ОХЛАЖДАЮЩИЙ МОДУЛЬ С ДВУМЯ ВЕНТИЛЯТОРАМИ (ВАРИАНТЫ)

Область техники, к которой относится полезная модель
[0001] Варианты осуществления настоящей полезной модели относятся к охлаждающему модулю с двумя вентиляторами, в частности к охлаждающему модулю, прикрепленному к переднему отсеку транспортного средства.
Уровень техники
[0002] Поскольку двигатель или различные компоненты транспортного средства во время его движения вырабатывают теплоту, внутри моторного отделения транспортного средства устанавливают охлаждающее устройство для понижения температуры. Кроме того, транспортное средство дополнительно снабжают воздушным кондиционером для поддержания заданной температуры внутри транспортного средства, при этом указанный воздушный кондиционер, использующий цикл охлаждения, содержит конденсатор. Радиатор и конденсатор, предусмотренные в охлаждающем устройстве, обычно прикрепляют к передней части транспортного средства и охлаждают теплоноситель, проходящий через радиатор или конденсатор, при помощи воздушного потока, возникающего во время движения транспортного средства.
[0003] Охлаждающий модуль образован теплообменником, в частности, радиатором или конденсатором, установленным в так называемом переднем отсеке, вместе с блоком кожуха вентилятора, установленным так, чтобы обеспечить достаточную эффективность охлаждения независимо от режима движения транспортного средства. Указанный блок кожуха вентилятора содержит вентилятор, предназначенный для нагнетания воздуха к теплообменнику, и кожух, который охватывает периферию вентилятора для защиты вентилятора и одновременно служит опорой приводного двигателя, вызывающего вращение вентилятора.
[0004] Один вентилятор предпочтительно используют для продувания воздуха сквозь зону теплообменника. Однако в случае, если теплообменник имеет относительно большую длину по сравнению с его высотой, можно использовать охлаждающий модуль с двумя вентиляторами, в котором указанные два вентилятора расположены на одной боковой поверхности теплообменника. Такой охлаждающий модуль с двумя вентиляторами раскрыт в публикации японской нерассмотренной патентной заявки №2007-230519 и схематически показан на фиг.1. Как показано на фиг.1, два вентилятора 1 и 2 охвачены кожухом 3, причем указанные вентиляторы установлены параллельно друг другу и генерируют воздушный поток, проходящий сквозь зону теплообменника (не показан).
[0005] При этом вентиляторы можно разделить на два основных типа в зависимости от их положения установки вентилятора. Один из них представляет собой вентилятор нагнетающего типа, который расположен на передней поверхности теплообменника и нагнетает воздух по направлению к теплообменнику, а другой представляет собой вентилятор всасывающего типа, который расположен на задней поверхности теплообменника и засасывает воздух от передней поверхности теплообменника по направлению к теплообменнику. Известно, что вентилятор всасывающего типа имеет более высокую эффективность продувки, чем вентилятор нагнетающего типа. В соответствии с этим в охлаждающем модуле с двумя вентиляторами, показанном на фиг.1, два вентилятора расположены на задней поверхности теплообменника.
[0006] Однако при определенной конструкции двигательного отсека транспортного средства установить два вентилятора на задней поверхности теплообменника может быть сложно. Так, например, если расширительный бачок, предусмотренный в теплообменнике, выступает к центру задней поверхности теплообменника, может отсутствовать возможность установки двух вентиляторов, поскольку этому мешает указанный расширительный бачок. В этом случае два вентилятора неизбежно приходится располагать на передней и задней поверхности теплообменника, соответственно, вследствие чего эффективность вентиляции может быть снижена по сравнению с конструкцией, показанной на фиг.1. Чтобы избежать указанной проблемы, можно использовать более мощный приводной двигатель, однако, это приводит к увеличению расходов, возникновению шума и уменьшению срока службы.
Раскрытие полезной модели
[0007] Настоящая полезная модель разработана с учетом вышеуказанных проблем, и ее задача заключается в том, чтобы обеспечить охлаждающий модуль с двумя вентиляторами, который позволяет минимизировать снижение эффективности вентиляции даже при совместном использовании вентилятора нагнетающего типа и вентилятора всасывающего типа.
[0008] Другие задачи и достоинства настоящей полезной модели станут более понятны из приведенного ниже описания и ясны благодаря ссылкам на варианты осуществления настоящей полезной модели. Кроме того, для специалистов в области техники очевидно, что задачи и преимущества настоящей полезной модели можно реализовать в соответствии с пунктами формулы полезной модели и их комбинациями.
[0009] Согласно одному аспекту настоящей полезной модели, охлаждающий модуль содержит теплообменный блок, в котором предусмотрен по меньшей мере радиатор, образующий часть охлаждающего водяного циркуляционного контура, и конденсатор, образующий часть холодильной машины компрессионного цикла, первый вентилятор, который расположен на одной боковой поверхности указанного теплообменного блока и нагнетает воздух к теплообменному блоку, второй вентилятор, который расположен на другой боковой поверхности теплообменного блока и засасывает воздух от теплообменного блока, а также первый и второй кожухи, которые служат опорой для указанных первого и второго вентиляторов на одной боковой поверхности и на другой боковой поверхности теплообменного блока, соответственно, причем указанный теплообменный блок содержит области без перекрытия, в которых течет воздух, проходящий через один из указанных первый или второй вентилятор, и область перекрытия, в которой течет воздух, проходящий через все из указанных первый и второй вентиляторы, причем площадь указанной области перекрытия меньше площади каждого из указанных первого и второго вентиляторов.
[0010] Второй кожух может дополнительно содержать кронштейн, проходящий от одной торцевой стороны указанного кронштейна к указанной области перекрытия, при этом указанный кронштейн может быть выполнен со сквозным отверстием.
[0011] Первый кожух может содержать сквозное отверстие, расположенное в указанной области перекрытия.
[0012] Вокруг указанного сквозного отверстия может быть выполнена направляющая часть, которая направляет поток воздуха, проходящий через указанное сквозное отверстие.
[0013] Указанная направляющая часть может содержать буртик, выступающий из поверхности указанного кронштейна.
[0014] Указанная область перекрытия может быть расположена между указанными областями без перекрытия.
[0015] Указанные области без перекрытия могут быть расположены на обоих концах теплообменного блока, и указанная область без перекрытия может быть расположена между указанными областями без перекрытия.
[0016] Указанная область перекрытия может быть расположена между вращающимися валами указанных первого и второго вентиляторов.
[0017] В соответствии с другим аспектом настоящей полезной модели охлаждающий модуль содержит по меньшей мере один теплообменник, который имеет первую обдуваемую область на его первой поверхности и вторую обдуваемую область на его второй поверхности, обращенной к указанной первой поверхности, первый вентиляторный блок, расположенный на указанной первой поверхности и обдувающий воздухом указанную первую обдуваемую область, и второй вентиляторный блок, расположенный на указанной второй поверхности и обдувающий воздухом вторую обдуваемую область в том же направлении, что и указанный первый вентиляторный блок, причем площадь каждой из указанных первой и второй обдуваемых областей меньше площади указанных первой или второй поверхности теплообменника, и сумма площадей указанных первой и второй обдуваемых областей больше площади указанной первой или указанной второй поверхности теплообменника.
[0018] Указанный первый вентиляторный блок может содержать первый вентилятор и первый кожух, закрепляющий указанный первый вентилятор, при этом указанный первый кожух может содержать сквозное отверстие, через которое воздух поступает в указанную вторую обдуваемую область.
[0019] Указанный второй вентиляторный блок может содержать второй вентилятор и второй кожух, закрепляющий указанный второй вентилятор, при этом второй кожух может содержать кронштейн, который прикреплен к теплообменнику и может содержать сквозное отверстие, через которое проходит воздух, выдуваемый из указанной первой обдуваемой области.
[0020] Следует понимать, что приведенное выше общее описание и нижеследующее подробное описание настоящей полезной модели имеют иллюстративный и пояснительный характер и служат для дополнительного пояснения заявленной полезной модели.
Краткое описание чертежей
[0021] Указанные выше и другие задачи, признаки и преимущества настоящей полезной модели станут более понятны из следующего подробного описания, приведенного со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
[0022] фиг.1 представляет собой вид в аксонометрии, схематично иллюстрирующий охлаждающий модуль с двумя вентиляторами согласно уровню техники;
[0023] фиг.2 представляет собой структурную схему, схематично иллюстрирующую охлаждающий контур и холодильную машину компрессионного цикла, к которым присоединен охлаждающий модуль согласно варианту осуществления настоящей полезной модели;
[0024] фиг.3 представляет собой вид сверху охлаждающего модуля согласно варианту осуществления настоящей полезной модели;
[0025] фиг.4 представляет собой вид спереди охлаждающего модуля согласно варианту осуществления настоящей полезной модели;
[0026] фиг.5 представляет собой вид в поперечном сечении по оси А-А с фиг.4; и
[0027] фиг.6 представляет собой вид сзади охлаждающего модуля согласно варианту осуществления настоящей полезной модели.
Осуществление полезной модели
[0028] Ниже приведено более подробное описание примерных вариантов осуществления охлаждающего модуля согласно настоящей полезной модели со ссылками на прилагаемые чертежи.
[0029] Перед описанием варианта осуществления настоящей полезной модели приведено описание охлаждающего контура и холодильной машины компрессионного цикла, с которыми используется охлаждающий модуль согласно варианту осуществления. Как показано на фиг.2, охлаждающий контур 10 содержит радиатор 12, охлаждающий воду, которая поступает от двигателя Е, путем теплообмена с атмосферным воздухом, и холодильная машина 20 компрессионного цикла содержит конденсатор 24 для конденсации высокотемпературного и находящегося под высоким давлением холодильного агента, выходящего из компрессора 22, установленного внутри транспортного средства.
[0030] Радиатор 12 и конденсатор 24 расположены параллельно друг другу на передней поверхности транспортного средства. Радиатор 12 и конденсатор 24 обеспечивают охлаждение охлаждающей воды и холодильного агента, протекающих через них, путем подачи воздушного потока, создаваемого вентиляторами, как описано далее, или движением транспортного средства. Поскольку настоящая полезная модель может использовать радиатор и конденсатор любых типов, известных из уровня техники, подробное описание их принципов работы или конструкций не приводится.
[0031] На фиг.3 показан охлаждающий модуль согласно одному из вариантов осуществления настоящей полезной модели. Охлаждающий модуль 100 согласно указанному варианту осуществления настоящей полезной модели содержит теплообменный блок, содержащий вышеуказанные радиатор 12 и конденсатор 24, первый вентиляторный блок 110, расположенный на передней поверхности конденсатора 24, и второй вентиляторный блок 120, расположенный на задней поверхности радиатора 12. При этом термины "передний и задний" и "левый и правый" соответствуют передней, задней, левой и правой сторонам транспортного средства, соответственно. Первый вентиляторный блок 110 расположен относительно близко к передней стороне транспортного средства по сравнению со вторым вентиляторным блоком 120.
[0032] В проиллюстрированном примере можно видеть, что область, на которой воздух, выдуваемый первым вентиляторным блоком 110, достигает конденсатора 24, а именно, обдуваемая область S1, меньше, чем общая площадь конденсатора 24. Поэтому атмосферный воздух можно свободно вводить через остальную область S2 передней поверхности конденсатора 24, исключая обдуваемую область S1. Согласно фиг.3 область S1 расположена справа, при этом правый конец области S1 соответствует правому концу конденсатора 24.
[0033] В этом случае предпочтительно расположить область S1 так, чтобы указанная область содержала правый конец конденсатора 24, если это возможно. Однако, поскольку в конденсаторе 24 могут быть дополнительно предусмотрены некоторые компоненты, в частности, ресивер-осушитель 26, описанный далее, область S1 предпочтительно расположена как можно правее в диапазоне, в котором первый вентиляторный блок 110 не мешает расположению ресивера-осушителя 26.
[0034] При этом в отличие от обдуваемой области S1, обдуваемая область S3 второго вентиляторного блока 120 расположена в левой части радиатора 12. Соответственно, на остальной области S4, за исключением обдуваемой области S3, радиатор 12 снаружи открыт. Однако, поскольку сумма площадей соответствующих обдуваемых областей двух вентиляторных блоков больше, чем площадь одной боковой поверхности конденсатора или радиатора, образуется зона S12 перекрытия, в которой вентиляторные блоки перекрывают друг друга. Указанная зона S12 перекрытия расположена по существу в центральной части теплообменного блока. В зоне S12 перекрытия передняя и задняя поверхности теплообменного блока закрыты сразу двумя вентиляторными блоками.
[0035] Первый вентиляторный блок 110 соответствует вентилятору нагнетающего типа, который выдувает воздух по направлению вниз, как показано на фиг.3, а второй вентиляторный блок 120 соответствует вентилятору всасывающего типа, который выдувает воздух в том же самом направлении, что и первый вентиляторный блок. Соответственно, область S2 обдувается воздухом из второго вентиляторного блока 120, область S4 обдувается воздухом первого вентиляторного блока 110, и зона S12 перекрытия обдувается воздухом из обоих первого и второго вентиляторных блоков. Таким образом, благодаря установке двух вентиляторных блоков обеспечивается продувка воздуха вдоль всего теплообменного блока.
[0036] При этом, поскольку каждый конденсатор и радиатор имеет не квадратную, а прямоугольную форму, ориентированную в одном направлении, сложно продувать воздух вдоль всей передней поверхности конденсатора или радиатора, используя только один нагнетательный вентилятор. Иными словами, поскольку диаметр вентилятора, который может содержать вентиляторный блок, ограничен высотой теплообменного блока (направление по вертикали от основания на фиг.3), неизбежно образуются участки, которые не закрыты нагнетающим вентилятором, в частности, участки S2 и S4. В настоящем варианте осуществления, благодаря расположению двух вентиляторных блоков так, что образуется область перекрытия, можно получать максимальное для теплообменного блока данного размера количество воздуха обдува.
[0037] В данном случае задано, что площадь области S12 перекрытия меньше площади обдуваемых областей S1 и S3. Если площадь области S12 перекрытия равна площади одной из указанных соответствующих обдуваемых областей, а именно, если все обдуваемые области одного из вентиляторных блоков входят в обдуваемую область другого вентиляторного блока, большая часть воздуха обдува проходит через все из указанного первого и второго вентиляторных блоков. Как описано выше, вентилятор всасывающего типа обычно имеет высокую эффективность обдува по сравнению с вентилятором нагнетающего типа. В случае одновременного применения вентилятора нагнетающего типа и вентилятора всасывающего типа, поскольку один вентилятор может оказывать сопротивление действию другого вентилятора, эффективность обдува может также ухудшаться.
[0038] Однако если указанная область перекрытия имеет меньший размер, чем каждая обдуваемая область, как показано на чертежах, ухудшение эффективности обдува можно минимизировать и получать достаточное количество воздуха обдува, проходящего через теплообменник. При этом первый и второй вентиляторные блоки не обязательно должны быть расположены, как показано на фиг.3. Так, например, первый вентиляторный блок может быть также расположен с левой стороны, а второй вентиляторный блок - с правой стороны.
[0039] Далее со ссылкой на фиг.4 приведено подробное описание первого вентиляторного блока 110. Как показано на фиг.4, первый вентиляторный блок 110 содержит приводной двигатель 112 и вентилятор 114, который прикреплен к вращающемуся валу приводного двигателя 112 и имеет множество лопастей. Хотя это и не показано на чертеже, однако лопасти радиально прикреплены к наружной периферийной части ступицы, и вращающийся вал прикреплен к ступице. Кроме того, первый вентиляторный блок 110 содержит первый кожух 116, который служит опорой для приводного двигателя 112 и вмещает в себя вентилятор 114.
[0040] Первый кожух 116 имеет по существу прямоугольную форму. Вблизи вершин указанного прямоугольника выполнены крепежные отверстия 116а, в которых закреплены болты таким образом, что первый кожух 116 присоединен к конденсатору 24. Таким образом, первый кожух 116 прикреплен к конденсатору.
[0041] В то же время, конденсатор 24 содержит боковины 24а на обоих соответствующих концах и сердцевину 24b, расположенную между боковинами 24а, при этом сердцевина 24b конденсатора содержит множество труб и ребер, расположенных между соответствующими трубами. Кроме того, одна из боковин 24а оснащена ресивером-осушителем 26, который предназначен для удаления влаги или загрязнений, содержащихся в холодильном агенте, циркулирующем в холодильной машине компрессионного цикла. Ресивер-осушитель 26 выступает из соответствующей боковины 24а в направлении сердцевины 24b. Соответственно, первый кожух 116 расположен в положении, смещенном вправо на фиг.4, чтобы не мешать установке ресивера-осушителя 26. Однако, если мешающий объект, в частности, ресивер-осушитель 26 отсутствует, первый кожух 116 может быть также расположен в положении, соответствующем левому концу сердцевины 24b или в положении, еще более смещенном влево, чем указанное положение.
[0042] Расположенный справа участок первого кожуха 116 находится в вышеуказанной области S12 перекрытия. Внутри указанного участка, по меньшей мере в одной части из частей, оставшихся после исключения части, на которой расположены лопасти, выполнены сквозные отверстия 116b, через которые воздух может плавно поступать ко второму вентиляторному блоку. Сквозное отверстие 116b может иметь любую форму, которая обеспечивает достаточную подачу воздуха, не оказывая существенного влияния на жесткость первого кожуха. Как показано на фиг.4, указанные сквозные отверстия выполнены в двух точках, расположенных рядом с соответствующими крепежными отверстиями 116а.
[0043] Как показано на фиг.5, вокруг каждого сквозного отверстия 116b проходят ребра 118, выступающие из поверхности первого кожуха. Каждое из указанных ребер 118 предотвращает ослабление жесткости вследствие наличия сквозного отверстия и служит в качестве направляющей части для потока воздуха, проходящего через указанное сквозное отверстие, чтобы минимизировать уменьшение давления спереди и сзади от сквозного отверстия. Хотя на фиг.5 ребра 118 расположены параллельно друг другу, однако указанные ребра 118 могут быть установлены так, что на своих концах они расположены близко друг к другу, а затем расстояние между ними постепенно увеличивается, то есть указанные ребра могут иметь форму диффузора.
[0044] Как показано на фиг.4, на том участке, который лежит за пределами области перекрытия, сквозное отверстие отсутствует. Выполнение сквозного отверстия на указанном участке может ослабить жесткость и при этом может не способствовать уменьшению сопротивления прохождению воздуха на том участке, где отсутствует область перекрытия. Более того, поскольку часть воздуха, проходящая через вентилятор, может рециркулировать через сквозное отверстие, такое сквозное отверстие предпочтительно выполнено только в области перекрытия.
[0045] На фиг.6 показан второй вентиляторный блок 120. Аналогично первому вентиляторному блоку второй вентиляторный блок 120 также содержит приводной двигатель 122, вентилятор 124 и второй кожух 126. Радиатор 12 содержит боковины 12а, расположенные на обеих его сторонах, и сердцевину 12b радиатора, расположенную между указанными боковинами.
[0046] Второй кожух 126 содержит закрепленные кронштейны 126а, выступающие наружу из его наружной периферийной поверхности и прикреплен к радиатору через крепежное отверстие, предусмотренное в каждом из указанных закрепленных кронштейнов. Часть указанного закрепленного кронштейна входит в область S12 перекрытия и выполнена со сквозным отверстием 126а, аналогичным указанному сквозному отверстию. Сквозное отверстие 126а выполнено таким образом, чтобы воздух, поступающий от первого вентиляторного блока, проходил через сквозное отверстие 126а, при этом вокруг указанного сквозного отверстия также выполнены ребра, аналогичные показанным на фиг.5. Однако в отличие от первого кожуха, в корпусе второго кожуха нет сквозного отверстия, расположенного в области перекрытия.
[0047] Вентилятор, предусмотренный во втором вентиляторном блоке, представляет собой вентилятор всасывающего типа. Поэтому, даже несмотря на сквозное отверстие, выполненное в области перекрытия, воздух поступает к вентилятору не через указанное сквозное отверстие, а под действием давления всасывания вентилятора. Соответственно, поскольку указанное сквозное отверстие не оказывает существенного влияния на уменьшение давления, даже будучи выполнено в указанной области перекрытия, такое сквозное отверстие выполнено только в указанном закрепленном кронштейне. Однако, если площадь указанного второго кожуха больше площади вентилятора, выполнение сквозного отверстия может быть полезным для уменьшения сопротивления потоку воздуха.
[0048] Из приведенного выше описания очевидно, что вентиляторы установлены, соответственно, на передней и задней поверхности теплообменного блока, а между передней и задней поверхностями теплообменного блока предусмотрена область перекрытия, в которой два вентилятора перекрывают друг друга, что позволяет увеличить размер каждого устанавливаемого вентилятора. Соответственно, поскольку может быть использован приводной двигатель с низкой мощностью, можно минимизировать увеличение шума при сохранении эффективности обдува. Кроме того, если сделать указанную область перекрытия меньше, чем размер вентилятора, можно минимизировать уменьшение эффективности обдува, возникающее в том случае, когда вентилятор нагнетающего типа перекрывает вентилятор всасывающего типа.
[0049] Кроме того, в расположенном в указанной области перекрытия кронштейне выполнено сквозное отверстие, что позволяет уменьшить сопротивление потоку воздуха, поступающему от первого вентилятора.
[0050] Кроме того, в расположенном в указанной области перекрытия первом кожухе выполнено сквозное отверстие, что позволяет вводить во второй вентилятор большое количество воздуха.
[0051] Кроме того, поскольку указанное сквозное отверстие выполнено с направляющей частью, можно минимизировать потерю давления, которая может возникать спереди и сзади от сквозного отверстия. Поскольку направляющая часть содержит буртик, можно уменьшить снижение жесткости из-за наличия сквозного отверстия.
[0052] Настоящая полезная модель описана применительно к конкретным вариантам осуществления, однако для специалистов данной области техники очевидно, что различные изменения и модификации могут быть выполнены без выхода за рамки сущности и объема настоящей полезной модели, определяемых прилагаемой формулой полезной модели.