KR100391355B1 - 가변블레이드식 라디에이터 냉각팬 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 냉각팬 블레이드가 구동되지 아니하고 주행풍에 의해서 라디에이터를 방열 냉각하게 되는 운전 조건하에서는 블레이드가 주행풍에 저항체로 작용하지 않도록 하여 냉각 풍량 부족에 의한 라디에이터 냉각팬의 잦은 구동을 방지하게 되는 가변블레이드식 라디에이터 냉각팬을 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은

냉각팬 구동을 위한 모터와;

모터의 회전에 의해 회전하는 회전축과;

상기 회전축의 선단에 고정된 액티브디스크와;

상기 액티브디스크의 후방으로 간격을 두고 회전축상에 끼워져 회전축을 따라 이동 가능하게 장착되는 패시브디스크와;

상기 액티브디스크와 패시브디스크의 원주면에 각기 일정간격으로 중심 방향을 향해 일정 깊이만큼 형성되는 복수개의 끼움공과;

상기 양측 디스크 부재의 끼움공에 각기 끼워져 고정되는 두개의 지지다리를 가지고 있으며, 풍량 소풍을 위한 작동시에는 액티브디스크의 진각에 의해 기울어지며 작동중지시에는 송풍 방향과 나란하게 되는 복수개의 블레이드;

를 포함하여 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

가변블레이드식 라디에이터 냉각팬{Changable blade radiator cooling fan}

본 발명은 차량의 라디에이터 냉각을 위한 가변 블레이드식 라디에이터 냉각팬에 관한 것이다.

실린더내의 연소가스의 온도는 2000℃에 이상에 달하지만 이 열이 전부 동력에너지로 전환되는 것은 아니고 이 열의 상당량이 실린더, 실린더헤드 및 피스톤등에 흡수된다. 이에따라 이들 부분의 온도가 과도하게 상승하면 실린더에 변형을 일으키거나 또는 실린더벽의 유막이 파괴되어 윤활 불량이 되어 심할때는 엔진을 손상시키고 연소 상태가 나빠져 노킹이나 조기 점화를 일으켜 출력을 급격히 저하시키게 된다.

이때문에 엔진의 과열을 방지하기 위해 통상 냉각수를 순환시켜 엔진을 냉각하는 수냉식 냉각장치가 설치되어 있으며, 이 수냉식 냉각장치는 실린더와 연소실을 둘러싸는 워터재킷, 물을 실린더내로 압송순환시키는 워터펌프, 온도가 높은 냉각수의 열을 외기에 전달하여 냉각하는 라디에이터, 엔진 시동 직후에 냉각수를 빨리 적정 온도를 올리기 위한 서모스탯을 포함하여 구성되어 있다.

엔진을 순환하면서 엔진의 각부를 냉각하고 더워진 냉각수는 라디에이터에서 냉각되는데 차량의 주행시 자연 발생하는 맞바람이 라디에이터를 통과하면서 방열효과를 높이도록 되어 있으나 정차시나 저속주행시에는 주행풍이 작게 발생하여 엔진이 과열될 우려가 있다.

이때문에 차량의 정차시나 저속운전시등 주행풍이 작은 경우 라디에이터의 부족한 냉각성능을 보완하기 위하여 통상 엔진에는 라디에이터 후방에 냉각팬을 설치하므로써 냉각팬 구동에 의해 공기를 강제 송풍시켜 라디에이터의 방열 냉각을 촉진하고 있다.

그러나 차량의 고속 주행시 냉각수온이 라디에이터 냉각팬의 작동 온도에 못미치게 되면 냉각팬의 구동은 정지되고 라디에이터는 주행속도에 의한 맞바람, 즉 주행풍에 의해서만 냉각되어지게 되는데, 종래의 경우 라디에이터 냉각팬의 팬블레이드가 회전축 외주에 일정한 비틀림 각도를 갖도록 고정되어 있기 때문에 이 비틀림 각도로 고정된 팬블레이드들이 주행풍의 흐름에 저항체로 작용하여 주행풍의 유입을 방해하게 되므로써 라디에이터의 방열 성능을 떨어뜨리게 된다.

이러한 현상은 냉각수온의 재상승을 초래하여 정지되었던 라디에이터 냉각팬의 강제 구동 횟수를 증가시키게 되어 차량의 전기 부하를 증대시키고 차량 연비 및 배기가스 악화의 요인이 되고 있다.

이에 본 발명은 상기한 문제점을 감안하여 제안한 것으로서 그의 목적으로 하는 것은 냉각팬 블레이드가 구동되지 아니하고 주행풍에 의해서 라디에이터를 방열 냉각하게 되는 운전 조건하에서는 블레이드가 주행풍에 저항체로 작용하지 않도록 하여 냉각 풍량 부족에 의한 라디에이터 냉각팬의 잦은 구동을 방지하게 되는 가변블레이드식 라디에이터 냉각팬을 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 냉각팬 구동을 위한 모터와;

모터의 회전에 의해 회전하는 회전축과;

상기 회전축의 선단에 고정된 액티브디스크와;

상기 액티브디스크의 후방으로 간격을 두고 회전축상에 끼워져 회전축을 따라 이동가능하게 장착되는 패시브디스크와;

상기 액티브디스크와 패시브디스크의 원주면에 각기 일정간격으로 중심 방향을 향해 일정 깊이만큼 형성되는 복수개의 끼움공과;

상기 양측 디스크 부재의 끼움공에 각기 끼워져 고정되는 두개의 지지다리를 가지고 있으며, 풍량 송풍을 위한 작동시에는 상기 액티브디스크의 진각에 의해 기울어지며, 작동 중지시에는 송풍 방향과 나란히 되도록 정렬되는 복수개의 블레이드;

를 포함하여 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 청구항 2 기재에 의하면 상기 액티브디스크와 패시브디스크 사이에 개재되어 양측 디스크를 연결하며, 또 상기 모터의 정지 상태에서 양측 디스크에 형성된 끼움공들이 동일축선상에 정렬되도록 힘을 가하는 탄성부재를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명의 청구항 3 기재에 의하면 상기 탄성부재는 비틀림 코일스프링으로서 상기 모터가 구동되어 액티브디스크가 패시브디스크 보다 진각될 때는 상기 패시브디스크를 액티브디스크쪽으로 끌어당기며, 모터가 정지시에는 내부 탄성력에 의해 복귀하면서 상기 패시브디스크를 밀어내어 상기 블레이드가 수평상태가 되도록 작동하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 의한 가변 블레이드식 라디에이터 냉각팬의 정단면도이다.

도 2는 본 발명의 모터 구동시 블레이드의 상태를 나타내는 도면이다.

도 3은 본 발명의 모터 정지시 블레이드의 상태를 나타내는 도면이다.

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 라디에이터 냉각팬 2 : 모터

3 : 회전축 4 : 액티브디스크

5 : 패시브디스크 6 : 블레이드

7 : 탄성부재 8 : 키이

9,10 : 끼움공 11,12 : 지지다리

13 : 공간 t : 초기간격

t₁: 냉각팬 구동시 간격

이하 본 발명의 구성과 작용을 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 가변블레이드식 라디에이터 냉각팬의 정단면도이며, 도 2는 본 발명의 모터구동시 블레이드의 상태를 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명의 모터 정지시 블레이드의 상태를 나타내는 도면이다.

본 발명의 가변 블레이드식 냉각팬(1)은 모터(2)와, 회전축(3), 액티브디스크(4), 패시브디스크(5), 블레이드(6) 및 탄성부재(7)로 구성된다.

상기 액티브디스크(4)는 회전축(3)의 선단에 키이(8)에 의해 고정되며, 패시브디스크(5)는 액티브디스크(4)의 후방으로 일정간격(t)을 두고 회전축(3)상에 단순히 끼워진 형태로 장착되어 있다.

상기 액티브디스크(4)와 패시브디스크(5)의 원주면에는 각기 복수개, 예를들면 90°각도를 가지도록 4개씩의 끼움공(9)(10)이 디스크의 중심 방향, 즉 수선 방향으로 일정 깊이만큼 형성되어 있으며, 상기 블레이드(6)의 하단에 일체로 돌출된 2개의 지지다리(11)(12)의 각각이, 하나(11)는 액티브디스크(4)의 끼움공(9)에, 그리고 다른 하나(12)는 패시브디스크(5)의 끼움공(10)에 끼워져 고정 장착된다.

그리고 액티브디스크(4)와 패시브디스크(5)사이의 공간(13)에는 탄성부재(7), 예를들면 도시한 것 같이 비틀림 코일스프링(7)이 양측부재(4)(5)를 연결하도록 개재되어 있으며, 이에따라 비틀림 코일스프링(7)의 일단(7a)이 액티브디스크(4)에 고정되고, 타단(7b)은 패시브디스크(5)에 고정된다.

이 비틀림 코일스프링(7)은 냉각팬(1)의 정지 상태에서 상기 양측 끼움공(9)(10)이 동일축선상에 정렬, 즉 도 3에 도시한 것과 같이 블레이드(6)가 회전축(3)과 나란하여 전방으로부터 유입되는 주행풍과 나란한 위치를 가지도록 힘을 작용하는 초기 장력을 가지고 있다.

이와같은 본 발명의 작동에 대하여 상술하면 다음과 같다.

엔진의 냉각수온이 높은 엔진의 정차나 중저속 운전시에는 라디에이터의 방열 냉각을 촉진하기 위하여 모터(2)가 구동되기 시작하며, 회전축(3)이 회전되면, 그 선단에 고정 장착된 액티브디스크(4)가 회전하여 그 후방의 회전축(3)상에 단순히 끼워진 형태로 장착된 패시브디스크(5)에 대하여 진각, 즉 패시브디스크(5)는 정지된 상태에서 액티브디스크(4)가 회전되므로 서로의 초기 위치가 어긋나게 되는 현상이 발생한다.

그런데 블레이드(6)의 지지다리(11)(12)사이의 간격은 항상 일정한 반면 액티브디스크(4)의 진각이 일어나면 양측 끼움공(9)(10) 사이의 간격은 커지지 않을 수 없게 되며, 이에따라 그 차이를 보정하기 위해 후방의 지지다리(12)가 패시브디스크(5)를 액티브디스크(4)측으로 끌어당기게 되며, 이 과정에서 비틀림 코일스프링(7)은 권회되면서 아울러 압축 현상이 일어나 양측 디스크(4)(5) 사이의 간격은 t로부터 t₁으로 축소되고, 블레이드(6)는 도 2에서와 같이 비틀림 각(θ)을 가지게 된채 회전하게 된다.

이에따라 차량의 주행 속도에 의해 자연적으로 형성되는 자연풍외에 비틀림 블레이드(6)의 회전에 의한 강제 송풍이 일어나 라디에이터를 방열 냉각하게 된다.

그런데 엔진이 적온 상태 이하로 떨어지면 엔진이 과냉되는 것을 방지하기 위하여 모터(2)의 구동을 정지시키게 되며, 모터(2)의 구동이 정지되면 차량 주행에 의한 자연풍(주행풍)에 의해서만 라디에이터의 방열 냉각이 일어나게 되는데 이때 블레이드(6) 구동시 비틀림 및 압축에 의해 내부에 탄성력을 축적하고 있던 비틀림 코일스프링(7)의 탄성력에 의해 패시브디스크(3)가 후방으로 밀려나면서, 간격은 t₁에서원래 초기 상태인 t로 증가되고, 블레이드(6)는 바람의 유입방향(화살표 표시)과 나란히 위치하게 된다.

이에따라 주행풍은 블레이드(6)를 통과 할 때 거의 저항을 받지 아니하고 라디에이터에 도달하여 라디에이터에 충분한 냉각 공기를 공급하게 되므로써 냉각수의 온도 상승에 의한 냉각팬(1)의 갖은 재가동을 방지하게 되는 것이다.

이상과 같은 본 발명은 모터의 구동 조건하에서는 블레이드가 기울어져 공기를 강제 송풍하고, 주행풍만으로 라디에이터의 방열 냉각이 가능한 조건하에서 모터의 구동이 정지되면 블레이드가 주행풍의 유입 방향과 나란한 위치로 가변되므로써 주행풍에 저항체로 작용하지 않게 되어 충분한 냉각성능을 유지하는 것이 가능하여 라디에이터 냉각팬의 불필요한 구동을 방지하여 차량의 전기 부하 부담을 경감하고 차량 연비를 높이고 배기가스의 악화를 예방하는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 냉각팬 구동을 위한 모터와;

   모터의 회전에 의해 회전하는 회전축과;

   상기 회전축의 선단에 고정된 액티브디스크와;

   상기 액티브디스크의 후방으로 간격을 두고 회전축상에 끼워져 회전축을 따라 이동 가능하게 장착되는 패시브디스크와;

   상기 액티브디스크와 패시브디스크의 원주면에 각기 일정간격으로 중심 방향을 향해 일정 깊이만큼 형성되는 복수개의 끼움공과;

   상기 양측 디스크 부재의 끼움공에 각기 끼워져 고정되는 두개의 지지다리를 가지고 있으며, 풍량 송풍을 위한 작동시에는 상기 액티브디스크의 진각에 의해 기울어지게 되며, 작동 중지시에는 송풍 방향과 나란히 되도록 정렬되는 복수개의 블레이드와;

   상기 액티브디스크와 패시브디스크 사이에 개재되어 양측 디스크를 연결하며, 또 상기 모터의 정지 상태에서 양측 디스크에 형성된 끼움공들이 동일축선상에 정렬되도록 힘을 가하는 탄성부재;

   를 포함하여 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 가변 블레이드식 라디에이터 냉각팬.
2. 삭제
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 탄성부재는 비틀림 코일스프링으로서 상기 모터가 구동되어 액티브디스크가 패시브디스크 보다 진각될 때는 상기 패시브디스크를 액티브디스크쪽으로 끌어당기며, 모터가 정지시에는 내부 탄성력에 의해 복귀하면서 상기 패시브디스크를 밀어내어 상기 블레이드가 수평상태가 되도록 작동하는 것을 특징으로 하는 가변 블레이드식 라디에이터 냉각팬.