JPH0422709A

JPH0422709A - 多段式冷却ファン

Info

Publication number: JPH0422709A
Application number: JP12409890A
Authority: JP
Inventors: Katsuo Nagao; 長尾　活雄
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1990-05-16
Filing date: 1990-05-16
Publication date: 1992-01-27

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は車両、産業機械等の動力源に付設する冷却装置
の多段式冷却ファンに関する。

（従来の技術〕従来の冷却ファンの斜視図を第７図にエンジン冷却ファ
ンとしての使用例を第８図にそれぞれ示す。即ち、主熱
交換器３１とエンジン３３の間に冷却ファン３０を装着
し、エンジン出力をクランク軸３７、クランクプーリ３
８、ファンヘルド３９、およびファンプーリ４０を介し
て、伝達し、回転する。このようにして冷却ファン３０
が回転することによって冷却風をエンジンカバー３４の
開口部である冷却風吸入口３５より吸入し、側熱交換器
３２、主熱交換器３工、を通過させ、冷却ファン３０に
よりエンジン３３後方へ吐出させ、さらにエンジンカバ
ー３４の冷却風排気口３６より外部へ吐出させる。

冷却風が主熱交換器３１、側熱交換器３２を通過するこ
とによって、それらの内部を流れる高温流体との間で熱
交換が行われる。

なお、従来の冷却ファン３０はフランジ３０ｂ部とブレ
ード３０ａが一体化構造であり、ブレード３０ａのねじ
れ角の方向、すなわち、冷却風の吐出方向は第８図で示
す従来例のように外部より、エンジンカバー３４内に吸
込む場合の外に、逆にエンジンカバー３４内より熱交換
器方向に吐出し、さらにエンジンカバー３４の開口部よ
り外部に吐出する構成のものがあるが、その場合は、ブ
レード３０ａのねじれ角の方向を、前述の方向と逆方向
に形成すれば可能であり、従来の技術としてそのいづれ
も採用されている。

従来の冷却ファンを組込んだ冷却装置としての作用につ
いてみると従来の産業機械、車両等エンジンを動力源と
する冷却装置へ冷却ファン３ｏを組込み運転する場合の
構成は、冷却ファン１台に対し熱交換器１台が主流であ
るがエンジンに付属した機器、例えばエアコン、油圧ポ
ンプ等で使用される流体の冷却のため熱交換を必要とす
る場合、従来の主熱交換器３１の前方位置へ第８図に示
すように直列に更に側熱交換器３２を配置し、冷却ファ
ン３０の吸入冷却風でともに冷却し、熱交換するもので
ある。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来の冷却ファンによる冷却装置には解決すべき次
の課題があった。即ち、冷却ファンの前方位置へ直線上
に直列多段に複数台の交換器を設置する場合、熱交換器
を多段に直列に設置すると、冷却風吸入抵抗の増加で、
１台の熱交換器搭載時に比べ大きく冷却風量が低下し充
分な熱交換ができないという問題があった。

〔ｌｌ！題を解決するための手段〕

本発明は上記課題の解決手段として、次の（１）（２）
に記載の多段式冷却ファンを提供しようとするものであ
る。

（１）軸まわりに複数のブレードを備え、回転によって
空気を一方向へ吐出する主冷却ファンと、同主冷却ファ
ンと同軸であってかつ主冷却ファンの回転面より離れた
位置に主冷却ファンの半径より大きな複数のブレードを
備え主冷却ファンとは逆の方向へ空気を吐出する副冷却
ファンとを具備してなることを特徴とする多段式冷却フ
ァン。

（２）上記（１）に記載の多段式冷却ファンにおいて、
副冷却ファンの空気を吐出する方向が主冷却ファンの空
気吐出方向と同方向であることを特徴とする多段式冷却
ファン。

（作用〕本発明は上記のように構成されるので次の作用ををする
。

（１）上記（１）の構成にあっては主冷却ファンの吐出
方向と副冷却ファンの吐出方向とが逆向きをなし、かつ
、副冷却ファンの半径が太き（構成されているので、風
路（ダクト）を適切に設けることにより、異った空間領
域から別々に空気を吸入し、それぞれを合流させて熱交
換器の単位面積当りの冷却空気量を増大させることがで
き、冷却性能が高まる。

（２）上記（２）の構成にあっては上記（１）の構成に
おける副冷却ファンの吐出方向を主冷却ファンの吐出方
向と一致させるため、たとえば複数の熱交換器の一つを
主冷却ファンで冷却し、他の熱交換器は別の場所に設け
て副冷却ファンの吐出空気をダクトで導き冷却すること
ができる。この結果、複数の熱交換器を相互に輻射熱等
が影響を及ぼし合わない十分な遠距則に分離して設置で
き、冷却性能が向上する。

（実施例〕請求項（１）の発明に係る第１実施例の多段式冷却ファ
ンを第１図により説明する。

第１図において（ａ）は本実施例に係る多段式冷却ファ
ンの斜視図、（′ｂ）は（ａ）のｂ矢視図、（Ｃ）は（
ａ）のＣ矢視図、（ｄ）は（ａ）の（１−ｄ矢視断面図
である。なお、図中の白抜き矢印は主冷却ファン、副冷
却ファンの風向を模式的に示す。

第１図（ａ’ｌにおいて、多段式冷却ファン１は主冷却
ファン２及び副冷却ファン３よりなり、主冷却ファン２
は、従来の冷却ファン３０と同等で、ブレード２ａとフ
ランジ２ｂとが一体に構成されている。フランジ２ｂの
後端面（図の右方）には、第１図ｆｄ）に示すようにボ
ルトで締結されたバイブ状の駆動軸３ｅを介して２段目
冷却ファン用のフランジ３ｄがボルトで締結され、フラ
ンジ３ｄの外周部には、断面が丸又は角状で形成された
スポツ３ｃが放射状に張出され、その先端がリング３ｂ
の内周面で溶接等で締結されている。リング３ｂの外周
面のスポーク３ｃ延長線上部では、ブレード３ａが放射
状に溶接等でリング３ｂに一体的に固設され副冷却ファ
ン３を構成している。ここでブレード３ａは主冷却ファ
ン２と同様に駆動軸３ｅの軸中心線を中心に回転した場
合、冷却風を吐出できるよう第１図（ｂ）で示すように
ねじれ角−α°を付与されている。ただし冷却風吐出方
向は、第１図（Ｃ）で示す主冷却ファン２のブレード２
ａのねじれ角＋α０に対し上述の通りブレード３ａのね
じれ角が反対方向であるので、主冷却ファン２と反対方
向となる。

以上のように主冷却ファン２の後面に駆動軸３ｅを介し
、駆動軸３ｅの長さだけ離れた位置で平行面に副冷却フ
ァン３が取付けられた構造である。

なお、副冷却ファン３のブレード３ａのねじれ角の変更
は駆動軸３ｅに対しフランジ３ｄ部で異ったねじれ角を
有するブレード付の副冷却ファンに取替えることによっ
て行なう。

次に上記第１実施例の多段式冷却ファン１をエンジン冷
却装置に用いた例について第４図により説明する。

第４図は従来例の第８図に対応する第１実施例に係る縦
断面図で、図において、主冷却ファン２は従来例と同様
側熱交換器１２前面の冷却風吸入口１６より冷却風Ｑ、
を吸入し、同時に副冷却ファン３は冷却風吸入口１４よ
り吸入した冷却風Ｑｔを吸気ダクト１５を経て、側熱交
換器１２前面へ吐出し、ＱＩ＋Ｑｚの合成冷却風として
側熱交換器１２、主熱交換器１１を通過させ、熱交換後
、主冷却ファン２でエンジンカバー１３内をエンジン２
１後方へ吐出し、冷却風排気口１７より外部へ排出する
。

以上の通り、第１実施例によれば主冷却ファン２及び副
冷却ファン３が回転中心よりそれぞれ別々の半径領域で
、かつ、相互に反対方向から冷却風を取り込み、これを
合流させて主熱交換器１１、側熱交換器１２を冷却する
ので、多段式冷却ファン１の回転数は通常のままで著し
く風量を高めることができ、熱交換器の大型化、冷却フ
ァンの高速化を図ることなく冷却性能を向上できるとい
う利点がある。

次に請求項〔２）の発明に係る第２実施例の多段式冷却
ファンを第２図により説明する。

第２図は第１実施例の第１図に対応する第２実施例の図
で、第１実施例と同様の構成部材には同符号を付し、説
明を省略する。

第２図において、副冷却ファン６のブレード６ａは第１
実施例のブレード３ａのねしれ角−αに対し、＋α°に
取付けられていてブレード２ａのねじれ角と同等をなし
ている。その他の構成については第１実施例と同様であ
る。

次に上記第２実施例の多段式冷却ファン４をエンジン冷
却装置に用いた例について第５図により説明する。第５
図は第１実施例に係る第４図に対応する図で、第４図と
同様の構成部材には同符号を付し、説明を省略する。

図において、主冷却ファン２は、第１実施例と同じく主
熱交換器１１前面の冷却風吸入口１６より冷却風Ｑ１を
吸入しその冷却風Ｑ１は主熱交換器１１を通過し熱交換
後、エンジンカバー１３内をエンジン２１下方へ吐出さ
れ、冷却風排気口１８より外部へ排出される。

同時に副冷却ファン６は、前記主冷却ファン２と同じく
冷却風吸入口１６より冷却風Ｑ、を吸入し、その冷却風
Ｑ２は、エンジンカバー１３内に構成された吸気ダク目
９を経てエンジン２１後部に設置された側熱交換器１２
を通過し熱交換後、冷却風排気口１７より、外部へ排出
される。

以上の通り、第２実施例によれば主熱交換器１１と側熱
交換器１２とを自由に離して設置できるので、主熱交換
器１１と側熱交換器１２とが相互に輻射熱等で与熱し合
うことがなく、その結果、冷却性能が向上するいう利点
がある。

次に請求項（１）及び（２）の発明に係る第３実施例の
多段式冷却ファンを第３図により説明する。

第３図は第１実施例の第１図に対応する第３実施例の図
で第１実施例と同様の構成部材には同符号を付し、説明
を省略する。

第３実施例は第１実施例の右方に駆動軸１０ｅを介して
更に２段目側冷却ファン１０を設けたに相当する構成を
なし、冷却ファンが回転軸方向に主冷却ファン２、副冷
却ファン３及び２段目側冷却ファン１０の３段をなして
いる。

２段目側冷却ファン１０は第２実施例の副冷却ファン６
と同等で、相似形をなしブレード１０ａは同６ａに、リ
ング１０ｂは同３ｂに、フランジ１０ｄは同３ｄにスポ
ーク１０ｃは同３Ｃに、駆動軸１０ｅは同３ｅにそれぞ
れ対応する。

次に上記第３実施例の多段式冷却ファン７をエンジン冷
却装置に用いた例を第６図により説明する。

第６図は第１、第２実施例に係る第４、第５図に対応す
る第３実施例の図で第１、第２実施例と同様の構成部材
には同符号を付し、説明を省略する。

図において、主冷却ファン２と１段目の副冷却ファン３
との関係は前記、第１実施例の場合と同様であり、又主
冷却ファン２と２段目側冷却ファン１０との関係は、前
記第２実施例の場合と同様である。

すなわち、主冷却ファン２は主熱交換器１１前面冷却風
吸入口１６より冷却風Ｑ１を吸入し、また副冷却ファン
３は冷却風吸入口１４より冷却風Ｑ：を吸入し、吸気ダ
クト１５を経て、主熱交換器１１前方で前記冷却風Ｑ１
とＱ、が合流し、Ｑ＋＋Ｑｔとして主熱交換器１１及び
側熱交換器１２ａを通過、熱交換後、主冷却ファン２に
よって、エンジン３３下部の冷却風排気口１Ｂより外部
へ排出される。同時に、２段目側冷却ファン１０で、冷
却風吸入口１９ａより吸入された冷却風Ｑ、は、エンジ
ンカバー１３で構成された吸気ダク）２０を経てエンジ
ン３３後方に設置された側熱交換器１２ｂを通過し熱交
換後、冷却風排気口１７より外部へ排出される。

第３実施例によれば、上記第１、第２実施例の利点、即
ち熱交換器の単位面積当りの冷却空気量を増大できる利
点、複数の熱交換器を相互に輻射熱の影響し合わない遠
隔の部位に設置できる利点を同時に達成できるという利
点がある。

以上の通り、第１〜第３実施例によれば冷却ファンの回
転を高めることなく、副冷却ファンの取付段数と吸気ダ
クトの構成により吸入冷却風を合流して冷却風を増加し
、或は吸気ダクトの自由な配置による冷却風の分配によ
って側熱交換器の配置の最適個所を自由に選択できるこ
とによって冷却性能を著しく向上できるという利点があ
る。

なお、第１〜第３実施例は、多段式冷却ファンの構成を
２段と３段の例で示したが、２段と３段に限定されるも
のではなく、３段以上であってもよい。また、主冷却フ
ァン、副冷却ファンのブレードの枚数も図示ではそれぞ
れ６枚であるが６枚に限定されるものではなく、本発明
の目的を逸脱しない範囲において増減は自由である。

［発明の効果〕本発明は上記のように構成されるので次の効果を有する
。

即ち、主冷却ファンと副冷却ファンの多数のファンで広
い空間から冷却風を吸入でき、それを合流することで、
冷却ファンの回転速度は従来程度のまま冷却風の増加が
図れるため、熱交換器の大型化、冷却ファンの高速化を
行なうことなく冷却性能の向上が達成される。

又、主冷却ファン吐出方向と同方向とする副冷却ファン
の設置とそれに接続する吸気ダクトの構成の組合わせで
冷却風をエンジン後部等周囲へ送風し、別動力源を設け
ることな〈従来設置場所以外の最適位置に新たに側熱交
換器の設置が可能となり、冷却能力の向上が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の図で、（ａ）はその多段
式冷却ファンの斜視図、（ｂ）は（ａ）のｂ矢視図、（
Ｃ）は（ａ）のＣ矢視図、（ｄ）は（ａ）のｄ−ｄ矢視
断面図、第２図は本発明の第２実施例の斜視図、第３図
は本発明の第３実施例の斜視図、第４図は第１実施例の
多段式冷却ファンを用いたエンジン冷却装置の縦断面図
、第５図は第２実施例の多段式冷却ファンを用いたエン
ジン冷却装置の縦断面図、第６図は第３実施例の多段式
冷却ファンを用いたエンジン冷却装置の縦断面図、第７
図は従来の冷却ファンの斜視図、第８図は第７図の冷却
ファンを用いた従来のエンジン冷却装置の縦断面図であ
る。ｌ・・・多段式冷却ファン１２・・・主冷却ファン。２ａ・・・ブレード、　　　　３・・・副冷却ファン。３ａ・・・ブレード、　　　　　３ｅ・・・駆動軸。４・・・多段式冷却ファン、６・・・副冷却ファン。６ａ・・・ブレード、　　　　７・・・多段式冷却ファ
１０・・・２段目副冷却ファン。１０ａ・・・ブレード、　　　１０ｅ・・・駆動軸１１
・・・主熱交換器１２　１２ａ　　１２ｂ・・・側熱交換器２１、３３・
・・エンジン。ン代埋入　弁理士　板間　暁外２名（Ｃ）第２図第３図第４図第５図第７図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）軸まわりに複数のブレードを備え、回転によって
空気を一方向へ吐出する主冷却ファンと、同主冷却ファ
ンと同軸であってかつ主冷却ファンの回転面より離れた
位置に主冷却ファンの半径より大きな複数のブレードを
備え主冷却ファンとは逆の方向へ空気を吐出する副冷却
ファンとを具備してなることを特徴とする多段式冷却フ
ァン。
（２）請求項（１）に記載の多段式冷却ファンにおいて
、副冷却ファンの空気を吐出する方向が主冷却ファンの
空気吐出方向と同方向であることを特徴とする多段式冷
却ファン。