KR100772484B1 - 팬과 슈라우드 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따르면, 팬 슈라우드 조립체는 적어도 둘 이상의 팬 장착부가 형성된 슈라우드와; 상기 각 팬 장착부에 설치되는 것으로 모터와 이 모터에 의해 구동되는 팬을 포함하는 팬 조립체들과; 상기 슈라우드의 가장자리에 설치되는 기류 안내벽과; 상기 슈라우드의 유출측에 상기 기류 안내벽과 더블어 팬 장착부에 설치된 팬의 기류 유출영역을 한정하는 분리벽과; 상기 분리벽에 설치되며 정압차에 의해 이동되어 각 팬의 유출측의 영역을 가변시키는 가변수단을 포함한다.

Description

팬과 슈라우드 조립체{Fan and shroud assembly}

도 1은 종래 푸셔 타입 팬과 슈라우드 조립체의 일부 절제 사시도,

도 2는 팬의 유입 또는 유출영역에 걸리는 압력과 송풍량과의 관계를 나타내 보인 그래프,

도 3은 본 발명에 따른 슈라우드 조립체를 도시한 것으로, 열교환기와 결합되는 상태를 도시한 분리 사시도,

도 4 내지 도 6은 본 발명에 따른 패 슈라우드 조립체의 다른 실시예들을 도시한 사시도,

<도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명>

33; 슈라우드 40; 팬 조립체

35; 분리벽

51,52,53; 이동분리벽

본 발명은 팬과 슈라우드의 조립체에 관한 것으로, 더 상세하게는 공기유동을 발생시키는 팬과, 이 팬으로부터 발생된 공기의 재순환을 방지하는 슈라우드가 결합된 팬과 슈라우드의 조립체에 관한 것이다.

일반적인 자동차에 이용되는 냉각시스템(cooling system)있어서, 적어도 두 개의 쿨링 팬(엔진의 냉각수를 냉각시키기 위한 라디에이터 냉각용 팬과, 공기조화 장치의 응축기를 냉각시키기 위한 팬)이 이용된다.

이러한 팬은 장착위치 및 열교환기로의 기류 이동방향에 따라 푸셔타입(pusher type)과 풀러 타입(puller type)으로 대별된다.

통상적으로 상기 팬들을 열교환기에 장착함에 있어서, 응축기에는 푸셔타입의 팬을 적용하고 라디에이터에는 풀러타입의 팬을 적용하거나 응축기와 라디에이터 모두에 풀러타입 또는 푸셔 타입의 팬을 채용하고 있다. 또한 라디에이터와 응축기의 사이에 팬을 설치한 미들타입(middle type)의 경우에는 라디에이터에 푸셔팬을 채용하고 응축기에는 풀러 팬을 채용하고 있다

한편, 최근의 자동차는 그 기능이 다양하여지고 고급화되고 있으며, 한편으로는 소형화 되고 있으므로 엔진룸의 여유공간이 매우 좁다. 따라서 자동차의 엔진룸에 설치되는 부품들은 소형화 및 고성능화를 추구하고 있다. 이에 편승하여 공기조화 장치의 응축기 냉각용 팬 조립체와 엔진의 냉각수를 냉각시키기 위한 라디에이터 냉각용 팬 조립체를 도 1에 도시된 바와 같이 하나의 슈라우드에 설치하거나 미국특허 제 5,771,961호에 개시된 바와 같이 팬을 회전시키기 위한 모터를 열교환기에 고정하고, 열교환기에 기류를 가이드 하는 슈라우드를 고정하고 있다.

팬 조립체들이 하나의 슈라우드에 고정된 경우에는 도시된 바와 같이 슈라우드(11)에 두 개의 팬장착부(12)(13)가 형성되고, 이 팬장착부(12)(13)에는 팬(14a)(15a)과 이를 구동시키기 위한 모터(14b)(15b)로 이루어진 팬 조립체(14)(15)가 각각 설치된다. 상기 모터(14b)(15b)는 슈라우드(11)의 팬장착부(12)(13)의 가장자리로부터 연장되는 고정자(11a)에 의해 고정된다. 그리고 상기 슈라우드(11)의 가장자리에는 기류 안내벽(18)이 형성되고, 상기 팬 장착부(12)(13)의 사이에는 슈라우드(11)에 형성된 분리벽(19)에 의해 그 영역이 구획되어 유출영역(pusher area;12a,13a)을 한정하게 된다.

상술한 바와 같이 구성된 종래의 팬 슈라우드 조립체는 열교환기(100; 라디에이터 또는 응축기, 응축기와 라이에어터가 충접된 상태)의 열적 부하에 따라 두 팬(14a)(15a)이 동시에 구동되거나 선택적으로 구동된다. 이 과정에서 상기 슈라우드(11)의 기류안내벽(18)은 팬의 구동시 기류가 슈라우드 유출영역(12a)(13a)을 통해 열교환기로 유입되도록 한정된다. 상기 분리벽(19)은 일측의 팬만 작동되거나 두 팬의 송풍력이 상호 다른 경우 이들의 사이에 유출되는 기류의 이동을 방지하게 된다.

그러나 상기와 같이 분리벽(19)과 외측벽은 각 두 팬(14a)(15a)에서 유출되는 면적이 균일하게 설정하게 되어 두 팬(14a)(15a)에 가하여지는 송풍부하에 따라 선택적으로 유출측의 면적을 가변시킬 수 없으며 나아가서는 송풍량을 가변시킬 수 없는 문제점이 있다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이 슈라우드에 의해 구획된 팬에서 유출되는 면적이 넓어지면 풍량과 압력관계를 나타내 보인 정압곡선이 곡선 A에서 곡선 B로 이동하게 된다. 이에 따라 팬의 풍량이 증가하게 되는데, 상기와 같이 팬 슈라우드 조립체(10)는 각 두 팬으로부터의 유출영역(12a)(13a)이 기류안내벽(18)과 분리벽(19)에 의해 한정되어 있으므로 모터에 공급되는 전류와 전압이 한정되어 있는 상태에서 송풍부하에 따라 송풍량을 가변시킬 수 없게 된다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 푸셔타입의 슈라우드에 장착된 적어도 두 개의 팬의 유출영역을 가변시켜 송풍량을 증가시킬 수 있는 팬슈라우드 조립체를 제공함에 그 목적이 있다.

본원 발명의 다른 목적은 풍량의 증가로 인한 열교환기에 장착시 열교환기의 열교환 효율을 향상시킬 수 있는 팬 슈라우드 조립체를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 팬과 슈라우드 조립체는 적어도 둘 이상의 팬 장착부가 형성된 푸셔타입 슈라우드와;

상기 각 팬 장착부에 설치되는 것으로 모터와 이 모터에 의해 구동되는 팬을 포함하는 팬 조립체들과;

상기 슈라우드의 가장자리에 설치되는 기류 안내벽과;

상기 슈라우드의 유출측에 상기 기류 안내벽과 더블어 팬 장착부에 설치된 팬의 기류 유출영역을 한정하는 분리벽과;

상기 분리벽에 설치되며 정압차에 의해 이동되어 각 팬의 유출측의 영역을 가변시키는 가변수단을 포함하여 된 것을 그 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 가변수단은 팬 장착부의 사이에 대응되는 기류 안내벽으로부터 연장되는 제1,2고정분리벽들과 상기 제1,2고정분리벽들에 그 양단부가 연결되며 플랙시블한 이동분리벽을 포함한다. 상기 분리벽에는 적어도 두 개의 고정분리벽이 설치될 수 있으며, 상기 분리벽이 플랙시블한 이동분리벽으로 이루어질 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 3에는 본 발명에 따른 팬과 슈라우드 조립체의 일 실시예를 나타내 보였다.

도시된 바와 같이 팬 슈라우드 조립체(30)은 관통되는 적어도 두 개의 팬장착부(31)(32)가 형성된 슈라우드(33)와, 상기 슈라우드(33)의 각 팬장착부(31)(32)에 설치되는 팬 조립체(40)(40')를 포함한다.

상기 슈라우드(33)의 각 팬 장착부(31)(32)에는 팬(41)(42)과 이 팬(41)(42)을 구동시키기 위한 모터(43)(44)로 이루어진 팬 조립체(40)(40')가 설치되는데, 이 팬 조립체(40)(40')의 모터(43)(44)는 상기 관통공(31a)(32a)의 가장자리로부터 연장되는 고정자(33b)(33b')에 의해 고정된다.

상기 슈라우드(33)에 형성된 팬 장착부(31)(32)들은 슈라우드(33)의 몸체(33a)를 관통하는 관통공(31a)(32a)이 형성되고 이 관통공(31a)(32a)의 가장자리에는 환형의 가이드부(31b)(32b)가 형성되어 이루어진다.

한편 상기 슈라우드(33)의 가장자리에는 팬(41)(42)의 회전으로 기류의 유출되는 영역이 열교환기(100)의 면적과 동일한 영역으로 한정하여 유출되는 기류가 열교환기를 모두 통과하도록 한정하는 기류안내벽(34)가 형성되고, 상기 팬 장착부(31)(32)들의 사이에는 분리벽(35)이 설치되어 각 팬 장착부(31)(32)에 장착된 팬으로의 기류가 열교환기로 유입되는 유출영역(36a)(36b)을 한정하게 된다.

그리고 상기 분리벽(35)에는 팬(41)(42)의 구동으로 인하여 이들의 유출영역(36a)(36b)에 작용하는 정압의 차에 의해 유출영역(36a 또는 36b)을 가변시키는 가변수단이 설치된다.

상기 가변수단은 도 3에 도시된 바와 같이 각 팬장착부(31)(32) 사이의 대응되는 기류안내부(34)로부터 소정길이 연장되는 제1,2고정분리벽(35a)(35b)과 상기 제1,2고정분리벽(35a)(35b)에 그 양단부가 고정되는 이동분리벽(51)를 포함한다. 상기 이동분리벽(51)은 플랙시블하며 탄성력을 가지는 합성수지재 또는 탄성력을 가지는 금속박판으로 이루어지는데, 그 길이는 제1,2고정분리벽(35a)(35b) 사이의 간격보다 길게 형성된다. 여기에서 상기 도 4에 도시된 바와 같이 분리벽은 팬장착부(31)(32) 사이에서 기류안내부(34)에 그 양단부가 고정된 이동분리벽(52)으로 이루어질 수 있다.

그리고 상기 가변수단의 다른 실시예는 도 5에 도시된 바와 같이 제1,2고정분리벽(35a)(35b)의 사이에 제3고정분리벽(35c)이 형성되고 제1,3 고정분리벽(35a)(35c)의 사이에 제1이동분리벽(53)이 설치되며, 제3,2고정분리벽(35c)(35b)의 사이에 제2이동분리벽(54)이 설치된 구성을 가진다.

그리고 상술한 실시예들에 있어서, 상기 이동분리벽(51)(52) 및 제1,2이동분리벽(53)(54)은 양측 팬(41)(42)의 구동으로 발생되는 정압차에 의해 이동시 들뜨거나 흔들리는 것을 방지하기 위하여 가이드 하는 가이드 수단(60)이 설치된다.

상기 가이드 수단(60)은 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이 이동분리벽(51 또는 52) 대응되는 슈라우드(33)의 몸체(33a)에 이동분리벽(51)의 이동궤적을 따라 가이드 장공(61)이 형성되고, 상기 이동분리벽의 하단부에는 이로부터 연장되는 가이드돌기(62)가 형성되어 상기 이동분리벽의 이동시 가이드 장공(61)을 따라 이동된다. 상기 가이드 돌기(62)는 그 형상이 더브테일(dovetail) 형상으로 형성되어 상기 가이드 장공(61)을 따라 이동시 이탈되지 않도록 함이 바람직하다. 여기에서 상기 가이드 수단은 상술한 실시예에 의해 한정되지 않고 이동분리벽을 가이드 할 수 있는 구조이면 어느것이나 가능하다.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 팬 슈라우드 조립체의 작용을 푸셔 타입 팬을 일예로 들어 설명하기로 한다.

도 3에 도시된 바와 같이 열교환기(100; 도면에는 응축기만 도시되어 있으나 라디에이터와 응축기가 중첩되거나 일열로 설치될 수 있다.)와 팬 슈라우드 조립체(30)가 결합된 상태에서 일측의 팬 조립체(40)만 작동하게 되면 열교환기(100)를 통하여 기류를 밀어내게 되므로 열교환기(100)과 팬(41)의 사이에는 정압이 작용하게 된다. 따라서 상기 가변수단의 이동분리벽(51)은 풍압에 의해 변형되어 팬(41)에 의한 기류의 유출영역(36a)을 인접하는 팬(42)의 유출 영역(36b)까지 넓히게 되고, 나아가서는 송풍풍량을 증가시킴으로써 열교환기의 냉각효율을 향상시킬 수 있다. 즉, 상기 열교환기와 팬(41) 사이의 정압에 의해 이동분리벽(51)이 이동되면 슈라우드에 의해 구획된 팬(41)의 유출영역 즉, 열교환기로의 유입영역이 넓어지게 됨으로써 도 2에 도시된 바와 같이 풍량과 압력관계를 나타내 보인 정압곡선이 곡선 A에서 곡선 B로 이동하게 되어 풍량이 증가하게 되므로 열교환기와 기류의 열교환 효율을 향상시킬 수 있게 된다.

그리고 타측의 팬 조립체(42)만 작동하게 되면 열교환기(100)를 통하여 기류를 밀어내게 되므로 열교환기(100)과 팬(42)의 사이에는 정압이 작용하게 된다. 따라서 상기 이동분리벽(51)은 구동되지 않은 팬(41) 측으로 회동되어 팬(42)의 유출영역(36b)을 넓히게 됨으로써 풍량이 증가하여 열교환기로의 기류 송풍량을 증가시켜 냉각효율을 향상시킬 수 있다.

그리고 모터(43)(44)에 의해 두 개의 팬(41)(42)이 동시에 작동되는 경우에는 각각의 팬(41)(42)에 걸리는 정압의 차이에 의해 이동분리벽(51)의 이동량이 결정되어 송풍압에 따라 유출영역이 조정됨으로써 전체적인 송풍량을 증가시킬 수 있다.

상술한 바와 같이 이동 분리벽(51)이 이동하는 과정에서 상기 이동분리벽(51)은 가이드 수단(60)에 의해 가이드 되므로 들뜨는 것이 방지된다. 즉, 상기 이동분리벽(51)의 하단부에는 가이드 돌기(62)가 형성되고, 이 가이드 돌기는 슈라우드(33)에 형성된 가이드 장공(61)을 따라 안내되므로 팬(41,42)의 구도에 따른 기류의 이동에도 들뜨거나 흔들리는 것을 방지할 수 있다.

상술한 바와 같은 작용은 도 4에 도시된 바와 같이 팬장착부 사이의 전길이에 이동분리벽이 설치된 경우 또는 도 5에 도시된 바와 같이 제1,2,3고정분리벽 사이에 제1,2이동분리벽이 설치된 경우에도 상술한 실시예와 그 작용은 동일하게 이루어지므로 다시 설명하지 않기로 한다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자들은 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 팬과 슈라우드 조립체는 슈라우드에 적어도 두 개의 팬 조립체가 설치된 상태에서 이들 사이의 분리벽에 적어도 하나의 이동분리벽이 설치되거나 분리벽이 이동가능한 이동분리벽으로 이루어짐으로써 각 팬에 걸리는 송풍부하에 따라 유입 또는 유출면적을 극대화 할 수 있으며, 나아가서는 송풍량을 증대시켜 열교환기의 냉각효율을 향상시킬 수 있다.

Claims (5)

1. 적어도 둘 이상의 팬 장착부가 형성된 슈라우드와;

   상기 각 팬 장착부에 설치되는 것으로 모터와 이 모터에 의해 구동되는 팬을 포함하는 팬 조립체들과;

   상기 슈라우드의 가장자리에 설치되는 기류 안내벽과;

   상기 슈라우드의 유출측에 상기 기류 안내벽과 같이 팬 장착부에 설치된 팬의 기류 유출영역을 한정하는 분리벽과;

   상기 분리벽에 설치되며 정압차에 의해 이동되어 각 팬의 유출측의 영역을 가변시키는 가변수단을 포함하여 된 것을 특징으로 하는 팬 슈라우드 조립체.
2. 제1항에 있어서,

   상기 가변수단은 팬 장착부의 사이에 대응되는 기류 안내벽으로부터 연장되면 불연속적으로 형성되는 적어도 두 개의 고정분리벽들과 상기 고정분리벽들의 사이에 설치되며 탄성재로 이루어진 이동분리벽을 포함하여 된 것을 특징으로 하는 팬 슈라우드 조립체.
3. 제1항에 있어서,

   상기 분리벽이 이동분리벽으로 이루어진 것을 특징으로 하는 팬 슈라우드 조립체.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서,

   상기 이동분리벽의 이동시 이러한 이동분리벽의 하단부의 일부를 가이드 하는 가이드 수단을 더 구비하여 된 것을 특징으로 하는 팬 슈라우드 조립체.
5. 제4항에 있어서,

   상기 가이드 수단은 상기 이동분리벽의 이동궤적을 따라 형성된 가이드 장공과, 상기 이동분리벽의 하단부에 형성되어 상기 가이드 장공을 따라 가이드 되는 가이드 돌기를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 팬 슈라우드 조립체.

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