KR20080063998A - 보조동력장치의 냉각장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 관한 보조동력장치의 냉각장치는, 엔진과, 엔진에 의해 회전하여 엔진 측으로 공기를 공급하는 엔진 냉각팬과, 엔진에 의해 구동되는 동력발생장치와, 엔진과 동력발생장치를 둘러싸는 격실과, 외부와 연통되며 엔진 냉각팬을 수용하고 동력발생장치의 적어도 일부를 수용하도록 격실에 설치되는 흡기 덕트와, 외부와 연통되도록 격실에 설치되는 배기 덕트와, 동력발생장치에 의해 회전하며 배기 덕트의 일단에 수용되어 흡기 덕트의 공기를 동력발생장치 측으로 흡입하여 배기 덕트로 배출하는 제1 날개와 격실 내부의 공기를 배기 덕트로 배출시키는 제2 날개를 포함하는 양면 냉각팬을 포함한다.

Description

보조동력장치의 냉각장치{Cooling apparatus for auxiliary power unit}

도 1은 종래의 보조동력장치의 냉각장치의 개략도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 관한 보조동력장치의 냉각장치의 개략도이다.

도 3은 도 2에 도시된 냉각장치의 일부를 확대하여 도시한 확대도이다.

도 4는 도 3에 도시된 양면 냉각팬의 사시도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10: 엔진 51: 중간 유입부

11: 엔진 냉각팬 60: 양면 냉각팬

20: 발전기 61: 제1 날개

21: 축 62: 제2 날개

30: 격실 63: 회전축

40: 흡기 덕트 64: 회전판

50: 배기 덕트

본 발명은 보조동력장치의 냉각장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 별도의 장치를 설치하지 아니하고도 동력발생장치의 구동력을 이용하여 격실의 공기를 외부로 원활히 배출함으로써 냉각 성능이 향상된 보조동력장치의 냉각장치에 관한 것이다.

차량에는 주행을 위한 동력을 발생시키는 주동력장치로서 엔진이 장착되며, 경우에 따라서는 보조적인 동력장치가 장착되기도 한다. 보조동력장치는 주동력장치인 엔진을 구동하지 아니하고도 유압펌프나 발전기와 같은 보조적인 동력발생장치를 구동하는 기능을 한다.

도 1은 종래의 보조동력장치의 냉각장치의 개략도이다. 보조동력장치는 보조 엔진(1)과, 보조 엔진(1)에 의해 구동되는 발전기(2)를 구비한다. 일반적으로 보조동력장치를 구성하는 보조 엔진(1)과, 발전기(2) 등에서는 심한 소음이 발생하기 때문에, 보조 엔진(1)과 발전기(2)는 격실(3)에 의해 둘러싸인다.

보조 엔진(1)과 발전기(2)에서는 많은 열도 발생하므로 격실(3)의 내부의 공기가 가열된다. 일반적으로 격실(3)에는 보조동력장치를 냉각시키기 위한 냉각장치로서, 냉각팬(6)이 설치된다. 냉각팬(6)은 격실(5)의 흡기구(7) 상에 설치되어 외부의 공기를 격실(5)의 내부로 유입시킨다.

상술한 바와 같은 종래의 보조동력장치의 냉각장치에서는, 냉각팬(6)의 작용으로 인해 격실(5)의 내부로 유입된 공기가 발전기(2)와 보조 엔진(1)을 냉각시킨 후에 배출구(8)를 통해 격실(5)의 외부로 배출된다. 격실(5)의 내부의 공기가 외부로 배출되는 작용은 냉각팬(6)에 의해 외부의 공기가 격실(5)의 내부로 유입됨에 따라 격실(5)의 내부에 압력이 형성됨으로써 이루어진다.

그러나 종래의 냉각장치에서는, 보조 엔진(1)과 발전기(2)를 냉각하며 가열된 공기가 격실(5)의 내부에 가득찬 상태가 항상 유지된다. 보조 엔진(1)과 발전기(2)에는 많은 전자 부품들이 장착되므로, 격실(5)의 내부에 가득 차는 가열된 공기로부터 악영향을 받을 수 있다. 냉각팬(6)에 의해 격실(5)의 내부로 유입된 공기가 격실(5)의 내부에서 흐름을 형성하며 보조 엔진(1)과 발전기(2)를 냉각시키지만, 이미 가열된 공기도 격실(5)의 내부에 가득 차기 때문에 보조 엔진(1)과 발전기(2)에 가열된 공기가 접촉한다. 이와 같이 종래의 냉각장치는 보조 엔진(1)과 발전기(2)가 이미 가열된 공기와 접촉함으로 인해 냉각 성능이 현저히 저하되는 문제점이 있었다.

격실(5)의 내부의 공기를 외부로 배출하여 냉각 효율을 향상시키기 위한 목적으로 격실(5)의 배기구(8)에 별도의 냉각팬(6)을 설치하는 것을 고려할 수 있지만, 장치의 구성을 복잡하게 할 뿐만 아니라 비용을 증가시키므로 효율적이지 못하다.

격실(5)의 배기구(8) 또는 흡기구(6)에 냉각팬을 설치하는 종래의 기술에서는 냉각팬(6)과, 이를 구동하는 전기모터(9)와, 전기 배선(미도시) 등이 별도로 설치되어야 하므로, 구성을 복잡해지고 비용이 증가되는 문제점이 있었다. 또한 냉각팬(6)이 고장나는 경우에는 냉각장치가 작동 불능 상태가 되므로 이를 위한 추가적인 대책이 필요하였다.

본 발명의 목적은 보조동력장치를 효율적으로 냉각할 수 있는 보조동력장치 의 냉각장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 구성을 복잡하게 하거나 비용을 크게 증가시키지 아니하고도 보조동력장치의 냉각장치의 냉각 효율을 증가시키는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 격실 내부의 가열된 공기가 외부로 배출되는 공기 유동이 원활히 형성되는 보조동력장치의 냉각장치를 제공하는 데 있다.

본 발명은 동력발생장치에 의해 회전함으로써 격실의 공기를 배기 덕트로 유입시키는 양면 냉각팬을 구비하여, 냉각 성능이 향상된 보조동력장치의 냉각장치를 제공한다.

본 발명에 관한 보조동력장치의 냉각장치는,

엔진과, 엔진에 의해 회전하여 엔진 측으로 공기를 공급하는 엔진 냉각팬과, 엔진에 의해 구동되는 동력발생장치와, 엔진과 동력발생장치를 둘러싸는 격실과, 외부와 연통되며 엔진 냉각팬을 수용하고 동력발생장치의 적어도 일부를 수용하도록 격실에 설치되는 흡기 덕트와, 외부와 연통되도록 격실에 설치되는 배기 덕트와, 동력발생장치에 의해 회전하며 배기 덕트의 일단에 수용되어 흡기 덕트의 공기를 동력발생장치 측으로 흡입하여 배기 덕트로 배출하는 제1 날개와 격실 내부의 공기를 배기 덕트로 배출시키는 제2 날개를 포함하는 양면 냉각팬을 포함한다.

본 발명에 있어서, 배기 덕트는 그 일부가 엔진을 향해 개방되어 엔진을 냉각한 공기를 외부로 배출할 수 있다.

본 발명에 있어서, 동력발생장치는 발전기나 유압펌프일 수 있다.

본 발명에 있어서, 양면 냉각팬은 동력발생장치에 의해 회전하는 회전축과, 회전축에서 원주 방향을 향하여 연장되는 회전판을 포함하고, 제1 날개는 회전판의 일측 면에 배치되고, 제2 날개는 회전판의 타측 면에 배치될 수 있다.

이하, 첨부 도면의 실시예들을 통하여, 본 발명에 관한 보조동력장치의 냉각장치의 구성과 작용을 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 관한 보조동력장치의 냉각장치의 개략도이다.

도 2에 나타난 실시예에 관한 보조동력장치의 냉각장치는 엔진(10)과, 엔진(10)에 의해 구동되는 동력발생장치인 발전기(20)와, 격실(30)과, 엔진 냉각팬(11)과, 양면 냉각팬(60)과, 흡기 덕트(40)와, 배기 덕트(50)를 포함한다.

엔진(10)은 동력발생장치를 구동하는 동력원이다. 동력발생장치로는 발전기(20)가 도시되었으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 동력발생장치에는 유압펌프와 같은 동력을 발생시키는 다양한 장치가 채택될 수 있다.

엔진(10)에는 엔진 냉각팬(11)이 연결된다. 엔진 냉각팬(11)은 엔진(10)이 구동됨에 따라 회전하여 엔진(10) 측으로 공기를 공급함으로써 엔진(10)을 냉각시키는 기능을 수행한다.

엔진(10)과 발전기(20)가 작동하면 많은 열과 소음을 발생시키므로, 발생된 열과 소음이 외부로 전달되는 것을 차단하기 위해 격실(30)이 엔진(10)과 발전기(20)를 둘러싼다.

격실(30)에는 외부의 공기를 격실(30)의 내부로 유입시키기 위한 통로로서 기능하는 흡기 덕트(40)가 설치된다. 흡기 덕트(40)의 일단은 격실(30)에 형성된 흡기구에 연결되어 외부와 연통된다. 흡기 덕트(40)는 상술한 엔진 냉각팬(11)과, 발전기(20)의 적어도 일부를 내부에 수용한다. 엔진 냉각팬(11)이 흡기 덕트(40)에 수용됨으로 인해, 엔진 냉각팬(11)은 엔진(10) 방향으로 공기를 공급함과 아울러 격실(30)의 외부에 존재하는 공기를 흡기 덕트(40)의 내부로 흡입하는 기능을 한다.

발전기(20)의 일부가 흡기 덕트(40) 내에 수용되는 것은, 흡기 덕트(40)의 공기가 발전기(20)로 유입되도록 하기 위함이다. 발전기(20)에는 양면 냉각팬(60)이 설치된다. 양면 냉각팬(60)은 발전기(20)의 축(21, 도 3 참조)에 연결되므로, 발전기(20)가 구동됨에 따라 함께 회전한다. 따라서 양면 냉각팬(60)은 흡기 덕트(40)의 공기를 발전기(20) 방향으로 흡입하는 제1 기능을 수행할 수 있다. 양면 냉각팬(60)은 배기 덕트(50)의 일단에 수용되므로 제1 기능을 수행함과 동시에 격실(30)의 내부의 공기를 배기 덕트(50)로 배출하는 제2 기능을 수행할 수 있다.

도 3은 도 2에 도시된 냉각장치의 일부를 확대하여 도시한 확대도이고, 도 4는 도 3에 도시된 양면 냉각팬의 사시도이다.

양면 냉각팬(60)은 발전기(20)의 축(21)에 연결되는 회전축(63)과, 회전축(63)에서 원주 방향을 향하여 연장되는 회전판(64)과, 회전판(64)의 일측 면에 배치되는 1개 이상의 제1 날개(61)와, 회전판(64)의 타측 면에 배치되는 1개 이상의 제2 날개(62)를 포함한다. 제1 날개(61)는 발전기(20)를 향하여 형성되므로, 흡기 덕트(40)의 공기를 발전기(20) 측으로 흡입하여 배기 덕트(50)로 배출하는 제1 기능을 수행한다. 제2 날개(62)는 배기 덕트(50)를 향해 형성되므로, 격실(30)의 내부의 공기를 배기 덕트(50)로 유입시키는 제2 기능을 수행한다.

도 2를 참조하면, 격실(30)의 내부에는 내부의 공기를 외부로 배출하기 위한 배기 덕트(50)가 설치된다. 배기 덕트(50)의 일단은 격실(30)에 형성된 배기구에 연결됨으로써 외부와 연통된다. 배기 덕트(50)의 타단은 격실(30) 내부로 개방되며, 그 내측에 상술한 양면 냉각팬(60)을 수용한다. 따라서 양면 냉각팬(60)의 작용에 의해 격실(30)의 내부의 공기가 배기 덕트(50)로 유입되어 격실(30)의 외부로 배출될 수 있다.

흡기 덕트(40)에 의해 격실(30)의 내부로 유입된 공기는 발전기(20)와 엔진(10)을 통과하면서 냉각 작용을 일으킨다. 발전기(20)를 냉각시킴으로써 가열된 공기의 대부분은 양면 냉각팬(60)에 의해 배기 덕트(50)로 흐르지만, 일부는 격실(30)로 흐를 수 있다.

엔진(10)을 냉각시킨 공기도 격실(30)의 내부에서 유동을 형성할 수 있다. 가열된 공기가 격실(30)의 내부에서 유동을 형성하면 엔진(10)과 발전기(20)에 좋지 않은 영향을 미칠 수 있으므로 신속히 외부로 배출되는 것이 좋다. 상술한 바와 같이 격실(30)의 내부의 공기는 양면 냉각팬(60)의 작용으로 인해 배기 덕트(50)로 유입되므로 격실(30) 내부의 공기가 외부로 배출되는 작용은 1차적으로 양면 냉각팬(60)에 의해 이루어진다.

격실(30)의 공기를 외부로 배출하는 양면 냉각팬(60)의 배출 작용을 보조하도록, 배기 덕트(50)의 일부가 엔진(10)을 향해 개방됨으로써 엔진(10)을 냉각시킨 공기가 배기 덕트(50)로 용이하게 유입되도록 할 수 있다. 이를 위해 배기 덕 트(50)의 중간에는 엔진(10)의 후방을 향해 개방되는 중간 유입부(51)가 형성된다.

상술한 구성으로 이루어지는 보조동력장치의 냉각장치의 작동을 설명하면 다음과 같다.

보조동력장치인 발전기(20)를 구동하기 위해 엔진(10)이 작동을 시작하면, 엔진(10)에 연결된 엔진 냉각팬(11)과, 발전기(20)가 구동된다. 엔진 냉각팬(11)은 흡기 덕트(40)에 수용되므로, 엔진 냉각팬(11)에 의해 외부의 공기가 흡기 덕트(40)로 유입된다. 발전기(20)에도 양면 냉각팬(60)이 연결되어 회전하므로, 엔진 냉각팬(11)의 제1 날개(61)에 의해 흡기 덕트(40)의 공기가 발전기(20) 측으로 흐르는 공기 유동이 발생한다. 따라서 엔진 냉각팬(11)의 작용에 양면 냉각팬(60)의 작용이 더하여져서 외부의 공기가 흡기 덕트(40)로 원활히 유입될 수 있다.

엔진 냉각팬(11)은 흡기 덕트(40)로 유입된 외부의 공기를 엔진(10) 방향으로 공급함으로써 엔진(10)을 냉각시키는 기능을 수행한다. 엔진(10)을 통과하며 가열된 공기의 대부분은 중간 유입부(51)를 통해 배기 덕트(50)로 유입되어 격실(30)의 외부로 배출된다.

양면 냉각팬(60)의 제1 날개(61)는 흡기 덕트(40)로 유입된 공기를 발전기(20) 측으로 흐르게 한다. 발전기(20)를 통과하며 냉각 작용을 수행하여 가열된 공기는 제1 날개(61)의 작용에 의해 배기 덕트(50)로 유입된다.

양면 냉각팬(60)의 제2 날개(62)는 격실(30)의 내부의 공기를 배기 덕트(50)로 유입시키는 기능을 수행한다. 엔진(10)을 통과하며 가열된 공기의 일부는 격실(30)의 내부 공간으로 유입되고, 발전기(20)를 통과하며 가열된 공기의 일부도 격실(30)의 내부 공간으로 유입되기도 한다. 따라서 격실(30)에는 가열된 공기의 흐름이 발생하는데, 엔진(10)과 발전기(20)에 장착된 전장품들을 보호하기 위해서는 가열된 공기가 외부로 배출되는 공기 유동이 원활하게 발생되어야 한다. 양면 냉각팬(60)의 제2 날개(62)는 격실(30)의 공기를 배기 덕트(50) 방향으로 흐르게 하는 공기 유동을 발생시키므로, 격실(30)의 공기가 배기 덕트(50)를 통해 외부로 원활히 배출될 수 있다.

본 발명은 상술한 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.

상술한 바와 같은 본 발명의 보조동력장치의 냉각장치는, 동력발생장치에 의해 회전하는 양면 냉각팬이 격실 내부의 공기를 배기 덕트로 유입시켜 외부로 배출하는 공기 유동을 발생시키므로 보조동력장치의 냉각이 효율적으로 이루어진다. 또한 본 발명의 보조동력장치의 냉각장치는 동력발생장치의 구동력을 이용하므로 별도의 장치를 추가적으로 설치할 필요가 없어서, 구성을 복잡하게 하거나 비용을 증가시키지 아니하고도 냉각 효율을 향상시킬 수 있다.

Claims (5)

1. 엔진;

   상기 엔진에 의해 회전하여 상기 엔진 측으로 공기를 공급하는 엔진 냉각팬;

   상기 엔진에 의해 구동되는 동력발생장치;

   상기 엔진과 상기 동력발생장치를 둘러싸는 격실;

   외부와 연통되며, 상기 엔진 냉각팬을 수용하고 상기 동력발생장치의 적어도 일부를 수용하도록 상기 격실에 설치되는 흡기 덕트;

   외부와 연통되도록 상기 격실에 설치되는 배기 덕트; 및

   상기 동력발생장치에 의해 회전하며, 상기 배기 덕트의 일단에 수용되어, 상기 흡기 덕트의 공기를 상기 동력발생장치 측으로 흡입하여 상기 배기 덕트로 배출하는 제1 날개와, 상기 격실 내부의 공기를 상기 배기 덕트로 배출시키는 제2 날개를 포함하는 양면 냉각팬을 포함하는 보조동력장치의 냉각장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 배기 덕트는 그 일부가 상기 엔진을 향해 개방되어 상기 엔진을 냉각한 공기를 외부로 배출하는 보조동력장치의 냉각장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 동력발생장치는 발전기인 보조동력장치의 냉각장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 동력발생장치는 유압펌프인 보조동력장치의 냉각장치.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 양면 냉각팬은,

   상기 동력발생장치에 의해 회전하는 회전축; 및

   상기 회전축에서 원주 방향을 향하여 연장되는 회전판을 포함하고,

   상기 제1 날개는 상기 회전판의 일측 면에 배치되고, 상기 제2 날개는 상기 회전판의 타측 면에 배치되는 보조동력장치의 냉각장치.

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