KR101598678B1 - 냉각팬 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 팬 임펠러 외측 링을 경유하여 서로 연결되는 다수의 팬 임펠러 블레이드를 갖는 팬 임펠러를 구비하고; 상기 팬 임펠러가 자체에 장착되는 프레임을 구비하며; 내측 링 및 외측 링을 구비하고, 상기 내측 링과 상기 외측 링 사이의 역방향 유동을 회전이 감소하도록 그리고 상기 내측 링과 상기 팬 임펠러 외측 링 사이의 틈새 유동과 상기 역방향 유동을 혼합하도록 설계되는, 환형 역방향 유동 가이드 장치를 구비하는, 차량용 냉각팬 모듈에 관한 것이다.

Description

냉각팬 모듈{COOLING FAN MODULE}

본 발명은 냉각팬 모듈에 관한 것이다.

냉각팬 모듈들은 차량들의 엔진을 냉각하기 위해 사용된다. 일반적인 목표는 가능한 한 경제적으로 그러한 냉각팬 모듈들을 제조하는 것이다. 특히 냉각팬 모듈에 의해 생성되는 소음을 최소화하는 것에 관한, 차량 승차자들의 안락함이 또한 추가적인 양태이다.

냉각팬 모듈은 전형적으로, 팬 임펠러를 구동하기 위한 모터가 자체의 내부에 위치하게 되는, 팬 임펠러(fan impeller) 및, 팬 임펠러를 고정하기 위한 조립체 지주들(assembly struts)을 포함하는, 프레임으로 구성된다. 냉각팬 모듈의 팬 임펠러는, 엔진에 의해 생성되는 열이 제거되도록 하는, 공기 유동을 생성하도록 설계된다. 기존에 사용되는 냉각팬 모듈은 주된 유동에 부가되는 틈새 유동(gap flow)으로서 알려진 것을 구비한다. 틈새 유동은, 음압(negative pressure)으로 인해 팬 임펠러와 프레임 사이에 형성되는 그리고 팬 임펠러의 회전으로 인해 소용돌이치는 경향이 있는, 유동을 말한다.

소용돌이치는 틈새 유동은, 주된 유동에 대항하여, 냉각팬 모듈의 유동 특성에 부정적인 영향으로 이어되도록 작용한다. 이러한 결점이 있는 유동은 때때로, 차량 작동 도중에 승객들의 안락함을 감소시키는, 매우 높은 수준의 소음의 생성으로 이어진다.

독일 특허출원번호 제10 2008 046 508 A1호는, 적어도 하나의 펜 임펠러 케이스를 팬 임펠러 허브에 연결하는 공기 흡입을 위한 팬 임펠러 블레이드들을 구비하는 적어도 하나의 팬 임펠러를 구비하고, 적어도 하나의 팬 임펠러가 그 내부에 위치하게 되는 적어도 하나의 팬 프레임을 구비하며, 적어도 하나의 팬 임펠러 케이스 섹션과 적어도 하나의 팬 프레임 섹션 사이에, 적어도 부분적으로, 주된 공기 유동 방향에 대해 그리고 팬 임펠러가 회전 운동하게 될 때 적어도 하나의 공기 유동을 최소화하기 위해 유발되는 원심력의 방향에 대해, 방사방향으로 연장되도록 형성되는 제1 틈새가 존재하는, 차량용 연소 엔진을 통풍시키기 위한 팬 장치를 설명한다.

독일 특허출원번호 제10 2007 036 304 A1호는, 공기가 자체를 관통하여 유동할 수 있는 열 교환기, 열 교환기의 영역에 위치하게 되는 팬 샤프트를 구비하는 팬, 및 열 교환기 상에 위치하게 되는 팬 집풍기(fan cowl)를 포함하며, 상기 팬 집풍기는 팬과 열 교환기 사이의 유동 챔버를 둘러싸고 외측 챔버에 의해 범위가 정해지며, 자체를 통해 공기가 유동할 수 있는 틈새가 팬 집풍기에 의해 팬의 방사방향 외측 둘레의 영역에 제공되고, 유동 챔버로부터의 틈새 유동이 외측 챔버 속으로 상기 틈새를 통해 유동할 수 있고, 상기 틈새 유동을 팬 샤프트에 대해 상이한 방사 방향에서 외측 챔버 속으로 유동하도록 야기하는, 엔진을 냉각하기 위한 장치를 설명한다.

이러한 배경기술에 대하여, 본 발명의 목적은 개선된 차량용 냉각팬 모듈을 제공하는 것이다.

이러한 목적은 청구항 제1항의 특징들을 구비하는 냉각팬 모듈에 의해 본 발명에 따라 달성된다.

따라서, 차량용 냉각팬 모듈이, 팬 임펠러 외측 링을 경유하여 서로 연결되는 다수의 팬 임펠러 블레이드를 포함하는 팬 임펠러를 구비하고; 상기 팬 임펠러가 자체에 장착되는 프레임을 구비하며; 내측 링 및 외측 링을 포함하고, 내측 링과 외측 링 사이의 역방향 유동을 회전이 감소하도록 그리고 내측 링과 팬 임펠러 외측 링 사이의 틈새 유동과 상기 역방향 유동을 혼합하도록 설계되는, 환형을 갖는 역방향 유동 가이드 장치를 구비하도록, 제안된다.

본 발명의 기초를 이루는 개념은, 소용돌이치는 역방향 유동을 바람직한 방향으로 가이드하는 것 및 특별히 이러한 목적으로 제공되는 역방향 유동 가이드 장치에 의해 역방향 유동을 회전이 감소하도록 하는 것(de-spinning)을 수반한다. 역방향 유동 가이드 장치는 역방향 유동을 다시 조정하여 역방향 유동이 더 이상 소용돌이치지 않도록 하고, 상기 역방향 유동을 역방향 유동 가이드 장치의 내측 링과 팬 임펠러 외측 링 사이에서 흐르는 유동과 혼합한다. 주된 유동 내에서의 유동은 따라서, 와류에 자유로운 유동이 팬 블레이드들에 도달하도록, 심지어 역방향 유동 가이드 장치에 의해 역방향 유동에 혼합된 유동과 혼합된 이후에도 와류에 자유롭게 남는다. 그 결과, 냉각팬 모듈에 의해 방출되는 소음이 감소하게 된다. 따라서, 이는 또한, 냉각 팬 모듈의 유효성을 증가시키는, 냉각팬 모듈의 개선된 유동 특성으로 연결된다.

본 발명의 유익한 실시예들 및 개선예들이 부가적인 종속 청구항들로부터 그리고 도면들에 대한 설명으로부터 드러날 것이다.

전형적인 실시예에서, 역방향 유동 가이드 장치는 프레임과 팬 임펠러 사이에 위치하게 된다. 가이드 장치의 설계에 의존하여, 팬 임펠러 외측 링은 가이드 장치의 내측 링과 외측 링 사이에 또는 내측 링 내부에 방사 방향으로 위치하게 된다.

일 실시예에서, 역방향 유동 가이드 장치는, 내측 링과 외측 링 사이에 제공되고 예를 들어 방사 방향으로 내측 링으로부터 외측 링까지 연장되는, 다수의 공기 가이드 핀을 포함한다. 이러한 공기 가이드 핀들은, 소용돌이치는 역방향 유동을 더욱 양호하게 조정되도록 할 수 있으며, 따라서 냉각팬 모듈의 유동 특성을 더욱 더 개선한다.

다른 바람직한 실시예에서, 공기 가이드 핀들 및/또는 전이부(transition)는, 팬 임펠러가 가이드 장치를 통해 삽입될 수 있도록, 탄성적으로 설계된다. 이러한 방식으로, 냉각팬 모듈은 매우 간단한 방식으로 장착될 수 있다.

다른 바람직한 실시예에서, 전체 내측 링은, 팬 임펠러가 가이드 장치를 통해 삽입될 수 있도록, 탄성적으로 설계된다.

다른 바람직한 실시예에서, 탄성 전이부 및/또는 탄성 공기 가이드 핀들을 구비하는 공기 가이드 장치를 갖는 프레임은 단일체의 2-성분 사출성형 부품으로 설계된다. 냉각팬 모듈을 제조하는 비용이 이러한 방식에서 상당히 감소하게 될 수 있다.

다른 바람직한 실시예에서, 프레임은 열경화성 플라스틱 재료로 제작되고, 탄성 전이부 및/또는 탄성 공기 가이드 핀들을 구비하는 가이드 장치는 열가소성 또는 탄성중합체 플라스틱 재료로 제작된다. 다른 바람직한 실시예에서, 단지 공기 가이드 핀들 또는 단지 전이부만 열가소성 또는 탄성중합체 플라스틱 재료로 제작될 수도 있다.

다른 바람직한 실시예에서, 팬 임펠러는, 다수의 외측 링 공기 가이드 핀에 의해 팬 임펠러 외측 링에 연결되는, 추가적인 팬 임펠러 외측 링을 포함한다. 외측 링 공기 가이드 핀들은 팬 임펠러 외측 링과 제2 팬 임펠러 외측 링 사이에 방사방향 공기 유동을 생성하도록 설계된다. 방사방향 공기 유동은 외측 링 공기 가이드 핀들의 배향에 의존하여 내부에서 외부로 또는 외부에서 내부로 유동할 수 있을 것이다. 냉각팬 모듈의 효율은 이러한 방식에서 더욱 더 개선될 수 있다. 이러한 팬 임펠러에 대한 바람직한 실시예는 또한, 예를 들어 역방향 유동 가이드 장치를 구비하지 않는, 송풍기들, 터빈들, 압축기들, 기타 등등과 같은, 다른 장치에 사용되고 삽입될 수도 있을 것이다.

다른 바람직한 실시예에서, 프레임 및 역방향 유동 가이드 장치는 단일체로서 함께 설계된다. 냉각팬 모듈에 대한 이러한 실시예는, 냉각팬 모듈에 대한 낮은 제조 비용에 관련하여 특히 유익하다.

다른 바람직한 실시예에서, 프레임은 플라스틱 사출성형 부품으로서 설계된다. 냉각팬 모듈은 이러한 방식에서 특히 경제적으로 제조될 수 있다. 예를 들어, 열가소성, 열경화성 및/또는 탄성중합체 플라스틱 재료들이, 프레임 및 역방향 유동 가이드 장치를 위한 적합한 플라스틱 재료들이다. 그러나, 프레임 및 역방향 유동 가이드 장치는 또한, 금속 재료와 같은 다른 재료로 그리고 예를 들어 밀링(milling)과 같은 상이한 제조 방법에 의해, 제조될 수도 있다.

다른 바람직한 실시예에서, 팬 임펠러를 구동하는 모터가 제공된다. 모터는, 예를 들어, 팬 임펠러의 허브 내에 위치하게 되는, 브러시리스 직류 모터로서 설계될 수 있다. 그러나, 다른 모터 모델들이 또한 본 발명에 따른 냉각팬 모듈과 함께 사용될 수 있다.

다른 바람직한 실시예에서, 냉각팬 모듈은 바람직하게 축류형 팬(axial fan)으로서 설계된다. 그러나, 냉각팬 모듈이 경사류형 팬(diagonal fan) 또는 방사류형 팬(radial fan)으로서 설계되는 것 또한, 가능하고 유익할 수 있다. 다른 모델의 냉각팬 모듈들이 또한 역방향 유동 가이드 장치를 갖도록 장비될 수 있다.

이상의 실시예들 및 개선예들은, 임의의 가능성있는 조합으로 이들이 타당한 한도 내에서 조합될 수 있다. 본 발명의 다른 가능한 실시예들, 개선예들 및 용도들은 또한, 심지어 명확하게 명시되지 않는다 하더라도, 실시예들에 대해 앞서 또는 이하에 설명되는 본 발명의 특징들의 조합들을 포함한다. 특히, 당업자는 또한, 이 경우에 본 발명의 개별적인 기본 형태에 대한 개선점들 또는 부가사항으로서 독자적인 양태들을 부가할 수 있을 것이다.

본 발명은 첨부 도면들의 개략적인 도면들에서 구체화되는 실시예들의 도움으로 이하에서 더욱 상세하게 설명될 것이다.
도 1은 냉각팬 모듈을 전방에서 도시한 사시도;
도 2는 도 1에 도시된 냉각팬 모듈을 후방에서 도시한 사시도;
도 3은 역방향 유동 가이드 장치의 다양한 도면들;
도 4는 후방에서 도시한 냉각팬 모듈에 대한 유동 다이어그램;
도 5는 전방에서 도시한 냉각팬 모듈에 대한 유동 다이어그램;
도 6은 냉각팬 모듈의 다른 실시예를 도시한 부분절단 사시도;
도 7은 도 6의 냉각팬 모듈을 후방에서 도시한 부분절단 사시도;
도 8은 냉각팬 모듈을 전방에서 도시한 사시도;
도 9는 냉각팬 모듈을 후방에서 도시한 사시도;
도 10은 팬 임펠러의 실시예를 도시한 단면도;
도 11은 도 10에 따른 팬 임펠러를 전방에서 도시한 사시도;
도 12는 도 10에 도시된 팬 임펠러를 측방에서 도시한 사시도;
도 13은 도 10에 도시된 팬 임펠러를 상부에서 도시한 사시도; 및
도 14는 도 10에 도시된 팬 임펠러를 도시한 부분절단 사시도.
첨부되는 도면들은 본 발명의 실시예들에 대한 추가적인 이해를 전달한다. 이들은 본 발명의 실시예들을 예시하며, 설명과 함께 본 발명의 이면의 원리들 및 개념들을 명확하게 한다. 다른 실시예들 및 많은 설명된 장점들이 도면들에 대해 명백해진다. 도면들의 요소들은 반드시 서로에 대해 축척에 맞게 예시되지 않는다.
첨부 도면의 도면들에서, 동일한 요소들, 특징부들 및 부품들 또는, 동일한 기능을 수행하는 및 동일한 효과를 구비하는 그러한 것들은, 달리 구체화되지 않는 한, 각각의 경우에서 동일한 참조부호들과 함께 제공된다.

도 1은 냉각팬 모듈(1)을 전방에서 도시한 사시도이다. 도 1의 도면은, 냉각팬 모듈(1)이 공기를 흡입하는, 냉각팬 모듈(1)의 측면을 도시한다.

냉각팬 모듈(1)은, 이 실시예에서 실질적으로 직사각형 형태를 구비하는, 프레임(3)을 포함한다. 팬 임펠러(2)가 그 내부에 위치하게 되는, 오목부(recess)가 프레임(3) 내부에 제공된다. 팬 임펠러(2)는 조립체 지주들(미도시)에 의해 프레임(3)에 고정된다. 역방향 유동 가이드 장치(4)가 팬 임펠러(2)와 프레임(3) 사이에 위치하게 된다. 역방향 유동 가이드 장치(4)는 흡입 측에서의 음압의 결과로서 유발되는 역방향 유동을, 역방향 유동이 결과적으로 더 이상 소용돌이치며 유동하지 않도록, 조정한다. 조정된 유동으로서의 역방향 유동은 한번 더, 팬 임펠러(2)를 통해 중심으로 유동하는, 주된 유동과 혼합되며, 조정된 형태로 팬 임펠러(2)의 팬 임펠러 블레이드들(11)을 타격한다.

프레임(3)은, 예를 들어, 플라스틱 재료로 제작된다. 프레임(3) 및 역방향 유동 가이드 장치(4)는, 예를 들어, 별개의 부품들로 설계된다. 그러나, 특히 제조 비용의 관점에서, 프레임(3) 및 역방향 유동 가이드 장치(4)를 단일체 플라스틱 사출 성형 부품으로 설계하는 것이 유익하다.

도 2는 도 1에 도시된 냉각팬 모듈(1)을 후방에서 도시한 사시도이다. 이러한 후방 도면은, 냉각 공기가 냉각팬 모듈(1) 밖으로 흘러나가는, 냉각팬 모듈(1)의 측면을 도시한다.

역방향 유동 가이드 장치(4)는 팬 임펠러(2)와 프레임(3) 사이에 위치하게 된다. 이러한 실시예에서, 역방향 유동 가이드 장치(4)는 팬 임펠러(2)의 외주 둘레에서 연장되는 역방향 유동 링으로서 설계된다. 역방향 유동 링은 내측 링(5) 및 외측 링(6)을 포함한다. 공기 틈새(7)가 내측 링(5)과 외측 링(6) 사이에 제공되며, 냉각팬 모듈(1)로부터 역방향 유동이 상기 틈새를 통해 유동한다. 내측 링(5)은 공기 가이드 핀들(8)을 경유하여 외측 링(6)에 연결된다. 이러한 공기 가이드 핀들(8)은 역방향 유동 링(5)의 외주 둘레에 연장되고 실질적으로 방사방향으로 배향된다. 그러나, 예를 들어 경사진 배향과 같이, 공기 가이드 핀들(8)의 다른 구성 또한 가능할 것이다. 공기 가이드 핀들(8)은 탄성적으로 설계될 수 있고, 다시 말해 예를 들어 탄성 플라스틱 재료로 제작될 수 있다. 역방향 유동 가이드 장치(4)는 또한, 상기 유동을 주된 유동과 다시 잘 혼합하도록 역방향 유동을 방향전환하는, 윤곽(9: profile)을 구비한다. 윤곽(9)은 내측 링(5) 및 외측 링(6) 모두에 제공될 수 있을 것이다.

이러한 실시예에서, 냉각팬 모듈(1)의 팬 임펠러(2)는 팬 임펠러 외측 링(12) 및 팬 임펠러 허브(10)를 포함하고, 상기 허브(10)는 팬 임펠러 블레이드들(11)을 경유하여 팬 임펠러 외측 링(12)에 연결된다. 팬 임펠러(2)를 구동하는 모터가 허브(10)의 중심에 위치하게 된다. 또한 팬 임펠러들(2)의 다른 실시예들이 물론 가능할 것이다.

도 3은 다양한 화상들(representations)로 역방향 유동 가이드 장치(4)를 도시한다. 도 3의 왼편의 2개의 화상은 역방향 유동 가이드 장치(4)를 정면도 및 평면도로 도시한다. 역방향 유동 가이드 장치(4)의 내측 링(5)이 실질적으로 축 방향으로 연장되고 외측 링(6)이 실질적으로 방사 방향으로 연장된다는 것을 확인할 수 있다. 또한, 공기 가이드 핀들(8)이 팬 임펠러(2)의 축에 대해 원뿔형으로 정렬된다는 것을 확인할 수 있다. 공기 가이드 핀들(8)의 이러한 구성은, 역방향 유동이 공기 가이드 핀들(8)과 접촉하는 영역을 확장한다. 도 3의 위쪽 오른편의 2개의 화상은 역방향 유동 가이드 장치(4)를 각각 전방과 후방에서 사시도로 도시한다. 도 3의 아래쪽 오른편의 2개의 화상은 각각의 경우에 역방향 유동 가이드 장치(4)의 상세도들을 도시한다.

도 4는 후방에서 냉각팬 모듈(1)에 대한 유동 다이어그램을 도시한다. 유동 다이어그램은 역방향 유동 가이드 장치(4)의 영역에서의 공기 유동을 도시한다. 화살표들(13, 14)은 역방향 유동 가이드 장치(4)에서의 공기 유동의 방향을 도시한다. 냉각팬 모듈(1)의 후측방으로부터의 유동이, 역방향 유동 가이드 장치(4)의 공기 틈새(7)를 통해, 냉각팬 모듈(1)의 전측방으로 빨려들어가게 된다는 것을 확인할 수 있다. 이러한 역방향 유동(13)은 냉각팬 모듈(1)의 전측방에 일반적으로 형성되는 음압에 의해 야기된다. 이러한 역방향 유동(13)은 소용돌이치는 유동이 아니다. 역방향 유동(13)은 공기 틈새(7)를 통해 통과함에 따라 공기 가이드 핀들(8)에 의해 그리고 윤곽(9)에 의해 조정되며, 강하게 소용돌이치는 팬 임펠러 틈새 유동과 혼합되고, 이어서 감소된 회전을 갖는 냉각팬 모듈(1)의 전측방의 주된 유동과 함께 후방으로 빨려들어가게 된다. 결과적으로, 주된 유동은, 개선된 유동 특성을 구비하는 냉각팬 모듈로 그리고 냉각팬 모듈(1)에 의한 상응하게 감소된 소음 형성으로 연결되는, 보다 적은 난류를 보여준다.

도 5는 전방에서 냉각팬 모듈(1)에 대한 유동 다이어그램을 도시한다. 역방향 유동(13)은 역방향 유동 가이드 장치(4)를 통과한 후에 더 이상 소용돌이치지 않고, 냉각팬 모듈(1)의 팬 임펠러 틈새 유동 및 주된 유동(14)과 잘 혼합된다는 것을 확인할 수 있다.

도 6은 냉각팬 모듈(1)의 다른 실시예를 도시한 부분절단 사시도이다. 이러한 냉각팬 모듈(1)의 실시예에서, 팬 임펠러 외측 링(12)은 역방향 유동 가이드 장치(4)의 내측 링(5)과 역방향 유동 가이드 장치(4)의 외측 링(6) 사이에 위치하게 된다. 결과적으로, 팬 임펠러 외측 링(12)과 역방향 유동 가이드 장치(4)의 외측 링(6) 사이에 외측 공기 틈새(16)가 존재하고, 팬 임펠러 외측 링(12)과 역방향 유동 가이드 장치(4)의 내측 링(5) 사이에 내측 공기 틈새(15)가 존재한다. 외측 링(6)은, 축 방향으로 연장되는, 외측 링 섹션(17)을 구비한다. 역방향 유동 가이드 장치(4)의 외측 링(6)은 또한, 실질적으로 방사 방향으로 연장되는, 외측 링 섹션(18)을 구비한다. 역방향 유동 가이드 장치(4)의 내측 링(5)은 또한, 냉각팬 모듈(1)의 축 방향으로 연장되는 내측 링 섹션(19) 및 실질적으로 방사 방향으로 연장되는 내측 링 섹션(20)을 구비한다. 만곡부 형태의 전이부(21)가 내측 링 섹션(19)과 내측 링 섹션(20) 사이에 형성될 것이다.

전이부가 또한 외측 링 섹션(17)과 외측 링 섹션(18) 사이에도 곡면 형태로 제공될 수 있을 것이다. 역방향 유동 가이드 장치(4)의 내측 링(5)과 외측 링(6) 사이에 제공되는 공기 가이드 핀들(8)은 실질적으로 이러한 냉각팬 모듈(1)의 실시예에서 방사 방향으로 연장된다.

이러한 임펠러 틈새에 대한 실시예에서, 외측 공기 틈새(16)는 역방향 유동을 냉각팬 모듈의 방출 측으로부터 냉각팬 모듈의 흡입 측까지 실질적으로 동일한 방향으로 가이드하도록 설계된다. 도 6에 예시된 냉각팬 모듈(1)의 실시예에서, 냉각팬 모듈의 방출 측이 오른편에 있고, 냉각팬 모듈의 흡입 측이 왼편에 있다.

내측 링 틈새(15)는, 팬 임펠러(2)의 주된 공기 유동과 실질적으로 동일한 방향을 구비하는, 따라서 도 6에 도시된 예에서 왼쪽으로부터 오른쪽으로의 유동을 생성하도록 설계된다. 달리 표현하면, 내측 링 틈새(15)는, 냉각팬 모듈의 흡입 측에서 와류에 자유로운 공기를 후출하고 이를 냉각팬 모듈(1)의 임펠러 틈새 유동으로 통과시키도록, 설계된다. 공기는 역방향 유동 가이드 장치(4) 속으로 방사방향으로 유동하고, 공기 가이드 핀들(8)에 의해 가이드되며, 이어서 외측 공기 틈새(16) 내에서 유동하는 임펠러 틈새 유동과 혼합되며, 이어서 팬 임펠러(2)의 방향으로 유동한다. 와류 영향들이, 혼합에 의한 내측 공기 틈새(15) 내의 유동에 의해 외측 공기 틈새(16) 내에 유발되는, 임펠러 틈새 유동(역방향 유동)으로부터 제거된다. 냉각팬 모듈의 성능은 이러한 방식에서 증가하게 된다. 냉각팬 모듈(1)에 의해 생성되는 소음 또한 이러한 방식에서 감소하게 된다. 냉각팬 모듈(1)의 효율 또한 결과적으로 더욱 더 개선될 수 있다. 공기 가이드 핀들(8)은 또한 경사지게 또는 만곡된 방식으로 연장될 수 있다.

유익한 실시예에 따르면, 공기 가이드 핀들(8) 및/또는 전이부(21)는 탄성적으로 설계되며, 따라서 내측 링(5)이, 팬 임펠러(2)가 역방향 유동 가이드 장치(4)를 통해 삽입될 수 있도록, 외측 링(6)에 대해 이동하게 될 수 있다. 전체 내측 링(5)이 또한 탄성 재료로 제작될 수 있다. 이러한 방식으로 설계되는 역방향 유동 가이드 장치(4)는, 예를 들어, 2-성분 사출 성형 방법으로 제조될 수 있을 것이다.

다른 실시예에서, 역방향 유동 가이드 장치(4)는 별개의 부품으로 설계되고, 프레임(3)과 통합되지 않는다.

도 7은 도 6에 도시된 냉각팬 모듈(1)의 섹션을 후방에서 도시한 사시도이다. 이러한 도면에서, 외측 링 섹션(17)이 실질적으로 냉각팬 모듈(1)의 축 방향으로 연장된다는 것을 확인할 수 있다. 역방향 유동은 냉각팬 모듈(1)의 후방 측으로부터 전방 측으로 외측 공기 틈새(16) 내에서 유동한다. 냉각팬 모듈(1)의 주된 유동은 도 7에 도시된 냉각팬 모듈(1)에서 오른쪽으로부터 왼쪽으로 유동하며, 반면에 역방향 유동(16)(임펠러 틈새 유동)은 왼쪽에서 오른쪽으로 유동한다.

도 8은 도 6에 도시된 냉각팬 모듈(1)을 전방에서 도시한 사시도이다. 팬 임펠러(2)의 허브 내에 위치하게 되고 팬 임펠러(2)를 구동하는 모터(10)가 고정 지주들(미도시)에 의해 프레임(3)에 연결된다. 공기 가이드 핀들(8) 및/또는 전이부(21)가 탄성적으로 설계되면, 팬 임펠러(2)를 고정 지주들에 장착되도록 역방향 유동 가이드 장치(4)를 통해 모터(10)와 함께 삽입할 수 있다. 예시된 예에서, 팬 임펠러(2)는 역방향 유동 가이드 장치(4)를 통해 오른쪽에서 왼쪽으로 삽입될 수 있고, 공기 가이드 핀들(8) 및/또는 전이부(21)는 팬 임펠러(2)의 통과 도중에 탄성적으로 변형되고, 통과 이후에 그들의 본래의 형상으로 되돌아간다. 냉각팬 모듈(1)은 따라서 특히 간단한 방식으로 제조될 수 있고 조립될 수 있다.

도 9는 도 6에 도시된 냉각팬 모듈을 후방에서 도시한 추가적인 사시도이다. 고정 지주들(미도시)이 냉각팬 모듈(1)의 후방 측의 프레임(3) 상에 제공되며, 상기 지주들은 팬 임펠러(2)를 프레임(3)에 모터(10)와 함께 연결한다.

도 10은 팬 임펠러(2)의 실시예를 도시한다. 도 1 내지 도 9에 설명된 팬 임펠러와 다른 방식으로 설계되는, 이러한 팬 임펠러(2)는 또한, 예를 들어 냉각팬 모듈(1) 내에서, 역방향 유동 가이드 장치(4) 없이 사용될 수도 있다. 이러한 실시예에서, 팬 임펠러(12)는, 허브(25)로부터 외측으로 또는 달리 표현하면 방사 방향으로 연장되는, 다수의 팬 임펠러 블레이드(11)를 포함한다. 팬 임펠러 블레이드들(11)은 팬 임펠러 외측 링(12)에 의해 팬 임펠러(2)의 외측 둘레선 상에서 서로 연결된다. 팬 임펠러 외측 링(12)은, 팬 임펠러 외측 링(12)이 축 방향으로 연장되는 것에 반하여, 방사 방향으로 연장되는 팬 임펠러 외측 링 섹션(111)을 포함한다. 제2 팬 임펠러 외측 링(22)이 팬 임펠러 외측 링 섹션(111)에 나란하게 제공되며, 상기 제2 팬 임펠러 외측 링(22)은 다수의 외측 링 공기 가이드 핀(23)을 경유하여 팬 임펠러 외측 링 섹션(111)에 연결된다. 외측 링 공기 가이드 핀들(23)은, 팬 임펠러 외측 링 섹션(111)과 제2 팬 임펠러 외측 링(22) 사이에, 외부에서 내부로의 또는 내부에서 외부로의, 방사 방향 공기 유동을 생성하도록 설계된다. 이를 위해, 외측 링 공기 가이드 핀들(23)은 이러한 목적을 위한 적절한 각도로 배열된다.

요구조건들 및 적용 환경에 따라, 팬 임펠러 공기 가이드 핀들(23)은, 외부에서 내부로의 또는 내부에서 외부로의 공기 유동이 존재하는 그러한 각도로, 배열된다. 냉각팬 모듈(1)의 효율은 이러한 방식에서, 이것이 그에 따라 최적화된 유동 윤곽으로 연결됨에 따라, 더욱 더 증가할 수 있다. 소용돌이치는 팬 틈새 유동은, 이러한 방식에서 팬 틈새로부터 추출되고, 이러한 경우에서 더 이상 흡입 유동의 난류의 원인이 되지 않는다. 냉각팬 모듈(1)에 의해 방출되는 소음이 이러한 방식에서 더욱 더 감소하게 된다.

도 11에 예시되는 팬 임펠러(2)는 예를 들어 단일체 사출 성형 부품으로서 설계될 수 있다. 제2 팬 임펠러 외측 링(22)을 외측 링 공기 가이드 핀들(23)과 함께 전통적인 팬 임펠러(2)에 연결될 수 있는 별개의 부품으로서 설계할 수도 있다. 예로서, 제2 팬 임펠러 외측 링(22)은 접착제 접합 및/또는 마찰 용접에 의해 팬 임펠러(2)에 연결될 수 있다.

도 12는 팬 임펠러(2)의 추가적인 화상을 측면에서 사시도로 도시한다.

도 13은 도 10에 도시된 팬 임펠러를 상부에서 도시한 사이도이다. 도 13에 예시되는 팬 임펠러(2)는, 예를 들어 화살표(30)에 의해 도시되는 바와 같이, 오른쪽으로 회전한다. 이러한 경우에, 외측 링 공기 가이드 핀들(23)은, 내부에서 외부로 유동하는, 유동이 팬 임펠러 외측 링(12)과 제2 팬 임펠러 외측 링(22) 사이에 생성되도록 제공된다.

팬 임펠러(2)의 회전 방향이, 즉 화살표(30)에 의해 도시되는 방향에 반대 방향으로, 역전되면, 외부에서 내부로 유동하는, 유동이 팬 임펠러 외측 링(12)과 제2 팬 임펠러 외측 링(22) 사이에 생성될 것이다.

도 14는 도 10에 도시된 팬 임펠러(2)를 도시한 부분절단 사시도이다. 단면은 이러한 경우에서 외측 링 공기 가이드 핀들(23) 및 팬 임펠러 블레이드들(11)을 통해 지나간다. 절단 표면들은 어두운 색상으로 도시된다. 팬 임펠러(2)가 화살표(31)에 의해 지시되는 바와 같이 왼쪽으로 회전하게 되면, 화살표(32)에 의해 지시되는 바와 같이, 외부에서 내부로 유동하는, 공기 유동이 생성된다. 외측 링 공기 가이드 핀들(23)은 또한 곡면형 형상으로 제공될 수도 있다.

비록 본 발명은 바람직한 실시예들에 의해 이상에서 충분히 설명되었지만, 이상의 것들에 제한되는 것은 아니며, 다양한 방식들로 수정될 수 있을 것이다.

1: 냉각팬 모듈 2: 팬 임펠러
3: 프레임 4: 역방향 유동 가이드 장치
5: 내측 링 6: 외측 링
7: 공기 틈새 8: 공기 가이드 핀
9: 윤곽 10: 모터를 구비한 허브
11: 팬 임펠러 블레이드 12: (제1) 팬 임펠러 외측 링
13: 역방향 유동 14: 주된 유동
15: 내측 공기 틈새 16: 외측 공기 틈새
17: 외측 링 섹션 18: 외측 링 섹션
19: 내측 링 섹션 20: 내측 링 섹션
21: 전이부
22: (추가적인, 제2) 팬 임펠러 외측 링
23: 외측 링 공기 가이드 핀 25: 허브
30: 회전 방향 31: 회전 방향
111: 팬 임펠러 외측 링 섹션

Claims (9)

1. 냉각팬 모듈용 팬 임펠러(2)로서,
   팬 임펠러 외측 링(12)에 의해 서로 연결되는 다수의 팬 임펠러 블레이드(11)를 포함하고,
   상기 팬 임펠러(2)는, 다수의 외측 링 공기 가이드 핀(23)에 의해 상기 팬 임펠러 외측 링(12)에 연결되는 제2 팬 임펠러 외측 링(22)을 포함하며,
   상기 외측 링 공기 가이드 핀(23)은, 상기 팬 임펠러 외측 링(12)과 상기 제2 팬 임펠러 외측 링(22) 사이에 방사방향 공기 유동이 생성되도록 설계되는,
   냉각팬 모듈용 팬 임펠러.
2. 제1항에 따른 팬 임펠러(2)를 갖는 차량용 냉각팬 모듈(1)로서,
   상기 팬 임펠러(2)를 상부에 장착한 프레임(3)을 가지며,
   내측 링(5) 및 외측 링(6)을 포함하고 환형을 갖는 역방향 유동 가이드 장치(4)를 구비하고,
   상기 역방향 유동 가이드 장치(4)는, 상기 내측 링(5)과 상기 외측 링(6) 사이의 역방향 유동의 회전을 감소시키도록, 그리고 상기 내측 링(5)과 상기 팬 임펠러 외측 링(12) 사이의 틈새 유동과 상기 역방향 유동을 혼합시키도록 설계되는,
   차량용 냉각팬 모듈.
3. 제2항에 있어서,
   상기 역방향 유동 가이드 장치(4)는 상기 프레임(3)과 상기 팬 임펠러(2) 사이에 위치되며,
   상기 팬 임펠러 외측 링(12)은 상기 역방향 유동 가이드 장치(4)의 내측 링(5)과 외측 링(6) 사이에 위치되는 것을 특징으로 하는,
   차량용 냉각팬 모듈.
4. 제2항에 있어서,
   상기 역방향 유동 가이드 장치(4)는, 상기 내측 링(5)과 상기 외측 링(6) 사이에 제공되는 다수의 공기 가이드 핀(8)을 포함하는 것을 특징으로 하는,
   차량용 냉각팬 모듈.
5. 제4항에 있어서,
   상기 공기 가이드 핀(8)은, 상기 팬 임펠러(2)가 상기 역방향 유동 가이드 장치(4)를 통해 삽입되도록 탄성적으로 설계되는 것을 특징으로 하는,
   차량용 냉각팬 모듈.
6. 제5항에 있어서,
   상기 프레임(3)은 상기 공기 가이드 핀(8)과 함께 단일체 2-성분 사출성형 부품으로서 설계되는 것을 특징으로 하는,
   차량용 냉각팬 모듈.
7. 제4항 또는 제5항에 있어서,
   상기 프레임(3)은 열경화성 플라스틱 재료로 제작되고, 상기 공기 가이드 핀(8)은 열가소성 또는 탄성중합체 플라스틱 재료로 제작되는 것을 특징으로 하는,
   차량용 냉각팬 모듈.
8. 제2항에 있어서,
   상기 프레임(3)과 상기 역방향 유동 가이드 장치(4)는 함께 단일체로서 설계되는 것을 특징으로 하는,
   차량용 냉각팬 모듈.
9. 제2항에 있어서,
   상기 프레임(3)은 플라스틱 사출성형 부품으로서 설계되는 것을 특징으로 하는,
   차량용 냉각팬 모듈.
   

Images