JPH09303148A - ラジエータ用冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ラジエータの通過風速分布の均一化を図り、
ラジエータの放熱効率を向上する。 【解決手段】 回転式送風機の翼の周囲に該翼とは分離
したリング状のシュラウド９を設け、ほぼ四辺形をした
ラジエータ３の冷却風出口とリング状シュラウド入口と
をダクトにて連結してなるファンシュラウド１を具備す
るラジエータ用冷却装置において、ラジエータ３の冷却
風出口の各外周辺部とそれぞれ最も近い位置のリング状
シュラウド入口前縁部とを結ぶ各母線と、ラジエータ３
の冷却風出口面とが成す角度をそれぞれ略４０度以上に
して、シュラウド１によるダクト面が母線よりラジエー
タ３から離れた側にある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、自動車におけ
る、熱交換器をファンによって冷却するラジエータ用冷
却装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のラジエータ用冷却装置は、ラジエ
ータの片面を覆うように取付けられたファンシュラウド
と、そのシュラウドに設けられた開口部の中に設置され
たファンからなり、ファンの回転によって気流をラジエ
ータの一面側から他面側に送るようになっている。

【０００３】このようなファンシュラウドは、図９のよ
うにラジエータの冷却風出口を囲うシュラウド側面部２
１と、シュラウド底面部２２と、シュラウド底面部２２
に設けられてファンの回りを囲うリング状シュラウド部
２３等から構成されるが、このファンシュラウド２０の
設計に際しては、主として車載時のスペース効率、ファ
ン効率、ファン騒音等の点に着目されることが多く、放
熱性能に関係するラジエータ通過風速分布の均一性に着
目して設計が行われることは少ない。

【０００４】なお、ファン騒音の低減を目的に、ファン
の側面幅とリング状シュラウド部の幅の比を規定したも
のがある（実開平３ー１７１３８号公報等参照）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ラジエータの通過風速
分布のバラツキを示す指標として、ラジエータ面の各点
の通過風速値の標準偏差σと通過風速の平均値Ｖａとの
比σ／Ｖａと、ラジエータの放熱特性には密接な関係が
あり、例えば図１０のように縦軸に一様流におけるラジ
エータ放熱率との比を取った放熱率比を用いて風速のバ
ラツキσ／Ｖａとの関係を整理すると、風速のバラツキ
σ／Ｖａが大きくなるほど放熱率が悪化することが知ら
れている。

【０００６】同一のラジエータにおいて放熱効率を向上
させるためには、風速のバラツキの少ない均一な風速分
布を確保すること、即ちσ／Ｖａの値を小さくすること
が重要であり、またラジエータの通過風速分布に対して
は、シュラウド形状が強く影響を与えることも最近の研
究によって分かってきた。

【０００７】しかしながら、従来のラジエータ用冷却装
置にあっては、車両のエンジンルーム内のスペース的制
約等によりシュラウド形状が必ずしも最適化されておら
ず、主としてリング部の改良等によってファン騒音の低
減に関しては効果が得られても、ラジエータの通気性
能、即ち通過風速分布を向上させるまでは行かなかっ
た。

【０００８】この発明は、ラジエータの通過風速分布を
均一化して、ラジエータの放熱効率を向上することを目
的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、回転式送
風機の翼の周囲に該翼とは分離したリング状のシュラウ
ドを設け、ほぼ四辺形をしたラジエータの冷却風出口と
リング状シュラウド入口とをダクトにて連結してなるフ
ァンシュラウドを具備するラジエータ用冷却装置におい
て、ラジエータの冷却風出口の各外周辺部とそれぞれ最
も近い位置のリング状シュラウド入口前縁部とを結ぶ各
母線と、ラジエータの冷却風出口面とが成す角度がそれ
ぞれ略４０度以上であり、シュラウドによるダクト面は
母線よりラジエータから離れた側にあるように構成す
る。

【００１０】第２の発明は、第１の発明において、ダク
トの流路断面積はラジエータの冷却風出口面からリング
状シュラウド入口近傍までほぼ一定にする、もしくはラ
ジエータの冷却風出口の外周辺部の短辺部に沿う流路部
位のみ内側に減少するように設定する。

【００１１】第３の発明は、第１の発明において、ラジ
エータの冷却風出口の外周辺部の短辺部の長さに、リン
グ状シュラウド入口の径をほぼ等しくする。

【００１２】

【作用】第１の発明では、ラジエータの冷却風出口の各
外周辺部とそれぞれ最も近い位置のリング状シュラウド
入口前縁部とを結ぶ各母線と、ラジエータの冷却風出口
面とが成す角度をそれぞれ略４０度以上にして、シュラ
ウドによるダクト面が母線よりラジエータから離れた側
にあるようにしたので、通過風の流れが良くなり、ラジ
エータの通過風速分布が均一化する。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１、図２は本発明の第１の実施
の形態であり、１はシュラウド、２はファン、３はラジ
エータである。

【００１４】シュラウド１は、四辺形をしたラジエータ
３の冷却風出口の周囲を、冷却風出口の外周上辺部（長
辺部）につながる上側面部４と、外周側辺部（短辺部）
につながる横側面部５，６と、外周下辺部（長辺部）に
つながる下側面部７とが囲い、これらとでダクトを形成
するシュラウド底面部８の中央に開口部を設け、その開
口部にファン２を囲うリング状シュラウド部９を設け
る。

【００１５】ファン２は、翼径がラジエータ３の冷却風
出口の短辺部の長さに近い大きさのものを用い、リング
状シュラウド部９の直径は、その短辺部の長さと同程度
の大きさに形成する。

【００１６】リング状シュラウド部９の入口前縁部は、
ダクト内に突出することなくシュラウド底面部８に連続
するように形成する。

【００１７】そして、ラジエータ３の冷却風出口の外周
側辺部と、その外周側辺部から最も近い位置のリング状
シュラウド部９の入口前縁部とを結ぶ母線、つまりファ
ン２の中心を通り、シュラウド１をラジエータ３の長辺
方向に切ったときの断面において、その外周側辺部Ａと
リング状シュラウド部９の入口前縁部Ｂとを結ぶ線分を
母線Ａ−Ｂとした場合、その母線Ａ−Ｂとラジエータ３
の冷却風出口面３ａとの成す角度θが略４０度以上にな
るように、ラジエータ３の冷却風出口面３ａからリング
状シュラウド部９の入口前縁部までの距離を決める。こ
の場合、シュラウド１の上側面部４、横側面部５，６、
下側面部７の長さを決める。

【００１８】シュラウド１の上側面部４、横側面部５，
６、下側面部７は、それぞれラジエータ３の冷却風出口
面に垂直に形成して、そのダクトの流路断面積がラジエ
ータ３の冷却風出口面からリング状シュラウド部９の入
口側までほぼ一定になっている。したがって、ラジエー
タ３の冷却風出口の外周上辺部、外周下辺部側では、該
当する母線とラジエータ３の冷却風出口面との角度はも
ちろん４０度以上であり、またそれぞれ母線と該当する
外周辺部とを含む各面が囲う外側にシュラウド１の各面
４〜７が位置する、つまりシュラウド１によるダクト面
４〜７が母線よりラジエータ３から離れた側に位置す
る。

【００１９】図３に前記母線とラジエータ３の冷却風出
口面との成す角度θと、ラジエータ３の通過風速分布の
バラツキσ／Ｖａ（σ…ラジエータの冷却風出口面の各
点の通過風速値の標準偏差、Ｖａ…ラジエータの通過風
速の平均値）との関係を示すと、θが略４０度以上では
σ／Ｖａが一定値に漸近することを確認している。

【００２０】即ち、前記母線とラジエータ３の冷却風出
口面との成す角度θを略４０度以上にして、シュラウド
１によるダクト面４〜７が母線よりラジエータ３から離
れた側に位置するように形成することにより、ラジエー
タ３の通過風速分布が均一化して、ラジエータ３の放熱
性能は最大かつ一定になる。

【００２１】したがって、ラジエータ３の冷却効率を十
分に高めることができ、エンジン性能が向上する。

【００２２】なお、図４にθ＝１２度のときのラジエー
タ通過風の等速度線図を、図５にθ＝４８度のときのラ
ジエータ通過風の等速度線図を示すが、θが大きくなる
にしたがい風速分布が均一化することが分かる。

【００２３】また、リング状シュラウド部９の直径つま
りファン２の翼径がラジエータ３の冷却風出口の短辺部
の長さに近い大きさのものを用いることにより、風速分
布を一層均一化できる。

【００２４】図６〜図８はそれぞれ別の実施の形態を示
し、シュラウド１の流路において、ラジエータ３の冷却
風出口の外周側辺部（短辺部）に沿う流路部位を内側に
減少するようにしたものである。

【００２５】図６のものは、シュラウド１の横側面部１
２，１３を途中から傾斜させて流路を減少させている。
図７のものは、シュラウド１の横側面部１４，１５を途
中から曲面に形成して流路を減少させている。図８のも
のは、シュラウド１の横側面部１６，１７をリング状シ
ュラウド部９の入口前縁部まで傾斜させて流路を減少さ
せている。

【００２６】ただし、いずれもラジエータ３の冷却風出
口の外周側辺部Ａとリング状シュラウド部９の入口前縁
部Ｂとを結ぶ母線Ａ−Ｂと、ラジエータ３の冷却風出口
面３ａとの成す角度θが略４０度以上になるように、ま
たシュラウド１によるダクト面が母線よりラジエータ３
から離れた側に位置するようにしてある。

【００２７】このようにすれば、車両搭載時に他の補機
類との干渉を防ぐことができ、スペース効率が向上す
る。なお、各形態とも製作性が良い。

【００２８】

【発明の効果】以上のように第１の発明によれば、ラジ
エータの通過風速分布を均一化して、ラジエータの冷却
効率を十分に向上できる。

【００２９】第２の発明によれば、製作性が良く、また
流路を内側に減少することで、スペース効率が向上す
る。

【００３０】第３の発明によれば、ラジエータの通過風
速分布を一層均一化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態を示す断面図である。

【図２】そのＣ−Ｃ線断面図である。

【図３】ラジエータ面に対する母線角と風速のバラツキ
との関係を示す特性図である。

【図４】ラジエータの風速分布図である。

【図５】ラジエータの風速分布図である。

【図６】第２の実施の形態を示す断面図である。

【図７】第３の実施の形態を示す断面図である。

【図８】第４の実施の形態を示す断面図である。

【図９】従来例の斜視図である。

【図１０】風速のバラツキと放熱率比の関係を示す特性
図である。

【符号の説明】

１ シュラウド ２ ファン ３ ラジエータ ４ 上側面部 ５，６ 横側面部 ７ 下側面部 ８ シュラウド底面部 ９ リング状シュラウド部 １２〜１７ 横側面部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転式送風機の翼の周囲に該翼とは分離
   したリング状のシュラウドを設け、ほぼ四辺形をしたラ
   ジエータの冷却風出口とリング状シュラウド入口とをダ
   クトにて連結してなるファンシュラウドを具備するラジ
   エータ用冷却装置において、ラジエータの冷却風出口の
   各外周辺部とそれぞれ最も近い位置のリング状シュラウ
   ド入口前縁部とを結ぶ各母線と、ラジエータの冷却風出
   口面とが成す角度がそれぞれ略４０度以上であり、シュ
   ラウドによるダクト面は母線よりラジエータから離れた
   側にあることを特徴とするラジエータ用冷却装置。
2. 【請求項２】 ダクトの流路断面積はラジエータの冷却
   風出口面からリング状シュラウド入口近傍までほぼ一定
   にする、もしくはラジエータの冷却風出口の外周辺部の
   短辺部に沿う流路部位のみ内側に減少するように設定す
   る請求項１に記載のラジエータ用冷却装置。
3. 【請求項３】 ラジエータの冷却風出口の外周辺部の短
   辺部の長さに、リング状シュラウド入口の径がほぼ等し
   い請求項１または２に記載のラジエータ用冷却装置。