KR20120011506A - 차량용 냉각팬 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 냉각팬에 관한 것으로서, 회전속도와 사이즈 증가 없이도 공기의 흡입효율이 향상될 수 있게 구성함으로써 열교환기의 냉각효율을 향상시킬 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 열교환기는, 팬모터의 축이 고정되는 중앙의 허브와, 허브의 둘레에 설치되는 다수의 블레이드들을 포함하는 차량용 냉각팬에 있어서, 허브와 일체로 회전되면서 허브 앞부분의 공기를 흡입할 수 있도록, 허브에 설치되는 다수의 시로코 팬 타입(Sirocco Fan Type) 보조블레이드들을 포함하며, 보조블레이드들은, 공기의 유입방향과 평행하며, 허브의 회전방향을 향해 소정 곡률을 갖도록 형성된다.

Description

차량용 냉각팬{COOLING FAN FOR AUTOMOTIVE VEHICLES}

본 발명은 차량용 냉각팬에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 회전속도와 사이즈 증가 없이도 공기의 흡입효율이 향상될 수 있게 구성함으로써 열교환기의 냉각효율을 향상시킬 수 있는 차량용 냉각팬에 관한 것이다.

차량에는, 도 1에 도시된 바와 같이, 열교환기(1)들, 예를 들어, 라디에이터, 공조장치의 응축기 등을 냉각시키기 위한 냉각팬(3)이 설치되어 있다.

냉각팬(3)은, 일반적으로 축류팬(Axial Fan)으로 구성되며, 병렬로 배열된 열교환기(1)들의 최후방에 배치된다. 이러한 냉각팬(3)은, 전방의 공기를 흡입한다. 따라서, 흡입된 공기가 상기 열교환기(1)들을 순차적으로 통과하면서 냉각시킬 수 있게 한다.

한편, 이러한 냉각팬(3)은, 공기의 흡입효율이 좋아야 한다. 특히, 전방의 공기를 위치에 관계없이 골고루 균일하게 흡입하는 것이 중요하다. 그래야만, 흡입된 공기가 위치에 관계없이 균일한 풍압을 유지하면서 상기 열교환기(1)들에게 도입될 수 있기 때문이며, 이로써, 열교환기(1)들이 부분적인 편차없이 골고루 균일하게 냉각될 수 있기 때문이다.

그런데, 이러한 종래의 냉각팬(3)은, 축류팬이므로 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 중앙의 허브(5)부분의 공기 흡입율이 매우 낮다는 단점이 있으며, 이러한 단점 때문에 허브(5)부분에 대응되는 열교환기(1)의 부분(1a)이 충분히 냉각되지 않는다는 문제점이 있다. 그리고 이러한 문제점 때문에 열교환기(1)의 냉각효율이 떨어진다는 결점이 지적되고 있다.

특히, 최근 들어, 차량이 고성능화됨에 따라 열교환기가 추가적으로 더 설치되는 바, 예를 들면, 엔진오일의 냉각을 위한 오일쿨러, 터보차저의 공기 냉각을 위한 인터쿨러, 오토미션오일의 냉각을 위한 ATF 쿨러 등이 더 설치된다. 따라서, 위와 같이 성능이 떨어지는 종래의 냉각팬(3)으로는 다수의 열교환기(1)를 충분히 냉각시키기 어렵다는 단점이 있다. 그리고 이러한 단점 때문에 차량의 고성능화에 적절하게 대응할 수 없다는 문제점이 지적되고 있다.

한편, 이를 감안하여, 냉각팬(3)의 회전속도를 증가시켜 열교환기(1)의 냉각효율을 증대시키는 방법도 있다. 그런데, 이러한 방법은 냉각팬(3)의 회전속도를 증가시켜야 하므로, 냉각팬(3)이 과부하될 우려가 있고, 소음이 발생될 우려가 있다는 단점이 있다. 그리고 이러한 단점 때문에 팬모터(10)가 과열되어 손상되기 쉽고, 차량의 승차감이 현저하게 떨어질 수 있다는 문제점이 지적되고 있다.

이 밖에도, 냉각팬(3)의 사이즈를 증가시켜 열교환기(1)의 냉각효율을 증대시키는 방법도 있다. 그런데, 이러한 방법은 냉각팬(3)의 사이즈가 증가되므로, 냉각팬(3)을 회전시키기 위한 팬모터(10)가 과부하될 우려가 있다는 단점이 있으며, 이러한 단점 때문에 팬모터(10)가 과열되거나 고장날 우려가 있다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은, 공기의 흡입구조를 개선함으로써, 공기의 흡입효율을 최대한 향상시킬 수 있는 차량용 냉각팬을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 공기의 흡입효율을 최대한 향상시킬 수 있게 구성함으로써, 열교환기의 냉각효율을 최대한 향상시킬 수 있는 차량용 냉각팬을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 공기의 흡입구조를 개선함으로써, 허브 부분으로의 공기 흡입율을 높일 수 있는 차량용 냉각팬을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 허브 부분으로의 공기 흡입율을 높일 수 있게 구성함으로써, 허브에 대응되는 열교환기 부분을 효율좋게 냉각시킬 수 있는 차량용 냉각팬을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 회전속도와 사이즈 증가 없이도 공기의 흡입효율을 최대한 향상시킬 수 있는 차량용 냉각팬을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 회전속도와 사이즈 증가 없이도 공기의 흡입효율을 향상시킴으로써, 소음과 부하의 증가없이 다수의 열교환기를 효율좋게 냉각시킬 수 있는 차량용 냉각팬을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 소음과 부하의 증가없이 다수의 열교환기를 효율좋게 냉각시킬 수 있게 구성됨으로써, 고성능화 차량의 열교환기를 냉각하기에 매우 적합한 차량용 냉각팬을 제공하는 데 있다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 차량용 냉각팬은, 팬모터의 축이 고정되는 중앙의 허브와, 상기 허브의 둘레에 설치되는 다수의 블레이드들을 포함하는 차량용 냉각팬에 있어서, 상기 허브와 일체로 회전되면서 상기 허브 앞부분의 공기를 흡입할 수 있도록, 상기 허브에 설치되는 다수의 시로코 팬 타입(Sirocco Fan Type) 보조블레이드들을 포함하며, 상기 보조블레이드들은, 공기의 유입방향과 평행하며, 상기 허브의 회전방향을 향해 소정 곡률을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 다수의 보조블레이드들은, 상기 허브의 전면부분에 설치되며, 상기 팬모터의 축을 중심으로 원주방향을 따라 일정한 간격을 두고 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 다수의 보조블레이드들은, 상기 허브의 외측면 둘레부분에 일정한 간격을 두고 설치될 수 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 차량용 냉각팬에 의하면, 허브 부분으로도 공기가 흡입될 수 있게 하는 구조이므로, 허브 부분으로 흡입되는 공기의 흡입풍량이 현저하게 상승되는 효과가 있다.

또한, 허브 부분으로 흡입되는 공기의 흡입풍량이 현저하게 상승되므로, 허브에 대응되는 열교환기 부분을 효율좋게 냉각시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 허브에 대응되는 열교환기 부분을 효율좋게 냉각시킬 수 있으므로, 열교환기 전체를 균일하게 냉각시킬 수 있으며, 그 결과, 열교환기의 냉각효율이 현저하게 상승되는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 냉각팬은, 허브 부분으로 흡입되는 공기의 흡입풍량이 상승되므로, 전체적인 공기의 흡입율이 증가된다. 따라서, 회전속도와 사이즈 증가 없이도 열교환기를 효율좋게 냉각시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 회전속도와 사이즈 증가없이도 열교환기들을 효율좋게 냉각시킬 수 있으므로, 소음과 부하가 증가될 우려가 없고, 다수의 열교환기를 효율좋게 냉각시킬 수 있다. 그 결과, 고성능화된 차량의 열교환기들을 냉각하기에 매우 적합하다는 효과가 있다.

도 1은 종래의 차량용 냉각팬을 나타내는 도면,
도 2는 종래의 차량용 냉각팬의 부분별 공기 흡입량을 나타내는 도면,
도 3은 본 발명에 따른 차량용 냉각팬의 제 1실시예의 구성을 나타내는 사시도,
도 4는 제 1실시예에 따른 차량용 냉각팬의 구성을 나타내는 측단면도,
도 5는 제 1실시예에 따른 차량용 냉각팬의 부분별 공기 흡입량을 나타내는 도면,
도 6은 본 발명에 따른 차량용 냉각팬의 제 2실시예를 나타내는 사시도,
도 7은 본 발명에 따른 차량용 냉각팬의 제 2실시예를 나타내는 측단면도,
도 8은 본 발명에 따른 차량용 냉각팬의 제 3실시예를 나타내는 사시도,
도 9는 본 발명에 따른 차량용 냉각팬의 제 3실시예를 나타내는 측단면도,
도 10은 제 3실시예의 차량용 냉각팬의 부분별 공기 흡입량을 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명에 따른 차량용 냉각팬의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명한다(종래와 동일한 구성요소는 동일한 부호를 사용하여 설명한다.).

먼저, 본 발명에 따른 차량용 냉각팬의 특징부를 살펴보기에 앞서, 도 3 내지 도 5를 참조하여 차량용 냉각팬에 대해 간략하게 살펴본다.

차량용 냉각팬은, 중앙의 허브(Hub)(5)와, 둘레의 블레이드(Blade)(7)들 및, 블레이드(7)들의 팁(Tip)(7a)을 연결하는 원형의 밴드(Band)(9)를 구비한다.

허브(5)는, 팬모터(10)의 축(10a)이 고정되는 중앙부(5a)와, 중앙부(5a)의 가장자리 둘레로부터 후방의 팬모터(10)측 방향으로 연장되는 측벽부(5b)로 구성된다. 여기서, 중앙부(5a)에는 팬모터(10)의 축(10a)이 끼워져 고정되는 축구멍(5c)이 형성되어 있다.

블레이드(7)는, 허브(5)의 둘레에 설치된다. 특히, 허브(5)의 측벽부(5b) 둘레면에 일정한 간격을 두고 설치되며, 이렇게 설치된 블레이드(7)는 허브(5)와 함께 회전운동하면서 전방의 공기를 흡입한다. 따라서, 흡입된 공기가 전방의 열교환기(1)들을 순차적으로 통과하면서 냉각시킬 수 있게 한다.

밴드(9)는, 블레이드(7)들의 팁(7a)을 서로 연결하며, 이렇게 연결한 밴드(9)는 블레이드(7)의 변형을 방지한다. 특히, 고속회전시 블레이드(7)의 휨변형을 방지한다. 따라서, 블레이드(7)의 안정적인 회전을 돕는다.

다음으로, 본 발명에 따른 냉각팬의 특징부를 도 3 내지 도 5를 참조하여 상세하게 살펴본다.

먼저, 도 3과 도 4를 참조하면, 본 발명의 냉각팬은, 허브(5)의 전면부분에 설치되어 있는 다수의 보조블레이드(20)들을 구비한다.

다수의 보조블레이드(20)들은, 시로코 팬 타입(Sirocco Fan Type)의 블레이드들로서, 허브(5)의 중앙부(5a) 전면에 설치되어 있다.

특히, 중앙부(5a)의 축구멍(5c)을 중심으로 원주방향을 따라 일정한 간격을 두고 설치되어 있으며, 이렇게 설치된 다수의 보조블레이드(20)들은 공기의 유입방향과 평행하며, 축구멍(5c)을 중심으로 하나의 시로코 팬을 이룬다.

이러한 다수의 보조블레이드(20)들은, 허브(5)가 회전함에 따라 일체로 회전되면서 전면의 공기를 흡입한다. 특히, 허브(5)의 전방부분 공기를 빠르게 흡입한다.

따라서, 허브(5) 전방부분의 공기가, 이에 대응되는 열교환기(1) 부분(1a)을 빠르게 통과할 수 있게 한다. 이로써, 허브(5)에 대응되는 열교환기(1) 부분(1a)을 냉각시킬 수 있게 한다. 그 결과, 허브(5)에 대응되는 열교환기(1) 부분(1a)이 효율좋게 냉각된다. 이에 따라, 열교환기(1) 전체가 균일하게 냉각되면서 냉각효율이 높아진다.

한편, 보조블레이드(20)로 흡입된 공기는 허브(5)의 전면부를 따라 유동하면서 허브(5)의 반경방향 외측으로 송풍된다. 특히, 허브(5)의 둘레면에 설치된 블레이드(7)측으로 송풍되며, 이렇게 송풍된 공기는 고속으로 회전하는 블레이드(7)로 흡입되면서 후측방향으로 빠르게 배출된다.

여기서, 허브(5)의 전면부는, 보조블레이드(20)로 흡입된 공기를 반경방향 외측으로 원활하게 가이드할 수 있도록, 중심으로부터 반경방향 외측을 향해 호상곡면으로 형성된다.

그리고 허브(5)의 전면부가 반경방향 외측을 향해 호상곡면을 이루므로, 허브(5) 전면의 보조블레이드(20)들은, 반경방향 외측부분으로 갈수록 점차 높은 높이를 갖는다. 따라서, 공기의 흡입율이 가장자리로 갈수록 높아진다.

그리고 다수의 보조블레이드(20)들은, 허브(5)를 사출 성형하는 과정에서 일체로 성형되는 것이 좋다. 경우에 따라, 보조블레이드(20)들을 별도로 제작한 다음, 허브(5)에 부착하는 것도 가능하다.

그리고 다수의 보조블레이드(20)들은, 허브(5)의 회전방향을 향해 소정곡률로 굽어져 있는 것이 바람직하다. 이는, 회전운동시 공기 흡입율이 최대한 향상될 수 있게 하기 위함이다.

이러한 구성을 갖는 본 발명의 냉각팬에 의하면, 허브(5) 부분으로도 공기가 흡입될 수 있게 하는 구조이므로, 도 5에 도시된 바와 같이, 허브(5) 부분으로 흡입되는 공기의 흡입풍량이 현저하게 상승된다.

또한, 허브(5) 부분으로 흡입되는 공기의 흡입풍량이 현저하게 상승되므로, 허브(5)에 대응되는 열교환기(1) 부분(1a)을 효율좋게 냉각시킬 수 있다.

또한, 허브(5)에 대응되는 열교환기(1) 부분(1a)을 효율좋게 냉각시킬 수 있으므로, 열교환기(1) 전체를 균일하게 냉각시킬 수 있으며, 그 결과, 열교환기(1)의 냉각효율이 현저하게 상승된다.

또한, 본 발명의 냉각팬은, 허브(5) 부분으로 흡입되는 공기의 흡입풍량이 상승되므로, 전체적인 공기 흡입율이 증가된다. 이로써, 회전속도와 사이즈 증가 없이도 열교환기(1)를 효율좋게 냉각시킬 수 있다.

또한, 회전속도와 사이즈 증가 없이도 열교환기(1)들을 효율좋게 냉각시킬 수 있으므로, 소음과 부하가 증가될 우려가 없고, 다수의 열교환기(1)를 효율좋게 냉각시킬 수 있다. 그 결과, 고성능화된 차량의 열교환기(1)들을 냉각하기에 매우 적합하다.

다음으로, 도 6과 도 7에는 본 발명에 따른 차량용 냉각팬의 제 2실시예를 나타내는 도면이 도시되어 있다.

제 2실시예의 냉각팬은, 허브(5)의 전면에 설치된 보조블레이드(20)의 끝부분이 허브(5)의 외측면 둘레부분까지 길게 연장되는 구성을 갖는다.

이렇게, 허브(5)의 외측면 둘레부분까지 연장된 보조블레이드(20)들은, 공기의 흡입효율이 더욱 높아진다. 따라서, 허브(5) 부분으로 흡입되는 공기의 흡입풍량을 현저하게 상승시킨다. 따라서, 열교환기(1)의 냉각효율을 증진시킨다.

또한, 허브(5)의 외측면 둘레부분까지 연장된 보조블레이드(20)들은, 흡입된 공기를 허브(5)의 측면방향으로 배출시킨다.

따라서, 허브(5)의 측면방향으로 배출된 공기가 블레이드(7)에 흡입될 수 있게 한다. 이로써, 보조블레이드(30)들의 공기 흡입율을 더욱 상승시킨다. 따라서, 허브(5)부분의 공기 흡입풍량을 극대화시킨다.

다음으로, 도 8 내지 도 10에는 본 발명에 따른 차량용 냉각팬의 제 3실시예를 나타내는 도면이 도시되어 있다.

제 3실시예의 냉각팬은, 도 8과 도 9에 도시된 바와 같이, 다수의 보조블레이드(20)들을 구비하되, 상기 보조블레이드(20)들이 허브(5)의 외측면 둘레부분에 설치되는 구성을 갖는다.

특히, 다수의 보조블레이드(20)들은, 허브(5)의 측벽부(5b) 둘레면을 따라 일정한 간격을 두고 설치되며, 이렇게 설치된 다수의 보조블레이드(20)들은, 블레이드(7)의 루트(Root)(7b)부분에 대응되도록 구성된다.

이러한 제 3실시예의 보조블레이드(20)들은, 블레이드(7)의 루트(7b)부분에 대응되는 구조이므로, 허브(5)의 회전시에 루트(7b)부분 전방의 공기를 흡입한다.

따라서, 도 10에 도시된 바와 같이, 루트(7b)부분의 공기 흡입율을 높인다. 이로써, 팁(7a)부분에 비해 상대적으로 낮은 루트(7b)부분의 공기 흡입율을 보상한다. 그 결과, 블레이드(7)의 전체적인 공기 흡입율을 증가시킨다. 이에 따라, 열교환기(1)의 냉각효율을 최대한 증진시킨다.

또한, 제 3실시예의 보조블레이드(20)들은, 시로코 팬 구조를 갖춤으로써, 도 9와 도 10에 도시된 바와 같이, 회전시에 허브(5) 전방부분의 공기를 빠르게 흡입한다.

따라서, 흡입된 공기가 허브(5)의 전방부분에 대응되는 열교환기(1) 부분(1a)을 통과할 수 있게 한다. 이로써, 허브(5)에 대응되는 열교환기(1) 부분(1a)을 냉각시킬 수 있게 한다. 그 결과, 허브(5)에 대응되는 열교환기(1) 부분(1a)이 효율좋게 냉각된다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.

1: 열교환기 3: 냉각팬
5: 허브(Hub) 7: 블레이드(Blade)
7a: 블레이드의 팁(Tip) 7b: 블레이드의 루트(Root)
9: 밴드(Band) 10: 팬모터(Fan Motor)
10a: 팬모터의 축 20: 보조블레이드

Claims (5)

1. 팬모터(10)의 축(10a)이 고정되는 중앙의 허브(5)와, 상기 허브(5)의 둘레에 설치되는 다수의 블레이드(7)들을 포함하는 차량용 냉각팬에 있어서,
   상기 허브(5)와 일체로 회전되면서 상기 허브(5) 앞부분의 공기를 흡입할 수 있도록, 상기 허브(5)에 설치되는 다수의 시로코 팬 타입(Sirocco Fan Type) 보조블레이드(20)들을 포함하며,
   상기 보조블레이드(20)들은, 공기의 유입방향과 평행하며, 상기 허브(5)의 회전방향을 향해 소정 곡률을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 냉각팬.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 다수의 보조블레이드(20)들은,
   상기 허브(5)의 전면부분에 설치되며, 상기 팬모터(10)의 축(10a)을 중심으로 원주방향을 따라 일정한 간격을 두고 설치되는 것을 특징으로 하는 차량용 냉각팬.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 다수의 보조블레이드(20)들은,
   상기 허브(5)의 반경방향 외측부분으로 갈수록 점차 높은 높이를 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 냉각팬.
4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
   상기 보조블레이드(20)들의 끝부분이 상기 허브(5)의 외측면 둘레부분까지 연장되는 것을 특징으로 하는 차량용 냉각팬.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 다수의 보조블레이드(20)들은,
   상기 허브(5)의 외측면 둘레부분에 일정한 간격을 두고 설치되는 것을 특징으로 하는 차량용 냉각팬.

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