KR20060061372A

KR20060061372A - 송풍기 및 이것을 이용한 열교환 장치

Info

Publication number: KR20060061372A
Application number: KR1020067005132A
Authority: KR
Inventors: 다카히로 이와사키; 신이치 오다
Original assignee: 가부시키가이샤 덴소
Priority date: 2003-09-19
Filing date: 2004-09-17
Publication date: 2006-06-07
Also published as: DE112004001723T5; JP2005090441A; GB2419380B; US7462013B2; KR100791674B1; WO2005028875A1; GB0603240D0; CN1853046B; US20060147302A1; CN1853046A; DE112004001723B4; GB2419380A; JP4259248B2

Abstract

블레이드 휠(1a)과 슈라우드(1c) 사이의 간극의 물방울이 동결되어 블레이드 휠(1)이 회전하지 않게 되는 동결 록 현상이 발생하는 것을 미연에 방지한다. 슈라우드(1c)의 링부(1h)의 하단 측을 중심으로 한쪽 편 20°의 범위에 걸쳐서 배수구(1m)를 설치한다. 이것에 의해, 블레이드 휠(1a)이나 슈라우드(1c)(특히, 링부(1h))의 표면에 부착된 물방울이 중력으로 아래쪽 측에 집합되어도, 신속하게 배수시킬 수 있다. 따라서, 블레이드 휠(1a)과 링부(1h)(슈라우드(1c)) 사이의 간극에 물방울이 괴는 것을 방지할 수 있으므로, 동계 기간처럼, 기온이 낮을 때에 있어서도, 동결 록 현상이 발생하는 것을 미연에 방지할 수 있다.

Description

송풍기 및 이것을 이용한 열교환 장치{BLOWER AND HEAT EXCHANGER USING THE SAME}

본 발명은, 송풍기에 관한 것으로, 차량용 라디에이터(radiator)나 응축기에 냉각용 바람을 송풍하는 송풍기에 적용해서 유효하다.

차량용 라디에이터나 응축기에 냉각용 바람을 송풍하는 송풍기는, 공기의 흐름을 발생시키는 축류(軸流) 방식의 블레이드 휠(blade wheel), 이 블레이드 휠을 회전시키는 전동 모터, 및 블레이드 휠의 주변을 덮도록 둘러싸서 블레이드 휠로부터 내뿜어진 공기가 블레이드 휠에 흡인되는 것을 방지하는 슈라우드(shroud) 등으로 구성되어 있다.

그리고, 블레이드 휠로부터 내뿜어진 공기가 재차 블레이드 휠에 흡인되는 것을 확실하게 방지하기 위해서는, 블레이드 휠의 블레이드 선단(先端)과 슈라우드의 내벽과의 간극(間隙) 치수를 될 수 있는 한 작게 하는 것이 바람직하다.

그런데, 차량용 라디에이터나 응축기 등의 열교환기는, 냉각용 바람이 되는 외기(外氣)를 더욱 많이 받아들이기 위해서, 일반적으로, 차량 전단(前端) 측에 탑재되어 있으므로, 냉각용 바람과 함께 빗물이나 눈 등이 송풍기에 흘러서 들어오게 되어, 블레이드 휠이나 슈라우드가 물을 덮어쓰기 쉽다.

그리고, 야간 정차 시 등 장시간에 걸쳐서 송풍기를 정지시키면, 블레이드 휠이나 슈라우드의 표면에 부착된 물방울이 중력으로 아래쪽 측에 집합해서 고이고, 동계 기간처럼, 기온이 낮을 때에는, 괸 물방울이 블레이드의 선단과 슈라우드를 연결하도록 동결해서, 블레이드 휠이 회전할 수 없게 되는 문제(이하에, 이 문제를 동결 록(freezing lock)이라고 함)가 발생하게 된다.

특히, 블레이드 휠의 블레이드에, 상기 블레이드의 선단을 연결하는 환상(環狀)의 링(ring)이 설치되어 있는 경우에는, 슈라우드의 하단 측을 중심으로 비교적 넓은 범위에 걸쳐서 링과 슈라우드가 동결 고착되므로, 동결 록의 문제가 현저하게 발생한다.

본 발명은, 상기 문제점을 감안하여, 제1목적은 종래와 다른 신규의 송풍기를 제공하는 것이고, 제2목적은 동결 록 현상이 발생하는 것을 미연(未然)에 방지하는 것으로서, 이것을 목적으로 한다.

본 발명은, 상기 목적을 달성하기 위해서, 청구항 1에 기재한 발명에서는, 공기의 흐름을 발생시키는 블레이드 휠(1a)과, 이 블레이드 휠(1a)을 회전시키는 구동원(駒動源)(1b)과, 블레이드 휠(1a)의 주변을 덮도록 둘러싸는 슈라우드(1c)를 구비하고, 슈라우드(1c)의 하단 측에는, 슈라우드(1c)와 블레이드 휠(1a)과의 사이에 괸 물을 배수(排水)시키기 위한 배수 수단(1m, 1n)이 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

이것에 의해, 블레이드 휠(1a)이나 슈라우드(1c)의 표면에 부착된 물방울이 중력으로 아래쪽 측에 집합되어도, 신속하게 배수시킬 수 있다.

따라서, 블레이드 휠(1a)과 슈라우드(1c) 사이의 간극에 물방울이 괴는 것을 방지할 수 있으므로, 동계 기간처럼, 기온이 낮을 때에 있어서도, 동결 록 현상이 발생하는 것을 미연에 방지할 수 있다.

청구항 2에 기재한 발명에서는, 블레이드 휠(1a)은, 공기가 회전축 방향으로 빠져나가는 축류(軸流) 팬(fan)으로서, 그 회전축 방향이 수평 방향과 대략 평행하며, 또한, 배수 수단(1m, 1n)은, 슈라우드(1c) 중 블레이드 휠(1a)의 외주부(外周部)를 둘러싸는 환상의 링부(1h)에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

청구항 3에 기재한 발명에서는, 배수 수단(1m)은, 링부(1h)를 관통한 관통 구멍에 의해 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

청구항 4에 기재한 발명에서는, 배수 수단(1n)은, 수평면에 대하여 경사진 경사면에 의해 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

청구항 5에 기재한 발명에서는, 배수 수단(1m, 1n)은, 링부(1h)의 하단을 중심으로 소정의 범위에 걸쳐서 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

이것에 의해, 송풍기가 기울어진 상태에서 방치되어도, 물방울을 확실하게 배수시킬 수 있으므로, 동결 록 현상이 발생하는 것을 확실하게 방지할 수 있다.

청구항 6에 기재한 발명에서는, 배수 수단(1m, 1n)은, 링부(1h)의 하단을 중심으로 한쪽 편 20° 이상의 범위에 걸쳐서 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

청구항 7에 기재한 발명에서는, 배수 수단(1m, 1n)은, 링부(1h)의 하단을 중심으로 한쪽 편 10° 이상의 범위에 걸쳐서 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

청구항 8에 기재한 발명에서는, 블레이드 휠(1a)의 블레이드(1e)에는, 블레이드(1e)의 선단을 연결하도록 환상으로 형성된 링(1g)이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

청구항 9에 기재한 발명에서는, 배수 수단(1m, 1n)은, 링부(1h) 중 단차(段差) 형상의 단차부(段差部)(1k)에 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

그런데, 예를 들면 슈라우드(1c)를 수지(樹脂)로서 성형했을 경우, 2개의 금형 중 적어도 한쪽의 금형을 링부(1h)의 축 방향으로 이동시킴으로써, 2개의 금형 내에 형성되는 캐비티(cavity)(금형 공간)로부터 슈라우드(1c)를 꺼내는 것이 생산성의 면에서 우수하다.

이 때, 단차부(1k)에서는, 금형 분리 방향, 즉 링부(1h)의 축 방향과 교차하는 면이 구성되므로, 본 발명처럼, 단차부(1k)에 배수 수단(1m, 1n)을 설치하면, 특별한 슬라이드식 금형을 별도 설치하는 일 없이, 배수 수단(1m, 1n)을 용이하게 형성할 수 있다.

나아가서는, 슈라우드(1c)의 제조용 금형을 저렴하게 할 수 있으므로, 설비 투자액을 억제할 수 있어, 슈라우드(1c)의 제조 원가가 상승하는 것을 억제하면서, 동결 록 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

청구항 10에 기재한 발명에서는, 차량 전단부에 탑재되어서 공기와 열(熱) 교환하는 열교환기(2)와, 열교환기(2)에 공기를 송풍하는 청구항 1 내지 청구항 8의 어느 1개에 기재한 송풍기를 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다.

다시 말해, 상기 각각의 수단의 괄호 내의 부호는, 후술하는 실시형태에 기재한 구체적 수단과의 대응 관계를 나타내는 일례이다.

도 1은 본 발명의 실시형태에 관련하는 송풍기(1)의 차량 탑재 상태를 나타내는 모식도.

도 2는 본 발명의 제1실시형태에 관련하는 송풍기(1)의 특징을 나타내는 도면.

도 3은 본 발명의 제2실시형태에 관련하는 송풍기(1)의 특징을 나타내는 도면.

도 4는 본 발명의 제3실시형태에 관련하는 송풍기(1)의 특징을 나타내는 도면.

(제1실시형태)

본 실시형태는, 본 발명에 관련하는 송풍기를 차량용 라디에이터나 응축기 등의 열교환기에 냉각용 공기를 송풍하는 송풍기에 본 발명을 적용한 것으로서, 도 1은 본 실시형태에 관련하는 송풍기(1)의 차량 탑재 상태를 나타내는 모식도이고, 도 2(A)는 송풍기(1)를 냉각용 바람 흐름 상류 측에서 본 정면도이며, 도 2(B)는 도 2(A)의 A-A 단면도이다.

그리고, 본 실시형태에 관련하는 차량용 열교환 장치에서는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 송풍기(1)의 냉각용 바람 흐름 상류 측에 라디에이터(2) 및 응축기(3)가 탑재되어 있는 동시에, 송풍기(1), 라디에이터(2) 및 응축기(3) 등으로 이루어지는 차량용 열교환 장치는, 차량 전단부에 탑재되어 있다.

또한, 라디에이터(2)는, 주행용 구동원을 이루는 엔진(내연 기관) 내부를 순환한 엔진 냉각수와 외기와를 열 교환해서 엔진 냉각수를 냉각하는 열교환기이며, 응축기(3)는, 차량용 공기 조절 장치(증기 압축식 냉동기)의 방열기이다.

또한, 라디에이터(2) 및 응축기(3)의 외주부는, 캐리어(carrier)로 덮어져서 응축기(3)로부터 라디에이터(2)에 이르는 냉각용 바람의 통풍 덕트(duct) 구조로서 구성되어 있다. 다시 말해, 캐리어라는 것은, 라디에이터 등의 열교환기나 전조등(헤드라이트)을 붙일 수 있는 부재이며, 문헌에 따라서는, 라디에이터 서포트(radiator support) 또는 프론트 엔드 패널(front end panel)이라고도 부른다.

또한, 송풍기(1)는, 회전함으로써 공기의 흐름을 발생시키는 블레이드 휠(1a), 상기 블레이드 휠(1a)을 회전시키는 구동원이 되는 전동 모터(1b), 및 블레이드 휠(1a)의 외주(外周) 측을 덮도록 둘러싸서 블레이드 휠(1a)로부터 내뿜어진 공기가 재차 상기 블레이드 휠(1a)에 흡인되는 것을 방지하는 슈라우드(1c) 등으로서 이루어지는 것이다.

또한, 본 실시형태에 관련하는 송풍기(1)는, 공기가 블레이드 휠(1a)을 회전축 방향으로 빠져나가는 축류 팬(JIS B 0132 번호 1012 등 참조)을 채용하고 있는 동시에, 블레이드 휠(1a)의 회전축이 대략 수평을 이루도록 슈라우드(1c)를 사이에 끼워서 송풍기(1)를 라디에이터(2) 또는 캐리어에 고정하고 있다.

또한, 블레이드 휠(1a)은, 도 2(A)에 나타낸 바와 같이, 전동 모터(1b)의 회전축에 고정된 보스부(boss portion)(1d), 이 보스부(1d)로부터 방사상으로 연장하는 복수 매(枚)의 블레이드(1e), 및 상기 블레이드(1e)의 선단을 연결하도록 환상으로 형성된 링(1g) 등으로서 구성되어 있으며, 본 실시형태에서는, 보스부(1d), 블레이드(1e) 및 링(1g)은 수지로서 일체로 성형되어 있다.

또한, 슈라우드(1c)는, 도 2(B)에 나타낸 바와 같이, 블레이드 휠(1a)의 외주부, 즉 블레이드(1e)의 선단 측을 둘러싸는 환상의 링부(1h), 및 이 링부(1h)와 슈라우드(1c)의 외주부를 연결하도록 혼(horn) 형상으로 넓어지는 혼부(horn portion)(1j) 등으로서 이루어지는 것으로, 링부(1h)와 혼부(1j)와의 연결부에는, 단차 형상의 단차부(1k)가 형성되어 있다.

다시 말해, 링(1g)은, 블레이드(1e)의 선단과 링부(1h)와의 간극을 공기가 흐르는 것을 방지함으로써, 송풍량이 저감하는 것을 억제하면서 소음을 저감시키는 것이며, 링부(1h)와 혼부(1j)를 잇는 단차 형상을 따르도록, 그 단면이 대략 L자 형상으로 형성되어 있다.

그리고, 링부(1h)의 하단 측 중, 링(1g)에 대향하는 부위에는, 도 2(A)에 나타낸 바와 같이, 슈라우드(1c)와 블레이드 휠(1a)과의 사이에 괸 물을 배수시키기 위한 배수 수단이 되는 배수구(1m)가 설치되어 있으며, 이 배수구(1m)는, 단차부(1k)를 상하 방향으로 관통하는 관통 구멍에 의해 구성되어 있다.

이어서, 본 실시형태에 관련하는 송풍기(1)의 특징을 설명한다.

본 실시형태에서는, 슈라우드(1c)의 하단 측에 배수구(1m)를 설치하고 있으므로, 블레이드 휠(1a)이나 슈라우드(1c)(특히, 링부(1h))의 표면에 부착된 물방울이 중력으로 아래쪽 측에 집합되어도, 신속하게 배수시킬 수 있다.

따라서, 블레이드 휠(1a)과 링부(1h)(슈라우드(1c)) 사이의 간극에 물방울이 괴는 것을 방지할 수 있으므로, 동계 기간처럼, 기온이 낮을 때에 있어서도, 동결 록 현상이 발생하는 것을 미연에 방지할 수 있다.

그리고, 본 실시형태에서는, 차량을 수평 상태로 정차했을 때의 슈라우드(1c)의 하단을 중심으로 한쪽 편 20° 이상의 범위에 걸쳐서 배수구(1m)를 설치함으로써, 차량이 기울어진 상태에서 정차했을 경우에 있어서도, 물방울을 확실하게 배수시킬 수 있도록 하고 있다.

그런데, 본 실시형태에 관련하는 슈라우드(1c)는, 링부(1h), 단차부(1k) 및 혼부(1j)는 수지로서 일체로 성형되어 있으며, 이 슈라우드(1c)를 성형하기 위한 금형(도 2(B)의 2점 쇄선 부분)은, 도 2(B)의 굵은 2점 쇄선으로 나타내는 금형 분할 면을 갖는 제1금형(4a)과 제2금형(4b)에 의해 성형된다.

그리고, 2개의 금형 중 적어도 한쪽의 금형을 링부(1h)의 축 방향으로 이동시킴으로써, 2개의 금형 내에 형성되는 캐비티(금형 공간)로부터 슈라우드(1c)를 꺼낼 수 있다.

이 때, 배수구(1m)는, 슈라우드(1c)가 차량에 탑재된 상태에서 상하 방향으로 관통한 관통 구멍으로 할 필요가 있지만, 슈라우드(1c)가 차량에 탑재된 상태에 있어서의 상하 방향은 링부(1h)의 지름 방향이 되므로, 금형 분리 방향과 슈라우드(1c)가 차량에 탑재된 상태에 있어서의 상하 방향이 일치하지 않는다.

그러나, 링부(1h)와 혼부(1j)를 연결하는 단차부(1k)는, 금형 분리 방향, 즉 회전축 방향과 교차하는 면을 구비하고 있으므로, 본 실시형태처럼, 단차부(1k)에 배수구(1m)를 설치하면, 특별한 슬라이드식 금형을 별도로 설치하는 일 없이, 금형 분리 방향, 즉 회전축 방향으로 관통하는 관통 구멍을 용이하게 설치할 수 있다.

(제2실시형태)

제1실시형태에서는, 관통 구멍인 배수구(1m)로서, 「특허청구의 범위」에 기재된 「배수 수단」을 구성했지만, 본 실시형태는, 도 3(A)에 나타낸 바와 같이, 슈라우드(1c)의 하단 측에 수평면에 대하여 경사진 경사면(1n)을 설치함으로써 배수 수단을 구성한 것이다.

그리고, 본 실시형태에서는, 도 3(B)에 나타낸 바와 같이, 차량을 수평 상태에서 정차했을 때의 슈라우드(1c)의 하단을 중심으로 한쪽 편 20° 이상의 범위에 걸쳐서 경사면(1n)을 설치함으로써, 차량이 기울어진 상태에서 정차했을 경우에 있어서도, 물방울을 확실하게 배수시킬 수 있도록 하고 있다.

(제3실시형태)

본 실시형태에서는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 배수구(1m)가 형성된 부위 근 방의 링부(1h)의 높이를 다른 부위보다도 낮게 한 구조로 제조한 것이다.

도 4(A)에 나타낸 바와 같이, 링부(1h)의 하단이 되는 부위는 노치(notch) 가 되어 있으며, 배수구(1m)로 되어 있다. 또한, 도 4(B)에 나타낸 바와 같이, 링부(1h)의 하단을 중심으로 한쪽 편 20° 이상의 범위에 있어서의 링부(1h')의 높이는, 도 4(C)에 나타나는 링부(1h)의 위쪽 부위에 있어서의 링부(1h)보다도 송풍기(1)의 회전축 방향에 있어서의 길이가 짧게 형성되어 있다. 이러한 구조로 하는 것에 의해, 배수구(1m) 근방의 부위에 있어서도 블레이드 휠(1a)의 링(1g)이나 블레이드(1e)와 링부(1h')와의 간격이 작은 범위를 좁게 할 수 있어, 만일 차체가 경사진 상태로 정차한 상태에 있어서도 동결 록의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 링부(1h')가 형성되어 있기 때문에, 블레이드 휠(1a)의 송풍 성능의 저하를 억제할 수도 있다.

(그 밖의 실시형태)

상술(上述)한 실시형태에서는, 차량용 열교환 장치에 본 발명에 관련하는 송풍기를 이용했지만, 본 발명은, 블레이드 휠(1a)과 슈라우드(1c) 사이에 물방울이 괴는 것을 억제함으로써, 동결 록 현상을 해소하는 것이므로, 예를 들면 공기 조절 장치의 실외 유닛에 적용해도 좋다.

또한, 상술한 실시형태에서는, 축류식의 블레이드 휠이었지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다.

또한, 상술한 실시형태에서는, 블레이드(1e)의 선단에 링(1g)이 설치된 블레이드 휠(1a)이었지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다.

또한, 특허청구의 범위에 기재된 배수 수단은, 상술한 실시형태에 나타난 배수구(1m) 또는 경사면(1n)에 한정되는 것은 아니다.

또한, 상술한 실시형태에서는, 배수 수단이 링부(1h)의 하단을 중심으로 한쪽 편 20° 이상의 범위에 걸쳐서 설치되어 있었지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니고, 링부(1h)의 하단을 중심으로 한쪽 편 10° 이상의 범위(예를 들면, 10°∼15°의 범위)에 걸쳐서 설치해도 좋다.

또한, 본 발명은, 특허청구의 범위에 기재된 발명의 취지에 일치하는 것이라면 좋으며, 상술한 실시형태에 한정되는 것은 아니다.

Claims

공기의 흐름을 발생시키는 블레이드 휠(blade wheel)(1a)과,

상기 블레이드 휠(1a)을 회전시키는 구동원(駒動源)(1b)과,

상기 블레이드 휠(1a)의 주변을 덮도록 둘러싸는 슈라우드(shroud)(1c)를 구비하고,

상기 슈라우드(1c)의 하단 측에는, 상기 슈라우드(1c)와 상기 블레이드 휠(1a)과의 사이에 괸 물을 배수시키기 위한 배수 수단(1m, 1n)이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 송풍기.
제1항에 있어서, 상기 블레이드 휠(1a)은, 공기가 회전축 방향으로 빠져나가는 축류(軸流) 팬(fan)으로서, 그 회전축 방향이 수평 방향과 대략 평행하며,

또한, 상기 배수 수단(1m, 1n)은, 상기 슈라우드(1c) 중 상기 블레이드 휠(1a)의 외주부(外周部)를 둘러싸는 환상(環狀)의 링부(ring portion)(1h)에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 송풍기.
제2항에 있어서, 상기 배수 수단(1m)은, 상기 링부(1h)를 관통한 관통 구멍에 의해 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 송풍기.
제2항에 있어서, 상기 배수 수단(1n)은, 수평면에 대하여 경사진 경사면에 의해 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 송풍기.
제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 배수 수단(1m, 1n)은, 상기 링부(1h)의 하단을 중심으로 소정의 범위에 걸쳐서 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 송풍기.
제5항에 있어서, 상기 배수 수단(1m, 1n)은, 상기 링부(1h)의 하단을 중심으로 한쪽 편 20° 이상의 범위에 걸쳐서 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 송풍기.
제5항에 있어서, 상기 배수 수단(1m, 1n)은, 상기 링부(1h)의 하단을 중심으로 한쪽 편 10° 이상의 범위에 걸쳐서 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 송풍기.
제2항 내지 제7항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 블레이드 휠(1a)의 블레이드(1e)에는, 상기 블레이드(1e)의 선단을 연결하도록 환상으로 형성된 링(1g)이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 송풍기.
제1항 내지 제8항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 배수 수단(1m, 1n)은, 상기 링부(1h) 중 단차(段差) 형상의 단차부(1k)에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 송풍기.
차량의 전단부에 탑재되어서 공기와 열 교환하는 열교환기(2)와,

상기 열교환기(2)에 공기를 송풍하는 제1항 내지 제9항 중의 어느 한 항에 기재한 송풍기를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 열교환 장치.
제2항에 있어서, 상기 링부 중 상기 배수 수단 근방이 되는 부위는, 상기 링부의 다른 부위보다도 축 방향에 있어서의 길이가 짧은 것을 특징으로 하는 송풍기.