(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却ファンと、該冷却ファンの周囲から上流側に延びるようにして配されるケーシング本体及び該ケーシング本体の下流端に該下流端から軸線方向下流側に突出するように設けられて前記冷却ファンの外径よりも大径かつ軸線方向下流側に向かい漸次拡径する内径を有し、その内周面の上流側が凸面をなすのに対し下流側は凹面をなしてアルファベットのＳ字状をなすディフューザを備えたシュラウドケーシングと、前記冷却ファンを回転駆動する駆動装置とを具備し、前記冷却ファンを前記ディフューザ内に一部オーバーラップさせていることを特徴とする冷却装置。
【請求項２】
請求項１に記載の冷却装置に使用されるシュラウドケーシングであって、冷却ファンの周囲から上流側に延びるようにして配されるケーシング本体と、該ケーシング本体の下流端に該下流端から軸線方向下流側に突出するように設けられるディフューザとを備えてなり、前記ディフューザは、前記冷却ファンの外径よりも大径かつ軸線方向下流側に向かい漸次拡径する内径を有し、その内周面の上流側が凸面をなすのに対し下流側は凹面をなしてアルファベットのＳ字状をなすことを特徴とするシュラウドケーシング。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱交換器等を冷却する冷却装置に係わり、特に、冷却ファンの空力性能の向上および低騒音化に有効な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
この種の冷却装置として、例えば図６および図７に示すものが知られている。
これらの図において、符号１はシュラウドケーシング、２はラジエータ等に代表される熱交換器、３は冷却ファン、４はモータ等に代表される駆動装置、ａ，ｂ，ｃは気流を示している。
【０００３】
この冷却装置は、熱交換器２の下流側に設けられたシュラウドケーシング１内において、駆動装置４により冷却ファン３を回転させることで上流側の空気に気流ａを生じさせ、冷却を行う。
しかしながら、冷却ファン３が回転すると、気流ａはファン回転と同一方向に旋回して軸方向および斜流方向流れとなることから、この旋回流によってシュラウドケーシング１の出口部には、気流ｂの他に図７に示すような渦（気流）ｃによる気流の乱れが生じる。
この気流の乱れは、冷却システム系では損失エネルギーとなり、ファンの空力性能を低下させると共に騒音を高くするという不具合を招来する。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、かかる気流の乱れを抑制し、冷却ファンの空力性能を向上させるとともに低騒音化を図ることのできるシュラウドケーシングおよび冷却装置の提供を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。
すなわち、請求項１記載の冷却装置は、冷却ファンと、該冷却ファンの周囲から上流側に延びるようにして配されるケーシング本体及び該ケーシング本体の下流端に該下流端から軸線方向下流側に突出するように設けられて前記冷却ファンの外径よりも大径かつ軸線方向下流側に向かい漸次拡径する内径を有し、その内周面の上流側が凸面をなすのに対し下流側は凹面をなしてアルファベットのＳ字状をなすディフューザを備えたシュラウドケーシングと、前記冷却ファンを回転駆動する駆動装置とを具備し、前記冷却ファンを前記ディフューザ内に一部オーバーラップさせていることを特徴とするものである。
【０００６】
このような構成では、ケーシング本体内の気流が冷却ファンの回転により旋回流となっても、この旋回流はその吐出角度方向に傾斜するディフューザの内周面に沿って流れの方向を制御されつつ下流側へと案内されることになるため、シュラウドケーシング出口部における渦流の発生が効果的に抑制される。よって、冷却ファンの空力性能の向上および低騒音化が図られる。
【０００７】
請求項２記載のシュラウドケーシングは、請求項１に記載の冷却装置に使用されるシュラウドケーシングであって、冷却ファンの周囲から上流側に延びるようにして配されるケーシング本体と、該ケーシング本体の下流端に該下流端から軸線方向下流側に突出するように設けられるディフューザとを備えてなり、前記ディフューザは、前記冷却ファンの外径よりも大径かつ軸線方向下流側に向かい漸次拡径する内径を有し、その内周面の上流側が凸面をなすのに対し下流側は凹面をなしてアルファベットのＳ字状をなすことを特徴とするものである。
【０００８】
このような構成とした場合にも、上述と同様、シュラウドケーシング出口部における渦流の発生が効果的に抑制されるため、冷却ファンの空力性能の向上および低騒音化が図られる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係わる冷却装置の一実施形態について、図１から図５を参照しながら説明する。
これらの図において、符号１０はシュラウドケーシング、２０は熱交換器、３０は冷却ファン、４０は駆動装置、ａ，ｂは気流を示している。
【００１０】
本冷却装置の基本構成は、従来のものと同様、ラジエータ等に代表される熱交換器２０の下流側にシュラウドケーシング１０が設けられ、このシュラウドケーシング１０内においてモータ等に代表される駆動装置４０により冷却ファン３０を回転駆動させることによって生じさせた気流ａが、熱交換器２０を通過することで冷却が行われるものである（図１参照）。
【００１１】
シュラウドケーシング１０は、一端側（上流側）に熱交換器２０を内包した状態あるいは一端（上流端）を熱交換器２０に対向させた状態で配設されるケーシング本体１１と、該ケーシング本体１１の他端側（下流端）に設けられるディフューザ１２とから構成されており、また、これらケーシング本体１１およびディフューザ１２の内径は、いずれも冷却ファン３０の外径よりも大きく形成されている。
【００１２】
ディフューザ１２は、図３に示すように、出口側（下流側）に比して開口面積の狭い入口側（上流側）に取付フランジ１３が設けられ、該取付フランジ１３の周方向に複数個加工されたボルト穴１４にねじ込まれる取付ボルト（図示略）によって、ケーシング本体１１の下流端に取り付けられるようになっている。
【００１３】
また、ディフューザ１２の背面（外周面）には、補強部材として、取付フランジ１３とディフューザ１２との結合を図るための補強板１５が周方向に適宜枚数設けられている。
【００１４】
そして、本実施形態におけるディフューザ１２は、上流側から下流側にむけて内径が漸次拡径する構成については通常のディフューザと同様であるが、その軸線方向に沿う断面において、ディフューザ壁１６が緩やかなＳ字形をなすように湾曲して形成されている点を特徴としている。
【００１５】
すなわち、ディフューザ壁１６は、図２に示すように、上流部１６ａについてはその内周面が凸面をなすのに対して下流部１６ｂについてはその内周面が凹面をなすように、互いに逆方向の円弧面となるように形成されていて、これらがスムーズな連続面となるように連なって、いわゆるアルファベットのＳ字状に製作されている。
【００１６】
さらに別言すれば、ケーシング本体１１の下流端に連なる上流部１６ａについては、ディフューザ１２の外方に曲率中心Ｏ1を有し、また、上流部１６ａに連なり出口側に延びる下流部１６ｂについては、逆にディフューザ１２の内方に曲率中心Ｏ2を有するものである。
【００１７】
これらの曲率半径は、熱交換器２０の抵抗によって異なるが、ファン吐出流れの抵抗とならないような曲率半径に設定しておくことが好ましく、本願の発明者らは、実験結果としてＲ３０〜Ｒ６０の範囲が最適な曲率半径となることを確認している。
なお、本実施形態では、双方をＲ４０に設定したものが図示されている。
【００１８】
また、ディフューザ壁１６を、その上流端と取付フランジ１３との交差部１７を通る下流部１６ｂの外周面への接線Ｌが、ファン吐出流れ角度に合致する傾斜角（図４中のθ）となるように構成することで、ファン吐出流れをさらにスムーズなものにすることができる。
本実施形態では、この傾斜角θを４５゜に設定したものが図示されている。
【００１９】
なお、ディフューザ１２は一体形としても、図５に示すように、分割線Ｐにおいて相互接合された２分割形のもの、さらには適宜個数の分割形としてもよい。
【００２０】
しかして、このような構成からなる冷却装置においては、図１に示すように、冷却ファン３０の回転駆動によって生じた気流ａは、熱交換器２０を通過して冷媒の冷却を行った後、ファン回転と同一方向に旋回して軸方向および斜流方向の流れとなってディフューザ１２を通過する。
【００２１】
このとき、旋回流は、その吐出角度方向に傾斜するディフューザ壁１６の内周面に沿って流れの方向を制御されつつ下流側へと案内されるため、気流ｂのような流れとなってシュラウドケーシング１０の出口から送出される。
これにより、シュラウドケーシング１１の出口部における渦流の発生を効果的に抑制して、冷却ファン３０の空力性能の向上および低騒音化を図ることができる。
【００２２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、次のような効果を奏することができる。
（ａ）請求項１記載の冷却装置においては、ケーシング本体内の気流が冷却ファンの回転により旋回流となっても、旋回流が、その吐出角度方向に傾斜するディフューザの内周面に沿って流れの方向を制御されつつ下流側へと案内されることになるため、シュラウドケーシング出口部における渦流の発生を効果的に抑制して、冷却ファンの空力性能の向上および低騒音化された冷却装置の提供が可能となる。
【００２３】
（ｂ）請求項２記載のシュラウドケーシングにおいても、上記（ａ）と同様、シュラウドケーシング出口部における渦流の発生を効果的に抑制することができるため、冷却ファンの空力性能が高められ、低騒音化を図ることができるシュラウドケーシングの提供が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係わる冷却装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】  図１のＡ−Ａ線矢視図である。
【図３】  （ａ）は図１に示されるディフューザの正面図、（ｂ）は同ディフューザの縦断面図である。
【図４】  図３（ｂ）の要部拡大図である。
【図５】  本発明に係わるディフューザの他の実施形態の一例を示す斜視図である。
【図６】  従来の冷却装置の一例を示す概略構成図である。
【図７】  図６の要部拡大図である。
【符号の説明】
１０  シュラウドケーシング
１１  ケーシング本体
１２  ディフューザ
３０  冷却ファン
４０  駆動装置
【図１】
0003977912.tif 000002
【図２】
0003977912.tif 000003
【図３】
0003977912.tif 000004
【図４】
0003977912.tif 000005
【図５】
0003977912.tif 000006
【図６】
0003977912.tif 000007
【図７】
0003977912.tif 000008