JP2010270670A - Cooling fan device for construction machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は建設機械に設けられたラジエータ等の熱交換器に冷却風を供給する冷却ファン装置に係り、更に詳しくは、建設機械の作動時における低騒音、低軸動力化を図ることができる冷却ファン装置に関する。 The present invention relates to a cooling fan device that supplies cooling air to a heat exchanger such as a radiator provided in a construction machine, and more particularly, cooling capable of achieving low noise and low shaft power during operation of the construction machine. The present invention relates to a fan device.
一般に、油圧ショベル等の建設機械のエンジン室には、エンジンと共にラジエータやオイルクーラ等の熱交換器と、これらの熱交換器が必要とする流量の空気を供給する冷却ファン装置と、インレットエアフィルタ等の抵抗体とが配置されている。 Generally, in an engine room of a construction machine such as a hydraulic excavator, a heat exchanger such as a radiator or an oil cooler together with an engine, a cooling fan device that supplies air at a flow rate required by these heat exchangers, and an inlet air filter Etc. are disposed.
冷却ファン装置は、低コストである軸流式ファンが用いられることが多い。この種の冷却ファン装置は、例えば、エンジンの回転軸にプーリなどで連結されたファンと、このファンの周囲に配設されて、空気の流れを抑制するために吸込側と吐出側に曲面をもつ形状に形成されたファンリングとを備えることが多い。ファンの駆動源としては、電動モータや油圧モータが用いられる場合もある。 As the cooling fan device, an axial flow fan that is low in cost is often used. This type of cooling fan device is, for example, a fan connected to a rotating shaft of an engine with a pulley or the like, and is disposed around the fan, and has curved surfaces on the suction side and the discharge side in order to suppress the flow of air. It is often provided with a fan ring formed into a shape having. An electric motor or a hydraulic motor may be used as a fan drive source.
このような冷却ファン装置において、熱交換器の冷却性能を向上させるファンの形状に関する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。 In such a cooling fan device, a technique relating to the shape of the fan that improves the cooling performance of the heat exchanger is disclosed (for example, see Patent Document 1).
一般的に、建設機械の冷却ファン装置は、小型化やレイアウト上の制約から熱交換器などの圧力損失が大きくなり、軸流式ファンとしては騒音と軸動力が大きい状態で動作せざるを得ないという課題がある。 In general, the cooling fan device for construction machinery has a large pressure loss due to downsizing and layout constraints, and as an axial fan, it must operate with high noise and shaft power. There is no problem.
この課題を解決するために、ファンの翼先端部分を吸込側に折り曲げて流れを半径方向に広げることで、吐出し側にあるエンジンなどの障害物に流れを当てないようにして騒音や軸動力を低減する方法が、特許文献１に開示されている。
In order to solve this problem, the fan blade tip is bent to the suction side to widen the flow in the radial direction, so that the flow is not applied to obstacles such as the engine on the discharge side.
しかし、このような軸流式ファンの低流量域における動作点では、流れは半径方向に広がることが、非特許文献１に示されており、上述した方法による効果は限定的であると考えられる。
However, it is shown in Non-Patent
本発明は、上述の事項に基づいてなされたもので、その目的は、冷却ファン装置の動作点における騒音と軸動力を低減することができる建設機械の冷却ファン装置を提供することにある。 The present invention has been made based on the above-described matters, and an object thereof is to provide a cooling fan device for a construction machine that can reduce noise and shaft power at the operating point of the cooling fan device.
（１）上記目的を達成するために、本発明は、ハブと前記ハブの周囲に設けられた複数の翼とで構成されたファンと、吸込側と吐出し側に曲面を有し空気の流れを前記ファンに集めるために前記ファンの周囲に配置したファンリングと、前記ファンの駆動装置とを備え、熱交換器への冷却風を生起させる建設機械の冷却ファン装置において、前記翼は翼端部において吸込側方向に突出する反りを備え、前記反りが最大となる負圧面上軸方向の位置を前記ファンリングの吸込側端部よりも吸込側に配置したものとする。 (1) To achieve the above object, the present invention provides a fan comprising a hub and a plurality of blades provided around the hub, and has a curved surface on the suction side and the discharge side, and has an air flow. A fan ring disposed around the fan for collecting the fan and a drive device for the fan, wherein the blade is a blade tip of a construction machine that generates cooling air to the heat exchanger. It is assumed that a warp projecting in the suction side direction is provided at the portion, and the position of the suction surface upper axial direction at which the warp is maximized is arranged on the suction side from the suction side end of the fan ring.
（２）上記目的を達成するために、本発明は、ハブと前記ハブの周囲に設けられた複数の翼とで構成されたファンと、吸込側と吐出し側に曲面を有し空気の流れを前記ファンに集めるために前記ファンの周囲に配置したファンリングと、前記ファンの駆動装置とを備え、熱交換器への冷却風を生起させる建設機械の冷却ファン装置において、前記翼の翼端前縁が前記ファンリングの吸込側端部よりも吸込側方向に突出し、この突出量Ｂと前記翼端の軸方向高さＨとの比Ｂ／Ｈが４０％から１００％であるものとする。 (2) In order to achieve the above object, the present invention provides a fan composed of a hub and a plurality of blades provided around the hub, and has a curved surface on the suction side and the discharge side. In a cooling fan device for a construction machine, comprising a fan ring arranged around the fan to collect the air and a drive device for the fan, and generating cooling air to the heat exchanger, the blade tip of the blade The leading edge protrudes in the suction side direction from the suction side end of the fan ring, and the ratio B / H between the protrusion amount B and the axial height H of the blade tip is 40% to 100%. .
（３）上記（２）において、好ましくは、前記突出量Ｂと翼端の軸方向高さＨとの比Ｂ／Ｈが６０％から８５％であるものとする。 (3) In the above (2), preferably, the ratio B / H between the protruding amount B and the axial height H of the blade tip is 60% to 85%.
（４）上記（１）乃至（３）のいずれかにおいて、好ましくは、前記翼の翼端部が軸方向の吸込側に移行した形状であるものとする。 (4) In any one of the above (1) to (3), preferably, the blade tip of the blade has a shape shifted to the suction side in the axial direction.
（５）上記（１）において、好ましくは、前記翼の半径方向の外側の反りが内側の反りよりも大きいものとする。 (5) In the above (1), it is preferable that the warpage of the blade in the radial direction is larger than the warpage of the inner side.
（６）上記（１）乃至（５）のいずれかにおいて、好ましくは、前記ファンの駆動装置はエンジンであるものとする。 (6) In any one of the above (1) to (5), preferably, the fan driving device is an engine.
本発明の建設機械の冷却ファン装置によれば、翼端部の翼端渦が発生する部位をファンリングの吸込側端部よりも吸込側になるように、ファンリングと翼を配設したので、冷却ファン装置の動作点で発生する翼端渦とファンリングの干渉を防止することができる。この結果、冷却ファン装置の動作点における騒音と軸動力が低減し、建設機械の低騒音、低燃費化対応が可能になる。 According to the cooling fan device for a construction machine of the present invention, the fan ring and the blade are arranged so that the portion where the blade tip vortex is generated is on the suction side of the fan ring on the suction side. Thus, interference between the blade tip vortex and the fan ring generated at the operating point of the cooling fan device can be prevented. As a result, the noise and shaft power at the operating point of the cooling fan device are reduced, and the construction machine can cope with low noise and low fuel consumption.
以下に、本発明の建設機械の冷却ファン装置の実施の形態を図面を用いて説明する。
図１は、本発明の建設機械の冷却ファン装置の実施の形態を示す側面概略図、図２は、本発明の建設機械の冷却ファン装置の第１の実施の形態におけるファン部とファンリングの位置関係を説明する側面概略図、図３は、本発明の建設機械の冷却ファン装置の第１の実施の形態におけるファン部とファンリングの位置関係を説明する斜視図である。
Embodiments of a cooling fan device for a construction machine according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic side view showing an embodiment of a cooling fan device for a construction machine according to the present invention. FIG. 2 is a view of a fan unit and a fan ring in the first embodiment of the cooling fan device for a construction machine according to the present invention. FIG. 3 is a schematic side view for explaining the positional relationship, and FIG. 3 is a perspective view for explaining the positional relationship between the fan unit and the fan ring in the first embodiment of the cooling fan device for the construction machine of the present invention.
図１において、冷却ファン装置は、回転軸１０に取り付けられた円柱状のハブ１と、前記ハブ１の周囲に設けられた複数の翼２とで構成されたファン１８と、吸込側と吐出し側に曲面を有し空気の流れをファン１８に集めるためにファン１８の周囲に配置したファンリング３と、このファン１８の回転軸１０にプーリ１４を介して駆動軸が連結する駆動装置としてのエンジン１５とから大略構成されている。この例においては、冷却ファン装置の吸込み側にラジエータやオイルクーラなどの熱交換器１３が設置されており、また、冷却空気を取込む吸気口１６ａ，１６ｂと、熱交換した後の冷却空気を排出する排気口１７とが設けられている。
In FIG. 1, the cooling fan device includes a
図２及び図３において、ハブ１は、その円柱状の外周上に４枚の翼２が均等の間隔で設けられている。図２にあっては、軸方向視で上下２枚の翼２が、鉛直状態となった位置を示している。３，３は、回転軸１０の中心断面におけるファンリングの上下断面を示し、吸込側と吐出し側に曲面を有している。本実施の形態においては、吸込側と吐出し側の曲面を同一の円弧で形成している。
2 and 3, the
３ａは、このファンリング３の上下断面の吸込側の端部、３ｂは、このファンリング３の上下断面の吐出し側の端部を示している。なお、ファンリング３は、環状に形成されているため、これら端部３ａ，３ｂがそれぞれ形成する端部の面を二点鎖線で表示している。
４は、翼２の外周方向の端部である翼端部、５は翼端部４の軸方向吸込み側に位置する翼端部の前縁、６は翼端部４の軸方向吐出し側に位置する翼端部の後縁、７は翼端部４の軸方向吸込み側に対面する翼端部の負圧面、８は翼端部４の軸方向吐出し側に対面する翼端部の圧力面を示している。９は翼端部の前縁５と翼端部の後縁６とを直線で結んだ翼弦線である。１１は翼弦線９に垂直で翼弦線９に対する翼端部の負圧面７の反りが最大となる線分、１２は翼端部の負圧面７と線分１１の交点を示している。また、交点１２はファンリングの吸込側端部３ａより吸込側に配置している。
4 is a blade tip that is an end of the
また、冷却空気の流れについて、２００は翼端部４への流入ベクトル、２００ａは流入ベクトル２００の軸方向速度成分、２００ｂは流入ベクトル２００の周方向速度成分をそれぞれ示している。
Further, regarding the flow of the cooling air, 200 indicates an inflow vector to the
次に、上述した本発明の建設機械の冷却ファン装置の第１の実施の形態による動作を図１乃至図３を用いて説明する。
図１において、冷却空気は吸気口１６ａおよび１６ｂより流入し（矢印α１，α２）、熱交換器１３を通過し（矢印β１，β２，β３）、ファン１８とファンリング３により昇圧され（矢印γ１，γ２）、排気口１７より流出する（矢印δ）。
Next, the operation of the cooling fan device for a construction machine according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
In FIG. 1, the cooling air flows from the
図２及び図３において、ファン１８の回転により冷却空気は翼２に対して流入ベクトル２００のごとく流入する。流入した冷却空気は、翼端部４において、翼端部の圧力面８と翼端部の負圧面７との圧力差によって翼端渦２０１を発生させ、巻き上げる。
2 and 3, the cooling air flows into the
本実施の形態における構成の場合、熱交換器１３などの圧力損失が大きいため、流入ベクトル２００の軸方向速度成分２００ａが周方向速度成分２００ｂに比べて小さい。そのため翼端渦２０１は吐出し側に流れることなく、流入した当該翼２と隣の翼２との間で拡散することになる。この拡散した翼端渦２０１がファンリング３と干渉することにより、冷却ファン装置の騒音が増大する。また、翼端渦２０１とファンリング３が干渉する領域は冷却空気の流れが停滞するため、ファン効率が低下してしまい、軸動力を増大させる必要が生じる。
In the case of the configuration in the present embodiment, the pressure loss of the
翼端渦２０１は翼端部の負圧面７の静圧が最小となる位置から巻き上がる。静圧が最小となる位置は、図１で示した本実施の形態の構成の場合、翼端部の負圧面７と翼弦線９に垂直で翼弦線９に対する翼端部の負圧面７の反りが最大となる線分１１との交点１２よりも吸込側となる。本発明はこの流れ構造の特性を利用したもので、図２に示すように翼端部の負圧面７と翼弦線９に垂直で翼弦線９に対する翼端部の負圧面７の反りが最大となる線分１１との交点１２をファンリング吸込側端部３ａよりも吸込側に配置することを特徴とする。
The
上述した本発明の建設機械の冷却ファン装置の第１の実施の形態によれば、翼の翼端部４において吸込側方向に突出する反りを設け、この反りが最大となる負圧面上軸方向の位置をファンリング３の吸込側端部よりも吸込側に配置したので、冷却ファン装置の動作点で発生する翼端渦２０１とファンリング３の干渉を防止することができる。この結果、冷却ファン装置の動作点における騒音と軸動力を低減する建設機械の冷却ファン装置を提供することができる。
According to the first embodiment of the cooling fan device for a construction machine of the present invention described above, a warp protruding in the suction side direction is provided at the
また、本発明の建設機械の冷却ファン装置によれば、図８の実線で示す軸動力特性１０３ｂ、騒音特性１０２ｂを、従来における一般的な軸流式ファンの破線で示す軸動力特性１０３ａ、騒音特性１０２ａに比べて低下させることができる。図８は、本発明の建設機械の冷却ファン装置と一般的な軸流式ファンとの流量に対する静圧、騒音および軸動力の変化を示す特性図である。
なお、図８中の１００は熱交換器などの圧力損失を合計した抵抗曲線、１０１は静圧特性、１０４は冷却ファン装置の動作点の静圧、１０５は動作点の騒音、１０６は動作点の軸動力を示す。冷却ファン装置の動作点は抵抗曲線１００と静圧特性１０１との交点となる。
Further, according to the cooling fan device for a construction machine of the present invention, the shaft power characteristic 103b and the noise characteristic 102b shown by the solid line in FIG. 8 are changed to the shaft power characteristic 103a and the noise shown by the broken line of the conventional general axial flow fan. It can be reduced as compared with the characteristic 102a. FIG. 8 is a characteristic diagram showing changes in static pressure, noise, and shaft power with respect to the flow rates of the cooling fan device for a construction machine of the present invention and a general axial flow fan.
In FIG. 8,
更に詳しく述べると、一般的に軸流式ファンは抵抗曲線１００ａのような騒音が低く、軸動力の小さい静圧１０４ａで動作するのが理想的である。しかし、建設機械の冷却ファン装置においては小型化やレイアウト上の制約から熱交換器などの圧力損失は大きく、抵抗曲線１００ｂのようになる。その結果、動作点の静圧は１０４ａから１０４ｂに増大し、騒音は１０５ａから１０５ｂへ、軸動力は１０６ａから１０６ｂへと増大する。
More specifically, in general, an axial fan is ideally operated at a
本実施の形態によれば、上述したように、動作点で発生する翼端渦２０１とファンリング３の干渉を抑止したので、冷却ファン装置の動作点における騒音と軸動力を低減することが可能となる。具体的には、図８の破線で示す従来例の冷却ファン装置における軸動力特性１０３ａ、騒音特性１０２ａより、さらに低減された実線で示す軸動力特性１０３ｂ、騒音特性１０２ｂを得ることができる。この結果、動作点の騒音は１０５ｂから１０５ｃへ、軸動力は１０６ｂから１０６ｃへ、それぞれ減少させることができる。
According to the present embodiment, as described above, since the interference between the
次に、本発明の建設機械の冷却ファン装置の第２の実施の形態を図１乃至５を用いて説明する。図４は、本発明の建設機械の冷却ファン装置の第２の実施の形態における軸動力の変化を示すグラフ図、図５は、本発明の建設機械の冷却ファン装置の第２の実施の形態における騒音の変化を示すグラフ図である。なお、以下の説明において、上述した本発明の第１の実施の形態と同じ構成要素には同一の符合を付し、その部分の説明を省略する。 上述した本発明の建設機械の冷却ファン装置の第１の実施の形態は、翼の翼端部４において吸込側方向に突出する反りを設け、この反りが最大となる負圧面上軸方向の位置を調整したが、本発明の実施の形態は、翼端部の前縁５と、ファンリング３との位置関係を調整するものである。
Next, a second embodiment of the cooling fan device for a construction machine according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a graph showing changes in shaft power in the second embodiment of the cooling fan device for the construction machine of the present invention, and FIG. 5 shows the second embodiment of the cooling fan device for the construction machine of the present invention. It is a graph which shows the change of the noise in. In the following description, the same components as those in the first embodiment of the present invention described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. In the first embodiment of the cooling fan device for a construction machine according to the present invention described above, a warp projecting in the suction side direction is provided at the
図１において、Ｂは翼端部の前縁５とファンリング吸込側の端部３ａとの軸方向間隙であって、翼端部の前縁５のファンリング吸込側の端部３ａからの軸方向の突出量を示す。Ｈは、翼端部４の軸方向の高さを示す。つまり本実施の形態においては、この突出量Ｂと翼端部４の軸方向の高さＨの比率を基準に、動作点における騒音と軸動力を低減できる最適なファンリング３と翼２の配置関係を定めるものである。
In FIG. 1, B is an axial gap between the
図４は、突出量Ｂと翼端部４の軸方向の高さＨの比（Ｂ／Ｈ）に対する軸動力変化の実験結果を示している。Ｂ／Ｈの値を図４の横軸に採り、軸動力としては、Ｂ／Ｈ＝０％つまりファンリング吸込側の端部３ａと翼端部の前縁５との軸方向間隙がない状態における軸動力を１として、この軸動力との比を図４の縦軸に軸動力比として示している。なお、Ｂ／Ｈ＝１００％は、ファンリング吸込側の端部３ａと翼端部の後縁６との軸方向間隙がない状態を表している。
FIG. 4 shows experimental results of changes in shaft power with respect to the ratio (B / H) of the protrusion amount B and the height H in the axial direction of the
なお、Ｂ／Ｈが変化すると冷却空気流量に対する静圧も変化する。そのため冷却ファン装置が必要とする静圧を得るために回転数を調整する必要がある。本実施の形態においては、図１で示した冷却ファン装置の構成において、同一の冷却空気流量と同一の静圧を得るように回転数を調整して得た結果を示している。 When B / H changes, the static pressure with respect to the cooling air flow rate also changes. Therefore, it is necessary to adjust the rotational speed in order to obtain the static pressure required by the cooling fan device. In the present embodiment, the results obtained by adjusting the rotational speed so as to obtain the same cooling air flow rate and the same static pressure in the configuration of the cooling fan device shown in FIG. 1 are shown.
図５は、突出量Ｂと翼端部４の軸方向の高さＨの比（Ｂ／Ｈ）に対する騒音変化の実験結果を示している。Ｂ／Ｈの値を図５の横軸に採り、騒音としては、Ｂ／Ｈ＝０％つまりファンリング吸込側の端部３ａと翼端部の前縁５との軸方向間隙がない状態における騒音を基準として、この基準騒音との差を図５の縦軸に騒音差として示している。
FIG. 5 shows an experimental result of noise change with respect to the ratio (B / H) of the protrusion amount B and the height H in the axial direction of the
図４において、軸動力はＢ／Ｈが４０％から１００％の間で極小となる傾向を示している。ただし、Ｂ／Ｈが１００％近くになると軸動力は増加傾向を示している。このためＢ／Ｈを４０％から１００％の範囲に設定することにより軸動力を低減する効果を得ることができる。 In FIG. 4, the shaft power shows a tendency that B / H becomes a minimum between 40% and 100%. However, the shaft power shows an increasing tendency when B / H is close to 100%. For this reason, the effect of reducing shaft power can be obtained by setting B / H in the range of 40% to 100%.
図５において，騒音はＢ／Ｈが６０％から８５％の間で極小となる傾向を示している。ただし、Ｂ／Ｈが１００％近くになると騒音は急激に増加傾向を示している。図４において述べたＢ／Ｈを４０％から１００％とすることにより軸動力を低減する効果が得られるが、図５では特にＢ／Ｈを６０％から８５％とすることにより、更に大きな騒音低減効果が得ることができる。 In FIG. 5, the noise tends to be minimal when B / H is between 60% and 85%. However, when B / H is close to 100%, the noise is increasing rapidly. The effect of reducing the shaft power can be obtained by changing the B / H described in FIG. 4 from 40% to 100%. In FIG. 5, however, the noise is further increased by changing the B / H from 60% to 85%. A reduction effect can be obtained.
図４及び図５において、軸動力低減と騒音低減効果が得られた理由は第１の実施の形態で述べた翼端渦２０１とファンリング３との干渉が抑制されたことによるものである。翼端渦２０１とファンリング３との干渉はＢ／Ｈが大きいほど抑制できるが、Ｂ／Ｈが１００％を超えるほどに大きい場合には、翼端部４とファンリング３の軸方向における重なりがなくなってしまう。この結果、冷却ファン装置において、十分な静圧が得られなくなってしまう。
4 and 5, the reason why the shaft power reduction and the noise reduction effect are obtained is that the interference between the
図４及び図５において、Ｂ／Ｈが１００％近くに増加していくと、軸動力と騒音が増加するのは、このことが原因である。つまり、Ｂ／Ｈを１００％近くに増加させることにより、冷却ファン装置における静圧が低下する。このため、冷却ファン装置が必要とする静圧を得るために回転数を増加させる必要があり、このことから、軸動力と騒音が増加する。 4 and 5, this is the reason why shaft power and noise increase as B / H increases to nearly 100%. That is, by increasing B / H to near 100%, the static pressure in the cooling fan device decreases. For this reason, it is necessary to increase the rotational speed in order to obtain the static pressure required by the cooling fan device, which increases shaft power and noise.
上述した本発明の建設機械の冷却ファン装置の第２の実施の形態によれば、翼端部の前縁５のファンリング吸込側の端部３ａからの軸方向の突出量をＢ、翼端部４の軸方向の高さＨとして、これらの比Ｂ／Ｈを４０％から１００％、特に６０％から８５％となるように配設することにより、冷却ファン装置の動作点で発生する翼端渦２０１とファンリング３の干渉を防止することができる。この結果、冷却ファン装置の動作点における騒音と軸動力を低減する建設機械の冷却ファン装置を提供することができる。
According to the second embodiment of the cooling fan device for a construction machine of the present invention described above, the amount of protrusion in the axial direction from the
次に、本発明の建設機械の冷却ファン装置の第３の実施の形態を図６を用いて説明する。図６は、本発明の建設機械の冷却ファン装置の第３の実施の形態を示す側面概略図である。なお、以下の説明において、上述した本発明の第１及び第２の実施の形態と同じ構成要素には同一の符合を付し、その部分の説明を省略する。
図６において、冷却ファン装置は、回転軸１０に取り付けられた円柱状のハブ１と、前記ハブ１の周囲に設けられた複数の翼２とで構成されたファン１８と、このファン１８の吸込み側に配置された空冷のラジエータやオイルクーラなどの熱交換器１３と、吸込側と吐出し側に曲面を有し空気の流れをファン１８に集めるためにファン１８の周囲に配置したファンリング３と、このファン１８の回転軸１０にプーリ１４を介して駆動軸が連結する駆動装置としてのエンジン１５と、冷却空気を取込む吸気口１６ａ，１６ｂと、熱交換した後の冷却空気を排出する排気口１７とから大略構成されている。また、Ｏはファン１８の重心、Ｃは重心Ｏのプーリ１４に対するオーバーハング量、Ｄは熱交換器１３の吐出し側端部とハブ１の吸込側端部との間隙寸法を示している。
Next, a third embodiment of the cooling fan device for a construction machine according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a schematic side view showing a third embodiment of a cooling fan device for a construction machine according to the present invention. In the following description, the same components as those in the first and second embodiments of the present invention described above are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
In FIG. 6, the cooling fan device includes a
本実施の形態における冷却ファン装置は、図６に示すように、翼２における翼端部４の配置形状が、上述した第１及び第２の実施の形態と異なり、その他の構成要素については、上述した第１及び第２の実施の形態と同一である。
As shown in FIG. 6, the cooling fan device in the present embodiment differs from the first and second embodiments described above in the arrangement shape of the
具体的には、翼端部の前縁５とハブ１の吸込側の端部との軸方向間隙であって、翼端部の前縁５のハブ１の吸込側の端部からの軸方向の突出量が、上述した第１及び第２の実施の形態より大きくなるように形成されている。つまり、本実施の形態における翼２の形状は、上述した第１及び第２の実施の形態における翼２の翼端部４が軸方向の吸込側に移行した形状といえる。
Specifically, it is an axial gap between the
上述した本発明の建設機械の冷却ファン装置の第３の実施の形態によれば、翼２の翼端部４を軸方向の吸込側に移行した形状としたので、Ｂ／Ｈの値を大きく確保しつつ熱交換器１３の吐出し側端部とハブ１の吸込側端部との間隙寸法Ｄも大きく確保することができる。この結果、熱交換器１３の流速分布が改善するため冷却ファン装置の圧力損失が低減し、動作点における騒音の増大および軸動力の増大を抑制することができる。
According to the above-described third embodiment of the cooling fan device for a construction machine of the present invention, the
また、Ｂ／Ｈの値を大きく確保しつつ重心Ｏのプーリ１４に対するオーバーハング量Ｃを小さくすることができるため、ファン１８の振動による騒音の増大を抑制することができる。
Further, since the overhang amount C with respect to the
次に、本発明の建設機械の冷却ファン装置の第４の実施の形態を図１、図２及び図７を用いて説明する。図７は、図２に示す本発明の建設機械の冷却ファン装置の第１の実施の形態を構成する翼を任意の半径における円筒面で切断した断面を２次元平面に展開して得られる円筒展開面図である。なお、以下の説明において、上述した本発明の第１乃至第３の実施の形態と同じ構成要素には同一の符合を付し、その部分の説明を省略する。
図７において、２１は翼の前縁、２２は翼の後縁、２３は翼の負圧面、２４は翼の圧力面を示している。２５は翼の前縁２１と翼の後縁２２とを直線で結んだ翼弦線、２６は反り線を示す。Ｘは翼弦線２５に対する反り線２６の反り量、Ｌは翼弦線２５の長さを示す。ここで、反り比Ｆを反り量Ｘと翼弦長Ｌの比（Ｆ＝Ｘ／Ｌ）と定義する。
Next, a fourth embodiment of a cooling fan device for a construction machine according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a cylinder obtained by developing a cross section obtained by cutting a blade constituting the first embodiment of the cooling fan device for a construction machine of the present invention shown in FIG. 2 with a cylindrical surface at an arbitrary radius into a two-dimensional plane. FIG. In the following description, the same components as those in the first to third embodiments of the present invention described above are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
In FIG. 7, 21 indicates the leading edge of the blade, 22 indicates the trailing edge of the blade, 23 indicates the suction surface of the blade, and 24 indicates the pressure surface of the blade.
また、冷却空気の流れについて、２００は翼２への流入ベクトル、２００ａは流入ベクトル２００の軸方向速度成分、２００ｂは流入ベクトル２００の周方向速度成分をそれぞれ示している。
Further, regarding the flow of the cooling air, 200 indicates an inflow vector into the
図１及び図７で示すように、熱交換器１３などの圧力損失が大きいため、流入ベクトル２００の軸方向速度成分２００ａが周方向速度成分２００ｂに比べて小さい。このため翼２周辺での流れは矢印γ１およびγ２のごとく半径方向に広がってしまう。このことから、冷却ファン装置における翼２の仕事量の多くは主に翼端部４でなされると考えられる。
As shown in FIGS. 1 and 7, since the pressure loss of the
本実施の形態における冷却ファン装置は、このことに着目してなされたもので、翼２における反り比Ｆが、翼２の半径方向の内側から外側に向けて増大するように翼２を形成するものである。つまり、翼２の半径方向の外側の反り比Ｆを内側の反り比Ｆより大きくなるように、翼２を形成している。
The cooling fan device according to the present embodiment has been made paying attention to this, and the
上述した本発明の建設機械の冷却ファン装置の第４の実施の形態によれば、翼２の半径方向の外側の反り比Ｆを内側の反り比Ｆより大きくなるように、翼２を形成したので、これにより流れが集まる翼端部４で、冷却空気の流れに大きな運動量を与えることができる。この結果、冷却ファン装置が必要とする静圧が増加し必要な冷却空気の流量を得るための回転数を低減することができる。これにより冷却ファン装置の騒音増大を抑制することができる。
According to the above-described fourth embodiment of the cooling fan device for a construction machine of the present invention, the
なお、本発明の各実施の形態において、ファン１８はプーリ１４を介したエンジン１５による駆動としたが、これに限らず、ファン１８の駆動を電動モータや油圧モータで実施してもよい。また、熱交換器１３はファン１８の吸込側に配置した例で説明したが、熱交換器１３をファン１８の吐出し側に配置した場合でも同様の効果を得ることができる。
In each embodiment of the present invention, the
１ ハブ
２ 翼
３ ファンリング
３ａ ファンリング吸込側の端部
３ｂ ファンリング吐出し側の端部
４ 翼端部
５ 翼端部の前縁
６ 翼端部の後縁
７ 翼端部の負圧面
８ 翼端部の圧力面
９ 翼弦線
１１ 翼弦線９に垂直で翼弦線９に対する負圧面７の反りが最大となる線分
１２ 翼端部の負圧面７と線分１１との交点
１３ 熱交換器
１４ プーリ
１５ エンジン
１６ 吸気口
１７ 排気口
１８ ファン
Ｂ 翼端部の前縁５とファンリング吸込側の端部３との軸方向間隙（突出量）
Ｈ 翼端部４の軸方向高さ
1
H Axial height of
Claims (6)
前記翼は翼端部において吸込側方向に突出する反りを備え、前記反りが最大となる負圧面上軸方向の位置を前記ファンリングの吸込側端部よりも吸込側に配置した
ことを特徴とする建設機械の冷却ファン装置。 A fan composed of a hub and a plurality of blades provided around the hub, and a fan having curved surfaces on the suction side and the discharge side and arranged around the fan for collecting air flow to the fan In a cooling fan device for a construction machine that includes a ring and a drive device for the fan, and generates cooling air to the heat exchanger,
The blade includes a warp protruding in a suction side direction at a blade end portion, and a position in the axial direction on the suction surface where the warpage is maximized is arranged on the suction side from the suction side end portion of the fan ring. Cooling fan device for construction machinery.
前記翼の翼端前縁が前記ファンリングの吸込側端部よりも吸込側方向に突出し、この突出量Ｂと前記翼端の軸方向高さＨとの比Ｂ／Ｈが４０％から１００％である
ことを特徴とする建設機械の冷却ファン装置。 A fan composed of a hub and a plurality of blades provided around the hub, and a fan having curved surfaces on the suction side and the discharge side and arranged around the fan for collecting air flow to the fan In a cooling fan device for a construction machine that includes a ring and a drive device for the fan, and generates cooling air to the heat exchanger,
The leading edge of the blade tip protrudes in the suction side direction from the suction side end of the fan ring, and the ratio B / H between the protruding amount B and the axial height H of the blade tip is 40% to 100%. This is a cooling fan device for construction machinery.
前記突出量Ｂと翼端の軸方向高さＨとの比Ｂ／Ｈが６０％から８５％である
ことを特徴とする建設機械の冷却ファン装置。 The cooling fan device for a construction machine according to claim 2,
A cooling fan device for a construction machine, wherein the ratio B / H between the protrusion amount B and the axial height H of the blade tip is 60% to 85%.
前記翼の翼端部が軸方向の吸込側に移行した形状である
ことを特徴とする建設機械の冷却ファン装置。 The cooling fan device for a construction machine according to any one of claims 1 to 3,
A cooling fan device for a construction machine, wherein the blade tip of the blade has a shape shifted to the suction side in the axial direction.
前記翼の半径方向の外側の反りが内側の反りよりも大きい
ことを特徴とする建設機械の冷却ファン装置。 The cooling fan device for a construction machine according to claim 1,
A cooling fan device for a construction machine, wherein the radial warpage of the blade is greater than the internal warpage.
前記ファンの駆動装置はエンジンである
ことを特徴とする建設機械の冷却ファン装置。 The cooling fan device for a construction machine according to any one of claims 1 to 5,
The fan driving device is an engine. A cooling fan device for a construction machine.
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