專利名稱：護(hù)罩及使用該護(hù)罩的鼓風(fēng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及護(hù)罩和使用該護(hù)罩的軸流式鼓風(fēng)機(jī)，例如它們適合用于車輛的散熱器中。更具體地說，本發(fā)明涉及具有氣流調(diào)節(jié)板的護(hù)罩，其有效地減少了軸流式風(fēng)扇產(chǎn)生的噪音。
背景技術(shù)：
作為用于換熱器的軸流式鼓風(fēng)機(jī)的護(hù)罩，已知JP-A-6-42498中描述了一種護(hù)罩。在這種護(hù)罩中，由于軸流式風(fēng)扇的中心相對(duì)于換熱器偏心地設(shè)置，所以在軸流式風(fēng)扇的上游側(cè)，在護(hù)罩的空氣引入部分的較小區(qū)域的部分中設(shè)置有開口。
通常來說，當(dāng)軸流式風(fēng)扇的中心相對(duì)于換熱器偏心時(shí)，軸流式風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)噪音，尤其在第一頻率范圍內(nèi)的噪音(第一噪音成分)變得十分明顯。在這種護(hù)罩中，通過從所述開口引入大氣，軸流式風(fēng)扇的上游部分中的壓力在護(hù)罩的空氣引入部分的較小區(qū)域部分和較大區(qū)域部分變得平衡。結(jié)果，第一和第三頻率范圍中的軸流式風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)噪音(第一和第三噪音成分)可被減小。
然而，在這個(gè)護(hù)罩中，因?yàn)榇髿馐峭ㄟ^開口引入的，所以通過換熱器的空氣量降低。因此，換熱器的性能被降低。
JP-A-6-42498還提出一種護(hù)罩，其中氣流調(diào)節(jié)板徑向向內(nèi)突出。這種氣流調(diào)節(jié)板被安裝在護(hù)罩的空氣引入部分的較小區(qū)域部分中。這種結(jié)構(gòu)對(duì)降低第二和第四頻率范圍中的旋轉(zhuǎn)噪音(第二和第四噪音成分)是有效的，但是對(duì)降低第一頻率范圍中的旋轉(zhuǎn)噪音(第一噪音成分)是無效的。

發(fā)明內(nèi)容
考慮上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種能降低第一頻率范圍中的風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)噪音(第一噪音成分)，而不降低流向換熱器的空氣量的護(hù)罩。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種使用所述護(hù)罩的鼓風(fēng)機(jī)。
根據(jù)本發(fā)明，護(hù)罩包括環(huán)形部分，其環(huán)繞吹送空氣的軸流式風(fēng)扇的徑向外緣，以及空氣引入部分，用來向環(huán)形部分引入空氣。風(fēng)扇位于換熱器的相對(duì)側(cè)，所述換熱器位于風(fēng)扇氣流的上游，并且空氣引入部分從環(huán)形部分向著氣流上游擴(kuò)展。此外，環(huán)形部分的中心相對(duì)于空氣引入部分的中心是偏心的。
在所述護(hù)罩中，空氣引入部分具有大區(qū)域部分和小區(qū)域部分，它們的形成是因?yàn)榄h(huán)形部分相對(duì)于空氣引入部分偏心設(shè)置，并且氣流調(diào)節(jié)板設(shè)置在大區(qū)域部分中，向氣流上游側(cè)突出，它具有與環(huán)形部分同心的圓弧形狀。因此，氣流調(diào)節(jié)板限制空氣沿著空氣引入部分的大區(qū)域部分的壁面流向環(huán)形部分。因此，軸向氣流與沿大區(qū)域部分的壁面流動(dòng)的空氣的干擾可被抑制。結(jié)果，第一頻率范圍中的風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)噪音(第一噪音成分)可被減小。在本發(fā)明中，在空氣引入部分中不設(shè)置開口。因此，當(dāng)這種護(hù)罩被使用在用于冷卻換熱器的鼓風(fēng)機(jī)中時(shí)，噪音可被有效地減小，而不降低流向換熱器的空氣量。
當(dāng)環(huán)形部分的內(nèi)徑被設(shè)為D，圓弧形狀的氣流調(diào)節(jié)板的圓周方向上的長度被設(shè)為L時(shí)，L/D可被設(shè)為0.34≤L/D≤0.44。在這種情況下，風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)噪音可被進(jìn)一步降低。
此外，當(dāng)環(huán)形部分的內(nèi)徑被設(shè)為D，圓弧形狀的氣流調(diào)節(jié)板的曲率半徑被設(shè)為R時(shí)，R/D可被設(shè)為0.57≤R/D≤0.74。此外，氣流調(diào)節(jié)板的突出長度h可被設(shè)定在7mm至12mm的范圍內(nèi)。在這種情況下，風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)噪音可被有效地降低。
在本發(fā)明中，氣流調(diào)節(jié)板可由單個(gè)板構(gòu)成，或者可設(shè)置多個(gè)氣流調(diào)節(jié)板，并與環(huán)形部分(210)同心。


本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)將在優(yōu)選實(shí)施例結(jié)合附圖的詳細(xì)描述中變得更加顯而易見，其中圖1A是顯示軸流式鼓風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)的主視圖，圖1B是圖1A的截面示意圖；圖2是顯示軸流式鼓風(fēng)機(jī)中的氣流調(diào)節(jié)板的功能效果的截面示意圖；圖3是顯示當(dāng)曲率半徑R在標(biāo)準(zhǔn)范圍中變化時(shí)，第一頻率范圍中風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)噪音(第一噪音成分)與L/D之間的關(guān)系的曲線圖；圖4是顯示當(dāng)突出長度h在標(biāo)準(zhǔn)范圍中變化時(shí)，第一頻率范圍中風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)噪音(第一噪音成分)與L/D之間的關(guān)系的曲線圖；圖5是顯示在本發(fā)明應(yīng)用之前的狀態(tài)中，風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)噪音水平(聲級(jí))相對(duì)于頻率的曲線圖；和圖6是顯示沒有氣流調(diào)節(jié)板的軸流式鼓風(fēng)機(jī)的空氣流的截面示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式將參考附圖在這里被描述。
在這個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的護(hù)罩200被用在散熱器(換熱器)1的軸流式鼓風(fēng)機(jī)10(電風(fēng)扇)中。軸流式鼓風(fēng)機(jī)10是通過組裝軸流式風(fēng)扇100和電動(dòng)機(jī)300形成的。圖1A和1B顯示軸流式鼓風(fēng)機(jī)10的結(jié)構(gòu)。
軸流式鼓風(fēng)機(jī)10(以下簡(jiǎn)稱鼓風(fēng)機(jī)10)通過護(hù)罩200四個(gè)角上的安裝元件230被固定在車輛發(fā)動(dòng)機(jī)一側(cè)的散熱器1上。鼓風(fēng)機(jī)10將冷空氣送到散熱器1的中心部分1a。鼓風(fēng)機(jī)10是吸氣式鼓風(fēng)機(jī)10，它將空氣從車輛護(hù)柵一側(cè)吸至發(fā)動(dòng)機(jī)一側(cè)，也就是，從散熱器1的中心部分1a吸至軸流式風(fēng)扇100。
軸流式風(fēng)扇100(以下簡(jiǎn)稱風(fēng)扇)是由含有約20％玻璃纖維的聚丙烯制成的。風(fēng)扇軸轂110和葉片120是由注塑法整體制成的。
風(fēng)扇軸轂110是圓柱形的，具有一個(gè)封閉端。鋁制的金屬插入件(insert)111被插入形成在風(fēng)扇軸轂110的封閉端的中心區(qū)域處。此外，用來容納電動(dòng)機(jī)300的軸310的軸縫112被設(shè)置在金屬插入件111的中心處。
徑向延伸的幾個(gè)葉片120(如在本實(shí)施例中為七個(gè)葉片)被設(shè)在風(fēng)扇軸轂110的外圓周上。這里，風(fēng)扇100的外徑被設(shè)定為360mm。對(duì)于風(fēng)扇100的外徑，根據(jù)它的車輛裝配性或所需的鼓風(fēng)能力，通常設(shè)在250mm至400mm的范圍內(nèi)。
護(hù)罩200是由含有約25％至30％玻璃纖維的聚丙烯制成的，并一體設(shè)有環(huán)形部分210、氣體引入部分220、安裝部分230等。
環(huán)形部分210環(huán)繞風(fēng)扇100的徑向外緣。用來支撐電動(dòng)機(jī)300的電動(dòng)機(jī)支撐部分(未顯示)被設(shè)在環(huán)形部分210的氣流下游側(cè)，位于環(huán)形部分210的內(nèi)徑側(cè)。在風(fēng)扇100和環(huán)形部分210之間保證間隙(例如4mm)，以防止它們相互干擾。在這個(gè)實(shí)施例中，環(huán)形部分210的內(nèi)徑D設(shè)為例如368mm。
空氣引入部分220從環(huán)形部分210向著氣流上游側(cè)(散熱器1所在一側(cè))平滑地?cái)U(kuò)展?？諝庖氩糠?20的輪廓(外形)是矩形的，以與散熱器1的核心部分1a的形狀相對(duì)應(yīng)。環(huán)形部分210的中心相對(duì)于空氣引入部分220的中心被偏心地設(shè)置(這里，它被偏心設(shè)在圖1的右部)，使得當(dāng)護(hù)罩200被安裝至車輛上時(shí)，護(hù)罩200被防止與設(shè)在車輛中的其它部件發(fā)生干擾。
因?yàn)榄h(huán)形部分210被偏心布置，空氣引入部分220被分成較大區(qū)域220a(圖1A的左部分)和較小區(qū)域220b(圖1A的右部分)。如圖1B所示，氣流調(diào)節(jié)板221被設(shè)在空氣引入部分220的這個(gè)較大區(qū)域部分220a的內(nèi)表面上。
氣流調(diào)節(jié)板221是圓弧形狀的，與環(huán)形部分210同心。氣流調(diào)節(jié)板221是厚度為2mm的板構(gòu)件，并向氣流上游突出。例如，氣流調(diào)節(jié)板221可與空氣引入部分220的較大區(qū)域部分220a形成一體。在這個(gè)實(shí)施例中，氣流調(diào)節(jié)板221被分成兩個(gè)部分，一個(gè)設(shè)在圖1A的垂直方向的上方，另一個(gè)設(shè)在圖1A的垂直方向的下方。為了更容易理解下述說明，氣流調(diào)節(jié)板221的尺寸被這樣指定圓周方向上的長度是L，曲率半徑210(從環(huán)形部分210的中心至氣流調(diào)節(jié)板221的外周的長度)是R，突出長度是h。
電動(dòng)機(jī)300被固定在環(huán)形部分210的電動(dòng)機(jī)支撐部分上，電動(dòng)機(jī)300的軸310被插入風(fēng)扇100的軸縫112中，使得電動(dòng)機(jī)300被固定至風(fēng)扇100。這里，電動(dòng)機(jī)300是公知的DC鐵氧體(ferrite)電動(dòng)機(jī)，它被連接至控制器(未顯示)。控制器通過改變ON期間和OFF期間之間的比率來改變平均電流值，電流在此期間流過電動(dòng)機(jī)300。與散熱器1所需的冷卻能力相對(duì)應(yīng)，氣流量是通過改變直接連在控制器上的風(fēng)扇100的轉(zhuǎn)速來控制的。在鼓風(fēng)機(jī)10的正常使用范圍中，轉(zhuǎn)速大約設(shè)在1700rpm。
在上述的鼓風(fēng)機(jī)10中，風(fēng)扇100是通過電動(dòng)機(jī)100運(yùn)行而轉(zhuǎn)動(dòng)的，它將用于冷卻的空氣向散熱器1的中心部分1a送出，從而散熱器1的冷卻水的熱輻射被促進(jìn)。
護(hù)罩200的環(huán)形部分210的偏心設(shè)置將空氣引入部分220分成較大區(qū)域部分220a和較小區(qū)域部分220b。圖5顯示了在不設(shè)置氣流調(diào)節(jié)板221的狀態(tài)下，當(dāng)鼓風(fēng)機(jī)10被連接到散熱器1上時(shí)的確認(rèn)結(jié)果。如圖5所示，在約200Hz的第一頻率范圍內(nèi)的風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)噪音(第一噪音成分)較顯著。第一噪音成分被計(jì)算如下，風(fēng)扇100的旋轉(zhuǎn)頻率(28Hz)×葉片數(shù)量(7)第一噪音成分(200Hz區(qū)域)。也就是，28Hz×7200Hz區(qū)域。當(dāng)這種風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)噪音在被傳輸至車輛時(shí)被放大時(shí)，風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)噪音成為一個(gè)問題。考慮上述問題會(huì)發(fā)生，如圖6所示，因?yàn)樵诃h(huán)形部分210的區(qū)域中，沿空氣引入部分220的較大區(qū)域部分220a的氣流與沿著風(fēng)扇100的旋轉(zhuǎn)軸方向的氣流相碰撞(干擾)。
在本發(fā)明中，如圖2所示，氣流調(diào)節(jié)板221限制空氣沿空氣引入部分220的較大區(qū)域部分220a的壁面流入環(huán)形部分210。因此，氣流的干擾可被降低，從而風(fēng)扇在第一頻率范圍中的旋轉(zhuǎn)噪音(第一噪音成分)可被降低。
在圖3中，氣流調(diào)節(jié)板221的圓周方向的長度被設(shè)為L，環(huán)形部分210的內(nèi)徑被設(shè)為D，氣流調(diào)節(jié)板221的曲率半徑被設(shè)為R。第一頻率范圍中的風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)噪音(第一噪音成分)通過相對(duì)于比率L/D改變R被檢測(cè)。這里，氣流調(diào)節(jié)板的突出長度h是7mm。當(dāng)L/D處于0.34至0.44的范圍內(nèi)時(shí)，可獲得足夠的噪音減少效果，如圖3所示。
關(guān)于氣流調(diào)節(jié)板221的曲率半徑R，氣流調(diào)節(jié)板221越接近環(huán)形部分210，越會(huì)獲得更好的旋轉(zhuǎn)噪音減少效果。當(dāng)R設(shè)為211mm時(shí)，獲得噪音的最大減少量，大約4.5dB。甚至R達(dá)到271mm也能獲得該效果。當(dāng)就曲率半徑R與環(huán)形部分210內(nèi)徑D的比率R/D來考慮這種效果時(shí)，當(dāng)R/D在0.57至0.74范圍內(nèi)時(shí)，能夠獲得足夠的效果。
此外，如圖4所示，當(dāng)突出長度h從7mm至12mm(R＝231mm，251mm)變化時(shí)，由沿空氣引入部分220的較大區(qū)域部分220a的氣流與流入環(huán)形部分210的氣流相碰撞而引起的干涉被抑制。結(jié)果，噪音可大大降低(Δ2.5至Δ4dB)。
在本發(fā)明中，因?yàn)闆]有開口設(shè)在空氣引入部分220中，所以通過散熱器1的中心部分1a的空氣量沒有減少。
(其它優(yōu)選實(shí)施例)在上述描述的實(shí)施例中，氣流調(diào)節(jié)板221被解釋為與空氣引入部分220的較大區(qū)域部分220a一體設(shè)置的氣流調(diào)節(jié)板。然而，氣流調(diào)節(jié)板221還可以獨(dú)立于空氣引入部分220而形成，可以與空氣引入部分220一體形成。
空氣引入部分220的外形不僅限于矩形，還可以改成其它形狀如圓形或橢圓形。
氣流調(diào)節(jié)板221不一定被分成兩部分，還可以由單個(gè)板形成，或由多于兩個(gè)部分的多個(gè)部分形成。
風(fēng)扇100用于被電動(dòng)機(jī)300轉(zhuǎn)動(dòng)的電動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)10中。然而，被車輛發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力轉(zhuǎn)動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇也可以使用。
上述實(shí)施例解釋了用來供應(yīng)空氣至散熱器1的風(fēng)扇100。然而，風(fēng)扇100可以是使用在其它換熱器中的對(duì)象，如用來冷凝空調(diào)制冷劑的冷凝器、用來冷卻油的油冷卻器，或用來冷卻吸入空氣的冷熱氣自動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)(中間冷卻器)。
這種改變和改進(jìn)將被理解為在權(quán)利要求書界定的本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種護(hù)罩，包括環(huán)形部分(210)，其環(huán)繞用來吹動(dòng)空氣的軸流式風(fēng)扇(100)的徑向外緣，所述風(fēng)扇(100)位于換熱器(1)的對(duì)側(cè)，所述換熱器(1)位于風(fēng)扇(100)的氣流的上游，以及空氣引入部分(220)，用來將空氣引入環(huán)形部分(210)，所述空氣引入部分從環(huán)形部分(210)朝向氣流上游擴(kuò)展，其中環(huán)形部分(210)的中心相對(duì)于空氣引入部分(220)的中心是偏心的，所述護(hù)罩的特征在于空氣引入部分(220)具有大區(qū)域部分(220a)和小區(qū)域部分(220b)，大區(qū)域部分(220a)和小區(qū)域部分(220b)是由于環(huán)形部分(210)相對(duì)于空氣引入部分(220)偏心地設(shè)置而形成的；和氣流調(diào)節(jié)板(221)，其設(shè)在大區(qū)域部分(220a)上，以朝向氣流上游側(cè)突出，并具有與環(huán)形部分(210)同心的圓弧形狀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的護(hù)罩，其特征在于當(dāng)環(huán)形部分(210)的內(nèi)徑被設(shè)為D，圓弧形狀的氣流調(diào)節(jié)板(221)的圓周方向上的長度被設(shè)為L時(shí)，0.34≤L/D≤0.44。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的護(hù)罩，其特征在于當(dāng)環(huán)形部分(210)的內(nèi)徑被設(shè)為D，圓弧形狀的氣流調(diào)節(jié)板(221)的曲率半徑被設(shè)為R時(shí)，0.57≤R/D≤0.74。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的護(hù)罩，其特征在于氣流調(diào)節(jié)板(221)的突出長度(h)在7mm至12mm的范圍內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一權(quán)利要求所述的護(hù)罩，其特征在于氣流調(diào)節(jié)板(221)是單個(gè)板。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一權(quán)利要求所述的護(hù)罩，其特征在于多個(gè)氣流調(diào)節(jié)板(221)與環(huán)形部分(210)同心設(shè)置。
7.一種鼓風(fēng)機(jī)，包括用來吹動(dòng)空氣的軸流式風(fēng)扇(100)，所述風(fēng)扇(100)位于換熱器(1)的對(duì)側(cè)，所述換熱器(1)位于風(fēng)扇(100)的氣流的上游；護(hù)罩(200)，其包括環(huán)形部分(210)，其環(huán)繞軸流式風(fēng)扇(100)的徑向外緣；和空氣引入部分(220)，用來將空氣引入環(huán)形部分(210)，所述空氣引入部分從環(huán)形部分(210)朝向氣流上游擴(kuò)展，其中環(huán)形部分(210)的中心相對(duì)于空氣引入部分(220)的中心是偏心的，所述護(hù)罩的特征在于空氣引入部分(220)具有大區(qū)域部分(220a)和小區(qū)域部分(220b)，大區(qū)域部分(220a)和小區(qū)域部分(220b)是由于環(huán)形部分(210)相對(duì)于空氣引入部分(220)偏心地設(shè)置而形成的；和氣流調(diào)節(jié)板(221)，其設(shè)在大區(qū)域部分(220a)上，以朝向氣流上游側(cè)突出，并具有與環(huán)形部分(210)同心的圓弧形狀。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鼓風(fēng)機(jī)，其特征在于當(dāng)環(huán)形部分(210)的內(nèi)徑被設(shè)為D，圓弧形狀的氣流調(diào)節(jié)板(221)的圓周方向上的長度被設(shè)為L時(shí)，0.34≤L/D≤0.44。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鼓風(fēng)機(jī)，其特征在于當(dāng)環(huán)形部分(210)的內(nèi)徑被設(shè)為D，圓弧形狀的氣流調(diào)節(jié)板(221)的曲率半徑被設(shè)為R時(shí)，0.57≤R/D≤0.74。
10.根據(jù)權(quán)利要求7-9中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的鼓風(fēng)機(jī)，其特征在于氣流調(diào)節(jié)板(221)的突出長度(h)在7mm至12mm的范圍內(nèi)。
全文摘要
一種護(hù)罩，包括環(huán)繞用來吹動(dòng)空氣的軸流式風(fēng)扇(100)的徑向外緣的環(huán)形部分(210)和用來引入空氣至環(huán)形部分(210)的空氣引入部分(220)，所述空氣引入部分從環(huán)形部分(210)向氣流上游側(cè)擴(kuò)展。風(fēng)扇位于換熱器(1)的對(duì)側(cè)，所述換熱器位于風(fēng)扇(100)的氣流上游側(cè)，環(huán)形部分(210)的中心與空氣引入部分(220)的中心是偏心的。在所述護(hù)罩中，氣流調(diào)節(jié)板(221)向氣流上游側(cè)突出，并在空氣引入部分(220)的較大區(qū)域部分(220a)中形成與環(huán)形部分(210)同心的圓弧形狀，由于偏心設(shè)置的環(huán)形部分(210)，較大區(qū)域部分(220a)被形成。因此，風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)噪音的第一噪音成分可被有效地降低，而不減少通過換熱器的空氣流量。
文檔編號(hào)F04D19/00GK1734071SQ200510087590
公開日2006年2月15日 申請(qǐng)日期2005年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月2日
發(fā)明者橋本篤德, 鷹羽浩孝 申請(qǐng)人:株式會(huì)社電裝