專利名稱：風(fēng)扇裝置及其護(hù)罩的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有由其轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生風(fēng)的風(fēng)扇的風(fēng)扇裝置，特別是涉及一種，可以降低因其風(fēng)扇的轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生的噪音的風(fēng)扇裝置以及應(yīng)用在該風(fēng)扇裝置上的護(hù)罩。
背景技術(shù)：
歷來，相對于由流體機(jī)械所引起的流體流動的主流，設(shè)置從該主流中分支出來的小流路，并通過使在該分支流路中往復(fù)運(yùn)動著的流動和主流流動之間產(chǎn)生干涉，而對在主流中傳播的波形進(jìn)行適當(dāng)化處理。作為上述這樣的現(xiàn)有技術(shù)，例如有在專利“特開平9-425756”號公報中所述的側(cè)向分支型脈動衰減裝置。
該裝置被裝備在例如油壓鏟車等建筑機(jī)械上，并在該裝置上設(shè)置有從由發(fā)動機(jī)所驅(qū)動著的油壓泵的排出配管中分支和接續(xù)出來的有低枝狀的側(cè)向分支。從油壓泵中被排出的壓力油的脈動在傳播到排出配管內(nèi)的同時，也傳播到側(cè)向分支內(nèi)的通路中。傳播到該通路中的壓力油的脈動在側(cè)向分支終端的壁面上產(chǎn)生反射，然后再一次通過通路返回到排出配管中。因此，通過預(yù)先確定要進(jìn)行衰減的具有特定頻率數(shù)的脈動，并根據(jù)該頻率數(shù)而對側(cè)向分支內(nèi)的通路的長度適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行調(diào)節(jié)，就可以使在通路中往復(fù)流動后返回到排出配管中的壓力油的脈動波與在排出配管中直線行進(jìn)著的脈動波以波峰和波谷相遇的方式產(chǎn)生干涉，從而可以對在排出配管內(nèi)直線行進(jìn)著的壓力油的脈動中的具有特定頻率數(shù)的脈動重點(diǎn)地進(jìn)行衰減。這時，作為該特定頻率數(shù)，例如設(shè)定為與在油壓鏟車進(jìn)行通常的挖掘作業(yè)時的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)動數(shù)相對應(yīng)的泵脈動頻率數(shù)(150～1000赫茲)。
另一方面，例如，設(shè)置在建筑機(jī)械和汽車等設(shè)備上的發(fā)動機(jī)裝置具有下列部件發(fā)動機(jī)、被傳遞有來自該發(fā)動機(jī)曲柄軸的驅(qū)動力的轉(zhuǎn)動軸、設(shè)置在該轉(zhuǎn)動軸上的風(fēng)扇、配置在該風(fēng)扇的前段(上游側(cè))上的熱交換器、以及固定在該熱交換器的下游側(cè)上的護(hù)罩等。作為風(fēng)扇，通常大多采用軸流風(fēng)扇；又，作為熱交換器，則包括循環(huán)供給有發(fā)動機(jī)冷卻水的散熱器。當(dāng)驅(qū)動發(fā)動機(jī)時，曲柄軸的轉(zhuǎn)動被傳遞到轉(zhuǎn)動軸上，使風(fēng)扇產(chǎn)生轉(zhuǎn)動。由此，從上游側(cè)將空氣導(dǎo)入到熱交換器中，使熱交換器得到冷卻。然后，通過了該熱交換器的空氣由護(hù)罩而被引導(dǎo)到風(fēng)扇的吸入側(cè)，流入到風(fēng)扇中。之后，從風(fēng)扇中流出的空氣進(jìn)一步對發(fā)動機(jī)進(jìn)行冷卻。
在上述發(fā)動機(jī)裝置中，歷來都知道由風(fēng)扇的轉(zhuǎn)動會產(chǎn)生噪音。因此，將在上述“特開平9-425756”號公報中所述的裝置的構(gòu)造應(yīng)用在上述發(fā)動機(jī)裝置的風(fēng)扇中，以考慮實(shí)現(xiàn)噪音的降低。即，通過在從熱交換器到風(fēng)扇為止的閉空間中設(shè)置從形成著空氣流路的護(hù)罩的壁面上分支出來的具有規(guī)定長度的側(cè)向分支，使在側(cè)向分支內(nèi)的通路中往復(fù)流動后返回到護(hù)罩處的聲波與在護(hù)罩內(nèi)向著下游側(cè)直線行進(jìn)著的聲波之間產(chǎn)生干涉，而對在護(hù)罩內(nèi)傳播著的噪音中的具有特定頻率數(shù)的成分重點(diǎn)地進(jìn)行衰減。作為這種場合時的特定頻率數(shù)，例如為與在油壓鏟車進(jìn)行通常的挖掘作業(yè)時的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)動數(shù)相對應(yīng)的風(fēng)扇轉(zhuǎn)動軸的頻率數(shù)。
發(fā)明概述但是，依據(jù)本申請發(fā)明者等人的見識，在將“特開平9-425756”號公報中的裝置的構(gòu)造應(yīng)用在上述風(fēng)扇裝置的風(fēng)扇中時，并不能充分地降低噪音。其理由如下。
在如上述發(fā)動機(jī)裝置那樣的由護(hù)罩而將空氣導(dǎo)入到風(fēng)扇的吸入側(cè)的構(gòu)造中，其主要的噪音源可以分為2處。其1是，由于風(fēng)扇的轉(zhuǎn)動使葉片與風(fēng)相切而從葉片的端部產(chǎn)生的風(fēng)切音(以下為方便起見，簡單地稱作風(fēng)切音)，該音的發(fā)生與護(hù)罩的有無無關(guān)。而余下的另1個是，由于從風(fēng)扇中流出的空氣流沖擊護(hù)罩的壁面而從該壁面處發(fā)生的沖擊音(以下為方便起見，簡單地稱作沖擊音)。在由護(hù)罩而將空氣導(dǎo)入到風(fēng)扇的吸入側(cè)的構(gòu)造中，在這2個噪音源中，上述沖擊音占支配地位。而在如“特開平9-425756”號公報的裝置那樣的側(cè)向分支型的構(gòu)造中，由于其主要著眼點(diǎn)是降低上述的風(fēng)切音，而對沖擊音不能降低，所以其結(jié)果是不能對噪音全體進(jìn)行充分的降低。
而且，本申請的發(fā)明者等人發(fā)現(xiàn)，為了降低上述沖擊音，其有效的方法是使在從風(fēng)扇中流出的空氣流中的徑向成分得到衰減。
本發(fā)明的目的是，提供一種可以充分地降低由于風(fēng)扇的轉(zhuǎn)動所產(chǎn)生的噪音的風(fēng)扇裝置和用于該風(fēng)扇裝置上的護(hù)罩。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的風(fēng)扇裝置包括風(fēng)扇和至少1個護(hù)罩，其中，該風(fēng)扇具有多枚葉片、并由其轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生空氣流，而該護(hù)罩被設(shè)置在該風(fēng)扇的上游側(cè)、并將上述空氣流導(dǎo)入到上述風(fēng)扇的吸入側(cè)，并且在上述風(fēng)扇的外周側(cè)上設(shè)有先取入從上述風(fēng)扇中流出的空氣流、再由其干涉作用而使上述空氣流的徑向成分得到衰減的衰減裝置。
由風(fēng)扇的轉(zhuǎn)動所產(chǎn)生的空氣流由護(hù)罩引導(dǎo)到風(fēng)扇的吸入側(cè)，流入到風(fēng)扇中，然后流出到風(fēng)扇的排出側(cè)。這時所發(fā)生的噪音的主要的噪音源有2處，即由于因風(fēng)扇轉(zhuǎn)動導(dǎo)致葉片與風(fēng)相切，而從葉片端部產(chǎn)生的風(fēng)切音，和由于從風(fēng)扇中流出的空氣流沖擊護(hù)罩壁面，而從該壁面產(chǎn)生的沖擊音；并且，后者占支配地位。通常，護(hù)罩的下游側(cè)部分是以覆蓋著風(fēng)扇的徑向外周側(cè)的一部分的方式而被配置著的，所以從風(fēng)扇中流出到徑向外周側(cè)上的空氣流會沖擊護(hù)罩的下游側(cè)部分，從而產(chǎn)生沖擊聲。
為此，在本發(fā)明中，通過在風(fēng)扇的外周側(cè)設(shè)置衰減裝置，使得先取入從風(fēng)扇中流出的空氣流、再由其干涉作用而對空氣流的徑向成分進(jìn)行衰減，就可以減弱空氣流對護(hù)罩壁面的沖擊作用。因此，由于可以降低作為占支配地位的噪音源的沖擊聲，所以可以充分地降低由風(fēng)扇的轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生的噪音。
在上述風(fēng)扇裝置中，上述衰減裝置最好具有以其開口側(cè)與上述風(fēng)扇的外周側(cè)相面對的方式而被配置著的至少1個的封閉管。
又，為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的風(fēng)扇裝置包括風(fēng)扇和至少1個護(hù)罩，其中，該風(fēng)扇具有多枚葉片、并由其轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生空氣流，而該護(hù)罩被設(shè)置在該風(fēng)扇的上游側(cè)上，并將上述空氣流導(dǎo)入到上述風(fēng)扇的吸入側(cè)，并且設(shè)置有以其開口側(cè)面對著上述風(fēng)扇的外周側(cè)的方式而被配置著的至少1個的封閉管，且該封閉管的軸方向長度L為L＝m×(π×R)/N[m]，式中，R[m]為從上述葉片的外徑到上述風(fēng)扇的中心軸之間的距離，N[枚]為上述葉片的片數(shù)，m為1及以上的整數(shù)。
當(dāng)將從葉片外徑到風(fēng)扇的中心軸之間的距離設(shè)為R[m]時，向風(fēng)扇排出側(cè)流出的速度為V[m/sec]的空氣流的徑向成分Va[m/sec]為Va＝Rω＝R(2π/T)。式中，ω為角速度[rad/sec]，T為風(fēng)扇轉(zhuǎn)動1周時的周期[sec]。
又，當(dāng)將在某枚葉片通過后到隨后的葉片通過時為止的時間設(shè)為TN[sec]時，則有TN＝60/(n×N)。式中，n[rpm]為風(fēng)扇的轉(zhuǎn)動數(shù)。
這時，由于在上述T和該TN之間存在如下關(guān)系T＝N×TN，所以有關(guān)系式T＝60/n。
應(yīng)用此式，則上述Va為Va＝2π×R×(n/60)＝(2π×R×n)/60。
這里，在本發(fā)明中，由于設(shè)置有以其開口側(cè)面對著風(fēng)扇的外周側(cè)的方式而被配置著的封閉管，所以流出到風(fēng)扇排出側(cè)的空氣流的徑向成分中的至少一部分會流入到該封閉管中。但由于與開口側(cè)為相反側(cè)的封閉管端部是封閉著的，所以，流入到該封閉管中的空氣流的徑向成分會在其端部產(chǎn)生折返，再一次返回到開口側(cè)。在該封閉管內(nèi)進(jìn)行往復(fù)流動所需的時間TL[Sec]為TL＝2L/Va＝2L/{(2π×R×n)/60}＝2L×(60/2π×R×n)
＝60L/(π×R×n)。式中，上述Va表示流入時的速度，L[m]表示封閉管的軸方向長度。
在本發(fā)明中，由于以上式L＝m×(π×R)/N的方式構(gòu)成封閉管，所以有關(guān)系式TL＝60{m×(π×R)/N}/(π×R×n)＝(60π×m×R/N)/(π×R×n)＝60×m/(n×N)。
因此，由于存在關(guān)系式TL＝m×TN，所以，當(dāng)由某個葉片所引起的空氣流的徑向成分在封閉著的封閉管端部產(chǎn)生折返而再一次返回到徑向內(nèi)側(cè)的封閉管開口側(cè)上時，由于正好是隨后的葉片或其后的某個葉片通過此處，所以會與由該葉片所引起的沿徑向外側(cè)的新的空氣流相沖突，從而可以相互抵消。由于這種現(xiàn)象在風(fēng)扇轉(zhuǎn)動期間是持續(xù)地反復(fù)進(jìn)行著的，所以可以使從風(fēng)扇中流出的空氣流的徑向成分衰減。
進(jìn)一步，理想的情況是，在上述風(fēng)扇裝置上，上述護(hù)罩設(shè)有1個，而上述封閉管被設(shè)在該1個護(hù)罩的風(fēng)扇外周部分上。
進(jìn)一步，理想的情況是，在上述風(fēng)扇裝置上，上述封閉管被突出設(shè)置在上述護(hù)罩的上述風(fēng)扇外周部分的外側(cè)上。
又，理想的情況是，在上述風(fēng)扇裝置上，上述封閉管被延續(xù)設(shè)置在上述護(hù)罩的上述風(fēng)扇外周部分的內(nèi)側(cè)上。
又，理想的情況是，上述護(hù)罩具有內(nèi)包著上述風(fēng)扇的第一護(hù)罩和被設(shè)在該第1護(hù)罩的上游側(cè)上的并將上述空氣流導(dǎo)入到上述第1護(hù)罩中的第二護(hù)罩的2個護(hù)罩，而上述封閉管被設(shè)置在上述第1護(hù)罩的風(fēng)扇外周部分上。
進(jìn)一步，為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的護(hù)罩設(shè)在具有多片葉片的且由其轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生空氣流的風(fēng)扇的上游側(cè)上的、并將上述空氣流導(dǎo)入到上述風(fēng)扇的吸入側(cè)，并且，設(shè)有先取入從上述風(fēng)扇中流出的空氣流、再由其干涉作用而使上述空氣流的徑向成分得到衰減的衰減裝置。
圖面的簡單說明

圖1為顯示了使用著本發(fā)明的第1實(shí)施例的風(fēng)扇裝置的油壓鏟車全體外觀構(gòu)造的立體圖。
圖2為圖1的部分放大立體圖，該圖顯示了圖1所示的發(fā)動機(jī)裝置的外觀構(gòu)造。
圖3為對設(shè)置有本發(fā)明第1實(shí)施例的風(fēng)扇裝置的發(fā)動機(jī)裝置的詳細(xì)構(gòu)造以部分為斷面的方式進(jìn)行顯示的側(cè)面圖。
圖4為顯示了圖3所示的發(fā)動機(jī)裝置的主要部分構(gòu)造的側(cè)斷面圖。
圖5為圖4中的V-V斷面的斷面圖。
圖6為顯示了在圖3-圖5中所示的風(fēng)扇裝置的噪音降低效果的示圖。
圖7為顯示了裝備有其封閉管大致為曲管形狀的本發(fā)明第1實(shí)施例的變形例的發(fā)動機(jī)裝置主要部分的構(gòu)造的斷面圖。
圖8為顯示了裝備有其封閉管大致為曲管形狀的本發(fā)明第1實(shí)施例的其它變形例的發(fā)動機(jī)裝置主要部分的構(gòu)造的斷面圖。
圖9為對設(shè)置有本發(fā)明第2實(shí)施例的風(fēng)扇裝置的發(fā)動機(jī)裝置的詳細(xì)構(gòu)造以部分為斷面的方式進(jìn)行顯示的側(cè)面圖。
圖10為顯示了在圖9中所示的發(fā)動機(jī)裝置的主要部分的構(gòu)造的側(cè)斷面圖。
圖11為圖10中的XI-XI斷面的斷面圖。
圖12為顯示了裝備有其封閉管大致為直管形狀的本發(fā)明第2實(shí)施例的變形例的發(fā)動機(jī)裝置主要部分構(gòu)造的斷面圖。
圖13為顯示了裝備有其封閉管大致為曲管形狀的本發(fā)明第2實(shí)施例的其它變形例的發(fā)動機(jī)裝置的主要部分的構(gòu)造的斷面圖。
圖14為對設(shè)置有本發(fā)明第3實(shí)施例的風(fēng)扇裝置的發(fā)動機(jī)裝置的詳細(xì)構(gòu)造以部分為斷面的方式進(jìn)行顯示的側(cè)面圖。
圖15為圖14中B部的放大圖。
實(shí)施本發(fā)明的優(yōu)良形態(tài)以下，根據(jù)圖面對本發(fā)明的風(fēng)扇裝置的實(shí)施例進(jìn)行說明。
第1實(shí)施例先由圖1～圖8對本發(fā)明的第1實(shí)施例進(jìn)行說明。本實(shí)施例為將本發(fā)明應(yīng)用于作為建筑機(jī)械的一例的油壓鏟車上時的實(shí)施例。
圖1為顯示了使用著本實(shí)施例的風(fēng)扇裝置的油壓鏟車全體外觀構(gòu)造的立體圖。該油壓鏟車的構(gòu)成大致為行走體1；在該行走體1上可以旋轉(zhuǎn)地被設(shè)置著的旋轉(zhuǎn)體2；設(shè)置在該旋轉(zhuǎn)體2的前方左側(cè)上的駕駛室3；在旋轉(zhuǎn)體2上橫向配置著的發(fā)動機(jī)裝置4；設(shè)置在旋轉(zhuǎn)體2的后部上的配重平衡體5；以及設(shè)在旋轉(zhuǎn)體2的前部上的并由起重臂6a、懸臂6b和鏟斗6c所組成的多節(jié)型的前部裝置6。
上述行走體1在其左右具有環(huán)型履帶1a。該環(huán)型履帶1a分別由行走用的馬達(dá)1b的驅(qū)動力所驅(qū)動。
由設(shè)在旋轉(zhuǎn)體2的中心部上的旋轉(zhuǎn)用馬達(dá)(圖中未示)的作用，使具有上述駕駛室3、發(fā)動機(jī)裝置4、配重平衡體5、以及多節(jié)型的前部裝置6等的旋轉(zhuǎn)體2相對于上述行走體1產(chǎn)生轉(zhuǎn)動。
構(gòu)成上述多節(jié)型的前部裝置6的起重臂6a、懸臂6b和鏟斗6c由設(shè)置在各自上的起重臂缸體7a、懸臂缸體7b和鏟斗缸體7c所驅(qū)動，從而產(chǎn)生動作。
上述缸體7a、7b、7c、旋轉(zhuǎn)用馬達(dá)、以及行走用馬達(dá)1b等驅(qū)動機(jī)器為液壓作動裝置(例如為油壓作動裝置，以下同)，對應(yīng)于由于駕駛室3內(nèi)的操作者的操作而產(chǎn)生的操作桿的操作，由來自于控制閥裝置(圖中未示)的壓力油所驅(qū)動，其中該控制閥裝置對來自于由發(fā)動機(jī)裝置4內(nèi)的發(fā)動機(jī)8(圖中未示，參照后述圖3)所驅(qū)動的液壓泵(圖中未示，參照后述圖3)中的壓力油進(jìn)行控制。
圖2為顯示了使用著本實(shí)施例的風(fēng)扇裝置的發(fā)動機(jī)裝置4的外觀構(gòu)造的放大立體圖。圖3為對設(shè)置有本實(shí)施例的風(fēng)扇裝置的發(fā)動機(jī)裝置4的詳細(xì)構(gòu)造以部分為斷面的方式進(jìn)行顯示的側(cè)面圖。又，在這些圖2、圖3中，與圖1相同符號的地方表示是同一部分。
在圖2和圖3中，在發(fā)動機(jī)裝置4內(nèi)設(shè)置有以下各部件被循環(huán)供給發(fā)動機(jī)8的冷卻水的、并對其進(jìn)行冷卻的熱交換器，例如為散熱器9；固定在熱交換器9的下游側(cè)上的護(hù)罩10；在該護(hù)罩10上設(shè)置著的7根封閉管40A；產(chǎn)生對熱交換器9進(jìn)行冷卻的冷卻風(fēng)(空氣流)P的風(fēng)扇11；以及在包括熱交換器9的上部和下部的外周部上分別設(shè)置著的密封用的隔離部件12。
發(fā)動機(jī)裝置4的外部輪廓由發(fā)動機(jī)罩13所構(gòu)成。由該發(fā)動機(jī)罩13覆蓋著發(fā)動機(jī)8、風(fēng)扇11、熱交換器9、液壓泵(見后述)、和消音器(見后述)等機(jī)器。又，該發(fā)動機(jī)罩13的構(gòu)成為下罩13a、吸入側(cè)(左側(cè))橫罩13b、排出側(cè)(右側(cè))橫罩13c、上罩13d、前罩13e、和后罩13f。
上罩13d，其一端由鉸接部14而可以開閉地被安裝在排出側(cè)橫罩13c上，而在其另一端上設(shè)置有為將其開閉側(cè)固定在吸入側(cè)橫罩13b上用的止動部件15。而且，在該上罩13d的位于熱交換器9側(cè)的區(qū)域和吸入側(cè)橫罩13b上，設(shè)置有從外部取入上述空氣流P并將其導(dǎo)入到風(fēng)扇11中的吸入口16。又，在上罩13d的其它區(qū)域和排出側(cè)橫罩13c上，分別設(shè)置有將從風(fēng)扇11中流出的空氣流P排出到外部的排出口17、18。進(jìn)一步，在下罩13a的液壓泵(見后述)側(cè)上，也設(shè)置有排出口19。
發(fā)動機(jī)8經(jīng)振動衰減裝置21而被設(shè)置在機(jī)架20上，其中該機(jī)架20被設(shè)置在旋轉(zhuǎn)體2的下部并形成為旋轉(zhuǎn)體2的基礎(chǔ)下部構(gòu)造。又，在發(fā)動機(jī)8的曲柄軸8a上，固定著滑輪22。進(jìn)一步，在發(fā)動機(jī)8的曲柄軸8a的上方，設(shè)置有與上述風(fēng)扇11的軸通用的并與發(fā)動機(jī)8內(nèi)相對的輔助轉(zhuǎn)動軸23。在該輔助轉(zhuǎn)動軸23的位于發(fā)動機(jī)8內(nèi)的端部上，連接著經(jīng)圖中未示的配管而使發(fā)動機(jī)冷卻水向熱交換器9產(chǎn)生循環(huán)的水泵24。
熱交換器9被配置在風(fēng)扇11的前段(上游側(cè))上。又，設(shè)在該熱交換器9的周圍部上的上述隔離部件12是對熱交換器9與上述上罩13d、下罩13a、前罩13e、和后罩13f之間分別進(jìn)行密封用的部件。又，上述作為該熱交換器9的例子的散熱器是由空氣流P進(jìn)行冷卻的熱交換器的一個最基本的例子，但并不只限于此。即，在設(shè)置有其它熱交換器例如對驅(qū)動上述液壓作動器7a～7c等的壓力油(工作油)進(jìn)行冷卻用的油冷卻器、對發(fā)動機(jī)8的燃燒用吸入空氣進(jìn)行預(yù)冷用的中間冷卻器、或根據(jù)需要設(shè)置有空氣壓縮機(jī)的冷凝器等的場合，是將它們與熱交換器9合并在一起進(jìn)行配置，并由空氣流P進(jìn)行冷卻的。
風(fēng)扇11是所謂的軸流風(fēng)扇，安裝在上述輔助傳動軸23上。此時，在對應(yīng)于上述滑輪22的位置上，將滑輪25固定于輔助傳動軸23上。從而，滑輪22與滑輪25之間卷繞皮帶26。
又，在發(fā)動機(jī)8的排出側(cè)橫罩13c側(cè)上設(shè)置有上述液壓泵33。該液壓泵33經(jīng)圖中未示的連結(jié)機(jī)構(gòu)(耦合器)而與發(fā)動機(jī)8相連結(jié)，并由發(fā)動機(jī)8的驅(qū)動力所驅(qū)動。又，來自發(fā)動機(jī)8的排出廢氣在由消音器34消音后再經(jīng)廢氣排出管35而被放出到發(fā)動機(jī)裝置4的外部。這時，在發(fā)動機(jī)8的上部固定有消音器罩36，以防止從液壓泵33向發(fā)動機(jī)8側(cè)的油的飛散。又，在發(fā)動機(jī)裝置4內(nèi)的熱交換器9的上游側(cè)(圖3中的左側(cè))上，配置有對發(fā)動機(jī)8供給起動電流用的蓄電池37。
在以上那樣的發(fā)動機(jī)裝置4內(nèi)的構(gòu)成中，對本實(shí)施例的風(fēng)扇裝置的具有最大特征的詳細(xì)構(gòu)造顯示在圖4和圖5中。圖4為顯示了本實(shí)施例的風(fēng)扇裝置的構(gòu)造的圖3中主要部分的放大圖。圖5為圖4中的V-V斷面的斷面圖。又，在這些圖4和圖5中，與圖1～圖3中為相同符號的地方表示是同一部分。
在這些圖4和圖5中，上述風(fēng)扇11具有固定在被傳遞有來自發(fā)動機(jī)曲柄軸8a的驅(qū)動力的輔助轉(zhuǎn)動軸23上的輪轂11a、和固定在該輪轂11a周圍的N片(在該實(shí)施例中，N＝7)的葉片11b，并由輔助轉(zhuǎn)動軸23的轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生轉(zhuǎn)動，由此產(chǎn)生在圖3和圖4中的向右方向的空氣流P(參照箭頭所示)。
上述護(hù)罩10位于風(fēng)扇11的上游側(cè)，它將由風(fēng)扇11所產(chǎn)生的空氣流P導(dǎo)入到風(fēng)扇11的吸入側(cè)上，其構(gòu)成為固定在熱交換器9的下游側(cè)上的大致為箱形形狀的前部10a、和進(jìn)一步位于該前部10a的下游側(cè)上的并被配置在風(fēng)扇11的徑向外周側(cè)上的大致為圓筒形狀的后部10b。又，在后部10b的外側(cè)上，為了分別對上述7根封閉管40A進(jìn)行接續(xù)，突出設(shè)置有在其內(nèi)部具有通路的7個突起部10b1。進(jìn)一步，這些突起部10b1的根部被配置在與風(fēng)扇11的外周側(cè)相面對的位置上。
上述封閉管40A例如是由前端為封閉的聚四氟乙烯管所構(gòu)成，當(dāng)在其中插入有護(hù)罩后部10b的上述突起部10b1后，通過由圖中未示的把持裝置對該插入部進(jìn)行把持而被固定在護(hù)罩10上，從而與護(hù)罩10的內(nèi)部空間相連通。又，使用上述葉片11b的片數(shù)N，該封閉管40A和突起部10b1的結(jié)合體的軸方向長度L[m]為L＝m×(π×R)/N…………(式1)。式中，R為從葉片11b的外徑到風(fēng)扇11的中心軸K之間的距離[m](參見圖4)，m為1及1以上的整數(shù)。
又，在上述構(gòu)成中，由封閉管40A和突起部10b1所組成的結(jié)合體構(gòu)成至少1個的在權(quán)利要求的各項中所述的其開口側(cè)以與風(fēng)扇的外周側(cè)相面對的方式而被配置著的封閉管；進(jìn)一步，上述結(jié)合體也構(gòu)成為在取入從風(fēng)扇中流出的空氣流后由其干涉作用而對空氣流的徑向成分進(jìn)行衰減的衰減裝置。又，由護(hù)罩10的后部10b，構(gòu)成著在權(quán)利要求4中所述的護(hù)罩的風(fēng)扇外周部分。
下面，對上述本實(shí)施例的風(fēng)扇裝置的動作進(jìn)行說明。
當(dāng)驅(qū)動發(fā)動機(jī)8時，曲柄軸8a的轉(zhuǎn)動經(jīng)滑輪22、皮帶26和滑輪25而被傳遞到輔助轉(zhuǎn)動軸23上。由此，水泵24得到驅(qū)動，使散熱器9的冷卻水產(chǎn)生循環(huán)，與此同時，風(fēng)扇11受到驅(qū)動而產(chǎn)生轉(zhuǎn)動。由該風(fēng)扇11的轉(zhuǎn)動，使罩13外的空氣從吸入口16被導(dǎo)入到發(fā)動機(jī)裝置4內(nèi)，作為空氣流P而從上游側(cè)流入，對熱交換器9進(jìn)行冷卻；然后，流經(jīng)位于熱交換器9的下游側(cè)上的護(hù)罩10的內(nèi)部并得到集中，隨后被導(dǎo)入到葉片11的吸入側(cè)(圖3中的左側(cè))。之后，在風(fēng)扇11的吹出側(cè)作為速度為V[m/sec](參見圖4)的斜流流體而流出。進(jìn)一步，從風(fēng)扇11中吹出的冷卻風(fēng)P在對位于風(fēng)扇11的下游側(cè)上的發(fā)動機(jī)8和液壓泵33等進(jìn)行冷卻后，從排出口17、18、19放出到發(fā)動機(jī)裝置4的外部。
在進(jìn)行這樣的動作時，從風(fēng)扇11的附近會產(chǎn)生噪音，但該噪音的主要的噪音源可分為2處，即由于風(fēng)扇11產(chǎn)生轉(zhuǎn)動，使葉片11b與風(fēng)相切，由此從葉片11b的端部產(chǎn)生的風(fēng)切音；和由于從風(fēng)扇11流出的空氣流P沖擊護(hù)罩10的壁面，而從該壁面產(chǎn)生的沖擊音。并且，在該2種噪音中，后者處于支配地位。
在本實(shí)施例中，在護(hù)罩10的后部10b上設(shè)有突起部10b1，進(jìn)一步在該突起部10b1上設(shè)有封閉管40A，并將這些突起部10b1和封閉管40A的結(jié)合體的軸方向長度L設(shè)定為L＝m×(π×R)/N。由上述那樣的構(gòu)成，就可以使從風(fēng)扇11中流出的空氣流P的徑向成分是到衰減，從而減弱空氣流P對護(hù)罩10的壁面的沖擊作用。對該原理在下面進(jìn)行詳細(xì)的說明。
在圖4中，在風(fēng)扇11的吹出側(cè)流出的空氣流P的上述速度V的徑向成分Va[m/sec]為Va＝Rω＝R(2π/T) …(式2)式中，ω為角速度[rad/sec]，T為風(fēng)扇11轉(zhuǎn)動1周所需的時間(二周期)[sec]。
另一方面，若將在某1片葉片11b通過后到隨后的葉片11b通過相同場所為止的時間設(shè)為TN[sec]，則TN的計算表達(dá)式為TN＝60/(n×N)…(式3)。式中，n[rpm]為風(fēng)扇11的轉(zhuǎn)動數(shù)。
這時，由于在上述T和該TN之間具有關(guān)系式T＝N×TN，所以T＝60/n ……(式4)。
當(dāng)使用此關(guān)系式時，上述Va為Va＝2π×R×(n/60)＝(2π×R×n)/60 ……(式5)。
這里，在本實(shí)施例中，由于在護(hù)罩10的突起部10b1上設(shè)置封閉管40A，所以從風(fēng)扇11的吹出側(cè)流出的空氣流P的徑向成分中的一部分會從突起部10b1而流入到封閉管40A內(nèi)。但由于封閉管40A的終端是被封閉著的，所以流入的流體會在上述終端處產(chǎn)生折返，而再次返回到風(fēng)扇11側(cè)。由于流入時的速度為上述的Va，并使用上述L，則進(jìn)行該往返所需的時間TL[sec]為TL＝2L/Va＝2L/{(2π×R×n)/60}＝2L×(60/2π×R×n)＝60L/(π×R×n) …(式6)。
這里，由于L＝m×(π×R)/N，所以將該式代入式6中則可得TL＝60{m×(π×R)/N}/(π×R×n)＝(60π×m×R/N)/(π×R×n)＝60×m/(n×N) …(式7)。
因此，比較式3和式7，則有關(guān)系式TL＝m×TN…(式8)。
由此，當(dāng)由某個葉片11b所產(chǎn)生的空氣流P的徑向成分在封閉管40A的終端處產(chǎn)生折返而再次返回到徑向內(nèi)側(cè)的護(hù)罩后部10b上時，由于在m＝1的場合，隨后的葉片11b(在m＞1的場合，則是之后的葉片11b中的某1枚)正好通過此處，所以會與由該葉片11b所產(chǎn)生的向著徑向外側(cè)的空氣流相沖突而相互抵消。由于這種現(xiàn)象在風(fēng)扇11進(jìn)行轉(zhuǎn)動期間會反復(fù)發(fā)生，所以可以使從風(fēng)扇11中流出的空氣流的徑向成分得到衰減。
如以上所說明的那樣，依據(jù)本實(shí)施例的風(fēng)扇裝置，可以使從風(fēng)扇11中流出的空氣流P的徑向成分得到衰減，由此而減弱空氣流P對護(hù)罩10的壁面沖擊作用。因此，由于可以降低作為占支配地位的噪音源的沖擊音，所以可以充分降低由風(fēng)扇11的轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生的噪音。在圖6中顯示了該效果的一例。
圖6對上述構(gòu)成的本實(shí)施例的風(fēng)扇裝置、和相當(dāng)于沒有設(shè)置護(hù)罩突起部10b1和封閉管40A的現(xiàn)有構(gòu)造的風(fēng)扇裝置兩者的噪音測定值[dB]進(jìn)行了對比顯示。這時，作為測定的噪音，是對與風(fēng)扇11的轉(zhuǎn)動數(shù)n的1次方成分(1次成分)相對應(yīng)的頻率數(shù)fN(＝n×N/60[Hz])進(jìn)行測定的。在橫軸上，采用測定時的風(fēng)扇轉(zhuǎn)動數(shù)n[rpm]。
如圖6所示，依據(jù)本實(shí)施例，由于可以降低沖擊音，所以在全部轉(zhuǎn)動數(shù)的廣泛的范圍內(nèi)，與現(xiàn)有構(gòu)造相比就可以降低風(fēng)扇11的1次方成分的噪音。
又，在本實(shí)施例中，如從式1中可知，為具有噪音降低效果的突起部10b1和封閉管40A的軸方向長度L[m]僅由從風(fēng)扇11的葉片11b的外徑到風(fēng)扇11的中心軸k為止的距離R[m]和葉片11b的片數(shù)N所決定。因此，依據(jù)本實(shí)施例，就與采用了在專利“特開平9-425756”號公報中記述的所謂的側(cè)向分支型構(gòu)造的場合不同，可以與風(fēng)扇11的轉(zhuǎn)動數(shù)n的大小無關(guān)地降低噪音，所以可以降低全部的噪音。
又，在上述第1實(shí)施例中，雖然將突起部11b1和封閉管40A的個數(shù)設(shè)置為與風(fēng)扇11的葉片11b的片數(shù)為相同數(shù)量，但并不僅限于這樣。即，只要設(shè)置有至少1組的突起部10b1和封閉管40A，就可以具有上述的噪音降低效果，且隨著該數(shù)量的增加上述噪音降低效果會增大。又，這時，對突起部10b1和封閉管40A不一定非要如圖5所示那樣等間隔地進(jìn)行設(shè)置，而也可以是不等間隔的。
又，在上述第1實(shí)施例中，封閉管40A是由聚四氟乙烯管所構(gòu)成的，但并不局限于此，例如也可以是由鋼管等所構(gòu)成的。又，不僅限于將突起部10b1和封閉管40A相接續(xù)起來的構(gòu)造，而是也可以從護(hù)罩后部10b直接分支出鋼管的封閉管40A并用焊接方法進(jìn)行固定等的構(gòu)造。在這些場合也可以得到同樣的效果。
進(jìn)一步，在上述第1實(shí)施例中，護(hù)罩10的后部10b為大致的圓筒形狀，但并不局限于此，例如也可以為向著下游側(cè)產(chǎn)生縮徑的大致的喇叭口的形狀。在該場合，也可以得到同樣的效果。
又，在上述第1實(shí)施例中，封閉管40A為大致的直管形狀，但并不局限于此，也可以使封閉管40A為一種如圖7所示那樣沿周方向產(chǎn)生彎曲了的大致的曲管形狀，或為一種如圖8所示那樣沿軸方向產(chǎn)生彎曲了的大致的曲管形狀。在這些場合，只要軸方向長度L[m]滿足式1的關(guān)系，就可以得到與上述第1實(shí)施例相同的噪音降低效果。又，除此之外，還具有可以使裝置全體的構(gòu)成小型化的效果。
第2實(shí)施例下面，依據(jù)圖9～圖13對本發(fā)明的第2實(shí)施例進(jìn)行說明。本實(shí)施例也與上述第1實(shí)施例同樣地為一種將本發(fā)明應(yīng)用于油壓鏟車上時的實(shí)施例。
圖9為對設(shè)有本實(shí)施例的風(fēng)扇裝置的發(fā)動機(jī)裝置4的詳細(xì)構(gòu)造以部分為斷面的方式進(jìn)行顯示的側(cè)面圖。圖10為顯示了本實(shí)施例的風(fēng)扇裝置構(gòu)造的圖9中主要部分的放大圖。圖11為圖10中XI-XI斷面的斷面圖。在這些圖中，與在圖1至圖8中所示的符號為相同符號的部位表示為同一部分或相當(dāng)?shù)牟糠帧?br> 本實(shí)施例中的風(fēng)扇裝置具有一種所謂的箱型的護(hù)罩10，該箱型的護(hù)罩10沒有設(shè)置上述的大致為圓筒形狀或大致為喇叭口形狀的后部10b，且在設(shè)在其前部10a的下游側(cè)端部上的開口部10a1的內(nèi)側(cè)上配置著風(fēng)扇11。又，作為先取入從風(fēng)扇11中流出的空氣流P、再經(jīng)干涉作用后使其徑向成分得到衰減的裝置，是將大致為曲管形狀的封閉管40B以沿著護(hù)罩10的前部10a的內(nèi)壁面的方式延續(xù)設(shè)置在前部10a的內(nèi)側(cè)上的，且其軸方向長度L由上述式1所設(shè)定。
又，在該實(shí)施例中，在護(hù)罩10中，由其前部10a構(gòu)成在權(quán)利要求書的第6項中所述的護(hù)罩的風(fēng)扇外周部分。
依據(jù)本實(shí)施例，與上述本發(fā)明的第1實(shí)施例同樣地，由于可以衰減從風(fēng)扇11中流出的空氣流P的徑向成分，降低沖擊音，所以可以充分地降低由風(fēng)扇11的轉(zhuǎn)動所產(chǎn)生的噪音。
又，在上述實(shí)施例中，將封閉管40B設(shè)定為沿著護(hù)罩前部10a的內(nèi)壁面的大致的曲管形狀，但并不局限于此，也可以將封閉管40B設(shè)定為如圖12所示那樣的貫通護(hù)罩前部10a的大致的直管形狀，或設(shè)定為如圖13所示那樣的在貫通護(hù)罩前部10a后再沿著外壁面的大致的曲管形狀。在無論哪一種場合，只要軸方向長度L[m]滿足上述式1的關(guān)系式，就可以得到與上述第2實(shí)施例相同的效果。
第3實(shí)施例以下，根據(jù)圖14和圖15對本發(fā)明的第3實(shí)施例進(jìn)行說明。與上述第1和第2實(shí)施例同樣地，本實(shí)施例也是為將本發(fā)明應(yīng)用在油壓鏟車上時的實(shí)施例。
圖14為對設(shè)置有本實(shí)施例的風(fēng)扇裝置的發(fā)動機(jī)裝置4的詳細(xì)構(gòu)造以部分為斷面的方式進(jìn)行顯示的側(cè)面圖。圖15為顯示了圖14中的B部的詳細(xì)構(gòu)造的主要部分放大圖。在這些圖中，與在圖1至圖13中所示的符號為相同符號的地方表示為同一部分或相當(dāng)?shù)牟糠帧?br> 在這些圖14和圖15中，本實(shí)施例的風(fēng)扇裝置具有其前部10a和大致為喇叭口形狀的后部(也稱為風(fēng)扇護(hù)環(huán))10b為相互分離了的形狀的2件型的護(hù)罩10。即，前部10a被固定在熱交換器9的空氣流P的下游側(cè)(圖14中的右側(cè))上，而后部10b經(jīng)安裝部件42后被固定在設(shè)在發(fā)動機(jī)8上的支架41上。而且，在以可以掛持住由橡膠等彈性材料所構(gòu)成的環(huán)狀部件43的方式，對于分別設(shè)置在前部10a的下游側(cè)端部附近和后部10b的上游側(cè)端部附近上的固定部件部10a2、10b2進(jìn)行安裝后，將該環(huán)狀部件43的上游側(cè)端部附近用帶材44進(jìn)行固定，以防止環(huán)狀部件43的移動或脫離。依據(jù)這樣的構(gòu)造，就可以在允許屬于熱交換器9側(cè)的振動系的護(hù)罩前部10a和屬于發(fā)動機(jī)8側(cè)的振動系的護(hù)罩后部10b之間存在相互變位的情況下，進(jìn)行這些前部10a和后部10b之間的密封。
又，作為先取入從風(fēng)扇11中流出的空氣流P、再經(jīng)干涉作用后使其徑向成分得到衰減的裝置，與在第1實(shí)施例的圖3和圖4中所示的一樣，是在將突起部10b1設(shè)置在護(hù)罩后部10b上的同時，在該突起部10b1上安裝上大致為直管形狀的封閉管40C，并且它們的結(jié)合體的軸方向長度L由上述式1所設(shè)定。
又，在該實(shí)施例中，在護(hù)罩10中，由其后部10b構(gòu)成內(nèi)包著在權(quán)利要求書的第7項中所述的風(fēng)扇的第1護(hù)罩；而前部10a被設(shè)置在該第1護(hù)罩的上游側(cè)上，并構(gòu)成將空氣流導(dǎo)入到第1護(hù)罩中的第2護(hù)罩。
由該實(shí)施例，與上述本發(fā)明的第1和第2實(shí)施例同樣地，由于可以使從風(fēng)扇11中流出的空氣流P的徑向成分得到衰減，而降低沖擊音，所以也可以充分地降低由風(fēng)扇11的轉(zhuǎn)動所產(chǎn)生的噪音。
又，在上述第3實(shí)施例中，將封閉管40C設(shè)定為直管形狀，但并不局限于此，而是當(dāng)然地也可以設(shè)定為在上述圖7和圖8中所示那樣的大致的曲管形狀。無論在哪一種場合，只要軸方向長度L[m]滿足上述式1的關(guān)系式，就可以得到與上述第3實(shí)施例同樣的效果。
又，在上述第1～第3實(shí)施例中，將封閉管40A、40B、40C設(shè)定為大致的圓管形狀，但并不局限于此，而是也可以將它們設(shè)定為其橫斷面形狀為四角形等的形狀。
又，在上述第1～第3實(shí)施例中，是以將本發(fā)明應(yīng)用在油壓鏟車的發(fā)動機(jī)裝置上的情況為例進(jìn)行了說明的，但并不局限于此，而是也可以應(yīng)用在起重機(jī)、自走式破碎機(jī)和操舵裝載機(jī)等其它建筑機(jī)械的發(fā)動機(jī)裝置上。進(jìn)一步，也不僅限于應(yīng)用在發(fā)動機(jī)裝置上，而是只要具有一種由護(hù)罩將空氣導(dǎo)入到風(fēng)扇的吸入側(cè)的構(gòu)造，也可以將本發(fā)明應(yīng)用在其它裝置上，并可以得到同樣的效果。
產(chǎn)業(yè)上利用的可能性依據(jù)本發(fā)明，由于將衰減裝置設(shè)置在風(fēng)扇的外周側(cè)上，并在先取入從風(fēng)扇中流出的空氣流后再由其干涉作用而使空氣流的徑向成分得到衰減，所以可以降低占支配地位的噪音源的沖擊音，從而可以充分地降低由風(fēng)扇的轉(zhuǎn)動所產(chǎn)生的噪音。
權(quán)利要求
1.一種風(fēng)扇裝置，包括具有多片葉片(11b)的、且由其轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生空氣流的風(fēng)扇(11)，和設(shè)在該風(fēng)扇(11)的上游側(cè)上的、并將上述空氣流(P)導(dǎo)入到上述風(fēng)扇(11)的吸入側(cè)上的至少1個護(hù)罩(10；10a、10b)；其特征在于在上述風(fēng)扇(11)的外周側(cè)上，設(shè)置有在先取入從上述風(fēng)扇(11)中流出的空氣流(P)后、再由其干涉作用而使上述空氣流(P)的徑向成分(Va)得到衰減的衰減裝置(10b1，40A，40C；40B)。
2.如權(quán)利要求1所述的風(fēng)扇裝置，其特征為上述衰減裝置具有其開口側(cè)以與上述風(fēng)扇的外周側(cè)相面對的方式而被配置著的至少1個封閉管(10b1、40A、40C；40B)。
3.一種風(fēng)扇裝置，包括具有多片葉片(11b)的、且由其轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生空氣流(P)的風(fēng)扇(11)，和設(shè)在該風(fēng)扇(11)的上游側(cè)上的、并將上述空氣流(P)導(dǎo)入到上述風(fēng)扇(11)的吸入側(cè)上的至少1個護(hù)罩(10；10a、10b)；其特征在于設(shè)置有其開口側(cè)以與上述風(fēng)扇(11)的外周側(cè)相面對的方式而被配置著的至少1個封閉管(10b1、40A、40C；40B)，且該封閉管(10b1、40A、40C；40B)的軸方向長度L由下式所確定L＝m×(π×R)/N[m]，式中，R[m]為從上述葉片(11b)的外徑到上述風(fēng)扇(11)的中心軸的距離，N[片]為上述葉片(11b)的片數(shù)，m為1及1以上的整數(shù)。
4.如權(quán)利要求2或3中所述的風(fēng)扇裝置，其特征為上述護(hù)罩(10)為1個；而上述封閉管(10b1、40A；40B)被設(shè)定在該1個護(hù)罩(10)的風(fēng)扇外周部分(10b、10a)上。
5.如權(quán)利要求4所述的風(fēng)扇裝置，其特征為上述封閉管(10b1、40A；40B)被突出設(shè)置在上述護(hù)罩(10)的上述風(fēng)扇外周部分(10b；10a)的外側(cè)上。
6.如權(quán)利要求4所述的風(fēng)扇裝置，其特征為上述封閉管(40B)被延續(xù)設(shè)置在上述護(hù)罩(10)的上述風(fēng)扇外周部分(10a)的內(nèi)側(cè)上。
7.如權(quán)利要求2或3所述的風(fēng)扇裝置，其特征為上述護(hù)罩(10a，10b)具有內(nèi)包著上述風(fēng)扇(11)的第1護(hù)罩(10b)、和被設(shè)在該第1護(hù)罩(10b)的上游側(cè)上、并將上述空氣流(P)導(dǎo)入到上述第1護(hù)罩(10b)中的第2護(hù)罩(10a)的2個護(hù)罩；且上述封閉管(10b1、40C)被設(shè)置在上述第1護(hù)罩(10)的風(fēng)扇外周部分(10b)上。
8.一種護(hù)罩(10；10a；10b)，設(shè)置在具有多片葉片(11b)的并由其轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生空氣流(P)的風(fēng)扇(11)的上游側(cè)上，并將上述空氣流(P)導(dǎo)入到上述風(fēng)扇(11)的吸入側(cè)上；其特征為具有一種先取入從上述風(fēng)扇(11)中流出的空氣流(P)、再由其干涉作用而使上述空氣流(P)的徑向成分(Va)得到衰減的衰減裝置(10b1、40A、40C；40B)。
全文摘要
一種風(fēng)扇裝置具有風(fēng)扇(11)和至少1個護(hù)罩(10;10a、10b),其中:該風(fēng)扇(11)具有多片葉片(11b)、且由其轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生空氣流(P);該護(hù)罩(10;10a、10b)被設(shè)置在該風(fēng)扇(11)的上游側(cè)上且將上述空氣流(P)導(dǎo)入到上述風(fēng)扇(11)的吸入側(cè)上;將衰減裝置(10b1、40A、40C;40B)設(shè)置在風(fēng)扇(11)的外周側(cè)上,而該衰減裝置(10b1、40A、40C;40B)先取入從風(fēng)扇(11)中流出的空氣流(P)、再由其干涉作用而使空氣流(P)的徑向成分(Va)得到衰減。由此,可以降低作為占支配地位的噪音的沖擊音,所以可以充分地降低由風(fēng)扇(11)的轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生的噪音。
文檔編號F04D29/66GK1266476SQ99800610
公開日2000年9月13日 申請日期1999年6月17日 優(yōu)先權(quán)日1998年6月17日
發(fā)明者竹下清一郎 申請人:日立建機(jī)株式會社