KR102031370B1

KR102031370B1 - 건설기계의 팬 및 슈라우드 구조

Info

Publication number: KR102031370B1
Application number: KR1020120152701A
Authority: KR
Inventors: 전승준
Original assignee: 두산인프라코어 주식회사
Priority date: 2012-12-26
Filing date: 2012-12-26
Publication date: 2019-10-11
Also published as: KR20140084379A

Abstract

본 발명의 실시예는 건설기계의 팬 및 슈라우드 구조에 관한 것으로, 건설기계용 엔진 장치의 일측에 회전축이 결합되고, 상기 회전축을 중심으로 방사 배열된 복수의 팬 부재들과, 상기 복수의 팬 부재들의 각 말단부와 접하도록 배치된 원형의 링부재, 그리고 상기 링부재의 내측 방향으로 이격되고, 일단이 상기 링부재와 중첩되도록 배치된 제1 슈라우드와, 상기 제1 슈라우드의 타단에서 절곡 연장된 제2 슈라우드가 일체로 형성된 슈라우드를 포함한다.

Description

건설기계의 팬 및 슈라우드 구조 {FAN AND SHROUD OF CONSTRUCTION MACHINERY}

본 발명의 실시예는 건설기계에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 건설기계의 팬 및 슈라우드 구조에 관한 것이다.

일반적으로 엔진을 탑재한 차량(중장비 포함)은 엔진 본체에서 연료 연소와 함께 고열이 발생되므로 이를 냉각시키기 위한 엔진냉각장치가 적용되고 있다. 이와 같은 냉각장치는 수온 변화에 따른 냉각수 순환 작동 등의 순환구조를 제외하면 다음과 같은 기본적인 공기 흡입 구조를 갖는다.

종래 팬과 슈라우드의 구조는, 도 1에 도시한 바와 같이, 엔진(미도시함)의 일측에 배치된 회전축(1)을 중심으로 팬(3)이 배치되고, 회전축(1)의 회전 운동을 전달하며 필요에 따라 동력 전달을 끊을 수 있도록 클러치(2)가 배치된다.

또한, 엔진 본체의 고열을 식히기 위하여 팬(3)에 외부 공기를 안내하기 위한 슈라우드(4)가 배치된다. 특히, 슈라우드(4)의 내측으로 공간이 형성되고, 슈라우드(4)와 팬(3)의 날개 단부와 접촉하지 않도록 슈라우드(4)의 내측에 팬(3)이 설치된다.

이때, 흡입 공기의 대부분은 팬(3)에 의하여 흡입 압력을 받고 흡입되지만 그 중 일부가 슈라우드(4) 외주면에 접촉하면서 슈라우드(4) 자체와의 접촉음은 물론 슈라우드(4) 주변 전체를 통한 울림, 소음 등을 발생시키는 문제점이 있다. 더불어, 이 소음 발생의 흡입 공기가 정상 흡입 공기와 합쳐져 팬(3)을 향하여 강하게 흡입됨에 따라 팬(3)과의 접촉 소음이 가중된다.

또한, 슈라우드(4)에 팬(3)이 접촉되어 슈라우드(4)와 팬(3) 전체의 내구성이 저하되는 문제점이 있다.

대한민국 특허공개공보 제10-2001-0022976호

본 발명의 실시예는 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 건설기계의 엔진 냉각을 위해 설치되는 링팬과 슈라우드 사이에 발생하는 마찰을 줄여 마찰로 인한 소음을 감소시킬 수 있는 건설기계의 팬 및 슈라우드 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 실시예에 따르면 건설기계의 팬 및 슈라우드 구조는 건설기계용 엔진 장치의 일측에 회전축이 결합되고, 상기 회전축을 중심으로 방사 배열된 복수의 팬 부재들과, 상기 복수의 팬 부재들의 각 말단부와 접하도록 배치된 원형의 링부재, 그리고 상기 링부재의 내측 방향으로 이격되고, 일단이 상기 링부재와 중첩되도록 배치된 제1 슈라우드와, 상기 제1 슈라우드의 타단에서 절곡 연장된 제2 슈라우드가 일체로 형성된 슈라우드를 포함한다.

상기 링부재와 상기 제1 슈라우드 일단의 중첩 거리는 3mm 내지 7mm 범위 내에 속하는 것일 수 있다.

상기 링부재와 인접하게 위치된 상기 제2 슈라우드 일단 간의 간격은 12mm 내지 20mm 범위 내에 속하는 것일 수 있다.

상기 링부재의 하측 방향으로 이격된 상기 제1 슈라우드 간의 이격 간격은 3mm 내지 7mm 범위 내에 속하는 것 일 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 건설기계의 팬 및 슈라우드 구조는 링팬과 슈라우드 사이의 마찰을 저감시켜 소음을 효과적으로 감소시킬 수 있다.

또한, 링팬과 슈라우드의 구조가 간단하여 조립이 용이하여 작업자의 작업 시간이 감소되는 효과가 있다.

도 1은 종래 건설기계의 팬 및 슈라우드 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 건설기계의 팬 및 슈라우드 구조를 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시한 링팬과 슈라우드의 단면을 나타낸 단면도이다.
도 4는 도 3의 A 영역을 확대하여 나타낸 부분 확대도이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.

도면들은 개략적이고 축적에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 감소되어 도시되었으며 임의의 치수는 단지 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다. 그리고 둘 이상의 도면에 나타나는 동일한 구조물, 요소 또는 부품에는 동일한 참조 부호가 유사한 특징을 나타내기 위해 사용된다.

본 발명의 실시예는 본 발명의 이상적인 실시예를 구체적으로 나타낸다. 그 결과, 도해의 다양한 변형이 예상된다. 따라서 실시예는 도시한 영역의 특정 형태에 국한되지 않으며, 예를 들면 제조에 의한 형태의 변형도 포함한다.

이하, 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 건설기계의 팬 및 슈라우드 구조를 설명한다.

도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 다른 건설기계의 팬 및 슈라우드 구조는 건설기계용 엔진 장치(100), 팬 부재(10), 링 부재(20), 슈라우드(30)를 포함한다.

또한, 슈라우드(30)는 제1 슈라우드(31), 제2 슈라우드(32)를 포함한다.

건설기계에는 엔진 장치(10)가 탑재된다. 이때, 엔진 장치(10)에서 연료 연소와 함께 고열이 발생되므로 이를 냉각시키기 위한 엔진 냉각 장치가 필요하게 된다. 상기와 같은 냉각 장치는 기본 적인 공기 흡입 구조를 갖는다.

이에 따라, 엔진 장치(10)의 일측에 팬 부재(10)가 배치된다. 구체적으로, 엔진 장치(10)의 일측에 회전축(11)이 결합되고, 회전축(11)을 중심으로 팬 부재(10)는 방사형으로 복수로 배열된다.

여기서, 회전축(11) 외주연의 둘레에는 클러치(CLUTCH, 12)가 배치된다. 클러치(12)는 일명 자동 팬이라고 불리며, 본 발명의 일실시예에 따른 클러치(12)는 팬 부재(10)들의 회전을 자동적으로 조절하여 팬 부재(10)의 구동에 소비되는 동력을 손실을 될 수 있는 대로 적게하고 기관의 과냉(OVER COOL)이나 팬 부재(10)의 소음을 적게 하기 위해 배치된다.

또한, 복수의 팬 부재(10)들의 각 말단부을 연결하는 원형의 링부재(20)가 배치된다. 즉, 팬 부재(10)와 링 부재(20)가 일체형으로 형성된다. 이에 따라 흡입된 공기가 팬 부재(10)의 축에 대하여 평행으로 흐르게 된다.

링부재(20)의 내측 방향으로 이격되고 일단이 상기 링부재(20)와 중첩되도록 배치된 제1 슈라우드(31)와, 제1 슈라우드(31)의 타단에서 절곡 연장된 제2 슈라우드(32)가 일체로 형성된 슈라우드(30)가 배치된다.

슈라우드(30)는 통상적으로 엔진 장치(100)를 냉각시키기 위해 유입되는 공기를 모아주기 위한 얇을 판을 말한다. 구체적으로, 팬 부재(10)에 의하여 유입되는 공기를 효율적으로 엔진 장치(100) 쪽으로 보냄과 동시에 팬 부재(10)들을 보호하는 역할을 한다.

험한 지역에서 주로 사용되는 건설기계에 장착되는 슈라우드(30)는 본 발명의 일 실시예에 따른 슈라우드(30)는 강철로 형성되는 것이 바람직하다. 만약, 강철이 아닌 플라스틱 등과 같은 재질로 형성되면 험한 지역에서 작업하는 건설기계의 특성상 외부 환경에 매우 노출되어 있으므로, 이를 견디기 위한 강성이 확보되어야 하기 때문이다.

그러나, 반드시 이에 한정된 것은 아니며 통상의 기술자에게 공지된 다양한 재질의 슈라우드(30)가 형성될 수 있다.

도 3 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 건설기계의 팬과 슈라우드 구조에 관하여 상세하게 설명한다.

유입된 공기가 슈라우드(30)에 의해 모아지면 공기는 회전축(11)을 중심으로 회전하는 팬 부재(10)에 의해 이동된다. 이때, 유입된 공기의 일부는 팬 부재(10)의 겉면을 타고 흘러 건설기계용 엔진 장치(100) 쪽으로 이동되고, 나머지 일부는 중첩된 구간을 가지고 배치된 링 부재(20)와 슈라우드(30) 사이로 빠져나가 외부로 유출된다.

이때, 유입된 공기의 유출이 쉽고, 공기가 유출될 때 발생하는 소음을 최소화 하기 위하여 링 부재(20)와 슈라우드(30) 간의 간섭이 발생되지 않는 범위 내의 간격을 정하는 것이 중요하다.

도 3 내지 도 4를 참조하여, 링 부재(20)와 제1 슈라우드(31)의 중첩 거리(a: 묻힘량)와 링부재(20)와 제2 슈라우드(32) 간의 간격(b)와, 링부재(20)와 제1 슈라우드(31) 간의 간격을 설명한다.

첫 번째로, 링 부재(20)와 제1 슈라우드(31) 일단의 중첩 거리(a)는 4mm 내지 7mm의 범위 내에서 중첩되는 것이 바람직하며, 더욱 상세하게는 최소 4mm의 중첩되는 구간을 가져야 한다. 이는 설치되는 건설기계의 타입에 따라 달라지겠지만 4mm 보다 작게 형성되면 슈라우드(30) 링 부재(20) 사이로 빠져나가는 공기의 양이 급격하게 증가하게 되어 소음이 증대되기 때문이다.

즉, 링 부재(20)와 제1 슈라우드(31) 일단의 중첩 거리(a)는 4mm 내지 7mm의 범위 내에서 중첩되도록 배치되어야 한다.

두 번째로, 링 부재(20)와 인접하게 위치된 제2 슈라우드(32) 일단 사이의 간격(b)는 13mm 내지 20mm 범위 내에 속하는 것이 바람직하다. 만약, 상기한 범위 내에 속하지 않고 크게 벗어나거나 사이의 간격(b)이 가까울 경우 서로 간섭이 발생되어 소음이 증대되게 된다.

이에 따라, 링 부재(20)와 인접하게 위치된 제2 슈라우드(32) 일단 사이의 간격(b)는 13mm 내지 20mm 범위 내에 속하도록 형성해야 한다.

마지막으로, 링 부재(20)의 하측 방향으로 이격된 제1 슈라우드(31) 간의 간격(c)는 4mm 내지 7mm 범위 내에 속하는 것이 바람직하다. 상기한 바와 마찬가지로 간격(c)이 너무 작게 되어 링 부재(20)와 제1 슈라우드(31)가 가깝게 위치되면 링 부재(20)와 제1 슈라우드(31)간에 간섭이 발생하여 소음이 증대되고, 간격(c)이 너무 커지게 되어 링 부재(20)와 제1 슈라우드(31)가 떨어져서 위치되면 오히려 소음이 증가하게 된다.

즉, 링 부재(20)의 하측 방향으로 이격된 제1 슈라우드(31) 간의 간격(c)는 4mm 내지 7mm 범위 내에 속하도록 형성하여야 한다.

따라서, 본 발명을 실시하는 작업자는 건설기계의 타입과 크기에 맞는 최적화된 중첩 거리(a), 간격(b, c)를 정하는 것이 매우 중요하다.

상기와 같은 구성에 의하여, 건설기계의 팬과 슈라우드 구조는 팬 부재(10)와 링 부재(20)가 연결된 링팬의 구조로 형성되고, 링 부재(20)로 유입된 공기를 모아주는 슈라우드(30) 사이의 간섭이 줄어들어 마찰이 저감되고, 이로 인해 소음이 감소되는 효과가 있다.

또한, 건설기계의 팬과 슈라우드는 구조가 간단하므로, 유지 및 보수의 필요시 작업자의 작업 시간이 감소되어 작업 능률이 향상되는 효과가 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명은 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 엔진 장치 10: 팬 부재
11: 회전축 12: 클러치
20: 링 부재 30: 슈라우드
31: 제1 슈라우드 32: 제2 슈라우드
a: 링부재와 제1 슈라우드의 중첩 거리
b: 링부재와 제2 슈라우드 간의 간격
c: 링부재와 제1 슈라우드의 이격 간격

Claims

건설기계용 엔진 장치(10)의 일측에 회전축(11)이 결합되고, 상기 회전축(11)을 중심으로 방사 배열된 복수의 팬 부재(10)들;
상기 복수의 팬 부재(10)들의 각 말단부와 접하여 상기 팬 부재(10)들과 함께 회전되도록 배치된 원형의 링부재(20); 및
상기 링부재(20)의 내측 방향으로 이격되고, 일단이 상기 링부재(20)와 중첩되도록 배치된 제1 슈라우드(31)와, 상기 제1 슈라우드(31)의 타단에서 절곡 연장된 제2 슈라우드(32)가 일체로 형성된 슈라우드(30)를 포함하고,
상기 회전축(11)의 회전에 따라 유입된 공기의 일부는 상기 팬 부재(10)의 겉면을 타고 흘러 건설기계용 엔진 장치(100) 쪽으로 이동되고, 나머지 일부는 중첩된 구간을 가지고 배치된 링 부재(20)와 슈라우드(30) 사이로 빠져나가는 건설기계의 팬과 슈라우드 구조.
제1항에 있어서,
상기 링부재(20)와 상기 제1 슈라우드(31) 일단의 중첩 거리(a)는 4mm 내지 7mm 범위 내에 속하는 건설기계의 팬과 슈라우드 구조.
제1항에 있어서,
상기 링부재(20)와 인접하게 위치된 상기 제2 슈라우드(32) 일단 간의 간격(b)은 12mm 내지 20mm 범위 내에 속하는 건설기계의 팬과 슈라우드 구조.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 링부재(20)의 하측 방향으로 이격된 상기 제1 슈라우드(31) 간의 간격(c)은 4mm 내지 7mm 범위 내에 속하는 건설기계의 팬과 슈라우드 구조.