KR19980082820A - 가변익 냉각팬 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엔진 냉각 장치의 냉각팬에 관한 것이며, 차량 냉각 장치의 라디에이터(25) 후방에 위치하는 다수의 블레이드(23)를 구비한 냉각팬(21)에 있어서, 상기 각각의 블레이드(23)는 그 선단(29)을 회전축으로 하여 종단(31)의 가이드 홈(33)을 따라 회전 가능하게 설치되어 있고, 상기 블레이드들(23)의 종단에는 상기 블레이드(23)를 외기 유입 방향과 평행하게 위치하는 쪽으로 당기는 스프링(37)이 부착되어 있으며, 상기 블레이드들(23)은 상기 냉각팬(21)이 정지하고 있을 때에는 상기 스프링(37)의 인력에 의해 외기 유입 방향과 평행하게 위치되고 상기 냉각팬(21)이 회전하고 있을 때에는 블레이드(23)의 원심력에 의해 상기 선단(29)을 중심으로 상기 종단(31)이 회전하여 소정의 비틀림 각도로 위치되는 것을 특징으로 하는 가변익 냉각팬이 제공되고, 이로써 냉각팬의 블레이드의 비틀림 각도를 스프링의 탄성과 블레이드의 원심력에 의해 가변되도록 하므로써 냉각팬이 정지하고 있을 때 냉각 장치의 라디에이터로 공급되는 외기의 양을 최대로 할 수 있음으로, 냉각 효과의 향상, 냉각팬 작동 시간의 감소 및 소음 감소의 효과가 있다.

Description

가변익 냉각팬

(기술 분야)

본 발명은 엔진 냉각 장치의 냉각팬에 관한 것이며, 보다 상세하게는 냉각팬 블레이드의 비틀림 각도가 가변되도록 하므로써 냉각팬이 냉각 장치의 라디에이터로 공급되는 외기의 양을 최대로 하는 가변익 냉각팬에 관한 것이다.

(종래 기술)

엔진의 실린더에서 연소되는 연소 가스는 2,000℃ 이상에 이르며, 이 열의 상당량은 실린더, 실린더 헤드, 피스톤, 밸브 등을 가열시키고, 이런 엔진 부품의 과열은 강도 저하, 수명 단축, 윤활 기능 저하, 엔진 출력 저하 등의 원인이 된다. 반대로 엔진 부품이 과냉되면 열효율의 저하와 연료 소비량의 증가를 야기한다. 따라서 엔진에는 그 온도를 적정하게 유지하기 위한 냉각 장치가 설치되어 있다.

가장 일반적으로 사용되고 있는 강제 순환 수냉식 냉각 장치는, 실린더 블록과 실린더 헤드에 형성된 물 재킷에 냉각수를 강제 순환시켜 냉각 작용을 하도록 되어 있으며, 냉각 작용에 의해 과열된 냉각수를 냉각하는 라디에이터, 냉각수 라인에서 냉각수를 강제 순환시키는 물펌프, 라디에이터로의 강제 통풍을 일으켜 라디에이터의 냉각 작용을 상승시키는 냉각팬, 냉각수의 온도에 따라 라디에이터로 흐르는 냉각수의 량을 조절하므로써 냉각수의 온도를 조절하는 수온 조절기를 하나의 라인상에 연결한 구성으로 되어 있다.

냉각팬을 구동하는 방식으로 크랭크 샤프트에 벨트로 연결된 물펌프 풀리와 일체로 회전시키는 방식과 구동 모터에 의한 전동식이 있다. 냉각팬으로서는 다수의 블레이드가 달린 금속재 또는 합성 수지재의 팬을 사용하며, 냉각팬의 송풍량은 블레이드 수, 블레이드의 비틀림 각도, 팬의 지름, 팬의 회전 속도 등의 요인에 따라 결정된다.

엔진을 적정한 온도로 유지하기 위한 대책으로서는 앞서 언급한 수온 조절기외에 냉각팬의 송풍량을 조절하는 방식도 채택되고 있다. 즉, 엔진의 냉각 상태에 감지하여 팬 클러치 또는 전동 모터가 팬의 회전수를 제어하도록 하고 있다.

이와 같이 냉각팬은 엔진의 냉각 상태에 따라 그 회전수가 제어되므로써 최적의 냉각효과를 발휘하도록 구성되어 있으나, 냉각팬이 회전하고 있지 않을 때, 즉 엔진의 상태가 강제 송풍에 의해 냉각을 해야할 정도로 과열되어 있지 않을 때에는 냉각팬이 오히려 라디에이터를 거쳐 외기가 지나가는 것을 방지하는 바람직하지 않은 작용을 하는 문제점이 있다. 예를 들면 전동식 팬을 사용하고 있는 냉각팬에 있어서, 냉각수 온도가 소정 온도 이하일 때에는 팬에 공급되는 전원이 차단되어 팬이 회전하지 않도록 되어 있는 바, 이때 팬의 블레이드는 외기의 흐름을 차단하는 작용을 하게 되어 자연풍에 의한 라디에이터의 냉각 효과를 감소시키는 결과를 야기한다. 자연풍에 의한 냉각 효과의 감소는 냉각수의 온도를 상승시키게 되고, 결국 팬의 회전에 의한 강제 송풍 냉각 시간이 길어져 전력 소비가 증가하고 팬 작동에 따른 소음 발생 시간이 길어지는 문제점을 야기하게 된다.

도 1은 종래의 일반적인 냉각팬의 개략 평면도이다. 도시된 바와 같이, 라디에이터(5)의 후방에 위치하는 냉각팬(1)은 다수의 블레이드(3)가 소정의 각도(예, 20~20°내외)로 비틀려 있어서 라디에이터 쪽으로 강제 송풍을 행한다. 그러나 냉각팬(1)이 정지하고 있을 때에는, 화살표로 나타낸 바와 같이, 라디에이터(5)를 통해 지나가는 외기의 후방 통로를 냉각팬(1)의 블레이드(3)가 막고 있게 되므로, 라디에이터(5)를 통과하는 외기의 양이 감소하여 냉각 효과를 저하시키게 된다.

따라서 본 발명의 목적은 상기한 종래의 냉각팬이 지니는 문제점을 해소하여, 냉각팬이 회전하고 있지 않을 때 라디에이터를 통과하는 외기를 팬이 가로막지 않도록 하여 냉각 효과를 향상시키고자 하는 것이다.

도 1은 종래의 일반적인 냉각팬의 개략 평면도.

도 2는 본 발명에 따른 가변익 냉각팬의 평면도로서 도 2a는 냉각팬이 회전하고 있는 상태의 평면도, 도 2b는 냉각팬이 정지하고 있는 상태의 평면도.

도 3은 본 발명에 따른 가변익 냉각팬의 상세 평면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

21 : 냉각팬23 : 블레이드

25 : 라디에이터27 : 냉각팬 중심축

29 : 블레이드 선단31 : 블레이드 종단

33 : 가이드 홈35 : 회전핀

37 : 스프링

상기한 본 발명의 목적은, 냉각팬의 블레이드의 비틀림 각도를 스프링의 탄성과 블레이드의 원심력에 의해 가변되도록 하므로써 냉각팬이 정지하고 있을 때 냉각 장치의 라디에이터로 공급되는 외기의 양을 최대로 하는 가변익 냉각팬에 의해 달성된다.

보다 구체적으로 본 발명은, 차량 냉각 장치의 라디에이터 후방에 위치하는 다수의 블레이드를 구비한 냉각팬에 있어서, 상기 각각의 블레이드는 그 선단(leading edge)을 회전축으로 하여 종단(following edge)이 가이드 홈을 따라 회전 가능하게 설치되어 있고, 상기 블레이드들의 종단에는 상기 블레이드를 외기 유입 방향과 평행하게 위치하는 쪽으로 당기는 스프링이 부착되어 있으며, 상기 블레이드들은 상기 냉각팬이 정지하고 있을 때에는 상기 스프링의 인력에 의해 외기 유입 방향과 평행하게 위치되고 상기 냉각팬이 회전하고 있을 때에는 블레이드의 원심력에 의해 상기 선단을 중심으로 상기 종단이 회전하여 소정의 비틀림 각도로 위치되는 것을 특징으로 하는 가변익 냉각팬에 의해 달성된다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 따른 가변익 냉각팬을 상세히 설명한다. 이하의 구체예는 본 발명에 따른 가변익 냉각팬을 예시적으로 설명하는 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하는 것이 아니다.

도 2는 본 발명에 따른 가변익 냉각팬의 평면도로서 도 2a는 냉각팬이 회전하고 있는 상태, 도 2b는 냉각팬이 정지하고 있는 상태를 도시한 것이고, 도 3은 본 발명에 따른 가변익 냉각팬의 상세 평면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 가변익 냉각팬(21)은 라디에이터(25) 후방에 설치되며 다수의 블레이드(23)가 형성되어 있다. 상기 각각의 블레이드(23)는 냉각팬(21)의 중심축(27)에 고정되어 있는 것이 아니라 그 비틀림 각도가 가변되도록 되어 있다. 즉, 블레이드(23)는 그 일단(선단:29)을 회전축으로 하여 타단(종단:31)이 가이드 홈(33)을 따라 회전 가능하게 설치되어 있다. 이를 위해 상기 블레이드(23)의 선단(29)을 회전핀(35)에 회전 가능하게 고정시켜서, 상기 종단(31)이 상기 회전핀(35)을 중심으로 하고 블레이드(23)의 폭을 반경으로 하는 원의 원호에 대응하도록 중심축(27)에 형성된 가이드 홈(33)을 따라 이동할 수 있도록 되어 있다. 그리고 상기 블레이드(23)의 종단(31)에는 상기 블레이드(23)를 외기 유입 방향과 평행하게 위치하는 쪽으로 끌어당기는 스프링(37)이 부착되어 있다.

따라서, 냉각팬(21)이 정지하고 있을 때 상기 블레이드들(23)은 상기 스프링(37)의 인력에 의해 외기 유입 방향과 평행한 위치로 있게 되므로, 라디에이터(25)를 통해 유입되는 외기의 흐름에 저항을 가하지 않는다. 한편, 냉각팬(21)이 회전하게 되면, 블레이드들(23)이 원심력을 받게 되어 블레이드(23)가 회전핀(35)을 중심으로 회전하게 되며, 결국 블레이드들(23)은 이들에 책정된 소정의 비틀림 각도로 위치하게 된다. 상기 가이드 홈(33)은 블레이드(23)가 그것의 비틀림 각도에 이르게 되는 위치까지만 형성되어 있기 때문에 블레이드(23)는 더 이상 회전하지 않게 된다.

따라서 본 발명에 따른 가변익 냉각팬(21)은 그것이 회전할 때에는 종래의 냉각팬과 동일한 송풍 작용을 하지만, 냉각팬(21)이 정지하고 있을 때에는 외기의 통로를 열어 보다 많은 외가가 라디에이터 냉각에 사용될 수 있도록 한다.

이상에서 설명한 본 발명에 따른 가변익 냉각팬에 의하면, 냉각팬의 블레이드의 비틀림 각도를 스프링의 탄성과 블레이드의 원심력에 의해 가변되도록 하므로써 냉각팬이 정지하고 있을 때 냉각 장치의 라디에이터로 공급되는 외기의 양을 최대로 할 수 있음으로, 냉각 효과의 향상, 냉각팬 작동 시간의 감소 및 소음 감소의 효과가 있다.

Claims (1)

1. 차량 냉각 장치의 라디에이터 후방에 위치하는 다수의 블레이드를 구비한 냉각팬에 있어서, 상기 각각의 블레이드는 그 선단을 회전축으로 하여 종단이 가이드 홈을 따라 회전 가능하게 설치되어 있고, 상기 블레이드들의 종단에는 상기 블레이드를 외기 유입 방향과 평행하게 위치하는 쪽으로 당기는 스프링이 부착되어 있으며, 상기 블레이드들은 상기 냉각팬이 정지하고 있을 때에는 상기 스프링의 인력에 의해 외기 유입 방향과 평행하게 위치되고 상기 냉각팬이 회전하고 있을 때에는 블레이드의 원심력에 의해 상기 선단을 중심으로 상기 종단이 회전하여 소정의 비틀림 각도로 위치되는 것을 특징으로 하는 가변익 냉각팬.