JPS581253B2 - ナイネンキカンヨウラジエイタソウフウソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、ブロアで通風を受け、そのブロアのまわり
を少なくとも部分的には囲い込む配置とされている、水
冷却用ラジエイタを備えているラジエイタ送風装置にか
かるものである。

車両エンジンや構築機械とか固定すえ置き装置類などに
使われるような、一般にみられるラジエイタ送風装置に
あっては、ブロアをできるだけ安いものにしようとする
傾向が通例であり、その羽根車はたいていの場合うす板
金細工にすぎず、ものによってはプラスチックスで一体
的に作りあげられたようなものさえある。

一般に、ブロアはエンジンに軸受け組付けされている駆
動軸に、エンジンからごくわずかな間隔のところで固着
され、そのブロアからこれまたごくわずか離れた前に組
付けられるラジエイタは機枠材に支えられるのがふつう
である。

ラジエイクとブロアとのあいだのすきまを閉じあげるケ
ーシングが設けられているときは、それはたいていの場
合しっかりと、動かぬように機枠材に固着されるので、
エンジンとその機枠材との相対揺動を配慮したり、比較
的粗雑な製作許容誤差を考えたりすると、羽根車周縁の
すきまをかなり広くしておくことが必要となり、気体力
学の原理に最適な設計から異背するこの要件のために、
こうしたブロアは比較的効率の悪いものとならざるを得
ず、組付け間隔のわずかなことと、このように気流状態
が理想から遠くへただっていることと、のために、この
ブロアは理論的所要圧力よりかなり高い圧力を出すもの
としなければならず、ラジエイタのところの純抵抗に逆
らうために必要な圧力に比べて２倍くらいになる。

このため、こうした通風器の騒音は、気体力学的に効率
の良いブロアを理想的な気流取込み、吐出し条件のもの
でラジエイタのところの純抵抗に逆らいさえすればよい
ということで同じ気流量を出すとして使った場合に生じ
ると考えられるものよりも１０ホン囚見当大きいことに
なる。

しかし、車両エンジンでは場所がせまく制約されるため
に、そのような理想状態実現から、はずれざるを得ない
。

すなわち、ラジエイタの、エンジンとは逆の方の側では
比較的理想に近い気流状態となるが、かなりな騒音増大
のもととなるブロア空気取込み、吐出し気流全般を通じ
ての流路障害を理想状態に近づけるためには、ブロアと
エンジンとの組付け間隔をうんと大きくしなければなら
ないこととなるのである。

ブロアが、ラジエイクの、エンジンとは逆の方の側に組
付けられている、というようにラジエイタとブロアを構
成したものでは、気流を乱すエンジンからブロアが遠く
離されることになり、しかもそのあいだに介在するラジ
エイタがさらに乱れをおさえる働きをするので、理想状
態に近いものとなるのであるが、この構成の難点は、ラ
ジエイタを貫通してブロアを駆動させなければならない
ため、製作費がかさみ、組みあげ作業もわずらわしくな
ることである。

さらに、この在来構造のものでは、床面積を最小限とす
べくラジエイタとエンジンとの間隔をせまくすると、ラ
ジエイタとエンジンとのあいだでの気流障害が強くなり
すぎて、騒音低下のためにブロア吐出し圧力を小さくお
さえるということが妨げられることとなるのも難点であ
る。

なお、こうしたラジエイタ送風装置からの騒音をおさえ
るために、これに減音おおいを施し、気流に乗る音を吸
収する吸音材張りの空気取込み、吐出し両管を備えるこ
とも公知であるが、通気量が大きいために、それら両管
の断面は大きなもので、現今一般に使われているラジエ
イタ通風装置、すなわちはじめに述べたようにエンジン
前面からごく近いところにフ七アが固着されそのブロア
からこれまた近いところにラジエイタが組付けられてい
る型式では、ブロアとエンジンとのあいだのせまいすき
まに収め込むことはできず、ラジエイタの前面に持出さ
ざるを得ない。

このようにラジエイタの前面に管を持出すことに加えて
、プロアとエンジンとのあいだの間隔そのものも大きく
することを要するのであるから、そうした吸音両管を備
えたラジエイタ送風装置は軸方向の所要床面長さが著し
く大きいものとなる。

さらにまた、エンジンそのものの減音用おおい内へ収め
込んでしまった構成の、ラジエイタ送風装置も公知であ
り、この在来構造のものでは、これ以外の構成の場合に
ブロアとエンジンとのあいだに必要とされた吸音材張り
の管が、一般にそれよりも場所的なゆとりのあるカップ
リング・ケース部分へと移ることが特長であるが、ただ
、この在来構造の難点として、この場合、冷却空気がす
べてエンジンと囲い壁とのあいだのすきまを貫流するこ
ととなるため、エンジンをおおい囲む囲い壁のすきま間
隔を、ただこのためだけの理由で大きくすることが必要
となる。

この囲いの部分の通気用として本来必要とされるのは、
ラジエイタ所要空気量の一割程度にすぎないのがふつう
なものである。

こうしたことから、この発明の課題となることは、冒
頭に述べたようなラジエイタ送風装置であって、上に述
べた在来構造のいろいろな欠点を避け、もつとも有効に
空間を利用し尽して、しかも騒音が少なく、さらには車
両用の内燃機関等で普通一般に使われている軸流ブロア
をそのまま利用して、簡単に組付けることができるとい
う特徴的な構造のものを提供することである。

この課題解決のために、この発明では、ブロアの気流取
込み、吐出し各路を形づくる吸音材張りのふたつの室に
区画されている囲いが備えられていて、その囲い内部に
は、軸流ブロアとして構成された前記ブロアが上記画室
のあいだの中央部に位置するように設けられており、そ
の囲いは、それら画室のうちの一方の周縁部のところで
ラジエイタを支えているという構成にされている。

この構成によって、周知の、軸流ブロアの長所を保ちな
がら、それに加えて、囲いの減音効果をそこなうことな
しに床面積特に軸方向の長さを極度に小さくできる構造
を提供するという利点が実現されるのである。

軸流ブロアと、その軸方向ではなしに放射方向に配置さ
れて貫流通気を受けるラジエイタ・エレメントと、の組
合わせによって、この装置全体の軸方向の長さは、普通
一般のラジエイタ送風装置より大きくなることがないと
いうにとどまらず、普通一般の装置ではブロアと固定障
壁たとえばそのエンジンの前端面とのあいだに通気のた
めに十分なすきまを設けておくことが必要であるに反し
てこの発明の装置は囲いのうしろ壁面で終結しているの
であるから軸方向の全所要床面長さがうんと短くなるも
のであり、この発明のラジエイタ送風装置は、エンジン
前端面にじかに組付けることができ、必要に応じて、減
音用その他の目的で設けられるエンジンおおいに組合わ
せることが自由である。

その際、このラジエイタ送風装置をエンジンに固着組付
けとすること、すなわちブロア軸をエンジン軸端に直接
固着接続することも可能であるし、また、この装置をエ
ンジンとか車両粋材とか基礎土台とかへ、弾性的に、音
の固体伝導をさえぎるように組付けること、すなわちブ
ロア軸とエンジンとのあいだの継ぎ軸接続を介して駆動
させることも町能である。

さらに、場合によっては他の駆動方式、たとえば液圧駆
動とか電気駆動とかを使うこともできる。

軸流ブロアは、周知のように、もつとも高速に運転され
る流体機器であって所定吐き出し量に対してもつとも小
さな外径ですむものであり、軸流ブロアを使うこの発明
のラジエイタ送風装置は、径方向寸法も比較的小さく収
めることができるものであって、おおいの直径が比較的
小さい場合にも、羽根車と周縁部に組付けられたラジエ
イタとのあいだのところに、気流に乗る音を吸収する吸
音材張りの気流音減音管を収め込むのに十分な場所的な
ゆとりを得られるものである。

さらに、この発明では、羽根車とブロア外周リングとの
あいだに相対的揺動が生じないので、羽根車周縁のすき
まの非常にせまい、気体力学的に効率の良いブロア構成
とすることが可能となり、案内羽根を設けずに軸方向の
長さを最小限におさえて構成したようなブロアの実施例
においても、ブロアの効率は非常に良くできる。

ラジエイタを周縁部に組付けて、そのラジエイタとブロ
アとのあいだの室内に径方向の気流を生じさせることに
よって、比較的大きな気流断面積が得られ、気流抵抗が
小さくなるが、この抵抗は、この室に内張リする吸音材
の形態を流体力学的に好ましいものとすることによって
、いっそう小さくおさえることができる。

気流に乗る音を吸収する吸音材が、ブロアのすぐ前後の
ところにあること、すなわち、はじめに述べたようにブ
ロアがエンジンとラジエイタとのあいだにある在来型式
の場合の吸音管設置に一般にみられたラジエイタの前と
ブロアのうしろの方ととかそれとは逆の気流方向の場合
でのブロアの前の方とラジエイタのうしろととか、では
なしにブロアとラジエイタとの直接そのあいだにあるこ
と、によって囲いの減音効果は大きく保たれる。

また、ラジエイタが周縁部に組付けられていることから
、囲いのうしろ壁と中間壁とのあいだの連結具がブロア
軸から径方向に遠く離れたところにあることとなり、騒
音増大のもととなる気流の乱れがその連結具によって生
じるという恐れがうんと小さくおさえられる。

その際、この囲いのうしろ壁と中間壁とのそれぞれの、
気流に乗る音を吸収する吸音材、のあいだの円板形環状
すきまの寸法、形態を適当に設計することによって環状
デフユーザとして作用するようにさせ、それによる圧力
回復が案内羽根の作用をかなりの程度に代償すると同時
にブロアの効率を高めることとなるようにできる。

さらに特筆すべきことは、車両用内燃機関等では、普通
一般にラジエイタ用として、軸流ブロアが使われている
ことである。

つまり、この発明による構造のものは、軸流ブロアを使
用するにもかかわらず、２室に区画された囲いによって
その冷却空気の方向を変えるものであるから、囲いを組
付ける以外にはなんら特別な手段を必要とせずに、でき
合いの車両等に簡単に組込むことができるのである。

図面に示したいくつかの好適実施例について、つぎに、
この発明をさらに詳しく説明する。

第１，２両図に示されたラジエイタ送風装置は、中間壁
１によって吸音材張りのふたつの室２と３とに区画され
ている実質的に円筒状の囲い４として構成されたもので
ある。

この中間壁１には、リング材５によって縁どりされた中
央穴があって、この穴に、囲い４内中心に位置するよう
軸持ちされた軸流ブロア７の羽根車６がはめ込まれてお
り、その軸は８、囲いへの軸受け部は９、で示されてい
る。

この羽根車６とブロア外周リング材５とのあいだの羽根
車周縁すきま１０は、製作許容誤差だけを考慮して、で
きるだけせまくしてよいものである。

このラジエイタ送風装置を貫流する気流方向として考え
られているものを図に矢印で示しているが、その気流方
向でブロア７の上流側になる囲い部分１１は空気取込み
案内ケースを形づくり、その前端外壁１２に環状の空気
取込み穴１３を設けている。

ブロア７の下流側になる囲い４の部分１４には円形のう
しろ壁１５があり、この壁と中間壁１とのあいだの周縁
部に、この装置の環状円形水冷器１６が組付けられてい
る。

うしろ壁１５とラジエイタ１６とを固着する手段は、囲
いの周辺に均等間隔で配置したねじ１７によっている。

ラジエイタ１６への給水部は１９、排水部は１８、で示
している。

囲い４の両室２と３に施した、すでに述べた吸音材内張
りは、吸音材層２０からなり、周知のように穴あきうす
板金２１で支えて機械的な障害を受けぬようにされてい
る。

この内張り層２０で両室２と３の自由内面全域をおおい
、これら画室が、ブロア空気の吸込み、吐出し両部消音
器として減音効果の高いものとしている。

このブロア７の吐出し側を流れる気流は、在来一般のブ
ロア・ラジエイタ装置とは違って、軸流式ではなしに、
室３内でブロア気流の偏向が生じてラジアル式に変わり
、囲い４の全周辺にわたって冷却空気はこのように均等
配分されたラジアル流れとしてラジエイタ１６を貫流す
ることとなる。

空気取込み案内ケース１１も同様に回転対称形に作られ
ていて吸込み側でもこの中心対称形の気流状態による比
較的大きな通気断面積を持ち、圧力損失は小さくてすむ
。

軸流ブロア７を使い、室３内でブロア吐出し気流の偏向
を生じさせるこの方式によって、このラジエイタ送風装
置は軸方向の所要長さが非常に短くてよいこととなり、
在来一般のラジエイタ送風装置では流れの抵抗ならびに
騒音発生を小さくおさえるために保つことが必要とされ
たラジエイタとエンジン前端面とのあいだの間隔さえも
、これでは考える必要が無くなるのである。

こうして、エンジンとラジエイタ送風装置との全一式の
軸方向所要全長が、騒音のひどい在来公知の構造のもの
より増大することがないのである。

この発明によるラジエイタ送風装置を車両エンジン用に
使う場合、囲いの前端面に空気取込み穴１３が環状に設
けられているということが、走行による風をブロア７の
送り出し作用助長に利用する結果につながるので、特に
有利である。

しかし、すえ付け式の内燃機関では、図に示した実施例
からかけ離れて、その空気取込み穴を空気取込み案内ケ
ース１１の周縁面に設けてもよい。

第１図の右半分の図で鎖線２２で示したように、吸音材
２０支持用の穴あきうす板金２１を回転対称形の、立体
的に湾曲した外面形状のものとして気流状態を改善し、
圧力損失を小さくおさえるとともに減音効果を強化する
ことができる。

なお、いっそう減音作用を増大させるには、気流に乗る
音を吸収する吸音材でさらに付加的な中間壁を回転対称
形なり星形配置なりに設けることもできる。

さらにまた、室３内の羽根車直径より外方の環状部分に
、うしろ壁１５と中間壁１とのあいだに径方向の案内羽
根を設けて周辺速度による運動エネルギーの一部を圧力
に変えてブロアの効率をなおいっそう改善することもで
きる。

第３図のラジエイタ送風装置実施例が第１，２両図の構
造と違っている点は、ブロア７の下流側の囲い部分１４
が、この場合四角い外形のもので、水冷器が、水流的に
たがいに連結された２本のブロック形ラジエイタ・エレ
メント１６′からなっていて、これらが、その囲い部分
１４の側壁鉛直面を形づくっている、ということだけで
ある。

この場合、囲い４の室３は、この囲いの他の内壁面と同
様穴あきうす板金２１で支持された吸音材２０を備えた
仕切り壁２３と２４で上から下まで締めきられている。

吸気側では、この第３図の構造の場合にも、はじめに述
べた実施例の場合と同様の気流状態である。

吐出し側で違いのみられる点は、囲い部分１４の全周辺
にわたってではなく、両側面部に設けられたラジエイタ
・エレメント１６′を通ってだけ、気流が送られる、と
いうことにすぎない。

この場合にも、室３内に案内羽根を組込んで、両ラジエ
イタ・エレメントへの気流吐出しを均等化させることが
できる。

この発明によるラジエイタ送風装置実施例の範囲内に含
まれるものとして、図に示した気流方向のほか、ラジエ
イタがブロア吸込み側にあるという逆方向のものも、原
理的に可能であり、このような気流貫流方式にあっても
、この発明の特徴的な利点、すなわち床面積がこしんま
りと収まることや囲いの減音効果が高いこと、は同様に
保たれるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明によるラジエイタ送風装置の軸方向
断面図、第２図は第１図の■−■線によるこの装置の断
面図、第３図は第２図と同様の断面図でこの発明による
ラジエイタ送風装置第二実施例を示したものである。 １……中間壁、２……囲い４の一室、３……囲い４の他
室、４……ブロア７の囲い、５……外周リング材、６…
…羽根車、７……軸流ブロア、８……ブロア軸、９……
ブロア軸受部、１０……羽根車周縁すきま、１１……ブ
ロア上流側の囲い４部分、１２……前端外壁、１３……
空気取込み環状穴、１４……ブロア下流側の囲い４部分
、１５……うしろ壁、１ ６ ． １ ６’……ラジエ
イタ、１７……組付けねじ、１８……排水部、１９……
給水部、２０……吸音材、２１……穴あきうす板金、２
２……吸音材湾曲内張り形状、２３．２４……仕切り壁
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ブロアで通風を受け、そのブロアのまわりを少なく
   とも部分的には囲い込む配置とされている、水冷却用ラ
   ジエイタ、を備えている内燃機関用ラジエイタ送風装置
   において、 そのブロアの気流取込み、吐出し各路を形づくる吸音材
   張りのふたつの室２，３に区画されている囲い４が備え
   られていて、その囲い内部には、軸流ブロア７として構
   成された前記ブロアが上記両室２，３のあいだの中央部
   に位置するように設けられており、その囲いは、それら
   画室のうちの一方の周縁部のところでラジエイタ１６．
   １６’を支えていること、 を特徴とする装置。