KR19980083998A - 휀과 쉬라우드 조립체 - Google Patents

Abstract

휀과 슈라우드 조립체를 개시한다. 이 조립체는 복수개의 브레이드를 가지는 휀과, 회전축이 휀에 고정되어 이를 회전시키는 모우터와, 상기 브레이드 단부의 회전궤적을 따라 형성된 하우징부와, 이 하우징부의 가장자리로부터 연장되어 상기 모우터를 지지하는 지지부와 연결되는 복수개의 고정자를 포함하여 된 것으로, 상기 고정자의 배열이,일측의 고정자에 대해 일측브레이드가 그 리딩에지부터 소정거리 교차되는 시점에서 타측의 브레이드의 트레일링 에지부가 타측의 고정자와 교차되도록 된 것에 그 특징이 있다.

Description

휀과 쉬라우드 조립체

본 발명은 휀과 쉬라우드 조립체에 관한 것으로, 더 상세하게는 소음의 감소를 위하여 고정자의 배열구조가 개선된 휀과 슈라우드 조립체에 관한 것이다.

통상적으로 자동차의 엔진 룸(engine room)에는 자동차 구동 장치인 엔진과, 엔진의 과열을 방지할 수 있는 냉각 수단과, 자동차 내부의 탑승자 공간에 대한 공기 조화 기능을 지닌 공기 조화 수단등이 설치되어 있다.

자동차 엔진의 냉각 방식은 공냉식과 수냉식으로 구분할 수 있는데, 수냉식 엔진 냉각 장치는 엔진의 외주면을 따라 유동하는 냉각수로써 엔진을 냉각시키는 방식이다. 이러한 수냉식의 경우에는 자동차 엔진의 전면에는 엔진의 냉각수를 냉각시키기 위한 라디에이터가 설치되며, 이 라디에이터에는 열교환 효율을 향상시키기 위하여 공기를 강제 대류시키는 휀과 쉬라우드 조립체가 설치된다.

도 1 및 도 2에는 휀과 쉬라우드 조립체의 일예를 나타내 보였다.

도시된 바와 같이 바와 같이 휀(10)과 쉬라우드(20)가 결합된 것으로, 상기 휀(10)은 전동 모우터 또는 엔진의 회전축과 결합되는 허브(11)와 이 허브(11)의 외주면에 설치된 복수개의 브레이드(12)를 구비하여 구성된다. 그리고 상기 쉬라우드(20)는 상기 휀(10)의 브레이드(12) 단부와 인접되는 부위를 소정의 폭으로 감싸는 하우징부(21)와, 이 하우징부(21)로부터 일정거리에 있고, 휀(10)과 동일 축상에 위치한 모우터 지지부(22)를 연결하며 등간격으로 배열된 복수개의 고정자 (stator;23)를 구비한다.

상기와 같이 구성된 휀과 쉬라우드 조립체는 휀(10)이 회전함에 따라 공기가 저압측(유입측)으로 부터 고압측 (토출측)으로 유동되는데, 이 유동은 비교적 복잡하다. 즉, 휀(10)이 회전함에 따라 브레이드(12)가 축에 대해 기울진 방향으로 구동되어 공기유동이 발생하게 된다. 따라서 휀(10)의 브레이드(12)에 의해 토출되는 기류는 축방향성분과 회전방향성분을 가지게 되는데, 이 회전방향의 성분은 휀(10)의 중앙부로부터 브레이드(12)의 단부로 갈수록 커지게 된다.

상술한 바와 바와 같이 휀의 회전으로 공기의 송풍이 이루어지는 과정에서 상기 휀이 회전하여 고정자(23)를 지나갈때에 브레이드 표면에서 압력의 변동이 심하여 음압이 급격히 상승하였다가 고정자를 통과하고 나면 음압이 상대적으로 떨어진다. 이러한 현상은 브레이드가 고속으로 회전함에 따라 합성되어 음압이 증폭된다.

도 3은 블레이드가 고정자를 통과하는 동안 음압의 변동을 도시한 도면이다.

도면을 참조하면, 상기 구조를 갖는 휀과 쉬라우드 조립체는 상기 휀(10)이 회전하여 고정자(23)들을 통과할 때 상기 블레이드(12)표면의 압력변동에 의하여 음압이 급격히 증가하였다가 감소하는 것을 알 수 있다. 여기에서 설명 부호 A 와 B는 각 고정자에 대해 브레이드의(12)의 선단부(leading edge blade)가 70% 및 100% 지점을 통과하는 것을 나타낸다. 이러한 현상에 의해 휀이 회전하면 소음이 증가하는데, 이때 다수의 블레이드가 동시에 고정자를 통과한다면 소음의 합성에 의한 증폭현상이 발생한다. 따라서 휀의 구동시 심한 소음이 발생되는 문제점을 가진다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 음압 감쇄 효과를 이용하여 소음의 발생을 줄일 수 있는 휀과 쉬라우드 조립체를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 휀과 쉬라우드 조립체를 나타내 보인 분리 사시도.

도 2는 도 1에 도시한 휀과 쉬라우드 조립체의 정면도,

도 3은 종래의 휀과 쉬라우드 조립체에 있어서 블레이드가 고정자 통과시 음압의 변동량을 개략적으로 도시한 도면.

도 4는 본 발명에 따른 휀과 쉬라우드 조립체를 나타내 보인 분리 사시도.

도 5은 도 4에 도시한 휀과 시라우드 조립체의 정면도,

도면의 주요 부호에 대한 설명

30; 휀 32 . 블레이드

40 ;쉬라우드 41; 하우징

43; 고정자

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 복수개의 브레이드를 가지는 휀과, 회전축이 휀에 고정되어 이를 회전시키는 모우터와, 상기 브레이드 단부의 회전궤적을 따라 형성된 하우징부와, 이 하우징부의 가장자리로부터 연장되어 상기 모우터를 지지하는 지지부와 연결되는 복수개의 고정자를 포함하여된 휀과 쉬라우드의 결합체에 있어서, 상기 고정자의 배열이, 일측의 고정자에 대해 일측브레이드가 그 리딩 에지부터 소정거리 교차되는 시점에서 타측의 브레이드의 테일링 에지부가 타측의 고정자와 교차되도록 된 것을 그 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 일측 고정자와 교차되는 브레이드의 리딩 에지부로부터의 거리가 브레이드의 리딩 에지부와 테일링 에지부 사이 거리의 70%로 함이 바람직하다.

이하 본 발명을 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4 및 도 5에는 본 발명에 따른 휀과 슈라우드 조립체의 실시예가 도시되어 있다. 도 4는 분리 사시도이며, 도 5은 휀과 쉬라우드가 결합된 상태를 도시한 평면도이다.

도시된 바와 같이 바와 같이 휀(30)과 쉬라우드(40)가 결합된 것으로, 상기 휀(30)은 모우터(31)의 회전축에 결합되는 허브(33)와 이 허브(31)의 외주면에 소정의 간격으로 설치되는 복수개의 브레이드(32)를 구비하여 구성된다. 그리고 상기 쉬라우드(40)는 상기 휀(30)의 브레이드(32) 단부와 인접되는 부위를 소정의 폭으로 감싸는 라디에이터(도시되지 않음)에 고정되는 하우징부(41)와, 이 하우징부(41)의 가장자로부터 일정거리에 있고, 휀(30)과 동일 축상에 위치한 모우터 지지부(42)를 연결하며 등간격으로 배열된 복수개의 고정자 (stator;43)를 구비한다.

상술한 바와 같은 구성에 있어서, 하우징부(41)의 가장자리와 모우터 지지부(42)의 외주면에 그 양단부가 지지된 고정자(43)의 원주방향으로의 배열은 일측의 고정자(43)에 대해 일측 브레이드(32)가 그 리딩에지(32a)로부터 소정거리 교차되는 시점에서 타측의 브레이드(32')의 트레일링 에지부(32b')가 타측의 고정자(43')와 교차되도록 이루어진다. 상기 일측 고정자(43)와 교차되는 브레이드(32)의 리딩 에지부(32a)로부터의 거리가 브레이드(32)의 리딩에지부(32a)와 테일링에지부(32b)사이 거리의 70%로 함이 바람직하며, 상기 고정의 배열각은 각각 90.5도, 106도, 56.5도, 107도를 이루도록 함이 바람직하다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 휀과 쉬라우드 조립체의 작용을 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 휀과 슈라우드 조립체는 모우터(31)가 구동됨에 따라 이의 회전축에 장착된 휀(56)이 회전됨으로써 블레이드(55)에 의해 공기의 유동을 유발시키게 된다.

상술한 바와 같이 공기의 유동을 유발시키는 과정에서 상기 휀(30)의 회전력에 의해 공기는 반경방향 및 축방향으로 유동을 일으키는데, 상기 휀(30)의 회전시 각 블레이드(55)가 고정자(43)와 교차할 때에 브레이드의 상호간의 음압의 최대가 되는 시점과 최소가 되는 시점 즉, 각 브레이드과 고정자(43)가 교차되는 시점의 위상차를 두어 상호간에 음압의 증폭작용을 배제시킴으로써 소움을 줄일 수 있다. 이를 더욱 상세하게 설명하면, 고정자(43)의 원주방향의 배열은 일측의 고정자(43)가 브레이드의 리딩에지부(32a)와 트레일링 에지부(32b)의 사이의 70% 되는 지점을 지나갈때에 음압이 최대가 되고, 브레이드(32)의 트레일링 에지부와 교차되는 지점에서 최소가되는데, 상기 브레이드(32)의 리딩에지부(32a)와 트레일링 에지부(32b)의 사이의 70% 인지점에 일측의 고정자가 배열되고, 타측의 고정자(43')는 타측 브레이드(32')의 테일링 에지부(32b')와 교차되도록 배열되어 있으므로 음압의 최대인 시점에서 중복되는 것을 방지할 수 있다.

따라서 브레이드의 회전시 고정자와의 교차에 의해 발생되는 소음의 발생을 줄일 수 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 휀과 쉬라우드 조립체의 효과를 비교하기 위하여 구체적인 비교예를 들어 본 발명을 설명하기로 한다.

[표 1]

	본 발명에 따른 홴	비교예1	비교예2	비교예3	비교예4
전 압 (V)	12.54	12.00	12.00	12.00	12.00
전 류 (A)	9.3	8.8	8.9	8.9	8.8
회전수(rpm)	2200	2155	2155	2155	2155
음 압 (db)	63.8	67.6	67.5	68.4	66.9

상기 표에 있어서, 본 발명에 따른 휀은 브레이드에 대한 고정자의 배열이 본 발명 따른 것이다. 그리고 비교예 1은 다수의 블레이드 및 다수의 고정자를 갖으며 고정자 상호간의 보강리브가 형성되고, 브레이드에 대한 고정자의 배열이 무작위로 배열된 휀과 쉬라우드 조립체이며, 상기 비교예 2는 상기 비교예 1과 동일한 소재의 휀과 슈라우드 조립체에서 고정자 사이의 리브를 제거한 쉬라우드를 사용한 것이다. 비교예 3은 5개의 고정자가 등간격(72도)으로 배열된 형성된 휀과 쉬라우드 조립체이며, 비교예 4는 고정자가 등간격(90도) 배열된 휀과 쉬라우드 조립체이다.

상기 표를 근거로 하여 보면, 비교예들에 비하여 본 발명에 따른 휀과 쉬라우드 조립체가 이산 주파수(discrete frequency)의 1차 노이즈가 현저히 감소하는 것을 볼 수 있으며, 전체 소음 감소 효과는 2 내지 3 데시벨이다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 휀과 쉬라우드 조립체(50)는 모터 지지부와 하우징부를 연결하는 고정자의 배열구조가 개선되어 소음이 억제되는 효과를 가진다.

본 발명 첨부된 도면에 도시된 실시예들을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자들은 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (3)

1. 복수개의 브레이드를 가지는 휀과, 회전축이 휀에 고정되어 이를 회전시키는 모우터와, 상기 브레이드 단부의 회전궤적을 따라 형성된 하우징부와, 이 하우징부의 가장장 하우징부의 가장자리로부터 연장되어 상기 모우터를 지지하는 지지부와 연결되는 복수개의 고정자를 포함하여된 휀과 쉬라우드의 결합체에 있어서,

   상기 고정자의 배열이,

   일측의 고정자에 대해 일측브레이드가 그 리딩에지부로부터 소정거리 교차되는 시점에서 타측의 브레이드의 테일링 에지부가 타측의 고정자와 교차되도록 된 것을 특징으로 하는 휀과 쉬라우드 조립체.
2. 제1항에 있어서, 상기 일측 고정자와 교차되는 브레이드의 리딩 에지부로부터의 거리가 브레이드의 리딩에지부와 테일링에지부 사이 거리의 70%로 인 것을 특징으로 하는 휀과 쉬라우드 조립체.
3. 제 1항에 또는 제2항중 어느 한 항에 있어서, 상기 고정자의 배열각이 90.5도,106도, 56.5도, 107도 인 것을 특징으로 하는 휀과 슈라우드 조립체.