KR20070062595A - 라디에이터 슈라우드 구조 - Google Patents

Abstract

라디에이터(13)의 공기의 배출측에 설치된 슈라우드(15)는 원심류형의 회전 팬(11) 방향을 향해 좁아지는 원통 형상을 이루고, 회전 팬(11)을 둘러싸도록 위요부(17)가 설치되고, 그 단부에 회전 팬(11)의 원심 방향을 향하는 가이드부(19)를 설치한다. 가이드부(19)의 길이는 회전 팬(11)의 직경의 약 6 ％ 정도이다. 이에 의해, 회전 팬(11)으로부터 배출되는 원심류(21)의 흐트러짐이 저감되어 라디에이터(13)를 통과하는 풍량의 저하가 억제되므로, 라디에이터(13)의 냉각 능력을 향상시키는 것이 가능해진다.

라디에이터, 슈라우드, 회전 팬, 가이드부, 원심류

Description

라디에이터 슈라우드 구조 {RADIATOR SHROUD STRUCTURE}

본 발명은 차량의 라디에이터와 팬 사이에 설치된 도풍용 라디에이터 슈라우드 구조에 관한 것으로, 특히 회전 팬에 의한 원심류의 역류를 방지하는 것이 가능한 라디에이터 슈라우드 구조에 관한 것이다.

도5에 도시한 바와 같이, 캡 오버형 차량(1)과 같은 차량에서는 라디에이터(13)나 회전 팬(11)을 갖는 엔진부(5)를 캡(3) 하부에 탑재하고, 도시하지 않은 전방 패널에 마련된 공기 취입구로부터 화살표 B방향으로 공기(바람)를 취입하여 라디에이터(13)의 냉각 능력을 높이고 있다. 라디에이터(13)와 회전 팬(11) 사이에는 슈라우드(15)가 설치되어 라디에이터(13)로부터 배출되는 공기를 회전 팬(11)으로 유도한다.

냉각 능력을 향상시키기 위해서는, 라디에이터(13)를 통과하는 풍량을 보다 많이 확보하는 것이 중요하고, 그것을 위해 슈라우드의 형상에 고안을 실시하는 제안이 이루어져 있다(특허문헌 1 참조).

특허문헌 1 : 일본 특허 공개 제2002-38952호 공보

도6, 도7에 도시한 바와 같이, 통상, 슈라우드(15)는 라디에이터(13)에 설치되어 회전 팬(11)의 외주를 위요하는 형상을 취한다. 즉, 도6에 도시한 바와 같이 라디에이터(13)는, 통상 직사각형 구조이므로, 슈라우드(15)는 라디에이터(13)와의 접속부에서는 직사각형이다. 또한, 라디에이터(13)는 공간을 효율적으로 사용하기 위해 기울여서 설치되어 있으므로, 슈라우드(15)의 하측은 회전 팬(11)을 향해 좁아지는 형상을 이루고, 회전 팬(11)의 외주 부분에 이르면, 회전 팬(11)을 위요하는 원통형을 이루는 위요부(17)를 갖는다. 한편, 회전 팬(11)은, 캡 오버형 차량(1)에서는, 통상, 엔진부(5)의 크랭크 샤프트의 회전이 전달됨으로써 회전하기 때문에, 엔진부(5)에 접속되어 있다.

라디에이터(13)를 통과한 공기는 슈라우드(15)를 통하고 회전 팬(11)을 통해 배출된다. 차량 설계상, 팬 선단부와 슈라우드의 간극을 크게 할 수밖에 없는 경우가 있다. 이때, 축류가 되는 팬을 탑재하면, 팬 선단부와 슈라우드의 간극에서 기류가 누설되어 라디에이터(13)를 통과하는 풍량이 감소된다. 그래서, 원심류가 되는 팬을 탑재하면, 풍량 감소의 요인이 되는 누설을 방지할 수 있다.

그러나, 원심류가 생기는 회전 팬(11)을 설치한 경우, 화살표 A방향 뿐만 아니라, 도7의 화살표 A'나 화살표 A" 방향으로의 공기의 흐름이 생겨 그 방향이 변화되고, 슈라우드(15)의 위요부(17)의 선단부에서 공기의 흐름에 흐트러짐이 생긴다는 문제가 일어난다.

도8은 종래의 슈라우드(15)를 사용한 경우에 라디에이터(13)로부터 슈라우드(15), 회전 팬(11)을 거쳐서 흐르는 공기의 흐름의 흐트러짐을 시뮬레이션한 결과이다. 검게 나타나 있는 부분이 흐트러짐이 큰 부분이다. 회전 팬(11)의 블레이드 선단부로부터 흘러나오는 공기의 흐름이 A' 혹은 A" 방향으로 변화되어 흐트러지는 것을 알 수 있었다.

이와 같이, 슈라우드(15)의 위요부(17) 선단부에서 공기의 흐트러짐이 일어나면, 라디에이터(13)로부터 배출된 공기는 위요부(17) 근변을 통과하기 어려워지고, 그 결과, 풍량이 감소된다는 문제가 생긴다. 이는 라디에이터의 냉각 능력의 저하를 초래한다.

도8에서는 회전 팬(11)의 선단부로부터 라디에이터(13) 방향으로 역류하는 흐름이 있는 것도 도시하고 있고, 이것도 라디에이터(13)로부터 배출된 공기의 흐름을 방해하여 라디에이터의 냉각 능력을 저하시키는 문제를 갖지만, 이 문제에 대해서는 다른 과제로 하고, 본 발명에서는 언급하지 않는다.

본 발명은 이와 같은 문제에 비추어 이루어진 것으로, 그 목적은 회전 팬(11)으로부터 배출되는 원심류(21)의 흐트러짐을 저감시켜 라디에이터(13)를 통과하는 풍량의 저하를 억제함으로써, 라디에이터(13)의 냉각 능력을 향상시키는 라디에이터 슈라우드를 제공하는 것이다.

전술하는 과제를 해결하기 위한 본 발명은 원심류를 일으키는 회전 팬과, 회전 팬에 근접하여 설치된 라디에이터와, 라디에이터로부터 팬을 향하는 도풍로를 형성하는 슈라우드를 구비한 라디에이터 슈라우드 구조에 있어서, 슈라우드의 일단부에서 회전 팬의 외주를 위요하는 위요부와, 위요부 주연으로부터 외주 방향으로 연장되는 가이드부를 갖는 것을 특징으로 하는 라디에이터 슈라우드 구조이다.

슈라우드의 위요부 주연에 팬의 외주 방향으로 연장되는 가이드부를 설치함으로써, 회전 팬으로부터 배출되는 원심류가 가이드부를 따라서 흐르기 때문에, 위요부 선단부에서의 공기의 흐름의 흐트러짐을 저감시키는 것이 가능해진다. 이에 의해, 라디에이터를 통과하는 공기의 풍량이 확보되어 라디에이터의 냉각 능력을 향상시키는 것이 가능해진다.

또한, 가이드부의 폭은 회전 팬의 직경의 약 6 ％로 하는 것이 바람직하다. 즉, 예를 들어 회전 팬의 직경이 500 ㎜인 경우, 가이드부의 폭은 30 ㎜ 정도이다. 또한, 가이드부는 전체 주위에 걸쳐서 고리형으로 형성되는 것이 바람직하지만, 예를 들어 라디에이터 호스 등의 다른 부품과의 간섭을 방지하기 위해, 일부를 절결하는 구성으로 해도 좋다.

본 발명의 라디에이터 슈라우드 구조에 의해 슈라우드 위요부 선단부에서의 공기의 흐름의 흐트러짐이 저감되어 라디에이터를 통과하는 풍량이 향상되므로, 라디에이터의 냉각 능력을 향상시키는 것이 가능해진다. 또한, 위요부의 강성이 향상되므로, 팬과 위요부의 간극을 작게 설계할 수 있어, 누설을 효과적으로 방지할 수 있는 동시에, 슈라우드로부터의 방사 소음을 저감시키는 효과도 있다.

도1은 본 발명의 실시 형태에 관한 라디에이터 슈라우드 구조의 단면도.

도2는 라디에이터 슈라우드 구조의 사시도.

도3은 흐름의 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면.

도4는 가이드부의 길이와 풍량 변화율의 관계를 나타내는 도면.

도5는 캡 오버형 차량의 구조의 설명도.

도6은 종래의 라디에이터 슈라우드 구조의 사시도.

도7은 종래의 라디에이터 슈라우드 구조의 단면도.

도8은 종래의 라디에이터 슈라우드 구조인 경우의 난류의 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면.

이하, 도면을 기초로 하여 본 발명의 형태를 상세하게 설명한다. 도1은 본 발명의 실시 형태에 관한 라디에이터 슈라우드 구조의 단면도, 도2는 라디에이터 슈라우드 구조의 사시도, 도3은 가이드가 부착된 슈라우드에 있어서의 공기의 흐름의 시뮬레이션 결과, 도4는 가이드부의 길이와 풍량 변화율의 관계를 나타내는 도면이다.

도1에 있어서, 라디에이터(13)는 캡 오버형 차량(1)의 캡(3) 하부로 연신되어 있는 프레임에 설치되어 있다. 도면 중, 라디에이터(13)의 좌측이 차량(1)의 전방향이다. 라디에이터(13)는 대부분의 경우, 면효율을 높이기 위해, 도면과 같이 기울여서 설치된다.

한편, 회전 팬(11)은 화물 차량의 경우, 엔진의 크랭크 샤프트에 구비된 풀리로부터 회전 팬(11)의 회전축에 구비된 풀리로 벨트에 의해 회전을 전하는 방식을 취하기 때문에, 도면 중, 회전 팬(11)의 우측에 존재하는 엔진부(5)에 설치되어 있다.

회전 팬(11)에는 축류형과 원심류형이 있지만, 축류형의 경우, 팬 선단부와 슈라우드의 간극에서 기류가 누설되어, 라디에이터(13)를 통과하는 풍량이 감소되 므로, 원심류형의 회전 팬(11)을 이용한다. 라디에이터(13)의 메쉬의 거칠기, 회전 팬(11)의 팬의 형상을 고려함으로써, 원심류형의 회전 팬(11)을 얻는 것이 가능하다.

원심류형의 회전 팬(11)에서는, 라디에이터(13)로부터 회전 팬(11)을 거쳐서 유출되는 공기의 대부분은 회전 팬(11)의 원심 방향으로 나오기 때문에, 엔진부(5)를 피해서 엔진 후방으로 배출하는 것이 가능하다.

라디에이터(13)를 통해 나오는 공기의 흐름을 회전 팬(11)으로 유도하기 위해 슈라우드(15)가 설치된다.

슈라우드(15)는, 예를 들어 금속제, 또는 수지제이고, 라디에이터(13)에 설치된다. 또한, 도2에 도시한 바와 같이 슈라우드(15)의 라디에이터(13)로의 설치부에서는 라디에이터(13)의 형상에 맞추어 직사각형이다. 그리고, 슈라우드(15)의 형상은 회전 팬(11) 방향을 향함에 따라서 좁아지고, 회전 팬(11) 부근에서는 회전 팬(11)을 둘러싸도록 원통형으로 성형된다. 또한, 회전 팬(11)으로 효율적으로 도풍하기 위해, 슈라우드(15)에 통형의 위요부(17)가 설치되고, 또한 원심류의 공기의 흐트러짐을 없애기 위해, 위요부(17)의 단부에 가이드부(19)가, 바람직하게는 고리형으로 설치된다. 슈라우드(15)의 위요부(17) 및 가이드부(19)는 일체형으로서 성형해도 좋고, 각각 별도로 성형하여 리벳 등으로 고정해도 좋다.

슈라우드(15)와 회전 팬(11) 사이의 간극은 도풍의 효율을 고려하면 이상적으로 없는 쪽이 좋지만, 슈라우드(15)는 라디에이터(13)에, 회전 팬(11)은 엔진부(5)에 설치되어 있으므로, 주행 시의 진동이나 변형을 고려하여 어느 정도의 공 간을 마련하도록 설계, 배치된다.

도1, 도2에 도시한 바와 같은 가이드부(19)를 슈라우드(15)에 설치함으로써, 회전 팬(11)으로부터 나온 공기의 흐름은 가이드부(19)를 따라서 원심 방향으로 유출되어 흐름의 흐트러짐을 방지하는 것이 가능하다.

도3은 가이드부(19)를 설치한 경우의 난류의 시뮬레이션 결과이다. 도8과 비교하여 흐트러짐은 작아지는 것을 알 수 있었다.

도4는 가이드부(19)의 길이와, 라디에이터(13)를 통과하는 풍량의 변화율을 나타낸 것이다. 가이드부(19)의 길이를 α 이상으로 하면 풍량이 증가하기 시작하고, β 이상에서는 풍량의 증가는 포화되는 것을 알 수 있었다. 따라서, 가이드부(19)의 길이는 β 부근의 값으로 하는 것이 바람직하다.

이 실험의 결과, 가이드부(19)의 길이는, 예를 들어 회전 팬(11)의 직경의 6 ％ 정도로 하면 좋은 것을 알 수 있었다. 직경 500 ㎜의 회전 팬(11)의 경우, 가이드부(19)의 길이는 약 30 ㎜로 하면 좋다.

또한, 본 발명은 전술한 실시 형태로 한정되는 것은 아니고, 다양한 개변이 가능하고, 그것들도 본 발명의 기술 범위에 포함된다. 예를 들어, 본 실시 형태에서는 가이드부(19)의 길이를 회전 팬(11)의 직경의 약 6 ％로 하였지만, 가이드부(19)의 길이는 이에 한정되는 것은 아니고, 회전 팬(11)의 종류나, 슈라우드(15)의 형상 등에 의해 바뀔 수 있다. 또한, 슈라우드의 고정처를 라디에이터가 아닌 엔진 또는 프레임으로 해도 좋다. 또한, 캡 오버형 차량으로 한정되지 않고, 본네트형의 차량에도 본 발명을 적용할 수 있다.

본 발명의 라디에이터 슈라우드 구조에 의해, 회전 팬(11)으로부터의 원심 방향의 기류의 흐트러짐을 저감시키는 것이 가능해지고, 라디에이터(13)를 통과하는 공기의 풍량이 증가하여 라디에이터(13)의 냉각 능력을 향상시키는 것이 가능해진다.

Claims (2)

1. 원심류를 일으키는 회전 팬과,

   상기 회전 팬에 근접하여 설치된 라디에이터와,

   상기 라디에이터로부터 상기 회전 팬을 향하는 도풍로를 형성하는 슈라우드를 구비한 라디에이터 슈라우드 구조에 있어서,

   상기 슈라우드의 일단부에서 상기 회전 팬의 외주를 위요하는 위요부와,

   상기 위요부 주연으로부터 외주 방향으로 연장되는 가이드부를 갖는 것을 특징으로 하는 라디에이터 슈라우드 구조.
2. 제1항에 있어서, 상기 가이드부의 폭은 상기 회전 팬의 직경의 약 6 ％로 하는 것을 특징으로 하는 라디에이터 슈라우드 구조.

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