KR101284889B1 - 팬 및 쉬라우드의 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 팬 및 쉬라우드의 조립체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 쉬라우드의 내측에 원형 및/또는 방사형리브를 부가하여 역류하는 풍량을 줄여 궁극적으로는 소음감소의 효과가 있는 팬 및 쉬라우드의 조립체에 관한 것이다.

본 발명은 모터(1)의 회전축(11)에 결합되는 허브(12)와, 상기 허브(12)의 외주면에 형성되는 복수개의 블레이드(13)를 포함하는 팬(10)과; 상기 팬(10)을 둘러싸도록 배치되며, 상기 팬(10)의 회전에 의한 송풍공기를 안내하는 가이드부(29) 및 공기를 상기 팬(10) 하류로 송풍하는 송풍구(28)가 구비된 쉬라우드(20)를 포함하는 팬 및 쉬라우드의 조립체에 있어서,역류되는 공기로 인한 소음의 발생을 최소화하기 위하여 역류하는 공기의 에너지를 소진시키도록 상기 쉬라우드(20)의 송풍구(28)와 가이드부(29)가 만나는 부분에 공기흐름의 상류방향으로 돌출형성된 역류방지용 리브(24)가 형성되는 것을 특징으로 하는 한다. 또한, 상기 역류방지용리브(24)에는 원주방향의 외측을 따라 일정간격으로 다수개의 또 다른 방사형리브(25)가 더 형성되는 것이 바람직하다.

상기와 같은 구성으로, 정지되어 있는 쉬라우드와 회전되고 있는 팬밴드사이에 형성되는 간극을 유지하되 순류하는 공기의 흐름을 완만하게 함으로써 역류하는 공기와의 직접적인 충돌을 피하여 공기의 와류 내지 난류의 발생을 방지하고, 소음발생을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

스테이터, 벨 마우스, 역류방지용리브, 방사형리브

Description

팬 및 쉬라우드의 조립체{fan and shroud assembly}

도 1은 종래의 팬 및 쉬라우드의 조립체를 나타낸 사시도.

도 2는 도 1의 종단면도.

도 3은 본 발명에 따른 쉬라우드에 있어서 리브가 체결되는 것을 나타내는 사시도.

도 4는 본 발명에 다른 팬 및 쉬라우드의 단면도 및 공기의 흐름을 나타내는 사시도.

도 5는 본 발명에 따른 또 다른 팬 및 쉬라우드의 단면도 및 공기의 흐름을 나타내는 사시도.

도 6은 본 발명에 따른 팬 및 쉬라우드의 일부 확대사시도 및 공기의 흐름을 나타내는 사시도.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**

10 : 팬 13 : 블레이드

14 : 팬 밴드 20 : 쉬라우드

21 : 벨마우스 22 : 스테이터

24 : 역류방지용리브 25 : 방사형리브

본 발명은 팬 및 쉬라우드의 조립체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 쉬라우드의 내측에 원형 및/또는 방사형리브를 부가하여 역류하는 풍량을 줄여 궁극적으로는 소음감소의 효과가 있는 팬 및 쉬라우드의 조립체에 관한 것이다.

자동차의 엔진룸의 전방에 엔진 냉각수를 냉각시키기 위한 라디에이터(radiator)와 에어컨 냉매를 냉각하기 위한 응축기(condenser)등의 열교환기가 설치되며, 그 열교환기의 앞쪽이나 뒤쪽에 방열 효율을 높이기 위한 열교환기에 대해 공기를 강제 송풍할 수 있는 축류팬이 설치된다.

축류팬은 방사상으로 배열된 회전익(回轉翼)인 다수의 블레이드(blade)를 회전시켜 공기를 축방향으로 송풍하는 유체기계로서, 통상 축류팬과 그 구동모터를 지지하면서 그 주위를 둘러싸 보호하는 쉬라우드(shroud)와 함께 조립체를 이루어 차체에 장착된다. 자동차에 설치되는 축류팬은 열교환기에 대한 배치형식에 따라 열교환기의 앞에서 공기를 뒤쪽의 열교환기측으로 강제 송풍하는 푸셔 타입(pusher type)과, 열교환기 뒤쪽에서 열교환기 앞쪽의 공기를 끌어들여 열교환기를 통과하게 하는 풀러 타입(puller type)으로 분류되는데, 후자는 송풍효율이 낮기 때문에 엔진 룸 내 열교환기 뒤쪽에 여유 공간이 협소하여 제한적으로 사용되고 있으며, 일반적으로 송풍효율이 높은 전자인 푸셔 타입(pusher type) 축류팬이 사용되고 있다.

종래 기술에 의한 팬과 쉬라우드의 조립체는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 크게 팬(100)과 쉬라우드(200)로 이루어져 있다. 상기 팬(100)은 모터(110)의 회전축(111)에 결합되는 허브(112), 상기 허브(112)의 외주면상에 일정한 간격으로 형성되는 복수개의 블레이드(120), 상기 블레이드(120)의 단부에 이들을 연결하는 밴드로 구성되어 있다.

상기 쉬라우드(200)는 상기 블레이드(120)의 최외단 회전궤적을 따라 밴드와 접촉되지 않도록 감싸는 형상으로 형성되어 열교환기(미도시)에 인접된다.

상기 열교환기에 인접된 반대편에 해당하는 쉬라우드(200)의 단부에는 일정한 곡률로 만곡된 벨마우스(210)가 일체로 형성되어 있되, 팬밴드(130)와 접촉되지 않게 형성되어 있다. 상기 허브(112)에 회전축(111)이 결합되는 모터(110)는 별도의 모터마운터(113)에 의해 마운팅되어 고정되어 있다. 일단 상기 모터마운터(113)의 외측면에 형성됨과 아울러 타단이 상기 벨마우스(210)의 외측면에 형성되어 쉬라우드(200)와 모터마운터(113)를 연결하기 위한 복수개의 스테이터(220)가 설치되어 있다.

상기와 같이 구성된 종래 기술에 따르면 모터(110)의 구동력을 전달받아 팬(100)의 블레이드(120)가 회전함에 따라 열교환기(미도시)를 통과한 공기는 강제로 흡입되어 대부분은 블레이드(120)를 그대로 통과하게 되고, 나머지는 쉬라우 드(200)의 내측면을 따라 벨마우스(210)까지 유동하게 되며, 상기 벨마우스(210)까지 유동된 공기는 팬(100)의 외부로 토출된다.

그런데, 종래 기술에서는 회전하는 팬밴드(130)를 쉬라우드(200) 사이에 일정한 간극이 존재하게 되는데, 이 간극으로 공기가 역류되는 현상이 발생되는 문제점이 있었다. 또한 이러한 공기의 역류현상은 팬(100)의 전후압력차가 클 수록 더욱 심하게 발생되는 문제점이 있었다.

또한 이러한 공기역류현상으로 인하여, 도 2의 확대도에 도시한 바와 같이 역류(逆流)되는 공기와 순류(順流)하는 공기가 상호 충돌하여 와류(渦流)내지는 난류(亂流)를 형성하여 종국적으로는 소음이 발생된다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 정지되어 있는 쉬라우드와 회전되고 있는 팬밴드 사이에 형성되는 간극을 유지하되 순류하는 공기의 흐름을 완만하게 함으로써 역류하는 공기와의 직접적인 충돌을 피하여 공기의 와류 내지 난류의 발생을 방지하고, 소음발생을 최소화하기 위함이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

모터의 회전축에 결합되는 허브와, 상기 허브의 외주면에 형성되는 복수개의 블레이드를 포함하는 팬과; 상기 팬을 둘러싸도록 배치되며, 상기 팬의 회전에 의 한 송풍공기를 안내하는 가이드부 및 공기를 상기 팬 하류로 송풍하는 송풍구가 구비된 쉬라우드를 포함하는 팬 및 쉬라우드의 조립체에 있어서, 역류되는 공기로 인한 소음의 발생을 최소화하기 위하여 역류하는 공기의 에너지를 소진시키도록 상기 쉬라우드의 송풍구와 가이드부가 만나는 부분에 공기흐름의 상류방향으로 돌출형성된 역류방지용 리브가 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 역류방지용 리브는 상기 쉬라우드의 상부 및 하부방향으로 일부 개방된 반원형상으로 상호 대칭형을 이루는 것이 바람직하다.

또한, 상기 역류방지용 리브에는 원주방향의 외측을 따라 일정간격으로 다수개의 또 다른 방사형리브가 더 형성되는 것이 바람직하다.

마지막으로, 상기 역류방지용 리브 및 상기 방사형 리브는 별도 제작되어 상기 쉬라우드에 조립될 수 있도록 분리형으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 것에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

도 3은 본 발명에 따른 쉬라우드에 있어서 리브가 체결되는 것을 나타내는 사시도이며, 도 4는 본 발명에 다른 팬 및 쉬라우드의 단면도 및 공기의 흐름을 나 타내는 사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 또 다른 팬 및 쉬라우드의 단면도 및 공기의 흐름을 나타내는 사시도이다. 마지막으로 도 6은 본 발명에 따른 팬 및 쉬라우드의 일부 확대사시도 및 공기의 흐름을 나타내는 사시도이다.

모터(1)의 회전축(11)에 결합되는 허브(12)와, 상기 허브(12)의 외주면에 형성되는 복수개의 블레이드(13)를 포함하는 팬(10)과; 상기 팬(10)을 둘러싸도록 배치되며, 상기 팬(10)의 회전에 의한 송풍공기를 안내하는 가이드부(29) 및 공기를 상기 팬(10) 하류로 송풍하는 송풍구(28)가 구비된 쉬라우드(20)를 포함하는 팬 및 쉬라우드의 조립체에 있어서, 역류되는 공기로 인한 소음의 발생을 최소화하기 위하여 역류하는 공기의 에너지를 소진시키도록 상기 쉬라우드(20)의 송풍구(28)와 가이드부(29)가 만나는 부분에 공기흐름의 상류방향으로 돌출형성된 역류방지용 리브(24)가 형성되는 것을 특징으로 한다.

즉, 도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 팬 및 쉬라우드는 일반적으로 모터(1)의 구동에 의해 회전하는 다수개의 블레이드(13)및 상기 블레이드의 단부를 연결하여 일체로 회전하는 팬 밴드(14)로 구성된 팬(10)이 안착되어 있는 스테이터(22)를 포함하는 쉬라우드(20)를 포함한다. 상기 팬 밴드(14)와 쉬라우드(20)에 구비된 공기유도부(21) 사이에는 일정한 간극(t)이 존재한다. 블레이드의 회전을 위한 간극(t)으로 팬(10)의 전후 압력차에 의해 역류하는 공기가 유입된다. 이러한 역류하는 공기와 순류하는 공기가 상호 충돌함으로써 소음이 발생된다. 이에 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 팬(10)이 안착되는 쉬라우드의 송풍구면(28)을 따라 소정의 높이로 역류방지용 리브(24)가 돌출 형성되는 것이 본 발명의 특징이다. 즉, 역류하는 공기의 출구측을 따라 상기 역류방지용 리브(24)가 돌출 형성된다. 이는 역류하는 공기의 에너지를 소진시킴으로써 종국적으로 역류하는 공기에 의해 발생되는 소음을 줄이기 위함이다.

상기 역류방지용 리브(24)의 형상에 관하여 상술하면, 도시하지는 아니하였으나, 기본적으로 상기 쉬라우드(20)의 원주면을 따라 폐곡선을 이루는 원형리브(미도시)로도 구성될 수 있을 것이다. 또한, 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에서는 상기 쉬라우드(20)의 상하면 측에 돌출된 부분(26, 27)이 형성되어 있는 점을 고려하였다. 이에 따라 쉬라우드(20)의 제작을 용이하게 할 뿐만 아니라, 상기 역류방지용 리브(24)의 제작비절감의 효과를 누릴 수 있고, 상기 쉬라우드(20)에 장착을 용이하게 하기 위해 역류방지용 리브(24)를 대칭적으로 구비함이 바람직할 것이다.

또한, 상기 역류방지용 리브(24)에는 원주방향의 외측을 따라 일정간격으로 다수개의 또 다른 방사형리브(25)가 더 형성되는 것이 바람직하다.

도 3 또는 도 5에 도시된 바와 같이, 즉, 역류방지용 리브(24)에는 원주방향의 외측을 따라 다수개의 방사형리브(25)가 구비될 수 있다.

이와 같은 구성을 갖는 상기 쉬라우드(20)는 상기 역류방지용 리브(24) 및 상기 방사형리브(25)와 일체로 형성될 수 있다. 다만, 상기 역류방지용 리브(24) 및 상기 방사형 리브(25)는 별도 제작되어 상기 쉬라우드(20)에 조립될 수 있도록 분리형으로 형성되는 것이 바람직할 것이다.

일반적으로 역류하는 공기 또한 팬의 회전으로 인하여 회전성분을 가지고 역류하게 된다. 그러나 도 4 내지 도6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 방사형리브(25)는 역류하는 공기의 회전성분(V_r)을 저감시키며, 역류방지용 리브924)는 팬의 중심쪽을 향하는 속도 성분(V_c)을 저감시키게 된다.

상기와 같은 구성으로, 정지되어 있는 쉬라우드와 회전되고 있는 팬밴드사이에 형성되는 간극을 유지하되 순류하는 공기의 흐름을 완만하게 함으로써 역류하는 공기와의 직접적인 충돌을 피하여 공기의 와류 내지 난류의 발생을 방지하고, 소음발생을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 모터(1)의 회전축(11)에 결합되는 허브(12)와, 상기 허브(12)의 외주면에 형성되는 복수개의 블레이드(13)를 포함하는 팬(10)과 상기 팬(10)을 둘러싸도록 배치되며, 상기 팬(10)의 회전에 의한 송풍공기를 안내하는 가이드부(29) 및 공기를 상기 팬(10) 하류로 송풍하는 송풍구(28)가 구비된 쉬라우드(20)를 포함하는 팬 및 쉬라우드의 조립체에 있어서,

   역류되는 공기의 팬 중심쪽을 향하는 속도 성분(Vc)이 저감되도록 상기 쉬라우드(20)의 송풍구(28)와 가이드부(29)가 만나는 부분에 공기흐름의 상류방향으로 돌출형성된 역류방지용 리브(24); 및

   역류되는 공기의 회전성분(Vr)이 저감되도록 상기 역류방지용 리브(24)의 외측을 따라 원주방향으로 일정간격으로 다수개 형성되는 방사형리브(25); 를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 팬 및 쉬라우드의 조립체.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 역류방지용 리브(24)는 상기 쉬라우드(20)의 상부 및 하부방향으로 일부 개방된 반원형상으로 상호 대칭형을 이루는 것을 특징으로 하는 팬 및 쉬라우드의 조립체.
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,

   상기 역류방지용 리브(24) 및 상기 방사형 리브(25)는 별도 제작되어 상기 쉬라우드(20)에 조립될 수 있도록 분리형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 팬 및 쉬라우드의 조립체.

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