KR20140058491A

KR20140058491A - 개선된 음향 성능을 갖는 기류 어셈블리

Info

Publication number: KR20140058491A
Application number: KR1020147000574A
Authority: KR
Inventors: 윌리암 엠. 스티븐스; 마크 디. 캐플란; 윤식 신; 호텐 로버트 제이. 반
Original assignee: 로베르트 보쉬 게엠베하
Priority date: 2011-06-14
Filing date: 2012-06-14
Publication date: 2014-05-14
Also published as: KR101942123B1; CN103649548A; BR112013032000B1; CN103649548B; US10041505B2; WO2012174283A3; BR112013032000A2; DE112012002471T5; WO2012174283A2; US20120321474A1

Abstract

기류 어셈블리는 팬(212), 슈라우드, 복수의 리브(204), 및 팬 지지체(208)를 포함한다. 상기 팬(212)은 다수의 팬 블레이드를 갖는다. 상기 슈라우드는 (i) 상기 다수의 팬 블레이드에 인접하게 위치되는 플리넘 개구(272)를 형성하는 플리넘(216), 및 (ii) 상기 플리넘 개구(272)를 둘러싸도록 상기 플리넘(216)으로부터 연장되는 배럴(220)을 포함한다. 상기 플리넘(216)은 플리넘 개구(272)로부터 이격되는 적어도 하나의 기류 개구(324)를 더 형성한다. 복수의 리브(204)의 각각은 상기 배럴(220)로부터 내측 방향으로 연장된다. 상기 팬 지지체(208)는 상기 복수의 리브(204)에 부착되며 상기 팬(212)을 지지하도록 구성된다.

Description

개선된 음향 성능을 갖는 기류 어셈블리{AIRFLOW ASSEMBLY HAVING IMPROVED ACOUSTICAL PERFORMANCE}

본 출원은 2011년 6월 14일자에 출원된 미국 가출원 제61/496,915호의 이익을 주장하고, 이의 내용은 본 명세서에 그 전체가 참조로서 통합된다.

본 발명은 일반적으로 차량 엔진 냉각 시스템용 기류 어셈블리의 분야에 관한 것으로, 특히 개선된 음향 성능을 나타내는 기류 어셈블리에 관한 것이다.

내연 기관에 의해 작동되는 모터 차량은 통상적으로 엔진을 작동 온도로 유지시키는 액체 냉각 시스템을 포함한다. 상기 냉각 시스템은 통상적으로 액체 냉각제, 열교환기, 및 기류 어셈블리를 포함한다. 펌프는 엔진 및 열교환기를 통해 상기 냉각제를 순환시키는데, 상기 열교환기는 일반적으로 방열기로 불리운다. 상기 냉각제는 엔진으로부터 열 에너지를 추출한다. 상기 냉각제가 방열기를 통해 흐름에 따라, 상기 냉각제에 의해 추출된 열 에너지는 대기로 소산되고, 이에 의하여 상기 냉각제를 준비하여 상기 엔진으로부터 추가적인 열 에너지를 추출한다. 상기 냉각제의 열 에너지를 소산하는데 도움을 주기 위하여, 상기 방열기는 통상적으로 여러 통기 채널을 형성하는 다수의 핀을 포함한다. 차량이 구동됨에 따라, 대기로부터의 주변 온도 공기는 통기 채널을 통해 안내되어 열 에너지를 소산시킨다.

상기 기류 어셈블리는 슈라우드 및 팬을 포함한다. 통상적으로, 상기 슈라우드는 대기로부터의 주변 온도 공기가 상기 방열기의 측면 둘레로 송풍되는 대신에 상기 방열기에 의해 형성된 통기 채널을 통해 흐르도록 위치된다. 상기 팬은 통상적으로 슈라우드에 연결된다. 상기 팬이 작동되는 경우, 상기 팬은 방열기의 통기 채널을 통해 공기를 이동시키는데 도움을 준다. 그러나, 상기 팬의 작동은 기류 어셈블리가 일부 사용자에게 불쾌감을 줄 수 있는 일부 노이즈를 발생시키는 원인이 된다.

따라서, 기류 어셈블리를 개선하여 작동하는 기류 어셈블리에 의해 발생되는 노이즈가 대부분의 사용자에게 불쾌감을 덜 주는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 기류 어셈블리는 팬, 슈라우드, 복수의 리브, 및 팬 지지체를 포함한다. 상기 팬은 다수의 팬 블레이드를 갖는다. 상기 슈라우드는 (i) 상기 다수의 팬 블레이드에 인접하게 위치되는 플리넘 개구를 형성하는 플리넘, 및 (ii) 상기 플리넘 개구를 둘러싸도록 상기 플리넘으로부터 연장되는 배럴을 포함한다. 상기 플리넘은 플리넘 개구로부터 이격되는 적어도 하나의 기류 개구를 더 형성한다. 상기 복수의 리브의 각각은 상기 배럴로부터 내측 방향으로 연장된다. 상기 팬 지지체는 상기 복수의 리브에 부착되며 상기 팬을 지지하도록 구성된다. 상기 적어도 하나의 기류 개구는 부착 구조체나 가이드 구조체가 아니고, 체결 부재를 수용하도록 구성되지 않고, 배수관으로서 기능하지 않는다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 기류 어셈블리는 팬, 슈라우드, 복수의 리브, 및 팬 지지체를 포함한다. 상기 팬은 다수의 팬 블레이드를 갖는다. 상기 팬은 공기의 흐름을 발생시키기 위해 상기 다수의 팬 블레이드를 회전시키도록 구성된다. 상기 슈라우드는 (i) 플리넘 개구를 통해 상기 공기 흐름의 적어도 제1 부분을 통과하도록 구성되는 플리넘 개구를 형성하는 플리넘, 및 (ii) 상기 플리넘 개구와 정렬되는 배럴 공간을 형성하도록 상기 플리넘으로부터 연장되는 배럴을 포함한다. 상기 플리넘은 적어도 하나의 기류 개구를 통해 상기 공기 흐름의 적어도 제2 부분을 통과하도록 구성되는 적어도 하나의 기류 개구를 형성하는 림 구조체를 포함한다. 상기 플리넘 개구는 상기 적어도 하나의 기류 개구로부터 이격된다. 상기 복수의 리브의 각각은 상기 배럴로부터 내측 방향으로 연장된다. 상기 팬 지지체는 상기 복수의 리브에 부착되며 상기 팬을 지지하도록 구성된다. 상기 적어도 하나의 기류 개구는 상기 배럴로부터 이격된다. 상기 적어도 하나의 기류 개구는 상기 림 구조체에 의해서만 형성된다.

전술한 특징과 이점뿐만 아니라 다른 특징과 이점은 다음의 상세한 설명 및 첨부한 도면을 참조함으로써 당업자에게 더 쉽게 명백할 것이다.
도 1은 본 명세서에서 설명될 바와 같은 기류 어셈블리 및 열교환기의 하류측을 나타낸 사시도이고;
도 2는 도 1의 기류 어셈블리 및 열교환기의 하부 정면도이고;
도 3은 도 1의 기류 어셈블리의 (외면을 나타낸) 하류측의 정면도로서, 열교환기는 시야의 명확성을 위해 미도시되어 있고;
도 4는 도 1의 기류 어셈블리의 (내면을 나타낸) 상류측의 정면도로서, 열교환기는 시야의 명확성을 위해 미도시되어 있고;
도 5는 도 1의 기류 어셈블리의 하류측의 일부를 나타낸 정면도로서, 기류 어셈블리의 기류 개구를 도시하고 있고;
도 6은 기류 어셈블리의 다른 실시예의 하류측을 나타낸 정면도이고;
도 7은 기류 어셈블리의 또 다른 실시예의 하류측을 나타낸 정면도이고;
도 8은 도 1의 기류 어셈블리 및 기류 개구를 포함하지 않는 기류 어셈블리의 음압 레벨 대 주파수를 나타낸 그래프이고;
도 9는 도 1의 기류 어셈블리의 일부를 나타낸 사시도로서, 기류 어셈블리의 구성요소 개구에 위치된 구성요소를 도시하고 있고;
도 10은 도 1의 기류 어셈블리의 대안적인 실시예의 일부를 나타낸 사시도로서, 튜브를 가이드하는 기류 어셈블리의 가이드 구조를 도시하고 있고;
도 11은 가이드 구조를 포함하는 도 1의 기류 어셈블리의 다른 실시예의 일부를 도시하고 있다.

본 발명의 원리의 이해를 증진시키기 위하여, 도면에 예시되고 다음의 기재된 명세서에서 개시되는 실시예에 대해 설명할 것이다. 본 발명의 범위에 대한 한정이 의도되지 않는 것으로 이해된다. 또한, 본 발명은 예시된 실시예에 대한 임의의 대안 및 변경을 포함하고 이러한 본 발명이 적용되는 기술분야의 당업자에게 통상적으로 일어날 수 있는 바와 같이 본 발명의 원리에 대한 추가적인 적용을 포함하는 것으로 이해된다.

도 1 및 2에 도시된 바와 같이, 기류 어셈블리(100)는 열교환기(104)에 연결된다. 상기 열교환기(104)는 대체로 직사각형 주연을 형성하는 몸체(108)를 포함한다. 상기 몸체(108)는 입구 구조체(120), 출구 구조체(124), 및 다수의 핀(128)(도 1에만 도시됨)을 포함한다. 상기 입구 구조체(120)는 입구 오리피스(132)를 형성하고, 상기 출구 구조체(124)는 출구 오리피스(136)를 형성한다. 상기 입구 오리피스(132)는 당업자에게 알려진 방식으로 상기 몸체(108)를 통해 출구 오리피스(136)에 유동적으로 연결된다. 상기 핀(128)은 몸체(108)를 통해 연장되는 다수의 통기 채널(140)(도 1에만 도시되고 명확성을 위해 확대 도시됨)을 형성하고, 이에 의하여 기류(144)는 몸체(108)를 통과할 수 있다. 도 1 및 2에서, 상기 기류(144)는 통기 채널(140) 중 하나를 통해 연장되는 화살표로 도시되어 있다. 대략 동일한 기류(144)가 열교환기(104)에 형성된 여러 통기 채널(140)의 각각을 통과한다.

통상적으로, 액체 냉각제(미도시)는 열교환기(104)를 통해 상기 입구 구조체(120)로부터 출구 구조체(124)로 펌핑된다. 통상적으로 하류 방향(148)으로 전진하는 기류(144)에 의해 상기 열교환기(104)가 액체 냉각제를 냉각시킨다. 상기 열교환기(104)는 당업자에게 알려진 바와 같이 대안적으로 임의의 다른 유형의 열교환기일 수 있다.

도 3 및 4에 도시된 바와 같이, 상기 기류 어셈블리(100)는 슈라우드(200), 복수의 리브(204), 팬 지지체(208)(도 3 참조), 및 팬(212)을 포함한다. 상기 슈라우드(200)는 플리넘(plenum)(216) 및 배럴(220)을 포함한다. 상기 플리넘(216)은 플리넘 개구(272), 외면(256)(도 3 참조), 내면(260)(도 4 참조)을 형성하고, 림 구조체(224), 구성요소 구조체(240), 부착 구조체(244), 범퍼 홀더(245), 가이드 구조체(248), 부착 특징부(249), 및 연결 탭(252)을 포함한다. 상기 외면(256)은 몸체(108)의 직사각형 주연에 적어도 부분적으로 대응하는 대체로 직사각형 주연을 형성한다. 상기 내면(260)은 대체로 오목형이다.

상기 플리넘 개구(272)는 축(276)을 중심으로 중앙에 위치된다. 상기 축(276)은 하류 방향(148) 및 상류 방향(264)(도 1 참조)과 평행하고, 상기 상류 방향은 하류 방향과 반대이다.

도 4를 참조하면, 상기 플리넘(216)의 내면(260)은 플리넘 공간(268)을 형성한다. 상기 플리넘 공간(268)은 몸체(108)와 내면(260) 사이의 공기 공간이다. 상기 외면(256)은 플리넘 공간(268)으로부터 이격되어 있다. 상기 기류(144)가 몸체(108)를 통과하는 경우, 상기 기류(144)는 플리넘 공간(268)으로 유입된다. 상기 내면(260)은 기류(144)를 플리넘 개구(272)로 가이드한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 구성요소 구조체(240)는 플리넘(216)을 통해 플리넘 공간(268)으로의 구성요소 개구(280)를 형성한다. 상기 구성요소 개구(280)는 (도 9에 도시되고 그리고 도 3에서 점선으로 도시된) 구성요소(282)를 수용하고 상기 구성요소를 구성요소 구조체(240)에 연결한다. (도 9에 도시된 바와 같이) 상기 구성요소(282)가 구성요소 구조체(240)에 연결되는 경우, 상기 구성요소는 구성요소 개구(280)의 적어도 일부를 폐쇄한다. 상기 구성요소 개구(280)의 일부가 상기 구성요소(282)에 의해 폐쇄되지 않을 정도까지, 상기 구성요소 개구(280)를 형성하는 구성요소 구조체(240)와 구성요소 사이에 생성된 갭은 상기 구성요소에 의해 적어도 부분적으로 형성될 수 있다.

상기 부착 구조체(244)는 플리넘(216) 또는 배럴(220)을 통해 플리넘 공간(268)으로의 개구(284)를 형성한다. 체결 부재, 클립, 방진기, 및/또는 임의의 다른 유형의 체결구는 상기 개구(284)를 통해 연장된다. (슈라우드(200)의 다른 실시예의 일부를 나타낸) 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 부착 구조체(244)의 (도 9에서 폐쇄되는) 부착 개구(284)에 위치되는 체결구(285)가 도시되어 있다. 상기 체결구(285)는 튜브(291)를 수용하고 이를 위치시킨다. 상기 체결구(285)는 개구(284)를 완전히 채운다. 그러나, 상기 개구(284)의 일부가 체결구(285) (또는 임의의 다른 유형의 체결구)에 의해 폐쇄되지 않을 정도까지, 상기 개구(284)를 형성하는 부착 구조체(244)와 체결구 사이에 생성된 갭은 상기 체결구에 의해 적어도 부분적으로 형성될 수 있다.

도 10을 계속해서 참조하면, 상기 가이드 구조체(248)는 플리넘(216)을 통해 플리넘 공간(268)으로의 개구(288)를 형성한다. 상기 가이드 구조체(248)는 가이드될 요소(290), 예를 들어 가이드될 튜브, 와이어, 와이어 도관, 냉각제 오버플로우 탱크의 일부, 및/또는 임의의 다른 구성요소를 수용한다. 상기 요소(290)가 가이드 구조체(248)에 의해 수용되면, 상기 요소는 개구(288)의 적어도 일부를 폐쇄한다. 상기 개구(288)의 일부가 요소(290)에 의해 폐쇄되지 않을 정도까지, 상기 개구(288)를 형성하는 가이드 구조체(248)와 요소 사이에 생성된 갭은 상기 요소에 의해 적어도 부분적으로 형성될 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 범퍼 홀더(245)는 플리넘(216) 또는 배럴(220)을 통해 플리넘 공간(268)으로의 개구(285)를 형성한다. 범퍼, 방진기, 및/또는 임의의 다른 유형의 체결구(일반적으로 체결구로 불리움)는 상기 개구(285)를 통해 연장된다. 도 3에 도시된 바와 같이, (도 3에서 점선으로 도시된) 범퍼(247)는 상기 범퍼 홀더(245)에 의해 수용되고 상기 개구(285) 내에 적어도 부분적으로 위치된다. 상기 범퍼(247)는 열교환기(104)에 대한 슈라우드(200)의 상대적인 이동을 제한한다. 상기 범퍼(247)가 개구(285)를 통해 연장되면, 상기 범퍼는 개구(285)의 적어도 일부를 폐쇄한다. 상기 개구(285)의 일부가 범퍼(247)에 의해 폐쇄되지 않을 정도까지, 상기 개구(285)를 형성하는 범퍼 홀더(245)와 범퍼 사이에 생성된 갭은 상기 범퍼에 의해 적어도 부분적으로 형성될 수 있다.

상기 부착 특징부(249)는 플리넘(216) 또는 배럴(220)을 통해 플리넘 공간(268)으로의 개구(289)를 형성한다. 상기 부착 특징부(249)는 열교환기(104)와 협조하여 상기 슈라우드(200)를 열교환기에 연결한다. 상기 슈라우드(200)가 열교환기(104)에 연결되면, 상기 몸체(108)는 개구(289)의 적어도 일부를 폐쇄한다. 상기 개구(289)의 일부가 몸체(108)에 의해 폐쇄되지 않을 정도까지, 상기 개구(289)를 형성하는 부착 특징부(249)와 몸체 사이에 생성된 갭은 상기 몸체에 이해 적어도 부분적으로 형성될 수 있다.

상기 연결 탭(252)은 플리넘(216)으로 연장되고 연결 개구(292)를 형성한다. 상기 연결 개구(292)는 플리넘 공간(268)으로부터 이격되어 있다. 따라서, 상기 연결 개구(292)는 기류(144)에 영향을 주지 않아서 상기 기류(144)는 연결 개구를 통과하지 못한다. 도 1을 참조하면, 체결 부재(296)는 연결 개구(292)의 일부를 통해 연장되어 상기 슈라우드(200)를 열교환기에 연결한다.

도 3 및 4에 도시된 바와 같이, 상기 배럴(220)은 플리넘 개구(272)를 둘러싸도록 상기 플리넘(216)으로부터 하류 방향(148)(도 1 및 2 참조)으로 연장된다. 상기 배럴(220)은 대체로 원통형이고 상기 축(276)을 중심으로 중앙에 위치된다. 상기 배럴(220)은 배럴 공간(300)을 형성하는데, 상기 배럴 공간(300)은 배럴에 의해 경계가 정해지고 상기 축(276)을 따라 연장되는 대체로 원통형 공간이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 배럴(220)은 또한 대체로 원통형 U자 형상의 배럴 채널(304)을 형성한다.

상기 배럴(220)은 배수 개구(312)를 형성하는 배수 구조체(308)를 포함한다. 상기 배수 개구(312)는 배럴 채널(304)에 수집될 수 있는 물 및 다른 액체 유체가 상기 배럴 채널에서 유출되게 할 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 배럴(220)은 배수 구조체(308)를 포함하지 않을 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 림 구조체(224)는 플리넘(216)을 통해 플리넘 공간(268)으로의 기류 개구(324)를 형성한다. 상기 림 구조체(224)는 서로 이격되는 내부 에지(316) 및 외부 에지(320)를 포함한다. 상기 외부 에지(320)는 대체로 내부 에지(316)와 평행하다. 상기 외부 에지(320)와 내부 에지(316) 간의 거리는 상기 축(276)에 대하여 기류 개구(324)의 반경 크기(328)로 지칭된다.

상기 기류 개구(324)는 배럴(220) 및 플리넘 개구(272)로부터 이격되어 있다. 상기 기류 개구(324)는 플리넘(216)을 통해 상기 내면(260)으로부터 외면(256)으로 연장된다.

상기 기류 개구(324)는 다른 구성요소가 림 구조체를 제외하고 기류 개구를 형성하는데 기여하지 않는 점에서 상기 림 구조체(224)에 의해서만 형성된다. 이는 상기 구성요소 구조체(240)에 의해 형성된 개구(280), 상기 부착 구조체(244)에 의해 형성된 개구(284), 및 상기 가이드 구조체(248)에 의해 형성된 개구(288)와 상기 기류 개구(324)를 구별하는데, 왜냐하면 이러한 개구(280, 284, 288)의 각각은 기류(144)가 전진할 수 있는 임의의 개구를 적어도 부분적으로 형성하는 구성요소, 체결구, 및/또는 요소를 수용하기 때문이다.

상기 기류 개구(324)는 구성요소 구조체(240), 부착 구조체(244), 또는 가이드 구조체(248)가 아니다. 따라서, 체결 부재, 다른 구성요소, 및/또는 요소는 상기 기류 어셈블리(100)의 작동 시에 상기 기류 개구(324)를 통해 연장되지 않는다. 부가적으로, 상기 림 구조체(224)는 배수 구조체(308)가 아니고, 상기 기류 개구(324)는 배수구로서 기능하지 않는다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 리브(204)는 대체로 배럴(220)로부터 축(276)을 향해 반경 방향 내측으로 연장된다. 대안적인 실시예에서, 상기 리브(204)는 대체로 플리넘(216)으로부터 반경 방향 내측으로 연장된다.

상기 팬 지지체(208)는 리브(204)에 부착되고 상기 배럴 공간(300)에 적어도 부분적으로 위치된다. 상기 팬 지지체(208)는 기류 어셈블리(100)에 사용가능한 임의의 유형의 팬(212)을 지지한다. 상기 팬 지지체(208)는 팬(212)을 배럴 공간(300)에 적어도 부분적으로 위치시킨다.

상기 슈라우드(200), 리브(204), 및 팬 지지체(208)는 모두 사출 성형된 열가소성 수지로 일체로 형성된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 팬(212)은 모터(336)(도 1 참조) 및 블레이드 어셈블리(340)를 포함한다. 상기 모터(336)는 상기 블레이드 어셈블리(340)를 축(276)을 중심으로 이동 경로로 회전시킨다. 상기 모터(336)는 (전자 정류 모터와 같은) 전기 모터 및 유압 모터를 포함하는 임의의 유형의 모터일 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 블레이드 어셈블리(340)는 허브(344), 일곱개(7)의 팬 블레이드(348), 및 밴드(350)를 포함한다. 상기 허브(344)는 축(276)을 중심으로 중앙에 위치된다. 상기 블레이드(348)는 허브(344)로부터 반경 방향 외측으로 연장된다. 상기 밴드(350)는 각 블레이드(348)의 말단 에지(352)에 연결된다. 다른 실시예에서, 상기 블레이드 어셈블리(340)는 밴드(350)를 포함하지 않을 수 있고 및/또는 다른 개수의 블레이드(348)를 포함할 수 있다.

각 블레이드(348)는 팬 블레이드 팁 코드(chord)(356)를 형성하는 말단 단부(352)를 포함한다. 상기 팬 블레이드 팁 코드(356)는 말단 단부의 단부 지점(357)으로부터 단부 지점(358)으로 연장되는 말단 단부(352)의 길이이다.

상기 블레이드 어셈블리(340)는 블레이드(348)의 개수로 나눠진 360도와 동일한 평균 방위각 블레이드 팁 간격을 형성한다. 도 4의 실시예에서, 상기 평균 방위각 블레이드 팁 간격은 약 51.4도와 같다.

상기 블레이드 어셈블리(340)의 회전에 의해 상기 블레이드(348)는 기류(144)를 포함하는 공기의 흐름을 발생시킨다. 통상적으로, 상기 기류(144)를 포함하는 공기의 흐름은 하류 방향(148)으로 전진한다. 그 후, 상기 플리넘 개구(272)는 블레이드(348)에 인접하게 위치되고, 상기 기류(144)는 플리넘 개구를 통해 플리넘 공간(268)의 내부로부터 플리넘 공간의 외부로 전진한다.

상기 예시된 실시예에서, 상기 블레이드 어셈블리(340)는 축(276)을 중심으로 이동 경로로 회전함에 따라, 상기 블레이드 어셈블리가 밴드(350)와 일치하는 실린더(360)를 형성하는 점에서 상기 블레이드 어셈블리는 발생기이다. 상기 실린더(360)는 직경(364)을 갖는데, 둘로 나눠진 직경은 블레이드 어셈블리(340)의 최대 반경 크기(361)(도 4 참조, Rmax로 지칭됨)와 같다. 다른 실시예에서, 상기 축(276)을 중심으로 블레이드 어셈블리(340)의 회전은 대체로 원통형 형상을 형성하지 않을 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 림 구조체(224)의 위치 및 기류 개구(324)의 치수는 일부 실시예에서 상기 블레이드 어셈블리(340)의 치수에 적어도 부분적으로 근거한다. 예를 들어, 상기 내부 에지(316)는 축(276)으로부터 반경 거리(368)만큼 이격되어 있는데, 상기 반경 거리는 최대 반경 크기(361)의 약 100% 이상이고 상기 최대 반경 크기(361)의 약 150%(즉, 1.5Rmax) 이하이다. 상기 관계에 따르면, 상기 기류 개구(324)는 최대 반경 크기와 대략 같은 내부 반경 및 최대 반경 크기보다 큰 외부 반경을 갖는 대체로 플리넘(216)의 환형부 내에 위치된다. 상기 블레이드 어셈블리의 최대 반경 크기(361)에 대한 기류 개구(324)의 반경 크기(328)의 비율은 0.03 이상 및 0.30 이하이다. 부가적으로, 상기 기류 개구(324)는 실린더(360)와 일치하는 원호를 따라 측정되는 기류 개구의 길이인 방위각 크기(372)를 형성한다. 상기 방위각 크기(372)는 팬 블레이드 팁 코드(356)의 10% 이상이며, 블레이드 팁 간격(S) 이하이다.

상기 기류 개구(324)의 치수와 블레이드 어셈블리(340)의 치수 사이에 나타낸 상기 관계는 상기 기류 개구가 팬(212)의 작동 시에 상기 기류 어셈블리(100)의 음향 성능을 개선하게 한다.

작동에 있어서, 상기 기류 개구(324)는 팬(212)의 작동 시에 상기 기류 어셈블리에 의해 발생되는 노이즈의 특성을 변화시킨다. 먼저, (도 1에 도시된 바와 같이) 상기 기류 어셈블리(100)는 열교환기(104)에 연결된다. 상기 열교환기(104)는 통상적으로 차량 또는 다른 차량(미도시)의 일부이다. 다음에, 상기 모터(336)는 통전되어 상기 블레이드 어셈블리(340)가 회전되게 한다. 상기 블레이드 어셈블리(340)의 회전은 기류(144)를 포함하는 공기의 흐름을 발생시킨다.

상기 기류(144)는 열교환기(104)의 몸체(108)를 통해 하류 방향(148)으로 그리고 상기 플리넘 공간(268)으로 전진한다. 다음에, 상기 기류(144)는 플리넘 개구(272) 및 배럴(220)을 통해 상기 플리넘 공간(268)의 외부로 전진한다.

상기 기류(144)가 플리넘 개구(272) 및 배럴(220)을 통과함에 따라, 상기 기류는 기류 개구(324)를 통해 기류(332)로 불리우는 공기의 "분출(jet)"을 발생시킨다. 상기 팬(212)에 의해 발생된 공기의 흐름의 일부인 기류(332)는 페이지의 안과 밖으로 연장되는 것처럼 도 5에 도시되어 있다. 상기 기류(332)는 기류 개구(324)를 통해 상류 방향(264) 또는 하류 방향(148)으로 전진할 수 있다. 통상적으로, 상기 기류(144)는 플리넘 공간 외부의 공기압에 비해 상기 플리넘 공간(268) 내에 낮은 공기압의 영역을 생성한다. 이러한 공기압의 차이에 의해 상기 기류(332)는 플리넘 공간(268)의 외부로부터 플리넘 공간(268)으로 상기 기류 개구(324)를 통해 상류 방향(264)으로 전진하고, 그러므로 상기 기류는 플리넘 공간을 통해 재순환된다.

상기 기류(332)는 기류(144)에 영향을 주어 상기 기류 어셈블리(100)에 의해 발생되는 노이즈를 변화시킨다. 특히, 상기 기류(332)는 노이즈의 특정 주파수를 취소함으로써 상기 기류 어셈블리(100)의 음향 성능을 개선한다. 취소되는 주파수는 다른 요인들 중에서 기류 개구(324)의 수, 반경 크기(328), 반경 거리(368), 및 방위각 크기(372)의 함수이다. 이러한 요인을 조절함으로써, 상기 기류 어셈블리(100)는 팬(212)의 노이즈 특성에 대해 유리한 효과를 갖도록 "조율(tuned)"될 수 있다.

도 8의 그래프에 도시된 바와 같이, 상기 기류 개구(324)에 의해 상기 기류 어셈블리(100)는 기류 개구를 포함하지 않는 기류 어셈블리(베이스라인 어셈블리로 지칭됨)의 라우드니스에 비해 감소된 "라우드니스(loudness)"를 나타낸다. 가동 중인 팬(212)을 구비한 기류 어셈블리(100)에 의해 나타낸 음압 레벨("SPL") 및 가동 중인 팬을 구비한 베이스라인 어셈블리에 의해 나타낸 SPL이 약 제로 Hz에서 약 2000Hz의 주파수 범위에 대해 나타나 있다. 상기 SPL은 기류 어셈블리(100) 및 베이스라인 어셈블리의 사운드 레벨 또는 라우드니스를 나타낸다. 상기 베이스라인 어셈블리는 대략 중심적으로 약 420Hz, 460Hz, 및 930Hz의 3가지 음조로 가장 큰 SPL을 방출한다. 상기 기류 개구(324)는 이러한 음조를 감소시키기 위한 크기로 이루어지고 위치된다("조율된다"). 도시된 바와 같이, 상기 기류 어셈블리(100)는 420Hz 음조의 SPL을 약 10dB(A)만큼 감소시키고, 460Hz 음조의 SPL을 약 14dB(A)만큼 감소시키고, 930Hz 음조의 SPL을 약 14dB(A)만큼 감소시키고, 이에 의하여 전체의 노이즈 레벨을 줄여서 상기 기류 어셈블리의 음향 성능을 개선한다.

상기 기류 개구(324)는 도 1 및 3-5에서 대체로 5시 방향 위치에 도시되어 있지만, 다른 실시예에서, 상기 림 구조체(224) 및 기류 개구(324)는 상기 배럴(220)로부터 이격되는 축(276)을 중심으로 임의의 원주 위치 및/또는 반경 위치에 위치될 수 있다.

상기 기류 어셈블리(100)는 기류 개구(324) 중 하나를 형성하는 림 구조체(224) 중 하나를 포함하는 것으로 도 1에 도시되어 있다. 다른 실시예에서, 상기 기류 어셈블리(100)는 하나보다 많은 림 구조체(224) 및 하나보다 많은 기류 개구(324)를 포함한다. 특히, 상기 기류 어셈블리(100)는 2개에서 7개 사이의 림 구조체(224) 및 기류 개구(324)를 포함할 수 있다.

하나보다 많은 기류 개구(324)를 갖는 기류 어셈블리(100)의 실시예에서, 총 방위각 크기는 각 기류 개구의 방위각 크기(372)를 조합함으로써 결정된다. 일부 실시예에서, 상기 기류 개구(324)의 총 방위각 크기는 팬 블레이드 팁 코드(356)의 10% 이상이며, 상기 블레이드 팁 간격(S) 이하이다.

하나보다 많은 기류 개구(324)를 갖는 기류 어셈블리(100)의 실시예에서, 각 기류 개구는 축(276)으로부터 반경 거리(368)만큼 이격되어 있는데, 상기 반경 거리는 최대 반경 크기(361)의 약 100%이고 상기 최대 반경 크기(361)의 150% 이하이다.

일부 실시예에서, 상기 기류 개구(324)는 가능한 배럴(220)에 근접한 플리넘(216)에 위치되는 것이 바람직하다. 상기 기류 어셈블리(100)의 일부 실시예에서, 상기 기류 개구(324)는 배럴(220)에 형성된다. 이러한 실시예에서, 상기 기류 개구(324)는 중력에 의해 액체 유체가 수집되는 배럴 채널(304)의 영역으로부터 멀리 위치되므로 상기 기류 개구(324)는 액체 유체용 배수관으로서 제공되지 않는다.

도 11에 도시된 바와 같이, 가이드 구조체(248')의 다른 실시예는 플리넘(216')을 통해 플리넘 공간(268')으로의 개구(288')를 형성한다. 상기 가이드 구조체(248')는 가이드될 요소(미도시), 예를 들어 가이드될 튜브, 와이어, 와이어 도관, 냉각제 오버플로우 탱크의 일부, 및/또는 임의의 다른 구성요소를 수용한다. 상기 요소가 가이드 구조체(248')에 의해 수용되면, 상기 요소는 개구(288')의 적어도 일부를 폐쇄한다. 상기 개구(288')의 일부가 요소에 의해 폐쇄되지 않을 정도까지, 상기 개구(288')를 형성하는 가이드 구조체(248')와 요소 사이에 생성된 갭은 상기 요소에 의해 적어도 부분적으로 형성될 수 있다.

도 6 및 7에 도시된 바와 같이, 상기 기류 어셈블리(400, 500)는 특정 방식으로 상기 기류 어셈블리(400, 500)에 의해 발생되는 노이즈를 변화시키기 위해 "조율"되는 림 구조체(224)의 상이한 실시예를 포함한다. 상기 기류 어셈블리(400, 500)는 후술될 바와 같이 림 구조체의 차이를 제외하고는 구조 및 작동에 있어서 상기 기류 어셈블리(100)와 동일하다.

도 6에 도시된 바와 같이, 상기 기류 어셈블리(400)는 슈라우드(402), 리브(404), 팬 지지체(408), 및 팬(212)을 포함한다. 상기 슈라우드(400)는 플리넘(416), 배럴(420), 4개의 림 구조체(424), 및 3개의 림 구조체(426)를 포함한다. 상기 플리넘(416)은 구성요소 구조체(440), 부착 구조체(444), 부착 특징부(449), 범퍼 홀더(445), 및 연결 탭(452)을 포함한다. 플리넘 개구(454)는 블레이드 어셈블리(340)가 회전하는 축(476)을 중심으로 중앙에 위치되고 (도 6에서 페이지의 안과 밖으로 연장된다). 상기 배럴(420)은 대체로 원통형이고 상기 축(476)을 중심으로 중앙에 위치된다.

상기 림 구조체(424)는 각각 대체로 원형의 기류 개구(480)만을 형성한다. 상기 기류 개구(480)는 축(476)으로부터 반경 거리(482)에 각각 위치된다. 상기 기류 개구(480)는 배럴(420)로부터 이격되어 있다.

상기 림 구조체(426)는 각각 대체로 원형의 기류 개구(486)만을 형성한다. 상기 기류 개구(486)는 배럴(420)로부터 이격되어 있다.

상기 팬(212)의 작동은 공기의 흐름을 발생시킨다. 공기 흐름의 제1 부분은 플리넘 개구(454)를 통과한다. 공기 흐름의 제2 부분은 기류 개구(480, 486)를 통과하여 상기 기류 어셈블리(400)의 음향 성능을 개선한다.

상기 림 구조체(424, 426)는 구성요소 구조체(440), 부착 구조체(444), 또는 가이드 구조체(448)가 아니다. 또한, 상기 림 구조체(424, 426)는 배수 구조체로 구성되지 않는다. 다른 실시예에서, 상기 림 구조체(424, 426)는 배럴(420)로부터 이격되는 축(476)에 대하여 임의의 원주 위치 및/또는 반경 위치에 위치될 수 있다. 부가적으로, 다른 실시예에서, 상기 기류 어셈블리(400)는 임의의 하나 이상의 림 구조체(224, 424, 426)를 포함할 수 있다.

도 7에 도시된 바와 같이, 상기 기류 어셈블리(500)는 슈라우드(502), 리브(504), 팬 지지체(508), 및 팬(212)을 포함한다. 상기 슈라우드(500)는 플리넘(516), 배럴(520), 림 구조체(524), 림 구조체(526), 림 구조체(528), 림 구조체(530), 및 림 구조체(531)를 포함한다. 상기 플리넘(516)은 구성요소 구조체(540), 부착 구조체(544), 부착 특징부(549), 범퍼 홀더(545), 및 다수의 연결 탭(552)을 포함한다. 플리넘 개구(554)는 블레이드 어셈블리(340)가 회전하는 축(576)을 중심으로 중앙에 위치되고 (도 7에서 페이지의 안과 밖으로 연장된다). 상기 배럴(520)은 대체로 원통형이고 상기 축(576)을 중심으로 중앙에 위치된다.

상기 림 구조체(524)는 대체로 하나의 삼각형 기류 개구(580)만을 형성한다. 상기 기류 개구(580)는 배럴(520)로부터 이격되어 있다.

상기 림 구조체(526)는 대체로 콩팥형(kidney-shaped) 기류 개구(584)만을 형성한다. 상기 기류 개구(584)는 배럴(520)로부터 이격되어 있다.

상기 림 구조체(528)는 사다리꼴 형상을 갖는 하나의 기류 개구(590)만을 형성한다. 상기 기류 개구(590)는 배럴(520)로부터 이격되어 있다.

상기 림 구조체(530)는 라운드형 직사각형 형상을 갖는 하나의 기류 개구(592)만을 형성한다. 상기 기류 개구(592)는 배럴(520)로부터 이격되어 있다.

상기 팬(212)의 작동은 공기의 흐름을 발생시킨다. 공기 흐름의 제1 부분은 플리넘 개구(554)를 통과한다. 공기 흐름의 제2 부분은 기류 개구(580, 584, 590, 592)를 통과하여 상기 기류 어셈블리(500)의 음향 성능을 개선한다.

상기 림 구조체(531)는 라운드형 직사각형 형상을 갖는 하나의 기류 개구(593)를 형성한다. 상기 기류 개구(593)는 배럴(520)로부터 이격되어 있다.

다른 실시예에서, 상기 림 구조체(524, 526, 528, 530, 531)는 배럴(520)로부터 이격되는 축(576)에 대하여 임의의 원주 위치 및/또는 반경 위치에 위치될 수 있다. 부가적으로, 다른 실시예에서, 상기 기류 어셈블리(500)는 임의의 하나 이상의 림 구조체(224, 424, 426, 524, 526, 528, 530, 531)를 포함할 수 있다.

본 발명은 도면 및 전술한 설명에서 예시되고 상세히 개시되었지만, 이는 예시적인 것으로 간주되고 특성을 제한하는 것이 아니다. 단지 바람직한 실시예가 제시된 것으로 이해하여야 하고 본 발명의 사상 내에 있는 모든 변경, 수정, 및 추가적인 적용은 보호되어야 한다.

Claims

다수의 팬 블레이드를 갖는 팬;
(i) 상기 다수의 팬 블레이드에 인접하게 위치되는 플리넘 개구를 형성하는 플리넘, 및 (ii) 상기 플리넘 개구를 둘러싸도록 상기 플리넘으로부터 연장되는 배럴을 포함하는 슈라우드로서, 상기 플리넘은 플리넘 개구로부터 이격되는 적어도 하나의 기류 개구를 더 형성하는, 슈라우드;
복수의 리브로서, 상기 복수의 리브의 각각은 상기 배럴로부터 내측 방향으로 연장되는, 복수의 리브; 및
상기 복수의 리브에 부착되며 상기 팬을 지지하도록 구성되는 팬 지지체
를 포함하고,
상기 적어도 하나의 기류 개구는 부착 구조체나 가이드 구조체가 아니고,
상기 적어도 하나의 기류 개구는 체결 부재를 수용하도록 구성되지 않고,
상기 적어도 하나의 기류 개구는 배수관으로서 기능하지 않는
기류 어셈블리.
제1항에 있어서,
상기 적어도 하나의 기류 개구는 X개의 기류 개구를 포함하고,
2 ≤ X ≤ 7인
기류 어셈블리.
제1항에 있어서,
상기 팬은 상기 다수의 팬 블레이드를 축을 중심으로 이동 경로로 회전시켜 실린더를 형성하도록 구성되고,
상기 적어도 하나의 기류 개구는 축으로부터 반경 거리만큼 이격되고,
상기 반경 거리는 RD와 같고,
상기 실린더는 직경을 형성하고,
상기 직경은 D와 같고,
D/2 = Rmax,
1.01Rmax ≤ RD ≤ 1.50Rmax인
기류 어셈블리.
제3항에 있어서,
상기 적어도 하나의 기류 개구의 반경 크기는 RE와 같고,
β = RE/Rmax,
0.03 ≤ β ≤ 0.30인
기류 어셈블리.
제1항에 있어서,
상기 다수의 팬 블레이드는 B개의 각각의 팬 블레이드를 포함하고,
360/B = 평균 방위각 블레이드 팁 간격,
상기 평균 방위각 블레이드 팁 간격은 S와 같고,
상기 다수의 팬 블레이드의 각 말단 단부는 팬 블레이드 팁 코드를 형성하고,
상기 팬 블레이드 팁 코드는 C와 같고,
상기 적어도 하나의 기류 개구의 방위각 크기는 AE와 같고,
0.1C ≤ AE ≤ S인
기류 어셈블리.
제1항에 있어서,
상기 다수의 팬 블레이드는 B개의 각각의 팬 블레이드를 포함하고,
360/B = 평균 방위각 블레이드 팁 간격,
상기 평균 방위각 블레이드 팁 간격은 S와 같고,
상기 다수의 팬 블레이드의 각 말단 단부는 팬 블레이드 팁 코드를 형성하고,
상기 팬 블레이드 팁 코드는 C와 같고,
상기 적어도 하나의 기류 개구는 복수의 기류 개구를 포함하고,
상기 복수의 기류 개구의 방위각 크기는 AE와 같고,
0.1C ≤ AE ≤ S인
기류 어셈블리.
제6항에 있어서,
상기 복수의 기류 개구는 X개의 기류 개구를 포함하고,
2 ≤ X ≤ 7인
기류 어셈블리.
제1항에 있어서,
상기 플리넘은 림 구조체를 포함하고,
상기 적어도 하나의 기류 개구는 상기 림 구조체에 의해서만 형성되는
기류 어셈블리.
제1항에 있어서,
상기 팬은 상기 다수의 팬 블레이드를 축을 중심으로 이동 경로로 회전시켜 실린더를 형성하도록 구성되고,
상기 적어도 하나의 기류 개구는 축으로부터 반경 거리만큼 이격되고,
상기 반경 거리는 RD와 같고,
상기 실린더는 직경을 형성하고,
상기 직경은 D와 같고,
D/2 = Rmax,
1.01Rmax ≤ RD ≤ 1.20Rmax인
기류 어셈블리.
다수의 팬 블레이드를 갖는 팬으로서, 상기 팬은 공기의 흐름을 발생시키기 위해 상기 다수의 팬 블레이드를 회전시키도록 구성되는, 팬;
(i) 플리넘 개구를 통해 상기 공기 흐름의 적어도 제1 부분을 통과하도록 구성되는 플리넘 개구를 형성하는 플리넘, 및 (ii) 상기 플리넘 개구와 정렬되는 배럴 공간을 형성하도록 상기 플리넘으로부터 연장되는 배럴을 포함하는 슈라우드로서, 상기 플리넘은 적어도 하나의 기류 개구를 통해 상기 공기 흐름의 적어도 제2 부분을 통과하도록 구성되는 적어도 하나의 기류 개구를 형성하는 림 구조체를 포함하고, 상기 플리넘 개구는 상기 적어도 하나의 기류 개구로부터 이격되는, 슈라우드;
복수의 리브로서, 상기 복수의 리브의 각각은 상기 배럴로부터 내측 방향으로 연장되는, 복수의 리브; 및
상기 복수의 리브에 부착되며 상기 팬을 지지하도록 구성되는 팬 지지체
를 포함하고,
상기 적어도 하나의 기류 개구는 상기 배럴로부터 이격되고,
상기 적어도 하나의 기류 개구는 상기 림 구조체에 의해서만 형성되는
기류 어셈블리.
제10항에 있어서,
상기 적어도 하나의 기류 개구는 X개의 기류 개구를 포함하고,
2 ≤ X ≤ 7인
기류 어셈블리.
제10항에 있어서,
상기 팬은 상기 다수의 팬 블레이드를 축을 중심으로 이동 경로로 회전시켜 실린더를 형성하도록 구성되고,
상기 적어도 하나의 기류 개구는 축으로부터 반경 거리만큼 이격되고,
상기 반경 거리는 RD와 같고,
상기 실린더는 직경을 형성하고,
상기 직경은 D와 같고,
D/2 = Rmax,
1.01Rmax ≤ RD ≤ 1.30Rmax인
기류 어셈블리.
제12항에 있어서,
상기 적어도 하나의 기류 개구의 반경 크기는 RE와 같고,
β = RE/Rmax,
0.03 ≤ β ≤ 0.30인
기류 어셈블리.
제10항에 있어서,
상기 다수의 팬 블레이드는 B개의 각각의 팬 블레이드를 포함하고,
360/B = 평균 방위각 블레이드 팁 간격,
상기 평균 방위각 블레이드 팁 간격은 S와 같고,
상기 다수의 팬 블레이드의 각 말단 단부는 팬 블레이드 팁 코드를 형성하고,
상기 팬 블레이드 팁 코드는 C와 같고,
상기 적어도 하나의 기류 개구의 방위각 크기는 AE와 같고,
0.1C ≤ AE ≤ S인
기류 어셈블리.
제10항에 있어서,
상기 다수의 팬 블레이드는 B개의 각각의 팬 블레이드를 포함하고,
360/B = 평균 방위각 블레이드 팁 간격,
상기 평균 방위각 블레이드 팁 간격은 S와 같고,
상기 다수의 팬 블레이드의 각 말단 단부는 팬 블레이드 팁 코드를 형성하고,
상기 팬 블레이드 팁 코드는 C와 같고,
상기 적어도 하나의 기류 개구는 복수의 기류 개구를 포함하고,
상기 복수의 기류 개구의 방위각 크기는 AE와 같고,
0.1C ≤ AE ≤ S인
기류 어셈블리.
제15항에 있어서,
상기 복수의 기류 개구는 X개의 기류 개구를 포함하고,
2 ≤ X ≤ 7인
기류 어셈블리.
제10항에 있어서,
상기 플리넘은 림 구조체를 포함하고,
상기 적어도 하나의 기류 개구는 상기 림 구조체에 의해서만 형성되는
기류 어셈블리.
제10항에 있어서, 상기 팬은 상기 플리넘 개구 및 상기 기류 개구의 양자를 통해 공기의 흐름을 발생시키기 위해 상기 다수의 팬 블레이드를 회전시키도록 구성되는 기류 어셈블리.
제10항에 있어서,
상기 플리넘은 플리넘 공간을 형성하고,
상기 공기 흐름의 제1 부분은 상기 플리넘 개구를 통해 플리넘 공간으로부터 상기 플리넘 공간의 외부로 통과하고,
상기 공기 흐름의 제2 부분은 상기 적어도 하나의 기류 개구를 통해 플리넘 공간의 외부로부터 상기 플리넘 공간으로 통과하는
기류 어셈블리.
제10항에 있어서,
상기 팬은 상기 다수의 팬 블레이드를 축을 중심으로 이동 경로로 회전시켜 실린더를 형성하도록 구성되고,
상기 적어도 하나의 기류 개구는 축으로부터 반경 거리만큼 이격되고,
상기 반경 거리는 RD와 같고,
상기 실린더는 직경을 형성하고,
상기 직경은 D와 같고,
D/2 = Rmax,
1.01Rmax ≤ RD ≤ 1.1Rmax인
기류 어셈블리.