JPS58170816A - 特に水冷内燃機関の冷却器用の軸流送風機 - 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】 技術分野 本発明は、送風羽根を有するハブ及びこれを１み出口域
にむかって拡開させた導風手段から成る、特に商用車用
水冷内燃機関の冷却器用の軸流送風機に係わる。

従来技術 この種の細流送風機は公知である（ドイツ公告公報第２
４１１２２５号）。この冷却用送風機は原則として極め
て圧力損失が大きく、この問題が未解決のままである。

即ち、強力な抑流作用下にある。そこで今日市販されて
いる商用車の冷却用送風機の多くはτ−０．０７〜０．
１５の範囲で作動する。ただしＴは送風軸の環状面に対
する動圧を圧力増大総量で割った比から成るいわゆるス
ロ。

トル係数であり、圧力増大総量は動圧及び静圧の総合で
ある。このように強力な抑流作用下にありては、即ち、
高い背圧及びこれに伴なう小さい体積流にあっては流れ
がハブ面で分離する。その結果、送風軸の領域に純粋に
軸方向の流れがなくなリ、送風機の後方に内燃機関が配
置してない場合でも空気が斜め外方へ送られるいわゆる
半軸流が発生する。従りて、この種の公知送風機は作動
中に比較的高いノイズレベルを発生させる。このノイズ
レベルは出口側にむかって拡開させた送風機フレームに
より、フレームのない実施態様の場合よりもやや低く維
持することができる。

発明の目的 本発明の目的は、全体の構成を費えることなくノイズレ
ベルをさらに低下させることを可能にすることＫある。

発明の構成及び効果 本発明の要点は、導風手段の拡開かすでに送風羽根の前
縁領域で始ｉｐ１送風羽根の外側輪郭が導風手段の内側
輪郭と符合するように構成したことＫある。このように
構成すれば、送風効率を損うことなしに送風機作動時の
ノイズレベルの明確な低減が実現される。

導風手段の軸長は外径における送風羽根の軸長の少なく
とも４０％であることが好ましい、ただし、好ましくは
導風手段の長さをもつと長く設定する。好ましい実施態
様では導風手段に円弧に近似した形状の拡開部分及びそ
の出口側に連−続する円錐形ディフューザ一部分を設け
る。このように構成すればノイズレベル及び送風効率の
点ですぐれた成果が得られる。

導風手段の構成については２通りの好ましい態様が考え
られる。先ず、回転する送風羽根を囲む固設の送風機フ
レームとして導風手段を極めて簡単に構成することがで
きる。他方、導風手段をハブ及び送風羽根から成る送凰
輪の一部として構成し、案内輪として送風羽根の端部に
固定連結してもよい。このように構成すれば、送風輪に
これと一緒に回転する外側リングを連携させた公知の構
成（ドイツ公開公報第２８２６６９７号）に比較してノ
イズレベルが著しく低下する。

案内輪の前縁が流動方向とは逆の軸方向に羽根前縁より
も突出して軸方向の環状部を形成するように構成するこ
とが好ましい。この環状部は案内輪前縁によって形成さ
れた流入口に回転しない固設の目が突入している構成を
得るのに％に有効に利用することができる。これにより
流動方向に流入するギヤツブ空気流、即ち、目と回転案
内輪との間に流入する空気流が主空気流を安定させる。

前記目をその断面が蛾も狭くなる位置から流動方向に円
弧状に拡開させればさらＫすぐれた改善効果が得られる
。即ち、ギャップ流及び主空気流が空気流方向圧拡開し
ている回転案内輪を接縮関係に通過し、空気流が拡開面
から分離しないように作用する。目が回転案内輪を外側
から囲むように構成すればノイズ特性及び送風機効率を
さらに改善できる。ｄｆヤツデ空気流は１８００転向し
て抑流されるから、ギャップ損失は小さくなる。このこ
とは効率を高めるだけでなくノイズレベルの低下にも貢
献する。

送風羽根の出口縁領域において、直径がハブ直径より少
なくとも３０９６大きい円板をノ１ブに装着することが
好ましい、この栴ｔＫより、ハブからの空気流分離によ
る環状流及び送風損失が阻止される。ハブを円筒状に構
成すると、ハブ周面と前記円板との関に新規の静止環状
渦が発生し、その結果、円錐形ハブを設けたかのような
流動条件が得られる。従って、構成を変えなくても半軸
流に対する所期の安定効果が得られる。静止環状渦が発
生するのは走行時だけであるから、分−＾流とは異なり
ほとんどエネルギーを必要としない、このように構成さ
れた冷却用送風機は公知の実施態様よりもはるかにばら
つきの少ない特性曲線を有し、約１０％の効率改善を達
成できることが判明した。本発明の前記円板を、円板状
ハブ及びリベット固定羽根を有する軸流送風軸にも組込
むことができることはいうまでもない、この場合にも空
気流に対する必要な安定効果が現われる。

前記円板を例えば円錐状を呈し、遺産が流動方向にハブ
後縁より前方に位置するような円錐の周面の一部を形成
する環状板としてハブに装着することが好ましい。

本発明の他の実施癲様として、この環状板を送風羽根の
取付は部として構成してもよく、その場合、送風羽根を
環状板に固定連結し、該環状板をその取付け７ランジを
介してＩ・デにねじ固定することが好ましい。

特にハブを構成する流体摩擦継手の流入側に半径方向に
延びる冷却ひれを設けた軸流送風軸の場合、ハブの流入
側に位置する導風面を環状板に連携させ、ハブの外側輪
郭及び環状板の位置との関係でハブ周すの空気流分離が
防止されるように前記導風面を寸法設定すれば、空気流
を安定させて送風損失を軽減する上でさらに好ましい成
果が得られる。ハブの端面に冷却ひれを設けた送風軸の
場合、円錐状正面リングとして構成された導風面をその
内側取付はフランジを介して冷却ひれの前端縁の外側領
域に取付け、この取付は位置からほぼ円弧状に正面リン
グの円錐状部分に移行すゐことで上記成果を極めて簡単
に有効Ｋｉｔ威することがで自る。このように構成すれ
ば、空気流は冷却ひれの間を先ず半径方向にのみ案内さ
れ、次いで送風羽根の作用下に半軸流となって後方の環
状板に案内され、後方の環状板に入射するまでハブの外
側輪郭に密着して流動する。従ってＩ・ブ周りＫおける
空気流分離は完全に防止される。

実施例 以下添付図面を参照して本発明による細流送風機の実施
例を説明する。

第１図において、水冷内燃機関３の冷却器２の連結用フ
レーム１には導風手段として作用する送風機フレーム４
を公知のように弾性カラー５を介して連結しである。送
風機フレーム４は内燃機関３と固定連結された取付はパ
ー６などで固定する。

このように構成すれば原則として車台に懸架された冷却
器２と弾性的に車に取付けられた内燃機関３の運動を平
衡させることがで自る。内燃機関３によって駆動される
図面では略示したシャフト７に送風羽根１０を有する送
風軸９のノ・ブ８を装着してあり、前記送風羽根は充分
表中気流が存在しない場合は矢印１１の方向に冷却器２
０通過空気流を送る。このような構成の送風軸９では強
力な抑流効果によシ矢印１１ｍの方向に半軸流の放出流
が形成されるが、本発明では送風機フレームを羽根前縁
の領域ですでに流動方向に拡開させ始め、各羽根１０の
外側輪郭１２を第２図に示すように送風機フレーム４の
内側輪郭１３に符合させることによって上記問題を改善
する。即ち、送風機フレームを流動方向に拡開させない
場合に比較して第３図に示すような極めて好ましいノイ
ズレベル条件と麦ることが立証されている。第３図は質
的な関係だけを示す図であるが、このグラフから明らか
なように作動点Ｂ、の範囲の空気流量で本発明の軸流送
風機のノイズレベルＡは従来の送風機のノイズレベルＢ
よりもはるかに低く、最低ノイズレベルが作動点付近に
ある。特に好ましい実施態様の寸法設定は下記の通やで
ある。

Ｄ、、Ｗ７５０■ Ｄ、、＝７２４■ Ｄ□＝６９６■ Ｄ、、＝６８０■ Ｒｚ　　７０雪 α　＝３５゜ β　＝　３ダ ａ　　−１０■ 実施例からも明らかなように比り、：Ｌ、は０．４以下
であってはならず、これよりはるかに大きいことが好ま
しい。第２図から明らかなように、送風機フレーム４の
拡開けすでに羽根１０の前縁１０ｍの領域、即ち、軸方
向長さ１だけ後方から現われ、羽根１０の外側輪郭１２
は送風機フレーム４の軸長Ｌｚの大部分に亘って送風機
フレーム４の内側輪郭」３に符合する。強度及び流動性
の理由から、出口領域において羽根１０に純粋に軸方向
へ延びた外縁１０ｂを形成するのが有利である。

第２図の実施例では送風機フレーム４は長さａの短かい
円筒状部分と、半径８、角度αの円弧部分４１と、該部
分４ａの出口側に連続し、該部分４ａが移行する円錐形
のデイフ、−デ部分４ｂとから成る。ただしフレームの
軸方向全長を前記円弧部分だけで形成してもよい。

第４図から第６図では水冷内燃機関３の冷却器２の連結
用フレーム１の後方に軸流送風軸９があり、この送風軸
のノ１デ８に設けられた細流送風羽根１０は公知のよう
にＩ・プ８から半径方向に突出し、このハブ周りＫ１１
間隔に配分されている０羽根１０は送風軸９が駆動され
ると冷却器２０通過空気ｔｉｔｔ矢印１１の方向に送る
。このような構成の軸流送風機にありては強力な抑流効
果により送風軸９を矢印１１畠の方向に流れる半軸流の
放出流が発生する。この問題は羽根１０の外端１０・に
導風手段として作用する案内輪２０を取付けることによ
って抜書される。案内輪２０は羽根１０と一緒に回転し
、軸長ムの円筒状部分２０ｍと、半径Ｒ１角度αで形成
される円弧部分２０ｂとから成る。破線で示すように、
この円弧部分２０ｂにさらにディフ、−デ一部分２６ｍ
を連続させ、円弧部分２０ｂがこのディプ、−ザ一部分
へ移行するように構成してもよい、この場合、羽根ｌＯ
の純粋に軸方向に延びる後縁部１０ｂは存在せず、破線
で示すようになる。を九後縁１０ｄを第５図に破線で画
いた位置１０６′としても良い。

案内輪２００円筒状部分２０ｍには目２１をかぶせであ
る。目２１は弾性片１ａを介して連結用フレームＩＫ対
して密封され、図示の実施例では流動方向１１に案内輪
２０の前縁２０′の後方に位置する特定断面までチー・
臂し、この位置から拡開し、後端域２１＆は案内輪２０
０円弧部分２０ｂの後端域とほぼ平行し、好ましくはこ
れと共通の円錐母線上に位置する。目２１は案内輪２０
０円筒状部分２０１を外側から囲む円筒状部分２１ｂを
も有し、両方の円筒状部分２１ｂ及び２０ｍの間に転向
角が１８０°の環状ギヤ、デ２２が形成されている。こ
れによりイヤツブ空気流が強力に抑流され、このことが
ノイズ軽減に有効に寄与する。

目２１は取付はアーム２６を介して機関３ｔたはその他
の固定部分に固設される。従って案内輪２０はほぼＵ字
形に形成された目２１０墳状域に円筒状部分２０＆が囲
まれた状態で回転する。

この目２１を円筒状部分２１ｂがない形態に構成するこ
とも可能であることはいうまでもない。

ただし空気流通過条件とノイズ発生に関する上記理由か
ら図示実施態様の方が好ましい、このことは案内輪２０
に図示のような円筒状部分２０１を形成せず、円弧部分
２０ｂ及び必要に応じて円錐部分２０１１だけで構成す
る場合も同様である。

第７図は本発明の軸流送風軸の好ましい実施態様の変形
例であり、ハブ８は主として図示、しないシャフトによ
りて駆動される摩擦板３０と、これを僅かな間隙をへだ
てて囲む筐体から成る公知の流体摩擦継手の一部であ妙
、前記筐体の蓋板３１は摩擦板３０と筐体との間の間隙
に充填される流体の摩擦によυ、充填度に応じて回転運
動を与えられる。このように回転を与えられるハブに送
風羽根１０が装備されるが、図示実施例の場合、羽根１
０は円繊状環状板４０に固定されている。この環状板４
０はハブの近傍の空気流を矢印１１ｍの方向に案内する
と共に羽根１０の取付は部をも兼ねる。環状板４０の内
側取付はフランジ４０ｍはねじ３２を介してハブ８に連
結されている。環状板４０の直径り、はＩ・デ８の直径
ＤＨより少なくとも３０慢以上大きい。

ハブ８は空気流入側８ａＫ複数の半径方向に延びる冷却
ひれ３３を有し、これらのひれはＩ・デ８の軸方向域３
４にもかぶさっている。冷却ひれ３３の半径方向外側域
３３１には、導風面として形成された正面リング３５を
、該正面リングの内側取付け７ランジ３５ａをこれと対
応する形の冷却ひれ３３の部分にねじ固定することによ
り冷却ひれ３３の前端縁３３ｂＫ固定しである。正面リ
ング３５はほぼ半径方向に延びる取付はフランジ３５１
から円弧部分３５ｂＫ移行し、さらに円錐状部分３５ｓ
に移行し、この円錐状部分３５・の後縁３５ｄは流動方
向に羽根１０の前縁１０ｍの後方に位置する。正面リン
グ３５の内面は環状板４０の円錐面に対してやや傾斜し
ているがほぼ平行であるから、矢印ｌｊ＆の方向に冷却
ひれ３３の領域に流入する空気が正面リング３５とノ１
プ外面との間で環状板４００円錐状の前面にむかって転
向する。

・・プ外１ｉｌｌＫおける渦流形成は回避されるから、
継手置体の蓋板３１と冷却ひれによつて形成される空気
性は円滑に羽＠ｉｏの領域に到達する。

空気流はさらに半軸流となりて外方へ案内され、第４図
の実施例の場合と同様に案内輪２０によりて案内される
。従って継手の利点と第１図及び第２図、第４図及び第
５図の利点がすべて得られる。

ハブにおける渦流形成も防止することができる。

第７図に示すようにハブが流体摩擦継手の筐体を兼ねる
送風軸では、矢印１１１の方向に流れる空気が冷却ひれ
３３及び筐体１ｉ３１を効果的に通過できるから前記流
体摩擦継手を蛾も効果的に冷却することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は水冷内燃機関の冷却器用として構成された本発
明の細流送風機を暗示する断面図、８に２図は送風機フ
レームの輪郭及び送風羽根の外側輪郭を示す拡大図、第
３図は送風機作動点の領域におけるノイズレベルの動向
を示す簡略なグラフ、第４図は水冷内燃機関の冷却器用
として構成された本発明の細流送風機を暗示する縦断面
図、ｔＩＸ５図は送風羽根の外縁を回転案内輪及びその
前縁Ｋかぶさる目と共に示す拡大図、第６図は細流送風
軸を前配目を省略して矢印１１の方向に見た正面図、第
７図は端面側の冷却ひれ及び導入案内リングを有する本
発明の送風軸な流体摩擦継手と結合した実施態様を示す
縦断面図である。 １・・・連結用フレーム、１番・・・弾性片、２・・・
冷却器、３・・・内燃機関、４・・・送風機フレーム、
４ａ・・・円弧状部分、４ｂ・・・ディフ、−デ部分、
５・・・カラー、６・・・取付はカバー、７・・・シャ
フト、８・・・ハブ、９・・・送風軸、１０・・・送風
羽根％　ｘｏａ・・・前縁、１０ｂ・・・外縁、１２・
・・送風羽根の外側輪郭、１３・・・フレームの内側輪
郭、２ｏ・・・案内輪、２０ｍ・・・円筒状部分、２０
ｂ・・・円弧部分、２０・・・・ディプ、−ザ部分、２
０′・・・前縁、２１・・・目、２１ａ・・・後端縁、
２１ｂ・・・円筒状部分、２２・・・環状ギャッゾ、２
６・・・取付はアーム、３０・・・摩擦板、３１・・・
蓋板、３３・・・冷却ひれ、３３ａ・・・半径方向外側
域、３３ｂ・・・前端縁、３５・・・正面リング、３５
ａ・・・内側取付け７ランジ、３５ｂ−・・円弧部分、
３５ト・・円錐状部分、３５ｄ・・・後縁、４０・・・
円錐状環状板・以下余白 ＦＩＧ、３ にｇ／ｓ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、送風羽根を有するハブ及びこれを囲み、出口域くむ
   かって拡開させた導風手段から成る、特に商用車用水冷
   内燃機関の冷却器用の軸流送風機において、導風手段（
   ４，２０）の拡開がすでに送風羽根（１０）の前縁（１
   ０ｍ）領域で始まり、送風羽根（１０）の外側輪郭（１
   ２）を導風手段（４，２０）の内側輪郭（１３）と符合
   させであることを特徴とする細流送風機。 ２、導風手段（４，２０）の拡開を円弧またはこれに近
   似の形状に構成したことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項に記載の軸流送風機。 ３、導風手段（４，２０）の軸長（Ｌ、）が外径（Ｄ、
   Ａ、Ｄ、Ｉ）の領域における送風羽根（ｌＯ）の軸長（
   Ｌ、）の少なくとも４０優であることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項または第２項に記載の軸流速１機。 ４、導風手段（４，２０）に円弧に近似の形状の拡開部
   分（４ｍ、２０ｂ）及びこの部分の出口側に連続する円
   錐形ディツユ−デ一部分（４ｂ＃２０Ｃ）を設けたこと
   を特徴とする特許請求の範囲８ｇ１項から第３項までの
   いずれか１項に記載の細流送風機。 ５、送風羽根（１０）の後端域に軸方向に延びる外縁（
   １０ｂ）を設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項から第４項までのいずれか１項に記載の軸流送風機。 ６、導風手段を固設の送風機フレーム（４）として構成
   し、その内側で送風羽根（１０）が回転するようにした
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項から第５項まで
   のいずれか１項に記載の軸流送風機。 ７、導風手段がハブ（８）及び送風羽根（１０）から成
   る送風輪（９）の一部であり、且つ案内輪（２０）の形
   態で送風羽根（ｌＯ）の端部（１０・）に固定連結され
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
   細流送風機。 ８、案内輪（２０）の前縁（２０’）が流動方向（１１
   ）とは逆の軸方向に羽根前縁（１０ｍ）よりも突出し、
   軸方向の壌状部（２０ｍ）を形成することを特徴とする
   特許請求の範１第７項に記載の細流送風機。 ９、　　ｆＩｉ状部（２０ｍ）を円筒形に構成したこと
   を特徴とする特許請求の範囲第８項に記載の細流送風機
   。 １０、案内輪の前轍（２０’）によって形成された流入
   口に、固設の目（２１）が突入していることを特徴とす
   る特徴４Ｆ請求の範囲第７項から絡９項までのいずれか
   １項に記載の軸流送風機。 １１、案内輪（２０）に突入している目（２１）が、案
   内輪（２０）の前縁（２０’）の後方に位置する最も狭
   い断面位置から円弧状に流動方向に拡開することを特徴
   とする特許請求の範囲第７項から第１０項までのいずれ
   か１項に記載の軸流送風機・ １２、案内輪（２０）の前方に配置された目（２１）が
   案内輪（２０）より外方へも突出していることを特徴と
   する特許請求の範囲第７項から第１１項までのいずれか
   １項に記載の軸流送風機。 １３、目（２１）の案内輪（２０）よりも外方へ突出し
   ている部分（２１ｂ）が案内輪（２０）の円筒形部分（
   ２０＆）と平行すると共に軸方向にも延び、従って転向
   角度１８００の環状ギヤ、プ（２２）が形成されている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第７項から第１２項ま
   でのいずれか１項に記載の細流送風機。 １４、送風羽根（４）の後縁（４ｂ）域において、直径
   （Ｄ８）がハブ直径（Ｄ、）よりも少なくとも３０優大
   敵い環状板（４０）をハブ（８）Ｋ装着したことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項に記載の細流送風機。 １５、環状板（４０）が円錐形であり、頂点が流動方向
   にハブ後縁より４前方に位置するような円錐周面の一部
   であることを特徴とする特許請求の範囲第１４項に記載
   の軸流送風機。 １６．４状板（４０）を送風羽根（１０）の壜付は部と
   して構成し、その取付はフランジ（４０ａ）をハブ（８
   ）Ｋねじ固定したことを特徴とする特許請求の範囲第１
   ４項または第１５項に記載の細流送風機。 １７、ハブ（８）の流入側にあって円錐状正面リング（
   ３５）として形成された導風面を環状板（４０）に連携
   させ、ハブ（８）の外側輪郭及び環状板（４０）の位置
   との関係でハブ周囲において空気流分離が起こらないよ
   うに前記導風面を寸法設定したことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項から第１６項までのいずれか１項に記載
   の軸流送風機。 １８、ハブを構成する流体摩擦継手の流入側に半径方向
   に延びる冷却ひれを設けた特許請求の範囲第１７項に記
   載の細流送風機において、正面リング（３５）がその内
   側取付はフランジ（３５ｍ）を介して冷却ひれ（３３）
   の前端縁（３３ｋ）の外側域に設けられ、この取付は位
   置から円弧部分（ａｓｂ）を経て円錐形環状部分（３５
   ｅ）Ｋ移行する仁とを特徴とする細流送風機。 以下余白