專利名稱：車輛用熱交換模塊及具有該模塊的車輛的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種設于車輛的前方的車輛用熱交換模塊及具有該模塊的車輛。
背景技術：
作為以往的車輛用熱交換模塊已知具有冷凝器(熱交換器)、散熱器(熱交換器)、對該冷凝器和散熱器強制供給外部氣體的冷卻風扇、及具有俯視時 呈大致圓形開設的開口部并經由該開口部將由冷凝器及散熱器熱交換的外部氣體導入冷 卻風扇的風扇護罩的結構。在這樣的車輛用熱交換模塊中，由冷卻風扇的旋轉而流出的氣流中從熱交換器朝 向下游側的方向的成分和冷卻風扇的回旋方向的成分重疊。其中，冷卻風扇的回旋方向的氣流的成分對熱交換器的通過風量不起作用。因此， 為了降低回旋方向的氣流的成分，在冷卻風扇的下游側設置靜葉片。經由冷卻風扇的氣流碰撞靜葉片，則回旋方向的氣流轉向朝向下游側的方向，回 旋成分降低。其結果，能夠降低冷卻風扇的功率，最終能夠抑制使冷卻風扇回旋的輸入功率 (例如參照專利文獻1)。專利文獻1 日本專利特開2007-40199號公報靜葉片作用下的回旋方向的氣流的轉向的效率受到其節距/弦長比的影響。在 此，節距是指靜葉片的周方向的間隔，弦長是指連結靜葉片的前端與后端的長度(葉片弦 長)。但是，由于靜葉片從冷卻風扇的回旋中心以放射狀設置，所以在冷卻風扇的中心 部的肋部側與外周側的風扇前端部側，靜葉片的節距不同，所以靜葉片的節距/弦長比不 同。因此，為使風扇前端部側的節距/弦長比適當而設定靜葉片的節距，則要在肋部 側使節距小，隨之節距/弦長比非常小。其結果在肋部側，不僅氣流的轉向不能效率良好地 進行，而且冷卻風扇的重量也會增加，制作變得困難。另外，為使肋部側的節距/弦長比適當而設定靜葉片的節距，則外周側的風扇前 端部側的節距及節距/弦長比變得過大，不能可靠地使氣流轉向。
發明內容
本發明是鑒于上述問題而研發的，其目的在于提供一種能夠實現使冷卻風扇作用 下的回旋方向的氣流轉向的靜葉片整體的節距/弦長比的適當化，降低冷卻風扇的功率， 最終降低向冷卻風扇的輸入功率的車輛用熱交換模塊及具有該模塊的車輛。為了解決上述課題，本發明的車輛用熱交換模塊采用以下結構。S卩、本發明第一方式提供一種車輛用熱交換模塊，其具有配置在車輛的發動機的 前方附近的、至少一個熱交換器；對熱交換器強制供給外部氣體的冷卻風扇；具有俯視時 呈大致圓形開設的開口部，并經由開口部將由熱交換器熱交換的外部氣體導向冷卻風扇的風扇護罩；設于開口部，并使流經冷卻風扇的外部氣體的氣流的回旋成分轉向的靜葉片，其 中，在靜葉片中，在靜葉片的外周部和中心部之間設有環狀的環部件，以放射狀配置在環部 件的內周側的內周側葉片部件和以放射狀配置在環部件的外周側的外周側葉片部件的張 數不同。通過在靜葉片的外周部和內周部之間設有環狀的環部件，并使環部件的內周側的 內周側葉片部件與外周側的外周側葉片部件的張數不同，從而能夠使靜葉片的內周側與外 周側各自的節距/弦長比適當化。在此，內周側葉片部件的設置張數比外周側葉片部件的設置張數少。另外，環部件可以在靜葉片的外周部和內周部之間設置二層以上，這種情況下，通 過使葉片部件的張數從內周側朝向外周側階段性不同，而能夠更精細地使節距/弦長比適當化。本方式中，內周側葉片部件及外周側葉片部件也能夠使連結其葉片前端與葉片后 端的葉片弦長從靜葉片的內周側朝向外周側逐漸擴大。本發明的第二方式提供一種車輛用熱交換模塊，其具有配置在車輛的發動機的 前方附近的、至少一個熱交換器；對熱交換器強制供給外部氣體的冷卻風扇；具有俯視時 呈大致圓形開設的開口部，并經由開口部將由熱交換器熱交換的外部氣體導向冷卻風扇的 風扇護罩；設于開口部，并使流經冷卻風扇的外部氣體的氣流的回旋成分轉向的靜葉片，其 中，靜葉片具有以放射狀配置在靜葉片的外周部和中心部之間的葉片部件，在葉片部件中， 連結其葉片前端和葉片后端的葉片弦長從靜葉片的內周側朝向外周側而逐漸擴大。通過使葉片部件的葉片弦長從靜葉片的內周側朝向外周側逐漸擴大，從而能夠與 靜葉片的部位對應地使節距/弦長比適當化。本發明第三方式提供一種具有上述的車輛用熱交換模塊的車輛。(發明效果)根據本發明，將靜葉片由中間環分為內周側靜葉片部件和外周側靜葉片部件，使 內周側靜葉片部件和外周側靜葉片部件的張數不同，從而能夠將靜葉片的內周側和外周側 各自的節距/弦長比設定在適當的范圍內。其結果，能夠使冷卻風扇作用下的回旋方向的氣流由靜葉片整體效率良好地轉 向，降低冷卻風扇的功率，最終降低向冷卻風扇的輸入功率。隨之，外部氣體碰撞靜葉片而 產生的噪音也能夠降低。另外，根據本發明，靜葉片的葉片弦長從內周側朝向外周側逐漸變大，所以能夠使 靜葉片的徑方向上各自的位置上節距/弦長比設定在適當的范圍內。由此，能夠使冷卻風 扇作用下的回旋方向的氣流由靜葉片整體效率良好地轉向，降低冷卻風扇的功率，最終降 低向冷卻風扇的輸入功率。隨之，外部氣體碰撞靜葉片而產生的噪音也能夠降低。
圖1是表示搭載本發明的第一實施方式的車輛用熱交換模塊的車輛的一部分的 概略結構圖。圖2A是車輛用熱交換模塊的側面圖。圖2B是車輛用熱交換模塊從車輛的后方側觀察的背面圖。
圖3是第一實施方式的車輛用熱交換模塊的變形例、表示設置有兩臺冷卻風扇的 車輛用熱交換模塊的背面圖。圖4A是表示第一實施方式的車輛用熱交換模塊的靜葉片的變形例的主視圖。圖4B是表示第一實施方式的車輛用熱交換模塊的靜葉片的變形例的側剖面圖。圖5A是表示本發明的第二實施方式的車輛用熱交換模塊的靜葉片的主視圖。圖5B是表示本發明的第二實施方式的車輛用熱交換模塊的靜葉片的變形例的側 剖面圖。圖6A是表示本發明的第三實施方式的車輛用熱交換模塊的靜葉片的主視圖。圖6B是表示本發明的第三實施方式的車輛用熱交換模塊的靜葉片的變形例的側 剖面圖。
具體實施例方式〔第一實施方式〕以下，關于本發明的第一實施方式，使用圖1進行說明。如圖1所示，車輛用熱交換模塊(也稱作“冷凝器 散熱器 風扇 模塊(Condenser Radiator Fan Module =CRFM) ” 10設置在與發動機11等一起配置在車輛100的前部的發動 機室E內。在發動機室E內，在車輛用熱交換模塊10的下游側(車輛100的行駛方向后方 側)接近配置發動機11 (以及/或者配置在發動機11周圍的設備類)。車輛用熱交換模塊10接近緩沖器12的后面側設置，通過前柵12a的外部氣體被 導向該車輛用熱交換模塊10的前面側。車輛用熱交換模塊10以冷凝器(熱交換器13)、散熱器(熱交換器)14、風扇護罩 20和冷卻風扇16構成主要要素，從上游側(圖中左側)順次配置有冷凝器13、散熱器14 以及冷卻風扇16。冷凝器13以及散熱器14分別是具有俯視時呈矩形狀的熱交換器。冷凝器13是車輛用空調裝置的一結構要素，將由冷凝器壓縮的高溫高壓的制冷 劑氣體通過與流經該冷凝器13的外部氣體進行熱交換而冷卻，被冷凝液化。另外，散熱器14通過與流經該散熱器14的外部氣體進行熱交換而降低發動機冷 卻水的溫度。冷卻風扇16用于對散熱器14強制供給外部氣體。該冷凝器13、散熱器14以及冷卻風扇16分別是以往公知結構，在此省略其詳細說明。如圖1、圖2A以及圖2B所示，風扇護罩20以將流經冷凝器13以及散熱器14的外 部氣體導向冷卻風扇16的方式構成，外周部21a連結在散熱器14的外周部，具有覆蓋散熱 器14的后面側的護罩板部21。在護罩板部21中，與冷卻風扇16對應的位置上形成具有比冷卻風扇16的外徑大 規定尺寸的內徑并朝向車體的后方延伸的圓筒狀的喇叭口 22。該喇叭口 22的內周側形成風扇開口部23。流經冷凝器13以及散熱器14的外部 氣體通過風扇開口部23被導向下游側。在風扇開口部23的內側設置靜葉片30。靜葉片30相對于冷卻風扇16配置在車體的后方側。如圖2B所示，靜葉片30在其中心部與外周部之間例如設有環狀的中間環31。中 間環31相對于位于風扇開口部23的中心部的冷卻風扇16的電動機17配置成同心圓狀， 具有將電動機17的外徑部分與靜葉片30的外周部之間二分割的直徑。并且，在冷卻風扇16的電動機17的外徑部與中間環31之間設置內周側靜葉片部 件32A，在中間環31與靜葉片30的外周部之間設置外周側靜葉片部件32B。由此，通過靜 葉片30支承冷卻風扇16的電動機17。并且，電動機17的旋轉軸配置在散熱器14側，在該 旋轉軸上安裝冷卻風扇16的凸緣16a。在此，內周側靜葉片部件32A相對于外周側靜葉片部件32B設置成周方向的設置 張數少、節距(周方向上的設置間隔(角度))大。另外，內周側靜葉片部件32A和外周側 靜葉片部件32B其葉片弦長在此相同。這樣，將靜葉片30由中間環31分為內周側靜葉片部件32A和外周側靜葉片部件 32B，使其設置張數不同，從而能夠使內周側、外周側的節距/弦長比分別設定在適當的范 圍內。如以上，根據本實施方式的車輛用熱交換模塊10，將配置在冷卻風扇16的下游側 的靜葉片30由中間環31分為內周側靜葉片部件32A和外周側靜葉片部件32B，使內周側靜 葉片部件32A的設置張數比外周側靜葉片部件32B少，從而能夠使內周側、外周側的節距/ 弦長比分別設定在適當的范圍。其結果，能夠使冷卻風扇16作用下的回旋方向的氣流由靜葉片30整體效率良好 地轉向，降低冷卻風扇16的功率，最終降低向冷卻風扇16的輸入功率。隨之，外部氣體碰 撞靜葉片30而產生的噪音也能夠降低。在此，在外徑320mm、內徑120mm的靜葉片中，由直徑230mm的中間環31分為內周 側靜葉片部件32A和外周側靜葉片部件32B，內周側靜葉片部件32A設置22張，外周側靜葉 片部件32B設置33張的情況下，不由中間環31分割內周側和外周側，而與在周方向設置9 張的靜葉片部件的以往的靜葉片進行比較。其結果，得到同等通風量所需的冷卻風扇16的轉速從1500rpm向1440rpm降低大 約4%，冷卻風扇16的靜壓效率從40%向44%提高大約4%。另外，在上述的第一實施方式中采用在車輛用熱交換模塊10的中央部僅設置一 臺冷卻風扇16的結構，但是在設置多臺冷卻風扇16的情況下也能夠同樣適用本發明。圖3所示是設置兩臺冷卻風扇16的車輛用熱交換模塊10。如該圖3所示，設置兩 臺冷卻風扇16的情況下，靜葉片30也能夠采用與上述第一實施方式相同的結構。另外，在上述第一實施方式中，展示了將靜葉片30由中間環31 二分割為內周側靜 葉片部件32A和外周側靜葉片部件32B的示例，但是也能夠將其三分割以上。圖4A以及圖4b所示的是將靜葉片30由內外兩條中間環31A、31B分為內周側靜 葉片部件32C、中間靜葉片部件32D、2外周側靜葉片部件32E，分別將其以適當節距設置。優選內側的中間環31A相對于靜葉片30的外周部與電動機17的外徑之差H(即 靜葉片30的實際葉片長度)設置在距電動機17的外徑部0. IH 0. 2H左右的外徑側的 位置上，外側的中間環31B相對于冷卻風扇16的葉片高度H設置在距電動機17的外徑部 0. 4H 0. 6H左右的外徑側的位置上。由此，靜葉片30的重量也能夠有效抑制。
〔第二實施方式〕接著，關于本發明的第二實施方式，使用圖5A以及圖5B進行說明。本實施方式代替第一實施方式的靜葉片30設置不同結構的靜葉片40。因此，以 下，僅表示靜葉片40，對于與第一實施方式共同的結構要素使用相同的附圖標記，其說明省 略。如圖5A以及圖5B所示，在第二實施方式的車輛用熱交換模塊10中，設于冷卻風 扇16的下游側的靜葉片40具有從位于風扇開口部23的中心部的冷卻風扇16的電動機17 朝向靜葉片40的外周部以放射狀延伸的多條靜葉片部件41。各靜葉片部件41以其葉片軸長s從電動機17側的內周側端部41a朝向靜葉片40 的外周部的外周側端部41b逐漸變大的方式形成。葉片軸長s越大，越能夠更效率良好地使來自冷卻風扇16的回旋方向的氣流轉 向，所以能夠得到與靜葉片40的徑方向位置對應的適當設定。另外，各靜葉片部件41優選以其葉片軸長s為其葉片厚度的5倍以上的方式形 成。如以上，根據本實施方式的車輛用熱交換模塊10，由于使配置在冷卻風扇16的下 游側的靜葉片部件41的葉片軸長s形成為從內周側朝向外周側逐漸變大，所以能夠在靜葉 片40的徑方向上，將各位置上節距/弦長比設定在適當的范圍內。其結果，能夠使冷卻風扇16作用下的回旋方向的氣流由靜葉片40整體效率良好 地轉向，降低冷卻風扇16的功率，最終降低向冷卻風扇16的輸入功率。另外，隨之，外部氣體碰撞靜葉片40而產生的噪音也能夠降低。另外，雖然在上述第二實施方式中，采用靜葉片部件41的葉片軸長s從內周側端 部41a朝向外周側端部41b逐漸變大的結構，但是不排除其階段性變大的結構。另外，在上述第二實施方式中，也采用在車輛用熱交換模塊10的中央部僅設置一 臺冷卻風扇16的結構，但是在設置多個冷卻風扇16的情況下，也能夠同樣適用本發明。〔第三實施方式〕接著，關于本發明的第三實施方式，使用圖6A以及圖6B進行說明。本實施方式代替第一、第二實施方式的靜葉片30、40設置組合這些靜葉片30、40 的結構的靜葉片50。因此，以下，僅表示靜葉片50，對于與第一實施方式共同的結構要素使 用相同的附圖標記，其說明省略。如圖6A以及圖6B所示，在第三實施方式的車輛用熱交換模塊10中，設于冷卻風 扇16的下游側的靜葉片50在風扇開口部23的內周側例如設有兩條環狀的中間環51A、 51B。中間環51A、51B相對于位于風扇開口部23的中心部的冷卻風扇16的電動機17 配置成同心圓狀，具有將電動機17的外徑部分與靜葉片50的外周部之間三分割的直徑。并且，在冷卻風扇16的電動機17的外徑部與中間環51A之間設置內周側靜葉片 部件52A，在中間環51A與中間環51B之間設置中間靜葉片部件52B，在中間環51B與靜葉 片50的外周部之間設置外周側靜葉片部件52C。內周側靜葉片部件52A、中間靜葉片部件52B、外周側靜葉片部件52C彼此設置張 數不同，越位于內周側，周方向的設置張數越少，節距(周方向的設置間隔(角度))設定得越大。另外，內周側靜葉片部件52A、中間靜葉片部件52B、外周側靜葉片部件52C以其葉 片軸長s分別從內周側端部朝向外周側端部逐漸增大的方式形成。由于葉片軸長s越大，則越能夠更效率良好地使來自冷卻風扇16的回旋方向的氣 流轉向，所以能夠得到與靜葉片50的徑方向位置對應的適當設定。這樣，由于將靜葉片50由中間環51A、51B分為內周側靜葉片部件52A、中間靜葉片 部件52B以及外周側靜葉片部件52D，使各自的設置張數不同，另外以使其葉片軸長s分別 從內周側端部朝向外周側端部逐漸變大的方式形成，所以能夠使靜葉片50的整體中節距/ 弦長比設定在適當的范圍內。如以上，根據本實施方式的車輛用熱交換模塊10，能夠將冷卻風扇16作用下的回 旋方向的氣流由靜葉片50整體效率良好地轉向，降低冷卻風扇16的功率，最終降低向冷卻 風扇16的輸入功率。另外，隨之，外部氣體碰撞靜葉片50所產生的噪音也能夠降低。另外，通過采用組合上述第一實施方式和第二實施方式的本第三實施方式，能夠 使靜葉片50形成更輕量。這是因為，在上述第一實施方式中，由于內周側靜葉片部件32A、外周側靜葉片部 件32B的內周側的葉片軸長為一定，所以比必要最小限的尺寸大，另外在第二實施方式的 結構中，根據強度上的要求決定靜葉片部件41的內周側端部41a的葉片軸長s，與此對應， 外周側端部41b的葉片軸長s大到必要以上，所以任一種的結構中靜葉片30、40都具有必
要以上的重量。相對于此，根據本實施方式的結構，葉片軸長s能夠形成更適當的必要最小限的 尺寸，所以能夠使靜葉片50形成輕量。另外，在上述的第三實施方式中，例舉了僅設置一臺冷卻風扇16的結構的例子， 但是在本實施方式中，與上述第一、第二實施方式同樣地，也能夠設置多臺冷卻風扇16。另外，在上述各實施方式中，關于在車輛用熱交換模塊10上設置冷凝器13、散熱 器14兩者的結構進行了說明，但是本發明不限于此，也可以僅設置冷凝器13或僅設置散熱
器14。
附圖標記說明
10車輛用熱交換模塊
11發動機
13冷凝器
14散熱器
16冷卻風扇
20風扇護罩
22喇叭口
23風扇開口部
30靜葉片
31中間環
3IA中間環
31B中間環
32A內周側靜葉片部件
32B外周側靜葉片部件
32C內周側靜葉片部件
32D中間靜葉片
32E外周側靜葉片部件
40靜葉片
41靜葉片部件
41a內周側端部
41b外周側端部
50靜葉片
51A中間環
52A內周側靜葉片部件
52B中間靜葉片部件
52C外周側靜葉片部件
權利要求
1.一種車輛用熱交換模塊，其中，其具有配置在車輛的發動機的前方附近的、至少一個熱交換器； 對所述熱交換器強制供給外部氣體的冷卻風扇；具有俯視時呈大致圓形開設的開口部，并經由所述開口部將由所述熱交換器熱交換的 外部氣體導向所述冷卻風扇的風扇護罩；設于所述開口部，并使流經所述冷卻風扇的外部氣體的氣流的回旋成分轉向的靜葉片，在所述靜葉片中，在所述靜葉片的外周部和中心部之間設有環狀的環部件，以放射狀 配置在所述環部件的內周側的所述內周側葉片部件和以放射狀配置在所述環部件的外周 側的外周側葉片部件的張數不同。
2.如權利要求1所述的車輛用熱交換模塊，其中，所述內周側葉片部件的設置張數比所述外周側葉片部件的設置張數少。
3.如權利要求1或2所述的車輛用熱交換模塊，其中，在所述內周側葉片部件及所述外周側葉片部件中，連結其葉片前端和葉片后端的葉片 弦長從所述靜葉片的內周側朝向外周側而逐漸擴大。
4.一種車輛用熱交換模塊，其中，其具有配置在車輛的發動機的前方附近的、至少一個熱交換器； 對所述熱交換器強制供給外部氣體的冷卻風扇；具有俯視時呈大致圓形開設的開口部，并經由所述開口部將由所述熱交換器熱交換的 外部氣體導向所述冷卻風扇的風扇護罩；設于所述開口部，并使流經所述冷卻風扇的外部氣體的氣流的回旋成分轉向的靜葉片，所述靜葉片具有以放射狀配置在所述靜葉片的外周部和中心部之間的葉片部件， 在所述葉片部件中，連結其葉片前端和葉片后端的葉片弦長從所述靜葉片的內周側朝 向外周側而逐漸擴大。
5.一種車輛，其中，具有權利要求1 4中任一項所述的車輛用熱交換模塊。
全文摘要
本發明涉及一種車輛用熱交換模塊及具有該模塊的車輛，其能夠實現使冷卻風扇作用下的回旋方向的氣流轉向的靜葉片整體的適當化，降低冷卻風扇的功率，最終降低向冷卻風扇的輸入功率。根據車輛用熱交換模塊(10)，通過將配置在冷卻風扇(16)的下游側的靜葉片(30)由中間環(31)分為內周側靜葉片部件(32a)和外周側靜葉片部件(32B)，使內周側靜葉片部件(32A)的設置張數比外周側靜葉片部件(32B)少，從而將內周側、外周側各自的節距/弦長比設定在適當的范圍內。其結果是，將冷卻風扇(16)作用下的回旋方向的氣流由靜葉片(30)整體效率良好地轉向，降低冷卻風扇的功率，最終降低向冷卻風扇的輸入功率。
文檔編號B60K11/04GK102105699SQ200980129218
公開日2011年6月22日 申請日期2009年11月4日 優先權日2008年12月5日
發明者小松由尚, 江口剛, 鈴木敦 申請人:三菱重工業株式會社