JPH11201096A - シュラウドケーシングおよび冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シュラウドケーシング出口部での気流の乱れ
を抑制し、冷却ファンの空力性能の向上および低騒音化
を図る。 【解決手段】 シュラウドケーシング１０を冷却ファン
３０の周囲から上流側に延びるようにして配されるケー
シング本体１１と、ケーシング本体１１の下流端に設け
られるディフューザ１２とから構成する。ここで、ディ
フューザ１２の内径は、冷却ファン３０の外径よりも大
径かつ軸線方向下流側に向かい漸次拡径するように形成
するとともに、内周面の上流側が凸面をなすのに対し下
流側は凹面をなすように形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱交換器等を冷却
する冷却装置に係わり、特に、冷却ファンの空力性能の
向上および低騒音化に有効な技術に関する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】この
種の冷却装置として、例えば図６および図７に示すもの
が知られている。これらの図において、符号１はシュラ
ウドケーシング、２はラジエータ等に代表される熱交換
器、３は冷却ファン、４はモータ等に代表される駆動装
置、ａ，ｂ，ｃは気流を示している。

【０００３】この冷却装置は、熱交換器２の下流側に設
けられたシュラウドケーシング１内において、駆動装置
４により冷却ファン３を回転させることで上流側の空気
に気流ａを生じさせ、冷却を行う。しかしながら、冷却
ファン３が回転すると、気流ａはファン回転と同一方向
に旋回して軸方向および斜流方向流れとなることから、
この旋回流によってシュラウドケーシング１の出口部に
は、気流ｂの他に図７に示すような渦（気流）ｃによる
気流の乱れが生じる。この気流の乱れは、冷却システム
系では損失エネルギーとなり、ファンの空力性能を低下
させると共に騒音を高くするという不具合を招来する。

【０００４】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、かかる気流の乱れを抑制し、冷却ファンの空力性能
を向上させるとともに低騒音化を図ることのできるシュ
ラウドケーシングおよび冷却装置の提供を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するために以下の構成を採用した。すなわち、請求項
１記載のシュラウドケーシングは、冷却ファンの周囲か
ら上流側に延びるようにして配されるケーシング本体
と、該ケーシング本体の下流端に設けられるディフュー
ザとを備えてなり、前記ディフューザは、前記冷却ファ
ンの外径よりも大径かつ軸線方向下流側に向かい漸次拡
径する内径を有し、その内周面の上流側が凸面をなすの
に対し下流側は凹面をなすことを特徴とするものであ
る。

【０００６】このような構成では、ケーシング本体内の
気流が冷却ファンの回転により旋回流となっても、この
旋回流はその吐出角度方向に傾斜するディフューザの内
周面に沿って流れの方向を制御されつつ下流側へと案内
されることになるため、シュラウドケーシング出口部に
おける渦流の発生が効果的に抑制される。

【０００７】請求項２記載の冷却装置は、請求項１記載
のシュラウドケーシングと、冷却ファンと、該冷却ファ
ンを回転駆動する駆動装置とを具備することを特徴とす
るものである。

【０００８】このような構成とした場合にも、上述と同
様、シュラウドケーシング出口部における渦流の発生が
効果的に抑制されるため、冷却ファンの空力性能の向上
および低騒音化が図られる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係わる冷却装置の
一実施形態について、図１から図５を参照しながら説明
する。これらの図において、符号１０はシュラウドケー
シング、２０は熱交換器、３０は冷却ファン、４０は駆
動装置、ａ，ｂは気流を示している。

【００１０】本冷却装置の基本構成は、従来のものと同
様、ラジエータ等に代表される熱交換器２０の下流側に
シュラウドケーシング１０が設けられ、このシュラウド
ケーシング１０内においてモータ等に代表される駆動装
置４０により冷却ファン３０を回転駆動させることによ
って生じさせた気流ａが、熱交換器２０を通過すること
で冷却が行われるものである（図１参照）。

【００１１】シュラウドケーシング１０は、一端側（上
流側）に熱交換器２０を内包した状態あるいは一端（上
流端）を熱交換器２０に対向させた状態で配設されるケ
ーシング本体１１と、該ケーシング本体１１の他端側
（下流端）に設けられるディフューザ１２とから構成さ
れており、また、これらケーシング本体１１およびディ
フューザ１２の内径は、いずれも冷却ファン３０の外径
よりも大きく形成されている。

【００１２】ディフューザ１２は、図３に示すように、
出口側（下流側）に比して開口面積の狭い入口側（上流
側）に取付フランジ１３が設けられ、該取付フランジ１
３の周方向に複数個加工されたボルト穴１４にねじ込ま
れる取付ボルト（図示略）によって、ケーシング本体１
１の下流端に取り付けられるようになっている。

【００１３】また、ディフューザ１２の背面（外周面）
には、補強部材として、取付フランジ１３とディフュー
ザ１２との結合を図るための補強板１５が周方向に適宜
枚数設けられている。

【００１４】そして、本実施形態におけるディフューザ
１２は、上流側から下流側にむけて内径が漸次拡径する
構成については通常のディフューザと同様であるが、そ
の軸線方向に沿う断面において、ディフューザ壁１６が
緩やかなＳ字形をなすように湾曲して形成されている点
を特徴としている。

【００１５】すなわち、ディフューザ壁１６は、図２に
示すように、上流部１６ａについてはその内周面が凸面
をなすのに対して下流部１６ｂについてはその内周面が
凹面をなすように、互いに逆方向の円弧面となるように
形成されていて、これらがスムーズな連続面となるよう
に連なって、いわゆるアルファベットのＳ字状に製作さ
れている。

【００１６】さらに別言すれば、ケーシング本体１１の
下流端に連なる上流部１６ａについては、ディフューザ
１２の外方に曲率中心Ｏ1を有し、また、上流部１６ａ
に連なり出口側に延びる下流部１６ｂについては、逆に
ディフューザ１２の内方に曲率中心Ｏ2を有するもので
ある。

【００１７】これらの曲率半径は、熱交換器２０の抵抗
によって異なるが、ファン吐出流れの抵抗とならないよ
うな曲率半径に設定しておくことが好ましく、本願の発
明者らは、実験結果としてＲ３０〜Ｒ６０の範囲が最適
な曲率半径となることを確認している。なお、本実施形
態では、双方をＲ４０に設定したものが図示されてい
る。

【００１８】また、ディフューザ壁１６を、その上流端
と取付フランジ１３との交差部１７を通る下流部１６ｂ
の外周面への接線Ｌが、ファン吐出流れ角度に合致する
傾斜角（図４中のθ）となるように構成することで、フ
ァン吐出流れをさらにスムーズなものにすることができ
る。本実施形態では、この傾斜角θを４５゜に設定した
ものが図されている。

【００１９】なお、ディフューザ１２は一体形として
も、図５に示すように、分割線Ｐにおいて相互接合され
た２分割形のもの、さらには適宜個数の分割形としても
よい。

【００２０】しかして、このような構成からなる冷却装
置においては、図１に示すように、冷却ファン３０の回
転駆動によって生じた気流ａは、熱交換器２０を通過し
て冷媒の冷却を行った後、ファン回転と同一方向に旋回
して軸方向および斜流方向の流れとなってディフューザ
１２を通過する。

【００２１】このとき、旋回流は、その吐出角度方向に
傾斜するディフューザ壁１６の内周面に沿って流れの方
向を制御されつつ下流側へと案内されるため、気流ｂの
ような流れとなってシュラウドケーシング１０の出口か
ら送出される。これにより、シュラウドケーシング１１
の出口部における渦流の発生を効果的に抑制して、冷却
ファン３０の空力性能の向上および低騒音化を図ること
ができる。

【００２２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、次のような効果を奏することができる。 （ａ）請求項１記載のシュラウドケーシングにおいて
は、ケーシング本体内の気流が冷却ファンの回転により
旋回流となっても、旋回流が、その吐出角度方向に傾斜
するディフューザの内周面に沿って流れの方向を制御さ
れつつ下流側へと案内されることになるため、シュラウ
ドケーシング出口部における渦流の発生を効果的に抑制
して、冷却ファンの空力性能の向上および低騒音化を図
ることのできるシュラウドケーシングの提供が可能とな
る。

【００２３】（ｂ）請求項２記載の冷却装置において
も、上記（ａ）と同様、シュラウドケーシング出口部に
おける渦流の発生を効果的に抑制することができるた
め、冷却ファンの空力性能が高められ、低騒音化された
冷却装置の提供が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係わる冷却装置の一実施形態を示す
概略構成図である。

【図２】 図１のＡ−Ａ線矢視図である。

【図３】 （ａ）は図１に示されるディフューザの正面
図、（ｂ）は同ディフューザの縦断面図である。

【図４】 図３（ｂ）の要部拡大図である。

【図５】 本発明に係わるディフューザの他の実施形態
の一例を示す斜視図である。

【図６】 従来の冷却装置の一例を示す概略構成図であ
る。

【図７】 図６の要部拡大図である。

【符号の説明】

１０ シュラウドケーシング １１ ケーシング本体 １２ ディフューザ ３０ 冷却ファン ４０ 駆動装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷却ファンの周囲から上流側に延びるよ
   うにして配されるケーシング本体と、該ケーシング本体
   の下流端に設けられるディフューザとを備えてなり、 前記ディフューザは、前記冷却ファンの外径よりも大径
   かつ軸線方向下流側に向かい漸次拡径する内径を有し、
   その内周面の上流側が凸面をなすのに対し下流側は凹面
   をなすことを特徴とするシュラウドケーシング。
2. 【請求項２】 請求項１記載のシュラウドケーシング
   と、冷却ファンと、該冷却ファンを回転駆動する駆動装
   置とを具備することを特徴とする冷却装置。