JP5364437B2 - Vehicle heat exchange module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両に搭載されるエンジン用のラジエータおよび/または空調装置用のコンデンサとファンとが一体化された車両用熱交換モジュールに関するものである。 The present invention relates to a heat exchanger module for a vehicle in which a radiator for an engine mounted on a vehicle and / or a condenser for an air conditioner and a fan are integrated.
車両用熱交換モジュールでは、空調装置用のコンデンサおよびエンジン用のラジエータに空気を流通させるため、前後に配設されているコンデンサおよびラジエータを取り囲むようにその下流側にファンシュラウドを設け、該ファンシュラウドに設けられている環状開口内にプロペラファン等の軸流ファンを設置した構成が採られている。これにより、コンデンサおよびラジエータを通して空気が流通され、コンデンサで冷媒、ラジエータでエンジン冷却水とそれぞれ熱交換が行われるようになっている。 In the vehicle heat exchange module, a fan shroud is provided on the downstream side so as to surround the condenser and the radiator disposed in the front and rear in order to distribute air to the condenser for the air conditioner and the radiator for the engine, and the fan shroud. A configuration is adopted in which an axial fan such as a propeller fan is installed in an annular opening provided in the. Thereby, air is circulated through the condenser and the radiator, and heat exchange is performed with the refrigerant in the condenser and with the engine cooling water in the radiator.
このような車両用熱交換モジュールにおいて、ファンシュラウドは、コンデンサおよびラジエータ等の矩形状をなす熱交換器の全周を囲っており、開口部は軸流ファンが設けられている環状開口のみとされている。このため、空気は、軸流ファンだけを通過して流通され、アイドル時はファンの回転により、車両走行時はラム圧およびファンの回転によって流通される。しかし、ファンシュラウドの断面が矩形であるのに対して、軸流ファンは環状の開口内に設けられているため、軸流ファンに吸い込まれる空気流は、環状開口の周方向に不均一な流速分布を伴う縮流となって軸流ファンに吸い込まれることになる。これが軸流ファンの翼面上で圧力分布の時間変動を発生し、ファン騒音の原因となる。 In such a vehicle heat exchange module, the fan shroud surrounds the entire circumference of a rectangular heat exchanger such as a condenser and a radiator, and the opening is only an annular opening provided with an axial fan. ing. For this reason, air is circulated only through the axial fan, and is circulated by the rotation of the fan during idling and by the ram pressure and the rotation of the fan during vehicle travel. However, since the fan shroud has a rectangular cross section, the axial fan is provided in the annular opening, so that the air flow sucked into the axial fan has a nonuniform flow velocity in the circumferential direction of the annular opening. It becomes a contracted flow with distribution and is sucked into the axial fan. This causes time fluctuations in the pressure distribution on the blade surface of the axial fan and causes fan noise.
特許文献1には、ファンシュラウドのラジエータと対向する内面側であって、環状開口の偏心に伴い広い側となる導風部の内面に、環状開口と同心の円弧状をなして空気流の上流側に突出する整流板を設け、広い側の導風部に沿って環状開口に流入しようとする空気流を抑制することにより、ファンの回転騒音(一次成分)を低減するようにしたものが示されている。また、特許文献2には、ファンシュラウドの内面側に、ファンに対して所定間隔を持ってファンの外径側から回転軸側に延設されたファン抑止部材を、回転軸を中心として放射状に複数枚配列し、ファンの熱交換器への干渉を防止するとともに、その整流効果によって風量を向上するようにしたものが示されている。
In Patent Document 1, the inner surface of the fan shroud facing the radiator is formed on the inner surface of the air guide portion, which becomes wider with the eccentricity of the annular opening. This shows a fan that reduces the rotational noise (primary component) of the fan by providing a rectifying plate that protrudes to the side and suppressing the air flow that flows into the annular opening along the wide air guide section. Has been. Further, in
しかしながら、上記特許文献1,2により提示のものは、ファンシュラウド内面の矩形断面をなす吸込みエリアから環状開口内に設けられている軸流ファンに吸い込まれる空気流の周方向の流速分布が、環状開口の入り口において不均一となるのを是正するものではない。従って、これらの技術では、空気流が不均一な流速分布のまま軸流ファンに吸い込まれ、軸流ファンの翼面上で圧力分布の時間変動を発生することに起因するファン騒音を低減できず、かかるファン騒音の低減が車両用熱交換モジュールにおいて課題の1つとなっていた。
However, according to the above-mentioned
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、ファンシュラウドを介してファンに吸い込まれる空気流の環状開口の周方向における流速分布が不均一となっていることに起因するファン騒音を低減できる車両用熱交換モジュールを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and is caused by the fact that the flow velocity distribution in the circumferential direction of the annular opening of the air flow sucked into the fan via the fan shroud is uneven. An object of the present invention is to provide a vehicle heat exchange module that can reduce noise.
上記した課題を解決するために、本発明の車両用熱交換モジュールは、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかる車両用熱交換モジュールは、矩形状の熱交換器と、該熱交換器を取り囲んでその下流側に設けられている環状開口を有するファンシュラウドと、該ファンシュラウドの前記環状開口内に設けられている軸流ファンとを備えている車両用熱交換モジュールにおいて、前記ファンシュラウドの前記熱交換器と対向する内面側に、前記環状開口の周縁から前記ファンシュラウドの外周辺へと延び、それによって仕切られる複数の吸込みエリアから前記軸流ファンに吸い込まれる空気流の周方向の流速分布を均一化する複数のガイドリブが設けられており、前記ガイドリブは、前記軸流ファン中心と、矩形状をなす前記ファンシュラウドの外周辺上の複数の点とを結ぶ線分が前記環状開口の周縁となす交点から前記ファンシュラウドの外周辺へと延長されるように設けられ、前記ガイドリブは、それにより仕切られた複数の吸込みエリアの中、前記空気流の流量が少なくなる吸込みエリアからの流量を増やすように一部の前記ガイドリブの設置角度が変更されていることを特徴とする。
In order to solve the above-described problems, the vehicle heat exchange module of the present invention employs the following means.
That is, the vehicle heat exchange module according to the present invention includes a rectangular heat exchanger, a fan shroud that surrounds the heat exchanger and has an annular opening provided downstream thereof, and the annular shape of the fan shroud. In a vehicle heat exchange module including an axial fan provided in an opening, on the inner surface side of the fan shroud facing the heat exchanger, from the periphery of the annular opening to the outer periphery of the fan shroud and extends, whereby a plurality of guide ribs are provided to equalize the flow velocity distribution in the circumferential direction of the air flow sucked from a plurality of suction areas in the axial fan partitioned, said guide ribs, and the axial flow fan center The fancy from the intersection point where a line segment connecting a plurality of points on the outer periphery of the fan shroud having a rectangular shape forms a peripheral edge of the annular opening. The guide rib is provided so as to extend to the outer periphery of the loudspeaker, and the guide rib is configured to increase a flow rate from the suction area where the flow rate of the air flow is reduced among a plurality of suction areas partitioned thereby. The installation angle of the guide rib is changed .
本発明によれば、熱交換器を取り囲んでその下流側に設けられている環状開口を有するファンシュラウドの熱交換器と対向する内面側に、環状開口の周縁からファンシュラウドの外周辺へと延び、それによって仕切られる複数の吸込みエリアから軸流ファンに吸い込まれる空気流の周方向の流速分布を均一化する複数のガイドリブが設けられているため、矩形状の熱交換器を通過してファンシュラウド内面側の断面が矩形状をなす吸込みエリアに流通された空気流は、環状をなす開口内に設けられている軸流ファンに吸い込まれることから、周方向に不均一な流速分布を伴う縮流となるが、軸流ファンに吸い込まれる空気流の周方向の流速分布を、環状開口の周縁からファンシュラウドの外周辺へと延びるように設けられている複数のガイドリブにより均一化し、軸流ファンへと吸い込ませることができる。従って、軸流ファンの翼面上での圧力分布の変動を低減し、ファン騒音を低下させることが可能となる。特に、ガイドリブは、軸流ファン中心と、矩形状をなすファンシュラウドの外周辺上の複数の点とを結ぶ線分が環状開口の周縁となす交点からファンシュラウドの外周辺へと延長されるように設けられるとともに、そのガイドリブにより仕切られた複数の吸込みエリアの中、空気流の流量が少なくなる吸込みエリアからの流量を増やすように一部のガイドリブの設置角度が変更されているため、ファンシュラウド内面側の断面が矩形状をなす吸込みエリアを複数のガイドリブによって複数の吸込みエリアに仕切り、その中の空気流の流量が少なくなる吸込みエリアの大きさをガイドリブの設置角度を変更して大きくし流量を増やすことにより、各吸込みエリアを経て軸流ファンに吸い込まれる空気流の環状開口の入り口部での流速分布を周方向に均一化することができる。従って、空気流の流速分布が不均一な状態で軸流ファンに吸い込まれることに起因するファン騒音を改善することができる。 According to the present invention, the inner surface of the fan shroud that surrounds the heat exchanger and has an annular opening provided on the downstream side thereof faces the heat exchanger and extends from the periphery of the annular opening to the outer periphery of the fan shroud. Since a plurality of guide ribs are provided to equalize the flow velocity distribution in the circumferential direction of the airflow sucked into the axial fan from the plurality of suction areas partitioned thereby, the fan shroud passes through the rectangular heat exchanger Since the air flow circulated in the suction area having a rectangular cross section on the inner surface side is sucked into the axial fan provided in the annular opening, it is a contracted flow with a non-uniform flow velocity distribution in the circumferential direction. However, a plurality of guides provided so that the circumferential flow velocity distribution of the air flow sucked into the axial fan extends from the peripheral edge of the annular opening to the outer periphery of the fan shroud. Homogenized by blanking, it is possible to sucked into the axial fan. Therefore, it is possible to reduce the fluctuation of the pressure distribution on the blade surface of the axial fan and reduce the fan noise. In particular, the guide rib extends from the intersection where the line connecting the center of the axial fan and a plurality of points on the outer periphery of the rectangular fan shroud to the periphery of the annular opening extends to the outer periphery of the fan shroud. The installation angle of some guide ribs has been changed so as to increase the flow rate from the suction area where the flow rate of air flow is reduced among the multiple suction areas partitioned by the guide ribs. The suction area with a rectangular cross section on the inner surface side is divided into multiple suction areas by multiple guide ribs, and the size of the suction area in which the flow rate of air flow decreases is increased by changing the installation angle of the guide ribs. Increase the flow velocity distribution at the entrance of the annular opening of the airflow sucked into the axial fan through each suction area. It can be homogenized in. Accordingly, it is possible to improve fan noise caused by suction into the axial fan in a state where the air flow velocity distribution is not uniform.
さらに、本発明の車両用熱交換モジュールは、上述のいずれかの車両用熱交換モジュールにおいて、前記ガイドリブは、前記ファンシュラウドと一体に成形されていることを特徴とする。 Furthermore, the vehicle heat exchange module according to the present invention is characterized in that, in any of the vehicle heat exchange modules described above, the guide rib is formed integrally with the fan shroud.
本発明によれば、ガイドリブが、ファンシュラウドと一体に成形されているため、ファンシュラウドを樹脂材等で射出成形する際、ガイドリブをファンシュラウドの内面側に同時に成形することができる。従って、加工工数を増やしたり、追加の部品を用いたりすることなく、ガイドリブを設けることができ、余計なコストや工数をかけずに軸流ファンに吸い込まれる空気流の流速分布を均一化し、ファン騒音を低減することができる。 According to the present invention, since the guide rib is integrally formed with the fan shroud, the guide rib can be simultaneously formed on the inner surface side of the fan shroud when the fan shroud is injection-molded with a resin material or the like. Therefore, guide ribs can be provided without increasing the number of processing steps or using additional parts, and the flow velocity distribution of the air flow sucked into the axial fan can be made uniform without extra cost and man-hours. Noise can be reduced.
さらに、本発明の車両用熱交換モジュールは、上述のいずれかの車両用熱交換モジュールにおいて、前記ガイドリブは、前記ファンシュラウドの補強用リブを兼ねた構成とされていることを特徴とする。 Furthermore, the vehicle heat exchange module according to the present invention is characterized in that, in any one of the vehicle heat exchange modules described above, the guide rib also serves as a reinforcing rib for the fan shroud.
本発明によれば、ガイドリブが、ファンシュラウドの補強用リブを兼ねた構成とされているため、ファンシュラウドの外面側等に剛性確保のために設けられている補強リブをガイドリブの兼用化によって省略することが可能となる。これによって、ファンシュラウドの外面側から外方に突出する補強リブを無くし、熱交換モジュールの狭いエンジンルーム内での設置を容易化することができる。 According to the present invention, since the guide rib is also configured to serve as a reinforcing rib for the fan shroud, the reinforcing rib provided for securing rigidity on the outer surface side of the fan shroud is omitted by sharing the guide rib. It becomes possible to do. Thereby, the reinforcing rib protruding outward from the outer surface side of the fan shroud can be eliminated, and the installation of the heat exchange module in the narrow engine room can be facilitated.
さらに、本発明の車両用熱交換モジュールは、上述のいずれかの車両用熱交換モジュールにおいて、前記ガイドリブは、前記軸流ファンに吸い込まれる空気流に対して、前記軸流ファンの回転方向に対向する方向への旋回流が与えられるように湾曲されていることを特徴とする。 Furthermore, in the vehicle heat exchange module according to the present invention, in any one of the vehicle heat exchange modules described above, the guide rib faces the rotational direction of the axial fan with respect to the air flow sucked into the axial fan. It is characterized by being curved so as to give a swirling flow in the direction of the movement.
本発明によれば、ガイドリブが、軸流ファンに吸い込まれる空気流に対して、軸流ファンの回転方向に対向する方向への旋回流が与えられるように湾曲されているため、ガイドリブにより軸流ファンに吸い込まれる空気流の流速分布を均一化しながら、その湾曲部により空気流に対して軸流ファンの回転方向と対向する方向への旋回流を与えることができる。これによって、軸流ファンの吸込み効率を高めることができ、その結果、同一風量対比では、ファン回転数を低下させることが可能となり、ファン騒音を一段と低減することができる。 According to the present invention, since the guide rib is curved so that a swirl flow in a direction opposite to the rotational direction of the axial fan is given to the air flow sucked into the axial fan, the axial flow is caused by the guide rib. While making the flow velocity distribution of the air flow sucked into the fan uniform, a swirl flow in a direction opposite to the rotational direction of the axial fan can be given to the air flow by the curved portion. As a result, the suction efficiency of the axial fan can be increased, and as a result, the fan rotation speed can be reduced and the fan noise can be further reduced with the same air volume comparison.
さらに、本発明の車両用熱交換モジュールは、上述のいずれかの車両用熱交換モジュールにおいて、前記環状開口および前記軸流ファンは、前記熱交換器の中心部から偏心して設けられ、前記ガイドリブには、前記環状開口および前記軸流ファンが偏心して設けられることによる空気流の流量アンバランスを是正する貫通穴が設けられていることを特徴とする。 Furthermore, in the vehicle heat exchange module according to the present invention, in any one of the vehicle heat exchange modules described above, the annular opening and the axial fan are provided eccentrically from a central portion of the heat exchanger, and the guide rib is provided on the guide rib. Is characterized in that a through hole is provided for correcting the flow rate imbalance of the air flow caused by the eccentric opening and the axial fan being provided eccentrically.
本発明によれば、環状開口および軸流ファンが、熱交換器の中心部から偏心して設けられ、ガイドリブに、環状開口および軸流ファンが偏心して設けられることによる空気流の流量アンバランスを是正する貫通穴が設けられているため、エンジンルーム内の過密化で軸流ファンを熱交換器の中心部に配置することが困難となり、ファンシュラウドの環状開口および軸流ファンが熱交換器の中心部から偏心して設けられている場合であっても、特定のガイドリブ間の空気流量が多くなってその吸込みエリアの静圧が上昇すると、ガイドリブに設けられている貫通穴を介して隣接するガイドリブ間の吸込みエリアにその一部が配分されるようになる。これによって、軸流ファンが偏心されることによる流量アンバランスの影響を低減することができ、軸流ファンが熱交換器に対して偏心されている仕様の熱交換モジュールにも有効に適用することができるようになる。 According to the present invention, the annular opening and the axial flow fan are provided eccentrically from the central portion of the heat exchanger, and the flow unbalance of the air flow caused by the eccentric opening and the axial flow fan provided on the guide rib is corrected. As a result, it is difficult to place the axial fan in the center of the heat exchanger due to over-concentration in the engine room, and the annular opening of the fan shroud and the axial fan are located in the center of the heat exchanger. Even if it is provided eccentrically from the part, if the air flow between specific guide ribs increases and the static pressure in the suction area rises, the distance between the adjacent guide ribs through the through holes provided in the guide ribs Part of it will be distributed to the suction area. As a result, the influence of flow rate imbalance caused by the eccentricity of the axial fan can be reduced, and it can be effectively applied to a heat exchange module having a specification in which the axial fan is eccentric with respect to the heat exchanger. Will be able to.
さらに、本発明の車両用熱交換モジュールは、上述のいずれかの車両用熱交換モジュールにおいて、前記環状開口および前記軸流ファンは、前記熱交換器の中心部から偏心して設けられ、前記ガイドリブは、前記環状開口および前記軸流ファンが偏心して設けられることによって空気流の流量が多くなる前記吸込みエリア側に張り出させて設けられていることを特徴とする。 Furthermore, in the vehicle heat exchange module according to the present invention, in any one of the vehicle heat exchange modules described above, the annular opening and the axial fan are provided eccentrically from a central portion of the heat exchanger, and the guide rib is The annular opening and the axial fan are provided eccentric so as to protrude toward the suction area where the flow rate of the air flow increases.
本発明によれば、環状開口および軸流ファンが、熱交換器の中心部から偏心して設けられ、ガイドリブが、環状開口および軸流ファンが偏心して設けられることによって空気流の流量が多くなる吸込みエリア側に張り出させて設けられているため、エンジンルーム内の過密化で軸流ファンを熱交換器の中心部に配置することが困難となり、ファンシュラウドの環状開口および軸流ファンが熱交換器の中心部から偏心して設けられている場合であっても、空気流の流量が多くなる(面積が大きくなる)吸込みエリア側にガイドリブを張り出させることにより、当該吸込みエリアの空気流量を少なくし、それに隣接する吸込みエリアの空気流量を多くすることで、ガイドリブ間の複数の吸込みエリアに流入する空気流の流量バランスを調整することができる。これによって、軸流ファンが偏心されることによる流量アンバランスの影響を低減することができ、軸流ファンが熱交換器に対して偏心されている仕様の熱交換モジュールにも有効に適用することができるようになる。 According to the present invention, the annular opening and the axial flow fan are provided eccentrically from the central portion of the heat exchanger, and the guide rib is provided with the annular opening and the axial flow fan eccentrically provided to increase the air flow rate. Due to overhanging on the area side, it becomes difficult to place the axial fan in the center of the heat exchanger due to overcrowding in the engine room, and the fan shroud annular opening and the axial fan exchange heat Even if it is provided eccentric from the center of the vessel, the air flow rate in the suction area can be reduced by projecting the guide rib toward the suction area side where the flow rate of the air flow increases (the area increases) However, by increasing the air flow rate in the suction area adjacent to it, the flow rate balance of the air flow flowing into the plurality of suction areas between the guide ribs can be adjusted. Can. As a result, the influence of flow rate imbalance caused by the eccentricity of the axial fan can be reduced, and it can be effectively applied to a heat exchange module having a specification in which the axial fan is eccentric with respect to the heat exchanger. Will be able to.
さらに、本発明の車両用熱交換モジュールは、上述のいずれかの車両用熱交換モジュールにおいて、前記熱交換器は、車両に搭載されているエンジン用のラジエータおよび/または空調装置用のコンデンサとされていることを特徴とする。 Furthermore, in the vehicle heat exchange module according to the present invention, in any one of the vehicle heat exchange modules described above, the heat exchanger is a radiator for an engine mounted on the vehicle and / or a capacitor for an air conditioner. It is characterized by.
本発明によれば、熱交換器が、車両に搭載されているエンジン用のラジエータおよび/または空調装置用のコンデンサとされているため、熱交換器がエンジン用のラジエータとされている車両用熱交換モジュールまたは熱交換器が空調装置用のコンデンサとされている車両用熱交換モジュールもしくは熱交換器としてコンデンサおよびラジエータが前後に配設されている車両用熱交換モジュール(CRFM)のいずれにおいても、軸流ファンに吸い込まれる空気流の周方向の流速分布を、環状開口の周縁からファンシュラウドの外周辺へと延びるように設けられている複数のガイドリブにより均一化し、軸流ファンへと吸い込ませることができる。従って、軸流ファンの翼面上での圧力分布の変動を低減し、ファン騒音を低下させることができる。 According to the present invention, since the heat exchanger is a radiator for an engine and / or a condenser for an air conditioner mounted on the vehicle, the heat for the vehicle in which the heat exchanger is a radiator for the engine. In any of a vehicle heat exchange module (CRFM) in which a condenser and a radiator are arranged at the front and rear as a vehicle heat exchange module or a heat exchanger in which the exchange module or the heat exchanger is a condenser for an air conditioner, The circumferential flow velocity distribution of the air flow sucked into the axial fan is made uniform by a plurality of guide ribs provided so as to extend from the peripheral edge of the annular opening to the outer periphery of the fan shroud, and sucked into the axial fan. Can do. Therefore, fluctuations in pressure distribution on the blade surface of the axial fan can be reduced, and fan noise can be reduced.
本発明によると、軸流ファンに吸い込まれる空気流の周方向の流速分布を、環状開口の周縁からファンシュラウドの外周辺へと延長されるように設けられている複数のガイドリブによって均一化し、軸流ファンへと吸い込ませることができるため、軸流ファンの翼面上での圧力分布の変動を低減し、ファン騒音を低下させることができる。 According to the present invention, the circumferential flow velocity distribution of the air flow sucked into the axial fan is made uniform by the plurality of guide ribs provided so as to extend from the peripheral edge of the annular opening to the outer periphery of the fan shroud. Since it can be sucked into the flow fan, the fluctuation of the pressure distribution on the blade surface of the axial fan can be reduced and the fan noise can be reduced.
以下に、本発明にかかる実施形態について、図面を参照して説明する。
[第1実施形態]
以下、本発明の第1実施形態について、図1ないし図3を用いて説明する。
図1には、本発明の第1実施形態に係る車両用熱交換モジュール1の縦断面図が示されている。ここでの車両用熱交換モジュール1は、空調装置用のコンデンサ2とエンジン用のラジエータ3とが前後に配設されている、CRFMと称される車両用熱交換モジュール1とされている。
Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
[First Embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3.
FIG. 1 shows a longitudinal sectional view of a vehicle heat exchange module 1 according to the first embodiment of the present invention. The vehicle heat exchange module 1 here is a vehicle heat exchange module 1 called CRFM, in which a
コンデンサ(熱交換器)2は、車両用空調装置の冷凍サイクルを構成し、冷媒と空気とを熱交換させて冷媒を凝縮するためのもので、横長長方形状の熱交換器が用いられる。また、ラジエータ(熱交換器)3は、車両走行用エンジンの冷却水系路に設けられ、エンジン冷却水と空気とを熱交換させてエンジン冷却水を冷却するためのもので、コンデンサ2と略同形状の熱交換器が用いられる。このコンデンサ2およびラジエータ3は、空気の流通方向に対しコンデンサ2を上流側に配置して前後に配設されている。
The condenser (heat exchanger) 2 constitutes the refrigeration cycle of the vehicle air conditioner, and is used for heat exchange between the refrigerant and air to condense the refrigerant, and a horizontally long rectangular heat exchanger is used. The radiator (heat exchanger) 3 is provided in the cooling water path of the vehicle travel engine, and cools the engine cooling water by exchanging heat between the engine cooling water and the air. A shaped heat exchanger is used. The
上記コンデンサ2およびラジエータ3の全周を取り囲むように、その下流側に軸流ファン6に対して空気流を導風するファンシュラウド4が設けられている。ファンシュラウド4は、樹脂製で射出成形等によって一体成形されるもので、図2に示されるように、断面がコンデンサ2およびラジエータ3と相似の横長長方形状とされており、その中心部に環状(ベルマウス状)の開口5が設けられている。この環状開口5内には、プロペラファン等からなる軸流ファン6が図示省略の支持ステーを介して設置されている。軸流ファン6には、そのハブ内に薄型電動モータが一体に設けられたものが用いられる。
A
ファンシュラウド4のラジエータ3に対向する内面側には、図2に示されるように、複数のガイドリブ7が一体成形により設けられている。ガイドリブ7は、軸流ファン6の中心Φとファンシュラウド4の外周辺上の複数の代表点Oとを結ぶ線分が環状開口5の周縁となす交点Cからファンシュラウド4の外周辺まで延長されて設けられている。なお、ファンシュラウド4の外周辺上の複数の代表点Oは、代表点Oを8点とした場合、例えばファンシュラウド4の4つの頂点と、軸流ファン6の中心Φを通る垂直線および水平線とファンシュラウド4の各辺との4つの交点の計8点とすることができる。
On the inner surface side of the
ガイドリブ7は、上記線分が環状開口5の周縁となす交点Cからファンシュラウド4の外周辺へと延長されるように設けられる際、複数のガイドリブ7によって仕切られる複数の吸込みエリア8から軸流ファン6、すなわち環状開口5に吸い込まれる空気流の周方向の流速分布が均一化されるように設けられる。つまり、ガイドリブ7は、全てが代表点Oに向って破線のように放射状に設けられるのではなく、空気流の流量が比較的少なくなる長辺の両サイド側に位置する吸込みエリア8Aからの流量が多くなるように一部のガイドリブ7の設置角度を調整し、環状開口5の入り口部での空気流の周方向の流速分布が均一化されるようにしている。
When the
なお、吸込みエリア8を流れる空気流の流量は、上流側に設けられるコンデンサ2およびラジエータ3の構成によって決まるので、使用されるコンデンサ2およびラジエータ3毎に流量計算をし、環状開口5の入り口部での流速分布が一様となるように複数のガイドリブ7の設置角度等を設計すればよい。また、ガイドリブ7は、ファンシュラウド4の剛性を確保するため、厚めのガイドリブ7とすることによって、ファンシュラウド4に対する補強リブを兼ねた構成としてもよい。
Since the flow rate of the airflow flowing through the
以上に説明の構成により、本実施形態によると、以下の作用効果を奏する。
軸流ファン6が回転されることにより、コンデンサ2およびラジエータ3を通して空気が流通され、コンデンサ2において冷媒、ラジエータ3においてエンジン冷却水がそれぞれ空気との熱交換によって冷却される。コンデンサ2およびラジエータ3を通過した空気は、ファンシュラウド4の内面側に導かれ、該ファンシュラウド4を介して環状開口5内に設けられている軸流ファン6へと導風される。この空気流は軸流ファン6に吸い込まれた後、その回転によって下流側へと排出される。
With the configuration described above, according to the present embodiment, the following operational effects can be obtained.
By rotating the
この際、軸流ファン6に吸い込まれる空気流の周方向における流速分布にバラツキがあると、一次成分のファン騒音が悪化してしまうが、本実施形態では、ファンシュラウド4の内面側に、環状開口5の周縁からファンシュラウド4の外周辺へと延びる複数のガイドリブ7を設け、このガイドリブ7の設置角度を変更することによって、複数の吸込みエリア8から軸流ファン6に吸い込まれる空気流の環状開口5の入り口部での周方向の流速分布を均一化するようにしている。
At this time, if there is variation in the flow velocity distribution in the circumferential direction of the air flow sucked into the
つまり、コンデンサ2およびラジエータ3を通過してファンシュラウド4の内面側の断面が矩形状をなす吸込みエリアに流通された空気流は、環状開口5内に設けられている軸流ファン6に吸い込まれることから周方向に不均一な流速分布を伴う縮流となるが、上記の如く、軸流ファン6の中心Φとファンシュラウド4の外周辺上の複数の代表点Oとを結ぶ線分が環状開口5の周縁となす交点Cからファンシュラウド4の外周辺へと延びるガイドリブ7を設け、空気流の流量が比較的少なくなる長辺の両サイド側に位置する吸込みエリア8Aからの流量が多くなるように一部のガイドリブ7の設置角度を変更し、そのエリアの流量を増やすように調整しているため、このガイドリブ7を介して軸流ファン6に吸い込まれる空気流の周方向の流速分布を均一化し、軸流ファン6へと吸い込ませることが可能となる。
That is, the air flow that has passed through the
従って、軸流ファン6の翼面上での圧力分布の変動を低減し、一次成分のファン騒音を低下させることができる。図3には、ガイドリブ7の有無による流速分布の比較図が示されている。図中の破線がガイドリブ7無しの場合の流速分布、実線がガイドリブ7有りの場合の流速分布を示している。なお、図3(A)の縦軸の通過風速は、図3(B)に示されるように、環状開口5の入り口部付近での風速、横軸の角度θは、軸流ファン中心Φから上方に延びる垂直線からの角度(左右対称のため、180°の範囲が示されている)を示している。この図3からも、軸流ファン6に吸い込まれる空気流の周方向の流速分布が均一化されていることが理解でき、上記効果を期待することができる。
Therefore, the fluctuation of the pressure distribution on the blade surface of the
また、本実施形態によれば、ガイドリブ7を樹脂製のファンシュラウド4に対して射出成形等により一体に成形するようにしているため、加工工数を増やしたり、追加部品を用いたりすることなく、ガイドリブ7を設置することができる。従って、余計なコストや工数をかけずに軸流ファン6に吸い込まれる空気流の流速分布を均一化し、ファン騒音を低減することができる。更に、ガイドリブ7をファンシュラウド4の補強用リブを兼ねた構成とすることにより、ファンシュラウド4の外面側等に剛性確保のために設けられていた補強リブを無くすることが可能となる。このため、ファンシュラウド4の外面側から外方に突出する補強リブを無くし、熱交換モジュール1の狭いエンジンルーム内での設置を容易化することができる。
In addition, according to the present embodiment, the
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態について、図4を用いて説明する。
本実施形態は、上記した第1実施形態に対して、ガイドリブ7Aを湾曲させている点が異なっている。その他の点については、第1実施形態と同様であるので説明は省略する。
本実施形態では、ガイドリブ7Aを、図4に示されるように、湾曲させ、軸流ファン6に吸い込まれる空気流に対して、軸流ファン6の回転方向Nに対向する方向への旋回流が与えられる構成としている。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
This embodiment differs from the first embodiment described above in that the guide rib 7A is curved. Since other points are the same as those in the first embodiment, description thereof will be omitted.
In the present embodiment, as shown in FIG. 4, the
上記ガイドリブ7Aの設置に際して、ガイドリブ7Aの環状開口5上におけるリブ角度は、環状開口5上の交点Cにおける円の接線とガイドリブ7Aのなす角度が一定となるように設定されている。なお、ガイドリブ7Aの湾曲方向は、空気の流れ方向が軸流ファン6の回転方向Nに対して逆方向となるように湾曲されることは云うまでもない。また、ガイドリブ7Aの湾曲は、単調変化の曲線でもよいし、折れ線であってもよい。更に、この湾曲したガイドリブ7Aは、ガイドリブ7A間の複数の吸込みエリア8を通過する空気流の流量比が、ガイドリブ7が直線状に設けられている第1実施形態の場合と同じ流量比となるように設定されることはもちろんである。
When the guide rib 7A is installed, the rib angle of the guide rib 7A on the
このように、ガイドリブ7Aを、軸流ファン6に吸い込まれる空気流に対して、軸流ファン6の回転方向Nに対向する方向への旋回流が与えられるように湾曲された構成とすることによって、ガイドリブ7Aにより軸流ファン6に吸い込まれる空気流の流速分布を均一化しながら、湾曲部によって空気流に軸流ファン6の回転方向Nと対向するカウンター方向への旋回流を与えることができるため、軸流ファン6の吸込み効率を高めることができる。その結果、同一風量対比では、ファン回転数を低下させることが可能となり、ファン騒音を一段と低減することができる。
In this way, the guide rib 7A is curved so that a swirl flow in a direction opposite to the rotational direction N of the
[第3実施形態]
次に、本発明の第3実施形態について、図5を用いて説明する。
本実施形態は、上記した第1実施形態に対して、ガイドリブ7Bに適宜数の貫通穴9を設けた構成としている点が異なる。その他の点については、第1実施形態と同様であるので説明は省略する。
本実施形態では、ファンシュラウド4に設けられる環状開口5および該環状開口5内に設置される軸流ファン6が、コンデンサ2およびラジエータ3の中心部から偏心した位置に設けられている。かかる構成は、エンジンルーム内が過密化し、軸流ファン6をコンデンサ2やラジエータ3の中心部に配置することが困難となった場合に採用されている。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
This embodiment is different from the first embodiment described above in that the
In the present embodiment, the
このように、軸流ファン6が偏心して設けられることにより、ガイドリブ7B間の複数の吸込みエリア8を流れる空気流の流量バランスがくずれることになるが、その影響を低減するため、本実施形態では、図5に示されるように、ガイドリブ7Bに空気流が通過可能な貫通穴9をガイドリブ7Bの延長方向に沿って適宜数設けた構成としている。
As described above, since the
上記のように、ガイドリブ7Bに適宜数の貫通穴9を設けることにより、特定のガイドリブ7B間の空気流量が多くなってその吸込みエリア8の静圧が上昇すると、ガイドリブ7Bに設けられている貫通穴9を介して隣接するガイドリブ7B間の吸込みエリア8にその一部が配分されるようになる。このため、軸流ファン6が偏心して設けられることによる流量アンバランスの影響を低減することができる。従って、軸流ファン6がコンデンサ2やラジエータ3に対して偏心されている仕様の熱交換モジュール1に対しても有効に適用することができるようになる。
As described above, by providing an appropriate number of through
[第4実施形態]
次に、本発明の第4実施形態について、図6を用いて説明する。
本実施形態は、上記した第3実施形態と同様、軸流ファン6が偏心されている仕様の熱交換モジュール1にかかるものであるが、ガイドリブ7Cの構成が異なっている。その他の点については、第1および第3実施形態と同様であるので説明は省略する。
本実施形態では、複数のガイドリブ7Cの一部を、ファンシュラウド4の環状開口5および軸流ファン6がコンデンサ2およびラジエータ3の中心部から偏心して設けられることによって空気流の流量が多くなる(面積が大きくなる)吸込みエリア8B側に張り出させるように設けている。
[Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
This embodiment is related to the heat exchange module 1 having a specification in which the
In the present embodiment, a part of the plurality of
つまり、環状開口5および軸流ファン6がコンデンサ2およびラジエータ3の中心部から偏心されることにより、ガイドリブ7Cによって仕切られる複数の吸込みエリア8の面積が著しくアンバランス化する場合がある。この場合、空気流の流量バランスがくずれるので、図6に示されるように、例えば軸流ファン6の中心Φを通る垂直線方向のガイドリブ7Cを空気流の流量が多くなる(面積が大きくなる)吸込みエリア8B側に張り出させて設けた構成としている。
That is, when the
上記のように、軸流ファン6が偏心して設けられることにより空気流の流量が多くなる(面積が大きくなる)吸込みエリア8B側にガイドリブ7Cを張り出させて設け、当該吸込みエリア8Bの空気流量を少なくし、隣接する吸込みエリア8の空気流量を多くすることによって、ガイドリブ7C間の複数の吸込みエリア8に流入する空気流の流量バランスを調整することができる。従って、かかる構成によっても、軸流ファン6が偏心して設けられることによる流量アンバランスの影響を低減することができ、軸流ファン6がコンデンサ2やラジエータ3に対して偏心されている仕様の熱交換モジュール1に対しても有効に適用することができるようになる。
As described above, the
なお、本発明は、上記実施形態にかかる発明に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、適宜変形が可能である。例えば、上記実施形態では、熱交換器として空調装置用のコンデンサ2とエンジン用のラジエータ3とが前後に設けられている所謂CRFMについて説明したが、コンデンサ2またはラジエータ3のいずれか一方を備えた車両用熱交換モジュールに対しても同様に適用できることは云うまでもない。また、軸流ファン6もプロペラファンのみに限定されないことはもちろんである。
In addition, this invention is not limited to the invention concerning the said embodiment, In the range which does not deviate from the summary, it can change suitably. For example, in the above-described embodiment, a so-called CRFM in which a
1 車両用熱交換モジュール
2 コンデンサ(熱交換器)
3 ラジエータ(熱交換器)
4 ファンシュラウド
5 環状開口
6 軸流ファン
7,7A,7B,7C ガイドリブ
8,8A,8B 吸込みエリア
9 貫通穴
Φ 軸流ファン中心
O 代表点
C 交点
N 軸流ファンの回転方向
1 Vehicle
3 Radiator (heat exchanger)
4
Claims (7)
前記ファンシュラウドの前記熱交換器と対向する内面側に、前記環状開口の周縁から前記ファンシュラウドの外周辺へと延び、それによって仕切られる複数の吸込みエリアから前記軸流ファンに吸い込まれる空気流の周方向の流速分布を均一化する複数のガイドリブが設けられており、
前記ガイドリブは、前記軸流ファン中心と、矩形状をなす前記ファンシュラウドの外周辺上の複数の点とを結ぶ線分が前記環状開口の周縁となす交点から前記ファンシュラウドの外周辺へと延長されるように設けられ、
前記ガイドリブは、それにより仕切られた複数の吸込みエリアの中、前記空気流の流量が少なくなる吸込みエリアからの流量を増やすように一部の前記ガイドリブの設置角度が変更されていることを特徴とする車両用熱交換モジュール。 A rectangular heat exchanger, a fan shroud that surrounds the heat exchanger and has an annular opening provided downstream thereof, and an axial fan provided in the annular opening of the fan shroud. In the vehicle heat exchange module
Air flow sucked into the axial fan from a plurality of suction areas partitioned from a peripheral edge of the annular opening to an outer periphery of the fan shroud on an inner surface facing the heat exchanger of the fan shroud. A plurality of guide ribs that equalize the flow velocity distribution in the circumferential direction are provided ,
The guide rib extends from an intersection where a line segment connecting a center of the axial fan and a plurality of points on the outer periphery of the fan shroud having a rectangular shape forms a peripheral edge of the annular opening to the outer periphery of the fan shroud. Provided to be
The guide rib is characterized in that the installation angle of some of the guide ribs is changed so as to increase the flow rate from the suction area where the flow rate of the air flow is reduced among the plurality of suction areas partitioned thereby. The vehicle heat exchange module.
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