KR20020058661A - 팬과 슈라우드 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따르면, 적어도 두 개 이상의 팬 장착부들이 형성된 슈라우드와; 상기 각 팬 장착부에 설치되는 것으로 모터와, 이 모터에 의해 구동되는 팬을 포함하는 팬 조립체들과; 상기 슈라우드의 가장자리에 설치되는 기류 안내벽과; 상기 슈라우드의 유입 또는 유출측에 상기 기류 안내벽과 같이 팬에 의한 기류 유입영역 또는 유출영역을 한정하는 분리벽과; 상기 분리벽의 일부를 이루며 각 팬의 유입 또는 유출영역을 가변시키는 적어도 하나의 개폐수단을 포함한다.

Description

팬과 슈라우드 조립체{fan and shroud assembly}

본 발명은 팬과 슈라우드의 조립체에 관한 것으로, 더 상세하게는 공기유동을 발생시키는 팬과, 이 팬으로부터 발생된 공기의 재순환을 방지하는 슈라우드가 결합된 팬과 슈라우드의 조립체에 관한 것이다.

일반적인 자동차에 이용되는 냉각시스템(cooling system)있어서, 적어도 두 개의 쿨링 팬(엔진의 냉각수를 냉각시키기 위한 라디에이터 냉각용 팬과, 공기조화 장치의 응축기를 냉각시키기 위한 팬)이 이용된다.

이러한 팬은 장착위치 및 열교환기로의 기류 이동방향에 따라 푸셔타입(pusher type)과 풀러 타입(puller type)으로 대별된다.

통상적으로 상기 팬들을 열교환기에 장착함에 있어서, 응축기에는 푸셔타입의 팬을 적용하고 라디에이터에는 풀러타입의 팬을 적용하거나 응축기와 라디에이터에 풀러타입의 팬을 채용하고 있다. 또한 라디에이터와 응축기의 사이에 팬을 설치한 미들타입(middle type)의 경우에는 라디에이터에는 푸셔팬으로 작용하고 응축기에는 풀러 팬으로 작용한다.

한편, 최근의 자동차는 그 기능이 다양하여지고 고급화되고 있으며, 한편으로는 소형화되고 있으므로 엔진룸의 여유공간이 매우 좁다. 따라서 자동차의 엔진룸에 설치되는 부품들은 소형화 및 고성능화를 추구하고 있다. 이에 편승하여 공기조화 장치의 응축기를 냉각용 팬 조립체와 엔진의 냉각수를 냉각시키기 위한 라디에이터 냉각용 팬 조립체를 도 1에 도시된 바와 같이 하나의 슈라우드에 설치하거나 미국특허 제 5,771,961호에 개시된 바와 같이 팬을 회전시키기 위한 모터를 열교환기에 고정하고, 열교환기에 기류를 가이드 하는 슈라우드를 고정하고 있다.

팬 조립체들이 하나의 슈라우드에 고정된 경우에는 도시된 바와 같이 슈라우드(11)에 두 개의 팬장착부(12)(13)가 형성되고, 이 팬장착부(12)(13)에는 팬(14a)(15a)과 이를 구동시키기 위한 모터(14b)(15b)로 이루어진 팬 조립체(14)(15)가 각각 설치된다. 상기 모터(14b)(15b)는 슈라우드(11)의 팬장착부(12)(13)의 가장자리로부터 연장되는 고정자(11a)에 의해 고정된다. 그리고 상기 슈라우드(11)의 가장자리에는 기류 안내벽(18)이 형성되고, 상기 팬 장착부(12)(13)의 사이에는 슈라우드(11)에 형성된 분리벽(19)에 의해 그 영역이 구획되어 유입영역(puller area;12a,13a)을 한정하게 된다.

상술한 바와 같이 구성된 종래의 팬 슈라우드 조립체는 열교환기(100; 라디에이터 또는 응축기, 응축기와 라이에어터가 중접된 상태)의 열적 부하에 따라 두 팬(14a)(15a)이 동시에 구동되거나 선택적으로 구동된다. 이 과정에서 상기 슈라우드(11)의 기류안내벽(18)은 팬의 구동시 기류가 열교환기(100)을 통과한 후 상기 유입영역(12a)(13a)으로 유입되도록 한정된다. 상기 분리벽(19)은 일측의 팬만 작동되거나 두 팬의 송풍력이 상호 다른 경우 이들의 사이에 유입되는 기류의 이동을 방지하게 된다.

그러나 상기와 같이 분리벽(19)과 외측벽은 각 두 팬(14a)(15a)으로 유입 또는 유출되는 면적이 균일하게 설정하게 되어 두 팬(14a)(15a)에 가하여지는 송풍부하에 따라 선택적으로 유입측의 면적을 가변시킬 수 없으며 나아가서는 송풍량을 가변시킬 수 없는 문제점이 있다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이 슈라우드에 의해 구획된 팬의 유입 또는 유출되는 면적이 넓어지면 풍량과 압력관계를 나타내 보인 정압곡선이 곡선 A에서 곡선 B로 이동하게 된다. 이에 따라 팬의 풍량이 증가하게 되는데, 상기와 같이 팬 슈라우드 조립체(10)는 두 팬의 유입영역(12a)(13a)이 외측벽(18)과 분리벽(19)에 의해 한정되어 있으므로 모터에 공급되는 전류와 전압이 한정되어 있는 상태에서 송풍부하에 따라 송풍량을 가변시킬 수 없게 된다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 하나의 슈라우드에 적어도 두 개의 팬 조립체 장착시 팬으로 기류를 유입시키기 위한 유입영역 또는 유출영역을 가변시켜 송풍량을 증가시킬 수 있는 팬 슈라우드 조립체를 제공함에 그 목적이 있다.

본원 발명의 다른 목적은 열교환기에 장착시 풍량의 증가로 인한 열교환기의 열교환 효율을 향상시킬 수 있는 팬 슈라우드 조립체를 제공함에 있다.

도 1은 종래 팬과 슈라우드 조립체의 일부 절제 사시도,

도 2는 팬의 유입영역에 걸리는 압력과 송풍량과의 관계를 나타내 보인 그래프,

도 3은 본 발명에 따른 슈라우드 조립체를 도시한 것으로, 열교환기와 결합되는 상태를 도시한 분리 사시도,

도 4는 도어가 슈라우드에 설치된 상태를 도시한 일부절제 사시도,

도 5는 본 발명에 따른 팬 슈라우드 조립체의 다른 실시예를 도시한 사시도,

도 6 및 도 7은 팬 슈라우드 조립체의 또 다른 실시예를 도시한 정면도,

도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 패 쉬라우드 조립체의 다른 실시예들을 도시한 사시도,

도 9는 도 8에 도시된 구동수단을 발췌하여 도시한 사시도,

<도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명>

33; 팬 쉬라우드 40; 팬 조립체.

35; 분리벽

50; 개폐수단 51,52,53;도어

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 팬과 슈라우드 조립체는 적어도 두 개 이상의 팬 장착부가 형성된 슈라우드와; 상기 각 팬 장착부에 설치되는 것으로 모터와 이 모터에 의해 구동되는 팬을 포함하는 팬 조립체들과; 상기 슈라우드의 가장자리에 설치되는 기류 안내벽과; 상기 슈라우드의 유입 또는 유출영역에 상기 기류 안내벽과 같이 기류의 유입 및 유출영역을 한정하는 분리벽과; 상기 분리벽의 일부를 이루며 각 팬의 유입 또는 유출영역을 가변시키는 분리벽 개폐수단을 포함하여 된 것을 그 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 개폐수단은 상기 분리벽에 일측으로 개폐가능한 적어도 두 개의 도어를 구비하여 이루어진다. 상기 슈라우드에 의해 형성된 분리벽은 상기 팬의 기류가 유입 또는 유출영역들과 보조영역들로 구획하는 제1,2분리벽으로 이루어지고 상기 제1,2분리벽에는 각각 유입 또는 유출영역과 보조영역을 선택적으로 연통시키는 도어가 설치된다.

상기 개폐수단의 도어는 일측 방향으로 회전되도록 이루어지거나 구동수단에 의해 구동되는 슬라이딩 도어로 이루어진다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 3에는 본 발명에 따른 팬과 슈라우드 조립체의 일 실시예를 나타내 보였다.

도시된 바와 같이 팬 슈라우드 조립체(30)은 관통되는 적어도 두 개의 팬장착부(31)(32)가 형성된 슈라우드(33)과, 상기 슈라우드(33)의 팬장착부에 설치되는 팬 조립체(40)(40')를 포함한다.

상기 슈라우드(33)에 형성된 팬 장착부(31)(32)들은 슈라우드(33)의 몸체(33a)를 관통하는 관통공(31a)(32a)이 형성되고 이 관통공(31a)(32a)의 가장자리에는 환형의 가이드부(31b)(32b)가 형성되어 이루어진다. 상기 슈라우드(33)의 각 팬 장착부(31)(32)에는 팬(41)(42)과 이 팬(41)(42)을 구동시키기 위한 모터(43)(44)로 이루어진 팬 조립체(40)(40')가 설치되는데, 이 팬조립체(40)(40')의 모우터(43)(44)는 상기 관통공(31a)(32a)의 가장자리로부터 연장되는 고정자(33b)(33b')에 의해 고정된다.

한편 상기 슈라우드(33)의 가장자리에는 팬(41)(42)의 회전으로 기류의 유입 또는 유출(풀러 타입(puller type)의 경우 유입, 푸셔타입(pusher type)의 경우 유출)되는 영역이 열교환기(100)의 면적과 동일한 영역으로 한정하여 유입 또는 유출되는 기류가 열교환기를 모두 통과하도록 한정하는 외측벽(34)가 형성되고, 상기 팬 장착부(31)(32)의 사이에는 분리벽(35)이 설치되어 각 팬 장착부에 장착된 팬으로의 유입 또는 유출영역을 한정하게 된다. 그리고 상기 분리벽(35)에는 상기 분리벽(35) 에 의해 한정된 각 팬으로의 유입 및 유출영역을 가변시키기 위하여 분리벽을 개폐하는 개폐수단(50)이 설치된다.

상기 분리벽 개폐수단(50)은 도 4에 도시된 바와 같이 일측 방향(쉬라우드의 바닥 방향 즉, 분리벽의 기부방향)으로 회전하는 적어도 하나의 도어(51)를 구비하여 이루어질 수 있다. 상기 분리벽(35)에 설치된 도어(51)는 인접하는 팬측 즉 팬의 구동으로 부압이 작용하는 측으로 누워 유입 및 유출영역을 가변시킨다.

도 5 내지 도 8은 분리벽과 개폐수단의 다른 실시예들을 나타내 보였다. 이들 실시예에 있어서 상기 실시예와 동일 부호에 대해서는 동일 구성요소를 가리킨다.

도 5에 도시된 바와 같이 슈라우드(33)의 팬 장착부(31)(32)의 사이에 제1분리벽(35a)이 설치되고 상기 제1분리벽(35a)로부터 외측벽(34)의 가장자리로 연장되어 유입 또는 유출을 위한 보조영역(36c)을 구획하는 제2분리벽(35b)이 형성된다.그리고 상기 제1,2분리벽(35a)(35b)에는 제1,2도어(52)(53)이 설치되는데, 이 제1,2도어(52)(53)는 각각 도 4에서 설명한 바와 같이 팬의 작동으로 부압이 작용하는 측으로만 회전하도록 되어 보조영역과 각 팬(41)(42)의 유입영역(36a)(36b)을 선택적으로 연통시키게 된다.

그리고 분리벽과 개폐수단은 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 일측 팬 장착부의 상하부 또는 팬 장착부 사이의 상하부에 상하보조영역(36d,36e)(36f,36g)을 형성할 수 있도록 주분리벽(37a)과 분기분리벽(37b)들이 형성되고, 상기 분기분리벽(37b)들에는 에는 상하 보조영역(36d,36e)(36f,36g)들과 유입영역(36a)(36b)들을 선택적으로 연통시키는 도어(54,55)(56,57)들이 형성된다.

도 8 및 도 9에는 본 발명에 따른 개폐수단의 또 다른 실시예를 나타내 보였다.

도시된 바와 같이 분리벽(38)에 설치되는 개폐수단은 분리벽(38)의 상하부에 가이드부(61)(62)가 설치되고 이 가이드부(61)(62)에는 슬라이딩 도어(63)의 상하부가 지지된다. 그리고 상기 슬라이딩 도어(63)는 구동수단(64)에 의해 상기 가이드부(61)(62)를 따라 슬라이딩 된다. 구동수단(64)는 슬라이딩 도어(63)에 길이 방향으로 형성된 랙(64a)과 상기 분리벽(38)에 설치되는 모터(64b)와 상기 모터(64b)의 회전축에 설치되며 상기 랙(64a)과 치합되는 피니언(64c)을 포함한다.

여기에서 상기 기폐수단과 구동수단은 상술한 실시예에 의해 한정되지 않고 팬의 유입되는 영역 또는 유출되는 영역을 선택적으로 확대할 수 있는 구조이면 어느것이나 가능하다.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 팬 슈라우드 조립체의 작용을 풀러 타입 팬을 일예로 들어 설명하기로 한다.

도 3에 도시된 바와 같이 열교환기(100; 도면에는 라디에이터만 도시되어 있으나 라디에이터와 응축기가 중첩되거나 일열로 설치될 수 있다.)와 팬 슈라우드 조립체(30)가 결합된 상태에서 일측의 팬 조립체(40)만 작동하게 되면 열교환기(100)를 통하여 기류를 빨아 들이게 되므로 열교환기(100)와 팬(41)의 사이에는 부압이 작용하게 된다. 따라서 상기 개폐수단(50)의 도어(52)는 구동되는 팬(41) 측으로 회동되어 팬(41)의 유입영역(36a)을 보조영역(36c)까지 넓히게 된다. 이때에 제2분리벽(35b)에 설치된 제2도어(53)는 보조영역(36c)에 작용하는 부압에 의해 회전되어 닫히게 된다. 이로서 구동되는 팬(41)의 유입영역(36a)을 보조 영역까지 넓히게 되어 송풍풍량을 증가시킴으로써 열교환기의 냉각효율을 향상시킬 수 있다. 즉, 상기 열교환기와 팬(41) 사이의 부압에 의해 도어(52)가 열리게 되면 분리벽(35)이 제거되는 효과를 얻을 수 있어 슈라우드에 의해 구획된 팬의 유입영역이 넓어지게 되므로 도 2에 도시된 바와 같이 풍량과 압력관계를 나타내 보인 정압곡선이 곡선 A에서 곡선 B로 이동하게 되어 풍량이 증가하게 되므로 열교환기와 기류의 열교환 효율을 향상시킬 수 있게 된다.

그리고 타측의 팬 조립체(42)만 작동하게 되면 열교환기(100)를 통하여 기류를 빨아 들이게 되므로 열교환기(100)과 팬(42)의 사이에는 부압이 작용하게 된다. 따라서 상기 제2분리벽에 설치된 제2도어(53)는 구동되는 팬(42) 측으로 회동되어 팬(42)의 유입영역(36b)을 보조 영역(36c)까지 넓히게 된다. 이때에제1분리벽(35a)에 설치된 제1도어(52)는 보조영역(36c)에 작용하는 부압에 의해 회전되어 닫히게 된다. 타측의 팬의 유입영역을 확대함으로써 풍량이 증가하여 열교환기로의 기류 송풍량을 증가시킴으로써 냉각효율을 향상시킬 수 있다.

그리고 모터(43)(44)에 의해 두 개의 팬(41)(42)이 동시에 작동되는 경우에는 각각의 팬(41)(42)에 걸리는 부하(압력강하)의 차이에 의해 상기 제1,2도어(52)(53)가 회동되어 일측의 팬에 과부하가 걸리는 것을 상쇄시켜 전체적인 송풍량을 증가시킬 수 있다.

상술한 바와 같은 작용은 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 상하부보조영역(36d)(36e)이 상대적으로 작은 타측팬의 상하부 또는 팬 장착부의 사이에 위치되는 경우에도 상술한 실시예와 동일하게 작동되므로 다시 설명하지 않기로 한다.

그리고 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이 분리벽(38)에 설치된 개폐수단이 슬라이딩 도어(63)과 구동수단(64)으로 이루어진 경우에는 상술한 바와 같이 일측 팬(41) 또는 타측 팬(42)의 작동에 따라 선택적으로 모터(64a)가 작동되어 이의 회전축에 연결된 피니온(64c)를 작동시킴으로써 피니온과 결합되는 랙(64a)이 설치된 슬라이딩 도어(63)을 가이드부(61)(62)를 따라 슬라이딩 된다. 이로서 작동되는 팬의 유입영역이 확대되어 상술한 실시예에서 설명한 바와 같이 송풍량을 증가시켜 열교환기의 열교환 효율을 향상시킨다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자들은 이로부터 다양한변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 예컨데, 상기 팬 슈라우드 조립체가 푸셔(pusher type)인 경우에는 팬과 열교환기 사이에 정압이 걸리게 되므로 상기 개폐수단의 도어는 작동되는 팬과 멀어지는 방향으로만 회동가능하게 설치된다.

본 발명에 따른 팬과 슈라우드 조립체는 슈라우드에 적어도 두 개의 팬 조립체가 설치된 상태에서 이들 사이의 분리벽에 개폐가능한 도어를 설치함으로써 각 팬에 걸리는 송풍부하에 따라 유입 또는 유출면적을 극대화 할 수 있으며, 나아가서는 송풍량을 증대시켜 열교환기의 냉각효율을 향상시킬 수 있다.

Claims (5)

1. 적어도 두 개 이상의 팬 장착부들이 형성된 슈라우드와; 상기 각 팬 장착부에 설치되는 것으로 모터와 이 모터에 의해 구동되는 팬을 포함하는 팬 조립체들과; 상기 슈라우드의 가장자리에 설치되는 기류 안내벽과; 상기 슈라우드의 유입 또는 유출측에 상기 기류 안내벽과 같이 팬에 의한 기류 유입영역 또는 유출영역을 한정하는 분리벽과; 상기 분리벽의 일부를 이루며 각 팬의 유입 또는 유출영역을 가변시키는 적어도 하나의 개폐수단을 포함하여 된 것을 특징으로 하는 팬 슈라우드 조립체.
2. 제1항에 있어서,

   상기 개폐수단은 상기 분리벽에 일측 방향으로 회전가능하게 설치되어 개폐가능한 적어도 하나의 도어를 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 팬 슈라우드 조립체.
3. 제1항에 있어서,

   상기 슈라우드에 의해 형성된 분리벽은 상기 각 팬장착부에 설치된 팬의 유입영역들과 적어도 하나의 보조영역들로 구획하는 제1,2분리벽들로 이루어지고 상기 제1,2분리벽들에는 각각 팬의 유입영역과 보조영역을 선택적으로 연통시키는 제1,2도어들을 포함하여 된 것을 특징으로 하는 팬 슈라우드 조립체.
4. 제3항에 있어서,

   상기 제1,2도어는 분리벽을 경계로 하여 구동되는 팬측으로 회동되는 것을 특징으로 하는 팬 슈라우드 조립체.
5. 제1항에 있어서,

   상기 개폐수단은 분리벽에 슬라이딩 가능하게 설치되어 분리벽을 열고닫는 슬라이딩 도어와, 상기 슬라이딩 도어를 구동시키는 구동수단을 포함하여 된 것을 특징으로 하는 팬 슈라우드 조립체.