KR102029778B1 - Cooling fan and fuel cell cooling system in fuel cell bus including the same - Google Patents

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KR102029778B1 KR1020130141145A KR20130141145A KR102029778B1 KR 102029778 B1 KR102029778 B1 KR 102029778B1 KR 1020130141145 A KR1020130141145 A KR 1020130141145A KR 20130141145 A KR20130141145 A KR 20130141145A KR 102029778 B1 KR102029778 B1 KR 102029778B1
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Abstract

본 발명은 연료전지버스용 연료전지의 냉각을 위한 라디에이터의 위측에 배치되는 냉각팬에 관한 것으로, 상기 발명은 서로 반대방향으로 회전하는 상하 한 쌍의 상부팬 및 하부팬; 상기 상부팬 및 하부팬의 사이에 배치되는 원통형태의 가이드; 및 상기 가이드의 내부에 장착되어, 상기 상부팬과 하부팬의 회전에 의해 발생하는 공기흐름을 가이드 하기 위한 복수개의 가이드 베인을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해 본 발명은 냉각풍의 유동손실을 최소화할 수 있어, 냉각풍량을 증대시킬 수 있고, 냉각팬 및 냉각시스템의 효율 및 내구성을 향상시킬 수 있다.The present invention relates to a cooling fan disposed on an upper side of a radiator for cooling a fuel cell for a fuel cell bus. The present invention includes a pair of upper and lower upper and lower fans rotating in opposite directions; A cylindrical guide disposed between the upper fan and the lower fan; And a plurality of guide vanes mounted inside the guide to guide the air flow generated by the rotation of the upper fan and the lower fan. As a result, the present invention can minimize the flow loss of the cooling wind, increase the cooling wind volume, and improve the efficiency and durability of the cooling fan and the cooling system.

Description

냉각팬 및 이를 포함하는 연료전지버스의 연료전지 냉각시스템{Cooling fan and fuel cell cooling system in fuel cell bus including the same}Cooling fan and fuel cell cooling system in fuel cell bus including the same}

본 발명은 냉각팬 및 이를 포함하는 연료전지버스의 연료전지 냉각시스템에 관한 것으로, 구체적으로는 연료전지버스에 설치되는 연료전지의 냉각을 위한 냉각팬 및 이를 포함하는 연료전지버스의 연료전지 냉각시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a cooling fan and a fuel cell cooling system of a fuel cell bus including the same. Specifically, a cooling fan for cooling a fuel cell installed on a fuel cell bus and a fuel cell cooling system of a fuel cell bus including the same. It is about.

연료전지는 수소와 산소를 이용한 화학반응으로 전력을 생성하여 출력하는데, 연료전지는 전력을 생성하여 출력할 뿐만 아니라, 수소와 산소의 화학반응에 의한 반응 열에너지를 또한 방출한다. 따라서, 연료전지 차량은 연료전지가 반응 열에너지에 의하여 결함이 발생하는 것을 방지하기 위한 연료전지 냉각 시스템을 구비한다.The fuel cell generates and outputs electric power by a chemical reaction using hydrogen and oxygen. The fuel cell not only generates and outputs electric power, but also emits reaction thermal energy due to the chemical reaction of hydrogen and oxygen. Accordingly, the fuel cell vehicle includes a fuel cell cooling system for preventing the fuel cell from generating a defect due to reactive thermal energy.

한국공개특허(10-2010-0025083)에 의하면, 연료전지 냉각시스템은 연료전지가 장착된 차량 후미의 루프에 제1 내지 제4 라디에이터(Radiator), 제1 내지 제4 라디에이터와 18개의 냉각팬을 구비한다.According to Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2010-0025083, a fuel cell cooling system includes first to fourth radiators, first to fourth radiators, and eighteen cooling fans in a roof of a vehicle rear with a fuel cell. Equipped.

버스는 트럭과는 달리 주행 풍에 의한 램에어(ram air)의 효과는 없으며, 냉각에 이용되는 냉각공기는 전적으로 냉각팬의 흡입력에 의해 결정된다. Unlike trucks, buses do not have ram air effects due to running wind, and the cooling air used for cooling is determined entirely by the suction power of the cooling fan.

그런데, 라디에이터의 성능과 더불어 냉각 풍량을 최대한 확보하기 위한 냉각팬에 대한 개발은 미흡한 실정이다.However, the development of a cooling fan to secure the maximum amount of cooling air together with the performance of the radiator is insufficient.

KR 10-2010-0025083 AKR 10-2010-0025083 A

본 발명의 목적은 냉각팬의 구조를 개선하여 냉각팬의 풍량을 증대시킴으로써 냉각의 효율성을 향상시키고, 냉각팬의 내구성을 증대시킬 수 있는 냉각팬 및 이를 포함하는 연료전지버스의 연료전지 냉각시스템을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to improve the cooling fan structure by improving the structure of the cooling fan to improve the efficiency of cooling, and to increase the durability of the cooling fan and a fuel cell cooling system of a fuel cell bus including the same. To provide.

상기 목적을 해결하기 위한 본 발명의 일 측면은 연료전지버스용 연료전지의 냉각을 위한 라디에이터의 위측에 배치되는 냉각팬에 관한 것으로, 본 냉각팬은 서로 반대방향으로 회전하는 상하 한 쌍의 상부팬 및 하부팬; 상기 상부팬 및 하부팬의 사이에 배치되는 원통형태의 가이드; 및 상기 가이드의 내부에 장착되어, 상기 상부팬과 하부팬의 회전에 의해 발생하는 공기흐름을 가이드 하기 위한 복수개의 가이드 베인을 포함하는 것을 특징으로 한다.One aspect of the present invention for solving the above object relates to a cooling fan disposed on the upper side of the radiator for cooling the fuel cell for the fuel cell bus, the cooling fan is a pair of upper and lower upper fan which rotates in opposite directions to each other And a lower fan; A cylindrical guide disposed between the upper fan and the lower fan; And a plurality of guide vanes mounted inside the guide to guide the air flow generated by the rotation of the upper fan and the lower fan.

상기 하부팬은, 하부가 상기 라디에이터의 상부와 대면하여 배치되고, 제1 회전방향으로 회전하여 상기 라디에이터를 통과한 공기를 하부로부터 상부 방향으로 흐르게 하고, 상기 가이드는, 상기 하부팬의 상부와 접하고 내부에 복수개의 하부 가이드 베인이 장착되는 하부 가이드와, 상기 하부 가이드의 상부와 접하고 상기 상부팬의 하부에 접하며 내부에 복수개의 상부 가이드 베인이 장착되는 상부 가이드를 구비하며, 상기 상부팬은, 하부가 상기 상부 가이드의 상부와 접하여, 상기 제1 회전방향의 반대방향인 제2 회전방향으로 회전하여 상기 하부 가이드 및 상부 가이드를 통해 가이드되는 공기를 하부로부터 상부방향으로 흐르게 하는 것을 특징으로 한다.The lower fan, the lower portion is disposed facing the upper portion of the radiator, rotates in the first rotational direction to flow air passing through the radiator from the lower to the upper direction, the guide is in contact with the upper portion of the lower fan And a lower guide in which a plurality of lower guide vanes are mounted, and an upper guide in contact with an upper portion of the lower guide and in contact with a lower portion of the upper fan, and in which a plurality of upper guide vanes are mounted therein. Is in contact with an upper portion of the upper guide, and rotates in a second rotational direction opposite to the first rotational direction so that air guided through the lower guide and the upper guide flows from the lower side to the upper side.

상기 하부 가이드 베인들 각각은 상기 하부팬의 회전 방향인 제1 회전방향에 의해 형성되는 공기흐름에 대응하여 사전에 정해진 각도로 기울어져 있고, 상기 상부 가이드 베인들 각각은 상기 상부팬의 회전 방향인 제2 회전방향에 의해 형성되는 공기흐름에 대응하여 사전에 정해진 각도로 기울어져 형성될 수 있다.Each of the lower guide vanes is inclined at a predetermined angle corresponding to an air flow formed by the first rotation direction, which is a rotation direction of the lower fan, and each of the upper guide vanes is a rotation direction of the upper fan. It may be formed to be inclined at a predetermined angle corresponding to the air flow formed by the second rotation direction.

상기 하부 가이드 베인 및 상부 가이드 베인은 각각 12개로 마련될 수 있다.The lower guide vanes and the upper guide vanes may be provided in twelve, respectively.

본 발명의 목적을 달성하기 위한 또 다른 일 측면에 따른 연료전지버스의 연료전지 냉각시스템은 연료전지버스의 루프의 후미에 배치되는 복수개의 라디에이터; 상기 라디에이터의 상측에 배치되고, 각각이 상하 한 쌍의 상부팬 및 하부팬의 중첩된 팬 형태로 구현된 복수개의 냉각팬; 상기 상부팬을 제1 회전방향으로, 상기 하부팬을 상기 제2 회전방향의 반대방향으로 회전시키는 제어부를 포함하고, 상기 냉각팬은 상기 상부팬 및 하부팬의 사이에 배치되는 원통형태의 가이드와, 상기 가이드의 내부에 장착되어 상기 상부팬과 하부팬의 회전에 의해 발생하는 공기흐름을 가이드 하기 위한 복수개의 가이드 베인을 구비하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, a fuel cell cooling system of a fuel cell bus includes: a plurality of radiators disposed at the rear of a loop of the fuel cell bus; A plurality of cooling fans disposed on an upper side of the radiator, each of which is implemented in the form of an overlapping fan of a pair of upper and lower upper and lower fans; And a controller configured to rotate the upper fan in a first rotation direction and the lower fan in a direction opposite to the second rotation direction, wherein the cooling fan includes a cylindrical guide disposed between the upper fan and the lower fan. And a plurality of guide vanes mounted inside the guide to guide the air flow generated by the rotation of the upper fan and the lower fan.

상기 하부팬은, 하부가 상기 라디에이터의 상부와 대면하여 배치되고, 제1 회전방향으로 회전하여 상기 라디에이터를 통과한 공기를 하부로부터 상부 방향으로 흐르게 하고, 상기 가이드는, 상기 하부팬의 상부와 접하고 내부에 복수개의 하부 가이드 베인이 장착되는 하부 가이드와, 상기 하부 가이드의 상부와 접하고 상기 상부팬의 하부에 접하며 내부에 복수개의 상부 가이드 베인이 장착되는 상부 가이드를 구비하며, 상기 상부팬은, 하부가 상기 상부 가이드의 상부와 접하여, 상기 제1 회전방향의 반대방향인 제2 회전방향으로 회전하여 상기 하부 가이드 및 상부 가이드를 통해 가이드되는 공기를 하부로부터 상부방향으로 흐르게 할 수 있다.The lower fan has a lower portion disposed to face the upper portion of the radiator, and rotates in a first rotational direction so that air passing through the radiator flows from the lower portion to the upper portion, and the guide is in contact with the upper portion of the lower fan. And a lower guide in which a plurality of lower guide vanes are mounted, and an upper guide in contact with an upper portion of the lower guide and in contact with a lower portion of the upper fan, and in which a plurality of upper guide vanes are mounted therein. In contact with the upper portion of the upper guide, it is possible to rotate in a second rotation direction opposite to the first rotation direction to flow air guided through the lower guide and the upper guide from the lower to the upper direction.

상기 하부 가이드 베인들 각각은 상기 하부팬의 회전 방향인 제1 회전방향에 의해 형성되는 공기흐름에 대응하여 사전에 정해진 각도로 기울어져 있고, 상기 상부 가이드 베인들 각각은 상기 상부팬의 회전 방향인 제2 회전방향에 의해 형성되는 공기흐름에 대응하여 사전에 정해진 각도로 기울어져 형성될 수 있다.
Each of the lower guide vanes is inclined at a predetermined angle corresponding to an air flow formed by the first rotation direction, which is a rotation direction of the lower fan, and each of the upper guide vanes is a rotation direction of the upper fan. It may be formed to be inclined at a predetermined angle corresponding to the air flow formed by the second rotation direction.

이와 같이 본 발명은, 하부 및 상부 가이드를 이용하여 하부팬 및 상부팬의 사이에 일정한 간격을 둠으로써 하부팬으로부터 유출되는 공기의 섭동량을 감소시켜 상부팬으로 전달하고, 하부 가이드를 이용하여 하부팬으로부터 상부팬 쪽으로 공기의 흐름을 푸싱하며, 상부 가이드를 이용하여 하부팬에 의해 형성된 공기의 흐름을 상부팬에 대응하여 천이시킴으로써 냉각풍의 유동손실을 최소화할 수 있어, 냉각풍량을 증대시킬 수 있고, 냉각팬 및 냉각시스템의 효율 및 내구성을 향상시킬 수 있다.
As described above, the present invention reduces the perturbation amount of air flowing out of the lower fan by passing a predetermined interval between the lower fan and the upper fan by using the lower and upper guides, and transfers the lower fan to the upper fan. The flow of air from the fan to the upper fan is pushed, and by using the upper guide to shift the flow of air formed by the lower fan in correspondence with the upper fan, the flow loss of the cooling wind can be minimized, thereby increasing the amount of cooling air. The efficiency and durability of the cooling fan and cooling system can be improved.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지버스의 연료전지 냉각시스템의 외형을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지버스의 연료전지 냉각시스템의 냉각팬의 배치를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지버스의 연료전지 냉각시스템의 라디에이터를 나타내는 도면이다.
도 4 내지 도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각팬을 설명하기 위한 도면이다.
도 7는 도 4 내지 도 6의 하부 가이드와 상부 가이드를 설명하기 위한 도면이다.
도 8 내지 도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지버스의 연료전지 냉각시스템의 효과를 설명하기 위한 도면이다.1 is a view showing the appearance of a fuel cell cooling system of a fuel cell bus according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing the arrangement of the cooling fan of the fuel cell cooling system of the fuel cell bus according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing a radiator of a fuel cell cooling system of a fuel cell bus according to an embodiment of the present invention.
4 to 6 are views for explaining a cooling fan according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram for describing the lower guide and the upper guide of FIGS. 4 to 6.
8 to 19 are views for explaining the effect of the fuel cell cooling system of the fuel cell bus according to an embodiment of the present invention.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 연료전지버스의 연료전지 냉각시스템에 대해 설명한다. 도면들에 표시된 구성들은 본 발명의 개념을 설명하기 위한 개념도로서, 구성에 대한 설명 중 공지기술에 대한 설명은 생략한다.Hereinafter, a fuel cell cooling system of a fuel cell bus according to an exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Configurations shown in the drawings are conceptual diagrams for explaining the concept of the present invention, and description of the known art will be omitted.

본 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.Embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art. Therefore, the shape and size of the elements in the drawings may be exaggerated for more clear description.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지버스의 연료전지 냉각시스템의 외형을 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지버스의 연료전지 냉각시스템의 냉각팬의 배치를 나타내는 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지버스의 연료전지 냉각시스템의 라디에이터를 나타내는 도면이고, 도 4 내지 도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각팬을 설명하기 위한 도면이고, 도 7은 도 4 내지 도 6의 하부 가이드와 상부 가이드를 설명하기 위한 도면이다.1 is a view showing the appearance of a fuel cell cooling system of a fuel cell bus according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a layout of the cooling fan of the fuel cell cooling system of the fuel cell bus according to an embodiment of the present invention 3 is a diagram illustrating a radiator of a fuel cell cooling system of a fuel cell bus according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 4 to 6 illustrate a cooling fan according to an embodiment of the present invention. 7 is a diagram for explaining the lower guide and the upper guide of FIGS. 4 to 6.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 연료전지버스의 연료전지 냉각시스템은 라디에이터(200), 냉각팬(100) 및 제어부(도시되지 않음)를 포함할 수 있다.1 to 3, a fuel cell cooling system of a fuel cell bus according to the present embodiment may include a radiator 200, a cooling fan 100, and a controller (not shown).

라디에이터(200)는 연료전지버스의 루프의 후미에 배치되고, 2행 2열의 4개로 배치될 수 있다.The radiator 200 may be arranged at the rear of the loop of the fuel cell bus and may be arranged in four of two rows and two columns.

라디에이터(200)는 연료전지버스의 선미측을 기준으로 1행 1열에 배치된 제3 라디에이터(Main 3), 1행 2열에 배치된 제2 라디에이터(Main 2), 2행 1열에 배치된 제4 라디에이터(Main 4) 및 2행 2열에 배치된 제1 라디에이터(Main 1)로 구현될 수 있다.The radiator 200 includes a third radiator (Main 3) arranged in one row and one column based on the stern side of the fuel cell bus, a second radiator (Main 2) arranged in one row and two columns and a fourth row arranged in two rows and one column. It may be implemented as a radiator (Main 4) and the first radiator (Main 1) arranged in two rows and two columns.

제3 라디에이터(Main 3) 및 제2 라디에이터(Main 2)의 각 출구는 본 실시예에 따른 연료전지 냉각시스템의 냉각수 라인의 배출구(outlet)에 연결된다. Each outlet of the third radiator (Main 3) and the second radiator (Main 2) is connected to an outlet of the cooling water line of the fuel cell cooling system according to the present embodiment.

제3 라디에이터(Main 3)와 제4 라디에이터(Main 4)는 냉각수가 흐르도록 서로 연결된다. 즉 제4 라디에이터(Main 4)의 출구와 제3 라디에이터(Main 3)의 입구가 서로 연결된다. The third radiator (Main 3) and the fourth radiator (Main 4) are connected to each other so that the cooling water flows. That is, the outlet of the fourth radiator (Main 4) and the inlet of the third radiator (Main 3) are connected to each other.

제2 라디에이터(Main 2)와 제1 라디에이터(Main 1)는 냉각수가 흐르도록 서로 연결된다. 즉 제1 라디에이터(Main 1)의 출구와 제2 라디에이터(Main 2)의 입구가 서로 연결된다.The second radiator (Main 2) and the first radiator (Main 1) are connected to each other so that the coolant flows. That is, the outlet of the first radiator Main 1 and the inlet of the second radiator Main 2 are connected to each other.

제4 라디에이터(Main 4) 및 제1 라디에이터(Main 1)의 각 입구는 냉각수 라인의 유입구(inlet)에 연결될 수 있다.Each inlet of the fourth radiator Main 4 and the first radiator Main 1 may be connected to an inlet of the cooling water line.

냉각팬(100) 라디에이터(200)의 상측에 상하 한 쌍의 중첩된 팬 형태로 구현되며, 복수개로 마련될 수 있다. 이하에서는 도 4 내지 도 7를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각팬(100)에 대해 구체적으로 설명한다. The cooling fan 100 is implemented in the form of a pair of upper and lower overlapping fan on the upper side of the radiator 200, it may be provided in plurality. Hereinafter, the cooling fan 100 according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 4 to 7.

냉각팬(100)의 각각은 상하 한 쌍의 중첩된 팬 형태로 구현되며, 복수개로 마련될 수 있다Each of the cooling fans 100 is implemented in the form of a pair of upper and lower overlapping fans, may be provided in plurality.

냉각팬(100)은 서로 반대방향으로 회전하는 상하 한 쌍의 하부팬(120) 및 상부팬(110)과, 하부팬(120) 및 상부팬(110)의 사이에 배치되는 하부 가이드(140) 및 상부 가이드(130)를 구비할 수 있다.The cooling fan 100 includes a pair of upper and lower lower fans 120 and upper fans 110 that rotate in opposite directions, and a lower guide 140 disposed between the lower fans 120 and the upper fans 110. And an upper guide 130.

하부팬(120)은, 하부가 라디에이터(200)의 상부와 대면하여 배치되고, 제1 회전방향으로 회전하여 라디에이터(200)를 통과한 공기를 하부로부터 상부 방향으로 흐르게 한다.The lower fan 120 has a lower portion disposed to face the upper portion of the radiator 200 and rotates in the first rotational direction so that air passing through the radiator 200 flows from the lower portion to the upper portion.

하부 가이드(140)는 원통의 형태로 하부팬(120)의 상부와 접하고 상부 가이드(130)의 하부에 접하는 구조를 가지고, 내부에 복수개의 하부 가이드 베인이 장착된다.The lower guide 140 has a structure in contact with the upper portion of the lower fan 120 in the form of a cylinder and in contact with the lower portion of the upper guide 130, a plurality of lower guide vanes are mounted therein.

하부 가이드 베인(142)들 각각은 하부팬(120)의 회전 방향인 제1 회전방향에 의해 형성되는 아래쪽에서 위쪽으로의 공기의 흐름에 대응하여 사전에 정해진 각도로 기울어져 있다.Each of the lower guide vanes 142 is inclined at a predetermined angle in response to a flow of air from the bottom to the top formed by the first rotation direction, which is the rotation direction of the lower fan 120.

이와 같이 하부 가이드(140)는 상부팬(110)의 하부에서의 유동손실을 줄이고, 하부팬(120)으로부터 상부팬(110) 쪽으로 공기흐름을 푸싱할 수 있다.As such, the lower guide 140 may reduce the flow loss in the lower portion of the upper fan 110 and may push the air flow toward the upper fan 110 from the lower fan 120.

상부 가이드(130)는 원통의 형태로 하부 가이드(140)의 상부와 접하고 상부팬(110)의 하부에 접하는 구조를 가지고, 내부에 복수개의 상부 가이드 베인(132)이 장착된다.The upper guide 130 has a structure in contact with the upper portion of the lower guide 140 in the form of a cylinder and in contact with the lower portion of the upper fan 110, a plurality of upper guide vanes 132 is mounted therein.

상부 가이드 베인(132)들 각각은 상부팬(110)의 회전 방향인 제2 회전방향에 의해 형성되는 아래쪽에서 위쪽으로의 공기의 흐름에 대응하여 사전에 정해진 제2 각도로 기울어져 있다. 여기서, 상부팬(110)의 제2 회전방향과 하부팬(120)의 제1 회전방향은 서로 반대방향이다. 제1 회전방향이 시계방향인 경우, 제2 회전방향은 반시계방향이다.Each of the upper guide vanes 132 is inclined at a second predetermined angle corresponding to the flow of air from the lower side to the upper side formed by the second rotation direction, which is the rotation direction of the upper fan 110. Here, the second rotation direction of the upper fan 110 and the first rotation direction of the lower fan 120 are opposite to each other. When the first rotational direction is clockwise, the second rotational direction is counterclockwise.

상부 가이드(130)는 하부 가이드(140)를 통과하여 유입되는 공기의 유동방향을 상부팬(110)의 회전방향인 제2 회전방향으로 점진적으로 천이시킴으로써, 상부팬(110)의 회전방향에 대해 역방향으로 회전하는 하부팬(120)에 의해 형성된 공기의 흐름을 상부팬(110)으로 원할히 전달할 수 있다. 하부 가이드 베인(142) 및 상부 가이드 베인(132)은 각각 12개로 마련될 수 있다.The upper guide 130 gradually shifts the flow direction of the air flowing through the lower guide 140 in the second rotation direction, which is the rotation direction of the upper fan 110, to the rotation direction of the upper fan 110. The flow of air formed by the lower fan 120 rotating in the reverse direction can be smoothly transmitted to the upper fan 110. The lower guide vanes 142 and the upper guide vanes 132 may each be provided in twelve.

예를 들면, 하부 가이드(140) 및 상부 가이드(130)에 의한 하부팬(120) 및 상부팬(110) 사이의 간격은 대략 60mm로 정해질 수 있다. 이와 같은 간격은 하부팬(120)으로부터 유출되는 유동의 섭동량을 다소 감소시킨 후 상부팬(110)으로 유입시키는 역할을 할 수 있다.For example, the distance between the lower fan 120 and the upper fan 110 by the lower guide 140 and the upper guide 130 may be set to about 60 mm. Such a gap may serve to introduce the upper fan 110 after reducing the perturbation amount of the flow flowing out of the lower fan 120 to some extent.

상부팬(110)은, 하부가 상부 가이드(130)의 상부와 접하여, 제1 회전방향의 반대방향인 제2 회전방향으로 회전하여 하부 가이드(140) 및 상부 가이드(130)를 통해 가이드되는 공기를 하부로부터 상부방향으로 흐르게 할 수 있다.The upper fan 110 has a lower portion in contact with the upper portion of the upper guide 130, and rotates in a second rotation direction opposite to the first rotation direction to guide air through the lower guide 140 and the upper guide 130. Can flow from bottom to top.

이와 같이, 본 실시예에 따른 냉각팬(100)은 유동방향(높이방향)으로 소정의 길이를 갖는 하부 가이드(140)와 상부 가이드(130)를 이용하여 하부팬(120)과 상부팬(110) 사이에 임의의 간격을 두고, 하부팬(120)으로부터 토출되어 상부팬(110)까지 이동하는 공기의 유동손실을 최소화하는 쉬라이드 기능을 수행할 수 있다. 즉 본 실시예에 따른 냉각팬(100)은 2개 팬의 역방향 회전시 압력 손실을 최소화하고, 공기의 흐름을 원활히 하여 냉각풍량을 증대시킬 수 있다.As described above, the cooling fan 100 according to the present embodiment uses the lower guide 140 and the upper guide 130 having a predetermined length in the flow direction (height direction), and the lower fan 120 and the upper fan 110. At a certain interval between the), the shroud function may be performed to minimize the flow loss of the air discharged from the lower fan 120 to the upper fan 110. That is, the cooling fan 100 according to the present embodiment may minimize the pressure loss during the reverse rotation of the two fans and increase the amount of cooling air by smoothly flowing the air.

본 실시예에 따른 제어부(도시되지 않음)는 본 실시예에 따른 연료전지버스의 연료전지 냉각시스템의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 제어부는 상부팬(110)을 제1 회전방향으로, 하부팬(120)을 제2 회전방향의 반대방향으로 회전시킬 수 있다.The controller (not shown) according to the present exemplary embodiment may control the overall operation of the fuel cell cooling system of the fuel cell bus according to the present exemplary embodiment. The controller may rotate the upper fan 110 in the first rotation direction and the lower fan 120 in a direction opposite to the second rotation direction.

이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지버스의 연료전지 냉각시스템의 효과를 도 8 내지 도 19를 참고하여 설명한다.Hereinafter, the effects of a fuel cell cooling system of a fuel cell bus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 8 to 19.

도 8 및 도 9에 나타난 바와 같이, 본 실시예에 따른 냉각팬이 싱글팬에 비해 냉각풍량이 대략 50% 이상 증대될 수 있다. 이와 같이 본 실시예에 따른 냉각팬을 적용하면, 200 kw급 고출력 연료전지 버스의 냉각도 가능하다. E/drive 1 및 E/drive 2는 양자 동일하게 싱글팬이 적용되었다.As shown in FIG. 8 and FIG. 9, the cooling fan amount of the cooling fan according to the present exemplary embodiment may be increased by about 50% or more compared to the single fan. Thus, if the cooling fan according to the present embodiment is applied, it is possible to cool the 200 kw high-power fuel cell bus. E / drive 1 and E / drive 2 are equally single-fand.

도 10 및 도 11에 나타난 바와 같이, 본 실시예에 따른 냉각팬의 경우, 싱글팬에 비해, 그릴을 통해 유입되는 유속이 증가하고 팬의 후류가 보다 상측으로 형성되어 유동 직진성이 개선되고, 팬 허브에서의 재순환 유동이 감소한다. 이 도면들은 도 2의 B-B단면을 기준으로 한 유속분포를 나타낸 것이다.As shown in Figure 10 and 11, in the case of the cooling fan according to this embodiment, compared to the single fan, the flow rate flowing through the grill is increased and the wake of the fan is formed to the upper side to improve the flow straightness, the fan Recirculation flow at the hub is reduced. These figures show the flow rate distribution on the basis of section B-B of FIG. 2.

도 12 및 도 13에 나타난 바와 같이, 본 실시예에 따른 냉각팬의 경우, 도 12의 싱글팬에 비해, 도 13의 중첩팬의 유입유량이 증대되었다. 이 도면들은 도 2의 상측에서 본 것으로, 유속분포를 나타낸 것이다.12 and 13, in the case of the cooling fan according to the present embodiment, the inflow flow rate of the overlapping fan of FIG. 13 is increased compared to the single fan of FIG. 12. These figures are seen from the top of FIG. 2 and show the flow rate distribution.

도 14 및 도 15에 나타난 바와 같이, 본 실시예에 따른 냉각팬의 경우, 도 14의 싱글팬에 비해, 도 15의 중첩팬은 유동 상측방향의 직진성이 증대됨에 따라 재유입의 정도가 상대적으로 작게 나타났다. 이 도면들은 팬을 통과한 뜨거운 공기의 재유입을 도 2의 횡단면을 기준으로 하는 온도분포로 나타낸 것이다.As shown in Figure 14 and 15, in the case of the cooling fan according to this embodiment, compared to the single fan of Figure 14, the overlap fan of Figure 15 has a relatively high degree of reflow as the straightness of the flow up direction is increased Appeared small. These figures show the reflow of hot air through the fan as a temperature distribution based on the cross section of FIG. 2.

도 16 및 도 17에 나타난 바와 같이, 본 실시예에 따른 냉각팬의 경우, 도 16의 싱글팬에 비해, 도 17의 중첩팬은 외기 그릴부로 재 유입되는 고온 공기량이 감소되었다. 이 도면들은 도 2의 상측에서 본 것으로, 온도분포를 나타낸 것이다.As shown in FIG. 16 and FIG. 17, in the cooling fan according to the present embodiment, compared to the single fan of FIG. 16, the overlapping fan of FIG. 17 reduces the amount of hot air flowing back into the outside air grill unit. These figures are seen from the top of FIG. 2 and show the temperature distribution.

도 18 및 도 19에 나타난 바와 같이, 본 실시예에 따른 냉각팬의 경우, 도 18의 싱글팬에 비해, 도 19의 중첩팬은 라디에이터의 온도 분포가 대폭 개선되었다. 이에 의해 라디에이터의 열적 내구성이 증대될 수 있고, 팬 회전수의 감소를 통해 연비의 향상을 도모할 수 있다. 이 도면들은 도 3을 기준으로 하는 온도분포를 나타낸 것이다.18 and 19, in the cooling fan according to the present embodiment, the temperature distribution of the radiator is significantly improved in the overlapping fan of FIG. 19 compared to the single fan of FIG. 18. As a result, the thermal durability of the radiator can be increased, and the fuel economy can be improved by reducing the fan rotation speed. These figures show the temperature distribution based on FIG. 3.

이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각팬 및 이를 포함하는 연료전지버스의 연료전지 냉각시스템은, 하부 및 상부 가이드를 이용하여 하부팬 및 상부팬의 사이에 일정한 간격을 둠으로써 하부팬으로부터 유출되는 공기의 섭동량을 감소시켜 상부팬으로 전달하고, 하부 가이드를 이용하여 하부팬으로부터 상부팬 쪽으로 공기의 흐름을 푸싱하며, 상부 가이드를 이용하여 하부팬에 의해 형성된 공기의 흐름을 상부팬에 대응하여 천이시킴으로써 냉각풍의 유동손실을 최소화할 수 있어, 냉각풍량을 증대시킬 수 있고, 냉각팬 및 냉각시스템의 효율 및 내구성을 향상시킬 수 있다.As described above, the cooling fan and the fuel cell cooling system of the fuel cell bus including the same according to an embodiment of the present invention are discharged from the lower fan by providing a predetermined distance between the lower fan and the upper fan by using the lower and upper guides. Reduce the amount of air perturbation to be delivered to the upper fan, push the flow of air from the lower fan toward the upper fan using the lower guide, and corresponds to the upper fan by the flow of air formed by the lower fan using the upper guide By making the transition, the flow loss of the cooling wind can be minimized, the amount of cooling wind can be increased, and the efficiency and durability of the cooling fan and the cooling system can be improved.

본 발명의 일 실시예에 따른 냉각팬 및 연료전지버스의 연료전지 냉각시스템은 위에서 설명한 실시예들의 구성과 방법에 한정되지 않으며, 사용자의 필요에 따라 실시예의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수 있다.The fuel cell cooling system of the cooling fan and the fuel cell bus according to an embodiment of the present invention is not limited to the configuration and method of the embodiments described above, and all or part of the embodiments may be selectively combined according to a user's needs. Can be.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.In the present invention as described above has been described by the specific embodiments, such as specific components and limited embodiments and drawings, but this is provided to help a more general understanding of the present invention, the present invention is not limited to the above embodiments. For those skilled in the art, various modifications and variations are possible from such description.

100: 냉각팬
110: 상부팬
120: 하부팬
130: 상부 가이드
132: 상부 가이드 베인
140: 하부 가이드
142: 하부 가이드 베인
200: 라디에이터100: cooling fan
110: upper fan
120: lower fan
130: upper guide
132: upper guide vane
140: lower guide
142: lower guide vanes
200: radiator

Claims (7)

연료전지버스용 연료전지의 냉각을 위한 라디에이터의 위측에 배치되는 냉각팬에 있어서,
서로 반대방향으로 회전하는 상하 한 쌍의 상부팬 및 하부팬;
상기 상부팬 및 하부팬의 사이에 배치되는 원통형태의 가이드; 및
상기 가이드의 내부에 장착되어, 상기 상부팬과 하부팬의 회전에 의해 발생하는 공기흐름을 가이드 하기 위한 복수개의 가이드 베인을 포함하며,
상기 하부팬은, 하부가 상기 라디에이터의 상부와 대면하여 배치되고, 제1 회전방향으로 회전하여 상기 라디에이터를 통과한 공기를 하부로부터 상부 방향으로 흐르게 하고,
상기 가이드는, 상기 하부팬 및 상기 상부팬의 사이에 일정한 간격을 둠으로써 상기 하부팬으로부터 유출되는 공기의 섭동량을 감소시켜 상기상부팬으로 전달하기 위해, 상기 하부팬의 상부와 접하고 내부에 복수개의 하부 가이드 베인이 장착되는 하부 가이드와, 상기 하부 가이드의 상부와 접하고 상기 상부팬의 하부에 접하며 내부에 복수개의 상부 가이드 베인이 장착되는 상부 가이드를 구비하며,
상기 상부팬은, 하부가 상기 상부 가이드의 상부와 접하여, 상기 제1 회전방향의 반대방향인 제2 회전방향으로 회전하여 상기 하부 가이드 및 상부 가이드를 통해 가이드되는 공기를 하부로부터 상부방향으로 흐르게 하는 것을 특징으로 하는 냉각팬.A cooling fan disposed above a radiator for cooling a fuel cell for a fuel cell bus,
A pair of upper and lower upper and lower pans which rotate in opposite directions;
A cylindrical guide disposed between the upper fan and the lower fan; And
Is mounted inside the guide, and includes a plurality of guide vanes for guiding the air flow generated by the rotation of the upper fan and the lower fan,
The lower fan, the lower portion is disposed facing the upper portion of the radiator, rotates in the first rotational direction to flow air passing through the radiator from the lower to the upper direction,
The guide is in contact with the upper portion of the lower fan and a plurality of inside to reduce the perturbation amount of air flowing out of the lower fan by passing a predetermined interval between the lower fan and the upper fan to deliver to the upper fan. A lower guide on which the lower guide vanes are mounted, and an upper guide in contact with an upper portion of the lower guide and in contact with a lower portion of the upper fan, and having a plurality of upper guide vanes therein,
The upper fan has a lower portion in contact with an upper portion of the upper guide and rotates in a second rotational direction opposite to the first rotational direction so that air guided through the lower guide and the upper guide flows from the lower side to the upper side. Cooling fan characterized in that. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 하부 가이드 베인들 각각은 상기 하부팬의 회전 방향인 제1 회전방향에 의해 형성되는 공기흐름에 대응하여 사전에 정해진 각도로 기울어져 있고,
상기 상부 가이드 베인들 각각은 상기 상부팬의 회전 방향인 제2 회전방향에 의해 형성되는 공기흐름에 대응하여 사전에 정해진 각도로 기울어져 있는 것을 특징으로 하는 냉각팬.The method of claim 1,
Each of the lower guide vanes is inclined at a predetermined angle corresponding to an air flow formed by a first rotation direction, which is a rotation direction of the lower fan.
Each of the upper guide vanes is inclined at a predetermined angle corresponding to the air flow formed by the second rotation direction, which is the rotation direction of the upper fan. 제3항에 있어서,
상기 하부 가이드 베인 및 상부 가이드 베인은 각각 12개로 마련되는 것을 특징으로 하는 냉각팬.The method of claim 3, wherein
Cooling fan, characterized in that the lower guide vanes and the upper guide vanes are provided in each of 12. 연료전지버스의 루프의 후미에 배치되는 복수개의 라디에이터;
상기 라디에이터의 상측에 배치되고, 각각이 상하 한 쌍의 상부팬 및 하부팬의 중첩된 팬 형태로 구현된 복수개의 냉각팬;
상기 상부팬을 제1 회전방향으로, 상기 하부팬을 상기 제1 회전방향의 반대방향인 제2 회전방향으로 회전시키는 제어부를 포함하고,
상기 냉각팬은 상기 상부팬 및 하부팬의 사이에 배치되는 원통형태의 가이드와, 상기 가이드의 내부에 장착되어 상기 상부팬과 하부팬의 회전에 의해 발생하는 공기흐름을 가이드 하기 위한 복수개의 가이드 베인을 구비하며,
상기 하부팬은, 하부가 상기 라디에이터의 상부와 대면하여 배치되고, 제1 회전방향으로 회전하여 상기 라디에이터를 통과한 공기를 하부로부터 상부 방향으로 흐르게 하고, 상기 가이드는, 상기 하부팬 및 상기 상부팬의 사이에 일정한 간격을 둠으로써 상기 하부팬으로부터 유출되는 공기의 섭동량을 감소시켜 상기 상부팬으로 전달하기 위해, 상기 하부팬의 상부와 접하고 내부에 복수개의 하부 가이드 베인이 장착되는 하부 가이드와, 상기 하부 가이드의 상부와 접하고 상기 상부팬의 하부에 접하며 내부에 복수개의 상부 가이드 베인이 장착되는 상부 가이드를 구비하며, 상기 상부팬은, 하부가 상기 상부 가이드의 상부와 접하여, 상기 제1 회전방향의 반대방향인 제2 회전방향으로 회전하여 상기 하부 가이드 및 상부 가이드를 통해 가이드되는 공기를 하부로부터 상부방향으로 흐르게 하는 것을 특징으로 하는 연료전지버스의 연료전지 냉각시스템.A plurality of radiators arranged at the rear of the loop of the fuel cell bus;
A plurality of cooling fans disposed on an upper side of the radiator, each of which is implemented in the form of an overlapping fan of a pair of upper and lower upper and lower fans;
And a controller configured to rotate the upper fan in a first rotational direction and the lower fan in a second rotational direction opposite to the first rotational direction.
The cooling fan includes a guide having a cylindrical shape disposed between the upper fan and the lower fan, and a plurality of guide vanes mounted inside the guide to guide air flow generated by rotation of the upper fan and the lower fan. Equipped with
The lower fan has a lower portion disposed to face the upper portion of the radiator, and rotates in a first rotational direction so that air passing through the radiator flows from the lower portion to the upper portion, and the guide includes the lower fan and the upper fan. A lower guide having a plurality of lower guide vanes in contact with an upper portion of the lower fan to transmit the upper pan by reducing a perturbation amount of air flowing out of the lower fan by having a predetermined interval therebetween; An upper guide in contact with an upper portion of the lower guide and in contact with a lower portion of the upper fan, and having a plurality of upper guide vanes mounted therein, wherein the upper fan has a lower portion in contact with an upper portion of the upper guide, the first rotation direction A ball guided through the lower guide and the upper guide by rotating in a second rotational direction opposite to A fuel cell cooling system of a fuel cell bus, characterized in that air flows from the bottom to the top. 삭제delete 제5항에 있어서,
상기 하부 가이드 베인들 각각은 상기 하부팬의 회전 방향인 제1 회전방향에 의해 형성되는 공기흐름에 대응하여 사전에 정해진 각도로 기울어져 있고, 상기 상부 가이드 베인들 각각은 상기 상부팬의 회전 방향인 제2 회전방향에 의해 형성되는 공기흐름에 대응하여 사전에 정해진 각도로 기울어져 있는 것을 특징으로 하는 연료전지버스의 연료전지 냉각시스템.The method of claim 5,
Each of the lower guide vanes is inclined at a predetermined angle corresponding to an air flow formed by the first rotation direction, which is a rotation direction of the lower fan, and each of the upper guide vanes is a rotation direction of the upper fan. A fuel cell cooling system of a fuel cell bus, characterized by inclined at a predetermined angle corresponding to the air flow formed by the second rotation direction.
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