DE112022000370T5

DE112022000370T5 - Gebläseverkleidungsanordnung

Info

Publication number: DE112022000370T5
Application number: DE112022000370.7T
Authority: DE
Inventors: Cheolun Park; Jun Ho Kim; Ok Ryul Min; Sang Hyun Lee; Jae O Jung
Original assignee: Hanon Systems Corp
Current assignee: Hanon Systems Corp
Priority date: 2021-02-05
Filing date: 2022-02-04
Publication date: 2023-10-26
Also published as: US20240141920A1; CN116888352A; KR20220113050A; WO2022169281A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gebläseverkleidung, die in einem Kühlmodul vorgesehen ist, und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Gebläseverkleidungsanordnung bereitzustellen, in der ein Leitblech selektiv in manchen Abschnitten zwischen einer Vielzahl von Befestigungselementen vorgesehen ist, die in einer Belüftungsöffnung einer Gebläseverkleidung vorgesehen sind, wodurch eine Verschlechterung der Steifigkeit und Haltbarkeit der Gebläseverkleidung verringert und BPF-Geräusche wirksam verringert werden.

Description

[Technisches Gebiet]
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gebläseverkleidungsanordnung und insbesondere eine Gebläseverkleidungsanordnung, bei der ein Gebläse, das zwangsweise Luft ausbläst, an einem luftgekühlten Wärmetauscher gelagert ist und mit dem Wärmetauscher gekoppelt ist, sowie eine Struktur vorgesehen ist, die in der Lage ist, Geräusche während eines Prozesses des Ausblasens von Luft zu verringern.
[Technischer Hintergrund]
Im Allgemeinen werden in Fahrzeugen verschiedene Klimaanlagen, Kühlsysteme und dergleichen installiert. Das Klimatisierungssystem umfasst etwa Kühl- und Heizmodule zum Einstellen einer Lufttemperatur, einer Luftfeuchtigkeit und dergleichen in einem Innenraum, in dem sich ein Fahrzeuginsasse aufhält. Das Kühlsystem umfasst Module zur Kühlung eines Verbrennungsmotors, eines Motors und dergleichen, um zu verhindern, dass der Verbrennungsmotor, der Motor und dergleichen überhitzen. Diese verschiedenen Module sind derart eingerichtet, dass sie die gewünschten Kühl-, Heiz- und Kühlvorgänge durchführen, indem sie Wärme übertragen, während Wärmetauschermedien wie etwa ein Kältemittel und ein Kühlmittel zirkulieren.
Die Klimaanlage oder das Kühlsystem weist verschiedene Wärmetauscher auf. Unter den Wärmetauschern befindet sich ein luftgekühlter Wärmetauscher, der ein Wärmetauschmedium darin mit Hilfe von Außenluft kühlt. Bekanntlich verbessert sich die Effizienz des Wärmeaustauschs mit der Geschwindigkeit der Luft, die zu einem Kern des luftgekühlten Wärmetauschers strömt. Daher wird im Allgemeinen eine Gebläseverkleidung mit einer vorderen Fläche des luftgekühlten Wärmetauschers verbunden, um zwangsweise Luft hin zu dem Kern des Wärmetauschers zu blasen, ohne dass der Wärmeaustausch nur durch fahrzeuginduzierten Wind erfolgen darf. Die Gebläseverkleidung bezieht sich auf eine Art von Bauteil, welches ein Gebläse bzw. einen Lüfter, das bzw. der eine Nabe und eine Vielzahl von Flügeln aufweist, sowie einen Motor, welcher derart eingerichtet ist, dass er das Gebläse dreht, auf stabile Weise stützt bzw. lagert und es ermöglicht, das Gebläse und den Motor mit einer anderen Vorrichtung zu verbinden.
1 ist eine perspektivische Ansicht einer allgemeinen Gebläseverkleidungsanordnung. Wie dargestellt weist eine Gebläseverkleidung 100 ein Umfangsteil 110, welches derart eingerichtet ist, dass es einen Außenumfang eines Gebläses 200 umgibt, sowie ein flächiges Teil 120, welches derart eingerichtet ist, dass es einem Wärmetauscher zugewandt ist, auf. Eine Belüftungsöffnung 150 ist in einem zentralen Abschnitt des Umfangsteils 110 ausgebildet und bietet einen leeren Raum, durch den ein durch das Gebläse 200 erzeugter Luftstrom strömt, um Luft zu blasen. Ein Motor, der an einer Welle bzw. Achse des Gebläses 200 vorgesehen ist, ist in einem Nabenteil 151 aufgenommen und gelagert, das in der Mitte der Belüftungsöffnung 150 vorgesehen ist. Wie dargestellt ist eine Vielzahl von Befestigungselementen 152 radial um das Nabenteil 151 angeordnet, um eine Position des Nabenteils 151 stabil zu fixieren und zu stützen, und zwei gegenüberliegende Enden des Befestigungselements 152 sind jeweils mit einer Innenumfangskante des Umfangsteils 110 und einer Außenumfangskante des Nabenteils 151 verbunden. In diesem Fall kann die Dicke des Umfangsteils 110 im Allgemeinen größer sein als die Dicke des flächigen Teils 120, um die Breite einer Innenumfangskante des Umfangsteils 110, die mit dem Befestigungselement 152 verbunden ist, zu vergrößern, wodurch eine angemessene Steifigkeit durch Vergrößerung der Breite des Befestigungselements 152 sichergestellt wird. Das heißt, wie in einer vergrößerten Ansicht, die auf der unteren Seite aus 1 dargestellt ist, deutlich zu erkennen ist, steht das Umfangsteil 110 vor, und eine Seitenfläche des Umfangsteils 110 ist von einer Oberfläche des flächigen Teils 120 aus betrachtet sichtbar. In der vergrößerten Ansicht in 1 ist eine Grenze zwischen dem Umfangsteil 110 und dem flächigen Teil 120 nicht deutlich erkennbar. Daher ist das Umfangsteil in einer hellen Farbe und das flächige Teil 120 in einer dunklen Farbe dargestellt.
Während eines Prozesses, bei dem das Gebläse zwangsweise Luft ausbläst, entsteht zwangsläufig ein erhebliches Geräusch. Genauer gesagt entsteht im Allgemeinen ein Geräusch mit einer Puls-Wellenform mit einer Frequenz, die das Produkt aus der Anzahl der Flügel und der Drehzahl ist, wenn ein Fluid, das von Fluidtransportflügeln in einer Fluidmaschine transportiert wird, durch einen Absperrabschnitt der Fluidmaschine strömt. Das Geräusch wird als Flügeldurchgangsfrequenz (BPF) -Geräusch bezeichnet. Die Flügel des Gebläses 200 entsprechen den Fluidtransportflügeln, und die Belüftungsöffnung 150 entspricht einem Absperrabschnitt. Das BPF-Geräusch tritt sogar in der Gebläseverkleidungsanordnung auf, wenn das Gebläse 200 in Betrieb ist.
Es wurden verschiedene Studien zur Verbesserung der Form oder Struktur der Gebläseverkleidung durchgeführt, um das BPF-Geräusch zu verringern. Zum Beispiel offenbart das koreanische Patent mit Offenlegungsnummer 2013-0111744 („Fan Shroud for Reducing Noise“, 11. Oktober 2013) eine Gebläseverkleidung, die in 1 dargestellt ist und eine Vielzahl von Langlöchern und eine Vielzahl von Kurzlöchern aufweist, die näher an einer Außenumfangskante des Umfangsteils 110 angeordnet und durch das flächige Teil 120 hindurch ausgebildet sind. Wie oben beschrieben wurden verschiedene Technologien durchgeführt, um das BPF-Geräusch zu verringern, indem die Löcher an geeigneten Positionen an der Gebläseverkleidung ausgebildet werden und ein Teil des Luftstroms, der durch die Belüftungsöffnung 150 strömt, gesteuert wird. Da das in der Gebläseverkleidung ausgebildete Loch jedoch einer Art Fehler in Bezug auf die Struktur entspricht, besteht die Gefahr, dass das Loch die Steifigkeit und Haltbarkeit der Gebläseverkleidung beeinträchtigen kann.
In einem weiteren Beispiel, das in „Reduction of the BPF Noise Radiated from an Engine Cooling Fan“ (Yoshida K. et al., SAE 2014 World Congress & Exhibition, 1. April 2014) beschrieben ist, wurde versucht, das BPF-Geräusch durch Änderung der Form der Gebläseverkleidung zu verringern. 2 ist eine Ausführungsform, bei der die Form der Gebläseverkleidung verändert wurde, um das BPF-Geräusch gemäß den Studien aus dem Stand der Technik zu verringern. Wie in den oberen Ansichten in 1 und 2 dargestellt, ist die allgemeine Gebläseverkleidung derart geformt, dass das flächige Teil 120 in einer annähernd rechteckigen Form ausgebildet ist, die der Form des Kerns des Wärmetauschers entspricht, und das Umfangsteil 110 ist an einem zentralen Abschnitt des flächigen Teils 120 ausgebildet. Es ist bekannt, dass, wenn ein Abschnitt, in dem ein Spalt zwischen den Flügeln des Gebläses 200 und der Gebläseverkleidung klein ist, als schmaler Abschnitt bezeichnet wird, eine signifikant große Menge an BPF-Geräuschen in dem schmalen Abschnitt auftritt. Wie in der unteren Ansicht in 2 dargestellt, bildet die in 2 gezeigte Studie einen zusätzlichen Luftströmungsraum in dem schmalen Abschnitt in der Richtung, in der sich das Gebläse 200 dreht, und sorgt so für eine Formänderung zur Verringerung des BPF-Geräusches, indem der schmale Abschnitt erweitert wird. Es bestehen jedoch Bedenken, dass die Formänderung eine asymmetrische Form der Gebläseverkleidung bildet und unerwünschte Vibrationen verursacht, welche die Steifigkeit und Haltbarkeit der Gebläseverkleidung und der Montage der Gebläseverkleidung beeinträchtigen. Ferner wird befürchtet, dass die unnötigen Vibrationen neue Vibrationsgeräusche verursachen. Da der zusätzliche Luftstromraum aus der Form der bestehenden Gebläseverkleidung vorsteht, stört der zusätzliche Luftstromraum unweigerlich die peripheren Komponenten bei der Montage eines Kühlmoduls und der Anbringung einer Fahrzeugverpackung.
[Dokumente des Stands der Technik]
[Patentdokument]
1. Koreanisches Patent mit Offenlegungsnummer 2013-0111744 („Fan Shroud for Reducing Noise“, 11. Oktober 2013)
[Nicht-Patent-Dokument]
1. „Reduction of the BPF Noise Radiated from an Engine Cooling Fan" (Yoshida K. et al., SAE 2014 World Congress & Exhibition, April 01, 2014)
[Offenbarung]
[Technisches Problem]
Daher erfolgte die vorliegende Erfindung in dem Bemühen, das oben erwähnte Problem im verwandten Stand der Technik zu lösen, und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Gebläseverkleidungsanordnung bereitzustellen, in der ein Leitblech selektiv in manchen Abschnitten zwischen einer Vielzahl von Befestigungselementen bereitgestellt ist, die in einer Belüftungsöffnung einer Gebläseverkleidung bereitgestellt sind, wodurch eine Verschlechterung der Steifigkeit und Haltbarkeit der Gebläseverkleidung verringert und BPF-Geräusche wirksam verringert werden.
[Technische Lösung]
Um das oben genannte Ziel zu erreichen, stellt die vorliegende Erfindung eine Gebläseverkleidungsanordnung bereit, welche aufweist: ein Gebläse 200, das eine Nabe, die mit einer Drehwelle eines Motors gekoppelt ist, und eine Vielzahl von Flügeln aufweist, die an einer Außenumfangsfläche der Nabe vorgesehen sind; und eine Gebläseverkleidung mit einem Umfangsteil 110, das derart eingerichtet ist, dass es einen Außenumfang des Gebläses 200 umgibt, einem flächigen Teil 120, das derart eingerichtet ist, dass es einem Wärmetauscher zugewandt ist, einer Belüftungsöffnung 150, die in einem zentralen Abschnitt des Umfangsteils 110 ausgebildet ist und derart eingerichtet ist, dass ein Luftstrom, der durch das Gebläse 200 erzeugt wird, durch die Belüftungsöffnung hindurchtreten kann, um Luft auszublasen, einem Nabenteil 151, das in der Mitte der Belüftungsöffnung 150 vorgesehen ist und derart eingerichtet ist, dass es den Motor, der an einer Welle des Gebläses 200 vorgesehen ist, aufnimmt und trägt, sowie einer Vielzahl von Befestigungselementen 152, die mit einer Innenumfangskante des Umfangsteils 110 und einer Außenumfangskante des Nabenteils 151 verbunden sind und radial um das Nabenteil 151 herum angeordnet sind, wobei, wenn Räume zwischen der Vielzahl von Befestigungselementen 152 als Einheitsbelüftungsräume 155 bezeichnet werden, ein Geräuschverringerungseinrichtung in zumindest einem ausgewählt aus der Vielzahl von Einheitsbelüftungsräumen 155 vorgesehen ist, um einen Teil des durch die Belüftungsöffnung hindurchtretenden Luftstroms zu steuern. In diesem Fall kann die Geräuschverringerungseinrichtung ein Leitblech 10 sein, das einen Teil einer Außenumfangskantenseite des Einheitsbelüftungsraums 155 blockiert.
Zudem kann das Leitblech 10 derart ausgebildet sein, dass ein Ende davon in dem Einheitsbelüftungsraum 155 angeordnet und mit der Innenumfangskante des Umfangsteils 110 verbunden ist und zwei gegenüberliegende Enden davon mit dem Paar von Befestigungselementen 152 verbunden sind, die zwei gegenüberliegende Grenzen des Einheitsbelüftungsraums 155 definieren. Zudem kann das andere Ende des Leitblechs 10 in einer geraden Form parallel zu einer normalen Richtung an einem äußersten Seitenpunkt eines Endes ausgebildet sein.
Ferner können die Leitbleche 10 in den beiden Einheitsbelüftungsräumen 155 einander gegenüberliegend angeordnet sein.
In diesem Fall kann die Gebläseverkleidung 100 derart ausgebildet sein, dass eine Verlängerungslinie, die durch die beiden einander zugewandten Einheitsbelüftungsräume 155 definiert wird, in denen jeweils die Leitbleche 10 vorgesehen sind, in Bezug auf eine vertikale Richtung und eine horizontale Richtung geneigt ist.
Ferner kann die Gebläseverkleidung 100 derart ausgebildet sein, dass ein Winkel der Verlängerungslinie in Bezug auf die vertikale Richtung kleiner ist als ein Winkel der Verlängerungslinie in Bezug auf die horizontale Richtung.
Ferner kann die Gebläseverkleidung 100 derart ausgebildet sein, dass das Leitblech 10 in dem Einheitsbelüftungsraum 155 angeordnet ist, der an obere und untere schmale Abschnitte angrenzt, in denen eine kreisförmige Form des Umfangsteils 110 und eine rechteckige Form des flächigen Teils 120 einander überlappen.
Zudem kann die Gebläseverkleidung 100 derart ausgebildet sein, dass die Verlängerungslinie in eine Richtung geneigt ist, die einer Drehrichtung des Gebläses bzw. Lüfters 200 entgegengerichtet ist.
Wenn ein maximaler Abstand zwischen den beiden gegenüberliegenden Enden als Leitblechlänge 1 und ein maximaler Abstand zwischen einem Ende und dem anderen Ende als Leitblechbreite w bezeichnet wird, kann das Leitblech 10 ferner derart ausgebildet sein, dass das Verhältnis zwischen der Leitblechbreite w und der Leitblechlänge 1 in einem Bereich von 10 bis 20 % liegt.
Insbesondere kann das Leitblech 10 derart ausgebildet sein, dass das Verhältnis der Leitblechbreite w zu der Leitblechlänge 1 in einem Bereich von 10,9 bis 16,4 % liegt.
Ferner können die Leitbleche 10 in dem Paar von Einheitsbelüftungsräumen 155 einander gegenüberliegend angeordnet sein, und die Leitblechbreite w des an einer Oberseite vorgesehenen Leitblechs 10 ist größer als die Leitblechbreite w des an einer Unterseite vorgesehenen Leitblechs 10.
Genauer gesagt können die Leitbleche 10 in dem Paar Einheitsbelüftungsräume 155 derart bereitgestellt sein, dass sie einander zugewandt sind, die Leitblechbreite w des an einer Oberseite vorgesehenen Leitblechs 10 kann auf einen Maximalwert innerhalb des Bereichs des Verhältnisses der Leitblechbreite w zu der Leitblechlänge 1 eingestellt werden, und die Leitblechbreite w des an einer Unterseite vorgesehenen Leitblechs 10 kann auf einen Minimalwert innerhalb des Bereichs des Verhältnisses der Leitblechbreite w zu der Leitblechlänge 1 eingestellt werden.
[Vorteilhafte Wirkungen]
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist das Leitblech selektiv in manchen der Abschnitte zwischen der Vielzahl von Befestigungselementen in der Belüftungsöffnung der Gebläseverkleidung vorgesehen, wodurch das BPF-Geräusch effektiv verringert wird. Genauer gesagt ist in der vorliegenden Erfindung das Leitblech, das als eine Barriere dient, die einen Teil des auf die Außenumfangskante der Belüftungsöffnung geblasenen Luftstroms blockt, in manchen ausgewählt aus den Abschnitten zwischen der Vielzahl von Befestigungselementen vorgesehen, die in der Belüftungsöffnung der Gebläseverkleidung vorgesehen sind, um in geeigneter Weise den Luftstrom zu steuern, wodurch das BPF-Geräusch durch Verringerung von Interferenz bzw. Störungen zwischen Luft und dem Umfangsteil, bei dem es sich um eine periphere Struktur der Belüftungsöffnung handelt, effektiv verringert wird.
Im Stand der Technik ist eine Konfiguration, bei der in einer Gebläseverkleidung ein Loch für den zusätzlichen Luftaustritt gebildet wird, um den Luftstrom zu steuern, weit verbreitet, um BPF-Geräusche zu verringern. Da das in der Gebläseverkleidung ausgebildete Loch jedoch als eine Art Fehler in Bezug auf eine Struktur wirkt, besteht das Problem, dass das Loch die Steifigkeit und Haltbarkeit der Gebläseverkleidung beeinträchtigt. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist jedoch das Bauteil, wie etwa das Loch, das als Fehler wirkt, nicht vorgesehen, und das Leitblech ist ferner zwischen den Befestigungselementen vorgesehen, wodurch die strukturelle Steifigkeit verbessert wird. Insgesamt kann die vorliegende Erfindung also die Geräuschentwicklung verringern und das Risiko einer Verschlechterung der Steifigkeit und Haltbarkeit der Gebläseverkleidung vollständig ausschließen.
Ferner wird im Stand der Technik ein zusätzlicher Luftstromraum in einem schmalen Abschnitt gebildet, um das BPF-Geräusch zu verringern, und der zusätzliche Luftstromraum steht vor, was ein Problem von unnötiger Störung mit dem peripheren Objekts zum Zeitpunkt der Verpackung des Kühlmoduls verursacht. Im Gegensatz dazu verursacht die vorliegende Erfindung dieses Problem nicht.
[Beschreibung von Zeichnungen]

1 ist eine perspektivische Ansicht einer Gebläseverkleidungsanordnung aus dem Stand der Technik.
2 ist eine Ansicht, die eine Ausführungsform zeigt, bei der die Form einer Gebläseverkleidung verändert wurde, um das BPF-Geräusch im verwandten Stand der Technik zu verringern.
3 ist eine perspektivische Ansicht einer Gebläseverkleidungsanordnung der vorliegenden Erfindung.
4 ist eine Vorderansicht der Gebläseverkleidungsanordnung der vorliegenden Erfindung.
5 ist eine vergrößerte Ansicht eines unteren Leitblechs.
6 ist eine vergrößerte Ansicht eines oberen Leitblechs.
7 ist ein Diagramm, das einen Vergleich zwischen den Geräuschminderungswirkungen zeigt, die durch das Leitblech der vorliegenden Erfindung erzielt werden.
8 ist ein Diagramm, das das Ergebnis eines Versuchs zur Ermittlung einer optimalen Form des erfindungsgemäßen Leitblechs zeigt.

<Beschreibung von Bezugszeichen>

100: Gebläseverkleidung
110: Umfangsteil
120: flächiges Teil
150: Belüftungsöffnung
151: Nabenteil
152: Befestigungselement
155: Einheitsbelüftungsraum
10: Leitblech

[Modus der Erfindung]
Nachfolgend wird eine Gebläseverkleidungsanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung, die wie oben beschrieben konfiguriert ist, unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben.
3 ist eine perspektivische Ansicht einer Gebläseverkleidungsanordnung der vorliegenden Erfindung, und 4 ist eine Vorderansicht der Gebläseverkleidungsanordnung der vorliegenden Erfindung. Wie in den 3 und 4 dargestellt, umfasst die Gebläseverkleidungsanordnung der vorliegenden Erfindung im Wesentlichen ein Gebläse bzw. einen Lüfter 200 sowie eine Gebläseverkleidung 100. Die Grundformen des Gebläses und der Gebläseverkleidung werden kurz beschrieben. Das Gebläse 200 umfasst eine Nabe, die mit einer Drehwelle eines Motors gekoppelt ist, und eine Vielzahl von Flügeln, die an einer Außenumfangsfläche der Nabe vorgesehen sind. Zudem umfasst die Gebläseverkleidung 100 ein Umfangsteil 110, das derart eingerichtet ist, dass es einen Außenumfang des Gebläses 200 umgibt, einen flächigen Teil 120, das derart eingerichtet ist, dass es einem Wärmetauscher zugewandt ist, eine Belüftungsöffnung 150, die in Form eines leeren Raums vorgesehen ist, der in einem zentralen Abschnitt des Umfangsteils 110 ausgebildet ist und derart eingerichtet ist, dass ein Luftstrom, der durch das Gebläse 200 erzeugt wird, durch die Belüftungsöffnung 150 hindurchtreten kann, um Luft auszublasen, ein Nabenteil 151, das in einer Mitte der Belüftungsöffnung 150 ausgebildet und derart eingerichtet ist, dass es den Motor, der an einer Welle bzw. Achse des Gebläses 200 vorgesehen ist, aufnimmt und trägt, und eine Vielzahl von Befestigungselementen 152, die mit einer Innenumfangskante des Umfangsteils 110 und einer Außenumfangskante des Nabenteils 151 verbunden und radial um das Nabenteil 151 herum angeordnet sind.
Wenn die Räume zwischen der Vielzahl von Befestigungselementen 152 als Einheitsbelüftungsräume 155 bezeichnet werden, weist die Gebläseverkleidung 100 der vorliegenden Erfindung eine Geräuschverringerungseinrichtung auf, die in zumindest einem ausgewählt aus der Vielzahl von Einheitsbelüftungsräumen 155 vorgesehen ist. Insbesondere ist in der vorliegenden Erfindung die Geräuschverringerungseinrichtung ein Leitblech 10, das einen Teil einer Außenumfangskantenseite des Einheitsbelüftungsraums 155 blockiert. Das Leitblech 10 steuert einen Teil eines Luftstroms, der durch die Belüftungsöffnung 150 strömt, und verringert dadurch das durch den Luftstrom verursachte BPF-Geräusch. Das heißt, wenn ein Teil des Luftstroms durch das Leitblech 10 wie oben beschrieben verformt wird, kann die Form einer Strömung, die BPF-Geräusche verursacht, gegenüber einer ursprünglichen Luftströmung verändert sein, wodurch es möglich ist, das BPF-Geräusch zu verringern.
Im Stand der Technik ist eine Konfiguration, bei der in einer Gebläseverkleidung ein Loch für den zusätzlichen Luftaustritt ausgebildet ist, um den Luftstrom zu steuern, weit verbreitet, um das BPF-Geräusch zu verringern. Da das in der Gebläseverkleidung ausgebildete Loch jedoch als eine Art Fehler in Bezug auf eine Struktur wirkt, besteht das Problem, dass das Loch die Steifigkeit und Haltbarkeit der Gebläseverkleidung beeinträchtigt. Im Gegensatz dazu ist in der vorliegenden Erfindung die Konfiguration, in der die Geräuschverringerungseinrichtung ferner in dem Einheitslüftungsraum 155 vorgesehen ist, so dass die Komponente, die dem Fehler entspricht, im Wesentlichen ausgeschlossen werden kann, und die strukturelle Steifigkeit verbessert werden kann. In dem in 2 dargestellten verwandten Stand der Technik verursacht ein zusätzlicher Luftströmungsraum eine insgesamt asymmetrische Form, die ein Problem der Beeinträchtigung von peripheren Komponenten verursacht. Im Gegensatz dazu ist bei der vorliegenden Erfindung die Geräuschverringerungseinrichtung zusätzlich zwischen den ursprünglich vorhandenen Strukturen vorgesehen, so dass keine vorstehende Struktur vorhanden ist und das oben erwähnte Problem ebenfalls im Wesentlichen beseitigt ist. Insgesamt kann die vorliegende Erfindung also die Geräuschentwicklung verringern und die Gefahr einer Verschlechterung der Steifigkeit und Haltbarkeit der Gebläseverkleidung vollständig beseitigen.
In der vorliegenden Erfindung kann, wie oben beschrieben, kann die Geräuschverringerungseinrichtung in Form des Leitblechs 10 bereitgestellt sein, das einen Teil der Außenumfangskantenseite des Einheitsbelüftungsraum 155 blockiert. Das heißt, genauer gesagt, das Leitblech 10 ist in Form einer Platte zwischen den Befestigungselementen 152 vorgesehen.
Nachfolgend wird eine bestimmte Form des Leitblechs 10 näher beschrieben.
Wie oben beschrieben ist das Leitblech 10 in dem ausgewählten Einheitsbelüftungsraum 155 bereitgestellt, um einen Teil des Einheitsbelüftungsraums 155 zu blockieren. Wie in 4 deutlich zu erkennen ist, ist das Leitblech 10 derart ausgebildet, dass ein Ende davon in dem Einheitsbelüftungsraum 155 angeordnet und mit einer Innenumfangskante des Umfangsteils 110 verbunden ist, und zwei gegenüberliegende Enden davon sind mit dem Paar von Befestigungselementen 152 verbunden, die zwei gegenüberliegende Grenzen des Einheitsbelüftungsraums 155 definieren.
Ein Ende des Leitblechs 10 ist als gekrümmte Linie ausgebildet, die der Innenumfangskante des Umfangsteils 110 entspricht, d.h. als Teil eines Umfangs ausgebildet ist. Wie oben beschrieben ist das Leitblech 10 derart ausgebildet, dass es einen Teil der Außenumfangskante des Einheitsbelüftungsraums 155 blockiert. Alle Einheitsbelüftungsräume 155 sind zusammengefasst und definieren die Belüftungsöffnung 150. Eine Außenumfangskante der Belüftungsöffnung 150 deckt sich im Wesentlichen mit der Innenumfangskante des Umfangsteils 110. In diesem Fall ist die Belüftungsöffnung 150 ein Teil, der in Form eines leeren Raums vorgesehen ist, und das Umfangsteil 110 ist ein tatsächliches Bauteil. Daher wird in Anbetracht der oben erwähnten Konfiguration ein Ende der Leitblech 10 als mit der „Innenumfangskante des Umfangsteils 110“ verbunden bezeichnet.
Das andere Ende des Leitblechs 10 kann als Teil des Umfangs derart ausgebildet sein, dass es dem einen Ende des Leitblechs 10 entspricht. Um jedoch die Herstellbarkeit zu verbessern und die Fläche, die den Luftstrom blockiert, zu maximieren, kann das Leitblech in gerader Form parallel zu einer normalen Richtung an einem äußersten Seitenpunkt eines Endes geformt sein.
Bei der Ausführungsform in 4 hat das Befestigungselement 152 der Gebläseverkleidung 100 eine gekrümmte Form, so dass die beiden gegenüberliegenden Enden des Leitblechs 10 von der Vorderseite aus gesehen teilweise von der gekrümmten Form verdeckt werden. Diese Konfiguration wird im Folgenden anhand von vergrößerten Ansichten näher beschrieben.
Nachfolgend wird eine optimale Anordnung des Leitblechs 10 näher beschrieben.
Da das Leitblech 10 die oben erwähnte Form hat, kann das Leitblech 10 den Luftstrom steuern, indem es einen Teil der Außenumfangskante des Lüftungsraums 155 der Einheit blockiert. In diesem Fall variiert die BPF- Geräuschverringerungswirkung natürlich in Abhängigkeit von der Stelle, an der das Leitblech 10 vorgesehen ist. Daher muss das Leitblech 10 an einer geeigneten Stelle angebracht werden.
Wie aus der Vorderansicht in 4 intuitiv ersichtlich ist, hat das Umfangsteil 110 der Gebläseverkleidung 100 eine annähernd kreisförmige Form, und das flächige Teil 120 hat eine annähernd rechteckige Form. Das heißt, die Gebläseverkleidung 100 hat eine Form, die durch eine Kombination aus einer kreisförmigen Form, die durch das Umfangsteil 110 definiert ist, und einer rechteckigen Form, die durch das flächige Teil 120 definiert ist, gebildet wird. Die Belüftungsöffnung 150 ist im mittleren Teil des Umfangsteils 110 ausgebildet, und das flächige Teil 120 ist dem Wärmetauscher zugewandt. Eine relativ große Luftmenge sammelt sich in einem Bereich, in dem sich die durch das Umfangsteil 110 definierte Kreisform und die durch das flächige Teil 120 definierte Rechteckform überlappen oder nebeneinander angeordnet sind, so dass eine große Luftmenge in dem relativ schmalen Bereich strömt, was das BPF-Geräusch verursacht.
Wie oben beschrieben, verringert das Leitblech 10 das BPF-Geräusch, indem es einen Teil des Luftstroms verändert, indem es einen Teil des Einheitsbelüftungsraums 155 blockiert. Daher kann das Leitblech 10 an dieser Position angeordnet werden. Wird das Leitblech 10 hingegen an einer Position angebracht, an der die BPF-Geräuschverringerung nicht hoch ist, tritt nur der nachteilige Effekt auf, dass der Luftstrom zur Belüftungsöffnung 150 unnötig verringert wird. Daher ist es nicht notwendig, eine übermäßig große Anzahl von Leitblechen 10 zu installieren.
In Anbetracht dieser Faktoren kann, wie in 4 dargestellt, das Paar Leitbleche 10 in dem Paar Einheitsbelüftungsräume 155 derart bereitgestellt sein, dass sie einander zugewandt sind. In diesem Fall kann, wie in 4 deutlich dargestellt, eine Erstreckungslinie, die durch das Paar der einander zugewandten Einheitsbelüftungsräume 155 definiert ist, in denen die Leitbleche 10 jeweils vorgesehen sind, in Bezug auf eine vertikale Richtung und eine horizontale Richtung geneigt sein. Insbesondere kann ein Winkel der Verlängerungslinie in Bezug auf die vertikale Richtung kleiner sein als ein Winkel der Verlängerungslinie in Bezug auf die horizontale Richtung.
Die optimale Anordnung des Leitblechs 10 wird im Folgenden intuitiv beschrieben. Wie oben beschrieben hat die Gebläseverkleidung 100 im Allgemeinen eine Form, die durch die Kombination der kreisförmigen Form des Umfangsteils 110 und der rechteckigen Form des flächigen Teils 120 gebildet wird. Die größte Luftmenge wird in den oberen und unteren schmalen Abschnitten gesammelt, in denen die kreisförmige Form des Umfangsteils 110 und die rechteckige Form des flächigen Teils 120 einander überlappen. Es ist bekannt, dass die größte Menge an BPF-Geräuschen in diesen Bereichen auftritt. Daher kann in der vorliegenden Erfindung die Gebläseverkleidung 100 bevorzugt derart eingerichtet sein, dass das Leitblech 10 in dem Einheitsbelüftungsraum 155 vorgesehen ist, der angrenzend an die oberen und unteren schmalen Abschnitte angeordnet ist.
In diesem Fall muss jedoch der Luftstrom im Voraus geändert werden, bevor die Luft durch den oberen oder unteren schmalen Abschnitt strömt, um die BPF-Geräuschverringerungswirkung zu erzielen. Daher kann die Gebläseverkleidung 100 derart ausgebildet sein, dass die Verlängerungslinie in eine Richtung geneigt ist, die der Drehrichtung des Gebläses 200 entgegengesetzt ist.
Nachfolgend wird eine optimale Form des Leitblechs 10 näher beschrieben.
Gemäß der Beschreibung der Form des Leitblechs 10 sind ein Ende und die beiden gegenüberliegenden Enden, d.h. die drei Enden des Leitblech 10, jeweils mit dem inneren Umfangsrand des Umfangsteils 110 und dem Paar von Befestigungselementen 152 verbunden. In diesem Fall ist das Umfangsteil 110 ebenfalls in einer kreisförmig gekrümmten Form ausgebildet, das Befestigungselement 152 ist ebenfalls in einer gekrümmten Form ausgebildet, und die Vielzahl von Befestigungselementen 152 ist radial angeordnet. Daher werden ein Abstand zwischen den beiden gegenüberliegenden Enden des Leitblechs 10 und ein Abstand zwischen einem Ende und dem anderen Ende der Leitblech 10 nicht als ein einziger Wert bestimmt. Um eine Referenzform unter Berücksichtigung dieser Faktoren zu bestimmen, wird ein maximaler Abstand zwischen den beiden gegenüberliegenden Enden des Leitblechs 10 als Leitblechlänge 1 und ein maximaler Abstand zwischen einem Ende und dem anderen Ende des Leitblech 10 als Leitblechbreite w bezeichnet. 5 und 6 sind jeweils vergrößerte Ansichten des unteren und oberen Leitblechs. Die Abschnitte des Leitblechs 10, die von dem Befestigungselement 152 mit einer gekrümmten Form bedeckt sind, sind durch die gestrichelten Linien gekennzeichnet, und die Leitblechbreite w und die Leitblechlänge 1 sind in den Zeichnungen deutlich dargestellt.
7 ist ein Diagramm, das den Vergleich zwischen den Geräuschverringerungswirkungen zeigt, die durch das Leitblech der vorliegenden Erfindung erzielt werden. In 7 ist das obere Diagramm ein Diagramm, das ein Ergebnis der Messung des Geräuschpegels L (dB) in Bezug auf eine Frequenz f (Hz) in einer Gebläseverkleidung aus dem verwandten Stand der Technik ohne Leitblech zeigt, und das untere Diagramm ist ein Diagramm, das ein Ergebnis der Messung des Geräuschpegels L (dB) in Bezug auf eine Frequenz f (Hz) in der Gebläseverkleidung der vorliegenden Erfindung mit der Leitblech zeigt und ein experimentelles Ergebnis der Suche nach einer optimalen Ausführungsform zeigt. Im Stand der Technik beträgt ein erster Spitzenwert 68,9 dB. Im Gegensatz dazu ist in der vorliegenden Erfindung ein erster Spitzenwert 64,7 dB, und somit kann aus 7 festgestellt werden, dass eine BPF-Geräuschverringerungswirkung um 4,2 dB vorliegt. Hierbei bedeutet O/A-Geräusche in der Geräuschanalyse ein Geräusch, das durch Aufsummieren der Spitzenwerte entsteht, wie z.B. die Spitzenwerte in der oben erwähnten Grafik. Wie aus den Diagrammen in 7 intuitiv ersichtlich ist, ist bekannt, dass die erste Spitze das O/A-Geräusch erheblich beeinflusst. Nach der Analyse der in den oberen und unteren Diagrammen gezeigten Ergebnisse kann festgestellt werden, dass die vorliegende Erfindung die Wirkung der Verringerung des Gesamtgeräuschs, d.h. des O/A-Geräuschs um 0,4 dB durch eine effektive Verringerung des BPF-Geräuschs (d.h. des ersten Spitzenwertes) im Vergleich zum Stand der Technik bietet.
8 ist ein Diagramm, welches das Ergebnis eines Experiments zur Ableitung einer optimalen Form des Leitblechs der vorliegenden Erfindung zeigt. Das Experiment in 8 wurde durchgeführt, indem das Ausmaß der Verringerung des BPF-Geräuschs bei Änderung der Leitblechbreite w und der Leitblechlänge 1 gemessen wurde, wenn sich das Leitblech 10 in einem optimalen Anordnungszustand befindet, wie in 4 dargestellt. In diesem Fall kann davon ausgegangen werden, dass das Experiment durch eine wesentliche Änderung der Leitblechbreite w durchgeführt wird, da die Leitblechlänge 1 ein fester Wert ist (ein Abstand zwischen den Befestigungselementen 152 ist fest). Das heißt, die im unteren Diagramm in 7 dargestellten Versuchsergebnisse werden durch Änderung der Leitblechbreite w erzielt, und das Diagramm in 8 zeigt die ersten Spitzenwerte der Versuchsergebnisse.
Wie aus dem Diagramm in 8 deutlich hervorgeht, kann festgestellt werden, dass mit zunehmendem Wert des Verhältnisses zwischen der Leitblechbreite w und der Leitblechlänge 1 die Geräuschverringerungswirkung allmählich zunimmt, dass die Geräuschverringerungswirkung in jedem Abschnitt konstant bleibt und dass die Geräuschverringerungswirkung nach dem Abschnitt abnimmt. Physikalisch gesehen lässt sich die Analyse also wie folgt beschreiben. Die Geräuschverringerungswirkung des BPF wird durch Änderung des Luftstroms mit zunehmender Leitblechbreite w schrittweise erhöht. Wenn ein beliebiger Abschnitt erreicht ist, bleibt die Geräuschverringerungswirkung ohne große Schwankungen erhalten. Wenn die Leitblechbreite w über den Abschnitt zunimmt, wird die Geräuschverringerungswirkung durch eine negative Wirkung, die den Luftstrom übermäßig blockiert, eher verringert.
Unter Bezugnahme auf das Diagramm in 8, wenn ein Bereich der Fluktuation der gesamten BPF-Geräuschverringerungswirkung 100% beträgt, ist ein Bereich, in dem die Geräuschverringerungswirkung etwa 90% beträgt, ein Bereich, in dem der Wert des Verhältnisses der Leitblechbreite w zur Leitblechlänge 1 10 bis 20% beträgt. Daher ist der Wert des Verhältnisses der Leitblechbreite w zur Leitblechlänge 1 innerhalb dieses Bereichs angemessen. Wie in 8 deutlich zu erkennen ist, bietet die vorliegende Erfindung einen deutlich sichtbaren kritischen Abschnitt. Insbesondere liegt der kritische Abschnitt in einem Bereich von 10,9 bis 16,4 %. Das heißt, es ist möglich, die BPF-Geräuschverringerungswirkung zu maximieren, wenn der Wert des Verhältnisses der Leitblechbreite w zur Leitblechlänge 1 innerhalb des Bereichs von 10,9 bis 16,4 % eingestellt wird.
Wie aus 8 ersichtlich ist, bleibt die BPF-Geräuschverringerungswirkung fast gleich, auch wenn die Leitblechbreite w verändert wird, wenn das Verhältnis der Leitblechbreite w zu der Leitblechlänge 1 innerhalb des kritischen Bereichs ist. In diesem Fall kann die Geräuschverringerungswirkung natürlich mit zunehmender Leitblechbreite w zunehmen. Das Problem besteht jedoch darin, dass die durch die Belüftungsöffnung 150 eingeblasene Luftmenge leicht abnimmt. In Anbetracht dieser Faktoren kann die Leitblechbreite w minimiert werden, um einen Verlust an Luftdurchsatz zu vermeiden. Die Befestigungselemente 152, mit denen die beiden gegenüberliegenden Enden des Leitblechs 10 verbunden sind, dienen im Wesentlichen der Befestigung des Nabenteils 151. Daher ist es naheliegend, dass das oberhalb des Nabenteils 151 angeordnete Befestigungselement 152 durch das Gewicht des Nabenteils 151 eine Kraft zum Ziehen des Befestigungselements 152 erfährt. Dieser Einfluss kann die Spannung auf einen Verbindungsabschnitt zwischen dem Befestigungselement 152 und dem Umfangsteil 110 konzentrieren. In diesem Fall, wenn das an der Oberseite angeordnete Leitblech 10 zwischen den Befestigungselementen 152 vorgesehen ist, kann die Spannungskonzentration bis zu einem gewissen Grad gemildert werden, was zur Verbesserung der Gesamtsteifigkeit der Gebläseverkleidung 100 beiträgt. Das heißt, in Anbetracht dieser Faktoren kann die Leitblechbreite w maximiert werden, um die Steifigkeit zu verbessern, falls das Leitblech 10 an der Oberseite bereitgestellt ist.
Wie bei der optimalen Anordnung in 4 kann die Leitblechbreite w des an der Oberseite installierten Leitblechs 10 größer sein als die Leitblechbreite w des an der Unterseite installierten Leitblechs 10, wenn das Leitblech 10 in dem Paar Einheitsbelüftungsräume 155 einander gegenüberliegend angeordnet sind, um die beiden oben genannten Faktoren zu berücksichtigen, d.h. die Verhinderung eines Verlusts an Luftströmungsgeschwindigkeit und die Verbesserung der Steifigkeit. Insbesondere kann die Leitblechbreite w des an der Oberseite angebrachten Leitblechs 10 auf einen Maximalwert innerhalb des Bereichs des Verhältnisses der Leitblechbreite w zu der Leitblechlänge 1 eingestellt werden, um die Wirkung der Verbesserung der Steifigkeit zu maximieren. Die Leitblechbreite w des an der Unterseite vorgesehenen Leitblechs 10 kann auf einen Minimalwert innerhalb des Bereichs des Verhältnisses der Leitblechbreite w zu der Leitblechlänge 1 eingestellt werden, um die Wirkung der Verhinderung eines Verlusts der Luftdurchflussrate zu maximieren.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben genannten Ausführungsformen beschränkt, und der Schutzumfang ist vielfältig. Es versteht sich, dass verschiedene Modifikationen und Implementierungen von einem entsprechenden Fachmann vorgenommen werden können, ohne vom Gegenstand der vorliegenden Erfindung, der in den Ansprüchen beansprucht wird, abzuweichen.
[Industrielle Anwendbarkeit]
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist das Loch mit der optimierten Form an der geeigneten Position an der Gebläseverkleidung ausgebildet, so dass eine große Wirkung der effektiven Verringerung des BPF-Geräusches erzielt werden kann. Die Kompatibilität des Lochs ist hoch, weil das Loch ohne Änderung der gesamten Struktur der Gebläseverkleidung aus dem verwandten Stand der Technik angewendet wird, was bei der Herstellung und Produktion der Gebläseverkleidung von Vorteil ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

KR 20130111744 [0006, 0008]

Claims

Gebläseverkleidungsanordnung, aufweisend: ein Gebläse, das eine Nabe, die mit einer Drehwelle eines Motors gekoppelt ist, und eine Vielzahl von Flügeln aufweist, die an einer Außenumfangsfläche der Nabe vorgesehen sind; und eine Gebläseverkleidung, die ein Umfangsteil, das derart eingerichtet ist, dass es einen Außenumfang des Gebläses umgibt, ein flächiges Teil, das derart eingerichtet ist, dass es einem Wärmetauscher zugewandt ist, eine Belüftungsöffnung, die in einem zentralen Abschnitt des Umfangsteils ausgebildet ist und derart eingerichtet ist, dass ein Luftstrom, der durch das Gebläse erzeugt wird, durch die Belüftungsöffnung strömen kann, um Luft auszublasen, ein Nabenteil, das in der Mitte der Belüftungsöffnung vorgesehen ist und derart eingerichtet ist, dass es den Motor, der an einer Welle des Gebläses vorgesehen ist, aufnimmt und trägt, sowie eine Vielzahl von Befestigungselementen aufweist, die mit einer Innenumfangskante des Umfangsteils und einer Außenumfangskante des Nabenteils verbunden sind und radial um das Nabenteil herum angeordnet sind, wobei, wenn die Räume zwischen der Vielzahl von Befestigungselementen als Einheitsbelüftungsräume bezeichnet werden, eine Geräuschverringerungseinrichtung in zumindest einem ausgewählt aus der Vielzahl von Einheitsbelüftungsräumen vorgesehen ist, um einen Teil des durch die Belüftungsöffnung strömenden Luftstroms zu steuern.
Gebläseverkleidungsanordnung nach Anspruch 1, wobei die Geräuschverringerungseinrichtung ein Leitblech ist, das einen Teil einer Außenumfangskante des Einheitsbelüftungsraums blockiert.
Gebläseverkleidungsanordnung nach Anspruch 2, wobei das Leitblech derart ausgebildet ist, dass ein Ende davon in dem Einheitsbelüftungsraum angeordnet ist und mit der Innenumfangskante des Umfangsteils verbunden ist und zwei gegenüberliegende Enden davon mit dem Paar Befestigungselemente verbunden sind, das zwei gegenüberliegende Grenzen des Einheitsbelüftungsraums definiert.
Gebläseverkleidungsanordnung nach Anspruch 2, wobei das andere Ende des Leitblechs in gerader Form parallel zu einer normalen Richtung an einem äußersten Seitenpunkt eines Endes ausgebildet ist.
Gebläseverkleidungsanordnung nach Anspruch 2, wobei die Leitbleche in dem Paar von Einheitsbelüftungsräumen vorgesehen sind, die derart angeordnet sind, dass sie einander zugewandt sind.
Gebläseverkleidungsanordnung nach Anspruch 5, wobei die Gebläseverkleidung derart ausgebildet ist, dass eine Verlängerungslinie, die durch das Paar Einheitsbelüftungsräume definiert ist, die derart angeordnet sind, dass sie einander zugewandt sind und in denen jeweils die Leitbleche vorgesehen sind, in Bezug auf eine vertikale Richtung und eine horizontale Richtung geneigt ist.
Gebläseverkleidungsanordnung nach Anspruch 6, wobei die Gebläseverkleidung derart ausgebildet ist, dass ein Winkel der Verlängerungslinie in Bezug auf die vertikale Richtung kleiner ist als ein Winkel der Verlängerungslinie in Bezug auf die horizontale Richtung.
Gebläseverkleidungsanordnung nach Anspruch 6, wobei die Gebläseverkleidung derart ausgebildet ist, dass das Leitblech in dem Einheitsbelüftungsraum vorgesehen ist, der angrenzend an obere und untere schmale Abschnitte angeordnet ist, wo eine kreisförmige Form des Umfangsteils und eine rechteckige Form des flächigen Teils einander überlappen.
Gebläseverkleidungsanordnung nach Anspruch 6, wobei die Gebläseverkleidung derart ausgebildet ist, dass die Verlängerungslinie in eine Richtung entgegengesetzt zu einer Drehrichtung des Gebläses geneigt ist.
Gebläseverkleidungsanordnung nach Anspruch 3, wobei, wenn ein maximaler Abstand zwischen den beiden gegenüberliegenden Enden als Leitblechlänge bezeichnet wird und ein maximaler Abstand zwischen einem Ende und dem anderen Ende als Leitblechbreite bezeichnet wird, das Leitblech derart ausgebildet ist, dass ein Wert eines Verhältnisses der Leitblechbreite zu der Leitblechlänge innerhalb eines Bereichs von 10 bis 20% liegt.
Gebläseverkleidungsanordnung nach Anspruch 10, wobei das Leitblech derart ausgebildet ist, dass der Wert des Verhältnisses der Leitblechbreite zu der Leitblechlänge in einem Bereich von 10,9 bis 16,4 % liegt.
Gebläseverkleidungsanordnung nach Anspruch 10 oder 11, wobei die Leitbleche in dem Paar Einheitsbelüftungsräume derart vorgesehen sind, dass sie einander zugewandt sind, und die Leitblechbreite des an einer Oberseite vorgesehenen Leitblechs größer ist als die Leitblechbreite des an einer Unterseite vorgesehenen Leitblechs.
Gebläseverkleidungsanordnung nach Anspruch 10 oder 11, wobei die Leitbleche in dem Paar Einheitsbelüftungsräume derart vorgesehen sind, dass sie einander zugewandt sind, die Leitblechbreite des an einer Oberseite vorgesehenen Leitblechs auf einen maximalen Wert innerhalb des Bereichs des Verhältnisses der Leitblechbreite zu der Leitblechlänge eingestellt ist und die Leitblechbreite des an einer Unterseite vorgesehenen Leitblechs auf einen minimalen Wert innerhalb des Bereichs des Verhältnisses der Leitblechbreite zu der Leitblechlänge eingestellt ist.