JP4199358B2

JP4199358B2 - Blower

Info

Publication number: JP4199358B2
Application number: JP04106899A
Authority: JP
Inventors: 敏雄椿田
Original assignee: Valeo Thermal Systems Japan Corp
Current assignee: Valeo Thermal Systems Japan Corp
Priority date: 1999-02-19
Filing date: 1999-02-19
Publication date: 2008-12-17
Anticipated expiration: 2019-02-19
Also published as: JP2000240456A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ラジエータ用冷却ファン等の屋外の空気を取り入れる送風装置に関するもので、特に凍結によるファンロックを防止するためのシュラウドの構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図６は車両に搭載されたラジエータを冷却するための送風装置の配置を示す図で、図７（ａ）は上記送風装置をＰ方向から見た図（背面図）、図７（ｂ）はそのＡ−Ａ断面図である。同図において、２０は車両、２１はエンジン室、２２は上記エンジン室２１の前部に配置されたコンデンサ、２３はラジエータ、２４は車両２０の前方に設けられた吸い込みグリル、１０Ａは上記ラジエータ２３の片面側に対向するファン１と、上記ラジエータ２３を外周部から覆うシュラウド２Ａと、上記ファン１を駆動するモータ３と、上記モータ３を支承する複数本のモータステイ４とを備えた送風装置である。この送風装置１０Ａは、吸い込みグリル２４から車両２０外部の空気を取込みラジエータ２３を冷却するもので、送風装置１０Ａのファン１はその中心でモータ３の回転軸３ａと連結され、上記モータ３は上記回転軸３ａとは反対側に設けられたモータ取付足３ｂを介してとモータステイ４に取付けられている。なお、図７（ａ），（ｂ）において符号５で示すファン１の羽根部１Ｆの先端部１Ｋとシュラウド２Ａの上記羽根部１Ｆに対向する面２Ｋとの間隙の大きさ（以下、チップクリアランスという）が保たれている箇所を、以下クリアランス部という。
ところで、送風装置においては、上記チップクリアランスの大きさは、効率や騒音等のファン性能に大きな影響を与える。このチップクリアランスの大きさは小さい程良く、ファンやシュラウドの寸法精度及びそれらの組立精度から、ファンとシュラウドの干渉に至らない最小寸法で設計するのが理想的である。また、近年、加工技術の向上に伴って上記チップクリアランスの大きさは小さくなる傾向にある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、チップクリアランスを小さくすると、クリアランス部５、特にファン１の羽根部１Ｆ直下のクリアランス部５Ｚに異物が挟まり、ファン１の回転が止まる現象（ファンロック）が発生することがある。
特に、送風装置１０Ａが、車両用ラジエータの送風装置のように屋外の空気を取り入れるような送風装置である場合には、凍結によるファンロックが発生する場合がある。すなわち、ファン１の羽根部１Ｆの先端部１Ｋとシュラウド２Ａの上記羽根部１Ｆに対向する面２Ｋとの間隙が狭いため、特にファン１の羽根部１Ｆの停止位置が最下方の位置に近い場合には、図７（ｂ）に示すように、水滴がファン１とシュラウド２Ａとにまたがって付着するため排水性が悪くなる。したがって、夜間の車両停止中にファン１の羽根部１Ｆの先端部１Ｋから水滴が滴下する際に、この水滴が外気温の低下により冷却され、ファン１とシュラウド２Ａとの間に貯まった状態で凍結してしまい、この氷結によりファンロックが発生することがある。
【０００４】
本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、全体としてチップクリアランスを小さく保ちながら、ファンロックの発生を防止することのできるシュラウド構造を有する送風装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の送風装置は、ファンの羽根部の先端と、上記ファンの外周を囲むように形成された筒状のシュラウドの内壁との隙間がファンの下方側において大きく、かつ、上記隙間の間隔が滑らかに変化するように上記シュラウドを形成するとともに、上記隙間を、ファンの羽根部の直下位置で最大となるようにしたものである。
【０００７】
請求項２に記載の送風装置は、上記隙間が、ファン下方側において、ファンの前面に向かう方向に徐々に大きくなるようにしたものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づき説明する。
実施の形態１．
図１（ａ），（ｂ）は、本発明の実施の形態１に係わる送風装置１０の構成を示す図で、（ａ）図は正面図、（ｂ）図はそのＡ−Ａ断面図である。この送風装置１０は、ファン１と、このファン１の外周を覆うように形成された筒状のシュラウド２と、上記ファンの裏面側に取付けられ上記ファンを駆動するモータ３と、半径方向に延長してこのモータ３を支承する複数本のモータステイ４とを備え、ファン１の前面側から屋外の空気を導入するものである。
本実施の形態１の送風装置１０は、ファン１の羽根部１Ｆの先端部１Ｋとシュラウド２の上記羽根部１Ｆに対向する面２Ｋとの間隙の大きさ（チップクリアランス）を全体として小さくなるように設計するとともに、ファン１の羽根部１Ｆ直下のチップクリアランスが大きくなるようにシュラウド２を形成したものである。すなわち、シュラウド２の内壁側の断面形状を、図１（ａ）に示すように、下部に台形状のクリアランス部５Ｚを設けた円形状に形成し、ファン１の羽根部１Ｆ直下のチップクリアランスのみを広げるようにしている。詳細には、クリアランス部５Ｚを除く部分のクリアランスの大きさをｄとすると、ファン１の羽根部１Ｆの先端部１Ｋから距離ｄ_z(ｄ_z＞ｄ)だけ離した水平な底部２ａを形成するとともに、上記底部２ａから斜め上方に延長する斜面部２ｂを設け、上記斜面部２ｂで上記クリアランスｄを保持するように形成されたシュラウド２の円形部２ｃと連結させて台形状のクリアランス部５Ｚを構成することにより、ファン１の下方側のクリアランスを大きくなるようにしている。
【０００９】
このように、本実施の形態１の送風装置１０では、ファン１の羽根部１Ｆとシュラウド２との隙間をファン１の下方側において大きくなるようにシュラウド２を形成したので、図１（ｂ）に示すように、冬場の昼間にファン１に付着した雨水等の水滴がファン１の羽根部１Ｆの先端部１Ｋから滴下した場合でも、上記水滴が羽根部１Ｆの先端部１Ｋと上記底部２ａとにまたがって付着することがないので、羽根部１Ｆの先端部１Ｋから滴下した水滴は速やかにシュラウドの下方から排水される。したがって、外気温の低下により上記水滴が冷却され氷結した場合でも、上述したように、水滴がファン１とシュラウド２とにまたがって付着していないので、凍結によるファンロックの発生を確実に防止することができる。また、水滴によるファンロックの他、泥水の付着等に起因するファンロックの発生も防止することができる。
【００１０】
実施の形態２．
上記実施の形態１では、シュラウド２の内周側の下部に台形状のクリアランス部５Ｚを設けファン１とシュラウド２との隙間をファン１の下方側において大きくなるようにしたが、図２に示すように、上記クリアランス部５Ｚの形状をファン１の羽根部１Ｆの直下位置でクリアランスが最大ｄ_maxとなるＵ字形に形成してもよい。これにより、ファン１とシュラウド２との間隔が滑らかに変化するので、凍結によるファンロックの発生を確実に防止することができるとともに、クリアランス部５Ｚでの空気の乱れを小さくすることができ、騒音の悪化を抑制することができる。
【００１１】
また、図３に示すように、シュラウド２の内周側の形状を、下半分だけ楕円状としてファン１とシュラウド２との隙間をファン１の下方側において大きくするようにすれば、チップクリアランスの変化を更に滑らかにすることができ、送風効率を向上させることができるとともに、騒音の悪化を抑制することができる。
【００１２】
実施の形態３．
図４は、本発明の実施の形態３に係わる送風装置１０の構成を示す図で、本実施の形態３では、ファン１の下方側の隙間を、ファン１の前面方向（モータ３と反対側の方向）に向かって大きくなるようにシュラウド２を形成し、ファン１に付着した雨水等の水滴の排水性を向上させ、水滴がファン１とシュラウド２とにまたがって付着することがないようにしたものである。すなわち、シュラウド２のファン１下方側の内壁形状を、ファン１の下方側との隙間がファン１の前面方向に向かって大きくなるように傾斜を付けた形状とすることより、ファン１の羽根部１Ｆの先端部１Ｋからシュラウド２の傾斜部２Ｚに落下してきた水滴を速やかに排水することができるので、凍結によるファンロックの発生を確実に防止することができる。
【００１３】
なお、上記実施の形態１〜３では、バンドのないファンを備えた送風装置について説明したが、図５に示すように、バンド付きのファン６を備えた送風装置においても、上記実施の形態１と同様に、下部に台形状のクリアランス部５Ｚを設け、ファン６Ｆの外周側に取付けられたバンド６Ｂとシュラウドとの隙間ｄ_zをファンの下方側において大きくすることにより、凍結によるファンロックの発生を防止することができる。更に、上記実施の形態２のようにクリアランスを滑らかに変化させるとともに、上記実施の形態３のようにシュラウド２のファン１下方側の内壁に傾斜を付けることにより、ファンロックの防止効果を更に向上させることができる。
なお、従来のバンド付きのファンでは、ファンの停止位置に関わらずファンの下方側の隙間は一定なので、バンド付きのファンに対して本発明を適用することは特に有効である。
【００１４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の発明によれば、ファンの羽根部とシュラウドとの隙間をファンの下方側において大きく、かつ、上記隙間の間隔が滑らかに変化するようにシュラウドを形成するとともに、上記隙間が、ファンの羽根部の直下位置で最大となるようにしたので、ファンから滴下した水滴を速やかに排水することができる。したがって、外気温の低下により上記水滴が冷却され氷結した場合でも、凍結によるファンロックの発生を確実に防止することができる。また、上記隙間の間隔が滑らかに変化しているので、騒音悪化の抑制を図ることができる。
【００１６】
請求項２に記載の発明によれば、上記隙間が、ファン下方側において、ファンの前面に向かう方向に徐々に大きくなるようにしたので、シュラウドに落下してきた水滴を速やかに排水することができ、凍結によるファンロックの発生を確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係わる送風装置の構成を示す図である。
【図２】本実施の形態２に係わる送風装置の構成を示す図である。
【図３】本実施の形態２に係わる送風装置の他の構成を示す図である。
【図４】本実施の形態３に係わる送風装置の構成を示す図である。
【図５】ラジエータ用送風装置の配置を示す図である。
【図６】ラジエータを冷却するための送風装置の配置を示す図である。
【図７】従来の送風装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
１ファン、１Ｆファンの羽根部、１Ｋ羽根部の先端部、２シュラウド、
２ａシュラウドの底部、２ｂシュラウドの斜面部、２ｃシュラウドの円形部、
２Ｚシュラウドの傾斜部、３モータ、４モータステイ、５クリアランス部、
５Ｚ羽根部の直下に位置するクリアランス部、１０送風装置。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a blower device that takes in outdoor air, such as a cooling fan for a radiator, and particularly relates to a shroud structure for preventing fan lock due to freezing.
[0002]
[Prior art]
FIG. 6 is a view showing the arrangement of the blower for cooling the radiator mounted on the vehicle. FIG. 7A is a view (rear view) of the blower as viewed from the P direction, and FIG. It is the AA sectional view. In the figure, 20 is a vehicle, 21 is an engine compartment, 22 is a condenser disposed at the front of the engine compartment 21, 23 is a radiator, 24 is a suction grill provided in front of the vehicle 20, and 10A is the radiator 23. The fan 1 provided with the fan 1 facing one side, the shroud 2A for covering the radiator 23 from the outer periphery, the motor 3 for driving the fan 1, and a plurality of motor stays 4 for supporting the motor 3. It is. The blower 10A takes in air outside the vehicle 20 from the suction grill 24 and cools the radiator 23. The fan 1 of the blower 10A is connected to the rotating shaft 3a of the motor 3 at the center, and the motor 3 is It is attached to the motor stay 4 via a motor attachment foot 3b provided on the side opposite to the rotating shaft 3a. 7A and 7B, the size of the gap (hereinafter referred to as chip clearance) between the tip 1K of the blade portion 1F of the fan 1 and the surface 2K of the shroud 2A facing the blade portion 1F indicated by reference numeral 5 in FIGS. Hereinafter) is referred to as a clearance portion.
By the way, in the blower, the size of the chip clearance greatly affects the fan performance such as efficiency and noise. The smaller the chip clearance, the better. From the dimensional accuracy of the fan and shroud and their assembly accuracy, it is ideal to design with the minimum size that does not lead to interference between the fan and the shroud. In recent years, the size of the tip clearance tends to be reduced as the processing technique is improved.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, reducing the tip clearance, click clearance portion 5, in particular foreign matter caught in the click clearance portion 5Z directly below the blade portion 1F of the fan 1, the phenomenon of the rotation of the fan 1 is stopped (Fan lock) may occur.
In particular, when the blower 10 </ b> A is a blower that takes in outdoor air, such as a blower of a vehicle radiator, fan lock may occur due to freezing. That is, since the gap between the tip 1K of the blade 1F of the fan 1 and the surface 2K of the shroud 2A facing the blade 1F is narrow, the stop position of the blade 1F of the fan 1 is particularly close to the lowest position. As shown in FIG. 7B, the water drops adhere to the fan 1 and the shroud 2A, so that the drainage performance is deteriorated. Therefore, when water droplets drip from the tip 1K of the blade portion 1F of the fan 1 while the vehicle is stopped at night, the water droplets are cooled by a decrease in the outside air temperature and accumulated between the fan 1 and the shroud 2A. It freezes and fan lock may occur due to this freezing.
[0004]
The present invention has been made in view of the conventional problems, and an object of the present invention is to provide a blower device having a shroud structure capable of preventing occurrence of fan lock while keeping the chip clearance small as a whole.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The blower device according to claim 1, wherein a gap between a tip of a fan blade portion and an inner wall of a cylindrical shroud formed so as to surround an outer periphery of the fan is large on a lower side of the fan , and the gap The shroud is formed so that the interval of the gap changes smoothly, and the gap is maximized at a position directly below the blade portion of the fan .
[0007]
Blower according to claim 2, between the gap is, the fan lower side, is obtained by the gradually increases in the direction towards the front of the fan.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
Embodiment 1 FIG.
1 (a) and 1 (b) are diagrams showing a configuration of a blower device 10 according to Embodiment 1 of the present invention, where FIG. 1 (a) is a front view and FIG. 1 (b) is an AA cross-sectional view thereof. is there. The blower 10 includes a fan 1, a cylindrical shroud 2 formed so as to cover the outer periphery of the fan 1, a motor 3 attached to the back side of the fan and driving the fan, and extends in the radial direction. A plurality of motor stays 4 for supporting the motor 3 are provided, and outdoor air is introduced from the front side of the fan 1.
Blowing device 10 of the first embodiment is smaller size of the gap between the surface 2K facing the blade portion 1F of the distal end portion 1 K and the shroud 2 of the vane portion 1F of the fan 1 (tip clearance) as a whole The shroud 2 is formed so that the tip clearance immediately below the blade portion 1F of the fan 1 is increased. That is, the inner wall of the cross-sectional shape of the shroud 2, as shown in FIG. 1 (a), formed in a circular shape having a click clearance portion 5Z of the lower trapezoid, tip clearance just below the blade portion 1F of the fan 1 Only to widen. Specifically, when the clearance portion except for the click clearance portion 5Z size is d, the horizontal bottom portion 2a is released from the tip 1 K of the blade portion 1F of the fan first distance d _z only (d _z> d) thereby forming the inclined surface portion 2b extending diagonally upward from the bottom 2a provided, click the circular portion 2c and connected so by trapezoidal shroud 2 formed so as to hold the clearance d in the inclined surface portion 2b clearance By configuring the portion 5Z, the clearance on the lower side of the fan 1 is increased.
[0009]
Thus, in the air blower 10 of this Embodiment 1, since the shroud 2 was formed so that the clearance gap between the blade | wing part 1F of the fan 1 and the shroud 2 might become large in the downward side of the fan 1, FIG.1 (b) As shown in FIG. 2, even when water drops such as rainwater adhering to the fan 1 in the daytime in winter are dripped from the tip 1K of the blade 1F of the fan 1, the water drops are connected to the tip 1K and the bottom 2a of the blade 1F. Therefore, water droplets dripped from the tip portion 1K of the blade portion 1F are quickly drained from below the shroud. Therefore, even when the water droplets are cooled and frozen due to a decrease in the outside air temperature, as described above, since the water droplets do not adhere across the fan 1 and the shroud 2, the occurrence of fan lock due to freezing is surely prevented. be able to. In addition to fan lock caused by water droplets, occurrence of fan lock caused by mud water adhesion can be prevented.
[0010]
Embodiment 2. FIG.
In the first embodiment, although as the clearance between the fan 1 and the shroud 2 is provided a click clearance portion 5Z trapezoidal at the bottom of the inner peripheral side of the shroud 2 is larger at the lower side of the fan 1, 2 as shown, clearance shape of the click clearance portion 5Z just below the position of the blade part 1F of the fan 1 may be formed in a U-shape having the maximum d _max. Thereby, since the space | interval of the fan 1 and the shroud 2 changes smoothly, generation | occurrence | production of the fan lock by freezing can be prevented reliably, and the disturbance of the air in the clearance part 5Z can be made small, and noise can be reduced. Can be prevented.
[0011]
Further, as shown in FIG. 3, if the shape of the inner periphery side of the shroud 2 is elliptical only in the lower half so that the gap between the fan 1 and the shroud 2 is increased on the lower side of the fan 1, the chip clearance is reduced. The change can be further smoothed, the air blowing efficiency can be improved, and the deterioration of noise can be suppressed.
[0012]
Embodiment 3 FIG.
FIG. 4 is a diagram illustrating the configuration of the blower 10 according to the third embodiment of the present invention. In the third embodiment, the gap on the lower side of the fan 1 is set to the front of the fan 1 (on the side opposite to the motor 3). The shroud 2 is formed so as to become larger in the direction of), and the drainage performance of water droplets such as rainwater adhering to the fan 1 is improved, so that the water droplets do not adhere across the fan 1 and the shroud 2. It is a thing. That is, the shape of the inner wall of the shroud 2 on the lower side of the fan 1 is inclined so that the gap with the lower side of the fan 1 increases toward the front of the fan 1. Since the water droplets that have fallen from the front end portion 1K of 1F to the inclined portion 2Z of the shroud 2 can be quickly drained, the occurrence of fan lock due to freezing can be reliably prevented.
[0013]
In the first to third embodiments, the blower provided with a fan without a band has been described. However, as shown in FIG. 5, the first embodiment also applies to a blower provided with a fan 6 with a band. similar to the click clearance portion 5Z of the lower trapezoidal provided, by increasing the lower side clearance d _z of the fan of the band 6B and the shroud mounted on the outer circumferential side of the fan 6F, frozen by the fan lock Occurrence can be prevented. Furthermore, it causes smoothly change the click clearance as in the second embodiment, by attaching the inclined inner wall of the fan 1 below the shroud 2 as in the third embodiment, the effect of preventing the fan lock further Can be improved.
In the conventional fan with a band, the gap on the lower side of the fan is constant regardless of the stop position of the fan. Therefore, it is particularly effective to apply the present invention to a fan with a band.
[0014]
【The invention's effect】
As described above, according to the invention described in claim 1 , the shroud is formed so that the gap between the fan blade portion and the shroud is large on the lower side of the fan , and the gap is smoothly changed. as well as, the gap, since the so maximized at a position directly below the blade portion of the fan, Ru can be drained rapidly drops of water was added dropwise from the fan. Therefore, even if the water droplets by lowering the ambient temperature is cooled and frozen, it is possible to reliably prevent the occurrence of the fan lock due to freezing. In addition, since the gap interval changes smoothly, noise deterioration can be suppressed.
[0016]
According to the invention of claim 2, between the gap is, the fan lower side. Thus gradually increases in a direction towards the front of the fan, be drained rapidly drops of water that has fallen into the shroud It is possible to reliably prevent the occurrence of fan lock due to freezing.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an air blower according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a blower according to a second embodiment.
FIG. 3 is a diagram showing another configuration of the air blower according to the second embodiment.
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a blower apparatus according to a third embodiment.
FIG. 5 is a diagram showing an arrangement of a blower device for a radiator.
FIG. 6 is a diagram showing an arrangement of a blower for cooling the radiator.
FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a conventional blower.
[Explanation of symbols]
1 fan, 1F fan blade, 1K blade tip, 2 shroud,
2a bottom part of shroud, 2b slope part of shroud, 2c circular part of shroud,
2Z shroud slope part, 3 motor, 4 motor stay, 5 clearance part,
Click clearance portion located immediately below the 5Z blade portion, 10 blower.

Claims

An air blower comprising: a fan; a motor that rotates the fan; and a cylindrical shroud that is formed so as to surround an outer periphery of the fan and supports the fan in a vertical direction via a motor stay that supports the motor. The shroud is formed so that the gap between the tip of the fan blade and the inner wall of the shroud is large on the lower side of the fan , and the gap is smoothly changed. An air blower characterized in that it is maximized at a position directly below .

2. The air blower according to claim 1, wherein the gap gradually increases in a direction toward the front surface of the fan on the lower side of the fan.