KR101858084B1

KR101858084B1 - 환기 장치 및 환기 장치를 구비한 차량

Info

Publication number: KR101858084B1
Application number: KR1020157017419A
Authority: KR
Inventors: 토마스 드레젠
Original assignee: 브로제 파르초이크타일레 게엠베하 운트 코. 콤만디트게젤샤프트 뷔르츠부르크
Priority date: 2012-11-30
Filing date: 2013-11-15
Publication date: 2018-05-15
Also published as: WO2014082711A3; WO2014082711A2; KR20150091143A; US20150260200A1; EP2926013B1; CN104822947B; ES2716821T3; EP2926013A2; US9850914B2; DE102012023454A1; BR112015012367A2; CN104822947A

Abstract

본 발명은 홀더, 특히 중심 축선(10)에 대해 회전하는 환기 휠(5, 5', 5", 5'", 5"")을 수용하기 위한 실질적으로 원형 연속 개구(4, 4', 4", 4'")를 가지는 환기 프레임(3, 3', 3")을 구비한 환기 장치에 관한 것으로, 상기 개구(4, 4', 4", 4'")는 중심 축선(10)에 대해 실질적으로 원통-대칭으로 연장하는 에지 면(15, 15', 15", 15'", 15"", 15'"", 40, 40', 40", 40'", 40"")에 의해 인접되고 정반대의 두 개의 별개의 원주 부분(17, 17', 17", 18, 18', 18") 들의 에지 면(15, 15', 15", 15'", 15"", 15'"", 40, 40', 40", 40'", 40"")에서 반경이 나머지 원주 부분들의 원통-대칭 형태에 비해 적어도 부분적으로 확장되고/확장되거나 상기 돌출부가 반경 방향 내측으로 돌출하는 에지 면(15, 15', 15", 15'", 15"", 15'"", 40, 40', 40", 40'", 40"")의 원형 돌출부(30, 36, 38)는 환기 휠(5, 5', 5", 5'", 5"")을 위해 제공된 공간으로부터 떨어져 축방향으로 오프셋된다. 개구(4, 4', 4", 4'")의 에지 면(15, 15', 15", 15'", 15"", 15'"", 40, 40', 40", 40'", 40"")의 대응하는 성형 때문에, 환기 장치를 피벗할 때 사용된 환기 휠의 요잉의 경우 환기 휠과 개구(4, 4', 4", 4'")의 에지 사이의 접촉 및/또는 노이즈의 발생이 또한 환기 프레임(3, 3', 3")에서 방지된다.

Description

환기 장치 및 환기 장치를 구비한 차량 {VENTILATION DEVICE AND VEHICLE WITH A VENTILATION DEVICE}

본 발명은 기계 공학 분야 내에 있으며 환기 장치 및 환기 장치를 구비한 차량에 관한 것으로, 여기서 이러한 종류의 환기 장치는 예를 들면 냉각 목적을 위해 공기 처리량을 증가시키기 위해 사용될 수 있다.

특히 자동차들의 경우, 냉각을 필요로 하는 연소 기관이 구동계에 제공되는 것이 통상적이다. 열 복사 및 대류가 이러한 목적에 대해 충분하지 않기 때문에, 이러한 종류의 냉각 공정은 보통 냉각 기류에 의해 지원되는데, 이 냉각 기류는 한편으로는 차량이 운행 중일 때 기류에 의해 생성될 수 있고 다른 한편으로는 보통 환기 장치에 의해 또한 지원된다. 유체 냉각 회로의 형태의 냉각 장치의 삽입은 이러한 경우 실행 가능하고, 여기서 열 교환기(냉각기)는 이동하는 동안의 기류 및 환기 장치로부터의 기류에 노출된다.

이러한 종류의 환기 장치는 보통 스크류, 블레이드 휠 또는 프로펠러 형태의 공기용 이송 부재를 가지는 구동 가능한 팬 휠을 갖는다. 이러한 종류의 팬 휠은 팬 프레임 내의 연속 개구 또는 일반적으로 반경 방향으로 개구를 둘러싸는 홀더 내에 고정되는 방식으로 장착된다. 팬 프레임 내의 개구의 주변과 팬 휠 사이의 갭이 가능한 작을 때 환기 장치의 효율 수준이 특히 높다.

다른 한편으로, 작은 갭들이 있을 때, 허용오차들, 재료 및 저급한 도로 상태들에 의해 유발된 위험들과 같은 기타 여러 가지에 의해 특히 발생되는 문제점은 요잉 모멘트(yawing moment), 즉 팬 휠이 빠르게 회전하고 있을 때 발생하는 회전력들, 및 팬 휠의 "피칭(pitching)", 즉 이동 방향에 대해 횡방향으로 연장하는 수평 축선에 대해 회전하는 팬 휠의 경사가 발생한다는 점이다. 이는 작은 팬 휠 갭이 있을 때, 팬 휠은 팬 프레임 내의 개구 주변에 맞닿아 문질러져서 한편으로 팬 휠이 느려지고 다른 한편으로 불쾌한 소음이 발생하는 것을 의미한다. 이러한 종류의 접촉이 팬 휠에 대한 손상 또는 팬 휠의 파손을 유발할 수 있다는 것이 또한 고려되어야 한다.

차량 내에서 기류를 증가시키고 냉각 장치를 작동시키기 위한, 차량 내의 전기 구동식 팬의 사용은 예를 들면 EP 1 621 773 A1호로부터 대체로 공지된다. 이 경우, 냉각기 네트워크는 이러한 방식으로 생성된 기류 내에 배치되며, 이 냉각기 네트워크는 파이프들을 갖는데, 이 파이프들은 냉각기 네트워크를 관통하여 연장하고 냉매가 이 파이프들을 통해 유동한다. 냉매에 의해 냉각될 유닛과 열 교환이 발생한다. 팬은 이 경우 전기 구동 가능하다.

최신 기술의 배경에 대해, 본 발명에 의해 설명된 문제점은 예를 들면 환기 장치와 조립된 차량이 코너링(corning)할 때 환기 장치가 기울어질 때조차도, 팬 휠과 팬 프레임 내의 개구 주변 사이에 가능한 가장 작은 갭을 허용하는, 위에서 언급된 종류의 환기 장치가 형성된다는 점이다.

이러한 문제점은 청구항 1의 특징들에 의해 본 발명에 따라 해결된다. 결론적으로, 홀더, 특히 팬 프레임을 구비한 환기 장치가 제공되며, 이 팬 프레임에는 팬 휠의 중심 축선에 대해 개구 내에서 회전하는 팬 휠을 수용하기 위한 실질적으로 원형의 연속 개구가 제공되며, 여기서 개구는 중심 축선에 대해 실질적으로 원통-대칭으로(cylinder-symmetrically) 연장하는 주변 면에 의해 인접된다. 또한, 서로 정반대의 두 개의 별개의 원주 부분들에 있는 주변 면의 경우에 반경이 원통-대칭 형태에 비해서 나머지 원주 부분들에서 적어도 부분적으로 확장되고/확장되거나 주변 면으로부터 반경 방향 내측으로 돌출하는 원주상 돌출부(circumferential projection)가 팬 휠을 위해 제공된 공간으로부터 축방향으로 오프셋되는 것이 제공된다. 이 경우 주변 면은 아래의 예에 의해 더 자세하게 설명되는 길이 방향 단면에서 상이한 형태로 제공될 수 있으며; 예를 들면, 주변 면에는 스텝(step), 챔퍼(chamfer) 또는 립(lip)의 형태로 길이 방향 단면에서 적어도 부분적으로 반경 방향으로 연장하는 원주상 돌출부가 제공될 수 있다.

개구 내에 제공된 팬 휠의 회전 동안 서로 마주하여 놓이는 두 개의 원주 부분들 내의 개구의 주변 면의 대응하는 반경 방향 확장/확대를 통하여, 회전하는 팬 휠 아니면 환기 장치의 경사는 두 개의 별개의 원주 부분들 사이의 연결 축선에 대해 실질적으로 평행하게 놓이는 축선에 대해 가능하게 만들어지며, 개구의 주변 면은 반경에 대해 확장된다. 대응하는 원주 부분들 내의 갭이 약간 더 크다는 점에서, 팬 휠 상의 요잉 모멘트로부터 초래되는 대응하는 "피칭 운동"은 이에 의해 가능하게 된다. 이 경우, 이에 따라 팬 휠의 원주는 피칭 운동에도 불구하고 개구의 주변 또는 반경 방향 내측으로 향하는 돌출부와 여전히 접촉하지 않는다.

팬 휠을 위한 연속 개구가 제공되는 팬 프레임의 두께에 따라, 원통-대칭 주변 면은 개구의 중심 축선의 방향으로 더 크거나 더 작은 축방향 길이에 걸쳐 연장한다. 이 경우 두 개의 별개의 원주 부분들 내의 주변 면의 반경이 나머지 원주 부분들의 원통-대칭 형태에 비해, 축방향으로 연장하는 주변 면의 전체 부분에서 또는 축방향으로 연장하는 주변 면의 부분의 적어도 부분 면상에서 확장될 수 있는 것이 제공될 수 있다.

서로 마주하여 놓이는 별개의 원주 부분들의 구역 내의 주변 면의 총 반경은 이에 따라 반경 방향으로 연장할 필요가 없는 대신에, 주변 면이 나머지 원주 부분들의 반경에 비해 단지 이의 축방향 길이의 부분에만 걸쳐 연장하는 것이 종종 충분하다. 주변 면의 연장하지 않은 축방향 부분 및 별개의 원주 부분들에 있는 주변 면의 반경방향으로 연장하는 축방향 구역들 사이의 전이부는 예를 들면 스텝 형태로 또는 원추형 전이 구역으로 구성될 수 있다.

길이 방향 단면에서의 주변 면이 축방향 길이에 대해 가변 반경을 가진 프로파일을 형성하며, 동일한 횡단면의 나머지 원주 부분들에 존재하는 반경에 비해 주변 면의 반경이 서로 정반대의 횡단면의 두 개의 별개의 원주 부분들에서 적어도 부분적으로 확장되는 것이 또한 제공될 수 있다.

길이 방향 단면에서, 즉 개구의 중심 축선에 대해 평행한 단면에서, 이미 위에서 언급된 바와 같이, 주변 면은 원통 윤곽을 갖는 것이 반드시 필요하지는 않지만, 주변 면이 반경에 대해 축방향으로, 예를 들면 원추형 부분 또는 하나의 스텝 또는 복수의 스텝들 또는 원주형 채널 형상 그루브의 형태로 변경될 수 있다. 대응하는 프로파일은 개구의 전체 원주형 구역 위에 걸쳐 원주 방향으로 제공될 수 있으며, 여기서 주변 면의 개개의 축방향 부분들은 서로 마주하여 놓이는 두 개의 별개의 원주 부분들에서 이들의 반경에 대해 연장되거나 원주 방향 그루브를 구비한 축방향 부분의 경우, 예를 들면 나머지 원주형 구역들에 대해 축방향으로 이동된다. 예를 들면, 원주 방향 스텝에 의해, 일종의 미로형 시일이 팬 휠과 개구의 주변 사이의 개구에 제공될 수 있으며, 여기서 팬 휠 자체는 더 큰 반경을 구비한 개구의 구역으로 연장하는 반면, 반경 방향 내측으로 돌출하는 스텝은 개구의 주변 면 내의 팬 휠에 인접하게 제공된다. 팬 휠의 윤곽은 유사하게 주변 면에 제공된 스텝과 정합하도록 형성될 수 있는 원주 방향 스텝을 형성할 수 있다. 이는 팬 휠과 주변 면 사이의 반경방향/축방향 갭이 길어져서 시일이 개선되는 것을 의미한다. 이 경우 주변 면이 길이 방향 단면에서 중심 축선에 대해 반경 방향으로 연장하는 하나 이상의 스텝을 가지고 주변 면의 반경이 동일한 횡단면 면의 나머지 원주 부분들 내에 존재하는 반경에 비해 서로 정반대의 두 개의 별개의 원주 부분들 내의 스텝의 하나 이상의 축방향 측면 상의 하나 이상의 별개의 원주 부분들 내의 스텝의 하나 이상의 축방향 측면 상의 하나 이상의 횡단면 면에서 적어도 부분적으로 확장되는 것이 유리할 수 있다. 이 경우 반경 방향으로 연장하는 스텝은 축방향에 대해 수직하게 연장하는 측면을 구비한 스텝뿐만 아니라 축방향에 대해 경사지게 연장하는 측면을 구비한 스텝을 의미하는 것으로 이해되어야 한다.

이 경우 본 발명의 실시예가 주변 면의 반경 방향 내측으로 돌출하는 스텝이 기류의 경로에서 팬 휠의 상류 또는 또한 하류에 배치되는 것이 제공될 수 있다.

팬 휠의 회전 동안 팬 휠에 의해 덮여진 윤곽에는 특히 주변 면에 있는 스텝과 실질적으로 정합하는 방식으로 구성될 수 있는 스텝이 제공될 수 있다. 이는 미로형 갭이 주변 면과 팬 휠 사이에 형성될 수 있다는 것을 의미한다.

더욱이, 길이 방향 단면에서의 주변 면이 중심 축선에 대해 반경 방향으로 연장하는 스텝 또는 립을 갖는 것이 유리할 수 있으며 상기 스텝 또는 립은 팬 휠의 반경방향 외측 구역을 위한 밀봉 표면을 형성하며, 상기 스텝 또는 립이 이 구역에 팬 휠을 수용하기 위한 공간을 증가시키도록, 나머지 원주 부분들에 비해 서로 정반대의 두 개의 별개의 원주 부분들에서 축방향으로 오프셋되는 것을 특징으로 한다.

따라서 서로 마주하여 놓이는 두 개의 별개의 원주 부분들에서 팬 휠의 윤곽에 대해 개구의 주변 면의 구역에서의 밀봉 표면의 축방향 스프링-백(spring-back)이 있다. 이러한 방식으로, 별개의 원주 부분들의 시일은 팬과 개구의 주변 면 사이의 더 큰 갭에 의해 약간 불량하게 제조되지만, 팬이 개구의 주변에 맞닿아 문질러지는 어떠한 우려도 없이 더 작은 갭 크기들이 팬 휠의 나머지 원주 부분들에서 전체적으로 가능하게 된다. 요잉 모멘트가 발생할 때 팬 휠의 피칭 운동이 있는 경우, 부가 공간이 팬 휠에 의해 사용된다. 길이 방향 단면으로 보면, 팬과 주변 면 사이의 갭에는 이 경우 축방향 및 반경 방향으로 조합되어(L-형상 갭) 연장할 수 있거나 심지어 상이한 또는 추가의 턴(turn)들이 제공될 수 있다.

본 발명의 추가의 유리한 실시예는 원주 방향으로 별개의 원주 부분들에서의 스텝 또는 립의 축방향 오프셋이 단계적으로 또는 연속적으로 가변적이고 각각의 경우 별개의 원주 부분들의 중심에서 최대에 도달하는 것을 제공한다.

이러한 구성은 반경 방향 확장 없이 원통-대칭 방식으로 구성된 개구의 주변의 나머지 원주 부분들로부터 반경 방향으로 확장된 두 개의 별개의 원주 부분들로부터 개구의 주변의 원통-대칭 구성의 편차에서의 점진적인 전이를 허용한다.

이는 또한 팬 휠의 "피칭 운동"이 요잉 모멘트의 결과로서 "피칭 축선"으로부터 즉 팬 휠의 피칭 운동에 대해 발생하는 축선으로부터 가장 먼 거리에 있는 팬 휠의 원주 상의 두 개의 지점들에서 가장 큰 크기를 당연히 제공한다는 사실을 고려한다.

피칭 운동의 크기는 이러한 지점들로부터의 거리에 따라 원주 방향으로 일정하게 감소한다.

또한, 본 발명은 유리하게는 주변 면이 길이 방향 단면으로 볼 때, 적어도 서로 정반대의 두 개의 별개의 원주 부분에서 오목형으로 곡선화되게 구성될 수 있다.

이는 피칭 운동 동안 별개의 원주 부분들의 구역에서 팬 휠이 오목형 설계일 수 있는 주변 면의 대응하는 윤곽에 특히 근접하게 적응할 수 있는데, 이는 피칭 축선에 대해 피칭 운동이 팬 휠의 원형 경사 운동을 구성하기 때문이다. 이는 이 구역에서 개구의 주변 표면과 팬 휠의 윤곽 사이의 갭이 최소화되는 것을 의미한다.

이를 위해, 특히 길이 방향 단면에서 오목한 설계인 주변 면의 원주 부분들이 특히 이의 중심 축선 상의 연속하는 개구 내에 이의 구형 중심 지점을 갖는 구형 면의 부분을 형성하는 것이 제공될 수 있다. 구의 중심 지점은 또한 개구의 중심 축선 상에서 이격될 수 있다.

위에서 설명된 팬 휠을 위한 개구의 주변 면의 형성 때문에, 최소 축방향 갭을 두고 이에 적응된 팬 휠의 설치를 허용하는 팬 프레임을 구비한 환기 장치 외에, 본 발명은 또한 대응하는 상태들을 만족하는 팬 휠이 그 안에 조립된 환기 장치에 관한 것이다. 본 발명은 따라서 이의 중심 축선에 대해 개구 내에서 회전하는 팬 휠을 구비한 실질적으로 원형 연속 개구를 갖는 팬 프레임을 구비하는 환기 장치에 관한 것으로, 여기서 상기 개구는 중심 축선에 대해 실질적으로 원통-대칭 방식으로 회전하는 주변 면에 의해 한정되며, 여기서 갭은 팬 휠의 원주 윤곽과 주변 면 사이에 형성되고, 여기서 연속 개구가 원통-대칭 형상에 비해서 나머지 원주 부분들에서 서로 정반대의 두 개의 별개의 원주 부분들로 반경 방향으로 연장한다.

본 발명은 또한 연속 개구에서 중심 축선에 대해 회전 가능하게 구동될 수 있는 팬 휠을 구비한 본 발명에 따른 환기 장치를 구비한 차량에 관한 것이며, 여기에서 차량 내의 환기 장치의 설치 위치는 중심 축선이 실질적으로 차량의 직선 구동 방향으로 지향되도록 하고, 여기서 연속 개구는 원통-대칭 형태에 비해서 나머지 원주 부분들에서 원주 부분의 최상 구역 및 원주 부분의 최하 구역에 배열된 원주 부분에서 반경 방향으로 연장된다.

본 발명에 따른 환기 장치의 대응하는 구성을 통하여, 차량이 코너링할 때 팬 휠이 팬 프레임의 개구의 주변 면에 맞닿아 문질러지는 어떠한 우려도 없이 차량 조립체의 최적화된 냉각이 가능하게 된다.

본 발명의 예시적인 실시예들은 도면의 도움과 함께 아래에서 더 상세하게 설명된다.
도 1은 팬 프레임 및 팬 휠을 구비한 환기 장치를 3차원도로 도시하며,
도 2는 팬 프레임 및 팬 휠을 구비한 추가 환기 장치를 유사하게 3차원도로 도시하며,
도 3은 팬 휠 및 연속 개구를 구비한 팬 프레임의 세부를 정면도로 도시하며,
도 4는 도 3으로부터의 조립체의 길이 방향 단면을 도시하며,
도 5는 도 3으로부터의 조립체의 추가 길이 방향 단면을 도시하며,
도 6은 자동차 내의 본 발명에 따른 환기 장치의 설치 위치를 도시하며,
도 7은 팬 휠을 구비한 추가의 환기 장치의 정면도를 도시하며,
도 8은 도 7로부터의 조립체의 제 1 길이 방향 단면을 도시하며,
도 9는 도 7로부터의 조립체의 추가의 길이 방향 단면을 도시하며,
도 10은 추가 팬 조립체의 길이 방향 단면을 도시하며,
도 11은 도 10에 도시된 바와 같은, 동일한 조립체의 추가의 길이 방향 단면을 도시하며,
도 12는 갭의 특별한 기하학적 형상을 가진 팬의 길이 방향 단면을 도시하며,
도 13은 갭의 다른 특별한 기하학적 형상을 가진 팬의 길이 방향 단면을 도시하며,
도 14 내지 도 17은 각각의 경우 팬 휠과 주변 면 사이의 갭의 추가의 상이한 실시예들을 길이 방향 단면으로 도시하며,
도 18은 추가의 환기 장치의 정면도를 도시하며,
도 19 및 도 20은 도 18로부터의 두 개의 부분 단면들을 도시한다.

도 1은 팬 프레임(3)이 내측으로 삽입되는 원주형 프레임(2)을 구비한 소위 냉각기 하우징(1)의 일 부분을 개략적으로 도시한다. 팬 조립체(3)는 예를 들면 팬 휠(5)을 수용하기 위한 실질적으로 원형 개구(4)를 갖는 판으로서 구성될 수 있다. 냉각기 하우징(1)에서, 냉각기는 기류의 경로에서 팬 프레임(3) 및 팬 휠(5)의 상류 또는 하류에 있을 수 있으며, 이 냉각기는 점선들을 사용하여 도 1의 하우징(6)으로서 단지 개략적으로 도시된다.

더욱이, 예를 들면 커패시터 네트워크와 같은, 또한 추가의 열 교환기 수단이 팬 휠(5)의 기류 내에 또한 제공될 수 있다.

팬 휠(5)는 도시되지 않고 전기 모터에 연결되고 상기 모터에 의해 구동될 수 있는 샤프트에 연결되는 허브(7)를 갖는다. 전기 모터 및 또한 샤프트 및 이에 따라 또한 팬 휠(5)은 예를 들면 프레임(2)에 고정되게 연결되는 웨브들에 의해 냉각기 하우징(1) 내에 고정된다. 이는 팬 휠(5)이 연속 개구(4) 내에서 회전할 수 있는 방식으로 팬 휠(5)이 고정되는 것을 의미한다.

팬 휠(5)은 팬 휠(5)의 회전 동안 개구(4)의 중심 축선(10)에 대해 축방향으로 공기를 이송하는 복수(예에서 9개로 도시됨)의 이송 블레이드(8, 9)들을 갖는다. 중심 축선(10)은 또한 팬 휠의 회전 축선 및 도시되지 않은 샤프트의 중심 축선을 나타낸다.

개별 이송 블레이드(8, 9)들은 중심 축선(10)에 대해 외부 상에 반경 방향으로 원주형 팬 휠 링(11)에 의해 서로 고정되게 연결된다. 팬 휠 링(11)과 개구(4)의 주변 사이에, 실질적으로 축방향(10)으로 연장하는 갭이 제공되고, 이 갭은 팬 휠 또는 팬 휠 링(11)이 팬 프레임(3)에 맞닿아 문질러 지지 않고 다른 한편으로 팬 휠(5)과 팬 프레임(3) 사이의 중간 공간이 가능한 작아서 팬 휠(5)에 의한 효과적인 기류의 이송을 통하여 우수한 성능을 허용하는 것을 보장한다. 축방향 갭이 넓어 질수록, 이송된 공기가 이의 전체 이익을 위해 공급될 수 없으면서 외부 상에서 반경 방향으로 지나 팬 휠의 환기 장치의 흡입 및 출력 측 사이의 팬 휠(5)에 의해 생성된 압력차가 다시 균형을 맞추는 것이 더 빨라진다.

도 2는 추가 프레임(3') 내의 환기 장치를 3차원도로 도시하며, 여기서 전기 모터 형태의 모터(12)가 도 2에 도시되며, 이 모터는 웨브(13, 14)들에 의해 팬 프레임(3')의 주변 면(15)에 고정된다. 샤프트(16)는 전기 모터(12)에 연결되고 상기 샤프트는 팬 휠(5')의 허브에 고정되어 상기 팬 휠을 구동한다. 도 2의 실시예에서, 팬 휠 링(11)에 의해 이들의 외측 원주에서 서로 연결되지 않는 이송 블레이드(8', 9')들이 제공된다. 팬 휠(5')과 팬 프레임(3') 내의 개구의 주변 면(15) 사이의 축방향 갭은 이 경우 개구 또는 주변 면(15)의 형상과 회전 동안 배치된/덮여진 이송 블레이드의 윤곽에 의해 결정된다.

본 발명을 더 자세히 설명하기 위하여, 전술된 문제점이 도 3, 도 4 및 도 5의 도움으로 더 상세하게 설명된다.

도 3은 중심 축선(10')에 대해 회전되게 개구(4") 내에 장착되는 팬 휠 링(11')을 구비한 팬 휠(5")을 정면도로 개략적으로 도시한다. 개구(4")는 선영으로 표시된 팬 프레임 내에 형성된다.

개구(4")가 형태가 완전히 원형이 아니고 각각의 경우 반경 방향으로 연장하는 점선들 사이에서 이중 화살표로 표시되는 별개의 원주 부분(17, 18)들에서 확장되며, 개구 아니면 개구(4")의 주변 면의 반경(r)이 다른 원주 부분들에 비해 확장된다는 것을 도 3으로부터 알 수 있다.

본 발명에 따른 이러한 조치는 팬 휠(5") 또는 전체 환기 장치가 축선(19) 또는 이에 평행한 축선에 대해 기울어질 때, 도면으로부터 또는 도면 내로 팬 휠(5")의 피칭 운동이 도면에 놓이는 축선(20)에 대해 발생한다는 사실을 고려한다.

이는 도 4 및 도 5에 의해 특히 명확하게 된다. 축선(20)을 따른 도 3으로부터의 환기 장치의 길이 방향 단면이 도 4에 도시된다.

비교적 좁은 축방향 갭은 각각의 경우 개구(4")의 주변(15')과 팬 휠 링(11') 사이의 팬 휠(5")의 어느 한 측 상에서 보여질 수 있다. 팬 휠(5")이 이중 화살표(22)에 의해 표시된 바와 같이, 도 4의 도면에 대해 수직하게 직립하는 축선(21)에 대해 빠르게 회전할 때 환기 장치가 기울어지는 것이 추정된다. 팬 휠(5")이 회전할 때 회전 모멘트들은 이어서 도 3의 축선(19)을 따른 단면을 도시하는 도 5에 도시된 바와 같이 이중 화살표(23, 24)에 의해 표시된, 경사 운동의 평면에 대해 수직한 피칭 운동을 생성한다. 예를 들면 자동차들에서 사용될 때 코너링 동안 통상적으로 발생되는 바와 같은 환기 장치의 경사 운동이 있을 때, 피칭 운동이 대략 약간의 각도(a few degree)들 만큼의 기울기 크기로 발생한다. 이는 도 5에 표시된 바와 같이, 축방향 갭(25)이 유리하게는 팬 휠(5")과 개구(4")의 주변 사이의 접촉을 회피하도록, 가장 큰 크기의 피칭 운동이 발생하는 두 개의 구역들 내의 나머지 원주형 구역들에 대해 반경 방향으로 확장되는 것이 유리하다. 이는 도 3에 도시된 바와 같은 이러한 구역에서 개구(4")가 개구(4")의 주변 면(15')의 반경 방향 확대만큼 반경 방향으로 확장되는 것이 달성된다.

자동차(26)에서 본 발명에 따른 환기 장치의 설치 위치는 도 6에서 개략적으로 도시된다. 특별히 도면 부호가 붙여진 것 모두는 팬 휠(5) 및 또한 화살표(27)에 의해 표시된 자동차의 이동 방향 및 화살표(28)에 의한 역풍의 방향이다. 자동차가 코너링할 때 팬 휠(5)의 피칭 운동의 방향은 기울어진 이중 화살표(29)로 표시된다.

이는 자동차 내로 조립될 때, 그 안에서 팬 휠의 개구가 연장되는 별개의 원주 부분(17, 18)들이 개구의 상부 및 하부 구역에 제공되어야 하는 것을 의미한다.

원칙적으로, 그 안에 개구가 반경 방향으로 연장하는 별개의 원주 부분(17, 18)들 및 확장된 축방향 갭은 각각 팬 휠 링의 전체 원주 또는 개구의 주변의 10도 이상, 특히 20도 이상, 더 유리하게는 특히 30도 이상을 취할 수 있다. 또한, 조합된 별개의 원주 부분(17, 18)들이 총 원주의 180도를 초과하여 취하지 않는 경우 유리하다. 별개의 원주 부분들 둘다는 유리하게는 거의 동일하고, 별개의 원주 부분들은 유리하게는 차지하는 원주에 대해 50% 이하만큼 상이하여야 한다. 별개의 원주 부분들 내 및 나머지 원주 부분들의 개구의 주변 면들 사이의 반경 차이들은 유리하게는 5% 미만, 더 유리하게는 3% 미만이어야 한다.

도 7은 개구(4'")의 반경 방향 연장부가 전방 측면으로부터 별개의 원주 부분들에서 바로 보여질 수 없는 본 발명의 일 실시예의 정면도를 도시한다.

팬 휠(5")은 또한 개구(4'")의 주변 면(15")과 함께 축방향 갭을 형성하는 팬 휠 링(11')을 구비한 이러한 경우에 제공된다. 별개의 원주 부분들은 17', 18'의 도면 부호가 붙고 서로 마주하여 대칭적으로 놓인다.

도 8은 축선(20)을 따라 도 7의 조립체의 단면을 도시한다. 도 8에서 주변 표면(15")과 팬 휠 링(11') 사이의 갭이 축방향으로 부분적으로 반경 방향으로 부분적으로 미로형 방식으로 연장하는 것을 볼 수 있다. 이는 팬 프레임(3")의 프로파일에서 정지형 숄더(30)에 의해 달성된다. 상기 숄더(30)는 반경 방향 내측으로 돌출하여 면(31)을 형성하고 이 면에 맞닿아 팬 휠 링(11)이 경사 평면에 대해 수직한 축방향(10)으로 무접촉 방식으로 지탱한다.

축선(19)을 따른 도 7의 조립체의 길이 방향 단면이 도 9에 도시되고, 길이 방향 단면에서 도 7에서 점선들로 다시 표시된 상부 및 하부 원주 부분의 구역에서, 숄더(30)가 개구(4'")의 주변의 나머지 원주 부분들에서보다 축방향(10)으로 더 얇은 설계인 것을 볼 수 있으며, 이는 축방향(10)으로 더 큰 면(31)과 팬 휠 링(11') 사이의 갭이 이러한 구역들에서 생성되는 것을 의미한다.

정지부(30)의 3차원 형상을 도시하는 다른 방식은 별개의 원주 부분들 내의 숄더(30)의 부분들이 무시되거나 제거되는 구역들에서, 개구(4")의 주변 면(15")의 반경이 확장되도록 형성될 수 있다.

도 7, 도 8 및 도 9에 따른 조립체의 사용은 원칙적으로 주변 면의 반경 방향 내측으로 돌출하는 스텝이 기류 내에서 팬 휠의 상류 또는 하류에 배치될 수 있는, 즉 기류가 도 8 및 도 9에서 좌측으로부터 우측으로, 그러나 또한 우측으로부터 좌측으로 선택적으로 제공될 수 있는 것이 구상될 수 있다.

수정된 환기 장치의 두 개의 상이한 길이 방향 단면들이 도 10 및 도 11에서 도시되며, 여기서 실질적으로 원통-대칭, 즉 반경 방향으로 연장하지 않는 원주 부분들의 구역 내의 단면을 도시하는 반면, 도 11은 서로 정반대의 두 개의 별개의 원주 부분들이 위치되고, 연속 개구가 반경 방향으로 연장하고 팬 휠(5")과 개구의 주변(15'") 사이의 축방향 갭이 확장되는 평면으로 길이 방향 단면을 나타낸다.

도 10은 도 8에 도시된 구성과 유사한 구성을 도시한다. 특히, 도 10에 따른 개구의 주변 면의 형상은 따라서 반경이 아닌 방향으로 연장된 원주 부분들의 구역에서 도 7에 따른 환기 장치에서 이루어진 방법과 유사하게 보인다.

도 7에서 17', 18'로 예로서 인용되고 개구(4'")의 주변 면(15'")의 반경 방향으로 연장하는 윤곽이 나타나는 원주 부분들에서, 이는 한편으로 팬 프레임(3")의 숄더(30)가 축선(10)의 축방향으로 더 작게 형성되고 이러한 정도로 반경이 별개의 원주 부분들에서 주변 면(15'")의 일 부분 상의 나머지 원주 부분들에 비해 더 크게 형성되는 것이 달성된다.

게다가, 그러나, 도 11에서 주변 면(15'")의 윤곽의 형상이 오목하게, 즉 원형으로 형성되어, 주변 면(15'")을 따른 팬 휠(5")의 피칭 이동이 가능하게 되는 것을 볼 수 있다. 도시된 예시적인 실시예에서, 오목한 주변 면(15'")이 구(32)의 중심 지점에 대한 구 표면의 부분들에 대응하도록 오목한 주변 면(15'")이 형성되며, 여기에서 구(32)의 중심 지점은 도면에 대해 수직하게 직립하는 팬 휠(5")의 피칭 축선과 중심 축선(10)의 교차 지점에 대응한다. 도면에 대해 수직하고 중심 축선(10)을 포함하는 경사 평면에서 팬 휠이 기울어지는 동안 요잉 운동은 구(32)의 중심 지점을 통하여 도면에 대해 수직하게 직립하는 축선에 대해 도면 내의 팬 휠이 기울어지는 경향을 갖는다. 구형 표면의 연속된 윤곽은 점선으로 도시되고 도면 부호 33으로 표시된다. 따라서 주변 면(15'")의 대응하는 오목한 실시예는 팬 휠 링(11')이 요잉 운동 동안 팬 프레임 내의 개구의 주변 면(15'")으로부터 균일하게 작은 거리에 남아 있는 것을 허용한다. 팬 휠 링과 개구의 주변 사이의 축방향 갭의 크기는 이에 따라 피칭 운동 동안 단지 최소로 변화한다. 작은 축방향 갭은 이에 따라 구성 전체에 따라 선택될 수 있다.

구형 표면 부분의 형태의 주변 면(15'")의 형상은 원칙적으로 또한 개구의 전체 원주에 걸쳐 제공될 수 있다.

설명된 발명은 상이한 실시예들에서 요잉/회전 모멘트들에 의한 환기 장치의 경사 운동이 있을 때 개구의 주변과 팬 휠 사이의 접촉의 어떠한 우려도 없이, 팬 프레임 내의 개구의 주변과 팬 휠 사이의 작은 축방향 갭의 제공을 허용한다.

도 10 및 도 11에 따른 조립체의 사용은 또한 원칙적으로 기류 내의 주변 면의 반경 방향 내측으로 돌출하는 스텝이 팬 휠의 상류 또는 하류에 배치될 수 있도록, 즉 기류가 도 10 및 도 11에서 좌측으로부터 우측으로 그러나 또한 우측으로부터 좌측으로 선택적으로 제공될 수 있도록 구성 가능하다.

도 12는 화살표(28)에 의해 도시된 방향으로 공기가 통과하여 유동하는 냉각기(6)를 길이 방향 단면으로 도시한다. 기류는 모터(12)에 의해 구동된 팬 휠(5'")에 의해 적어도 부분적으로 생성된다. 배플판(34)은 팬 휠(5'") 뒤에 배치된다. 팬 휠은 경사지게 반경 방향 외측으로 연장하는 립(35)을 구비한 팬 휠 링(11")을 가지며, 상기 립은 대략적으로 주변 면(15"") 내의 상보적 립(36)의 형상이다. 상기 립(36)은 두 개의 별개의 원주 부분들에서 팬 휠(5'")로부터 축방향으로 오프셋된다.

도 13은 팬 휠(5"")의 상류의 냉각기(6)를 길이 방향 단면으로 도시한다. 팬(5"")의 팬 휠 링(11'")은 주변 면(15'"") 내의 스텝(38)과 마주하여 놓이는 립(37)을 갖는다. 상기 스텝(38)은 또한 기류의 방향으로 표시하는 화살표(28)의 방향으로 두 개의 별개의 원주 부분들에서 팬 휠 링(11'")의 립(37)으로부터 축방향으로 떨어져 오프셋된다.

도 14, 도 15, 도 16 및 도 17은 각각 팬 프레임 또는 팬의 홀더 내의 개구의 팬 휠 링(39, 39', 39", 39'") 및 주변 면(40, 40', 40", 40'")을 길이 방향 단면으로 도시한다.

도 14는 축방향에 대해 수직하게 반경 방향 외측으로 돌출하는 립(41)을 구비한 팬 휠 링(39)을 도시하며 상기 립은 갭을 형성하는 주변 면(40)의 스텝(45) 상에서 밀봉 표면(31')과 마주하게 놓인다. 스텝(45)은 두 개의 별개의 원주 부분들에서 유동 방향을 나타내는 화살표(28)의 방향으로 립(41)으로부터 축방향으로 오프셋된다.

도 15는 갭을 형성하는 주변 면(40')의 횡단면에서 후크 형상인 반경 방향 내측으로 돌출하는 립(46)에 마주하게 놓이는 경사져서 외측으로 돌출하는 립(42)을 구비한 팬 휠 링(39')을 도시한다. 두 개의 별개의 원주 부분들 내의 립(46)은 화살표(28)에 의해 표시된 방향에 대해 팬 휠 링(39')로부터 축방향으로 오프셋된다.

도 16은 반경 방향으로 경사지게 외측으로 향하는 립(43)을 구비한 팬 휠 링(39")을 도시한다. 상기 립은 갭을 형성하는 주변 면(40")의 횡단면으로 후크 형상인 반경 방향 외측으로 돌출하는 립(47)과 마주하여 놓인다.

상기 립(47)은 두 개의 별개의 원주 부분들에서 화살표(28)에 의해 표시된 방향에 대해 팬 휠 링(39")로부터 축방향으로 오프셋된다.

도 17은 반경 방향으로 경사져서 외측으로 향하는 립(44)을 구비한 팬 휠 링(39'")을 도시한다. 상기 립은 주변 면(40'")의 일 부분이고 경사져서 반경 방향 내측으로 향하는 립(48)과 마주하여 놓인다. 립(48)은 두 개의 별개의 원주 부분들에서 화살표(28)에 대해 팬 휠 링(39'")로부터 축방향으로 오프셋된다.

도 18은 서로 마주하는 두 개의 별개의 원주 부분(17" 및 18")들이 상부 및 바닥에서 도시되는 팬 프레임(3'")을 구비한 환기 장치의 정면도를 도시한다. 상기 원주 부분들 상에, 주변 면의 반경방향 내측으로 돌출하는 돌출부는 이러한 경우 갭이 돌출부와 움직이지 않는 팬 휠 사이에서 축방향으로 12.5 mm인 방식으로 팬 휠이 제공된 공간으로부터 축 방향으로 오프셋되는 반면, 수평선에 놓여 있는 원주 부분(49, 50)들 내에 비슷한 갭이 원주 부분(17", 18")들에 대해 90°만큼 오프셋된 축 방향으로 단지 9.5 mm이다. 원주형 구역(17", 49, 18" 및 50) 사이에 놓여 있는 원주형 구역(51, 52, 53, 54)에서, 갭 크기에서의 전이, 특히 무스텝 전이가 제공된다.

도 19는 구역(17")에서 도 18에 따른 조립체의 부분을 통한 단면을 도시하며, 여기서 10은 중심 및 회전 축선, 39""는 팬 휠 링 및 40'"은 팬 프레임 상의 대응하는 주변 면을 나타내기 위해 사용된다. 도 18의 경우, 즉 도 18의 구역(17") 내의 섹션의 경우, 축 방향으로 갭(57)은 12.5 mm이고 도 20의 경우, 즉 도 20에 도시된 단면이 위치되는 원주형 구역(49, 50)들에서 갭(58)은 9.5 mm이다. 이 경우 팬 링(39'"")은 챔퍼 아니면 주변 면(40"")을 향하는 이의 원주형 에지(55) 상의 원추 형상으로 연장하는 구역을 갖는 반면, 프레임 개구의 주변에는 팬 휠 링 상의 축방향에 있는 팬 휠 링(39"") 내에서 반경 방향으로 연장하는 콘(56)이 제공된다. 프레임 개구의 주변의 콘(56) 및 팬 링(39"")의 원추형 주변(55)은 실질적으로 동일한 콘 각도 및 미로형 시일의 공통 부분들을 가질 수 있다.

1 냉각기 하우징
2 프레임
3, 3', 3" 팬 프레임
4, 4', 4", 4'" 개구
5, 5', 5", 5'", 5"" 팬 휠
6 냉각기
7 허브
8, 8', 9, 9' 이송 블레이드들
10 중심 축선
11, 11', 11", 11'" 팬 휠 링
12 모터
13, 14 스트럿
15, 15', 15", 15'", 15"", 15'"" 개구(4)의 주변 표면
16 샤프트
17, 17', 17", 18, 18', 18" 별개의 원주 부분들
19 축선
20 축선
21 피칭 운동의 고정 지점
22, 23, 24 이중 화살표
25 축방향 갭
26 자동차
27 이동 방향
28 기류 방향
29 이중 화살표
30 숄더, 스텝
31, 31' 시일 표면
32 피벗 지점, 구의 중심 지점
33 원형 아크
34 배플 판
35 팬 휠 링의 립
36 주변 면(15"")의 립
37 주변 면(15"") 내의 스텝
38 주변 면(15'"") 내의 스텝
39, 39', 39", 39'", 39"" 팬 휠 링
40, 40', 40", 40'", 40"" 주변 면
41 39의 립
42 39'의 립
43 39"의 립
44 39'"의 립
45 40의 스텝
46 40'의 립
47 40"의 립
48 40'"의 립
49, 50 원주형 구역들
51, 52, 53, 54 원주형 구역들
55 39""의 주변
56 40""의 콘
57 갭
58 갭

Claims

팬 휠의 중심 축선(10)에 대해 회전하는 팬 휠(5, 5', 5". 5'", 5"")을 수용하기 위한 원형의 연속 개구(4, 4', 4'")가 제공되는 팬 프레임(3, 3")을 구비한 환기 장치로서,
상기 개구(4, 4', 4'")가 중심 축선(10)에 대해 원통-대칭으로 연장하는 주변 면(15, 15", 15'", 15"", 15'"", 40, 40', 40", 40'", 40"")에 의해 경계가 정해지는 팬 프레임을 구비한 환기 장치에 있어서,
서로 정반대인(diametrically opposite) 두 개의 별개의 원주 부분(17', 17", 18', 18")의 주변 면(15, 15", 15'", 15"", 15'"", 40, 40', 40", 40'", 40"")의 경우에, 주변 면(15, 15", 15'", 15"", 15'"", 40, 40', 40", 40'", 40"")으로부터의 반경 방향 내측으로 돌출하는 원주상 돌출부(30, 36, 38, 45, 46, 47, 48)가 나머지 원주 부분들의 원통-대칭 형태에 비해서, 상기 팬 휠(5, 5', 5", 5'", 5"")을 위해 제공된 공간으로부터 축방향으로 오프셋되는 것을 특징으로 하는,
팬 프레임을 구비한 환기 장치.
제 1 항에 있어서,
주변 면(15, 15", 15'", 15"", 15'"")이 적어도 상기 개구(4, 4', 4'")의 중심 축선의 축방향(10)으로 그리고 원주 방향으로 연장하며,
상기 두 개의 별개의 원주 부분(17', 17", 18', 18") 내의 상기 주변 면(15, 15", 15'", 15"", 15'"", 40, 40', 40", 40'", 40"")의 반경은, 상기 나머지 원주 부분들의 상기 원통-대칭 형태에 비해, 축방향(10)으로 연장하는 상기 주변 면(15, 15", 15'", 15"", 15'"", 40, 40', 40", 40'", 40"")의 부분의 부분 면 상에서 확장되는 것을 특징으로 하는,
팬 프레임을 구비한 환기 장치.
제 1 항에 있어서,
길이 방향 단면에서의 주변 면(15, 15", 15'", 15"", 15'"", 40, 40', 40", 40'", 40"")은 상기 중심 축선(10)에 대해 반경 방향으로 연장하는 스텝(30, 38, 45) 또는 립(36, 46, 47, 48)을 가지며, 상기 스텝 또는 립은 팬 휠(5, 5', 5", 5'", 5"")의 반경 방향 외측 구역에 대해 밀봉 표면(31, 31')을 형성하며,
상기 스텝(30, 38, 45) 또는 립(36, 46, 47, 48)은 이 구역에서 팬 휠(5, 5', 5", 5'", 5"")을 수용하기 위한 공간을 증가시키도록, 상기 나머지 원주 부분들에 비해 서로 정반대의 두 개의 별개의 원주 부분(17', 17", 18', 18")들에서 축방향(10)으로 오프셋되는 것을 특징으로 하는,
팬 프레임을 구비한 환기 장치.
제 3 항에 있어서,
원주 방향으로 별개의 원주 부분(17', 17", 18', 18")들의 스텝(30, 38, 45) 또는 립(36, 46, 47, 48)의 축방향 오프셋은 단계적으로 또는 연속적으로 가변적이고 각각의 경우 별개의 원주 부분(17', 17", 18', 18")들의 중심에서 최대에 도달하는 것을 특징으로 하는,
팬 프레임을 구비한 환기 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 주변 면(15, 15", 15'", 15"", 15'"", 40, 40', 40", 40'", 40"")은 길이 방향 단면에서 서로 정반대인 적어도 두 개의 별개의 원주 부분(17', 17", 18', 18")들에서 오목하게 곡선화되는 것을 특징으로 하는,
팬 프레임을 구비한 환기 장치.
제 5 항에 있어서,
길이 방향 단면에서 오목형 설계인 상기 주변 면(15, 15", 15'", 15"", 15'"", 40, 40', 40", 40'", 40"")의 원주 부분(17', 17", 18', 18")들은 연속 개구(4, 4', 4'") 내의 중심 축선(10) 상에 구형 중심 지점(32)를 가지는 구형 면의 일 부분을 형성하는 것을 특징으로 하는,
팬 프레임을 구비한 환기 장치.
제 1 항에 따른 환기 장치를 구비한 차량(26)으로서,
연속 개구(4, 4', 4'")의 중심 축선(10)에 대해 회전가능하게 구동될 수 있는 팬 휠(5, 5'. 5", 5'", 5"")을 구비하고, 차량(26) 내의 환기 장치의 위치는 상기 중심 축선(10)이 상기 차량(26)의 직진 구동 방향(27)으로 지향되도록 설치되는, 환기 장치를 구비한 차량에 있어서,
상기 연속 개구(4, 4', 4'")는 나머지 원주 부분들의 원통-대칭 형태에 비해 원주 부분의 최상 구역 및 원주 부분의 최하 구역에 배열되는 원주 부분(17', 17", 18', 18")에서 연장하는 것을 특징으로 하는,
환기 장치를 구비한 차량.
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