KR20080089975A - 팬 및 쉬라우드 조립체 - Google Patents

팬 및 쉬라우드 조립체 Download PDF

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Abstract

본 발명은 팬 및 쉬라우드 조립체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 쉬라우드의 편평부에 부착된 팬 컨트롤러의 외측에 냉각홀이 형성된 팬 및 쉬라우드 조립체에 관한 것이다.
이에 본 발명에 의한 팬 및 쉬라우드 조립체는 모터의 회전축에 결합되는 허브와, 상기 허브로부터 바깥쪽으로 연장 형성된 복수개의 블레이드(blade)로 이루어진 팬과; 상기 팬을 둘러싸도록 배치되어 상기 팬의 회전에 의한 공기송풍을 조절하는 쉬라우드(shroud); 및 상기 쉬라우드(shroud)의 편평부에 장착되는 팬 컨트롤러를 포함하는 팬 및 쉬라우드 조립체에 있어서,
상기 팬 컨트롤러의 외측에는 상기 쉬라우드의 외부로부터 공기를 상기 팬 컨트롤러 측으로 직접 유입하기 위하여 상기 쉬라우드의 내외부가 관통된 냉각홀이 형성되는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 상기 냉각홀을 통해 라디에이터를 통과하지 않은 저온의 공기가 유입됨에 따라 상기 팬 컨트롤러의 방열성능이 향상된다는 작용효과가 있다.
냉각홀, 쉬라우드, 팬, 모터, 블레이드

Description

팬 및 쉬라우드 조립체{fan and shroud assembly}
도 1은 일반적인 팬 및 쉬라우드 조립체를 나타낸 사시도.
도 2는 종래의 팬 및 쉬라우드 조립체를 나타낸 사시도.
도 3은 종래의 팬 및 쉬라우드 조립체를 나타낸 단면도.
도 4는 본 발명의 팬 및 쉬라우드 조립체를 나타낸 사시도.
도 5는 본 발명의 팬 및 쉬라우드 조립체를 나타낸 분해 사시도.
도 6은 본 발명의 팬 및 쉬라우드 조립체를 나타낸 단면도.
도 7은 본 발명의 팬 및 쉬라우드 조립체의 일부분을 나타낸 배면도.
**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**
10: 팬 11: 모터
12: 회전축 13: 허브
14: 블레이드 20: 쉬라우드
21: 편평부 22: 냉각홀
23: 보강리브 30: 팬 컨트롤러
31: 냉각핀 40: 라디에이터
본 발명은 팬 및 쉬라우드 조립체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 쉬라우드의 편평부에 부착된 팬 컨트롤러의 외측에 냉각홀이 형성된 팬 및 쉬라우드 조립체에 관한 것이다.
일반적으로 내연기관은 공급되는 연료를 압축하여 고온·고압의 상태에서 점화·연소시킨다. 이에 따라 내연기관은 항상 상당한 열이 발생되는데 이를 방치하면 피스톤 또는 실린더 등 엔진을 구성하는 부재들이 과열되어 그 기능을 수행할 수 없게 된다. 따라서 일반적으로 엔진의 실린더 주위에 물재킷을 설치하고 그 속에 냉각수를 순환시켜 과열된 엔진을 냉각시키게 되는데, 이 냉각수도 그대로 두면 끓어서 엔진을 냉각시킬 수 없게 되므로 차량의 전방에 라디에이터를 설치하고 상기 라디에이터 전면 또는 후면에 팬을 배치하여 외부공기를 강제로 순환시켜 열교환시킴으로써 데워진 냉각수를 냉각시킨다.
상기 라디에이터의 전면 또는 후면에 배치되어 외부공기를 강제로 순환시키는 상기 팬은 방사상으로 배열된 회전익(回轉翼)인 다수의 블레이드(blade)를 회전시켜 공기를 축방향으로 송풍하는 유체기계로서, 통상 팬과 그 구동모터를 지지하면서 그 주위를 둘러싸 보호하는 쉬라우드(shroud)와 함께 조립체를 이루어 차체에 장착된다.
자동차에 설치되는 상기 팬은 라디에이터에 대한 배치형식에 따라 라디에이터의 앞에서 공기를 뒤쪽의 상기 라디에이터 측으로 강제 송풍하는 푸셔 타입(pusher type)과, 라디에이터 뒤쪽에서 상기 라디에이터 앞쪽의 공기를 끌어들여 상기 라디에이터를 통과하게 하는 풀러 타입(puller type)으로 분류되는데, 후자는 송풍효율이 낮기 때문에 제한적으로 사용되고 있으며, 일반적으로 송풍효율이 높은 전자인 푸셔 타입(pusher type) 팬이 사용되고 있다.
도 1은 일반적인 팬 및 쉬라우드 조립체를 나타낸 도면으로서, 상기 팬 및 쉬라우드 조립체는 크게 팬(110)과 쉬라우드(120)로 이루어져 있다. 상기 팬(110)은 모터(111)의 회전축(112)에 결합되는 허브(113), 상기 허브(113)의 외주면상에 일정한 간격으로 형성되는 복수개의 블레이드(114)로 구성되어 있으며, 상기 쉬라우드(120)는 상기 블레이드(114)의 최외단 회전궤적을 따라 감싸는 형상으로 형성되어 라디에이터(140)에 인접 설치된다.
이와 같이 이루어진 상기 팬 및 쉬라우드 조립체에는 통상적으로 상기 모터(111)를 제어하는 팬 컨트롤러(130)가 구비되며, 상기 팬 컨트롤러(130)는 보통 PWM(Pulse Width Modulation) 방식으로 상기 모터(111)를 제어한다.
상기 팬 컨트롤러(130)는 전자소자로 구성된 기판을 내장하고 있는데, 이와 같은 전자소자들은 전력을 공급받아 작동됨으로서 고온의 열을 발생시킨다. 이렇게 발생된 고온의 열에 의해 상기 전자소자 및 다른 부속품들이 손상되지 않도록, 상 기 팬 컨트롤러(130)는 냉각을 위해 공기가 송풍되는 상기 팬(110)의 후방에 장착된다.
이처럼 상기 팬 컨트롤러(130)가 상기 팬(110)의 후방에 장착됨으로써 상기 팬 컨트롤러(130)의 방열성능은 일부 향상되었으나, 상기 팬 컨트롤러(130)가 상기 팬(110)으로부터 송풍된 공기의 흐름을 차단하는 저항체 역할을 함에 따라 진동 및 소음이 발생됨은 물론, 상기 송풍된 공기의 풍량이 감소되어 라디에이터(140)의 방열성능이 저하된다는 문제점이 발생되었다.
이와 같은 문제점을 극복하고자 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이 상기 쉬라우드(120)의 편평부(121)에 팬 컨트롤러(130)를 장착하였다.
상기 팬 컨트롤러(130)가 상기 쉬라우드(120)의 편평부(121)에 장착됨으로써, 상기 팬(110)에 의해 강제 송풍된 공기가 상기 팬 컨트롤러(130)의 하측면을 따라 유통되어 상기 팬 컨트롤러(130)를 냉각시킨다. 그러나 상기 팬(110)에 의해 송풍되는 공기는 가열된 라디에이터(140)를 통과하는 과정에서 가열됨으로서 냉각효율이 떨어짐은 물론, 상기 팬 컨트롤러(130)의 하측면을 따라 유통되는 풍량이 적어 냉각효과를 기대하기 어렵다는 문제점이 발생하였다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 상기 팬 컨트롤러의 방열성능이 향상되도록 한 팬 및 쉬라우드 조립체를 제공 하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 팬 및 쉬라우드 조립체는 모터의 회전축에 결합되는 허브와, 상기 허브로부터 바깥쪽으로 연장 형성된 복수개의 블레이드(blade)로 이루어진 팬과; 상기 팬을 둘러싸도록 배치되어 상기 팬의 회전에 의한 공기송풍을 조절하는 쉬라우드(shroud); 및 상기 쉬라우드(shroud)의 편평부에 장착되는 팬 컨트롤러를 포함하는 팬 및 쉬라우드 조립체에 있어서, 상기 팬 컨트롤러의 외측에는 상기 쉬라우드의 외부로부터 공기를 상기 팬 컨트롤러 측으로 직접 유입하기 위하여 상기 쉬라우드의 내외부가 관통된 냉각홀이 형성되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 냉각홀은 상기 회전축과 팬 컨트롤러를 잇는 연장선상에 형성되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 냉각홀은 상기 쉬라우드의 단부 벽면에 형성되는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 냉각홀에는 상·하부를 연결하는 보강리브가 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 팬 컨트롤러에는 냉각을 위한 냉각핀이 상기 쉬라우드의 내측으로 돌출 형성되며, 상기 냉각핀의 공기유로는 상기 회전축을 향하도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 팬 및 쉬라우드 조립체에 대해서 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 4는 본 발명의 팬 및 쉬라우드 조립체를 나타낸 사시도이고, 도 5는 본 발명의 팬 및 쉬라우드 조립체를 나타낸 분해 사시도이며, 도 6은 본 발명의 팬 및 쉬라우드 조립체를 나타낸 단면도이고, 도 7은 본 발명의 팬 및 쉬라우드 조립체의 일부분을 나타낸 배면도이다.
본 발명의 팬 및 쉬라우드 조립체는 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 모터(11)의 회전축(12)에 결합되는 허브(13)와 상기 허브(13)의 외주면상에 일정간격으로 형성된 복수개의 블레이드(blade, 14)를 포함하는 팬(10)과, 상기 블레이드(blade, 14)의 최외단 회전궤적을 따라 상기 팬(10)을 둘러싸도록 배치되는 쉬라우드(shroud, 20), 및 상기 쉬라우드(shroud, 20)의 편평부(21)에 장착되는 팬 컨트롤러(30)로 이루어진다.
상기 쉬라우드(20)의 편평부(21)에 장착되는 팬 컨트롤러(30)는 모터(11)를 제어하는 장치로, 보통 PWM(Pulse Width Modulation)을 사용하는데, 이와 같은 전기적 제어를 수행할 수 있도록 상기 팬 컨트롤러(30) 내부에는 전자소자들로 이루어진 부품이 구비된다. 상기 전자소자들은 작동되는 과정에서 고온의 열을 발생시키게 되는데, 이때 발생된 고온의 열에 의해 상기 팬 컨트롤러(30)가 손상되는 것 을 방지하기 위해 상기 팬 컨트롤러(30)의 외측에는 내외부가 관통된 냉각홀(22)이 형성된다.
이때 상기 냉각홀(22)을 통해 고온의 라디에이터(40)를 통과하지 않은 저온의 공기가 유입되도록 상기 냉각홀(22)은 회전축(12)과 팬 컨트롤러(30)를 잇는 연장선상에 형성된다.
이와 같이 형성된 냉각홀(22)을 통해 외부로부터 상기 팬 쉬라우드의 상류 또는 하류에 위치한 열교환기를 통과하지 않은 저온의 공기가 유입되고, 이렇게 유입된 저온의 공기는 상기 회전축(12)을 향해 팬 컨트롤러(30)의 하측면을 따라 이동됨으로써 상기 팬 컨트롤러(30)를 냉각시킨다.
이에 덧붙여 상기 냉각홀(22)에는 상·하부를 연결하는 보강리브(23)가 형성된다. 상기 쉬라우드(20)에 형성된 냉각홀(22)은 한 방향으로 길게 형성됨에 따라 길이방향과 직각을 이루는 방향에 대해 강성이 부족하게 되어 변형이 일어나기 쉬우며, 그로 인해 상기 냉각홀(22)이 제 기능을 발휘하지 못하게 되므로, 상기 냉각홀(22)의 강성이 향상되도록, 상기 냉각홀(22)에는 상·하부를 연결하는 보강리브(23)가 형성된다.
한편, 상기 냉각홀(22)은 외부로부터 유입되는 공기의 흐름 및 상기 팬 컨트롤러(30)의 냉각성능을 감안하여 도 6에 도시된 바와 같이 상기 쉬라우드(20)의 편평부(21)로부터 하향 연장된 단부면에 형성되는 것이 바람직하다. 상기 냉각홀이 상기 쉬라우드(20)의 편평부(21)로부터 하향 연장된 단부면에 형성됨으로써 외부로 부터 유입되는 공기의 흐름이 원활해져 공기의 유통량이 증가되고, 그로 인 상기 팬 컨트롤러(30)는 과열을 피할 수 있어 원활히 작동된다.
아울러, 상기 팬 컨트롤러(30)의 하부면에는 도 7에 도시된 바와 같이 상기 쉬라우드(20)의 내측을 향해 다수개의 냉각핀(31)이 돌출 형성된다. 이때 상기 다수개의 냉각핀(31)은 공기가 유통되는 방향과 동일하게 공기유로가 형성되도록 상기 냉각홀(22)과 회전축(12)을 잇는 연장선과 나란하게 형성된다. 상기 냉각핀(31)은 열전도성이 우수한 알루미늄, 구리 내지 알루미늄과 구리의 합금으로 이루어지는 것이 바람직하며, 상기 팬 컨트롤러(30)와 일체로 형성될 수 도 있고, 제조상의 편의성을 고려하여 부가적으로 설치될 수 도 있다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없으며 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.
이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 냉각홀을 통해 도입되는 저온의 외부공기에 의해 팬 컨트롤러의 냉각이 이루어짐으로써 상기 팬 컨트롤러의 냉각효율이 향상된다는 작용효과가 있다.
또한, 구조 및 형상이 간단하여 기존의 차량에도 손쉽게 적용할 수 있다는 특유의 작용효과가 있다.

Claims (5)

  1. 모터(11)의 회전축(12)에 결합되는 허브(13)와, 상기 허브(13)로부터 바깥쪽으로 연장 형성된 복수개의 블레이드(blade, 14)로 이루어진 팬(10)과; 상기 팬(10)을 둘러싸도록 배치되어 상기 팬(10)의 회전에 의한 공기송풍을 조절하는 쉬라우드(shroud, 20); 및 상기 쉬라우드(shroud, 20)의 편평부(21)에 장착되는 팬 컨트롤러(30)를 포함하는 팬 및 쉬라우드 조립체에 있어서,
    상기 팬 컨트롤러(30)의 외측에는 상기 쉬라우드의 외부로부터 공기를 상기 팬 컨트롤러(30) 측으로 직접 유입하기 위하여 상기 쉬라우드의 내외부가 관통된 냉각홀(22)이 형성되는 것을 특징으로 하는 팬 및 쉬라우드 조립체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉각홀(22)은 상기 회전축(12)과 팬 컨트롤러(30)를 잇는 연장선상에 형성되는 것을 특징으로 하는 팬 및 쉬라우드 조립체.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 냉각홀(22)은 상기 쉬라우드(20)의 편평부(21)로 부터 하향 연장된 단부 벽면에 형성되는 것을 특징으로 하는 팬 및 쉬라우드 조립체.
  4. 제 1 내지 제 3 항 중 선택되는 어느 한 항에 있어서,
    상기 냉각홀(22)에는 상·하부를 연결하는 보강리브(23)가 형성되는 것을 특징으로 하는 팬 및 쉬라우드 조립체.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 팬 컨트롤러(30)에는 냉각을 위한 냉각핀(31)이 상기 쉬라우드의 내측으로 돌출 형성되며, 상기 냉각핀(31)의 공기유로는 상기 회전축(12)을 향하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 팬 및 쉬라우드 조립체.
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