JP6258927B2 - 給気装置 - Google Patents

Description

本発明は、給気装置、特に、対応する吹出し器内に収納される遠心送風機、特にラジアルファンを具備する給気装置に関する。

ラジアルファンは、実質的に公知の種類の送風機であり、回転駆動されるときに、回転軸線と同軸の取入口から空気を吸入して送風機自身から半径方向に広がる空気流を発生する。

このような送風機は、一般的に、送風機により発生される空気流を方向付けて最適化するために適当に形成される吹出し器内に、それぞれのモータと共に挿入される。

一般的に、上述の送風機は、熱交換器から熱を取り除くために、運転者及び搭乗者の区画内において空気を流動させるために、又は、一般に作動中に温度上昇を被る構成要素又は部品を冷却するために、自動車分野、例えば、乗用車、トラック、農業機械、土運搬機械、及び、バスなどにおいて、使用される。

近年、駆動車両において、又は、エネルギ貯蔵バッテリを冷却するために電動車両においても特定の必要性が存在する。

この特定の利用において、先行技術の送風機は、比較的制限された寸法において高い流体力学上の効率を伴う低騒音放出を得るために進化されたが、満足する結果は達成されなかった。

この状況において、本発明の主目的は、前述した欠点を克服することである。

本発明の一つの目的は、特に、バッテリを冷却することが意図された先行技術の解決方法より効率的な給気装置を提供することである。

さらなる目的は、先行技術の解決方法より低い騒音放出を有する給気装置を提供することである。

示された技術的意図及び特定された目的は、請求項１による給気装置によって実質的に達成される。

本発明のさらなる特徴及び利点は、添付図面に図示されたような給気装置の好適な非限定の実施形態に従う非限定の記述からより明らかになる。

本発明による給気装置の部分的に分解された概略斜視図である。 図１の給気装置の概略側面図である。 図２の線ＩＩＩ−ＩＩＩに従う給気装置の断面である。 本発明による給気装置の作動時の流体力学的シミュレーションを図示する。 本発明による給気装置の作動時の第二の流体力学的シミュレーションを図示する。

添付図面を参照すると、番号１は本発明による給気装置を示しており、この給気装置は冷却空気流Ｆを発生することが意図されている。

給気装置１は、遠心回転子（centrifugal rotor）２、特に、外径Ｄを有し回転軸線Ｒ回りに回転可能なラジアル回転子と、実質的に公知の種類のブロック３により概略的に図示された回転子２を作動するための手段と、回転子２を支持するための吹出し器４と、を具備している。

回転子２は、本発明の理解のために必要な部材に関してだけ述べられ、中心部２ａと、先端２ｃを備えて中心部２ａに接続される複数の羽根２ｂとを具備している。

吹出し器４は、回転軸線Ｒに垂直な平面Ｐに従って延在し、回転子２が挿入される吹出し流路５を構成する。

吹出し器は、空気流Ｆのための入口２０と第一及び第二出口６，７とを具備している。

第一及び第二出口６，７は、回転子２の対向側に位置させられる。

図示されたように、第一及び第二出口６，７は、吹出し器４の入口２０の対向側に位置させられる。

遠心回転子２、第一出口６、及び、第二出口７は、回転軸線Ｒと垂直な主軸線Ｘに従って互いに整列される。

吹出し器４の入口２０は、好ましくは、回転子２の入口に一致する。

吹出し器４の入口２０は、好ましくは、回転軸線Ｒと垂直な横断平面に延在する。

軸線Ｘは、さらに、図示された例において吹出し器４の主延在方向に一致する給気装置１の吹出し方向を構成する。

回転軸線Ｒは、回転子２及び吹出し器４に進入する空気の好適な流れ方向を構成する。

空気流Ｆは、出口６から方向Ｖ１に吹出し線に沿って流路５から流出し、出口７からＶ１の反対方向Ｖ２に流出する。

言い換えれば、吹出し器４及び回転子２は、回転子２により発生させられる流れが主軸線Ｘと平行な吹出し線の方向Ｖ１及びＶ２に分配されるように、互いに関して組立てられて配置される。

吹出し器４は、有利に、中心が回転軸線Ｒにある中心対称構造を有する。

言い換えれば、軸線Ｒと垂直であって、平面Ｐと平行な一部分を考えると、軸線Ｒ自体が、前述の一部分との交点において、この一部分の対称中心を構成する。

このように、空気流Ｆは、二つの出口６，７の間において流量に関して釣り合うように分割され続ける。

図示された例において、吹出し器４は、平行六面体、特に、上面８、下面９、及び、第一及び第二側面１０，１１を具備する一方で、出口６，７が、吹出し器４の残り二つの面を構成する直方体の形状を有する。

第一及び第二出口６，７は、それぞれ、空気流Ｆのための第一及び第二送出し部６ａ，７ａを構成する。

例として述べられた実施形態において、吹出し器４の入口２０は面８に設けられる。

第一及び第二送出し部６ａ，７ａは、軸線Ｘを横断し、特に、この軸線と垂直である。

さらに、好ましくは、第一及び第二出口６，７は、回転軸線Ｒに沿って測定される同じ高さに位置させられる。

好ましくは、出口６，７は、同一であり、回転子２に関して対称に位置させられる。

より詳細に回転子２を見ると、どのようにして、軸線Ｒに沿って測定される回転子の高さは、軸線Ｒに沿って測定される流路５の高さに相当するかが有効的に分かるであろう。

特に、図３、４、及び、５を参照すると、回転子２が、どのようにして、後方を向く先端２ｃを有する羽根２ｂを備えるラジアル形式であるかが理解されることができる。この場合において、示された図において、回転方向Ｖ３は反時計方向である。

図１、２、３、及び、５に図示された解決方法において、吹出し器４は、流路５内の上述の空気流Ｆを案内するための手段を具備する。

流れ案内手段は、流路５内の空気流Ｆを案内するために、回転子２と第一出口６との間と、回転子２と第二出口７との間とにおいて、吹出し器内に位置させられる。

より正確には、図示された例の実施形態において、案内手段は、回転子２と第一出口６との間において吹出し流路５内に位置させられて、流路５内に細幅部（narrowing）１３を構成する第一流れ逸らし部（flow diverter）１２を具備する。

案内手段は、さらに、回転子２と第二出口７との間において吹出し流路５内に位置させられて、流路５内に第二細幅部１５を構成する第二流れ逸らし部１４を具備する。

第一流れ逸らし部１２及び対応する細幅部１３と、第二流れ逸らし部１２及び対応する細幅部１４とは、軸線Ｘに沿って回転子２の各対向側に位置させられる。

第一流れ逸らし部１２及び対応する細幅部１３と、第二流れ逸らし部１４及び対応する細幅部１５とは、吹出し線と回転軸線Ｒとに垂直な横断軸線Ｙに沿って回転子２の各対向側に位置させられる。

回転軸線Ｒ、主軸線Ｘ、及び、横断軸線Ｙは、互いに直角である一組の三軸線を構成する。

好ましくは、吹出し器４は、中心が回転軸線Ｒにある中心対称構造を有する。

言い換えれば、平面Ｐと平行であって軸線Ｒと垂直な一部分を考えると、軸線Ｒ自体が、前述の一部分との交点において、この一部分の対称中心を構成する。

図示されたように、回転子２が、後方を向く先端を有する羽根を備えるラジアル形式であり、例示図において反時計方向Ｖ３に回転することができるために、第一流れ逸らし部１２及び第二流れ逸らし部１４は、実際的に、羽根２ｂが与えられると、羽根の先端２ｃが、空気流Ｆの発生中において、先ずは、第一流れ逸らし部１２に、続いて、第二細幅部１５に、次いで、第二流れ逸らし部１４に遭遇し、最終的に、再び第一流れ逸らし部１２に遭遇する以前に、第一細幅部１３に遭遇するように、流路５内に位置させられる。

こうして、以下により詳細に述べられるように、空気流Ｆは、騒音及び効率に関して最適化される。

図示された例において、吹出し器４の第一及び第二側面１０，１１、すなわち、第一及び第二側面を構成する壁は、流路５内へ向けて突出する流れ逸らし部１２及び１４を流路５内に設けるように形成される。

さらなる実施形態において、面１０，１１は平らであり、流れ逸らし部１２，１４は流路５内へ向けてこれら面から突出する。

再び、空気流Ｆを案内するための流れ逸らし部１２，１４を備えるこの実施形態において示されるように、吹出し器４は、中心が回転軸線Ｒである中心対称を保持する。

第一及び第二流れ逸らし部１２，１４は、同様な形状及び外形を有し、それぞれが回転子２に対向する凹部を備えて湾曲するそれぞれの第一面１２ａ，１４ａを具備する。

その第一面１２ａ，１４ａは、その主軸線が回転軸線Ｒに一致する筒状表面の一部によって形成される。

有利に、図５にも図示されたように、筒状表面の一部によって構成される面１２ａ，１４ａは、その自然な回転図形に従って、出口７及び６へ向けて回転子を流出する流れを導く。

こうして、吹出し器４は、回転子２を流出する空気流Ｆを出口７及び６へ向けて導くことにおいて、特に効率的である。

好ましくは、面１２ａ，１４ａは、それぞれに広がり形状部１２ｄ，１４ｄを備える出口７及び出口６へ向けて延在する。

広がり部１２ｄ及び１４ｄは、それぞれ。好ましくは、軸線Ｒ及びＸによって構成される平面に位置する平らな表面によって構成される。

第一及び第二流れ逸らし部１２，１４は、それぞれ、第一出口６及び第二出口７にそれぞれに対向する凹部を有して湾曲されるそれぞれの第二面１２ｂ，１４ｂを有する。

第一及び第二流れ逸らし部１２，１４は、それぞれ、先端部、すなわち、第一面１２ａ又は１４ａと、第二面１２ｂ又は１４ｂと、を接続する湾曲点１２ｃ，１４ｃを有する。

回転子２の直径「Ｄ」、及び、吹出し器４の対応壁から始まる流路５の幅「Ｈ」（軸線Ｙに沿って測定される）が与えられると、先端部１２ｃ及び１４ｃの軸線Ｙに沿って測定される高さ「ｈ」は、「Ｈ」及び「Ｄ」の関数、すなわち、ｈ＝□（Ｈ；Ｄ）である。

同様に、軸線Ｘに沿って測定される回転軸線Ｒから先端部１２ｃ，１４ｃの距離「ｌ」は、「Ｈ」及び「Ｄ」の関数、すなわち、ｌ＝□（Ｈ；Ｄ）である。

上に示した「Ｈ」及び「Ｄ」の関数は、さらに、回転子２の回転速度に基づき重み付けされる。

案内手段１２，１４は、そうでなければ渦の発生において失われるであろう消費エネルギ（dissipated energy）の回収を可能とする。

吹出し器４の基本実施形態を示す図４において、番号１６は空気流Ｆにおける再循環を示している。

図５は、同じ作動状態の下での流れ逸らし部１２，１４を具備する給気装置１の実施形態において、どのように再循環がなくなるかを示している。

流れ逸らし部１２，１４の存在は、給気装置１からの出力流量に関係（compromise）することなく、図４に図示された第一実施形態と比較して有効的な性能増大を引き起こす。さらに、空気流Ｆは、二つの出口６，７の間の流量に関して釣り合うように分割され続ける。

再循環１６の防止は、給気装置１の全体騒音の低減に有利に寄与する。

一般的に、給気装置１の中心対称は、空気流Ｆが吹出し器４の全ての部分において均一にされることを可能とする。

以上示したように、流路５内の流れ逸らし部１２，１４の位置は、回転子２の寸法及び回転子の回転速度に依存して決定される。

流れ逸らし部１２，１４の軸線Ｘに従う位置「ｌ」は、吹出し器の対応壁に関する流れ逸らし部の高さ「ｈ」のように、流量及び回転子２の回転速度に依存する。

Claims (4)

1. 回転軸線（Ｒ）回りに回転可能な遠心回転子（２）と、第一及び第二出口（６，７）を具備して前記遠心回転子（２）に関連する吹出し器（４）と、を具備する空気流（Ｆ）を発生するための給気装置であって、前記第一及び第二出口は、前記遠心回転子（２）に関して対向する側に位置させられ、前記空気流（Ｆ）の吹出し流路（５）を構成し、前記遠心回転子（２）は前記吹出し流路（５）内に挿入され、
   前記給気装置は、前記遠心回転子（２）と、前記第一出口（６）と、前記第二出口（７）とが、前記回転軸線（Ｒ）に垂直な主軸線（Ｘ）に従って互いに整列され、
   前記吹出し器（４）は、前記吹出し流路（５）内の前記空気流（Ｆ）を案内するための案内手段（１２，１４）を具備し、前記案内手段は、前記遠心回転子（２）と前記第一出口（６）との間、及び、前記遠心回転子（２）と前記第二出口（７）との間の少なくとも一方において作動し、
   前記案内手段（１２，１６）は、前記流路（５）内に第一細幅部（１３）を形成し、前記回転子（２）と前記第一出口（６）との間において前記吹出し流路（５）内に位置させられる第一流れ逸らし部（１２）と、前記流路（５）内に第二細幅部（１５）を形成し、前記回転子（２）と前記第二出口（７）との間において前記吹出し流路（５）内に位置させられる第二流れ逸らし部（１４）と、を具備し、前記第一及び第二流れ逸らし部（１２，１４）は、前記回転子（２）に関して対向する側に位置させられ、
   前記第一及び第二流れ逸らし部（１２，１４）は、それぞれ、前記回転子（２）に対向する凹部を有して湾曲する第一面（１２ａ，１４ａ）を有し、
   前記第一及び第二流れ逸らし部（１２，１４）の前記第一面（１２ａ，１４ａ）は、前記回転軸線（Ｒ）と同軸の主軸線を有する筒状表面の一部によって形成されることを特徴とする給気装置。
2. 前記第一及び第二流れ逸らし部（１２，１４）は、それぞれ、前記第一出口（６）及び第二出口（７）のそれぞれに対向する凹部を有して湾曲する第二面（１２ｂ，１４ｂ）と、前記第一面（１２ａ，１４ａ）と前記第二面（１２ｂ，１４ｂ）とを接続する先端部（１２ｃ，１４ｃ）と、を具備する請求項１に記載の給気装置。
3. 前記回転子（２）は、後方を向く先端（２ｃ）を有する羽根（２ｂ）を備えるラジアル形式であり、前記第一及び第二流れ逸らし部（１２，１４）は、前記空気流（Ｆ）の発生中において、前記先端（２ｃ）が、続けて、前記第一流れ逸らし部（１２）、前記第二細幅部（１５）、前記第二流れ逸らし部（１４）、及び、前記第一細幅部（１３）に遭遇するように、前記吹出し流路（５）内に位置させられる請求項１又は２に記載の給気装置。
4. 前記吹出し器（４）は、対称中心が前記回転軸線（Ｒ）に属する、中心対称形状を有する請求項１から３のいずれか一項に記載の給気装置。

Images