作説明
図。 第３図は本発明を適用した一実施例の案内羽根形状図。 第４図は従来のエンジン冷却装置の構成図である。 １……エンジン、 ２……ファン、 ３……シュラウド、 ４……空気流変換機構、 ５……ラジエータ、 ６……ベルト機構、 41……案内羽根、 42……固定軸。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F01P 5/02

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジン冷却水放熱用ラジエータと、該ラ
   ジエータ送風用フアンからなるエンジン冷却装置におい
   て、フアン（２）から供給される回転空気流を、ラジエ
   ータ全面に対して直角方向に流れる空気流に変換する所
   定の曲線形状をもつ少なくとも一枚以上の案内羽根（4
   1）からなる空気流変換機構（４）を、前記フアン
   （２）とラジエータ（５）との間に備えたことを特徴と
   するエンジン冷却装置。
2. 【請求項２】請求項１記載のエンジン冷却装置におい
   て、前記案内羽根（41）の持つ所定の形状は、前記案内
   羽根（41）のフアン（２）に近い側は、フアン（２）の
   羽根の形状と捻りとによって決まる空気流の方向に対し
   て平行であって、前記案内羽根（41）のラジエータ
   （５）に近い側は、前記ラジエータ（５）に対して直角
   であり、その中間部においては、前記両側の案内羽根
   （41）形状を滑らかに繋ぐと共に、案内羽根（41周辺の
   空気流を、中心部に導く方向の傾斜を加えたことを特徴
   とするエンジン冷却装置。
3. 【請求項３】請求項１または２記載のエンジン冷却装置
   において、前記空気流変換機構（４）外形形状は、前記
   空気流変換機構（４）のフアン（２）に近い側はフアン
   （２）の形状に合わせた円形であり、ラジエータ（５）
   側はラジエータ（５）の形状に合わせた四辺形であり、
   その中間部においては、前記円形と四辺形とを滑らかに
   繋ぐ曲面としたことを特徴とするエンジン冷却装置。
4. 【請求項４】前記案内羽根（41）に吸音材を貼付けたこ
   とを特徴とする請求項１記載のエンジン冷却装置。