JPH06505317A - 二重ファン型冷却装置 - Google Patents

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】 ２重ファン型冷却装置 技術分野 本発明は、内燃機関の冷却装置に関する。特に本発明は、２重ファン型冷却装置 に関する。

背景技術 水冷内燃機関の出集リ来、冷却装置の空気流性能を改善し、冷却装置全体として の性能を高めることはり案であった。従来の冷却装置においては、単一の輸流型 ファンが軌交換器を通して空気を押し込むように構成されていた。倉荷の高い装 置では、通常は、ファンブレードの先端部で空気流の速度が最大になり、したが ってこの部分に対応ずる熱交換器の領域すなわち熱交換器の周辺部における空気 流量か最大になる。これに対して、ファンの中心近傍では空気流の速度が轟低に なり、したがってこの部分に対応する熱交換器の領域すなわち熱交換器の中心部 において空気流量が最低になる。ファンの正確に中央にあたる領域では、鵡交換 器を通る空気流量はほぼゼロになる。従来の装置の他の欠点としては、空気流量 の大きい領域から押し込まれた空気が空気流量の小さい領域を通って逆流するこ とかある。これらの状況は、空気流の速度が熱交換器の全面にわたって均一にな る場合に得られる性能に比べて冷却装置全体の性能を低下させる。

内燃機関用の冷却装置の中に（』、単一ファン型の冷却装置における全体として の性能及び空気流量特性を改善し、しかも熱交換器を種々の形状に形成すること ができるようにするために、２重のファンを設けたものがある。２重ファンは熱 交換器を通して空気を押し込み又は吸引するように任！に装着できる。この構成 において遭遇する間鮪の一つは、２つのファンを任！にＥｆｌするために、鵡交 換器に通される最も効率の高い空気流を発生するのに必要なファンの配置が得ら れない、ということである。

他の公知の冷却装ｍｂして、，軌交換器に空気を押し込み或いは吸引するように 第１のファンを配置し、車両の別の領域たとえば別のエンジン室がら空気を押し 込み又は吸引するように第２のファンを配置する横成がある。第２のファンがエ ンノン室内の高温空気をＵ［出するので、高温空気か冷却装！Ｉを通過すること がなく、その結果として性能が改善される。しかし、２つのファンをこのように 使用することは、熱交換器により低温の空気を通すことができる、という点で、 冷却装置の性能を高めることはできるが、熱交換器を通る空気流の特性を改善す ることはできない。

本発明は、従来の２重ファン型冷却装置における上述した問題の一つ又はそれ以 上の問題を解決するものである。

発明の開示 本発明の一つの特徴によれば、改善された冷却装置性能を得るために２重ファン 型冷却装置が設けられる。この装置は、熱交換器と、第１フアンと第２フアンと を有する。第１フアンは所定の直径を有し、熱交換器の片側に回転自在に装着さ れて空気を所定の方向に熱交換器に押し込む。第１フアンは、周辺部が熱交換器 を通る空気流量が最大となる領域を形成し、中心部が熱交換器を通る空気が最低 となる領域を形成する。第２フアンは、第１フアンの直径より小さい直径であり 、熱交換器に対して反対側に、空気流量が最小となる領域での熱交換器を通る空 気を所定の方向に吸引して熱交換器を通る空気が逆方向に循環するのをほぼ防止 するのに十分な位置に回転自在に装着される。

本発明は、２重ファン型冷却装置において、空気流量が最低となる熱交換器の領 域を通る空気を吸引するのに十分な位置に第２フアンを配置する点で好ましいも のである。本発明は、空気流量が最低となる熱交換器の領域を通る空気を吸引す るように第２フアンを配置するので、全体としての空気流量特性を改善でき、し たがって空気が熱交換器に逆流する可能性をほぼ防止して冷却装置の性能を改善 することができる。その結果、本発明の２重ファン型冷却装置は、はるかに大き な単一ファン型冷却装置と同等の性能を達成することができる。

上述の利点に加えて、第２フアンは、現存の単一ファン型冷却装置を変更するこ となく、該冷却装置に容易に追加して空気流量特性を改善することを可能にする 、という利壱をもたらず。

図面の簡単な説明 第１図は本発明を適用した車両の概略部分正面図、第２図は第１図の２−２線に 沿ってとった概略断面図、第３図は従来の単一ファン型冷却装置における熱交換 器内の空気流速を示す図表、 第４図は本発明による熱交換器における空気流速を示す図表である。

発明を実施するための最良の形態 車両は、その一部が１０で示されており、車両の主フレーム（図示せず）に通常 の方法で結合された一対のフレーム部材１４．１６を有するガード組立体１２を 含む。ガード組立体１２には、グリル２４が通常の方法で複数のボルトにより装 着されており、ボルトの一つが２６で示されている。フレーム部材１４．１６の 各々は、該フレーム部材１４．１６に適当に溶接された一対のサポート２８．３ ０’３２．３４を有する。

２重ファン型冷却装置１３８は第２図により明瞭に示されており、通常の方法で ガード組立体１２に装着された熱交換器４０を含む。該熱交換器４０にはりうた いか循環させられて内燃機関４２をその作動中に冷却する。熱交換器４０は、通 常のフイ／・チューブ部４４を有し、該熱交換器４０に流体を循環させるために 必要な他の装置を含むことができる。直径りを有する第１フアン５０が、熱交換 器４０の片側において、エンジン４２から延び軸線５４を育する軸５２上に通常 の方法で装着されている。軸５２は、通常の方法、たとえばクランク輸５６によ りベルト駆動する、という方法で回転させられ、第１フアン５０が熱交換器４０ を通して破線矢印で示す方向に空気を押し込むのを可能にする。第１フレーム５ ０は熱交換器４０を通る空気流量が最大となる領域Ｇを形成する周辺部Ｐと熱交 換器４０を通る空気流量が最大となる領域りとを有する。

第１図に一対のバー５８．６０が示されており、これらのバーは複数のボルト６ ２によりサポート２８．３０，３２．３４に取り付けられている。ファン駆動モ ーター７４は、軸線５４にほぼ沿って熱交換器４０の方に延びる軸７４を有する 。モーター７４はグリル２４を通って延び、一対のボルト８０によりブロック６ ４に結合され、電気的、油圧的、機械的、エンジンにより直接、又は他の適当な 方法により駆動することができる。

第２７アノ８２が、モーター７４の軸７６と共に回転するように、通常の方法で 該軸に取り付けられている。第２フアンは、最低空気流量の領域して熱交換器４ ０を通る空気流を実線矢印で示す方向に吸引するように、熱交換器４０に対し反 対側に取り付けられている。第２フアン８２は、第１フアン５０の直径の約半分 の直径ｄを有し、第１フアン５０に対してほぼ同軸の関係にある。第２フアンの 直径ｄは熱交換器４０の最低流量領域りとほぼ等しい。

第１フＴン５０により熱交換器４０を通して循環させられた空気から第２フアン ８２を分離するための手段８４が設けられている。この手段８４は、たとえば第 ２フアン８２を囲んで第１フアン５０により熱交換器４０に押し込まれた空気を 第２フアン８２からほぼ遮断するように構成したシュラウド８６とすることがで きる。このシュラウド８６は、複数のボルト６２によりバー５８．６０に取り付 けられ、熱交換器４０にほぼ近接して配置されている。

第３図は、従来の単一ファン型冷却装置における熱交換器の面を通る空気の流速 を概略的に示すものである。大きな数字は速度が高いことを示す。図示するよう に、空気流速はファンの周辺部に対応する熱交換器の周辺で最大であり、単一フ ァンの中心部にほぼ対応する熱交換器の中心部においてゼロにな葛まで減少する 。

第４図は、本発明による熱交換器４０の面を通る空気の流速を概略的に示すもの である。第３図におけると同様に、大きい数字が大きい空気流速を示す。熱交換 器４０の面を通り空気流速がより均一に分布しており、熱交換器４０を通る全空 気流量が大きくなっている。

産業上の利用可能性 作動中に、熱交換器４０の片側に配置された第１軸流型フアン５０が通常の方法 で空気を熱交換器４０に通して押し込む。しかし、負荷が高い状態では、第１フ アン５０は、熱交換器４０の周辺をほぼ通る高い空気流量Ｇと、熱交換器４０の 中心をほぼ通る低い空気流量りを形成する。したがって、第２フアン８２が、熱 交換器４０に対して反対側に、熱交換器４０の最低流量領域りを通る空気を吸引 して、この領域を通る空気流量を増大させるように設けられる。第２フアン８２ の直１ｄは、最低流量領域ＬＪはぼ等しくして、該最低流量領域りを通る空気流 量を増大させる。第２フアン８２はまた、空気が熱交換器４０に逆流する可能性 をなくす。ンユラウト８６は、第２フアン８２を囲んで、第１フアン５０により 熱交換器４０に押し込まれた空気を第２フアン８２からほぼ遮断する。ンユラウ ト８６の配置及び取り付けにより、第２フアンが熱交換器４０を通る空気のみを 吸引するように強制されるので、第２フアン８２の有効性が高められる。

以上のように、本発明により、第２フアンにより全体の流量が増大され、逆流が 防止される改良された冷却装置が搗供されることが明らかとなる。これは、第１ ７アノを熱交換器の片側に、第２フアンを熱交換器の反対側に配置して、第２フ アンが熱交換器の最低流量領域を通る空気を吸引するように構成することによっ て達成される。第２フアンはこの領域を通る空気流量特性を改善し、冷却装置の 性能の全体としての改善を促進する。シュラウドが第２フアンを囲んで、第１フ アンにより熱交換器に押し込まれた空気を第２フアンからほぼ遮断し、第２フア ンによる空気流のすべてが熱交換器の中心部から吸引されるようにする。

本発明の他の特徴、目的、及び利点は、図面、開示及び添付の請求の範囲を検討 することにより理解できるであろう。

正面から見た巾 正面から見た巾 国際調査報告 フロントページの続き （７２）発明者　ジエンセン　プライアン　ディヴイッドアメリカ合衆国　イリ ノイ州　６１５２５　ダンラップ　サウス　フレンチ　ドライヴ（７２）発明者 　ディック　ポール　オースティンアメリカ合衆国　イリノイ州　６１６１４　 ビオ−リア　イースト　リザボワ　２２１１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．熱交換器（４０）と、 前記熱交換器（４０）の片側に回転自在に装着されて、周辺部（Ｐ）に前記熱交 換器（４０）を通る空気流量が最大となる領域（Ｇ）を形成し、中央部（Ｃ）に 前記熱交換器（４０）を通る空気流量が最小となる領域（Ｌ）を形成するように 、該熱交換器（４０）を通して空気を所定の方向に押し込むための第１ファン（ ５０）と、 前記第１ファン（５０）の直径（Ｄ）より小さい直径（ｄ）を有し、前記空気流 量が最小となる領域（Ｌ）での前記然交換器（４０）を通る空気を所定の方向に 吸引して前記熱交換器（４０）を通る空気が通方向に循環するのをほぼ防止する のに十分な位置に回転自在に装着された第２ファン（８２）と、からなることを 特徴とする２重ファン型冷却装置（３８）。 ２．請求の範囲第１項に記載した２重ファン型冷却装置において、前記第２ファ ン（８２）の直径（ｄ）が前記第１ファン（５０）の直径（Ｄ）の約半分であり 、前記空気流量が最小となる領域（Ｌ）の最小直径にほぼ等しいことを特徴とす る２重ファン型冷却装置。 ３．請求の範囲第２項に記載した２重ファン型冷却装置において、前記第２ファ ン（８２）が前記第１ファン（５０）に対してほぼ同軸に配置されたことを特徴 とする２重ファン型冷却装置。 ４．請求の範囲第１項に記載した２重ファン型冷却装置において、前記第１ファ ン（５０）により前記熱交換器（４０）を通して押し込まれた空気から前記第２ ファン（８２）を遮断するための手段（８４）が設けられたことを特徴とする２ 重ファン型冷却装置。 ５．請求の範曲筆４項に記載した２重ファン型冷却装置において、前記遮断手段 （８４）は、前記第１ファン（５０）により前記熱交換器（４０）を通して押し 込まれた空気を前記第２ファン（８２）からほぼ遮断するように前記第２ファン （８２）を囲んで配置されたシュラウド（８６）を含むことを特徴とする２重フ アン型冷却装置。 ６．請求の範囲第５項に記載した２重ファン型冷却装置において、前記第２ファ ン（８２）の直径（ｄ）が前記第１ファン（５０）の直径（Ｄ）の約半分であり 、前記空気流量が最小となる領域（Ｌ）の直径にほぼ等しいことを特徴とする２ 重ファン型冷却装置。 ７．請求の範囲第６項に記載した２重ファン型冷却装置において、前記第２ファ ン（８２）が前記第１ファン（５０）に対してほぼ同軸に配置されたことを特徴 とする２重ファン型冷却装置。 ８．熱交換器（４０）を有する内燃機関の２重ファン型冷却装置（３８）におい て、 前記熱交換器（４０）の片側に回転自在に袋着されて、周辺部（Ｐ）に前記熱交 換器（４０）を通る空気流量が最大となる領域（Ｇ）を形成し、中央部（Ｃ）に 前記熱交換器（４０）を通る空気流量が最小となる領域（Ｌ）を形成するように 、該熱交換器（４０）を通して空気を所定の方向に押し込むための第１ファン（ ５０）と、 前記第１ファン（５０）の直径（Ｄ）より小さい直径（ｄ）を有し、前記空気流 量が最小となる領域（Ｌ）での前記熱交換器（４０）を通る空気を所定の方向に 吸引して前記熱交換器（４０）を通る空気が逆方向に循環するのをほぼ防止する のに十分な位置に回転自在に装着された第２ファン（８２）と、からなることを 特徴とする２重ファン型冷却装置（３８）。 ９．請求の範囲第８項に記載した２重ファン型冷却装置において、前記第２ファ ン（８２）の直径（ｄ）が前記第１ファン（５０）の直径（Ｄ）の約半分であり 、前記空気流量が最小となる領域（Ｌ）の直径にほぼ等しいことを特徴とする２ 重ファン型冷却装置。 １０．請求の範囲第９項に記載した２重ファン型冷却装置において、前記第２フ ァン（８２）が前記第１ファン（５０）に対してほぼ同軸に配置されたことを特 徴とする２重ファン型冷却装置。 １１．請求の範囲第８項に記載した２重ファン型冷却装置において、前記第１フ ァン（５０）により前記熱交換器（４０）を通して押し込まれた空気から前記第 ２ファン（８２）を遮断するための手段（８４）が設けられたことを特徴とする ２重ファン型冷却装置。 １２．請求の範囲第１１項に記載した２重ファン型冷却装置において、前記遮断 手段（８４）は、前記第１ファン（５０）により前記熱交換器（４０）を通して 押し込まれた空気を前記第２フアン（８２）からほぼ遮断するように前記第２フ ァン（８２）を囲んで配置されたシュラウド（８６）を含むことを特徴とする２ 重ファン型冷却装置。 １３．請求の範囲第１２項に記載した２重ファン型冷却装置において、前記第２ フアン（８２）の直径（ｄ）が前記第１ファン（５０）の直径（Ｄ）の約半分で あり、前記空気流量が最小となる領域（Ｌ）の直径にほぼ等しいことを特徴とす る２重ファン型冷却装置。 １４．請求の範囲第１３項に記載した２重ファン型冷却装置において、前記第２ ファン（８２）が前記第１フアン（５０）に対してほぼ同軸に配置されたことを 特徴とする２重ファン型冷却装置。