车辆用热交换模块及具有该模块的车辆

摘要

本发明涉及一种车辆用热交换模块及具有该模块的车辆，其能够实现使冷却风扇作用下的回旋方向的气流转向的静叶片整体的适当化，降低冷却风扇的功率，最终降低向冷却风扇的输入功率。根据车辆用热交换模块(10)，通过将配置在冷却风扇(16)的下游侧的静叶片(30)由中间环(31)分为内周侧静叶片部件(32a)和外周侧静叶片部件(32B)，使内周侧静叶片部件(32A)的设置张数比外周侧静叶片部件(32B)少，从而将内周侧、外周侧各自的节距/弦长比设定在适当的范围内。其结果是，将冷却风扇(16)作用下的回旋方向的气流由静叶片(30)整体效率良好地转向，降低冷却风扇的功率，最终降低向冷却风扇的输入功率。

说明书

技术领域

本发明涉及一种设于车辆的前方的车辆用热交换模块及具有该模块的车辆。

背景技术

作为以往的车辆用热交换模块已知具有冷凝器(热交换器)、散热器

(热交换器)、对该冷凝器和散热器强制供给外部气体的冷却风扇、及具有俯视时呈大致圆形开设的开口部并经由该开口部将由冷凝器及散热器热交换的外部气体导入冷却风扇的风扇护罩的结构。

在这样的车辆用热交换模块中，由冷却风扇的旋转而流出的气流中从热交换器朝向下游侧的方向的成分和冷却风扇的回旋方向的成分重叠。

其中，冷却风扇的回旋方向的气流的成分对热交换器的通过风量不起作用。因此，为了降低回旋方向的气流的成分，在冷却风扇的下游侧设置静叶片。

经由冷却风扇的气流碰撞静叶片，则回旋方向的气流转向朝向下游侧的方向，回旋成分降低。其结果，能够降低冷却风扇的功率，最终能够抑制使冷却风扇回旋的输入功率(例如参照专利文献1)。

专利文献1：日本专利特开2007-40199号公报

静叶片作用下的回旋方向的气流的转向的效率受到其节距/弦长比的影响。在此，节距是指静叶片的周方向的间隔，弦长是指连结静叶片的前端与后端的长度(叶片弦长)。

但是，由于静叶片从冷却风扇的回旋中心以放射状设置，所以在冷却风扇的中心部的肋部侧与外周侧的风扇前端部侧，静叶片的节距不同，所以静叶片的节距/弦长比不同。

因此，为使风扇前端部侧的节距/弦长比适当而设定静叶片的节距，则要在肋部侧使节距小，随之节距/弦长比非常小。其结果在肋部侧，不仅气流的转向不能效率良好地进行，而且冷却风扇的重量也会增加，制作变得困难。

另外，为使肋部侧的节距/弦长比适当而设定静叶片的节距，则外周侧的风扇前端部侧的节距及节距/弦长比变得过大，不能可靠地使气流转向。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而研发的，其目的在于提供一种能够实现使冷却风扇作用下的回旋方向的气流转向的静叶片整体的节距/弦长比的适当化，降低冷却风扇的功率，最终降低向冷却风扇的输入功率的车辆用热交换模块及具有该模块的车辆。

为了解决上述课题，本发明的车辆用热交换模块采用以下结构。

即、本发明第一方式提供一种车辆用热交换模块，其具有：配置在车辆的发动机的前方附近的、至少一个热交换器；对热交换器强制供给外部气体的冷却风扇；具有俯视时呈大致圆形开设的开口部，并经由开口部将由热交换器热交换的外部气体导向冷却风扇的风扇护罩；设于开口部，并使流经冷却风扇的外部气体的气流的回旋成分转向的静叶片，其中，在静叶片中，在静叶片的外周部和中心部之间设有环状的环部件，以放射状配置在环部件的内周侧的内周侧叶片部件和以放射状配置在环部件的外周侧的外周侧叶片部件的张数不同。

通过在静叶片的外周部和内周部之间设有环状的环部件，并使环部件的内周侧的内周侧叶片部件与外周侧的外周侧叶片部件的张数不同，从而能够使静叶片的内周侧与外周侧各自的节距/弦长比适当化。

在此，内周侧叶片部件的设置张数比外周侧叶片部件的设置张数少。

另外，环部件可以在静叶片的外周部和内周部之间设置二层以上，这种情况下，通过使叶片部件的张数从内周侧朝向外周侧阶段性不同，而能够更精细地使节距/弦长比适当化。

本方式中，内周侧叶片部件及外周侧叶片部件也能够使连结其叶片前端与叶片后端的叶片弦长从静叶片的内周侧朝向外周侧逐渐扩大。

本发明的第二方式提供一种车辆用热交换模块，其具有：配置在车辆的发动机的前方附近的、至少一个热交换器；对热交换器强制供给外部气体的冷却风扇；具有俯视时呈大致圆形开设的开口部，并经由开口部将由热交换器热交换的外部气体导向冷却风扇的风扇护罩；设于开口部，并使流经冷却风扇的外部气体的气流的回旋成分转向的静叶片，其中，静叶片具有以放射状配置在静叶片的外周部和中心部之间的叶片部件，在叶片部件中，连结其叶片前端和叶片后端的叶片弦长从静叶片的内周侧朝向外周侧而逐渐扩大。

通过使叶片部件的叶片弦长从静叶片的内周侧朝向外周侧逐渐扩大，从而能够与静叶片的部位对应地使节距/弦长比适当化。

本发明第三方式提供一种具有上述的车辆用热交换模块的车辆。

(发明效果)

根据本发明，将静叶片由中间环分为内周侧静叶片部件和外周侧静叶片部件，使内周侧静叶片部件和外周侧静叶片部件的张数不同，从而能够将静叶片的内周侧和外周侧各自的节距/弦长比设定在适当的范围内。

其结果，能够使冷却风扇作用下的回旋方向的气流由静叶片整体效率良好地转向，降低冷却风扇的功率，最终降低向冷却风扇的输入功率。随之，外部气体碰撞静叶片而产生的噪音也能够降低。

另外，根据本发明，静叶片的叶片弦长从内周侧朝向外周侧逐渐变大，所以能够使静叶片的径方向上各自的位置上节距/弦长比设定在适当的范围内。由此，能够使冷却风扇作用下的回旋方向的气流由静叶片整体效率良好地转向，降低冷却风扇的功率，最终降低向冷却风扇的输入功率。随之，外部气体碰撞静叶片而产生的噪音也能够降低。

附图说明

图1是表示搭载本发明的第一实施方式的车辆用热交换模块的车辆的一部分的概略结构图。

图2A是车辆用热交换模块的侧面图。

图2B是车辆用热交换模块从车辆的后方侧观察的背面图。

图3是第一实施方式的车辆用热交换模块的变形例、表示设置有两台冷却风扇的车辆用热交换模块的背面图。

图4A是表示第一实施方式的车辆用热交换模块的静叶片的变形例的主视图。

图4B是表示第一实施方式的车辆用热交换模块的静叶片的变形例的侧剖面图。

图5A是表示本发明的第二实施方式的车辆用热交换模块的静叶片的主视图。

图5B是表示本发明的第二实施方式的车辆用热交换模块的静叶片的变形例的侧剖面图。

图6A是表示本发明的第三实施方式的车辆用热交换模块的静叶片的主视图。

图6B是表示本发明的第三实施方式的车辆用热交换模块的静叶片的变形例的侧剖面图。

具体实施方式

〔第一实施方式〕

以下，关于本发明的第一实施方式，使用图1进行说明。

如图1所示，车辆用热交换模块(也称作“冷凝器·散热器·风扇·模块(Condenser Radiator Fan Module：CRFM)”10设置在与发动机11等一起配置在车辆100的前部的发动机室E内。

在发动机室E内，在车辆用热交换模块10的下游侧(车辆100的行驶方向后方侧)接近配置发动机11(以及/或者配置在发动机11周围的设备类)。

车辆用热交换模块10接近缓冲器12的后面侧设置，通过前栅12a的外部气体被导向该车辆用热交换模块10的前面侧。

车辆用热交换模块10以冷凝器(热交换器13)、散热器(热交换器)14、风扇护罩20和冷却风扇16构成主要要素，从上游侧(图中左侧)顺次配置有冷凝器13、散热器14以及冷却风扇16。

冷凝器13以及散热器14分别是具有俯视时呈矩形状的热交换器。

冷凝器13是车辆用空调装置的一结构要素，将由冷凝器压缩的高温高压的制冷剂气体通过与流经该冷凝器13的外部气体进行热交换而冷却，被冷凝液化。

另外，散热器14通过与流经该散热器14的外部气体进行热交换而降低发动机冷却水的温度。冷却风扇16用于对散热器14强制供给外部气体。

该冷凝器13、散热器14以及冷却风扇16分别是以往公知结构，在此省略其详细说明。

如图1、图2A以及图2B所示，风扇护罩20以将流经冷凝器13以及散热器14的外部气体导向冷却风扇16的方式构成，外周部21a连结在散热器14的外周部，具有覆盖散热器14的后面侧的护罩板部21。

在护罩板部21中，与冷却风扇16对应的位置上形成具有比冷却风扇16的外径大规定尺寸的内径并朝向车体的后方延伸的圆筒状的喇叭口22。

该喇叭口22的内周侧形成风扇开口部23。流经冷凝器13以及散热器14的外部气体通过风扇开口部23被导向下游侧。

在风扇开口部23的内侧设置静叶片30。静叶片30相对于冷却风扇16配置在车体的后方侧。

如图2B所示，静叶片30在其中心部与外周部之间例如设有环状的中间环31。中间环31相对于位于风扇开口部23的中心部的冷却风扇16的电动机17配置成同心圆状，具有将电动机17的外径部分与静叶片30的外周部之间二分割的直径。

并且，在冷却风扇16的电动机17的外径部与中间环31之间设置内周侧静叶片部件32A，在中间环31与静叶片30的外周部之间设置外周侧静叶片部件32B。由此，通过静叶片30支承冷却风扇16的电动机17。并且，电动机17的旋转轴配置在散热器14侧，在该旋转轴上安装冷却风扇16的凸缘16a。

在此，内周侧静叶片部件32A相对于外周侧静叶片部件32B设置成周方向的设置张数少、节距(周方向上的设置间隔(角度))大。另外，内周侧静叶片部件32A和外周侧静叶片部件32B其叶片弦长在此相同。

这样，将静叶片30由中间环31分为内周侧静叶片部件32A和外周侧静叶片部件32B，使其设置张数不同，从而能够使内周侧、外周侧的节距/弦长比分别设定在适当的范围内。

如以上，根据本实施方式的车辆用热交换模块10，将配置在冷却风扇16的下游侧的静叶片30由中间环31分为内周侧静叶片部件32A和外周侧静叶片部件32B，使内周侧静叶片部件32A的设置张数比外周侧静叶片部件32B少，从而能够使内周侧、外周侧的节距/弦长比分别设定在适当的范围。

其结果，能够使冷却风扇16作用下的回旋方向的气流由静叶片30整体效率良好地转向，降低冷却风扇16的功率，最终降低向冷却风扇16的输入功率。随之，外部气体碰撞静叶片30而产生的噪音也能够降低。

在此，在外径320mm、内径120mm的静叶片中，由直径230mm的中间环31分为内周侧静叶片部件32A和外周侧静叶片部件32B，内周侧静叶片部件32A设置22张，外周侧静叶片部件32B设置33张的情况下，不由中间环31分割内周侧和外周侧，而与在周方向设置9张的静叶片部件的以往的静叶片进行比较。

其结果，得到同等通风量所需的冷却风扇16的转速从1500rpm向1440rpm降低大约4％，冷却风扇16的静压效率从40％向44％提高大约4％。

另外，在上述的第一实施方式中采用在车辆用热交换模块10的中央部仅设置一台冷却风扇16的结构，但是在设置多台冷却风扇16的情况下也能够同样适用本发明。

图3所示是设置两台冷却风扇16的车辆用热交换模块10。如该图3所示，设置两台冷却风扇16的情况下，静叶片30也能够采用与上述第一实施方式相同的结构。

另外，在上述第一实施方式中，展示了将静叶片30由中间环31二分割为内周侧静叶片部件32A和外周侧静叶片部件32B的示例，但是也能够将其三分割以上。

图4A以及图4b所示的是将静叶片30由内外两条中间环31A、31B分为内周侧静叶片部件32C、中间静叶片部件32D、2外周侧静叶片部件32E，分别将其以适当节距设置。

优选内侧的中间环31A相对于静叶片30的外周部与电动机17的外径之差H(即静叶片30的实际叶片长度)设置在距电动机17的外径部0.1H～0.2H左右的外径侧的位置上，外侧的中间环31B相对于冷却风扇16的叶片高度H设置在距电动机17的外径部0.4H～0.6H左右的外径侧的位置上。由此，静叶片30的重量也能够有效抑制。

〔第二实施方式〕

接着，关于本发明的第二实施方式，使用图5A以及图5B进行说明。

本实施方式代替第一实施方式的静叶片30设置不同结构的静叶片40。因此，以下，仅表示静叶片40，对于与第一实施方式共同的结构要素使用相同的附图标记，其说明省略。

如图5A以及图5B所示，在第二实施方式的车辆用热交换模块10中，设于冷却风扇16的下游侧的静叶片40具有从位于风扇开口部23的中心部的冷却风扇16的电动机17朝向静叶片40的外周部以放射状延伸的多条静叶片部件41。

各静叶片部件41以其叶片轴长s从电动机17侧的内周侧端部41a朝向静叶片40的外周部的外周侧端部41b逐渐变大的方式形成。

叶片轴长s越大，越能够更效率良好地使来自冷却风扇16的回旋方向的气流转向，所以能够得到与静叶片40的径方向位置对应的适当设定。

另外，各静叶片部件41优选以其叶片轴长s为其叶片厚度的5倍以上的方式形成。

如以上，根据本实施方式的车辆用热交换模块10，由于使配置在冷却风扇16的下游侧的静叶片部件41的叶片轴长s形成为从内周侧朝向外周侧逐渐变大，所以能够在静叶片40的径方向上，将各位置上节距/弦长比设定在适当的范围内。

其结果，能够使冷却风扇16作用下的回旋方向的气流由静叶片40整体效率良好地转向，降低冷却风扇16的功率，最终降低向冷却风扇16的输入功率。

另外，随之，外部气体碰撞静叶片40而产生的噪音也能够降低。

另外，虽然在上述第二实施方式中，采用静叶片部件41的叶片轴长s从内周侧端部41a朝向外周侧端部41b逐渐变大的结构，但是不排除其阶段性变大的结构。

另外，在上述第二实施方式中，也采用在车辆用热交换模块10的中央部仅设置一台冷却风扇16的结构，但是在设置多个冷却风扇16的情况下，也能够同样适用本发明。

〔第三实施方式〕

接着，关于本发明的第三实施方式，使用图6A以及图6B进行说明。

本实施方式代替第一、第二实施方式的静叶片30、40设置组合这些静叶片30、40的结构的静叶片50。因此，以下，仅表示静叶片50，对于与第一实施方式共同的结构要素使用相同的附图标记，其说明省略。

如图6A以及图6B所示，在第三实施方式的车辆用热交换模块10中，设于冷却风扇16的下游侧的静叶片50在风扇开口部23的内周侧例如设有两条环状的中间环51A、51B。

中间环51A、51B相对于位于风扇开口部23的中心部的冷却风扇16的电动机17配置成同心圆状，具有将电动机17的外径部分与静叶片50的外周部之间三分割的直径。

并且，在冷却风扇16的电动机17的外径部与中间环51A之间设置内周侧静叶片部件52A，在中间环51A与中间环51B之间设置中间静叶片部件52B，在中间环51B与静叶片50的外周部之间设置外周侧静叶片部件52C。

内周侧静叶片部件52A、中间静叶片部件52B、外周侧静叶片部件52C彼此设置张数不同，越位于内周侧，周方向的设置张数越少，节距(周方向的设置间隔(角度))设定得越大。

另外，内周侧静叶片部件52A、中间静叶片部件52B、外周侧静叶片部件52C以其叶片轴长s分别从内周侧端部朝向外周侧端部逐渐增大的方式形成。

由于叶片轴长s越大，则越能够更效率良好地使来自冷却风扇16的回旋方向的气流转向，所以能够得到与静叶片50的径方向位置对应的适当设定。

这样，由于将静叶片50由中间环51A、51B分为内周侧静叶片部件52A、中间静叶片部件52B以及外周侧静叶片部件52D，使各自的设置张数不同，另外以使其叶片轴长s分别从内周侧端部朝向外周侧端部逐渐变大的方式形成，所以能够使静叶片50的整体中节距/弦长比设定在适当的范围内。

如以上，根据本实施方式的车辆用热交换模块10，能够将冷却风扇16作用下的回旋方向的气流由静叶片50整体效率良好地转向，降低冷却风扇16的功率，最终降低向冷却风扇16的输入功率。

另外，随之，外部气体碰撞静叶片50所产生的噪音也能够降低。

另外，通过采用组合上述第一实施方式和第二实施方式的本第三实施方式，能够使静叶片50形成更轻量。

这是因为，在上述第一实施方式中，由于内周侧静叶片部件32A、外周侧静叶片部件32B的内周侧的叶片轴长为一定，所以比必要最小限的尺寸大，另外在第二实施方式的结构中，根据强度上的要求决定静叶片部件41的内周侧端部41a的叶片轴长s，与此对应，外周侧端部41b的叶片轴长s大到必要以上，所以任一种的结构中静叶片30、40都具有必要以上的重量。

相对于此，根据本实施方式的结构，叶片轴长s能够形成更适当的必要最小限的尺寸，所以能够使静叶片50形成轻量。

另外，在上述的第三实施方式中，例举了仅设置一台冷却风扇16的结构的例子，但是在本实施方式中，与上述第一、第二实施方式同样地，也能够设置多台冷却风扇16。

另外，在上述各实施方式中，关于在车辆用热交换模块10上设置冷凝器13、散热器14两者的结构进行了说明，但是本发明不限于此，也可以仅设置冷凝器13或仅设置散热器14。

附图标记说明

10 车辆用热交换模块

11 发动机

13 冷凝器

14 散热器

16 冷却风扇

20 风扇护罩

22 喇叭口

23 风扇开口部

30 静叶片

31 中间环

31A 中间环

31B 中间环

32A 内周侧静叶片部件

32B 外周侧静叶片部件

32C 内周侧静叶片部件

32D 中间静叶片

32E 外周侧静叶片部件

40  静叶片

41  静叶片部件

41a 内周侧端部

41b 外周侧端部

50  静叶片

51A 中间环

52A 内周侧静叶片部件

52B 中间静叶片部件

52C 外周侧静叶片部件