KR20080092034A - Fan and shroud assembly - Google Patents

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KR20080092034A KR1020070035334A KR20070035334A KR20080092034A KR 20080092034 A KR20080092034 A KR 20080092034A KR 1020070035334 A KR1020070035334 A KR 1020070035334A KR 20070035334 A KR20070035334 A KR 20070035334A KR 20080092034 A KR20080092034 A KR 20080092034A
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Abstract

A fan and shroud assembly is provided to minimize the loss of airflow and reduce the blade through noise by installing stators and blades perpendicular to each other. A fan and shroud assembly comprises a hub coupled to a rotation shaft of a motor, and a shroud(20) including a fan(10), a motor mounting(23), and plural stators(22) supporting the motor mounting to guide air blown to a heat exchanger. The fan includes plural blades(13) formed on the outer periphery of the hub. The stator is curved opposite to the curved blades in order to minimize noise generated by rotating the blades.

Description

팬 및 쉬라우드의 조립체{fan and shroud assembly}Fan and shroud assembly

도 1은 종래의 팬 및 쉬라우드의 조립체를 나타내는 정면도.1 is a front view showing an assembly of a conventional fan and shroud.

도 2는 종래의 팬 및 쉬라우드의 조립체의 단면도.2 is a cross-sectional view of an assembly of a conventional fan and shroud.

도 3은 본 발명에 따른 팬 및 쉬라우드의 조립체를 나타내는 정면도.Figure 3 is a front view showing the assembly of the fan and shroud in accordance with the present invention.

도 4는 본 발명에서 블레이드의 회전에 따라 스테이터와 교차되는 것을 나타내는 부분 정면도.Figure 4 is a partial front view showing the intersection with the stator in accordance with the rotation of the blade in the present invention.

도 5는 블레이드와 스테이터가 교차되는 부분의 확대사시도 및 스테이터의 단면도.5 is an enlarged perspective view and a cross-sectional view of a stator where a blade and a stator cross each other;

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**** Description of the symbols for the main parts of the drawings **

모터 : 1 팬 : 10Motor: 1 Fan: 10

블레이드 : 13 쉬라우드 : 20Blade: 13 Shroud: 20

스테이터 : 22 모터마운팅 : 23Stator: 22 Motor Mounting: 23

본 발명은 팬 및 쉬라우드의 조립체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 팬의 회전에 따라 발생되는 소음의 발생을 최소화하기 위해 팬이 회전할 때, 팬과 쉬라 우드의 스테이터가 접할 때 그 접선의 길이를 최소로 하며, 스테이터의 단면의 형상을 개선한 팬 및 쉬라우드의 조립체에 관한 것이다. The present invention relates to an assembly of a fan and shroud, and more particularly, the length of the tangent when the fan and the shroud of the shroud when the fan rotates to minimize the generation of noise generated by the rotation of the fan. It is directed to an assembly of a fan and shroud that minimizes and improves the shape of the stator cross section.

자동차의 엔진룸의 전방에 엔진 냉각수를 냉각시키기 위한 라디에이터(radiator)와 에어컨 냉매를 냉각하기 위한 응축기(condenser)등의 열교환기가 설치되며, 그 열교환기의 앞쪽이나 뒤쪽에 방열 효율을 높이기 위한 열교환기에 대해 공기를 강제 송풍할 수 있는 축류팬이 설치된다.Heat exchangers such as radiators for cooling the engine coolant and condensers for cooling the air conditioner refrigerant are installed in front of the engine room of the vehicle, and heat exchangers for improving heat dissipation efficiency in front of or behind the heat exchanger. An axial flow fan is installed for forcibly blowing air.

축류팬은 방사상으로 배열된 회전익(回轉翼)인 다수의 블레이드(blade)를 회전시켜 공기를 축방향으로 송풍하는 유체기계로서, 통상 축류팬과 그 구동모터를 지지하면서 그 주위를 둘러싸 보호하는 쉬라우드(shroud)와 함께 조립체를 이루어 차체에 장착된다. 자동차에 설치되는 축류팬은 열교환기에 대한 배치형식에 따라 열교환기의 앞에서 공기를 뒤쪽의 열교환기측으로 강제 송풍하는 푸셔 타입(pusher type)과, 열교환기 뒤쪽에서 열교환기 앞쪽의 공기를 끌어들여 열교환기를 통과하게 하는 풀러 타입(puller type)으로 분류되는데, 후자는 송풍효율이 낮기 때문에 엔진 룸 내 열교환기 뒤쪽에 여유 공간이 협소하여 제한적으로 사용되고 있으며, 일반적으로 송풍효율이 높은 전자인 푸셔 타입(pusher type) 축류팬이 사용되고 있다.An axial fan is a fluid machine that blows air in an axial direction by rotating a plurality of blades, which are radial rotor blades. A axial fan is a shroud that protects and surrounds an axial fan and its driving motor. It is assembled with the wood and mounted on the bodywork. The axial flow fan installed in the vehicle has a pusher type for forcibly blowing air from the front of the heat exchanger to the heat exchanger in the rear according to the arrangement of the heat exchanger, and drawing the air in front of the heat exchanger from the rear of the heat exchanger. The latter is classified into a puller type. The latter is limited in use due to the low blowing efficiency due to the narrow space at the rear of the heat exchanger in the engine room. In general, the pusher type is an electron with high blowing efficiency. Axial flow fan is used.

근래의 자동차 산업은 편안하고 안락한 승차조건을 요구하는 소비자의 욕구를 반영하여 저소음화 연구가 활발하게 수행되고 있다. 저소음 기술 개발은 작게는 소비자의 불만을 감소 뿐 아니라 장기적으로는 세계 시장에서의 저소음화 전략에 의한 판매 증가에 큰 역할을 할 수 있기 때문이다. 엔진이나 기타 자동차 부품들이 더욱 조용하게 만들어지고 있는 상황에서 냉각팬의 저소음화 개발은 더더욱 시급한 실정이다.In recent years, the automobile industry has been actively researched to reduce noise in order to reflect consumer's desire for comfortable and comfortable riding conditions. This is because the development of low noise technology can play a big role in not only reducing consumer dissatisfaction but also increasing sales by low noise strategy in the global market in the long run. As engines and other automotive parts are becoming quieter, the development of low noise cooling fans is even more urgent.

일반적으로 주지하는 바와 같이 자동차의 엔진만을 구동하였을 때 보다 엔진과 팬을 함께 구동시켰을 때 소음의 크기는 많은 차이를 보인다. 팬의 회전에 다른 소음의 지배적인 원인은 팬 날개 표면 위의 비정상 힘의 교란에 기인한 이극(dipole)이라 알려져 있다. 일반적은 축류팬의 소음 특성은 주파수 특성에 따라서 분절음(tonal noise)과 광역소음(broadband noise)으로 나누어진다. 우선 분절음은 날개 통과 주파수(blade-passage frequency, BPF)와 그 조화 주파수의 음으로 이루어지며 날개에 작용되는 힘이 회전하거나 주위 구조물(특히 shroud)과 주기적인상호 작용을 일으킴으로써 발생한다. 또한 팬 입구 장애물이나 형상에 의한 주기적인 난류(turbulence) 유입이 주기적인 소음을 발생시킨다. 그 예로 비균일 유입류가 있다. 광역소음으로는 난류의 유입으로 발생하는 난류 유입소음, 경계측 내의 난류에 의해 발생하는 난류 경계층 소음, 팬 후면의 와류 흘림에 의해 발생하는 와류 흘림 소음 등이 있으며 넓은 주파수 범위에 걸쳐서 분포한다. As is generally known, the noise level is much different when the engine and the fan are driven together than when only the engine of the vehicle is driven. Another dominant source of noise in fan rotation is known as a dipole due to disturbance of abnormal forces on the fan blade surface. In general, the noise characteristics of an axial fan are divided into tonal noise and broadband noise according to the frequency characteristics. Firstly, the segmental sound is composed of the blade-passage frequency (BPF) and its harmonic frequency, which is caused by the rotation of the force on the blade or by periodic interaction with surrounding structures (particularly shroud). In addition, periodic turbulence inflow due to fan inlet obstructions or shapes generates periodic noise. An example is non-uniform inflow. Wide area noise includes turbulent inflow noise generated by turbulent inflow, turbulent boundary layer noise generated by turbulent flow at the boundary side, and vortex shedding noise generated by vortex shedding on the rear of the fan, and is distributed over a wide frequency range.

종래 기술에 의한 팬과 쉬라우드의 조립체는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 크게 팬(100)과 쉬라우드(200)로 이루어져 있다. 상기 팬(100)은 모터(110)의 회전축(111)에 결합되는 허브(112), 상기 허브(112)의 외주면상에 일정한 간격으로 형성되는 복수개의 블레이드(120), 상기 블레이드(120)의 단부에 이들을 연결하는 제이자 또는 갈고리 형상의 밴드로 구성되어 있다. The assembly of the fan and shroud according to the prior art is composed of a fan 100 and a shroud 200, as shown in Figs. The fan 100 includes a hub 112 coupled to the rotating shaft 111 of the motor 110, a plurality of blades 120 formed at regular intervals on an outer circumferential surface of the hub 112, and the blades 120. Consists of a band of jaggies or hooks connecting them to the ends.

상기 쉬라우드(200)는 상기 블레이드(120)의 최외단 회전궤적을 따라 밴드와 접촉되지 않도록 감싸는 형상으로 형성되어 열교환기(미도시)에 인접된다.The shroud 200 is formed in a shape that surrounds the band so as not to contact the band along the outermost rotation trajectory of the blade 120 and is adjacent to the heat exchanger (not shown).

상기 열교환기에 인접된 반대편에 해당하는 쉬라우드(200)의 단부에는 일정한 곡률로 만곡된 벨마우스(210)가 일체로 형성되어 있되, 팬밴드(130)와 접촉되지 않게 형성되어 있다. 상기 허브(112)에 회전축(111)이 결합되는 모터(110)는 별도의 모터마운터(113)에 의해 마운팅되어 고정되어 있다. 일단 상기 모터마운터(113)의 외측면에 형성됨과 아울러 타단이 상기 벨마우스(210)의 외측면에 형성되어 쉬라우드(200)와 모터마운터(113)를 연결하기 위한 복수개의 스테이터(220)가 설치되어 있다.At the end of the shroud 200 corresponding to the other side adjacent to the heat exchanger, the bell mouse 210 curved at a constant curvature is integrally formed, but is not formed in contact with the fan band 130. The motor 110 to which the rotating shaft 111 is coupled to the hub 112 is mounted and fixed by a separate motor mount 113. Once formed on the outer surface of the motor mount 113 and the other end is formed on the outer surface of the bell mouse 210, a plurality of stators 220 for connecting the shroud 200 and the motor mount 113 is It is installed.

상기와 같이 구성된 종래 기술에 따르면 모터(110)의 구동력을 전달받아 팬(100)의 블레이드(120)가 회전함에 따라 열교환기(200)를 통과한 공기는 강제로 흡입되어 대부분은 블레이드(120)를 그대로 통과하게 되고, 나머지는 쉬라우드(200)의 내측면을 따라 벨마우스(210)까지 유동하게 되며, 상기 벨마우스(210)까지 유동된 공기는 팬(100)의 외부로 토출된다.According to the prior art configured as described above, as the blade 120 of the fan 100 is rotated by receiving the driving force of the motor 110, the air passing through the heat exchanger 200 is forcibly sucked, and most of the blades 120 are. Pass through as it is, the rest is to flow to the bell mouse 210 along the inner surface of the shroud 200, the air flows to the bell mouse 210 is discharged to the outside of the fan (100).

상술한 바와 같은 공기의 유동에 기인한 소음은 블레이드(120)와 스테이터(200)와의 접선의 길이 또는 접면의 넓이가 증가할수록 소음 또한 마찬가지로 증가하게 된다는 점을 간과하였다.The noise caused by the flow of air as described above has been overlooked that the noise also increases as the length of the tangent between the blade 120 and the stator 200 or the area of the tangent increases.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하고자 안출한 것으로, 공기가 블레이드를 통과할 때 발생되는 소음을 최소화하기 위함이다. The present invention has been made to solve the above problems, to minimize the noise generated when the air passes through the blade.

또한 본 발명은 블레이드 및 스테이터의 구조개선에 의해 풍량의 손실을 최소화하기 위함이다.In addition, the present invention is to minimize the loss of air volume by the structural improvement of the blade and stator.

상기한 목적을 달성하기위한 본 발명은, The present invention for achieving the above object,

모터의 회전축에 결합되는 허브(hub)와, 상기 허브의 외주면에 형성되는 복수개의 블레이드(blade)를 포함하는 팬과 상기 모터를 마운팅하기 위한 모터 마운팅(motor mounting)과 상기 모터마운팅을 지지하는 복수개의 스테이터(stator)가 형성되어 열교환기로 송풍되는 공기를 안내하는 쉬라우드(shroud)를 포함하는 팬 및 쉬라우드의 조립체에 있어서, 블레이드가 회전시 발생하는 소음을 최소화하기위해 상기 스테이터는 어느 일측으로 만곡된 블레이드와 반대방향으로 만곡되는 것을 특징으로 한다.A fan coupled to a rotation shaft of the motor, a fan including a plurality of blades formed on an outer circumferential surface of the hub, a motor mounting for mounting the motor, and a plurality for supporting the motor mounting. In the assembly of a fan and shroud comprising a shroud is formed to guide the air blown to the heat exchanger, the stator is to one side to minimize the noise generated when the blade is rotated It is characterized in that the curved in the opposite direction to the curved blade.

또한, 상기 팬 및 쉬라우드 조립체의 전면에서 볼 때, 상기 스테이터와 상기 블레이드는 대략 직각으로 만나는 것이 바람직하다.In addition, when viewed from the front of the fan and shroud assembly, the stator and the blade preferably meet at approximately right angles.

그리고, 상기 스테이터는 상기 블레이드의 회전방향의 순방향으로 단면의 횡방향 길이가 점증하며, 종방향의 양단부는 완만하게 돌출 형성되어 만곡된 것이 바람직하다.In addition, the stator has a cross-sectional length of the cross-section in the forward direction of the rotational direction of the blade is increased, and both ends in the longitudinal direction is preferably formed to be gently projected.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 것에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. The features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description based on the accompanying drawings. Prior to this, the terms or words used in the present specification and claims are defined in the technical spirit of the present invention based on the fact that the inventor can appropriately define the concept of the term in order to explain the invention in the best way. It must be interpreted to mean meanings and concepts.

도 3은 본 발명에 따른 팬 및 쉬라우드의 조립체를 나타내는 정면도이며, 도 4는 본 발명에서 블레이드의 회전에 따라 스테이터와 교차되는 것을 나타내는 부분 정면도이고, 도 5는 블레이드와 스테이터가 교차되는 부분의 확대사시도 및 스테이터의 단면도이다.Figure 3 is a front view showing the assembly of the fan and shroud according to the invention, Figure 4 is a partial front view showing the intersection with the stator in accordance with the rotation of the blade in the present invention, Figure 5 is a portion of the blade and the stator intersection An enlarged perspective view and cross section of the stator.

일반적으로 팬 및 쉬라우드의 조립체는 도 3에 도시된 바와 같이, 모터(1)의 회전축에 결합되는 허브(hub, 미도시)와, 상기 허브의 외주면에 형성되는 복수개의 블레이드(blade, 13)와, 상기 블레이드(13)의 단부를 연결하는 밴드로 된 팬(10)과 상기 모터(1)를 마운팅하기 위한 모터 마운팅(motor mounting, 23)과 상기 모터마운팅(23)의 외측면에 형성되는 복수개의 스테이터(stator, 22)와 상기 밴드의 일정 간극이 유지되도록 상기 스테이터(22)의 끝단에 형성되어 열교환기에 인접되는 쉬라우드(shroud, 20)를 포함한다. 본 발명은 이와 같은 구성의 동일성은 유지하되, 상기 팬 및 쉬라우드의 형상을 변경한 것이다. In general, the assembly of the fan and shroud is a hub (not shown) coupled to the rotating shaft of the motor 1, and a plurality of blades (13) formed on the outer circumferential surface of the hub as shown in FIG. And a motor mounting (23) for mounting the fan (10) and the motor (1) in a band connecting the ends of the blade (13) and the outer surface of the motor mounting (23). A plurality of stators (22) and a shroud (20) is formed at the end of the stator (22) adjacent to the heat exchanger to maintain a predetermined gap between the band. The present invention maintains the identity of such a configuration, but changes the shape of the fan and shroud.

즉, 도 3에 도시된 바와 같이 블레이드가 회전시 발생하는 소음을 최소화하기위해 상기 스테이터(22)는 어느 일측으로 만곡된 블레이드(13)와 반대방향으로 만곡되는 것이 본 발명의 특징이다. 이로 인하여 회전하는 블레이드(13)가 스테이터(22)를 통과할 때, 서로 교차하는 면적 또는 시간을 최소화 할 수 있을 것이다. 또한, 상기 블레이드(13)가 회전시 어느 하나의 블레이드와 어느 하나의 스테이터(22)는 상기 팬 및 쉬라우드 조립체의 전면에서 볼 때, 상기 스테이터(22)와 상기 블레이드(13)가 직각으로 만나도록 형성된다. That is, as shown in FIG. 3, the stator 22 is curved in the opposite direction to the blade 13 curved to one side in order to minimize noise generated when the blade rotates. Because of this, when the rotating blade 13 passes through the stator 22, it will be possible to minimize the area or time intersecting with each other. In addition, when the blade 13 is rotated, any one blade and any one stator 22 meet at right angles when the stator 22 and the blade 13 are viewed from the front of the fan and shroud assembly. It is formed to.

이와 같은 이유는 상기 블레이드(13)의 회전시 상기 스테이터(22)와 상호 접하는 길이를 최소화 함으로써 통과하는 공기의 흐름을 원활하게 할 뿐만 아니라, 소음을 줄이기 위함이다. The reason for this is to minimize the length of contact with the stator 22 at the time of rotation of the blade 13, not only to smooth the flow of air passing through, but also to reduce noise.

도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 스테이터(22)는 상기 블레이드(13)의 회전방향의 순방향으로 단면의 횡방향 길이가 점증하며, 종방향의 양단부는 완만하게 돌출형성되어 만곡된 것이 바람직하다. As shown in (b) of FIG. 5, the stator 22 has a lateral length of a cross section increasing in the forward direction of the rotation direction of the blade 13, and both ends in the longitudinal direction are gently protruded and curved. It is preferable.

도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 스테이터(22)는 상기 블레이드(13)가 상호 접하는 각이 직각이라 할지라도, 공기의 흐름을 방해하는 구조를 형성한다면, 그 또한 소음의 한 원인 될 것이다. 이를 위해 바람직하게는 스테이터의 단면의 형상이 상하 대칭인 유선형인 것이 바람직하다. 즉, 상기 블레이드(13)의 회전방향의 순방향으로 단면의 횡방향 길이가 점증하며, 종방향의 양단부는 완만하게 돌출형성되어 만곡된 것이 바람직하다. 즉, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 블레이 드(13)와 스테이터(22)가 교차할 때 그 접하는 내각을 직각으로 유지하도록 하고, 블레이드(13)와 교차되는 스테이터(22)의 단면적이 점감하도록 하여 날개통과소음을 줄일 수 있을 것이다. 이러한 구조로 인하여, 블레이드 및 스테이터의 구조개선에 의해 풍량의 손실을 줄일 수 있을 것이다.As shown in (a) of FIG. 5, if the stator 22 forms a structure that obstructs the flow of air, even if the angles at which the blades 13 contact each other are at right angles, the stator 22 may also be a cause of noise. Will be. For this purpose, it is preferable that the shape of the cross section of the stator is a streamline with vertical symmetry. That is, it is preferable that the transverse length of the cross section increases in the forward direction of the rotation direction of the blade 13, and both ends in the longitudinal direction are gently protruded and curved. That is, as shown in FIGS. 4 and 5, when the blade 13 and the stator 22 cross each other, the contact angle of the stator 22 is maintained at a right angle, and the cross-sectional area of the stator 22 intersecting the blade 13 is maintained. By diminishing this, it will be possible to reduce wing passing noise. Due to this structure, it is possible to reduce the loss of air volume by improving the structure of the blade and stator.

상기와 같은 구조를 갖는 팬 및 쉬라우드의 조립체는 공기가 블레이드를 통과할 때 발생되는 소음을 최소화할 수 있으며, 블레이드 및 스테이터의 구조개선에 의해 풍량의 손실을 최소화할 수 있을 것이다.The assembly of the fan and shroud having the structure as described above can minimize the noise generated when the air passes through the blade, it will be possible to minimize the loss of air volume by improving the structure of the blade and the stator.

Claims (3)

모터의 회전축에 결합되는 허브(hub)와, 상기 허브의 외주면에 형성되는 복수개의 블레이드(blade, 13)를 포함하는 팬(10)과 상기 모터(1)를 마운팅하기 위한 모터 마운팅(motor mounting, 23)과 상기 모터마운팅(23)을 지지하는 복수개의 스테이터(stator, 22)가 형성되어 열교환기로 송풍되는 공기를 안내하는 쉬라우드(shroud, 20)를 포함하는 팬 및 쉬라우드의 조립체에 있어서,A motor 10 for mounting the motor 10 and a fan 10 including a hub coupled to a rotating shaft of the motor, and a plurality of blades 13 formed on an outer circumferential surface of the hub. In the assembly of the fan and shroud comprising a shroud 20 for guiding the air blown to the heat exchanger, a plurality of stators 22 are formed to support the motor mounting 23. 블레이드가 회전시 발생하는 소음을 최소화하기위해 상기 스테이터(22)는 어느 일측으로 만곡된 블레이드(13)와 반대방향으로 만곡되는 것을 특징으로 하는 팬 및 쉬라우드의 조립체.Assembly of the fan and shroud, characterized in that the stator (22) is bent in the opposite direction to the blade (13) curved to one side in order to minimize the noise generated when the blade is rotated. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 팬 및 쉬라우드 조립체의 전면에서 볼 때, 상기 스테이터(22)와 상기 블레이드(13)는 대략 직각으로 만나는 것을 특징으로 하는 팬 및 쉬라우드의 조립체.Assembly of the fan and shroud, characterized in that the stator (22) and the blade (13) meet at approximately right angles when viewed from the front of the fan and shroud assembly. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 스테이터(22)는 상기 블레이드(13)의 회전방향의 순방향으로 단면의 횡방향 길이가 점증하며, 종방향의 양단부는 완만하게 돌출형성되어 만곡된 것을 특징으로 하는 팬 및 쉬라우드의 조립체.The stator (22) is an assembly of a fan and shroud, characterized in that the transverse length of the cross section increases in the forward direction of the rotation direction of the blade (13), the both ends in the longitudinal direction is formed to be gently projected and curved.
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