KR20180102411A - 차량용 엔진 쿨링팬 - Google Patents

차량용 엔진 쿨링팬 Download PDF

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KR20180102411A
KR20180102411A KR1020170029019A KR20170029019A KR20180102411A KR 20180102411 A KR20180102411 A KR 20180102411A KR 1020170029019 A KR1020170029019 A KR 1020170029019A KR 20170029019 A KR20170029019 A KR 20170029019A KR 20180102411 A KR20180102411 A KR 20180102411A
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이경암
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현대모비스 주식회사
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Abstract

본 발명은 차량용 엔진 쿨링팬에 관한 것으로, 모터에 의해 회전되는 허브부와, 허브부의 가장자리에 연결되는 제1날개부와 제2날개부를 포함하고 제1날개부와 제2날개부의 높이차에 의해 유동 간섭을 억제하는 블레이드부와, 제1날개부와 제2날개부의 단부에 연결되고 허브부의 가장자리를 둘러싸는 링부를 포함하여, 소음을 억제하고 팬 작동 효율을 향상시킬 수 있다.

Description

차량용 엔진 쿨링팬{COOLING FAN FOR VEHICLE}
본 발명은 차량용 엔진 쿨링팬에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 블레이드의 위상차에 의해 저항을 줄여 줌으로써, 소음을 억제하고 작동 효율을 향상시킬 수 있는 차량용 엔진 쿨링팬에 관한 것이다.
일반적으로 차량 운행시 엔진룸 연소실 내부에 분사된 연료의 연소에 의해 발생된 열은 엔진을 순환하는 냉각수가 흡수하여 라디에이터로 이동되고, 라디에이터는 핀과 튜브를 통해 냉각수의 열을 대기중으로 방출한다.
한편, 정차나 저속주행시 외부와의 열교환이 원활하지 못하게 되면, 엔진의 피스톤이 고온으로 인해 손상될 수 있으므로, 모터가 냉각팬을 강제로 구동시킬 수 있다. 이러한 모터 구동시 냉각팬이 라디에이터에 공기를 토출하므로, 라디에이터와 열교환된 가열된 공기를 외부로 방출시킬 수 있다.
그러나, 종래에는 냉각팬의 블레이드가 동일한 위상차를 갖도록 형성됨으로써, 어느 하나의 블레이드 및 뒤따르는 블레이드 간의 유동간섭이 발생하여 냉각팬의 소음을 유발하고, 블레이드 항력이 상승하여 모터의 소비전류가 증가하는 문제점이 있다. 따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제2008-0029434호(2008.04.03. 공개, 발명의 명칭 : 소음저감을 위한 자동차용 냉각팬)에 게시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 블레이드의 위상차에 의해 저항을 줄여 줌으로써, 소음을 억제하고 작동 효율을 향상시킬 수 있는 차량용 엔진 쿨링팬을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 차량용 엔진 쿨링팬은: 모터에 의해 회전되는 허브부; 상기 허브부의 가장자리에 연결되는 제1날개부와 제2날개부를 포함하고, 상기 제1날개부와 상기 제2날개부의 높이차에 의해 유동 간섭을 억제하는 블레이드부; 및 상기 제1날개부와 상기 제2날개부의 단부에 연결되고, 상기 허브부의 가장자리를 둘러싸는 링부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1날개부와 상기 제2날개부는 번갈아 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기 제1날개부와 상기 제2날개부는 동일한 형상을 가지며, 상기 제2날개부는 상기 제1날개부 보다 낮게 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기 제1날개부와 상기 제2날개부는 상이한 형상을 가지며, 상기 제2날개부는 웨이브 형상을 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 제2날개부의 상단부와 하단부 간의 높이차는 익근에서 익단으로 갈수록 줄어드는 것을 특징으로 한다.
상기 제2날개부의 익단 높이는 상기 제1날개부의 익단 높이와 동일한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 차량용 엔진 쿨링팬은 복수개의 블레이드부 간의 높이차로 인해 유동 간섭이 억제됨으로써, 소음을 방지하고 팬 작동 효율이 향상될 수 있다.
본 발명에 따른 차량용 엔진 쿨링팬은 동일한 형상의 제1날개부와 제2날개부가 번갈아 배치되되, 서로 상이한 높이가 되도록 배치되어 유동 간섭을 억제할 수 있다.
본 발명에 따른 차량용 엔진 쿨링팬은 제1날개부와 제2날개부가 번갈아 배치되되, 제2날개부가 웨이브 형상을 하여 유동 간섭을 억제할 수 있다.
본 발명에 따른 차량용 엔진 쿨링팬은 제2날개부의 위상차가 익근에서 익단으로 갈수록 줄어들고, 제2날개부의 익단 높이와 제1날개부의 익단 높이가 동일하여 회전 모멘텀 증가를 억제할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 엔진 쿨링팬을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 엔진 쿨링팬에서 제1날개부와 제2날개부의 높이가 상이한 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 엔진 쿨링팬에서 웨이브 형상을 갖는 제2날개부를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 도 3에서 제1날개부와 제2날개부의 높이가 상이한 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 차량용 엔진 쿨링팬의 실시예를 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 엔진 쿨링팬을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 엔진 쿨링팬(1)은 허브부(10)와, 블레이드부(20)와, 링부(30)를 포함한다.
허브부(10)는 모터(100)에 의해 회전된다. 일 예로, 허브부(10)는 원통 형상을 하고, 허브부(10)의 중심축에 모터(100)의 회전축이 연결되며, 모터(100)가 구동됨에 따라 허브부(10)가 회전될 수 있다.
블레이드부(20)는 허브부(10)의 가장자리에 연결되고, 서로 간의 높이차에 의해 유동 간섭을 억제한다. 일 예로, 원판 형상의 허브부(10) 외주면을 따라 복수개의 블레이드부(20)가 경사를 갖도록 배치될 수 있다. 이러한 허브부(10)가 지면에 안착될 때, 지면에서 상방으로 배치되는 가상선을 따라 블레이드부(20)의 높이를 측정하면 복수개의 블레이드부(20) 간의 높이차가 발생할 수 있다.
즉, 블레이드부(20)의 단면은 경사를 갖는 에어포일(air foil) 형상을 하고, 어느 하나의 블레이드부(20) 상단부 및 하단부의 높이는 이웃한 다른 하나의 블레이드부(20) 상단부 및 하단부의 높이와 상이할 수 있다.
어느 하나의 블레이드부(20)와 이웃한 다른 하나의 블레이드부(20) 간의 높이차가 발생하면, 선행 블레이드부(20)의 부압면위를 통과한 고속의 기류가 위상이 상이한 후속 블레이드부(20)의 압력면위로 지나쳐 연이은 블레이드부(20) 사이 존재하는 2차 유동모멘트를 줄일 수 있다. 이와 동시에 블레이드부(20)와 기체 유동간의 간섭이 회피됨으로써 소음을 저감할 수 있다.
링부(30)는 허브부(10)의 가장자리를 둘러싸고, 블레이드부(20)의 단부에 연결된다. 일 예로, 링부(30)는 원형 링 형상을 할 수 있다. 각 블레이드부(20)는 허브부(10)에 일단부가 연결되고, 링부(30)에 타단부가 연결될 수 있다. 이때, 블레이드부(20)의 일단부를 익근이라 하고, 블레이드부(20)의 타단부를 익단이라 칭할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 엔진 쿨링팬에서 제1날개부와 제2날개부의 높이가 상이한 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 1과 도 2를 참조하면, 복수개의 블레이드부(20) 높이가 상이하되, 높이가 상이한 제1날개부(21)와 제2날개부(22)가 번갈아 배치될 수 있다.
보다 구체적으로, 허브부(10)의 가장자리에 제1날개부(21)와 제2날개부(22)가 번갈아 배치되되, 제2날개부(22)는 제1날개부(21) 보다 낮게 배치된다. 일 예로, 제1날개부(21)와 제2날개부(22)는 동일한 형상을 가지며, 제1날개부(21)의 상하단부 높이 보다 제2날개부(22)의 상하단부 높이가 낮게 형성될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 엔진 쿨링팬에서 웨이브 형상을 갖는 제2날개부를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 4는 도 3에서 제1날개부와 제2날개부의 높이가 상이한 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 블레이드부(20)는 웨이브가 없는 날개 형상인 제1날개부(21)와, 웨이브 형상의 제2날개부(22)를 포함할 수 있다.
이때, 제1날개부(21)와 제2날개부(22)의 익근과 익단 높이는 동일할 수 있다. 다만, 제2날개부(22)의 웨이브 형상에 의해 제1날개부(21)와 제2날개부 간의 높이차가 발생할 수 있다.
제2날개부(22)의 상단부와 하단부 간의 높이차는 익근에서 익단으로 갈수록 줄어든다. 즉, 제2날개부(22)는 익근에서 익단으로 갈수록 수렴하는 형상을 하여, 제1날개부(21)와 제2날개부(22)의 익단 높이가 동일할 수 있다.
즉, 제1날개부(21)와 제2날개부(22)는 익단으로 갈수록 유체와의 저항이 증가하므로, 익단으로 갈수록 제1날개부(21)와 제2날개부(22) 간의 높이가 줄어들면, 차량용 엔진 쿨링팬(1) 자체에 형성되는 회전 모멘트를 줄여줄 수 있다.
상기와 같은 구조를 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 엔진 냉각팬의 작동을 설명하면 다음과 같다.
모터(100)와 연결되는 허브부(10)의 둘레를 따라 복수개의 블레이드부(20)가 형성되고, 블레이드부(20)의 단부에 링부(30)가 형성된다. 이때, 블레이드부(20)는 제1날개부(21)와 제2날개부(22)를 포함하고, 제1날개부(21)와 제2날개부(22)가 번갈아 배치된다. 제1날개부(21)의 상하단부 높이는 제2날개부(22)의 상하단부 높이 보다 낮거나 높을 수 있다.
일 예로, 제1날개부(21)와 제2날개부(22)는 동일한 형상을 가지며, 제2날개부(22)가 제1날개부(21) 보다 낮게 형성될 수 있다(도 2 참조). 그 외, 제2날개부(22)는 제1날개부(21)와 달리 웨이브 형상을 가질 수 있다. 이러한 제2날개부(22)는 웨이브 형상에 의해 제1날개부(21)와 높이차가 발생할 수 있다(도 4 참조).
상기한 상태에서 모터(100)의 구동으로 허브부(10)가 회전되면, 제1날개부(21)와 제2날개부(22)가 회전되면서 유체를 엔진 방향으로 토출한다.
한편, 제1날개부(21)와 제2날개부(22) 간에는 높이차가 발생하므로, 선행하는 제1날개부(21)의 부압면위를 통과한 고속의 기류가 후행하는 제2날개부(22)의 압력면 위로 지나쳐 2차 유동모멘트 발생을 줄인다. 뿐만 아니라, 유동모멘가 줄어들면 유체와 블레이드부(20) 간의 간섭이 회피되어 작동 소음을 줄일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 엔진 쿨링팬(1)은 복수개의 블레이드부(20) 간의 높이차로 인해 유동 간섭이 억제됨으로써, 소음을 방지하고 팬 작동 효율이 향상될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 엔진 쿨링팬(1)은 동일한 형상의 제1날개부(21)와 제2날개부(22)가 번갈아 배치되되, 서로 상이한 높이가 되도록 배치되어 유동 간섭을 억제할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 엔진 쿨링팬(1)은 제1날개부(21)와 제2날개부(22)가 번갈아 배치되되, 제2날개부(22)가 웨이브 형상을 하여 유동 간섭을 억제할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 엔진 쿨링팬(1)은 제2날개부(22)의 위상차가 익근에서 익단으로 갈수록 줄어들고, 제2날개부(22)의 익단 높이와 제1날개부(21)의 익단 높이가 동일하여 회전 모멘텀 증가를 억제할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10 : 허브부 20 : 블레이드부
21 : 제1날개부 22 : 제2날개부
30 : 링부

Claims (6)

  1. 모터에 의해 회전되는 허브부;
    상기 허브부의 가장자리에 연결되는 제1날개부와 제2날개부를 포함하고, 상기 제1날개부와 상기 제2날개부의 높이차에 의해 유동 간섭을 억제하는 블레이드부; 및
    상기 제1날개부와 상기 제2날개부의 단부에 연결되고, 상기 허브부의 가장자리를 둘러싸는 링부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 차량용 엔진 쿨링팬.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1날개부와 상기 제2날개부는 번갈아 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 엔진 쿨링팬.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제1날개부와 상기 제2날개부는 동일한 형상을 가지며, 상기 제2날개부는 상기 제1날개부 보다 낮게 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 엔진 쿨링팬.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 제1날개부와 상기 제2날개부는 상이한 형상을 가지며, 상기 제2날개부는 웨이브 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 차량용 엔진 쿨링팬.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제2날개부의 상단부와 하단부 간의 높이차는 익근에서 익단으로 갈수록 줄어드는 것을 특징으로 하는 차량용 엔진 쿨링팬.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제2날개부의 익단 높이는 상기 제1날개부의 익단 높이와 동일한 것을 특징으로 하는 차량용 엔진 쿨링팬.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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