KR102582901B1

KR102582901B1 - 축류 팬 조립체

Info

Publication number: KR102582901B1
Application number: KR1020227000623A
Authority: KR
Inventors: 윌리엄 엠. 스티븐; 알렉산더 출락
Original assignee: 로베르트 보쉬 게엠베하
Priority date: 2019-06-12
Filing date: 2020-05-14
Publication date: 2023-09-26
Also published as: US11852168B2; US20220299045A1; CN114127426B; WO2020251720A1; KR20220018035A; CN114127426A; DE112020002870T5

Abstract

축류 팬 조립체는 중심축을 중심으로 회전 가능한 블레이드, 그 반경방향 내부 단부에서 블레이드를 연결하는 허브, 및 허브의 제1 부분에 연결된 모터를 포함한다. 복수의 블레이드를 지지하는 허브의 제2 부분은 복수의 슬롯에 의해 허브의 제1 부분으로부터 절연된다. 복수의 리브가 제1 및 제2 허브 부분을 상호 연결하고, 리브는 슬롯 중 접경하는 것들을 따라 비지지 영역을 형성한다. 리브의 내부 및 외부 부착 부분은 제1 및 제2 허브 부분과 부착하기 위해 비지지 영역으로부터 각각 반경방향 내향 및 반경방향 외향으로 연장한다. 중심축을 따라 볼 때, 각각의 비지지 리브 부분에 정의된 제1 두께는 내부 및 외부 부착 부분 중 하나에서 정의된 제2 두께보다 더 작다.

Description

팬 허브 절연기

관련 출원

본 출원은 그 전체 내용이 본 명세서에 참조로서 합체되어 있는 2019년 6월 12일 출원된 미국 가특허 출원 제62/860,499호의 이익을 주장한다.

본 발명은 일반적으로 무엇보다도, 자동차 엔진 냉각 팬으로서 사용되는 축류 팬(axial-flow fans)일 수도 있는 모터 구동 팬에 관한 것이다. 본 발명은 또한 전자 제어식 엔진 냉각 팬의 모터로부터 발생하는 소음의 감소에 관한 것이다.

자동차 팬은 내연기관을 냉각하기 위한 라디에이터, 에어컨 콘덴서 및/또는 부가의 열 교환기를 포함할 수 있는 열 교환기의 세트를 통해 공기를 이동시키기 위해 차량에서 사용된다. 전형적으로, 이러한 팬은 전기 모터에 의해 구동된다. 이전의 노력은 상당한 소음 감소를 제공하는 절연 허브 팬의 개발을 야기하였지만, 절연 허브 팬의 구조적 강건성과 제조성의 추가의 개선에 대한 요구가 여전히 남아 있다.

자동차 엔진 냉각 팬 조립체는 중심축을 형성하는 구동 샤프트를 갖는 모터, 및 모터에 의해 구동되는 팬을 포함할 수 있다. 팬은 모터의 구동 샤프트 또는 구동 허브에 부착되는 내부 허브 부분, 및 복수의 반경방향 연장 블레이드에 부착되는 외부 허브 부분을 포함한다. 허브의 내부 및 외부 부분은 복수의 비지지 연결 리브와 연결된다. 이들 리브는 또한 팬을 모터 진동으로부터 음향적으로 절연하는 역할을 한다. 이것의 예는 그 전체 내용이 본 명세서에 참조로서 합체되어 있는 카플란(Caplan) 등의 미국 특허 제7,585,159호로부터 볼 수 있다.

엔진 냉각 팬 조립체를 설계할 때 소음과 진동을 최소화하는 것이 바람직하다. 모터 회전자와 팬 허브 사이의 강성 연결은 모터 코깅력(cogging forces)에 의해 발생된 진동 에너지가 모터로부터 팬으로 전달될 수 있게 한다. 이는 팬 구조에서 공진 모드를 여기할 수 있다. 일단 공진 상태가 되면, 팬 표면은 이들 진동을 방사하여, 공기중 순음성 소음(airborne tonal noise)을 생성한다. 카플란 등에 의해 개시된 바와 같이, 모터와 팬 사이의 연결은 비틀림 모드의 여기를 감소시키기 위해 분리될 수 있다. 그러나, 이러한 분리를 갖는 설계는 공기 이동 성능, 구조적 무결성 및 모터 냉각 공기 유동을 유지해야 한다.

자동차 엔진 냉각 팬 조립체를 설계할 때 소음과 진동을 최소화하는 것이 바람직하다. 몇몇 엔진 냉각 팬 조립체는 예를 들어, 팬 구조체 내에 공진 모드를 여기할 수 있는 모터 코깅 토크, 축방향 코깅력, 토크 리플(torque ripple) 및 축방향 리플 힘에 의해 유발되는 바람직한 레벨보다 더 높은 레벨의 소음, 진동 및 잡음("NVH")을 겪을 수도 있다. 본 개시내용에 따른 자동차 엔진 냉각 팬 조립체는 팬의 공기 이동 성능, 구조적 무결성, 모터 냉각 기류 및 낮은 비용을 유지하면서 팬의 비틀림 및 축방향 진동 모드의 여기를 감소시킨다.

일 양태에서, 본 발명은 중심축을 중심으로 회전 가능한 복수의 블레이드, 그 반경방향 내부 단부에서 복수의 블레이드를 연결하는 허브, 및 허브의 제1 부분에 연결된 모터를 포함하는 축류 팬 조립체(axial fan assembly)를 제공한다. 복수의 블레이드를 지지하는 허브의 제2 부분은 복수의 슬롯에 의해 허브의 제1 부분으로부터 절연된다. 복수의 리브는 제1 및 제2 허브 부분을 상호 연결하고, 복수의 리브는 복수의 슬롯 중 접경하는 것들을 따라 비지지 영역을 형성한다. 복수의 리브의 내부 및 외부 부착 부분은 제1 및 제2 허브 부분과 부착하기 위해 비지지 영역으로부터 각각 반경방향 내향 및 반경방향 외향으로 연장한다. 중심축을 따라 볼 때, 각각의 비지지 리브 부분에 정의된 제1 두께는 제1 두께에 대한 제2 두께의 비가 1.5:1 내지 2.5:1이 되도록 내부 및 외부 부착 부분 중 하나에서 정의된 제2 두께보다 더 작다.

다른 양태에서, 본 발명은 중심축을 중심으로 회전 가능한 복수의 블레이드, 그 반경방향 내부 단부에서 복수의 블레이드를 연결하는 허브, 및 허브의 제1 부분에 연결된 모터를 포함하는 축류 팬 조립체를 제공한다. 복수의 블레이드를 지지하는 허브의 제2 부분은 복수의 슬롯에 의해 허브의 제1 부분으로부터 절연된다. 복수의 리브는 제1 및 제2 허브 부분을 상호 연결하고, 복수의 리브는 복수의 슬롯 중 접경하는 것들을 따라 비지지 영역을 형성한다. 부착 부분의 쌍이 비지지 영역의 대향 반경방향 단부들에 형성되고, 부착 부분의 쌍 각각은 복수의 슬롯 중 슬롯의 인접한 쌍의 만곡된 프로파일에 의해 형성되는 만곡된 형상을 각각의 측면에 갖는다.

또 다른 양태에서, 본 발명은 중심축을 중심으로 회전 가능한 복수의 블레이드, 그 반경방향 내부 단부에서 복수의 블레이드를 연결하는 허브, 및 복수의 장착 보스에서 허브의 제1 부분에 연결된 모터를 포함하는 축류 팬 조립체를 제공한다. 복수의 블레이드를 지지하는 허브의 제2 부분은 복수의 슬롯에 의해 허브의 제1 부분으로부터 절연된다. 복수의 리브는 제1 및 제2 허브 부분을 상호 연결하고, 복수의 리브는 복수의 슬롯 중 접경하는 것들을 따라 비지지 영역을 형성한다. 복수의 슬롯은 복수의 리브 중 2개의 인접한 것들에 인접한 반경방향 슬롯 부분이 중심축으로부터 제1 반경방향 거리에서 원주방향 슬롯 부분에 의해 상호 연결되는 원주방향 반복 패턴을 형성한다. 원주방향 반복 패턴은 복수의 장착 보스의 위치에서 벗어나서, 복수의 장착 보스의 각각을 따라 2개의 인접한 반경방향 슬롯 부분을 상호 연결하는 원주방향 슬롯 부분이 장착 보스 주위에서 벗어나도록 제1 반경방향 거리를 넘어 연장한다.

본 발명의 다른 양태는 상세한 설명 및 첨부 도면의 고려에 의해 명백해질 것이다.

도 1은 엔진 냉각 팬의 사시도이다.
도 2는 팬의 중심 회전축을 포함하는 평면을 통해 취한, 도 1의 엔진 냉각 팬의 단면도이다.
도 2a는 도 1 및 도 2의 것과 같은 엔진 냉각 팬에 대한 본 개시내용의 일 실시예에 따른 팬 허브의 단면도이다.
도 3은 도 2a의 허브의 후면 또는 내부도이다.
도 4는 도 3에 도시되어 있는 허브의 부분의 상세도이다.
도 5는 도 3 및 도 4에 도시되어 있는 허브의 부분의 상세 사시도이다.
도 6은 본 개시내용의 제2 실시예의 허브의 부분의 상세 사시도이다.
도 7은 본 개시내용의 제3 실시예의 허브의 부분의 단면도이다.

본 발명의 임의의 실시예가 상세히 설명되기 전에, 본 발명은 이하의 설명에 설명되거나 이하의 도면에 도시되어 있는 구성요소의 구성 및 배열의 상세에 그 용례가 한정되지 않는다는 것이 이해되어야 한다. 본 발명은 다른 실시예가 가능하고 다양한 방식으로 실시되거나 수행되는 것이 가능하다.

도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 엔진 냉각 팬 조립체(20)는 허브(30)로부터 반경방향으로 돌출하는 복수의 블레이드(29)를 갖는 팬(28)을 구동하는 전기 모터(24)를 포함한다. 블레이드의 외부 팁은 자유로울 수 있거나 그 사이의 협력 지지를 위해 밴드와 연결될 수 있다. 모터(24) 및 팬(28)은 중심축(A)을 중심으로 회전한다. 모터(24)는 전자 정류(EC) 모터일 수 있다. 모터(24) 및 팬(28)은 예를 들어, 내연 또는 전기 차량의 구동 및 HVAC 시스템을 위해, 하나 이상의 열 교환기(36)를 환기하도록 구성된 슈라우드(32)에 장착된다. 도 2를 참조하면, EC 모터(24)는 전력 모듈(40), 샤프트(44), 고정자(48) 및 회전자(52)를 포함한다. 모터 회전자(52)는 장착 보스(56)(예를 들어, 나사 보스)를 통해 팬 허브(30₁)에 결합되어 토크가 모터(24)로부터 팬(28)으로 전달될 수 있게 한다. 도시되어 있는 바와 같이, 회전자(52)는 고정자(48)를 적어도 부분적으로 둘러싸는 환형 형상을 가질 수 있다.

도 2에 도시되어 있는 허브(30₁)는 종래의 구성을 갖는다. 허브(30₁)는 모터 회전자(52)에 장착되고 팬 블레이드(29)를 이들의 각각의 반경방향 내부 단부에 부착한다. 허브(30₁)는 샤프트(44)로부터 반경방향 외향으로 연장하는 면 부분 또는 내부 허브 부분(60₁), 및 팬 블레이드(29)가 부착되는 원통형 부분 또는 외부 허브 부분(62₁)의 모두를 포함할 수 있다. 축방향 공간을 보존하기 위해, 모터(24)는 허브(30₁)의 오목 측면에, 달리 말하면, 허브(30₁)의 내부 및 외부 부분(60₁, 62₁)에 의해 형성된 오목부 내에 적어도 부분적으로 또는 완전히 위치될 수 있다. 반경방향 리브(66₁)는 원심력에 대해 팬 구조를 보강하기 위해 허브(30₁) 내에 통합된다. 리브(66₁)는 또한 모터(24)를 냉각하는 것을 돕고, 모터의 통기구(70)를 통해 공기를 끌어당기는 원심 팬과 같이 작용한다.

본 개시내용의 제1 실시예에 따른 허브(30)가 도 2a에 도시되어 있다. 이하에 구체적으로 언급된 구별적인 특징을 제외하고, 허브(30)는 전술된 허브(30₁)와 유사하고, 통상의 기술자들은 도 2a의 허브(30)가 전술된 모터(24) 및 다른 부품을 포함하여, 신규한 엔진 냉각 팬 조립체의 구성에서 허브(30₁)를 대체할 수도 있다는 것이 이해될 수 있을 것이다.

허브(30)의 다른 특징은 그 모두가 중심축(A)을 따라 오목부 내로 적어도 부분적으로 보고, 따라서 허브(30)의 내부 또는 후방 측면을 도시하고 있는 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명된다. 전술된 바와 같이, 내부 허브 부분(60)은 모터(24)의 회전자(52)에 결합되고, 외부 허브 부분(62)은 팬 블레이드(29)를 부착한다. 외부 허브 부분(62)은 리브(66)에 의해 내부 허브 부분(60)에 결합된다. 각각의 리브(66)의 반경방향 연장 부분은 평면형이고 중심축(A)을 포함하는 평면을 형성한다. 슬롯(74)은 리브(66)에 인접하여 연장되고 리브(66)의 양 측면을 따라 연장하는 반경방향 연장 슬롯 부분(74A) 뿐만 아니라 리브(66)의 각각의 인접한 쌍 사이에서 연장하는 원주방향 연장 슬롯 부분(74B)을 포함한다. 따라서, 허브(30)는 진동 절연 리브(66)의 제공을 통해 비틀림 분리를 제공한다. 슬롯(74)의 원주방향 부분(74B)은 내부 및 외부 허브 부분(60, 62) 사이의 반경방향 경계를 형성한다. 슬롯(74)의 원주방향 부분(74B)은 하나의 리브(66)의 일 측면 상의 반경방향 연장 슬롯(74A)과 인접한 리브(66)의 인접한 측면 상의 반경방향 연장 슬롯(74A) 사이의 전체 거리로 원주방향으로 연장한다.

슬롯(74)은 리브(66) 내에 비지지 영역(66A)을 생성한다. 이들 비지지 영역(66A)에서, 리브(66)는 내부 및 외부 허브 부분(60, 62)을 상호 연결하는 유일한 구조체이다. 팬(28)의 동작 중에, 리브(66)의 비지지 영역(66A)은 편향될 수 있다. 이러한 편향은 접선 방향으로 내부 부분(60)으로부터 팬 허브(30)의 외부 부분(62)을 분리한다. 이러한 비틀림 분리는 모터(24)에서 발생하는 힘으로 인해 팬(28)에서 방사되는 음향 소음을 감소시킨다. 리브(66), 특히 비지지 부분(66A)은 축(A)에 대해 반경방향으로 측정된 길이(L) 및 축(A)을 따라 볼 때 길이(L)에 수직으로 측정된 두께(T1)를 정의한다. 두께(T1)는 일반적으로 축방향 뷰에서 축(A) 상에 중심 설정된 원호에 접선 방향으로 측정되기 때문에 원주방향 두께로 고려될 수 있다. 길이(L)는 두께(T1)의 적어도 4배 또는 적어도 5배일 수 있다. 몇몇 양태에서, 길이(L)는 두께(T1)의 10배 이하, 또는 두께(T1)의 12배 이하이다.

리브(66)는 모터(24)를 통해 냉각 기류를 제공하기 위해 모터(24)로부터 이격된다. 리브(66)는 또한 모터(24)를 통해 기류를 생성하기 위해 회전 중에 원심 팬 블레이드로서 기능한다. 슬롯(74)의 폭(W)(도 4)은 리브(66)가 인접한 허브 부분으로부터 분리되는 것을 보장하도록 충분히 크지만, 공기가 그를 통해 유동할 수 있는 개구가 비교적 작도록 여전히 충분히 작다. 이와 같이, 모터 냉각 기류는 슬롯(74)에 의해 최소로 영향을 받는다. 리브(66)는 모터(24)의 운전 간극(running clearance) 내로 축방향으로 연장될 수 있다(즉, 그 사이에 엔지니어링 운전 간극 끼워맞춤부를 형성함).

부가의 설계 요소는 리브(66)의 비지지 부분(66A)과 양 반경방향 단부의 더 강성 구조 사이의 교차점에서 바람직하지 않은 및/또는 예측 불가능한 응력 집중의 가능성을 완화한다. 리브(66)는, 이들이 슬롯 형성되어 이에 의해 비지지되는 영역(66A)의 바로 내측 및 외측의 허브(30)의 면 부분 또는 내부 허브 부분(60)에 부착되는 부분(66B)에서 두꺼워진다. 달리 말하면, 리브(66)의 비지지 부분(66A)은 제1 두께(T1)(원주방향으로 측정됨)를 정의하고, 반면 비지지 부분에 바로 인접한 리브(66)의 부착 부분(66B)은 제1 두께(T1)를 초과하는 제2 두께(T2)(원주방향으로 측정됨)를 정의한다. 예를 들어, 두께 비(T2/T1)는 1.5:1 이상, 최대 2.5:1일 수 있다. 연결 리브(66)의 얇은 부분과 두꺼운 부분 사이의 전이부는 큰 반경의 만곡된 전이부(78)에 의해 형성된다(예를 들어, 전이부(78)의 반경은 블레이드의 후퇴 외경(swept outer diameter)인 팬의 공기역학적 직경(D)의 0.3 퍼센트 내지 0.5 퍼센트일 수 있음). 특히, 전이부(78) 중 일부, 즉 반경방향 내부 전이부는 반경방향 및 원주방향 부분(74A, 74B)의 교차점에서 슬롯(74)의 일 측면을 형성할 수 있다. 다른 전이부(78), 즉 반경방향 외부 전이부는 슬롯(74)의 만곡된 말단 부분(74D)을 형성할 수 있다. 전이부(78)는 슬롯(74)을 형성하는 경로 또는 프로파일에 의해 형성된다. 팬의 회전축(A)을 따라 본, 비지지 연결 리브의 프로파일 및 전이 반경은 슬롯(74)의 프로파일에 의해 정의되고, 따라서 슬롯에 접한다. 이러한 배열의 결과로서, 연결 리브(66)의 전이부(78)에 대한 전이 반경은 CAD-생성 필렛으로부터 발생하는 형상과 비교할 때 훨씬 더 정확하게 제어될 수 있다. 이는 이들 반경이 슬롯(74)의 형상에 의해 결정되고, 이어서 CAD 모델에 포함된 명시적 2차원 프로파일에 의해 제어되기 때문이다. 더욱이, 큰 반경을 정의하는 전이부(78)는 연결 리브(66)의 축방향 범위를 따라 축방향(A)으로 균일하게 연장된다. 이는 더 큰 체적의 재료에 걸쳐 결과적인 응력 집중을 분산시킨다. 전이부(78)의 반경은 인접한 슬롯(74)의 2차원 프로파일에 의해 정의되기 때문에, 이들은 CAD 시스템에 의해 인접한 표면 사이에 생성된 3차원 필렛보다 크게 구성될 수 있다. 더 큰 반경은 연결 구조체에서 응력을 분산하는 데 더 양호하다. 전술된 특성의 결과로서, 최대 재료 응력이 감소되고 더 정확하게 예측 및 제어될 수 있다. 다른 영역에서, 예를 들어 연결 리브(66)의 얇은 부분과 두꺼운 부분 사이의 전이부(78)의 반경방향 내측 및 반경방향 외측에서, CAD 생성 필렛(82)은 이들이 임계 응력 상승 위치가 아니기 때문에 허용 가능하다.

EC 모터(24)용 장착 보스(56)를 수용하기 위해, 장착 보스(56)의 원주방향 위치에서 슬롯(들)(74)의 원주방향 경로는 도 4에 도시되어 있는 바와 같이 보스(56)의 바로 인접 영역에서 벗어난다. 특히, 보스(56)로부터 이격된 위치에서, 2개의 인접한 리브(66)와 접경하는 반경방향 슬롯(74A)은 중심축(A)으로부터 제1 반경방향 거리(R1) 또는 제1 반경에서 원주방향 슬롯(74B)과 연결된다. 제1 반경방향 거리(R1)는 장착 보스(56)와 교차할 수도 있다. 장착 보스(56)의 위치에서, 2개의 인접한 반경방향 슬롯(74A)은 제1 반경(R1)으로부터 벗어나는 원주방향 슬롯(74C)에 의해 연결되고, 몇몇 경우에 제1 반경(R1)의 외부에만 있다. 원주방향 슬롯(74C)은 아치형일 수 있거나(예를 들어, 축(A)에 대해 전적으로 원주방향으로) 또는 다른 곡선형 또는 직선형 형상을 가질 수도 있다. 도시되어 있는 바와 같이, 원주방향 슬롯(74C)은 제2 반경방향 거리(R2) 또는 제2 반경에서 2개의 인접한 반경방향 슬롯(74A)의 반경방향 외부 단부를 연결하는 직선형 슬롯이고, 장착 보스(56)는 제2 반경(R2) 내부에 위치된다. 따라서, 원주방향 슬롯(74C)은 반경방향 외부 측면에서 장착 보스(56) 주위에서 벗어난다. 비지지 리브(66)의 다른 정규 분포 또는 패턴이 이들 영역에서 중단된다. 그 결과, 나머지 비지지 리브(66)는 길이가 균일하고, 모터(24)로부터 팬을 음향적으로 분리하기에 충분한 길이를 갖는다. 따라서 자이로스코프 힘 및 진동력으로부터의 응력은 나머지 리브(66) 사이에 균등하게 분할된다.

도 6은 연결 리브(66)의 비지지(슬롯 형성) 부분(66A)이 허브 내부의 원주방향 벽(86)에서 종료하는 허브(30)의 수정된 실시예를 도시하고 있다. 달리 말하면, 비지지 부분(66A)은 원주방향 벽(86)으로 대해 반경방향 외향으로 연장한다. 이 경우에, 슬롯(74) 및 결과적인 전이 반경(78)은 원주방향 벽(86)에 접한다.

도 7은 팬 허브의 오목한 모터 수용 측면에서 슬롯(74)과 바로 접경하는 허브 재료에 단차부(92)가 추가되어 있는 허브(30)의 다른 수정된 실시예를 도시하고 있다. 이 단차부(92)는 리브(66)로부터 이격하여 슬롯(74)을 둘러싸는 공칭 허브 두께(T4)와 비교할 때, 슬롯(74)에 바로 인접한 평면형 허브 면의 감소된 재료 두께(T3)를 야기한다. 양 두께(T3, T4)는 축(A)에 평행하게 측정된다. 그 결과, 팬을 생산하는 데 사용되는 사출 성형 도구의 대응 영역은 이들이 슬롯(74)을 형성하는 곳에서 더 크고 더 강건하며, 이는 슬롯 폭(W)을 확대하지 않고 달성된다. 두께 비(T3/T4)는 0.1 내지 0.6일 수 있다. T3로의 두께 감소는 몇몇 실시예에서 슬롯(74)의 1 mm 내지 4 mm 이내의 영역에 국소화될 수 있다. 단차부(92)는 도시되어 있는 바와 같이 슬롯(74)의 전체 길이를 따라 또는 그 대부분에 걸쳐 제공될 수 있다.

본 명세서에 개시된 바와 같이 리브(66) 및 그 부착 부분(66B)을 설계하는 것은 슬롯 형성 영역을 따라 반경방향으로 연장하는 비지지 리브 부분(66A)의 더 가요성 구조와 비교할 때 부착 부분(66B)에서 강성 구조로 인해 자연적으로 발생하는 응력 집중의 개선된 제어를 야기한다. 팬에 작용하는 자이로스코프 힘 및 진동력은 이들 교차점에서 응력 집중을 생성한다. 종래의 필렛은 응력 집중을 관리하는 것을 도울 수 있지만, 이러한 필렛은 복잡한 단부 형상을 남기고, 전형적으로 CAD 소프트웨어에 의해 결정되고 사출 성형 프로세스 내에서 변경될 수 있는 필렛의 정확한 형상 및 그 단부 형상은 팬의 설계 뿐만 아니라 재료 응력 예측에 있어서 불확실성을 도입할 수 있다. 부가적으로, 본 명세서에 개시된 허브 설계는 팬 허브가 구동 샤프트에 부착되지 않고 오히려 회전자의 외주부 부근에 그리고 축(A)의 실질적으로 외측에 위치되지만, 리브(66) 및 슬롯(74)에 대해 내부 허브 부분에 위치된 나사 보스를 통해 EC 모터의 회전자에 장착되는 전자 정류 모터의 선택을 수용한다. 본 명세서에 개시된 특징, 특히 장착 보스(56) 주위의 슬롯(74)의 구성은 비지지 리브 부분(66A)에 대해 내부 및 외부 허브 부분(60, 62) 사이에 적절한 반경방향 분리를 제공한다.

본 발명의 다양한 특징은 이하의 청구범위에 설명되어 있다.

Claims

축류 팬 조립체이며,
중심축을 중심으로 회전 가능한 복수의 블레이드;
중심축으로부터 반경방향 외향으로 연장하는 면 부분 및 그 반경방향 내부 단부에서 복수의 블레이드를 연결하는 원통형 부분에 의해 형성되는 허브;
허브의 오목부 내에 적어도 부분적으로 위치되고 면 부분 내에서 허브의 내부 부분에 연결된 모터로서, 내부 부분은 복수의 슬롯에 의해 원통형 부분을 포함하는 허브의 외부 부분으로부터 절연되는, 모터; 및
면 부분으로부터 모터를 향해 축방향으로 연장하는 복수의 리브로서, 복수의 리브의 각각은 그 프로파일이 복수의 슬롯 중 접경하는 것들에 의해 횡단되는 각각의 경로에 의해 형성되는 비지지 영역을 갖는, 복수의 리브를 포함하고,
복수의 리브의 내부 및 외부 부착 부분은 내부 및 외부 허브 부분과 부착하기 위해 비지지 영역으로부터 각각 반경방향 내향 및 반경방향 외향으로 연장하고,
중심축을 따라 볼 때, 각각의 비지지 리브 부분에 정의된 제1 두께는 제1 두께에 대한 제2 두께의 비가 1.5:1 내지 2.5:1이 되도록 내부 및 외부 부착 부분 중 하나에서 정의된 제2 두께보다 더 작고,
복수의 리브 각각의 측면을 따라, 전이 반경을 갖는 만곡된 전이부가 제1 두께로부터 제2 두께로의 전이부에서 복수의 슬롯 중 접경하는 것들에 의해 횡단되는 각각의 경로의 상호 분기에 의해 형성되고, 전이 반경은 리브의 축방향 범위를 따라 균일하게 연장하는, 축류 팬 조립체.
제1항에 있어서, 제2 두께는 내부 및 외부 부착 부분의 모두에 존재하는, 축류 팬 조립체.
제1항에 있어서, 전이 반경은 복수의 블레이드의 후퇴 외경의 0.3 퍼센트 내지 0.5 퍼센트인, 축류 팬 조립체.
제1항에 있어서, 복수의 슬롯의 각각은 원주방향 부분 및 원주방향 부분의 대향 단부들로부터 연장하는 2개의 반경방향 부분을 포함하는, 축류 팬 조립체.
제4항에 있어서, 복수의 슬롯 각각의 원주방향 부분은 2개의 반경방향 슬롯 부분의 반경방향 내부 단부를 연결하는, 축류 팬 조립체.
제4항에 있어서, 만곡된 전이부의 각각은 원주방향 슬롯 부분과 반경방향 슬롯 부분 중 하나의 교차점에 형성되는, 축류 팬 조립체.
제6항에 있어서, 비지지 영역과 내부 및 외부 부착 부분 중 다른 하나 사이의 부가의 만곡된 전이부가 복수의 슬롯 중 접경하는 것들의 만곡된 말단 부분들 각각에 형성되는, 축류 팬 조립체.
제7항에 있어서, 만곡된 말단 부분들은 허브에 제공된 원주방향 벽에 접하는, 축류 팬 조립체.
제1항에 있어서,
모터는 복수의 장착 보스에서 제1 허브 부분에 연결되고,
복수의 슬롯은 복수의 리브 중 2개의 인접한 것들에 인접한 반경방향 슬롯 부분이 중심축으로부터 제1 반경방향 거리에서 원주방향 슬롯 부분에 의해 상호 연결되는 원주방향 반복 패턴을 형성하고,
반복 패턴은 복수의 장착 보스의 위치에서 벗어나서, 복수의 장착 보스의 각각을 따라 2개의 반경방향 슬롯 부분을 상호 연결하는 원주방향 슬롯 부분이 장착 보스 주위에서 벗어나도록 제1 반경방향 거리를 넘어 연장하는, 축류 팬 조립체.
제1항에 있어서, 면 부분 내의 허브의 축방향으로 측정된 재료 두께는 복수의 슬롯의 각각에 직접 접경하는 단차부에서 국소적으로 감소되는, 축류 팬 조립체.
축류 팬 조립체이며,
중심축을 중심으로 회전 가능한 복수의 블레이드;
그 반경방향 내부 단부에서 복수의 블레이드를 연결하는 허브로서, 허브는 전방면을 갖는, 허브;
전방면에 대향하여 위치 설정되고 허브의 제1 부분에 연결되는 모터로서, 복수의 블레이드를 지지하는 허브의 제2 부분은 복수의 슬롯에 의해 허브의 제1 부분으로부터 절연되는, 모터; 및
제1 및 제2 허브 부분을 상호 연결하는 대향 반경방향 단부들을 갖는 복수의 리브로서, 복수의 리브는 전방면으로부터 모터를 향해 연장하는, 복수의 리브를 포함하고,
복수의 리브의 각각은 그 프로파일이 복수의 슬롯 중 접경하는 것들에 의해 횡단되는 각각의 경로에 의해 형성되는 비지지 영역을 갖고,
비지지 영역의 대향 반경방향 단부들의 각각에, 부착 부분, 및 비지지 영역과 부착 부분 사이에 만곡된 전이부가 있고, 전이 반경을 갖는 만곡된 전이부는 복수의 슬롯 중 접경하는 것들에 의해 횡단되는 각각의 경로의 상호 분기에 의해 형성되고, 전이 반경은 전방면으로부터 복수의 리브의 후방 범위까지 허브를 통해 균일하게 연장하는, 축류 팬 조립체.
제11항에 있어서, 대향 반경방향 단부들 중 하나에서의 만곡된 전이부는 각각의 반경방향 및 원주방향 슬롯 부분 사이의 교차점에 의해 형성되는, 축류 팬 조립체.
제12항에 있어서, 대향 반경방향 단부들 중 다른 하나에서의 만곡된 전이부는 슬롯의 인접한 쌍의 각각의 만곡된 말단 단부에 의해 형성되는, 축류 팬 조립체.
제13항에 있어서, 만곡된 말단 단부는 허브에 제공된 원주방향 벽에 접하는, 축류 팬 조립체.
제11항에 있어서, 중심축을 따라 볼 때, 각각의 비지지 리브 부분에 정의된 두께는 대응하는 내부 부착 부분에서 정의된 두께보다 더 작고 대응하는 외부 부착 부분에서 정의된 두께보다 더 작은, 축류 팬 조립체.
제11항에 있어서, 전이 반경은 복수의 블레이드의 후퇴 외경의 0.3 퍼센트 내지 0.5 퍼센트인, 축류 팬 조립체.
제11항에 있어서, 복수의 슬롯의 각각은 원주방향 부분 및 원주방향 부분의 대향 단부들로부터 연장하는 2개의 반경방향 부분을 포함하고, 복수의 슬롯 각각의 원주방향 부분은 2개의 반경방향 슬롯 부분의 반경방향 내부 단부를 연결하는, 축류 팬 조립체.
제11항에 있어서,
모터는 복수의 장착 보스에서 제1 허브 부분에 연결되고,
복수의 슬롯은 반경방향 슬롯 부분이 중심축으로부터 제1 반경방향 거리에서 원주방향 슬롯 부분에 의해 상호 연결되는 원주방향 반복 패턴을 형성하고,
반복 패턴은 복수의 장착 보스의 위치에서 벗어나서, 복수의 장착 보스의 각각을 따라 2개의 반경방향 슬롯 부분을 상호 연결하는 원주방향 슬롯 부분이 장착 보스 주위에서 벗어나도록 제1 반경방향 거리를 넘어 연장하는, 축류 팬 조립체.
제11항에 있어서, 허브의 축방향으로 측정된 재료 두께는 복수의 슬롯의 각각에 직접 접경하는 단차부에서 국소적으로 감소되는, 축류 팬 조립체.
축류 팬 조립체이며,
중심축을 중심으로 회전 가능한 복수의 블레이드;
그 반경방향 내부 단부에서 복수의 블레이드를 연결하는 허브;
복수의 장착 보스에서 허브의 제1 부분에 연결된 모터로서, 복수의 블레이드를 지지하는 허브의 제2 부분은 복수의 슬롯에 의해 허브의 제1 부분으로부터 절연되는, 모터; 및
제1 및 제2 허브 부분을 상호 연결하는 복수의 리브로서, 복수의 리브는 복수의 슬롯 중 접경하는 것들을 따라 비지지 영역을 형성하는, 복수의 리브를 포함하고,
복수의 슬롯은 복수의 리브 중 2개의 인접한 것들에 인접한 반경방향 슬롯 부분이 중심축으로부터 제1 반경방향 거리에서 원주방향 슬롯 부분에 의해 상호 연결되는 원주방향 반복 패턴을 형성하고,
원주방향 반복 패턴은 복수의 장착 보스의 위치에서 벗어나서, 복수의 장착 보스의 각각을 따라 2개의 인접한 반경방향 슬롯 부분을 상호 연결하는 원주방향 슬롯 부분이 장착 보스 주위에서 벗어나도록 제1 반경방향 거리를 넘어 연장하는, 축류 팬 조립체.