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JP2003120589A - ラジエータファンおよびこれを用いたエンジン冷却装置 - Google Patents

ラジエータファンおよびこれを用いたエンジン冷却装置

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Publication number
JP2003120589A
JP2003120589A JP2001316267A JP2001316267A JP2003120589A JP 2003120589 A JP2003120589 A JP 2003120589A JP 2001316267 A JP2001316267 A JP 2001316267A JP 2001316267 A JP2001316267 A JP 2001316267A JP 2003120589 A JP2003120589 A JP 2003120589A
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JP
Japan
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fan
propeller
blade
radiator fan
radiator
Prior art date
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JP2001316267A
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Yoshiaki Ono
儀明 大野
Masahiro Saito
昌弘 斎藤
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Yanmar Co Ltd
Original Assignee
Yanmar Co Ltd
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Publication date
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Priority to CNB028171926A priority patent/CN1261693C/zh
Priority to KR1020047002239A priority patent/KR100889306B1/ko
Priority to US10/491,698 priority patent/US7037077B2/en
Priority to PCT/JP2002/010629 priority patent/WO2003033913A1/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/08Sealings
    • F04D29/16Sealings between pressure and suction sides
    • F04D29/161Sealings between pressure and suction sides especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/164Sealings between pressure and suction sides especially adapted for elastic fluid pumps of an axial flow wheel
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
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    • F04D29/26Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/32Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps
    • F04D29/38Blades
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    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04D29/32Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps
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    • F04D29/384Blades characterised by form
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
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    • F04D29/58Cooling; Heating; Diminishing heat transfer
    • F04D29/582Cooling; Heating; Diminishing heat transfer specially adapted for elastic fluid pumps

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】気密性の高いエンジンルームに対して空気を効
率よく流動させて静圧効率を高めつつ騒音を低減させ得
るラジエータファンを用いたエンジン冷却装置を提供す
る。 【解決手段】ラジエータファンの各プロペラ形羽根をボ
スに対する取付面と平行な面で投影した場合のプロペラ
形羽根根元部分での取付角度θ1を35〜45゜の範囲
に設定する一方、プロペラ形羽根先端部分での取付角度
θ2を15〜22゜の範囲に設定する。プロペラ形羽根
の枚数7と、プロペラ形羽根先端部分での翼弦長Ct
と、プロペラ形羽根の外周長π×Dfとを、0.65<
7Ct/(π×Df)<0.85の関係を満たすように
設定する。プロペラ形羽根の先広比を、プロペラ形羽根
先端部分での翼弦長Ctと、プロペラ形羽根根元部分で
の翼弦長Cbとに基づいて、Ct/Cb=1.5〜2.
1の範囲内に設定する。ファンの前進角度θ3を15〜
25゜の範囲に設定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数枚のプロペラ
形羽根をボスに対して取り付けて空気を強制的に流動さ
せるラジエータファンおよびこれを用いたエンジン冷却
装置に関し、詳しくは、気密性の高いエンジンルームに
対して空気を効率よく流動させて静圧効率を高めつつ騒
音を低減する対策に係わる。
【0002】
【従来の技術】従来、このようなラジエータファンは、
例えば、特開昭57−44799号広報に開示されるよ
うに、回転軸方向への長さを抑えつつ強度も確保し、空
気を効率よく流動させ得るようになされている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、エンジンを
エンジンルームに収納してラジエータファンによってラ
ジエータを冷却する場合においては、図11に示すよう
に、従来型ファン特性(図11中に細破線で表す)と従
来のエンジンルームにおける空気流動抵抗(図11中に
太破線で表す)とがマッチングする点において、エン
ジン冷却風の流れ状態が定まる。そして、この状態(図
11のマッチング点)でのラジエータファンの比騒音
は、図10に示す従来型ファン特性によって定まる。こ
の場合、図10の縦軸の比騒音(単位はdB)は、計測
したファン騒音SLを規格化した値であり、ラジエータ
ファンによる空気流れにおいて、静圧P(Pa)、流量
Q(m3/s)とすると、SL−10×log(0.62
4×P2×Q)により、求められ、ファン騒音を比較す
る際に、流れ状態(静圧、流量)を同等にして比較する
ための値である。また、図11の縦軸の圧力係数(単位
は無次元)は、静圧を無次元化した値であって、空気密
度ρ(kg/m3)、ファン回転数H(1/s)、ファ
ンの直径Dfとすると、P/{0.5×π×ρ×(H×
Df)2}により、求められる。更に、図10および図
11の横軸の流量係数(単位は無次元)は、流量を無次
元化した値であって、Q/(0.25×π2×H×D
3)により、求められる。以降の図において、比騒
音、圧力係数および流量係数についての定義は同じであ
り、その説明を省略する。
【0004】このような場合において、エンジン騒音が
外部に漏れないようにエンジンルームの気密性を高める
と、図11に示すように、エンジンルームの空気流動抵
抗が変化し、従来型ファン特性とのマッチング点が
まで移動する。それに伴って、図10に示す如く、従来
型ファン特性のままでは、比騒音が大きくなり、エンジ
ン騒音が外部へもれにくくなる代わりに、エンジンルー
ム外に対しては、新たにラジエータファンが騒音源とな
ってしまっていた。
【0005】そこで、本発明の課題は、気密性の高いエ
ンジンルームに用いても騒音発生を抑えることができる
ラジエータファンおよびこれを用いたエンジン冷却装置
を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1に係わる発明が講じた解決手段は、複数枚
のプロペラ形羽根をボスに対して取り付けて空気を強制
的に流動させるラジエータファンを前提とする。そし
て、上記各プロペラ形羽根をボスに対する取付面と平行
な面で投影した場合のプロペラ形羽根根元部分での取付
角度θ1を、35〜45degの範囲内に設定している
一方、プロペラ形羽根先端部分での取付角度θ2を、1
5〜22degの範囲内に設定している。
【0007】この特定事項により、各プロペラ形羽根
は、そのプロペラ形羽根先端部分での最適な取付角度θ
2(15〜22deg)に設定されることになる。つま
り、プロペラ形羽根先端部分での取付角度θ2が22゜
よりも大きな角度に設定されていると、回転中心軸方向
へ流す空気流量は、大きくなるものの、流れの剥離が生
じやすい。逆に、取付角度θ2が15゜よりも小さい
と、流れの剥離は生じ難いが、回転中心軸方向へ流す空
気流量は小さくなる。従って、プロペラ形羽根先端部分
での取付角度θ2を15゜〜22゜の範囲に設定するこ
とで、回転中心軸方向へ流す空気流量が確保され、流れ
の剥離も生じ難くなる。
【0008】また、プロペラ形羽根根元部分での取付角
度θ1を35゜〜45゜の範囲に設定することで、空気
流に遠心方向成分を発生させることができ、翼根元で受
けた空気はプロペラ形羽根先端部分まで導かれる。
【0009】従って、気密性の高い空間(エンジンルー
ム)に用いられても静圧効率を高めることができ、ファ
ン動力を抑えることができて、さらにファンによる騒音
の低減化をも図ることが可能となる。
【0010】特に、請求項2に記載の発明では、空気の
静圧効率をより高めつつ騒音を低減させ得るものとし
て、以下の構成が掲げられる。
【0011】つまり、プロペラ形羽根の枚数Nと、プロ
ペラ形羽根先端部分での翼弦長Ctと、プロペラ形羽根
の外周長π×Dfとを、 0.65<N×Ct/(π×Df)<0.85 の関係を満たすように設定するとともに、プロペラ形羽
根の先広比を、プロペラ形羽根先端部分での翼弦長Ct
と、プロペラ形羽根根元部分での翼弦長Cbとに基づい
て、 Ct/Cb=1.5〜2.1 の範囲内に設定するとともに、ファンの回転中心軸を通
るプロペラ形羽根根元部分での翼弦長Cbの二等分線
と、ファンの回転中心軸を通るプロペラ形羽根先端部分
での翼弦長Ctの二等分線とでなすファンの回転中心軸
方向に対する前進角度θ3を、15〜25degの範囲
内に設定している。
【0012】この特定事項により、プロペラ形羽根の枚
数Nとプロペラ形羽根先端部分での翼弦長Ctとの積を
プロペラ形羽根の外周長π×Dfにより除算した値{N
×Ct/(π×Df)}が最適値に設定されることにな
る。つまり、N×Ct/(π×Df)が0.65よりも
小さい場合には、プロペラ形羽根の翼面積が小さすぎる
ために空気流量が低下する。一方、N×Ct/(π×D
f)が0.85よりも大きい場合には、プロペラ形羽根
の翼面積が大きいと、隣接する翼によって生じた空気流
れが互いに干渉し、静圧効率が低下する。
【0013】従って、N×Ct/(π×Df)の値を
0.65よりも大きくかつ0.85よりも小さく設定す
ることで、プロペラ形羽根の翼面積が十分に確保される
上、プロペラ形羽根の翼面負荷が小さくなって低騒音化
が図れる。
【0014】また、プロペラ形羽根の先広比が、プロペ
ラ形羽根先端部分での翼弦長Ctをプロペラ形羽根根元
部分での翼弦長Cbで除算した値(Ct/Cb)に基づ
いて、1.5〜2.1の範囲内に設定されているので、
プロペラ形羽根根元部分よりもプロペラ形羽根先端部分
での翼面積が増大し、空気の流動を効率よく行える。
【0015】更に、ファンの回転方向に対する前進角度
θ3が15〜25degの範囲内に設定されているの
で、低騒音化を図る上で有利なものとなる。
【0016】従って、気密性の高い空間に対して空気が
より効率よく流動し、静圧効率をより高めることが可能
となる上、プロペラ形羽根の翼面負荷の減少と相まって
ファンによる低騒音化をより一層図ることが可能とな
る。
【0017】特に、請求項3に記載の発明では、ファン
の径変化による性能低下を防止し得るものとして、以下
の構成が掲げられる。
【0018】つまり、各プロペラ形羽根の翼前縁および
翼後縁のうちの少なくとも翼前縁を、プロペラ形羽根根
元部分からプロペラ形羽根先端部に亘ってほぼ同一の曲
率で湾曲させている。
【0019】この特定事項により、ファンを外周カット
によって用途に応じた大きさに径変化、つまり大径から
小径に径変化させて使用する場合においても、ファンの
直径変更によってファン性能が悪化することはなく、気
密性の高い空間に対する静圧効率を確保することが可能
となる上、ファンによる低騒音化をも実践することが可
能となる。
【0020】次に、このようなラジエータファンをエン
ジン冷却装置に用いたものとして、以下の構成が掲げら
れる。
【0021】つまり、請求項4に記載の発明では、ファ
ンを半径方向外方より覆う開口孔を端面に開設してなる
ファンシュラウド内に収容し、ファンのプロペラ形羽根
先端部分がファンシュラウド端面に対して軸線方向にお
いてかぶさるかぶり位置を、ファンのプロペラ形羽根先
端部分での回転中心軸方向中間部とファンシュラウド端
面との間における回転中心軸方向の基準距離RPと、フ
ァンの直径Dfとに基づいて、 −0.02<RP/Df<0.08 の範囲内に設定するとともに、ファンシュラウド端面の
開口孔とファンのプロペラ形羽根先端部分との間の半径
方向の隙間TCと、ファンの直径Dfとを、 0<TC/Df<0.15 の関係を満たすように設定している。
【0022】この特定事項により、ファンシュラウド端
面に対するファンのプロペラ形羽根先端部分のかぶり位
置は、ファンのプロペラ形羽根先端部分での回転中心軸
方向中間部とファンシュラウド端面との間の軸線方向の
基準距離RPをファンの直径Dfで除算した値(RP/
Df)に基づいて最適値に設定されている。つまり、プ
ロペラ形羽根先端部分のかぶり位置(値RP/Df)が
−0.02よりも小さい場合、ファンがファンシュラウ
ドに対して空気の流動方向下流寄りに位置するため、フ
ァンシュラウドに対し空気を流動させ難く、風量が減少
することになる。一方、プロペラ形羽根先端部分のかぶ
り位置(除算値RP/Df)が0.08よりも大きい場
合、ファンがファンシュラウドに対して空気の流動方向
上流寄りに位置するため、ファンシュラウド内において
空気が干渉し合い、この干渉効果によって騒音が大きく
なる。従って、かぶり位置(値RP/Df)を、−0.
02よりも大きくかつ0.08よりも小さく設定するこ
とで、ファンシュラウドに対し空気を流動させ易くして
風量を増加させることが可能となる上、ファンシュラウ
ド内での空気の干渉効果を防止して騒音を低減させるこ
とが可能となる。
【0023】そして、開口孔とプロペラ形羽根先端部分
との間の隙間TCをファンの直径Dfで除算した値が0
よりも大きくかつ0.15よりも小さい値とすること
で、翼圧力面側から負圧面側への空気の回り込みを防
ぎ、空気流量を効果的に高めることが可能となる。更
に、互いに直に連結されないファンとファンシュラウド
との振動接触も、効果的に回避されることになる。
【0024】また、請求項5に記載の発明では、ファン
を半径方向外方より覆う開口孔を端面に開設してなるフ
ァンシュラウド内に収容し、上記開口孔を端面より空気
の流動方向下流側に向かって略直角に突設させている。
【0025】そして、ファンのプロペラ形羽根先端部分
での回転中心軸方向中間部を、ファンシュラウド端面に
対し回転中心軸線上のほぼ同一位置に位置付けるととも
に、ファンシュラウド端面からの開口孔の突出量LS
を、ファンの直径Dfに基づいて、 0<LS/Df<0.1 の関係を満たすように設定している。
【0026】この特定事項により、ファンシュラウド端
面からの開口孔の突出量LSがファンの直径Dfに基づ
いて最適値に設定されることになる。つまり、開口孔の
突出量LSが大きすぎると、管内抵抗が増加して静圧効
率を効果的に高めることができない上、ファンが開口孔
の周縁に干渉しやすく騒音が増大するおそれがある。従
って、開口孔の突出量LSをファンの直径Dfに基づい
て0よりも大きくかつ0.1よりも小さく設定すること
で、ファンシュラウド端面に単純な開口孔を開口させた
もの(開口孔の突出量LSがないもの)に比べて、静圧
効率をさらに効果的に高めることが可能となる上、開口
孔周縁に対するファンの干渉による騒音増大を防止する
ことが可能となる。
【0027】また、請求項6に記載の発明では、ファン
を半径方向外方より覆う開口孔を端面に開設してなるフ
ァンシュラウド内に収容し、上記開口孔を端面に対し空
気の流動方向下流側に向かって湾曲部を存して略直角に
突設させている。
【0028】そして、ファンのプロペラ形羽根先端部分
での回転中心軸方向中間部を、ファンシュラウド端面に
対し回転中心軸線上のほぼ同一位置に位置付けるととも
に、ファンシュラウド端面の湾曲部の半径Rを、ファン
の直径Dfに基づいて、 0<R/Df<0.1 の関係を満たすように設定している。
【0029】この特定事項により、空気の流動方向下流
側に略直角に突設した開口孔に対して空気は、ファンシ
ュラウド端面の湾曲部によって流入抵抗を低減させた状
態で円滑に流入することになり、ファンの風量を増大さ
せることが可能となる。
【0030】更に、請求項7に記載の発明では、ファン
を半径方向外方より覆う開口孔を端面に開設してなるフ
ァンシュラウド内に収容し、上記開口孔を端面に対し空
気の流動方向下流側に向かって湾曲部を存して拡径する
ように突設する。
【0031】そして、ファンのプロペラ形羽根先端部分
での回転中心軸方向中間部を、ファンシュラウド端面位
置に対し回転中心軸線上のほぼ同一位置に位置付けると
ともに、ファンシュラウド端面より湾曲部を介して拡径
する開口孔の傾斜面と、ファンの回転中心軸とでなす角
度βを、 0<β<60deg の範囲内に設定している。
【0032】この特定事項により、開口孔を端面に対し
空気の流動方向下流側に向かって突設させているために
空気の流路抵抗が大きくても、この流路が湾曲部を存し
て拡径しているので、ファンによって遠心方向を向く空
気の流れが拡径により半径方向外向き(遠心方向)に傾
斜する傾斜面に沿って流れることになり、空気の流路抵
抗が低減されて、ファンの風量を増大させることが可能
となる。
【0033】しかも、開口孔を端面に対し拡径するよう
に突設させていることで、ファンが開口孔の周縁に干渉
し難くなり、開口孔周縁に対するファンの干渉による騒
音増大を効果的に防止することが可能となる。
【0034】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。
【0035】<第1の実施の形態>図1は本発明の第1
の実施形態に係わるラジエータファンを用いたエンジン
の冷却装置の模式図を示し、1はエンジン、2はエンジ
ン1のクランクシャフト1aに回転一体に連結されたラ
ジエータファン(ファン)、3はエンジン1の出力軸
(図示せず)より動力を得て駆動する発電機やポンプな
どの作業機である。
【0036】上記エンジン1は、エンジンルーム11内
に搭載されている。エンジンルーム11は、気密性の高
い空間とされ、その前部となる上流側端面に空気導入口
11aが設けられている一方、後部となる下流側端面に
空気排出口11bが設けられている。
【0037】また、図2に示すように、ラジエータファ
ン2は、このラジエータファン2を半径方向外方より覆
う開口孔41を空気流動方向下流側端面42(図では右
側端)に開設してなるファンシュラウド4内に収容され
ている。そして、上記ラジエータファン2は、ファンシ
ュラウド4の空気流動方向上流側(図では+側)にラジ
エータ5を備えてなり、ラジエータ5を介して空気を吸
い込む吸い込みタイプのものが適用されている。
【0038】図3に示すように、上記ラジエータファン
2は、7枚のプロペラ形羽根21をボス22に対して取
り付けて空気を強制的にエンジンルーム11に流動させ
るものである。
【0039】以下、ラジエータファン2およびファンシ
ュラウド4の構成について詳細に説明する。
【0040】−ラジエータファン2の構成− 上記各プロペラ形羽根21列をボス22に対する取付面
と平行な面で投影した場合のプロペラ形羽根根元部分で
の取付角度θ1、つまり、図4に示すように、プロペラ
形羽根根元部分での翼前縁と翼後縁とをつなぐ直線m
と、回転中心軸oと直交するボス22の端面22aとの
間の傾斜角度θ1(取付角度θ1)は、35゜〜45゜
の範囲内に設定されている。これは、プロペラ形羽根根
元部分での取付角度θ1(傾斜角度θ1)が45゜より
も大きな角度に設定されていると、空気を回転中心軸o
方向へ流す成分が増加し、空気流に遠心方向成分を発生
させることができないからである。一方、取付角度θ1
が35゜よりも小さな角度に設定されていると、空気を
回転中心軸o方向へ流す成分が減少し、空気流に大きす
ぎる遠心方向成分が発生してしまうからである。従っ
て、プロペラ形羽根根元部分での取付角度θ1を35゜
〜45゜の範囲内に設定することで、空気流に遠心方向
成分を発生させることができ、翼根元で受けた空気はプ
ロペラ形羽根根元部分まで円滑に導かれる。
【0041】一方、図5に示すように、プロペラ形羽根
先端部分での取付角度θ2、つまり、プロペラ形羽根先
端部分での翼前縁と翼後縁とをつなぐ直線nと、ラジエ
ータファン2の回転中心軸oと直交するボス22の端面
22aとの間の傾斜角度θ2は、プロペラ形羽根根元部
分での取付角度θ1(35゜〜45゜)よりも小さな1
5゜〜22゜の範囲内に設定されている。要するに、プ
ロペラ形羽根先端部分での取付角度θ2が22゜よりも
大きな角度に設定されていると、回転中心軸方向へ流す
空気流量は、大きくなるものの、流れの剥離が生じやす
い。逆に、取付角度θ2が15゜よりも小さいと、流れ
の剥離は生じ難いが、回転中心軸方向へ流す空気流量は
小さくなる。従って、プロペラ形羽根先端部分での取付
角度θ2を15゜〜22゜の範囲に設定することで、回
転中心軸方向へ流す空気流量が確保され、流れの剥離も
生じ難くなる。
【0042】また、7枚のプロペラ形羽根21と、プロ
ペラ形羽根先端部分での翼弦長Ctと、プロペラ形羽根
21の外周長π×Dfとは、 0.65<7×Ct/(π×Df)<0.85 の関係を満たすように設定されている。これは、プロペ
ラ形羽根21の枚数7とプロペラ形羽根先端部分での翼
弦長Ctとの積(7Ct)をプロペラ形羽根21の外周
長π×Dfにより除算した値{7Ct/(π×Df)}
を最適値に設定するためである。つまり、7Ct/(π
×Df)が0.65よりも小さい場合には、プロペラ形
羽根21の翼面積が小さすぎるために空気が効率よく流
動せず、静圧効率が低下するからである。一方、7Ct
/(π×Df)が0.85よりも大きい場合には、プロ
ペラ形羽根21の翼面積が大きすぎるために翼面負荷が
増加して騒音が大きくなるからである。
【0043】そして、各プロペラ形羽根21の先広比
は、プロペラ形羽根先端部分での翼弦長Ctをプロペラ
形羽根根元部分での翼弦長Cbで除算した値(Ct/C
b)に基づいて、 Ct/Cb=1.5〜2.1 の範囲内に設定されている。これは、プロペラ形羽根根
元部分よりもプロペラ形羽根先端部分での翼面積を増大
させることによって、空気の流動を効率よく行えるよう
にするためである。
【0044】更に、図3に示すように、ラジエータファ
ン2の回転中心軸oを通る各プロペラ形羽根21のプロ
ペラ形羽根根元部分での翼弦長Cbの二等分線sと、ラ
ジエータファン2の回転中心軸oを通る各プロペラ形羽
根21のプロペラ形羽根先端部分での翼弦長Ctの二等
分線tとでなす、ラジエータファン2の回転方向に対す
る前進角度θ3は、15〜25degの範囲内に設定さ
れている。これは、前進化させることで騒音が低減する
からであり、低騒音化を図る上で有利なものとなる。
【0045】また、各プロペラ形羽根21の翼前縁は、
プロペラ形羽根根元部分からプロペラ形羽根先端部に亘
ってほぼ同一の曲率で湾曲している。一方、翼後縁も、
プロペラ形羽根根元部分からプロペラ形羽根先端部に亘
ってほぼ同一の曲率で湾曲している。
【0046】−ファンシュラウド4の構成− 図2に示すように、ラジエータファン2のプロペラ形羽
根先端部分がファンシュラウド4の空気流動方向上流側
端面42(図では右端)に対し回転中心軸o方向におい
てかぶさるかぶり位置は、ラジエータファン2のプロペ
ラ形羽根先端部分での回転中心軸o方向中間位置とファ
ンシュラウド4の空気流動方向上流側端面42との間の
回転中心軸o方向の距離RPを基準とし、ラジエータフ
ァン2の直径Dfに基づいて、 −0.02<RP/Df<0.08 の範囲内に設定されている。
【0047】これは、図6に示すように、ファンシュラ
ウド4の空気流動方向上流側端面42に対するプロペラ
形羽根先端部分のかぶり位置(RP/Df)が−0.0
2よりも大きくかつ0.08よりも小さい範囲内におい
て、図1に示す気密性の高いエンジン1と、従来のよう
にラジエータファンの上流側に大きな空気導入口を有す
るエンジンと、ラジエータファンの上流側にラジエータ
のみを備えたエンジン単体とを比較した場合に、静圧効
率はほぼ変わらないものの、図7に示すように、比騒音
に差が生じ、かかる点から、かぶり位置(RP/Df)
を−0.02よりも大きくかつ0.08よりも小さい範
囲内に設定するようにしている。この場合、比騒音の観
点から、かぶり位置(RP/Df)を、−0.02<R
P/Df<0.08の範囲内に設定することがより好ま
しい。
【0048】この場合、図6の縦軸の静圧効率は、ラジ
エータファンによる空気流れにおいて、静圧P(P
a)、流量Q(m3/s)、ファン駆動動力W(w)と
すると、(P×Q)/W (単位は無次元)により、求
められる。つまり、ファン駆動動力でどれだけの流れ
(静圧、流量)を発生させることができるかという尺度
である。従って、静圧効率が高い程、同一のファン駆動
動力によって高い静圧で、かつ大きな流量の流れを発生
させることができる。逆に、同一の流れ(静圧および流
量が同じ)を発生させるのに必要なファン駆動動力が少
なくて済む。以降の図において、静圧効率についての定
義は同じであり、その説明を省略する。
【0049】また、ファンシュラウド4の空気流動方向
上流側端面42の開口孔41とラジエータファン2のプ
ロペラ形羽根先端部分との間の半径方向の隙間TCは、
ラジエータファン2の直径Dfに基づいて、 0<TC/Df<0.15 の関係を満たすように設定されている。
【0050】これは、図8に示すように、隙間TCをラ
ジエータファン2の直径Dfで除算した値(TC/D
f)が、0.013、0.026、0.053、0.0
79であるものと比較した場合に、除算値(TC/D
f)を0.013としたものが、空気の流量係数に対す
る流動効率が最も高く、また、図9に示すように、空気
の流量係数に対する比騒音が最も低くなるからであり、
経験的な許容範囲を考慮して、隙間TCを0<TC/D
f<0.15の範囲内に規定するようにしている。
【0051】従って、上記第1の実施形態では、各プロ
ペラ形羽根21は、そのプロペラ形羽根根元部分におけ
る取付角度θ1が35゜〜45゜の範囲に設定されてい
るので、空気流に遠心方向成分を発生させることがで
き、翼根元で受けた空気をプロペラ形羽根根元部分まで
円滑に導くことができる。また、プロペラ形羽根先端部
分での取付角度θ2がプロペラ形羽根根元部分での取付
角度θ1(35゜〜45゜)よりも小さな15゜〜22
゜の範囲に設定されているので、回転中心軸方向へ流す
空気流量を確保でき、流れの剥離も生じ難くすることが
できる。加えて、プロペラ形羽根21の枚数7とプロペ
ラ形羽根先端部分での翼弦長Ctとの積(7Ct)をプ
ロペラ形羽根21の外周長π×Dfにより除算した値
{7Ct/(π×Df)}が、0.65よりも大きくか
つ0.85よりも小さな値に設定されているので、プロ
ペラ形羽根21の翼面積を十分に確保することができる
上、プロペラ形羽根21の翼面負荷が小さくなって低騒
音化を図る上で有利なものとなる。しかも、プロペラ形
羽根21の先広比が、1.5〜2.1の範囲内に設定さ
れているので、プロペラ形羽根根元部分よりもプロペラ
形羽根先端部分での翼面積が増大し、空気の流動を効率
よく行うことができる。更に、ラジエータファン2の回
転方向に対する前進角度θ3が15〜25degの範囲
内に設定されているので、低騒音化を図る上で非常に有
利なものとなる。要するに、エンジン騒音が外部に漏れ
ないように気密性を高めたエンジンルーム11におい
て、図11に示すように、本エンジンルーム11の空気
流動抵抗(図11に太実線で表す)が変化していても、
従来型ファン特性(図11に細破線で表す)とのマッチ
ング点が本実施形態における改善型ファン特性(図1
1に細実線で表す)とのマッチング点まで移動し、そ
れに伴って、図10に示す如く、マッチング点での比
騒音が飛躍的に小さくなり、エンジン騒音およびファン
騒音を共に減少させることができることになる。
【0052】また、各プロペラ形羽根21の翼前縁およ
び翼後縁が、プロペラ形羽根根元部分からプロペラ形羽
根先端部に亘ってそれぞれほぼ同一の曲率で湾曲してい
るので、ラジエータファンをエンジンの大きさなどの用
途に応じた大きさに径変化させて使用する場合において
も、ラジエータファン2を外周カットすることによって
直径変更しても、ファン性能が悪化することはなく、気
密性の高いエンジンルーム11に対する静圧効率を確保
することができる上、ラジエータファン2による低騒音
化をも実践することができる。
【0053】そして、ファンシュラウド4の空気流動方
向上流側端面に対するラジエータファン2のプロペラ形
羽根先端部分のかぶり位置は、ラジエータファン4のプ
ロペラ形羽根先端部分での回転中心軸o方向の中間部と
ファンシュラウド4の空気流動方向上流側端面との間の
回転中心軸o方向の基準距離RPをラジエータファン2
の直径Dfで除算した値(TC/Df)に基づいて、−
0.02よりも大きくかつ0.08よりも小さい最適値
に設定されているので、ファンシュラウド4に対し空気
を流動させ易くして風量を増加させることができる上、
ファンシュラウド4内での空気の干渉効果を防止して騒
音を低減させることができる。
【0054】しかも、開口孔42とプロペラ形羽根先端
部分との間の隙間TCをラジエータファン2の直径Df
で除算した値が、0よりも大きくかつ0.15よりも小
さい非常に小さな値に設定されているので、静圧効率を
効果的に高めることができる上、ラジエータファン2に
よる低騒音化をも図ることができる。更に、エンジンル
ーム11内において防振ゴムなどを介してボディに取り
付けられたエンジン1に対し連結されるラジエータファ
ン2と、ボディに直に取り付けられるファンシュラウド
4との互いの非直連結による振動接触も、効果的に回避
することができる。
【0055】なお、上記第1の実施形態では、ラジエー
タファン2として、ラジエータ5を介して空気をエンジ
ンルーム11内に吸い込む吸い込みタイプのものを適用
したが、図12に示すように、ラジエータファン6とし
て、ファンシュラウド4の空気流動方向下流側(図では
右側)にラジエータ5を備えてなり、空気をラジエータ
5を介してエンジンルーム11内に吐き出す吐き出しタ
イプのものが適用されていてもよい。この場合、ラジエ
ータファン6は、7枚のプロペラ形羽根61をボス62
に対して取り付けて空気を強制的にエンジンルーム11
に流動させるものである。
【0056】<第2の実施の形態>次に、本発明の第2
の実施形態を図13ないし図16に基づいて説明する。
【0057】この実施形態では、ファンシュラウドの開
口孔の構造を変更している。なお、開口孔を除くその他
の構成は、上記第1の実施形態の場合と同じであり、同
一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【0058】すなわち、本例では、図13に示すよう
に、開口孔43は、ファンシュラウド4の空気流動方向
上流側端面42より空気の流動方向下流側(図では右
側)に向かって略直角に突設されている。また、ラジエ
ータファン2のプロペラ形羽根先端部分での回転中心軸
o方向の中間位置は、空気流動方向上流側端面42に対
し回転中心軸o上のほぼ同一位置に位置付けられてい
る。このラジエータファン2としては、ファンシュラウ
ド4の空気流動方向上流側(図では左側)にラジエータ
5を備え、ラジエータ5を介して空気を吸い込む吸い込
みタイプのものが適用されている。
【0059】そして、ファンシュラウド4の空気流動方
向上流側端面42からの開口孔43の突出量LSは、ラ
ジエータファン2の直径Dfに基づいて、 0<LS/Df<0.1 の関係を満たすように設定されている。
【0060】これは、図14に示すように、開口孔43
の突出量LSをラジエータファン2の直径Dfで除算し
た値(LS/Df)が、0.008、0.026、0.
039、0.053、0.079であるものと比較した
場合に、除算値(LS/Df)を0.053としたもの
が、空気の流量係数に対する流動効率が低くなる傾向を
示し、また、図15に示すように、空気の流量係数に対
する比騒音が高くなる傾向を示しているからであり、経
験的な許容範囲を考慮して、開口孔43の突出量LSを
0<LS/Df<0.1の範囲内に規定するようにして
いる。
【0061】これにより、本実施形態では、ファンシュ
ラウド4の空気流動方向上流側端面42からの開口孔4
3の突出量LSがラジエータファン2の直径Dfに基づ
いて最適値に設定されることになる。つまり、開口孔4
3の突出量LSが大きすぎると、管内抵抗が増加して静
圧効率を効果的に高めることができない上、ラジエータ
ファン2が開口孔43の周縁に干渉しやすく騒音が増大
するおそれがある。従って、開口孔43の突出量LSを
ラジエータファン2の直径Dfに基づいて0よりも大き
くかつ0.1よりも小さく設定することで、ファンシュ
ラウドの空気流動方向上流側端面に単純な開口孔を開口
させたもの(開口孔の突出量LSがないもの)に比べ
て、静圧効率をさらに効果的に高めることができる上、
開口孔43周縁に対するラジエータファン2の干渉によ
る騒音増大を防止することができる。
【0062】なお、上記第2の実施形態では、ラジエー
タファン2として、ラジエータ5を介して空気をエンジ
ンルーム11内に吸い込む吸い込みタイプのものを適用
したが、図16に示すように、ラジエータファン6より
もファンシュラウド4の空気流動方向下流側(図では右
側)にラジエータ5を備え、空気をラジエータ5を介し
てエンジンルーム11内に吐き出す吐き出しタイプのラ
ジエータファン6が適用されていてもよい。
【0063】<第3の実施の形態>次に、本発明の第3
の実施形態を図17ないし図20に基づいて説明する。
【0064】この実施形態では、ファンシュラウドの開
口孔の構造を変更している。なお、開口孔を除くその他
の構成は、上記第1の実施形態の場合と同じであり、同
一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【0065】すなわち、本例では、図17に示すよう
に、開口孔44は、ファンシュラウド4の空気流動方向
上流側端面42に対し空気の流動方向下流側に向かって
湾曲部45を存して略直角に突設されている。また、ラ
ジエータファン2のプロペラ形羽根先端部分での回転中
心軸o方向の中間位置は、空気流動方向上流側端面42
に対し回転中心軸o上のほぼ同一位置に位置付けられて
いる。このラジエータファン2としては、ファンシュラ
ウド4の空気流動方向上流側(図では左側)にラジエー
タ5を備え、ラジエータ5を介して空気を吸い込む吸い
込みタイプのものが適用されている。
【0066】そして、ファンシュラウド4の空気流動方
向上流側端面の湾曲部45の半径Rは、ラジエータファ
ン2の直径Dfに基づいて、 0<R/Df<0.1 の関係を満たすように設定されている。
【0067】これは、図18に示すように、湾曲部45
の半径Rをラジエータファン2の直径Dfで除算した値
(R/Df)が、0、0.034、0.047、0.0
61であるものと比較した場合に、除算値(R/Df)
を0.061としたものが、空気の流量係数に対する流
動効率が悪くなる傾向を示し、また、図19に示すよう
に、空気の流量係数に対する比騒音も高くなる傾向を示
しているからであり、経験的な許容範囲を考慮して、湾
曲部45の半径Rを0<R/Df<0.1の範囲内に規
定するようにしている。
【0068】これにより、本実施形態では、空気の流動
方向下流側に略直角に突設した開口孔44に対して空気
は、ファンシュラウド4の空気流動方向上流側端面42
の湾曲部45によって流入抵抗を低減させた状態で円滑
に流入することになり、ラジエータファン2の風量を増
大させることができる。
【0069】なお、上記第3の実施形態では、ラジエー
タファン2として、ラジエータ5を介して空気をエンジ
ンルーム11内に吸い込む吸い込みタイプのものを適用
したが、図20に示すように、ラジエータファン6より
もファンシュラウド4の空気流動方向下流側(図では右
側)にラジエータ5を備え、空気をラジエータ5を介し
てエンジンルーム11内に吐き出す吐き出しタイプのラ
ジエータファン6が適用されていてもよい。
【0070】<第4の実施の形態>次に、本発明の第4
の実施形態を図21に基づいて説明する。
【0071】この実施形態では、ファンシュラウドの開
口孔の構造を変更している。なお、開口孔を除くその他
の構成は、上記第3の実施形態の場合と同じであり、同
一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【0072】すなわち、本例では、図21に示すよう
に、開口孔46は、ファンシュラウド4の空気流動方向
上流側端面に対し空気の流動方向下流側に向かって湾曲
部45を存して拡径するように突設されている。また、
ラジエータファン2のプロペラ形羽根先端部分での回転
中心軸o方向の中間位置は、空気流動方向上流側端面4
2に対し回転中心軸o上のほぼ同一位置に位置付けられ
ている。このラジエータファン2としては、ファンシュ
ラウド4の空気流動方向上流側(図では左側)にラジエ
ータ5を備え、ラジエータ5を介して空気を吸い込む吸
い込みタイプのものが適用されている。
【0073】そして、ファンシュラウド4の空気流動方
向上流側端面42より湾曲部45を介して拡径する開口
孔46の傾斜面46aと、ラジエータファン2の回転中
心軸oとでなす角度βは、 0<β<60deg の範囲内に設定されている。
【0074】これにより、本実施形態では、開口孔46
を空気流動方向上流側端面に対し空気の流動方向下流側
に向かって突設させているために空気の流路抵抗が大き
くても、この流路が湾曲部45を存して拡径しているの
で、ラジエータファン2によって遠心方向を向く空気の
流れが拡径により半径方向外向き(遠心方向)に傾斜す
る傾斜面46aに沿って流れることになり、空気の流路
抵抗が低減されて、ラジエータファン2の風量を増大さ
せることができる。
【0075】しかも、開口孔46をファンシュラウド4
の空気流動方向上流側端面42より拡径するように突設
させていることで、ラジエータファン2が開口孔46の
周縁に干渉し難くなり、開口孔46周縁に対するラジエ
ータファン2の干渉による騒音増大を効果的に防止する
ことができる。
【0076】なお、上記第4の実施形態では、ラジエー
タファン2として、ラジエータ5を介して空気をエンジ
ンルーム11内に吸い込む吸い込みタイプのものを適用
したが、図22に示すように、ラジエータファン6より
もファンシュラウド4の空気流動方向下流側(図では右
側)にラジエータ5を備え、空気をラジエータ5を介し
てエンジンルーム11内に吐き出す吐き出しタイプのラ
ジエータファン6が適用されていてもよい。
【0077】<その他の実施の形態>なお、上記各実施
形態では、各プロペラ形羽根21の翼前縁および翼後縁
を、プロペラ形羽根根元部分からプロペラ形羽根先端部
に亘ってほぼ同一の曲率で湾曲させるようにしたが、各
プロペラ形羽根の翼前縁のみが、プロペラ形羽根根元部
分からプロペラ形羽根先端部に亘ってほぼ同一の曲率で
湾曲するようにしてもよい。この場合においても、ファ
ンを外周カットすることで、ラジエータファンの直径を
変更してもファン性能がさほど悪化することはなく、気
密性の高いエンジンルームに対する静圧効率を確保する
ことができる上、ラジエータファンによる低騒音化も実
践することができる。
【0078】
【発明の効果】以上のように、本発明の請求項1におけ
るラジエータファンによれば、プロペラ形羽根先端部分
での取付角度θ2を15゜〜22゜の範囲に設定するこ
とで、回転中心軸方向へ流す空気流量を確保し、流れの
剥離を生じ難くすることができる。また、プロペラ形羽
根根元部分での取付角度θ1を35゜〜45゜の範囲に
設定することで、空気流に遠心方向成分を発生させるこ
とができ、翼根元で受けた空気をプロペラ形羽根先端部
分まで導くことができる。従って、流れの剥離を発生さ
せることなく、エンジン冷却に必要な空気流量を確保す
ることができる。
【0079】さらに、図10および図11に示す如く、
ファン性能を改善できるので、気密性の高いエンジンル
ームに用いた場合でもファン騒音の発生を抑制すること
ができ、エンジンルーム全体としてエンジン騒音および
ファン騒音を低減することができる。
【0080】本発明の請求項2におけるラジエータファ
ンによれば、プロペラ形羽根の枚数Nとプロペラ形羽根
先端部分での翼弦長Ctとの積をプロペラ形羽根の外周
長π×Dfにより除算した値{N×Ct/(π×D
f)}を0.65よりも大きくかつ0.85よりも小さ
く設定することで、プロペラ形羽根の翼面積を十分に確
保することができる上、プロペラ形羽根の翼面負荷を小
さくして低騒音化を図ることができる。また、プロペラ
形羽根の先広比を、プロペラ形羽根先端部分での翼弦長
Ctをプロペラ形羽根根元部分での翼弦長Cbで除算し
た値(Ct/Cb)に基づいて、1.5〜2.1の範囲
内に設定することで、プロペラ形羽根根元部分よりもプ
ロペラ形羽根先端部分での翼面積を増大させ、空気の流
動を効率よく行うことができる。更に、ファンの回転方
向に対する前進角度θ3を15〜25degの範囲内に
設定することで、低騒音化を図る上で有利なものとな
る。従って、気密性の高い空間に対して空気をより効率
よく流動させて、静圧効率をより高めることができる
上、プロペラ形羽根の翼面負荷の減少と相まってファン
による低騒音化をより一層図ることができる。
【0081】本発明の請求項3におけるラジエータファ
ンによれば、各プロペラ形羽根の翼前縁および翼後縁の
うちの少なくとも翼前縁を、プロペラ形羽根根元部分か
らプロペラ形羽根先端部に亘ってほぼ同一の曲率で湾曲
させることで、ファンを外周カットすることによって直
径を変更してもファン性能を悪化させずに、気密性の高
い空間に対する静圧効率を確保することができる上、フ
ァンによる低騒音化も実践することができる。
【0082】本発明の請求項4におけるラジエータファ
ンを用いたエンジンの冷却装置によれば、ファンシュラ
ウド端面に対するプロペラ形羽根先端部分のかぶり位置
を、プロペラ形羽根先端部分での回転中心軸方向中間部
とファンシュラウド端面との間の軸線方向の基準距離R
Pをファンの直径Dfで除算した値(TC/Df)に基
づいて、−0.02よりも大きくかつ0.08よりも小
さく設定することで、ファンシュラウドに対し空気を流
動させ易くして風量を増加させることができる上、ファ
ンシュラウド内での空気の干渉効果を防止して騒音を低
減させることができる。しかも、隙間TCをファンの直
径Dfで除算した値を0よりも大きくかつ0.15より
も小さい非常に小さな値とすることで、静圧効率を効果
的に高めることができる上、ファンによる低騒音化をも
図ることができる。更に、互いに非直連結のファンとフ
ァンシュラウドとの振動接触も効果的に回避することが
できる。
【0083】本発明の請求項5におけるラジエータファ
ンを用いたエンジンの冷却装置によれば、ファンのプロ
ペラ形羽根先端部分での回転中心軸方向中間部をファン
シュラウド端面に対し回転中心軸線上のほぼ同一位置に
位置付け、ファンシュラウド端面からの開口孔の突出量
LSを、ファンの直径Dfに基づいて、0<LS/Df
<0.1の関係を満たすように設定することで、静圧効
率をさらに効果的に高めることができる上、開口孔周縁
に対するファンの干渉による騒音増大を防止することが
できる。
【0084】本発明の請求項6におけるラジエータファ
ンを用いたエンジンの冷却装置によれば、開口孔をファ
ンシュラウド端面に対し空気の流動方向下流側に向かっ
て湾曲部を存して略直角に突設させ、その湾曲部の半径
Rを、ファンの直径Dfに基づいて、0<R/Df<
0.1の関係を満たすように設定することで、開口孔に
対して空気を、ファンシュラウド端面の湾曲部によって
流入抵抗を低減させた状態で円滑に流入させることがで
き、ファンの風量を増大させることができる。
【0085】更に、本発明の請求項7におけるラジエー
タファンを用いたエンジンの冷却装置によれば、開口孔
をファンシュラウド端面に対し空気の流動方向下流側に
向かって湾曲部を存して拡径するように突設させ、その
開口孔の傾斜面とファンの回転中心軸とでなす角度β
を、0<β<60degの範囲内に設定することで、フ
ァンによって遠心方向を向く空気の流れを傾斜面に沿っ
て流せることになり、空気の流路抵抗を低減させてファ
ンの風量を増大させることができる。しかも、開口孔の
周縁に対しファンを干渉し難くし、開口孔周縁に対する
ファンの干渉による騒音増大を効果的に防止することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態に係わるラジエータフ
ァンを用いたエンジンの冷却装置の模式図である。
【図2】同じく回転中心軸付近で切断した吸い込みタイ
プのラジエータファンおよびファンシュラウドの断面図
である。
【図3】同じくラジエータファンの正面図である。
【図4】同じくプロペラ形羽根根元部分での取付角度θ
1を示す断面図である。
【図5】同じくプロペラ形羽根先端部分での取付角度θ
2を示す断面図である。
【図6】同じく密閉型エンジンルームの場合、従来型エ
ンジンルームの場合、エンジン単体にエンジンを取り付
けただけの場合において、ラジエータファンのかぶり位
置を変化させた状態での静圧効率の特性を表す図であ
る。
【図7】同じく密閉型エンジンルームの場合、従来型エ
ンジンルームの場合、エンジン単体にエンジンを取り付
けただけの場合において、ラジエータファンのかぶり位
置を変化させた状態での比騒音の特性を表す図である。
【図8】同じくラジエータファンと開口孔との隙間を変
化させた状態での静圧効率の特性を表す図である。
【図9】同じくラジエータファンと開口孔との隙間を変
化させた状態での比騒音の特性を表す図である。
【図10】同じく本実施形態のラジエータファンの場合
と従来型のラジエータファンの場合とにおいて、ラジエ
ータファンの流量係数と比騒音との関係を表す図であ
る。
【図11】同じく本実施形態のラジエータファンの場合
と従来型のラジエータファンの場合の流れ特性、および
密閉型エンジンルーム内と従来型エンジンルーム内との
流路抵抗の特性を表す図である。
【図12】第1の実施形態の変形例に係わる回転中心軸
付近で切断した吐き出しタイプのラジエータファンおよ
びファンシュラウドの断面図である。
【図13】本発明の第2の実施形態に係わる回転中心軸
付近で切断した吸い込みタイプのラジエータファンおよ
びファンシュラウドの断面図である。
【図14】同じくファンシュラウドの突出量を変化させ
た場合の静圧効率の特性を表す図である。
【図15】同じくファンシュラウドの突出量を変化させ
た場合の比騒音の特性を表す図である。
【図16】第2の実施形態の変形例に係わる回転中心軸
付近で切断した吐き出しタイプのラジエータファンおよ
びファンシュラウドの断面図である。
【図17】本発明の第3の実施形態に係わる回転中心軸
付近で切断した吸い込みタイプのラジエータファンおよ
びファンシュラウドの断面図である。
【図18】同じくファンシュラウドの湾曲部の半径を異
ならせた場合の静圧効率の特性を表す図である。
【図19】同じくファンシュラウドの湾曲部の半径を異
ならせた場合の比騒音の特性を表す図である。
【図20】第3の実施形態の変形例に係わる回転中心軸
付近で切断した吐き出しタイプのラジエータファンおよ
びファンシュラウドの断面図である。
【図21】本発明の第4の実施形態に係わる回転中心軸
付近で切断した吸い込みタイプのラジエータファンおよ
びファンシュラウドの断面図である。
【図22】第4の実施形態の変形例に係わる回転中心軸
付近で切断した吐き出しタイプのラジエータファンおよ
びファンシュラウドの断面図である。
【符号の説明】
2,6 ラジエータファン(ファン) 21,61 プロペラ形羽根 22,62 ボス θ1 プロペラ形羽根根元部分の取付角度 θ2 プロペラ形羽根先端部分の取付角度 N プロペラ形羽根の枚数 Ct プロペラ形羽根先端部分の翼弦長 Cb プロペラ形羽根根元部分の翼弦長 o 回転中心軸 m プロペラ形羽根根元部分での翼弦長の二
等分線 n プロペラ形羽根先端部分での翼弦長の二
等分線 θ3 前進角度 41,13,44,46開口孔 42 空気流動方向上流側端面(端面) 4 ファンシュラウド RP プロペラ形羽根先端部分の回転中心軸方
向の基準距離 Df ファンの直径 TC 開口孔とラジエータファンとの間の隙間 LS 開口孔の突出量 45 湾曲部 R 湾曲部の半径 46a 開口孔の傾斜面 β 傾斜面とファンの回転中心軸とでなす角
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F04D 29/54 F04D 29/54 G 29/66 29/66 M N Fターム(参考) 3H033 AA02 AA15 BB02 BB08 CC01 CC04 DD03 DD27 EE03 EE06 EE08 EE19 3H034 AA02 AA15 BB02 BB08 CC01 CC04 DD05 DD25 EE03 EE06 EE08 EE18 3H035 CC01 CC04 CC07 DD04 DD06

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数枚のプロペラ形羽根をボスに対して
    取り付けて空気を強制的に流動させるラジエータファン
    であって、 上記各プロペラ形羽根をボスに対する取付面と平行な面
    で投影した場合のプロペラ形羽根根元部分での取付角度
    θ1は、35〜45degの範囲内に設定されている一
    方、プロペラ形羽根先端部分での取付角度θ2は、15
    〜22degの範囲内に設定されていることを特徴とす
    るラジエータファン。
  2. 【請求項2】 上記請求項1に記載のラジエータファン
    において、 プロペラ形羽根の枚数Nと、プロペラ形羽根先端部分で
    の翼弦長Ctと、プロペラ形羽根の外周長π×Dfと
    は、 0.65<N×Ct/(π×Df)<0.85 の関係を満たすように設定されており、 プロペラ形羽根の先広比は、プロペラ形羽根先端部分で
    の翼弦長Ctと、プロペラ形羽根根元部分での翼弦長C
    bとに基づいて、 Ct/Cb=1.5〜2.1 の範囲内に設定されており、 ファンの回転中心軸を通るプロペラ形羽根根元部分での
    翼弦長Cbの二等分線と、ファンの回転中心軸を通るプ
    ロペラ形羽根先端部分での翼弦長Ctの二等分線とでな
    すファンの回転方向に対する前進角度θ3は、15〜2
    5degの範囲内に設定されていることを特徴とするラ
    ジエータファン。
  3. 【請求項3】 上記請求項1または請求項2に記載のラ
    ジエータファンにおいて、 各プロペラ形羽根の翼前縁および翼後縁のうちの少なく
    とも翼前縁は、プロペラ形羽根根元部分からプロペラ形
    羽根先端部に亘ってほぼ同一の曲率で湾曲していること
    を特徴とするラジエータファン。
  4. 【請求項4】 上記請求項1ないし請求項3のいずれか
    1つに記載のラジエータファンを用いたエンジン冷却装
    置において、 ファンは、このファンを半径方向外方より覆う開口孔を
    端面に開設してなるファンシュラウド内に収容されてお
    り、 ファンのプロペラ形羽根先端部分がファンシュラウド端
    面に対し回転中心軸方向においてかぶさるかぶり位置
    は、ファンのプロペラ形羽根先端部分での回転中心軸方
    向中間部とファンシュラウド端面との間における回転中
    心軸方向の基準距離RPと、ファンの直径Dfとに基づ
    いて、 −0.02<RP/Df<0.08 の範囲内に設定されているとともに、 ファンシュラウド端面の開口孔とファンのプロペラ形羽
    根先端部分との間の半径方向の隙間TCは、ファンの直
    径Dfに基づいて、 0<TC/Df<0.15 の関係を満たすように設定されていることを特徴とする
    ラジエータファンを用いたエンジン冷却装置。
  5. 【請求項5】 上記請求項1ないし請求項3のいずれか
    1つに記載のラジエータファンを用いたエンジン冷却装
    置において、 ファンは、このファンを半径方向外方より覆う開口孔を
    端面に開設してなるファンシュラウド内に収容され、上
    記開口孔は端面より空気の流動方向下流側に向かって略
    直角に突設されてなり、 ファンのプロペラ形羽根先端部分での回転中心軸方向中
    間部は、ファンシュラウド端面に対し回転中心軸上のほ
    ぼ同一位置に位置付けられているとともに、 ファンシュラウド端面からの開口孔の突出量LSは、フ
    ァンの直径Dfに基づいて、 0<LS/Df<0.1 の関係を満たすように設定されていることを特徴とする
    ラジエータファンを用いたエンジン冷却装置。
  6. 【請求項6】 上記請求項1ないし請求項3のいずれか
    1つに記載のラジエータファンを用いたエンジン冷却装
    置において、 ファンは、このファンを半径方向外方より覆う開口孔を
    端面に開設してなるファンシュラウド内に収容され、上
    記開口孔は端面に対し空気の流動方向下流側に向かって
    湾曲部を存して略直角に突設されてなり、 ファンのプロペラ形羽根先端部分での回転中心軸方向中
    間部は、ファンシュラウド端面に対し回転軸線上のほぼ
    同一位置に位置付けられているとともに、 ファンシュラウド端面の湾曲部の半径Rは、ファンの直
    径Dfに基づいて、 0<R/Df<0.1 の関係を満たすように設定されていることを特徴とする
    ラジエータファンを用いたエンジン冷却装置。
  7. 【請求項7】 上記請求項1ないし請求項3のいずれか
    1つに記載のラジエータファンを用いたエンジン冷却装
    置において、 ファンは、このファンを半径方向外方より覆う開口孔を
    端面に開設してなるファンシュラウド内に収容され、上
    記開口孔は端面に対し空気の流動方向下流側に向かって
    湾曲部を存して拡径するように突設されてなり、 ファンのプロペラ形羽根先端部分での回転中心軸方向中
    間部は、ファンシュラウド端面位置に対し回転中心軸上
    のほぼ同一位置に位置付けられているとともに、 ファンシュラウド端面より湾曲部を介して拡径する開口
    孔の傾斜面とファンの回転中心軸とでなす角度βは、 0<β<60deg の範囲内に設定されていることを特徴とするラジエータ
    ファンを用いたエンジン冷却装置。
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