KR102142721B1 - 운송수단용 라디에이터의 오염방지를 위한 프로텍터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 라디에이터(20)를 이물질로부터 보호하는 프로텍터에 있어서, 라디에이터(20)의 전면에 배치되는 유동발생부재(100); 및 상기 유동발생부재(100)를 상기 라디에이터(20)에 고정하는 고정부재(200);를 포함하며, 상기 유동발생부재(100)는 상기 라디에이터(20)의 전방측으로 유입되는 공기에 선회류를 형성하는 것을 특징으로 하는 운송수단용 라디에이터의 오염방지를 위한 프로텍터에 관한 것이다.

Description

운송수단용 라디에이터의 오염방지를 위한 프로텍터{Protector for preventing pollution of radiator for transportation}

본 발명은 운송수단용 라디에이터의 오염방지를 위한 프로텍터에 관한 것으로, 자동차 등의 운송수단 상에 사용되는 라디에이터를 외부에서 유입되는 이물질로부터 보호하는 프로텍터에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 엔진 룸 내에는 엔진 등과 같은 구동을 위한 부품뿐만 아니라, 엔진 등과 같은 차량 내 각 부품을 냉각하거나 또는 차량 실내의 공기 온도를 조절하기 위한 라디에이터, 인터쿨러, 증발기, 콘덴서 등과 같은 다양한 열교환기들이 구비된다. 이와 같은 열교환기들은 일반적으로 내부에 열교환매체가 유통하며, 열교환기 내부의 열교환매체와 열교환기 외부의 공기가 서로 열교환 함으로써 냉각 또는 방열이 이루어지게 된다. 따라서 차량 엔진 룸 내의 다양한 열교환기들이 안정적으로 작동하기 위해서는 엔진 룸 내부로 외부 공기가 원활히 공급되도록 이루어진다.

상기 라디에이터는 엔진을 통과하면서 가열된 냉각수를 냉각하는 장치로서, 한 쌍의 제1헤더탱크, 냉각수가 유입되는 파이프 및 유출되는 파이프가 형성된다. 외부에서 유입되는 공기를 통해 상기 냉각수를 냉각하여 운송수단의 성능을 유지하도록 이루어질 수 있다. 다만 종래 운송수단에 형성되는 라디에이터는 외부로부터 공기를 공급받음으로써 이물질에 의해서 열교환 핀이 손상되어 성능이 저하되는 문제점이 있었다.

종래 라디에이터와 같은 제품군을 보호하기 위해 한국 공개실용신안공보 제1996-057958호(“라디에이터 쿨링팬의 프로텍터 설치구조”, 1998.09.25. 공개) 등이 개시되어 있다. 도 1에서 도시된 바와 같이 해당 문헌의 경우에는 프로텍터(15)가 공기 유동에 영향을 주지 않도록 망사형으로 구성되고 라디에이터 블로워(3)에 외부 접촉물이 직접 닿지 않도록 구성되는 것으로, 작은 입자들을 필터링하기 위해서는 메쉬망의 간격이 작아지고 결과적으로 공기 유동에 지대한 영향을 줄 수밖에 없는 단점이 있다.

따라서 라디에이터를 외부 이물질로부터 보다 효과적으로 보호할 수 있으면서, 공기 유동에 주는 영향을 최소화할 수 있는 프로텍터가 요구되고 있다.

한국 공개실용신안공보 제1996-057958호(“라디에이터 쿨링팬의 프로텍터 설치구조”, 1998.09.25. 공개) 한국 공개특허공보 제1999-027670호(“라디에이터 보호장치”, 1999.04.15. 공개)

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 유입되는 공기가 선회류를 형성함으로써 라디에이터에 이물질이 직접 유입되는 것을 방지할 수 있는 운송수단용 라디에이터의 오염방지를 위한 프로텍터에 관한 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 운송수단용 라디에이터의 오염방지를 위한 프로텍터는, 라디에이터(20)를 이물질로부터 보호하는 프로텍터에 있어서, 라디에이터(20)의 전면에 배치되는 유동발생부재(100); 및 상기 유동발생부재(100)를 상기 라디에이터(20)에 고정하는 고정부재(200);를 포함하며, 상기 유동발생부재(100)는 상기 라디에이터(20)의 전방측으로 유입되는 공기에 선회류를 형성하는 것을 특징으로 할 수 있다.

이때 상기 유동발생부재(100)는, 전후방향으로 길이가 형성된 중심축(110); 및 상기 중심축(110)의 둘레 방향을 따라 서로 이격 배치되는 복수의 블레이드(120);를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한 상기 블레이드(120)는, 상기 중심축(110)을 기준으로 전방부(121)의 외측방향 연장축이 후방부(122)의 외측방향 연장축과 소정각도(

) 회전된 형태로 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한 상기 블레이드(120)는, 상기 전방부(121) 및 후방부(122)의 일단이 각각 상기 중심축(110)의 전방 단부 및 후방단부 외면에 결합되고, 상기 전방부(121) 및 후방부(122)의 타단이 각각 상기 중심축(110)의 전방 단부 및 후방단부의 외측에 이격 배치되며, 상기 전방부(121)의 양단 사이의 연결이 곡선 형태로 이루어지고, 상기 후방부(122)의 양단 사이의 연결이 직선 형태로 이루어지며, 상기 전방부(121)의 타단과 후방부(122)의 타단이 서로 연결되어 면을 형성하는 것을 특징으로 할 수 있다.

여기서 상기 유동발생부재(100)는, 상기 블레이드(120)에 복수의 통기홈(130)이 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 복수의 통기홈(130)은 상기 중심축(110)에 상대적으로 인접한 통기홈(130)의 직경이 작게 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한 상기 고정부재(200)는, 상기 라디에이터(20) 상에 고정 결합되는 고정프레임(210); 및 상기 고정프레임(210)과 상기 유동발생부재(100)를 연결하는 연결프레임(220);을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

이때 상기 유동발생부재(100)는, 복수의 블레이드(120)를 포함하되, 상기 고정부재(200)는, 상기 연결프레임(220)이 복수로 형성되어 상기 복수의 블레이드(120) 각각에 연결되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기와 같은 본 발명의 구성에 의한 운송수단용 라디에이터의 오염방지를 위한 프로텍터는, 라디에이터로 유입되는 공기가 선회류를 형성함으로써 공기 상에 부유하고 있는 물질들이 외측으로 배출되도록 구성하여 라디에이터에 이물질이 유입되는 것을 방지할 수 있다.

또한 본 발명은 전방부와 후방부가 서로 소정각도 회전된 형태의 블레이드를 포함하는 유동발생부재가 라디에이터 전방 측 중심부에 배치됨으로써, 유입되는 공기의 유동량 및 속도를 저하시키지 않으면서, 공기 중에 포함된 오염물질이 외측으로 배출되도록 하여 라디에이터 내부로 이물질이 유입되는 것을 방지할 수 있다.

아울러 본 발명의 유동발생부재는 복수의 블레이드를 구비하고, 각 블레이드는 연결프레임에 의해 라디에이터에 안정적으로 결합됨으로써, 고속 및 고압의 기체가 유입되어도 프로텍터가 이탈되지 않고 지속적으로 사용될 수 있다.

또한 본 발명은 라디에이터로 유입되는 이물질의 양을 줄일 수 있어 라디에이터의 수명을 증가시킬 수 있고, 필요에 따라 프로텍터의 탈부착이 가능하므로 유지보수가 간편하다.

도 1은 종래 기술에 따른 라디에이터 블로워의 프로텍터.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 라디에이터와 결합된 프로텍터의 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 라디에이터 및 프로텍터의 분해사시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로텍터의 사시도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로텍터의 정면도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로텍터의 측면도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로텍터의 유동해석 결과.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 프로텍터의 정면도.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여기서 설명된 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록, 그리고 당업자에게 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 2 및 도 3은 본 발명인 운송수단용 라디에이터의 오염방지를 위한 프로텍터의 일실시예에 관한 것으로, 도 2는 라디에이터와 결합된 프로텍터의 사시도를, 도 3은 라디에이터 및 프로텍터의 분해사시도를 각각 나타낸다.

먼저 도 2를 참조하면, 본 발명의 프로텍터는 유동발생부재(100) 및 고정부재(200)를 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 유동발생부재(100)는, 라디에이터(20)의 전면에 배치되는 구성으로, 중심축을 기준으로 외측으로 연장된 적어도 하나 이상의 블레이드를 포함하여 덕트(10) 내에 공급되는 공기를 선회류로 형성하도록 제공될 수 있다. 이때 상기 라디에이터(20)의 전면은 공기가 유입되는 방향인 전방 측을 의미할 수 있으며, 상기 유동발생부재(100)는 상기 라디에이터(20)의 전면에 결합되거나 인접하여 배치되거나 소정거리 이격 배치되는 등 다양한 형태로 구성될 수 있다.

상기 고정부재(200)는 상기 유동발생부재(100)가 라디에이터(20)의 전방에 배치되도록 고정할 수 있다. 이때 상기 고정부재(200)는 상기 라디에이터(20)와 유동발생부재(100)를 연결하도록 구성되거나 덕트(10) 상에 상기 유동발생부재(100)가 고정되도록 구성하거나 별도의 부재 상에 상기 유동발생부재(100)가 고정되도록 구성하는 등 다양한 변형이 이루어질 수 있다.

상기 유동발생부재(100)는 상기 라디에이터(20)의 전면의 중심부에 중심축이 배치되도록 구성되어 유입되는 공기가 보다 넓은 영역에서 선회류를 이루도록 구성될 수 있다.

또한 상기 유동발생부재(100)는 상기 라디에이터(20)의 전면 모서리 측에 배치될 수도 있다.

이때 덕트(10) 내면에는 이물질을 포집하는 메쉬 형태의 필터가 배치되어 이물질을 포집하도록 구성될 수 있다. 상기 필터는 전기필터나 멤브레인 등 여러 형태로 구성될 수 있다.

아울러 도시되지는 않았지만, 상기 덕트(10) 상에는 종래 기술에서 개시된 매쉬망 또는 블로워가 상기 유동발생부재(100)의 전방 측에 배치될 수 있으며, 상기 블로워의 전방에 별도의 프로텍터가 더 포함되도록 구성될 수 있다. 이에 따라 공기가 통하는 덕트(10)에 공기가 공급되면 1차적으로 블로워 전방의 프로텍터에서 부피가 큰 이물질이 걸러져 블로워를 보호할 수 있으며, 블로워를 거친 공기가 본 발명의 유동발생부재(100)를 거쳐 선회류가 형성될 수 있다. 이때 상대적으로 작은 부피의 이물질들은 선회류를 통해 외측으로 향하게 되어 상기 덕트(10)의 내면에 형성된 별도의 필터링 장치에서 포집되도록 구성될 수 있다.

도 3을 참조하면, 상기 유동발생부재(100)는, 전후방향으로 길이가 형성된 중심축(110) 및 상기 중심축(110)의 둘레 방향을 따라 서로 이격 배치되는 복수의 블레이드(120)를 포함할 수 있다. 상기 고정부재(200)는, 상기 라디에이터(20) 상에 고정 결합되는 고정프레임(210) 및 상기 고정프레임(210)과 상기 유동발생부재(100)를 연결하는 연결프레임(220)을 포함할 수 있다.

상기 고정프레임(210)은, 사각 액자형태로 구성되어 방열핀 및 튜브로 이루어진 상기 라디에이터(20)의 전면 상에 부착될 수 있으며, 상기 방열핀이 전방측에서 노출되도록 중심부가 개방될 수 있다. 상기 연결프레임(220)은 봉 형태로 구성되어 일단이 상기 고정프레임(210)이 결합되고, 타단이 상기 유동발생부재(100)에 결합될 수 있다. 이때 상기 연결프레임(220)은 타단이 상기 유동발생부재(100)의 중심축(110) 또는 블레이드(120) 상에 결합될 수 있으며, 상기 블레이드(120)가 복수로 구성되는 경우에는 보다 높은 외압을 견디면서 기체의 흐름을 막지 않도록 각 블레이드(120)의 외측 단부에 결합되도록 구성될 수 있다. 즉, 상기 복수의 블레이드(120)가 도시된 바와 같이 4개로 구성되는 경우 상기 연결프레임(220)도 4개로 구성되어 타단이 각각의 블레이드(120)의 외측 단부와 결합될 수 있다.

상기 연결프레임(220)은 타단이 일단보다 전방측에 배치되도록 경사지게 구성될 수 있으며, 상기 유동발생부재(100)는 상기 라디에이터(20)와 밀착되거나 일정거리 이격 배치되도록 제공할 수 있다. 이에 따라 상기 유동발생부재(100)를 통과한 기체의 유동을 해석하여 라디에이터(20)에 도달하기 이전에 덕트(10) 방향으로 이물질이 이송되도록 제공해줄 수 있다. 여기서 상기 덕트(10)는 일반적으로 통용되는 덕트의 의미를 포함하여, 기체가 유동될 수 있는 형태의 관이라면 어떤 형태라도 이루어질 수 있다.

도 4 및 도 5는 본 발명인 운송수단용 라디에이터의 오염방지를 위한 프로텍터의 일실시예에 관한 것으로, 도 4는 프로텍터의 사시도를, 도 5는 프로텍터의 정면도를 각각 나타낸다. 도 4 및 도 5를 참조하여 프로텍터를 보다 상세히 설명한다.

상기 유동발생부재(100)는 상기 복수의 블레이드(120)기 상기 중심축(110)의 둘레 방향으로 따라 서로 이격 배치되도록 구성될 수 있다. 상기 블레이드(120) 각각은, 일정한 면이 형성되되 해당 면의 모서리는 상기 중심축(110)의 전단에서 외측 방향으로 연장되는 전방부(121)와, 상기 중심축(110)의 후단에서 외측 방향으로 연장되는 후방부(122)를 포함하여 이루어질 수 있다. 상기 블레이드(120)의 모서리가 상기 전방부(121)와 후방부(122)의 외측단부를 연결하여 면으로 이루어질 수 있다.

이때 상기 전방부(121) 및 후방부(122)는 각각 외측방향으로의 연장축이 형성될 수 있으며, 도 5에서 도시된 정면도에서 나타난 바와 같이 전방부(121)와 후방부(122) 각각의 연장축은 중심축(110)을 기준으로 일정각도 회전된 형태로 이루어질 수 있다. 이에 따라 전방부(121) 면으로 유입되는 공기는, 상기 블레이드(120)의 면을 따라 가이드 되어 상기 후방부(122) 면으로 토출될 수 있으며, 이에 따라 소용돌이 형태의 선회류가 형성될 수 있다.

이때 전방부(121) 및 후방부(122)가 서로 일정각도 회전된 형태의 블레이드(120)는 복수의 블레이드(120) 중에서 일부 또는 전체일 수 있다.

일례로 전체 블레이드 4개 중에서, 전방부(121) 및 후방부(122)가 서로 일정각도 회전된 형태의 블레이드(120)를 2개로 구성하고, 전방부(121) 및 후방부(122)가 일정각도 회전되지 않은 블레이드(120)를 2개로 구성할 수도 있다.

도 6 및 도 7은 본 발명인 운송수단용 라디에이터의 오염방지를 위한 프로텍터의 일실시예에 관한 것으로, 도 6은 프로텍터의 측면도를, 도 7은 프로텍터의 유동해석 결과를 각각 나타낸다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 상기 전방부(121) 면에서 유입되어 상기 후방부(122)로 토출된 공기는 유동해석 결과에서 도시된 바와 같이 일정한 소용돌이 형태로 나타난다. 라디에이터 전체면적을 15,0146

, 공극률(

)을 0.76으로 설정하고, 운송수단이 60km/h로 이동하는 조건 하에서 Ansys Fluent를 이용하여 유동해석 한 결과, 토출된 공기가 유입된 공기 대비 97.98% 정도의 평균속도를 나타내고 있으며, 2% 가량의 손실만이 발생되는 것으로 나타났다. 이때 중심축의 직경이나 블레이드의 면적에 따라 손실율의 미차가 있을 수 있으나, 본 발명은 종래에 비해 프로덱터가 공기의 유속손실을 최소화하면서도 라디에이터를 보호할 수 있는 효과가 있다.

도 8은 본 발명인 운송수단용 라디에이터의 오염방지를 위한 프로텍터의 다른 실시예에 관한 것으로, 도 8은 프로텍터의 정면도를 나타낸다.

도 8을 참조하면, 상기 유동발생부재(100)는, 상기 블레이드(120)에 복수의 통기홈(130)이 형성될 수 있다. 이때 상기 통기홈(130)은 상기 블레이드(120)의 양면을 관통하도록 형성될 수 있으며, 상기 통기홈(130)으로 일부의 기체가 유출입 되어 소규모의 와류를 형성하도록 구성될 수 있다. 이에 따라 상기 통기홈(130) 인근의 기체는 순간적으로 방향성에 변화가 일어날 수 있으며, 추후에 유입되는 기체로 인해 블레이드(120)의 면을 따라 머무르고 있는 기체를 가압하여 선회류가 보다 잘 형성되도록 할 수 있다. 이때 상기 복수의 통기홈(130)은 상기 중심축(110)에 상대적으로 인접한 통기홈(130)의 직경이 작게 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.

따라서 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10 : 덕트
20 : 라디에이터
100 : 유동발생부재
110 : 중심축
120 : 블레이드
121 : 전방부 122 : 후방부
130 : 통기홈
200 : 고정부재
210 : 고정프레임
220 : 연결프레임

Claims (6)

1. 라디에이터(20)를 이물질로부터 보호하는 프로텍터에 있어서,
   라디에이터(20)의 전면에 배치되는 유동발생부재(100); 및
   상기 유동발생부재(100)를 상기 라디에이터(20)에 고정하는 고정부재(200);
   를 포함하며,
   상기 유동발생부재(100)는 상기 라디에이터(20)의 전방측으로 유입되는 공기에 선회류를 형성하고,
   상기 유동발생부재(100)는,
   전후방향으로 길이가 형성된 중심축(110); 및
   상기 중심축(110)의 둘레 방향을 따라 서로 이격 배치되는 복수의 블레이드(120);를 포함하며,
   상기 블레이드(120)는,
   상기 중심축(110)을 기준으로 전방부(121)의 외측방향 연장축이 후방부(122)의 외측방향 연장축과 소정각도(

   

   ) 회전된 형태로 이루어지고,
   상기 블레이드(120)는,
   상기 전방부(121) 및 후방부(122)의 일단이 각각 상기 중심축(110)의 전방 단부 및 후방단부 외면에 결합되고,
   상기 전방부(121) 및 후방부(122)의 타단이 각각 상기 중심축(110)의 전방 단부 및 후방단부의 외측에 이격 배치되며,
   상기 전방부(121)의 양단 사이의 연결이 곡선 형태로 이루어지고,
   상기 후방부(122)의 양단 사이의 연결이 직선 형태로 이루어지며,
   상기 전방부(121)의 타단과 후방부(122)의 타단이 서로 연결되어 면을 형성하는 것을 특징으로 하는 프로텍터.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 고정부재(200)는,
   상기 라디에이터(20) 상에 고정 결합되는 고정프레임(210); 및
   상기 고정프레임(210)과 상기 유동발생부재(100)를 연결하는 연결프레임(220);
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로텍터.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 유동발생부재(100)는,
   상기 블레이드(120)에 복수의 통기홈(130)이 형성된 것을 특징으로 하는 프로텍터.
   

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