WO2005028875A1 - 送風機およびこれを用いた熱交換装置 - Google Patents

Abstract

羽根車１ａとシュラウド１ｃとの隙間の水滴が凍って羽根車１が回転しなくなる凍結ロック現象が発生することを未然に防止する。　シュラウド１ｃのリング部１ｈの下端側を中心に片側約20°の範囲に渡って排水口１ｍを設ける。これにより、羽根車１ａやシュラウド１ｃ（特に、リング部１ｈ）の表面に付着した水滴が重力にて下方側に集合しても、速やかに排水することができる。したがって、羽根車１ａとリング部１ｈ（シュラウド１ｃ）との間の隙間に水滴が溜まってしまうことを防止できるので、冬期間のごとく、気温が低いときであっても、凍結ロック現象が発生してしまうことを未然に防止できる。

Description

送風機およびこれを用いた熱交換装置

技術分野

本発明は、 送風機に関するもので、 車両用ラジェ一タゃコンデン サに冷却風を送風する送風機に適用して有効である。

明 背景皮術 田

車两用ラジエータゃコンデンサに冷却風を送風する送風機は、 空 気の流れを発生させる軸流方式の羽根車、 この羽根車を回転させる 電動モータ、 および羽根車の周りを覆う ように囲んで羽根車から吹 き出さ れた空気が羽根車に吸引されてしまう ことを防止するシユラ ゥ ド筝から構成されている。

そして、 羽根車から吹き出された空気が再び羽根車に吸引されて しまう ことを確実に防止するためには、 羽根車の羽根の先端とシュ ラウ ドの内壁との隙間寸法をできる限り小さくすることが望ましい

とこ ろで、 車両用ラジェータゃコンデンサ等の熱交換器は、 冷却 風をなす外気をよ り多く取り込むために、 通常、 車両の前端側に搭 载されているので、 冷却風と共に雨水や雪等が送風機に流れ込み、 羽根車ゃシュラゥ ドが被水し易い。

そして、 夜間停車時等の長時間に渡って送風機を停止させる と、 羽根家ゃシュラゥ ドの表面に付着した水滴が重力にて下方側に集合 して溜まるが、 冬期間のごと く、 気温が低いときには、 溜まった水 滴が羽根の先端とシュラウ ドとを繋ぐように凍ってしまい、 羽根車 が回転するこ とができなくなってしまう という問題 （以下、 この問 題を凍結ロ ックと呼ぶ。 ） が発生してしまう。

特に、 羽根車の羽根に、 羽根の先端を繋ぐ環状のリ ングが設けら れている場合には、 シュラウ ドの下端側を中心に比較 ½7に広い範囲 に渡ってリ ングとシュラウ ドとが凍結固着してしまうので、 凍結口 ックの問題が顕著に発生する。 発明の開示

本発明は、 上記点に鑑み、 第 1 には、 従来と異なる新規な送風機 を提供し、 第 2には、 凍結ロ ック現象が発生することを未然に防止 することを目的とする。

本発明は、 上記目的を達成するために、 請求項 1に記載の発明で は、 空気の流れを発生させる羽根車 （ 1 a ) と、 羽根車 （ 1 a ) を 回転させる駆動源 （ l b ) と、 羽根車 （ l a ) の周りを覆う よ うに 囲むシュラウ ド （ l c ) とを有し、 シュラウ ド （ l c ) の下端側に は、 シュラウ ド （ l c ) と羽根車 （ l a ) との間に溜まった水を排 水するための排水手段 （ l m、 I n ) が設けられていることを特徴 とする。

これによ り、 羽根車 ( 1 a ) ゃシユラウ ド （ 1 c ) の表面に付着 した水滴が重力にて下方側に集合しても、 速やかに排水することが できる。

したがって、 羽根車 （ l a ) とシュラウ ド ( 1 c ) との間の隙間 に水滴が溜まってしまうことを防止できるので、 冬期間のごと く、 気温が低いときであっても、 凍結ロック現象が発生してしま う こと を未然に防止できる。

請求項 2に記載の発明では、 羽根車 （ l a ) は、 空気が回転軸方 向に通り抜ける軸流ファンであって、 その回転軸方向が水平方向と 略平行であり、 さらに、 排水手段 （ 1 m、 I n ) は、 シュラウ ド （ 1 c ) のうち羽根車 （ l a ) の外周部を囲む環状のリ ング部 （ l h ) に設けられていることを特徴とするものである。

請求項 3に記載の発明では、 排水手段 （ l m) は、 リ ング部 （ 1 h ) を貫通した貫通穴によ り構成されていることを特徴とするもの である。

請求項 4に記載の発明では、 排水手段 （ I n ) は、 水平面に対し て傾斜した傾斜面によ り構成されていることを特徴とするものであ る。

請求項 5に記載の発明では、 排水手段 （ 1 m、 I n ) ほ、 リ ング 部 （ l h ) の下端を中心に所定範囲に渡って設けられてレヽることを 特徴とする。

これによ り、 送風機が傾いた状態で放置されても、 水滴を確実に 排水することができるので、 凍結ロック現象が発生してしま う こと を確実に防止できる。

請求項 6に記載の発明では、 排水手段 （ 1 m、 I n ) は、 リ ング 部 （ l h ) の下端を中心に片側 20° 以上の範囲に渡って設けられて いることを特徴とする。

これによ り、 送風機が傾いた状態で放置されても、 水滴を確実に 排水することができるので、 凍結口ック現象が発生してしま う こと を確実に防止できる。

請求項 7に記載の発明では、 排水手段 （ 1 m、 I n) は、 リ ング 部 （ 1 h ) の下端を中心に片側 10° 以上の範囲に渡って設けられて いることを特徴とする。

これによ り、 送風機が傾いた状態で放置されても、 水滴を確実に 排水することができるので、 凍結ロック現象が発生してしま う こと を確実に防止できる。

請求項 8に記載の発明では、 羽根車 （ l a ) の羽根 （ 1 e ) には 、 羽根 （ 1 e ) の先端を繋ぐように環状に形成されたリ ング （ 1 g ) が設けられていることを特徴とするものである。

請求項 9に記載の発明では、 排水手段 （ l m、 I n ) は、 リ ング 部 （ 1 h) のうち段差状の段差部 （ l k ) に設けられていることを 特徴とする。

ところで、 例えばシュラウ ド （ 1 c ) を樹脂にて成形した場合、 2つの金型のうち少なく とも一方の金型をリ ング部 （ l h ) の軸方 向に移動させることにより、 2つの金型内に形成されるキヤビティ (金型空間） からシュラウ ド （ 1 c ) を取り出すことが生産性の面 で優れている。

このとき、 段差部 （ 1 k ) では、 型抜き方向、 つま り リ ング部 （ 1 h ) の軸方向と交差する面が構成されるので、 本発明のごと く、 段差部 （ l k ) に排水手段 （ l m、 I n ) を設ければ、 特別なスラ ィ ド型を別途設けることなく、 排水手段 （ l m、 I n ) を容易に設 けることができる。

延いては、 シュラウ ド （ 1 c ) の製造用金型を安価なものとする ことができるので、 設備投資額を抑制することができ、 シュラウ ド ( 1 c ) の製造原価が上昇してしまう ことを抑制しながら、 凍結口 ック現象が発生することを防止できる。

請求項 10に記載の発明では、 車両の前端部に搭載されて空気と熱 交換する熱交換器 （ 2 ) と、 熱交換器 （ 2 ) に空気を送風する請求 項 1ないし 8のいずれか 1つに記載の送風機とを備えることを特徴 とするものである。

因みに、 上記各手段の括弧内の符号は、 後述する実施形態に記載 の具体的手段との対応関係を示す一例である。 図面の簡単な説明 図 1は本発明の実施形態に係る送風機 1の車両搭載状態を示す模 式図である。

図 2は本発明の第 1の実施の形態に係る送風機 1の特徴を示す図 である。

図 3は本発明の第 2の実施の形態に係る送風機 1の特徴を示す図 である。

図 4は本発明の第 3の実施の形態に係る送風機 1の特徴を示す図 である。 発明を実施するための最良の形態

(第 1実施形態）

本実施形態は、 本発明に係る送風機を車両用ラジェータゃコンデ ンサ等の熱交換器に冷却用空気を送風する送風機に本努明を適用し たものであって、 図 1は本実施形態に係る送風機 1の車両搭載状態 を示す模式図であり、 図 2 ( A ) は送風機 1 を冷却風流れ上流側か ら見た正面図であり、 図 2 ( B ) は図 2 ( A ) の A— A断面図であ る。

そして、 本実施形態に係る車両用熱交換装置では、 図 1 に示すよ うに、 送風機 1の冷却風流れ上流側にラジエータ 2およびコンデン サ 3が搭載されているとともに、 送風機 1、 ラジェータ 2およびコ ンデンサ 3等からなる車両用熱交換装置は、 車两の前端部に搭载さ れている。

なお、 ラジェータ 2は、 走行用駆動源をなすエンジン （内燃機関 ) 内を循環したェンジン冷却水と外気とを熱交換してユンジン冷却 水を冷却する熱交換器であり、 コンデンサ 3は、 車両用空調装置 （ 蒸気圧縮式冷凍機） の放熱器である。

また、 ラジェータ 2およびコンデンサ 3の外周部は、 キャ リ アに て覆われてコンデンサ 3からラジェータ 2に至る冷却風の通風ダク ト構造が構成されている。 因みに、 キャリアとは、 ラジェータ等の 熱交換器や前照灯 （へッ ドライ ト） が組み付けられる部材であり、 文献によっては、 ラジェ一タザポー トまたはフロ ントエンドパネル とも呼ばれる。

また、 送風機 1は、 回転することにより空気の流れを発生させる 羽根車 1 a、 羽根車 1 aを回転させる駆動源をなす電動モータ 1 b 、 および羽根車 1 aの外周側を覆う ように囲んで羽根車 1 aから吹 き出された空気が再度、 羽根車 1 aに吸引されてしまう ことを防止 するシュラウ ド 1 c等からなるものである。

なお、 本実施形態に係る送風機 1 は、 空気が羽根車 l aを回転軸 方向に通り抜ける軸流ファン （J I S B 0132番号 1012等参照） を採用 しているとともに、 羽根車 1 aの回転軸が略水平となるようにシュ ラウ ド 1 c を介して送風機 1 をラジェータ 2またはキャリ アに固定 されている。

また、 羽根車 l aは、 図 2 ( A ) に示すよ うに、 電動モータ l b の回転軸に固定されたボス部 1 d、 このボス部 1 dから放射状に延 びる複数枚の羽根 1 e、 および羽根 1 eの先端を繋ぐよ うに環状に 形成されたリ ング 1 g等から構成されてお り、 本実施形態では、 ボ ス部 1 d、 羽根 l eおよびリ ング l gは樹 3旨にて一体成形されてい る。

また、 シュラウ ド 1 cは、 図 2 ( B ) に示すよ うに、 羽根車 1 a の外周部、 つまり羽根 1 eの先端側を囲む環状のリ ング部 1 h、 お よびこのリ ング部 1 h とシュラウ ド 1 cの外周部とを繋ぐよ うにホ ーン状に拡がるホーン部 1 j 等からなるもので、 リ ング部 1 h とホ ーン部 1 j との繋ぎ部には、 段差状の段差咅 15 1 kが形成されている 因みに、 リ ング 1 gは、 羽根 1 eの先端と リ ング部 1 h との隙間 を空気が流れることを防止するこ とによ り、 送風量が低減してしま う ことを抑制しながら騒音を低減するものであり、 リ ング部 1 h と ホーン部 1 j を繋ぐ段差形状に沿 う よ う に、 その断面が略 L字状に 形成されている。

そして、 リ ング部 1 hの下端側のう ちリ ング 1 gに対向する部位 には、 図 2 ( A ) に示すよ うに、 シュラウ ド 1 c と羽根車 1 a との 間に溜まつた水を排水するための排水手段となる排水口 1 mが設け られており、 この排水口 l mは、 段差部 1 kを上下方向に貫通する 貫通穴によ り構成されている。

次に、 本実施形態に係る送風機 1の特徴を述べる。

本実施形態では、 シュラウ ド 1 cの下端側に排水口 1 mを設けて いるので、 羽根車 1 aゃシュラウ ド 1 c (特に、 リ ング部 1 h ) の 表面に付着した水滴が重力にて下方側に集合しても、 速やかに排水 することができる。

したがって、 羽根車 1 a と リ ング部 1 h (シユラウ ド 1 c ) との 間の隙間に水滴が溜まってしまう ことを防止できるので、 冬期間の ごと く、 気温が低いときであって も、 凍結ロ ック現象が発生してし まう ことを未然に防止できる。

そして、 本実施形態では、 車两を水平状態で停車したときのシュ ラウ ド 1 cの下端を中心に片側 20 ° 以上の範囲に渡って排水口 1 m を設けることによ り、 車両が傾いた状態で停車した場合においても 、 水滴を確実に排水することがで きるよ うにしている。

ところで、 本実施形態に係るシ ュラウ ド 1 cは、 リ ング部 1 h、 段差部 1 kおよびホーン部 1 j は樹脂にて一体成形されており、 こ のシユラウ ド 1 c を成形するため の金型 （図 2 ( B ) の 2点鎖線部 分） は、 図 2 ( B ) の太い 2点鎖線で示される型割面を有する第 1 金型 4 a と第 2金型 4 b と によって成形される。

そして、 2つの金型のう ち少なく とも一方の金型をリ ング部 1 h の軸方向に移動させるこ と によ り、 2つの金型内に形成されるキヤ ビティ （金型空間） からシュラウ ド 1 cが取り出される。

このとき、 排水口 l mは、 シュラウ ド 1 cが車両に搭載された状 態で上下方向に貫通した貫通穴とする必要があるが、 シュラウ ド 1 cが車両に搭載された状態における上下方向はリ ング部 1 hの径方 向となるので、 型抜き方向 とシユラウ ド 1 cが車両に搭載された状 態における上下方向とがー致しない。

しかし、 リ ング部 l h と ホーン部 l j とを繋ぐ段差部 l kは、 型 抜き方向、 つま り回転軸方向と交差する面を有しているので、 本実 施形態のごとく、 段差部 1 kに排水口 1 mを設ければ、 特別なスラ イ ド型を別途設けることな く、 型抜き方向、 つまり回転軸方向に貫 通する貫通穴を容易に設けることができる。

延いては、 シュラウ ド 1 cの製造用金型を安価なものとすること ができるので、 設備投資額を抑制することができ、 シュラウ ド 1 c の製造原価が上昇してしま う ことを抑制しながら、 凍結ロック現象 が発生することを防止でき る。

(第 2実施形態）

第 1実施形態では、 貫通穴である排水口 1 mにて、 「特許請求の 範囲」 に記載された 「排水手段」 を構成したが、 本実施形態は、 図 3 ( A ) に示すように、 シュラウ ド 1 cの下端側に水平面に対して 傾斜した傾斜面 1 nを設けるこ とによ り排水手段を設けたものであ る。

そして、 本実施形態では、 図 3 ( B ) に示すよ うに、 車両を水平 状態で停車したときのシュ ラウ ド 1 cの下端を中心に片側 20° 以上 の範囲に渡って傾斜面 1 n を設けるこ とによ り、 車两が傾いた状態 で停車した場合においても、 水滴を確実に排水することができるよ うにしている。

(第 3実施形態）

本実施形態では、 図 4に示すように、 排水口 l mが形成された部 位近傍のリ ング部 1 hの高さを他の部位より も低く した構造とした ものである。

図 4 ( A ) に示すよ うに、 リ ング部 1 hの下端となる部位は切欠 かれており、 水口 1 mとなっている。 また、 図 4 ( B ) に示すよ うに、 リ ング部 1 hの下端を中心に片側 20° 以上の範囲における リ ング部 l h ' の高さは、 図 4 ( C ) に示される リ ング部 1 hの上側 の部位における リ ング部 1 hよ り も送風機 1 の回転軸方向における 長さが短く形成されている。 このような構造とすることにより、 排 水溝 1 mの近傍の部位においても羽根車 1 aのリ ング 1 gや羽根 1 e と リ ング部 1 h ' との間隔が小さい範囲を狭くすることができ、 仮に車体が傾斜した状態で停車した状態であっても凍結口 ックの発 生を抑制するこ とができる。 また、 リ ング部 1 h ' が形成されてい るため、 羽根車 1 aの送風性能の低下を抑制することもできる。

(その他の実施形態）

上述の実施形態では、 車両用熱交換装置に本発明に係る送風機を 用いたが、 本発明は、 羽根車 1 a とシュラウ ド 1 c との間に水滴が 溜まるこ とを抑制することによ り、 凍結ロ ック現象を解消するもの であるので、 例えば空調装置の室外ュニッ トに適用してもよい。

また、 上述の実施形態では、 軸流式の羽根車であつたが、 本発明 はこれに限定されるものではない。

また、 上述の実施形態では、 羽根 1 eの先端にリ ング 1 gが設け られた羽根車 1 aであったが、 本発明はこれに限定されるものでは ない。 また、 特許請求の範囲に記載された排水手段は、 上述の実施形態 に示された排水口 1 mまたは傾斜面 1 nに限定されるものではない また、 _h述の実施形態では、 排水手段がリ ング部 1 hの下端を中 心に片側 20° 以上の範囲に渡って設けられていたが、 本発明はこれ に限定されるものではなく、 リ ング部 1 hの下端を中心に片側 10° 以上の範囲 （例えば、 10° 〜15° の範囲） に渡って設けてもよい。

また、 本発明は、 特許請求の範囲に記載された発明の趣旨に合致 するものであればよく、 上述の実施形態に限定されるものではない

Claims

1 . 空気の流れを発生させる羽根車 （ l a ) と、 '

前記羽根車 （ l a ) を回転させる駆動源 （ l b ) と、

前記羽根車 （ l a ) の周りを覆う よ うに囲むシュラウ ド （ 1 c ) とを有し、

卩青

前記シュラウ ド （ 1 c ) の下端側には、 前記シュラウ ド （ 1 c ) と前記羽根車 （ l a ) との間に溜まった水を排水するための排水手 段 （ l m、 I n ) が設けられていのることを特徴とする送風機。 ·

2. 前記羽根車 （ l a ) は、 空気が回転軸方向に通り抜ける軸流 ファ ンであって、 その回転軸方向が水平方囲向と略平行であり、

さ らに、 前記排水手段 （ 1 m、 I n ) は、 前記シュラウ ド （ 1 c ) のうち前記羽根車 （ l a ) の外周部を囲む環状のリ ング部 （ l h ) に設けられていることを特徴とする請求項 1 に記載の送風機。

3. 前記排水手段 （ 1 m) は、 前記リ ング部 （ 1 h ) を貫通した 貫通穴によ り構成されていることを特徴とする請求項 2に記載の送 風機。

4. 前記排水手段 （ I n ) は、 水平面に対して傾斜した傾斜面に よ り構成されていることを特徴とする請求項 2に記載の送風機。

5. 前記排水手段 （ 1 m、 I n ) は、 前記リ ング部 （ 1 h ) の下 端を中心に所定範囲に渡って設けられていることを特徴とする請求 項 3または 4に記載の送風機。

6. 前記排水手段 （ 1 m、 I n ) は、 前記リ ング部 （ 1 h ) の下 端を中心に片側 20° 以上の範囲に渡って設けられていることを特徴 とする請求項 5に記載の送風機。

7. 前記排水手段 （ 1 m、 I n ) は、 前記リ ング部 （ 1 h ) の下 端を中心に片側 10° 以上の範囲に渡って設けられていることを特徴 とする請求項 5に記載の送風機。

8. 前記羽根車 （ l a ) の羽根 （ 1 e ) には、 前記羽根 （ 1 e ) の先端を繋ぐよ うに環状に形成されたリ ング （ 1 g ) が設けられて いることを特徴とする請求項 2ないし 7のいずれか 1つに記載の送 風機。

9. 前記排水手段 （ 1 m、 I n ) は、 前記リ ング部 （ 1 h ) のう ち段差状の段差部 （ l k ) に設けられていることを特徴とする請求 項 1ないし 8のいずれか 1つに記載の送風機。

10. 車両の前端部に搭載されて空気と熱交換する熱交換器 （ 2 ) と、

前記熱交換器 （ 2 ) に空気を送風する請求項 1ないし 9のいずれ か 1つに記載の送風機とを備えることを特徴とする車両用熱交換装 置。

11. 前記リ ング部のうち前記排水手段近傍となる部位は、 前記リ ング部の他の部位よ り も軸方向における長さが短かいことを特徴と する請求項 2記載の送風機。