JP2001193694A

JP2001193694A - 送風機

Info

Publication number: JP2001193694A
Application number: JP2000010151A
Authority: JP
Inventors: Takashi Kurata; 俊倉田; Takahisa Suzuki; 隆久鈴木; Toshinobu Tsuboi; 利信坪井
Original assignee: Denso Corp; Pacific Industrial Co Ltd
Current assignee: Denso Corp; Pacific Industrial Co Ltd
Priority date: 2000-01-14
Filing date: 2000-01-14
Publication date: 2001-07-17

Abstract

(57)【要約】【課題】貫流ファン（クロスフローファン）の消費動
力を低減する。【解決手段】走行風圧を導いて、羽根車５１３の回転
の向きに吹き出す空気を羽根車５１３に向けて吹き出す
ノズル手段５１８を設ける。これにより、羽根車５１３
はノズル手段５１８から吹き出した吹出空気によりその
回転が補助（アシスト）されることとなるので、羽根車
５１３、すなわち貫流ファン５１０の消費動力を削減す
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、貫流ファン（クロ
スフローファン）を備える送風機に関するもので、車両
用ラジエータやコンデンサ等の熱交換器の送風機に適用
して有効である。

【０００２】

【従来の技術】貫流ファンは、気体が羽根車内を回転軸
と略直交する断面方向に貫流するものであり、例えば特
開平１１−１２３９２６号公報に記載のごとく、貫流フ
ァンのために大きな搭載スペースを確保することが難し
いものに適用される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、貫流ファン
は、周知のごとく、送風量が増加すると、空気が回転軸
の平行な方向に流れる軸流ファンに比べて消費動力が大
きく増加するという問題を有している。

【０００４】本発明は、上記点に鑑み、貫流ファンの消
費動力を低減することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】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、回転軸（５
１１）周りに多数枚の翼（５１２）が配設された多翼型
の羽根車（５１３）、及び羽根車（５１３）を収納する
ケーシング（５１４）を有し、気体が羽根車（５１３）
内を回転軸（５１１）と略直交する方向に貫流する貫流
ファン（５１０）と、羽根車（５１３）の回転の向きに
吹き出す空気を羽根車（５１３）に向けて吹き出すノズ
ル手段（５１８）とを備えることを特徴とする。

【０００６】これにより、羽根車（５１３）はノズル手
段（５１８）から吹き出した吹出空気により、羽根車
（５１３）の回転が補助（アシスト）されることとなる
ので、羽根車（５１３）、すなわち送風機の消費動力を
削減することができる。

【０００７】請求項２に記載の発明では、移動する移動
体に搭載される送風機であって、回転軸（５１１）周り
に多数枚の翼（５１２）が配設された多翼型の羽根車
（５１３）、及び羽根車（５１３）を収納するケーシン
グ（５１４）を有し、気体が羽根車（５１３）内を回転
軸（５１１）と略直交する方向に貫流する貫流ファン
（５１０）と、羽根車（５１３）の回転の向きに吹き出
す空気を羽根車（５１３）に向けて吹き出すノズル手段
（５１８）とを備え、ノズル手段（５１８）は、移動体
が移動することにより移動体に作用する空気の動圧を導
き、その導いた動圧により空気を吹き出すことを特徴と
する。

【０００８】これにより、羽根車（５１３）はノズル手
段（５１８）から吹き出した吹出空気により、羽根車
（５１３）の回転が補助（アシスト）されることとなる
ので、羽根車（５１３）、すなわち送風機の消費動力を
削減することができる。

【０００９】ところで、貫流ファン（５１０）では、羽
根車（５１３）の空気吸入側に作用する動圧が大きくな
ると、その動圧に上昇に応じて消費動力が大きくなる
が、本発明では、移動体に作用する空気の動圧を導き、
その導いた動圧により空気を羽根車（５１３）に向けて
吹き出すので、動圧が大きくなるほどノズル手段（５１
８）から吹き出す空気の流速が増大して羽根車（５１
３）の回転を補助（アシスト）するアシスト力が増大す
る。したがって、動圧が大きくなる連れて送風機の消費
動力が大きくなってしまうことを抑制することができ
る。

【００１０】請求項３に記載の発明では、回転軸（５１
１）周りに多数枚の翼（５１２）が配設された多翼型の
羽根車（５１３）、及び羽根車（５１３）を収納するケ
ーシング（５１４）を有し、気体が羽根車（５１３）内
を回転軸（５１１）と略直交する方向に貫流する貫流フ
ァン（５１０）と、羽根車（５１３）の回転の向きに吹
き出す空気を羽根車（５１３）に向けて吹き出すノズル
手段（５１８）とを備え、ノズル手段（５１８）は、貫
流ファン（５１０）から吹き出された空気の一部を導い
て羽根車（５１３）に向けて吹き出すことを特徴とす
る。

【００１１】これにより、羽根車（５１３）はノズル手
段（５１８）から吹き出した吹出空気により、羽根車
（５１３）の回転が補助（アシスト）されることとなる
ので、羽根車（５１３）、すなわち送風機の消費動力を
削減することができる。

【００１２】請求項４に記載の発明では、回転軸（５１
１）周りに多数枚の翼（５１２）が配設された多翼型の
羽根車（５１３）、及び羽根車（５１３）を収納するケ
ーシング（５１４）を有し、気体が羽根車（５１３）内
を回転軸（５１１）と略直交する方向に貫流する貫流フ
ァン（５１０）と、羽根車（５１３）の回転の向きに吹
き出す空気を羽根車（５１３）に向けて吹き出すノズル
手段（５１８）とを備え、ノズル手段（５１８）は、内
燃機関の排気の一部を導き、その導いた排気の動圧によ
り空気を吹き出すことを特徴とする。

【００１３】これにより、羽根車（５１３）はノズル手
段（５１８）から吹き出した吹出空気により、羽根車
（５１３）の回転が補助（アシスト）されることとなる
ので、羽根車（５１３）、すなわち送風機の消費動力を
削減することができる。

【００１４】請求項５に記載の発明では、ノズル手段
（５１８）から吹き出す吹出空気の向きが羽根車（５１
３）の外形円の接線方向と平行となるようにノズル手段
（５１８）が設けられいることを特徴とする。

【００１５】これにより、ノズル手段（５１８）から吹
き出す空気が翼（５１２）に対して略直交するように衝
突するので、効率的に羽根車（５１３）にアシスト力を
作用させることができる。したがって、送風機の消費動
力を確実に低減することができる。

【００１６】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。

【００１７】

【発明の実施の形態】（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エータやコンデンサ等
の熱交換器に冷却風を送風する送風機に適用したもの
で、図１は車両前方側に設けられたエンジンルームＥｒ
の模式図である。

【００１８】１００は走行用のエンジン（内燃機関）で
あり、２００はエンジン１００の冷却水を冷却（放熱）
するラジエータであり、３００は空調装置の放熱器（コ
ンデンサ）である。４００はエンジンルームＥｒ内に冷
却空気を取り込む空気導入口であり、４１０は空気導入
口４００に設けられた鎧窓状のフロントグリルであり、
４２０は車両前端側の緩衝部材なすバンパーである。

【００１９】そして、５００はラジエータ２００及びコ
ンデンサ３００に冷却風を送風する貫流ファン（クロス
フローファン）５１０を有する送風機である。ここで、
貫流ファン５１０とは、ＪＩＳＢ０１３２番号１
０１７に規定されているように、回転軸５１１周りに多
数枚の翼（ブレード）５１２が配設された多翼型の羽根
車５１３、及び羽根車５１３を収納するケーシング５１
４を有し、空気（気体）が羽根車５１３内を回転軸５１
１と略直交する方向に（紙面と平行な面を）貫流するも
のである。なお、羽根車５１３は、電動モータ（図示せ
ず。）により回転駆動される。

【００２０】また、５１７は貫流ファン５１０の空気吸
入側開口部５１５と空気排出側開口部５１６とを仕切る
仕切板であり、貫流ファン５１０は、図２に示すよう
に、羽根車５１３が回転することにより仕切板５１７近
傍を中心とする渦流（循環流）が誘起されることにより
羽根車５１３を貫通する還流空気（図２の矢印）を利用
して空気を送風するものである。

【００２１】ところで、本実施形態に係る羽根車５１３
の翼５１２は、羽根車５１３の回転の向きと逆向きに凸
となるように湾曲しているとともに、翼５１２の出口側
（翼５１２のうち羽根車５１３の径外方側端部）の方向
が羽根車５１３の回転の向きに向けて傾いた前向き羽根
（ＪＩＳＢ０１３２番号５２３９）である。

【００２２】以下、翼５１２のうち羽根車５１３の回転
の向きと逆向き側を「翼５１２の凸面側」と呼び、翼５
１２のうち羽根車５１３の回転の向き側を「翼５１２の
凹面側」と呼ぶ。

【００２３】また、２個の羽根車５１３のうち下方側の
羽根車５１３側には、図１に示すように、その羽根車５
１３の回転の向き（図１の矢印）に吹き出す空気を羽根
車５１３に向けて吹き出すノズル手段５１８が設けられ
ており、このノズル手段５１８は、車両（移動体）が走
行（移動）することにより車両前面側に作用する空気の
動圧（走行風圧）を導き、その導いた動圧（走行風圧）
により空気を吹き出すものである。

【００２４】なお、ノズル手段５１８の吹出口５１８ａ
側は、空気導入口５１８ｂ側より空気通路が絞られてお
り、空気導入口５１８ｂから導入された走行風を加速し
て羽根車５１３に向けて噴射する。

【００２５】次に、本実施形態の特徴を述べる。

【００２６】本実施形態では、ノズル手段５１８から羽
根車５１３の回転の向きに空気を吹き出して、その吹出
空気を羽根車５１３（翼５１２）に衝突させるので、羽
根車５１３は吹出空気によりその回転が補助（アシス
ト）されることとなる。したがって、羽根車５１３（送
風機５００）の消費動力（電動モータの消費電力）を削
減することができる。

【００２７】ところで、本実施形態のごとく、羽根車５
１３の回転の向きと逆向きに凸となるように湾曲した翼
５１２では、翼５１２の凹面側における空気抵抗係数Ｃ
Ｄ１が翼５１２の凸面側における空気抵抗係数ＣＤ２よ
り大きいため、翼５１２には、翼５１２の凹面側から翼
５１２の凸面側に向かう回転の向きと逆向きの力（以
下、この力を抗力と呼ぶ。）が作用する。

【００２８】これに対して、本実施形態では、ノズル手
段５１８から羽根車５１３の回転の向きに空気を吹き出
して、その吹出空気を羽根車５１３（翼５１２）に衝突
させるので、吹出空気は翼５１２の凸面側に衝突し、抗
力を打ち消す力を羽根車５１３に対して作用させること
となる。したがって、羽根車５１３（送風機５００）の
消費動力（電動モータの消費電力）をより確実に削減す
ることができる。

【００２９】なお、抗力Ｆは、下記数式１で表されるの
で、翼５１２の凸面側の空気の流速がＵ２は、下記数式
２で表される流速以上であればよい。

【００３０】

【数１】ＣＤ１×Ｓ×１／２×ρ×Ｕ１²

【００３１】

【数２】Ｕ２≧（ＣＤ１／ＣＤ２）^1/2×Ｕ１Ｓ：翼５１２の面積 ρ：空気密度Ｕ１：翼５１２の凹面側の空気の流速ところで、軸流ファンを用いた送風機では、送風機に作
用する走行風圧（ラム圧）は、軸流ファンに対して軸流
ファンをその回転の向きに回転させる力を作用させるの
で、走行風圧（車速）が大きくなるほど送風機の消費動
力が小さくなるのに対して、貫流ファンでは、一般的
に、走行風圧が大きくなるほどの抗力が大きくなるの
で、走行風圧（車速）が大きくなるほど送風機の消費動
力が大きくなってしまう。

【００３２】これに対して、本実施形態では、ノズル手
段５１８から空気を吹き出すことにより羽根車５１３の
回転を補助（アシスト）しているとともに、走行風圧
（車速）が大きくなるほどノズル手段５１８から吹き出
す空気の流速が増大して羽根車５１３の回転を補助（ア
シスト）するアシスト力が増大するので、走行風圧（車
速）が大きくなる連れて送風機５００の消費動力が大き
くなってしまうことを抑制することができる。

【００３３】因みに、図３は走行風圧（ラム圧）と送風
量との関係を示す試験結果であり、図４は走行風圧（ラ
ム圧）と消費電力／送風量との関係を示す試験結果であ
り、これらの結果から明らかなように、本実施形態によ
れば、消費動力（消費電力）及び送風量がノズル手段５
１８を設けないものに比べて向上していることが判る。

【００３４】（第２実施形態）第１実施形態では、ノズ
ル手段５１８のうち空気導入口５１８ｂ側（図１では、
ラジエータ２００及びコンデンサ３００より車両前面
側）にて空気通路を絞ってノズル手段５１８から吹き出
す吹出空気を加速したが、本実施形態は、図５に示すよ
うに、吹出口５１８ａ近傍にて空気通路を絞ってノズル
手段５１８から吹き出す吹出空気を加速するものであ
る。

【００３５】（第３実施形態）第１、２実施形態では、
仕切板５１７近傍にノズル手段５１８を設けたが、本実
施形態は、図６に示すように、仕切板５１７から離れた
（本実施形態では、羽根車５１３を挟んで仕切板５１７
と反対側の）部位にノズル手段５１８を設けたものであ
る。

【００３６】これにより、仕切板５１７近傍にノズル手
段５１８を設けることができない場合であっても貫流フ
ァン５１０の消費動力を低減することができる。なお、
本実施形態から明らかなように、ノズル手段５１８を設
ける位置は、仕切板５１７近傍に限定されるものではな
い。

【００３７】（第４実施形態）本実施形態は、図７に示
すように、ノズル手段５１８から吹き出す吹出空気の向
き（図７の太い矢印）が羽根車５１３の外形円の接線方
向と平行となるように吹出口５１８ａの角度を設定した
ものである。

【００３８】これにより、ノズル手段５１８から吹き出
す空気が翼５１２に対して略直交するように衝突するの
で、効率的に羽根車５１３にアシスト力を作用させるこ
とができる。したがって、送風機５００の消費動力を確
実に低減することができる。

【００３９】（第５実施形態）上述の実施形態では、吹
出口５１８ａの位置が仕切板５１７に略一致していた
が、本実施形態は、図８に示すように、吹出口５１８ａ
の位置を仕切板５１７より空気吸入側開口部５１５側に
位置させたものである。

【００４０】これにより、仕切板５１７近傍を中心する
渦流（循環流）の生成がノズル手段５１８から吹き出す
吹出空気によって阻害されてしまうことを防止できるの
で、貫流ファン５１０の送風量が低減してしまうことを
防止できる。

【００４１】（第６実施形態）上述の実施形態では、ノ
ズル手段５１８の吹出口５１８ａは１個であったが、本
実施形態は、吹出口５１８ａを複数個（２個以上）とし
たものである。

【００４２】これにより、より確実に貫流ファン５１０
の消費動力を低減することができる。

【００４３】（第７実施形態）上述の実施形態では、車
両前面側に作用する空気の動圧（走行風圧）を導き、そ
の導いた動圧（走行風圧）により空気を羽根車５１３に
向けて吹き出すものであったが、本実施形態は、図１０
に示すように、貫流ファン５１０（羽根車５１３）から
吹き出された空気の一部をノズル手段５１８に導いて羽
根車５１３に向けて吹き出すように構成したものであ
る。

【００４４】これにより、車両速度によらず貫流ファン
５１０（羽根車５１３）に対してアシスト力を作用させ
ることができるので、安定的に貫流ファン５１０の消費
動力を低減することができる。

【００４５】（第８実施形態）第１〜６実施形態では、
車両前面側に作用する空気の動圧（走行風圧）を導き、
その導いた動圧（走行風圧）により空気を羽根車５１３
に向けて吹き出すものであったが、本実施形態は、図１
１に示すように、エンジン１００の排気の一部をノズル
手段５１８に導き、その導いた排気の動圧により空気を
吹き出すように構成したものである。なお、１１０はエ
ンジン１００の排気管である。

【００４６】これにより、車両速度によらず貫流ファン
５１０（羽根車５１３）に対してアシスト力を作用させ
ることができるので、安定的に貫流ファン５１０の消費
動力を低減することができる。

【００４７】（その他の実施形態）上述の実施形態で
は、走行風圧、貫流ファン５１０の吹出風の一部又はエ
ンジン１００の排気の一部をノズル手段に導いて直接に
羽根車５１３に向けて吹き出していたが、走行風圧、貫
流ファン５１０の吹出風の一部又はエンジン１００の排
気の一部を利用してタービンファン等のエアポンプを駆
動して空気を羽根車５１３に向けて吹き出してもよい。

【００４８】また、本発明に係る送風機は、車両用熱交
換器の送風機にその適用が限定されるものではなく、空
調装置等その他のものにも適用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る送風機を搭載した
車両の模式図である。

【図２】本発明の第１実施形態に係る送風機の模式図で
ある。

【図３】走行風圧（ラム圧）と送風量との関係を示すグ
ラフである。

【図４】走行風圧（ラム圧）と消費電力／送風量との関
係を示すグラフである。

【図５】本発明の第２施形態に係る送風機のノズル手段
近傍拡大図である。

【図６】本発明の第３実施形態に係る送風機の模式図で
ある。

【図７】本発明の第４施形態に係る送風機のノズル手段
近傍拡大図である。

【図８】本発明の第５施形態に係る送風機のノズル手段
近傍拡大図である。

【図９】本発明の第６施形態に係る送風機のノズル手段
近傍拡大図である。

【図１０】本発明の第７実施形態に係る送風機の模式図
である。

【図１１】本発明の第８実施形態に係る送風機を搭載し
た車両の模式図である。

【符号の説明】

５１０…貫流ファン（クロスフローファン）、５１２…
翼、５１３…羽根車、５１４…ケーシング、５１８…ノ
ズル手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者鈴木隆久愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地株式会社デンソー内 (72)発明者坪井利信岐阜県大垣市久徳町100番地太平洋工業株式会社内Ｆターム(参考） 3D038 AA00 AA05 AB01 AC00 AC01 AC11 AC14 3H034 AA02 AA15 BB02 BB09 BB20 CC03 CC07 DD28 EE18

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転軸（５１１）周りに多数枚の翼（５
１２）が配設された多翼型の羽根車（５１３）、及び前
記羽根車（５１３）を収納するケーシング（５１４）を
有し、気体が前記羽根車（５１３）内を前記回転軸（５
１１）と略直交する方向に貫流する貫流ファン（５１
０）と、前記羽根車（５１３）の回転の向きに吹き出す空気を前
記羽根車（５１３）に向けて吹き出すノズル手段（５１
８）とを備えることを特徴とする送風機。
【請求項２】移動する移動体に搭載される送風機であ
って、回転軸（５１１）周りに多数枚の翼（５１２）が配設さ
れた多翼型の羽根車（５１３）、及び前記羽根車（５１
３）を収納するケーシング（５１４）を有し、気体が前
記羽根車（５１３）内を前記回転軸（５１１）と略直交
する方向に貫流する貫流ファン（５１０）と、前記羽根車（５１３）の回転の向きに吹き出す空気を前
記羽根車（５１３）に向けて吹き出すノズル手段（５１
８）とを備え、前記ノズル手段（５１８）は、前記移動体が移動するこ
とにより前記移動体に作用する空気の動圧を導き、その
導いた動圧により空気を吹き出すことを特徴とする送風
機。
【請求項３】回転軸（５１１）周りに多数枚の翼（５
１２）が配設された多翼型の羽根車（５１３）、及び前
記羽根車（５１３）を収納するケーシング（５１４）を
有し、気体が前記羽根車（５１３）内を前記回転軸（５
１１）と略直交する方向に貫流する貫流ファン（５１
０）と、前記羽根車（５１３）の回転の向きに吹き出す空気を前
記羽根車（５１３）に向けて吹き出すノズル手段（５１
８）とを備え、前記ノズル手段（５１８）は、前記貫流ファン（５１
０）から吹き出された空気の一部を導いて前記羽根車
（５１３）に向けて吹き出すことを特徴とする送風機。
【請求項４】回転軸（５１１）周りに多数枚の翼（５
１２）が配設された多翼型の羽根車（５１３）、及び前
記羽根車（５１３）を収納するケーシング（５１４）を
有し、気体が前記羽根車（５１３）内を前記回転軸（５
１１）と略直交する方向に貫流する貫流ファン（５１
０）と、前記羽根車（５１３）の回転の向きに吹き出す空気を前
記羽根車（５１３）に向けて吹き出すノズル手段（５１
８）とを備え、前記ノズル手段（５１８）は、内燃機関の排気の一部を
導き、その導いた排気の動圧により空気を吹き出すこと
を特徴とする送風機。
【請求項５】前記ノズル手段（５１８）から吹き出す
吹出空気の向きが前記羽根車（５１３）の外形円の接線
方向と平行となるように前記ノズル手段（５１８）が設
けられいることを特徴とする請求項１ないし４のいずれ
か１つに記載の送風機。