KR101373796B1

KR101373796B1 - 와류 발생기를 구비한 공기 변류기 및 이 공기 변류기를 구비한 화물 자동차

Info

Publication number: KR101373796B1
Application number: KR1020127023082A
Authority: KR
Inventors: 스티븐 콘웨이; 페르 엘로프손; 올라 뢰그드베르그
Original assignee: 스카니아 씨브이 악티에볼라그
Priority date: 2010-02-03
Filing date: 2011-01-20
Publication date: 2014-03-13
Also published as: EP2531392B1; PL2531392T3; ES2537393T3; WO2011096873A1; EP2531392A4; AU2011213320B2; BR112012018481B1; KR20120123533A; EP2531392A1; AU2011213320A1; HUE025867T2; RU2500565C1; CN102741114B; SE534570C2; SE1050102A1; BR112012018481A2; CN102741114A

Abstract

본 발명은 화물 자동차(10)의 운전실(20)의 전방 코너부(24, 44)에 설치된 공기 변류기에 관한 것으로, 상기 공기 변류기(50)는, 기류(f)의 일부를 자동차(10)의 코너부(22, 44)에 인접한 측면(26)을 따르는 와류(v)로 변환시킬 수 있도록 자동차 이동에 의해 코너부(22, 44) 둘레에 유도된 기류(f)에 대해 입사각을 형성하는, 자동차 아래로부터의 측면(26) 오염을 방지하는 와류 발생기를 포함한다.

Description

와류 발생기를 구비한 공기 변류기 및 이 공기 변류기를 구비한 화물 자동차{AIR DEFLECTOR WITH VORTEX GENERATOR AND FREIGHT VEHICLE PROVIDED WITH THE AIR DEFLECTOR}

본 발명은 화물 자동차의 운전실의 전방 코너부에 설치된 공기 변류기에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이러한 공기 변류기를 구비한 화물 자동차에 관한 것이다.

화물 자동차의 운전실의 전방 코너부의 구성은 자동차의 공기 저항과 운전실의 인접 측면의 오염(더럽혀짐) 정도에 크게 영향을 끼친다. 이러한 오염의 발생을 방지하기 위한 공지의 공기 변류기(air deflector)는, 자동차의 이동에 의해 유도되는 기류(air flow)를 코너부 둘레로 안내하기 위해 코너부의 둘레로 연장되는 만곡된 쉴드(curved shield)를 보통 포함하며, 운전실의 측면이 자동차 아래로부터의 비말과 먼지에 의해 오염되는 것을 방지하는 기류에 의해 운전실의 측면은 항상 깨끗함을 유지한다.

그러나 이와 같은 형태의 공기 변류기는 제 기능을 할 수 있기 위해서는 비교적 대형 크기로 해야하는데, 이는 공기 저항과 연료 소모뿐만 아니라 자동차의 중량과 가격을 증가시키는 요인이 된다.

따라서, 본 발명의 목적은 매우 소형이면서 자동차의 공기 저항을 증가시키지 않고 운전실 측면의 오염 정도를 감소시킬 수 있는 공기 변류기를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 하기에 제시된 특허청구범위에서 나타낸 특징들에 의해 달성된다.

본 발명의 태양에 따르면, 공기 변류기는, 기류의 일부를 자동차의 코너부에 인접한 측면을 따르는 와류(vortex flow)로 변환시킬 수 있도록 자동차 이동에 의해 코너부 둘레에 유도된 기류에 대해 입사각을 형성하는, 자동차 아래로부터의 측면(26) 오염을 방지하는 와류 발생기를 포함한다.

본 발명의 기초가 된 지견은, 소형의 와류 발생기에 의해 효과적인 와류가 생성될 수 있고, 이러한 와류는 인접한 하류(downstream)의 표면에 달라붙거나 또는 끌어당겨질 수 있다는 것에 있다. 이 현상은 비행기 날개 위에서의 기류의 조기 분리를 방지하기 위해 날개의 상부면에 와류 발생기를 구비하는 비행기 날개들에 특히 유용하다.

비록, 와류 발생기가 본 발명의 기술사상 내에서 많은 다른 방식들로 구성되고 지향될 수 있지만, 일 실시예에 있어서, 와류 발생기는 상부가 운전실의 코너부에 연결되고 자유 하단부를 가지는 실질적으로 수직인 안내 날개(guide vane)를 포함한다. 이러한 와류 발생기는 어떠한 날카로운 돌출 가장자리 없이 코너부에 배치될 수 있다.

안내 날개는 코너부 둘레에 만곡 방식으로 연장될 수 있다. 특히, 안내 날개는 외부 방향으로 개방되고 자동차의 코너부 둘레로 연장하는 오목부(recess)에 위치될 수 있다. 또한, 안내 날개는 코너부에 삽입될 수도 있다.

오목부는 운전실의 하단부 아래의 자동차 섀시에 위치될 수 있다. 이러한 오목부는 운전실과 섀시 사이에서 이미 통상적으로 이용되고 있으며, 본 발명에 따른 공기 변류기를 적용하기 위해 운전실 및/또는 섀시에 오목부를 다시 제작할 필요는 없다.

또한, 안내 날개의 상단부는 운전실에 고정되게 연결될 수 있다.

특히, 안내 날개의 상단부는 운전실의 코너 패널에 고정되게 연결될 수 있다. 안내 패널은 코너 패널에 단단하게 미리 연결될 수 있다. 구형 공기 변류기를 가질 수 있는 구형 코너 패널을 교체하는 것에 의해, 기존의 자동차들도 본 발명에 따른 공기 변류기들을 설치할 수 있다.

본 발명의 다른 특징들과 이점들은 하기에 제시된 특허청구범위와 실시예의 예들에 의해 나타날 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 공기 변류기를 구비한 화물 자동차의 전방 코너부를 위에서 본 도면을 도시한다.
도 2는 도 1에 따른 코너부를 절개하여 도시하는 정면도이다.
도 3은 도 2의 공기 변류기가 구비된 영역을 도시하는 확대도이다.
도 4는 화물 자동차용 코너 패널의 일부의 하단부에 연결된 공기 변류기를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 5는 도 4에 따른, 독립되어 있는 공기 변류기를 도시하는 저면도이다.

도 1 내지 도 3에 예시적으로 도시된 화물 자동차(10)는 자세히 도시하지 않았지만 섀시(40)에 탄성적으로 현수된 운전실(20)을 갖는다. 자동차(10)의 전방 코너부는 상부 라디에이터 패널(22)과 자동차의 사이드 도어를 포함하는 측면(26) 사이에 위치된 운전실의 코너 패널(24)의 형태를 취한다. 섀시(40)에 위치한 코너부는 하부 라디에이터 패널(42)과 한 쌍의 탑승 계단(boarding step) 사이에 끼워맞춤되는 범퍼의 일부(44)의 형태를 취한다.

운전실(20)과 섀시(40) 사이의 코너 영역에는, 외부 방향으로 개방되고 전체 코너 패널(24) 아래의 코너부 둘레로 연장하며, 도어(26)의 하부 가장자리를 따라 연속하는 오목부(48)가 존재한다. 오목부(48)가 존재하는 것은, 섀시(40)의 외측 상에 겹쳐져 탄성적으로 지지되어 있는 운전실(20)이 섀시(40)에 대해 탄성적으로 이동을 할 수 있는 수직 간극이 필요하기 때문이다.

본 발명에 따른 공기 변류기(50)는 오목부(48)에 위치되어 있다. 비록, 단지 하나의 운전실 전방 코너부가 도 1 내지 도 3에 도시되어 있지만, 자동차(10)의 도시되지 않은 다른 운전실 전방 코너부에도 대응하는 거울상 공기 변류기가 설치되어 있다. 공기 변류기(50)는 "예를 들면, 회전, 난류, 수류(fluid flow) 등의 와류를 발생시키는 소형 블레이드를 포함하는 공기 역학 표면"으로서 기술하는 일반적으로 채택된 정의인 와류 발생기로서 알려진 형태이다. 이러한 와류 발생기의 특징은, 발생된 와류를 인접한 하류 표면에 있는 다른 방식으로 분리된 유동 영역으로 빠르게 유동 공기를 이동시키고, 따라서 이 영역이 이 영역을 통과하는 난완류(turbulent vortex flow)를 가지는 것으로 구별한다.

비록, 본 발명에 따른 공기 변류기는 와류 발생기의 다른 알려진 형태를 가질 수 있지만, 본 발명에 따른 공기 변류기(50)는 안내 날개(52)(도 3 내지 도 5 참조)의 형태를 취한다. 안내 날개(52)는 오목부(48)의 내측 만곡 표면부로부터 소정 간격을 갖고, 코너부 둘레에 만곡 방식으로, 오목부(48) 내에서 상부로부터 저부로 연장하며, 오목부(48)의 하부 표면부로부터 소정 간격을 갖는 하단부(54)를 구비한다.

자동차의 이동에 의해 유도되어 오목부(48)로 진입하는 기류(f)(도 1 참조)는 소정 입사각으로 공기 변류기(50)의 안내 날개와 만나게 되고, 공기 변류기(50)의 자유 하단부(54)는, 그의 후방 가장자리에서, 기류(f)의 일부가 전술한 종류의 와류(v)("끝단 와류(tip vortex flow)"라 칭함)로 변환되도록 한다. 기류(f)는 도 1에 개략적으로 도시된 방식으로 대략 자동차(10)의 측면(26)을 따라 이동할 것이다. 더욱 특별하게는, 예로서 도시된 것에 있어서, 와류(v)는 도어(26)의 측면의 하부를 실질적으로 따를 것이며, 자동차(10)의 흙받이(47)의 경사면에 의해 상방으로 안내될 수 있다. 와류(v)는 인접한 영역을 깨끗하게 하며, 도어(26)의 측면이 아래로부터의 비말과 다른 먼지 입자들에 의해 오염되는 것을 방지하는 장벽(barrier)을 형성한다. 와류에 의해 포획된 어떤 먼지 입자들은 운전실(20)을 지나 이송된다.

자동차의 이동에 의해 유도된 기류의 방향은 가변적일 수 있지만, 자동차의 이동 방향과 속도에 대한 기류의 방향에 따라, 대부분은 전방으로부터 비스듬히 들어온다. 운전실의 바람이 가려지는 쪽은 가장 오염되기 쉬운 반면, 바람이 불어오는 쪽은 자동차의 이동에 의해 유도된 기류에 의해 깨끗함을 유지한다. 따라서, 본 발명에 따른 도시되지 않은 평면형 수직 공기 변류기/와류 발생기는 또한 바람이 불어오는 쪽으로부터 오는 자동차-유도 기류에 대해, 필요한 입사각을 바람이 가려지는 쪽에 제공하기 위해 자동차의 종방향과 평행하게 연장될 수도 있다. 공기 변류기(50)의 도시된 만곡 구성은 와류-발생 기류를 더 끌어 모을 수 있는 안내 날개와 와류 발생기의 조합을 나타내는 것으로 여길 수 있지만, 모든 상황에서, 평면형 와류 발생기보다 우수할 필요는 없다. 본 발명의 기술 사상 내에서, 공기 변류기는 비행기 날개들의 경우에서와 같이, 자동차에 의해 유도된 기류에 대해 적절한 입사각을 갖고 와류(도시하지 않음)에 의해 작용되는 하류 표면에 수직으로 연장하는 와류 발생기를 구비하는 것도 또한 상상할 수 있다. 또한, 일 방향 또는 다른 방향에서의 입사각을 선택하는 것에 의해 와류의 와류 방향이 영향을 받는 것도 가능하다.

도 4와 도 5는 적절한 플라스틱 재료로 제조될 수 있는 공기 변류기(50)의 구성에 대한 실시예의 예를 도시한다. 실제 와류 발생기 즉, 안내 날개(52)는 각도를 갖는 연결 플랜지(60)와 일체로 형성되어 있다. 플랜지(60)는 체결 요소(64)(도 4 참조)용 구멍(62)(도 5 참조)들을 구비하며, 이들 체결 요소들에 의해 공기 변류기(50)는 코너 패널(24)의 하부 플랜지부(25)에 연결될 수 있다. 도시된 바와 같이, 안내 날개(52)의 전방 가장자리(56)와 하단부(54) 사이의 코너부는 적어도 원형일 수 있다. 후방 가장자리(58)와 하단부(54) 사이의 코너부가 더 원형이거나 또는 덜 원형이더라도, 공기 변류기(50)의 와류 발생 기능의 효과 범위를 고려한 후에 원형 형태를 결정할 수 있다.

오목부 내의 공기 변류기(50)의 높이는 운전실(20)의 큰 수직 탄성 운동 중에 공기 변류기의 하단부(54)가 범퍼 코너부(44)(도 3 참조)와 충돌하는 위험 없이 기능이 유지되도록 선택된다. 이를 피할 수 없는 경우에는, 어떤 다른 도시되지 않는 방식, 예를 들면 실제 와류 발생기 즉, 안내 날개(52)가 코너 패널(24)에 또는 공기 변류기(50)의 잔여부에 수직으로 탄성적으로 연결되어, 하단부가 코너부(44)와 가끔 부드럽고 유연하게 충돌하도록 하는 것도 가능하다. 도 3에 점선으로 개략적으로 나타낸 바와 같이, 운전실(20)의 큰 탄성 운동 중에 코너부(44)에 형성된 구멍 또는 수직 덕트(47)로 아무 방해를 받지 않고 하단부(54)가 진입하는 것도 가능하다.

위에서 설명한 것은 본 발명의 이해를 용이하게 하기 위한 것이며 본 발명을 불필요하게 제한하려는 것은 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자들에게 자명한 변형들이 본 발명의 개념 또는 특허청구범위의 기술사상을 일탈하지 않는 범위 내에서 이루어질 수 있다.

Claims

화물 자동차(10)의 운전실(20)의 전방 코너부(24, 44)에 설치된 공기 변류기(50)에 있어서,
기류(f)의 일부를 자동차(10)의 코너부(22, 44)에 인접한 측면(26)을 따르는 와류(v)로 변환시킬 수 있도록 자동차 이동에 의해 코너부(22, 44) 둘레에 유도된 기류(f)에 대해 입사각을 형성하는, 자동차 아래로부터의 측면(26) 오염을 방지하는 와류 발생기를 포함하고,
상기 와류 발생기는, 코너부(24)가 상부에 연결되고 자유 하단부(54)를 구비하는 수직인 안내 날개(52)를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 변류기.
제1항에 있어서,
안내 날개(52)는 코너부(22, 44) 둘레에 만곡 방식으로 연장되는 것을 특징으로 하는 공기 변류기.
제1항에 있어서,
안내 날개(52)는 외부 방향으로 개방되고 자동차(10)의 코너부(24, 44) 둘레로 연장하는 오목부(48)에 위치되는 것을 특징으로 하는 공기 변류기.
제3항에 있어서,
오목부(48)는 운전실(20)의 하단부 아래의 자동차 섀시(40)에 위치되는 것을 특징으로 하는 공기 변류기.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
안내 날개(52)의 상단부는 운전실(20)에 고정되게 연결되는 것을 특징으로 하는 공기 변류기.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
안내 날개(52)의 상단부는 운전실(20)의 코너 패널(24)에 고정되게 연결되는 것을 특징으로 하는 공기 변류기.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 공기 변류기를 구비하는 것을 특징으로 하는 화물 자동차(10).