KR20190124945A - 차량용 팬 슈라우드 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량용 팬 슈라우드에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량 주행 시에는 주행풍의 유입량을 늘리도록 팬 슈라우드 상에 주행풍 배출부를 구비하며, 주행풍 배출부로 인해 저속 또는 중속 영역에서 발생될 수 있는 역류 현상을 방지한, 차량용 팬 슈라우드에 관한 것이다.

Description

차량용 팬 슈라우드{Fan Shroud for Motor Vehicle}
본 발명은 차량용 팬 슈라우드에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량 주행 시에는 주행풍의 유입량을 늘리도록 팬 슈라우드 상에 주행풍 배출부를 구비하며, 주행풍 배출부로 인해 저속 또는 중속 영역에서 발생될 수 있는 역류 현상을 방지한, 차량용 팬 슈라우드에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차의 엔진룸에는 엔진과, 이 엔진을 냉각시키기 위한 냉각수단, 공기조화장치 등이 설치되어 있다. 상기 냉각장치는 자동차의 엔진을 냉각시키기 위한 것으로, 엔진의 냉각수를 냉각시키기 위한 라디에이터와, 이 라디에이터의 공기 흐름을 유발시켜 라디에이터 표면의 방열효율을 높이고 결과적으로 냉각수의 냉각효율을 더욱 촉진시키기 위한 팬 슈라우드(Fan Shroud)를 포함한다.
이러한 팬 슈라우드는 자동차의 라디에이터나 콘덴서 등과 같은 공랭식 열교환기의 방열을 촉진하기 위하여 상기 열교환기에 공기를 송풍할 수 있도록 구성되며, 열교환기에 대한 배치형식에 따라 푸셔타입(Pusher type)과 풀러타입(Puller type)으로 분류된다.
푸셔타입은, 축류팬이 열교환기의 차량 전방 측에 배치되어 차량 전방에서 차량 후방쪽으로 공기를 강제 송풍하는 형식으로, 이 타입은 열교환기에 대한 송풍효율이 낮기 때문에 엔진 룸 내의 열교환기 뒤쪽에 여유 공간이 협소한 경우에 이용되고, 풀러타입은 축류팬이 열교환기의 차량 후방측에 배치되어 열교환기의 차량 전방 측 공기를 빨아들여 열교환기를 통과하게 하는 형식으로 푸셔타입에 비하여 상대적으로 송풍효율이 높기 때문에 대부분의 자동차에 적용되고 있다.
도 1에는 종래의 팬 슈라우드(F)의 사시도가 도시되어 있고, 도 2에는 공기유동홀(54)을 포함하는 종래의 팬 슈라우드(50)의 정면도가 도시되어 있고, 도 3에는 저속 또는 중속 영역에서 공기유동홀(54)로 인해 발생될 수 있는 역류(Recirculation) 현상을 도시한 종래의 팬 슈라우드(50)의 부분 확대사시도가 도시되어 있다.
도 1을 참조하면, 열교환기에 냉각 공기를 도입하기 위해 상기 열교환기의 후단에 고정되는 팬 슈라우드(F)는 팬(Fan)(10)과 슈라우드(Shroud)(30)의 조립체를 지칭하는데, 팬 슈라우드(F)는 송풍을 위한 팬(10)과, 팬(10)의 구동을 위한 모터(20)와, 중앙에는 송풍구가 마련된 몸체와, 다수의 스테이터에 의해 송풍구 내주면에서 구심방향으로 연장 형성되어 모터(20)를 고정 지지하는 모터고정부를 가지는 슈라우드(30)를 포함한다.
상기와 같은 구성을 갖는 종래의 팬 슈라우드(F)는 차량 정차 시에는 팬(10)의 회전에 의한 강제 송풍을 이용해 열교환기의 냉각성능을 높일 수 있는 장점이 있지만, 차량 주행 시에는, 슈라우드(30) 상의 송풍구를 제외한 나머지 부분이 밀폐되어 있어 슈라우드(30) 상의 밀폐된 면적만큼 주행풍 유입이 방해되어 열교환기의 냉각성능이 떨어지는 단점이 있다.
위와 같은 문제를 해결하기 위해 도 2에 도시된 바와 같이 송풍구를 제외한 슈라우드(51) 상에 공기유동홀(54)을 형성하고, 주행풍 발생 시에만 공기유동홀(54)을 개방하는 도어(55)를 구비하여 차량 주행 시 주행풍이 열교환기로 효과적으로 유입되도록 한 차량용 팬 슈라우드에 관한 기술이 공지된 바 있다.
그러나 위와 같은 공기유동홀(54)이 형성된 팬 슈라우드(50)는 고속 주행 조건에서는 엔진 냉각 성능이 향상되나, 저속 주행 조건에서는 팬 회전 시 정압차로 인해 도어(55)가 오픈되어 송풍구로 배출되는 공기가 공기유동홀(54)로 역류(RC)되어 열교환기로 재유입됨에 따라 엔진 냉각 성능이 저하되는 문제가 있다.
또한, 주행풍(DC)으로 인해 도어가 오픈되는 시점인 중속 주행 조건에서는 송풍구로 배출되는 공기가 공기유동홀(54)로 역류(RC)되어 열교환기로 재유입됨에 따라 엔진 냉각 성능이 저하되는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 본 발명의 목적은, 주행풍 배출부와 송풍구 사이에 격벽을 형성하여 송풍구로 배출되는 공기가 공기유동홀로 역류되는 것을 방지한, 차량용 팬 슈라우드를 제공함에 있다.
또한, 주행풍 배출부와 송풍구 사이에 에어 커튼 슬릿을 형성하여 송풍구로 배출되는 공기가 공기유동홀로 역류되는 것을 방지한, 차량용 팬 슈라우드를 제공함에 있다.
또한, 주행풍 배출부과 송풍구 사이에 슈라우드 일부를 절개하여 격벽과 에어 커튼 슬릿을 동시에 형성함에 따라 송풍구로 배출되는 공기가 공기유동홀로 역류되는 것을 더욱 방지한, 차량용 팬 슈라우드를 제공함에 있다.
본 발명의 일실시 예에 따른 차량용 팬 슈라우드는, 냉각풍 생성을 위한 팬이 설치되는 팬 슈라우드에 있어서, 송풍구(115, 215)가 형성된 몸체(111, 211); 상기 몸체(111, 211) 상에 구비되어 차량의 주행 여부에 따라 주행풍의 유입을 제어하는 주행풍 배출부(120, 220); 및 상기 송풍구(115, 215)로 배출되는 공기가 상기 주행풍 배출부(120, 220)로 역류되지 않도록 상기 송풍구(115, 215)와 상기 주행풍 배출부(120, 220) 사이에 구비된 역류 방지부(150, 250); 를 포함한다.
이때, 상기 역류 방지부(150)는, 상기 송풍구(115)와 주행풍 배출부(120)를 구획하도록 직선형으로 형성된 것을 특징으로 한다.
다른 실시예로, 상기 역류 방지부(250)는, 상기 송풍구(215)와 주행풍 배출부(220)를 구획하도록 형성되되, 상기 송풍구(215)에서 일정거리 이격된 호의 형태로 이루어진 것을 특징으로 한다.
공통적으로, 상기 역류 방지부(150, 250)는, 상기 몸체(111, 211)에서 차량 후방 측으로 돌출된 격벽(151, 251)을 포함한다.
또한, 상기 격벽(151, 251)은, 단부가, 상기 주행풍 배출부(120, 220) 측으로 절곡되어 연장 형성된다.
다른 실시 예로, 상기 격벽(151, 251)은, 상기 몸체(111, 211)에서 차량 후방 측으로 돌출되되, 상기 주행풍 배출부(120, 220) 측으로 호를 이루며 연장 형성된다.
또한, 상기 역류 방지부(150, 250)는, 상기 격벽(151, 251)의 상기 주행풍 배출부(120, 220) 측에 형성되며, 상기 격벽(151, 251)을 따라 상기 몸체(111, 211)를 관통하여 형성되는, 에어 커튼 슬릿(155, 255)을 포함한다.
또한, 상기 역류 방지부(150, 250)는, 상기 몸체(111, 211)를 절개 및 절곡하여 형성되며, 상기 절개부에 상기 에어 커튼 슬릿(155, 255)이 형성되고, 상기 절곡부를 통해 상기 격벽(151, 251)이 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 격벽(151, 251)의 끝단은, 상기 에어 커튼 슬릿(155, 255)의 상기 주행풍 배출부(120, 220) 측에서 상방으로 연장된 기준선(L1)을 넘지 않도록 상기 송풍구(115, 215) 측에 형성된다.
상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 팬 슈라우드는, 송풍 효율과 주행풍 유입 효율을 동시에 높여 차량 정차시나 주행 시 모두 열교환기의 냉각 성능이 향상되는 효과가 있다.
특히 본 발명의 팬 슈라우드는, 위와 같은 격벽 또는 에어 커튼 슬릿을 통해 송풍구로 배출되는 공기가 공기유동홀로 역류되는 것을 방지하여 열교환기의 냉각 성능 저하를 예방한 효과가 있다.
따라서 고속 영역에서는 주행풍 유입으로 인해 냉각 성능이 향상되고, 주행풍으로 인해 도어가 오픈되는 시점인 중속 영역에서도 역류가 방지됨에 따라 냉각 성능 저하를 방지하고, 정압차가 발생될 수 있는 저속 영역에서도 정압차 발생을 최소화하여 냉각 성능 저하를 방지한 효과가 있다.
위 격벽과 에어 커튼 슬릿은 슈라우드를 절개하여 슈라우드와 일체로 성형하기 때문에 제조비용이나 제조 단가의 상승 요인을 최소화하면서도 냉각 성능 향상 효과는 배가 시킨 특징이 있다.
도 1은 종래의 팬 슈라우드 전체사시도
도 2는 종래의 개량형 팬 슈라우드 전체사시도
도 3은 종래의 개량형 팬 슈라우드 부분 확대 사시도
도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 팬 슈라우드 사시도
도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 팬 슈라우드 정면도
도 6은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 팬 슈라우드 부분 단면도
도 7은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 격벽 및 에어 커튼 슬릿 단면도
도 8은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 팬 슈라우드 정면도
이하, 상기와 같은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 팬 슈라우드에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 4에는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 팬 슈라우드(100)의 전체사시도가 도시되어 있고, 도 5에는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 팬 슈라우드(100)의 정면도가 도시되어 있다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 본 실시예의 차량용 팬 슈라우드는 차량용 열교환기에 냉각 공기를 도입하기 위해 상기 열교환기의 후단에 고정되며, 송풍을 위한 팬과, 상기 팬의 구동을 위한 구동모터와, 중앙에는 송풍구(115)가 형성된 몸체(111)와, 다수의 스테이터(113)에 의해 송풍구(115) 내주면에서 구심방향으로 연장 형성되어 상기 구동모터를 고정 지지하는 모터고정부(112)로 구성된 슈라우드(100)를 포함하여 구성된다. 본 발명의 팬은 통상적으로 적용되는 축류팬의 구성이 적용될 수 있는바 팬의 상세한 설명은 생략하기로 한다.
구동모터 역시 차량의 열교환기 내부를 거치는 열교환매체의 냉각을 위해 팬을 동일한 방향으로 회전시키면서 송풍되게 하는 구동원으로 통상의 직류 또는 교류에 의해 구동되는 모터가 적용될 수 있다.
슈라우드(100)는 구동모터에 의해 팬이 회전하면서 발생되는 공기송풍을 안내함과 더불어 구동원인 구동모터를 지지한 상태로 차량의 열교환기에 고정 설치되는 부재이다.
이러한 슈라우드(100)는 중앙에 흡입되는 송풍 공기를 축 방향으로 안내하기 위한 송풍구(115)가 형성되며, 후면이 열교환기의 배면 전체에 접할 수 있도록 열교환기의 형상에 대응되는 사각형 형상으로 합성수지재로서 성형 형성된 몸체(111)를 포함한다. 여기서, 슈라우드(100)의 송풍구(115)는 풍압손실을 줄여 팬의 송풍효율을 높일 수 있도록 원형으로 형성될 수 있다.
또한, 슈라우드(100)에는 송풍구(115) 내주면의 다수지점에서 구심방향으로 연장된 다수의 스테이터(113)에 의해 지지 형성된 상태로 송풍구(115)의 중앙에 구동모터를 고정 지지하는 모터고정부(112)를 구비한다.
또한, 슈라우드(100)는, 차량 주행 시 몸체(111)의 송풍구(115)를 제외한 밀폐부에 공기유동홀(125)을 형성하여 상기 열교환기를 경유한 공기를 배출하도록 하고, 차량 정차 시 몸체(111)의 송풍구(115)를 통해 배출되는 공기가 상기 열교환기로 역류되지 않도록 공기유동홀(125)을 밀폐하는 도어(121)를 포함하는 주행풍 배출부(120)를 포함하여 구성될 수 있다.
즉, 차량 정차 또는 저속 주행 시에는 주행풍 배출부(120)의 도어(121)가 공기유동홀(125)을 밀폐하여 팬 슈라우드의 송풍 효율을 높이고, 중속 또는 고속 주행 시에는 주행풍으로 인해 도어(121)가 자연적으로 오픈되도록 하여 주행풍 유입면적이 넓어짐에 따라 열교환기의 냉각 성능을 향상시키게 된다.
이때, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 차량용 팬 슈라우드는, 저속 또는 중속 영역에서 송풍구(115)로 배출된 공기가 주행풍 배출부(120)로 역류되는 것을 방지하기 위한 역류 방지부(150)가 형성될 수 있다.
역류 방지부(150)는 도시된 바와 같이 송풍구(115)와 주행풍 배출부(120)를 구획하도록 상하 길이 방향을 따라 직선형으로 형성될 수 있다. 주행풍 배출부(120)는 복수 개가 구비되는 경우 송풍구(115)와 주행풍 배출부(120)의 이격 방향을 따라 이격 배치될 수 있다.
이하 도면을 참조하여 역류 방지부(150)의 세부 구성에 대하여 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 6에는, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 역류 방지부(150)가 도시된 슈라우드(100)의 부분 단면도가 도시되어 있고, 도 7에는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 격벽(151) 및 에어 커튼 슬릿(155)의 단면도가 도시되어 있다.
도시된 바와 같이 역류 방지부(150)는 격벽(151)과 에어 커튼 슬릿(155)으로 구성될 수 있다. 격벽(151)은 슈라우드(100) 상에서 차량 후방 측(도면상의 상측)으로 연장 형성되며, 단부는 주행풍 배출부(120) 측으로 절곡되어 연장 형성될 수 있다. 따라서 송풍구(115)에서 배출되는 공기가 격벽(151)에 막혀 공기유동홀(125)로 역류되는 것을 방지하도록 구성된다.
에어 커튼 슬릿(155)은 역류 방지부(150)를 따라 슈라우드(100)를 관통하여 형성되며, 송풍 또는 주행풍으로 인한 공기의 일부를 배출하도록 구성된다. 에어 커튼 슬릿(155)을 따라 공기가 배출됨에 따라 역류 방지부(150)와 주행풍 배출부(120) 사이에 에어 커튼을 형성하여 송풍구(115)에서 배출되는 공기가 격벽(151)에 막혀 공기유동홀(125)로 역류되는 것을 방지하도록 구성된다.
이때 본 발명의 역류 방지부(150)는 슈라우드(100)를 절개하여 절곡함으로써 격벽(151)과 에어 커튼 슬릿(155)을 동시에 형성할 수 있다. 즉 슈라우드(100)를 역류 방지부(150)가 형성되는 방향을 따라 절개하게 되면, 에어 커튼 슬릿(155)이 형성되고, 절개부를 절곡함에 따라 격벽(151)이 형성될 수 있다.
본 발명의 일실시 예에 따른 격벽(151)은 도 7에 도시된 바와 같이 다양한 형상으로 이루어질 수 있다. 즉 도 7a에 도시된 바와 같이 슈라우드(100)에서 주행풍 배출부(120) 측으로 사선으로 기울어지게 연장된 상태에서 절곡 형성된 제1 격벽(151a)의 형태로 이루어질 수도 있고, 도 7b에 도시된 바와 같이 슈라우드(100)에서 주행풍 배출부(120)측으로 호를 이루며 연장되어 절곡부가 형성되지 않는 제2 격벽(151b)의 형태로 이루어질 수도 있고, 도 7c에 도시된 바와 같이 슈라우드(100)에 직교하여 상방으로 연장된 상태에서 절곡 형성된 제3 격벽(151c)의 형태로 이루어질 수도 있다. 다만 세 가지 실시 예 모두 격벽(151)의 단부가 에어 커튼 슬릿(155)의 주행풍 배출부(120) 측에서 상방으로 연장된 기준선(L1)을 넘지 않도록 형성되는 것이 바람직하다. 이는 격벽(151)의 단부가 상기 기준선(L1)을 넘게 형성되는 경우 에어 커튼으로 인한 효과가 미미해지고, 압축 성형이 불가하기 때문이다.
도 8에는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 슈라우드(200)의 정면도가 도시되어 있다.
본 발명의 제2 실시 예에 따른 슈라우드(200)는 송풍구(215) 내주면의 다수지점에서 구심방향으로 연장된 다수의 스테이터(213)에 의해 지지 형성된 상태로 송풍구(215)의 중앙에 구동모터를 고정 지지하는 모터고정부(212)를 구비한다.
또한, 슈라우드(200)는, 차량 주행 시 몸체(211)의 송풍구(215)를 제외한 밀폐부에 공기유동홀을 형성하여 상기 열교환기를 경유한 공기를 배출하도록 하고, 차량 정차 시 몸체(211)의 송풍구(215)를 통해 배출되는 공기가 상기 열교환기로 역류되지 않도록 공기유동홀을 밀폐하는 도어를 포함하는 주행풍 배출부(220)를 포함하여 구성될 수 있다.
이때, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 차량용 팬 슈라우드는, 저속 또는 중속 영역에서 송풍구(215)로 배출된 공기가 주행풍 배출부(220)로 역류되는 것을 방지하기 위한 역류 방지부(250)가 형성될 수 있다.
역류 방지부(250)는 도시된 바와 같이 송풍구(215)와 주행풍 배출부(220)를 구획하도록 상하 길이 방향을 따라 형성되되, 송풍구(215)와 대응되는 형상을 같도록 호를 이루어 형성될 수 있다. 즉 역류 방지부(250)는, 송풍구(215)에서 일정거리 이격된 호의 형태로 이루어진다.
상기와 같은 제2 실시 예의 슈라우드(200)에 따른 역류 방지부(250)는 송풍구(215)와 역류 방지부(250)의 거리가 어느 곳에서나 일정하도록 구성됨에 따라 송풍구(215)로 배출되는 공기의 역류 방지 효과가 어느 곳에서나 일정하게 유지될 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 상기한 실시 예에 한정하여 기술적 사상을 해석해서는 안 된다. 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당업자의 수준에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 당업자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.
100, 200 : 슈라우드
111, 211 : 몸체 112, 212 : 모터고정부
113, 213 : 스테이터 115, 215 : 송풍구
120, 220 : 주행풍 배출부 121, 221 : 도어
125, 225 : 공기유동홀
150, 250 : 역류 방지부 151, 251 : 격벽
152, 252 : 에어 커튼 슬릿

Claims (9)

  1. 냉각풍 생성을 위한 팬이 설치되는 팬 슈라우드에 있어서,
    송풍구(115, 215)가 형성된 몸체(111, 211);
    상기 몸체(111, 211) 상에 구비되어 차량의 주행 여부에 따라 주행풍의 유입을 제어하는 주행풍 배출부(120, 220); 및
    상기 송풍구(115, 215)로 배출되는 공기가 상기 주행풍 배출부(120, 220)로 역류되지 않도록 상기 송풍구(115, 215)와 상기 주행풍 배출부(120, 220) 사이에 구비된 역류 방지부(150, 250);
    를 포함하는, 차량용 팬 슈라우드.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 역류 방지부(150)는,
    상기 송풍구(115)와 주행풍 배출부(120)를 구획하도록 직선형으로 형성된 것을 특징으로 하는, 차량용 팬 슈라우드.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 역류 방지부(250)는,
    상기 송풍구(215)와 주행풍 배출부(220)를 구획하도록 형성되되, 상기 송풍구(215)에서 일정거리 이격된 호의 형태로 이루어진 것을 특징으로 하는, 차량용 팬 슈라우드.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 역류 방지부(150, 250)는,
    상기 몸체(111, 211)에서 차량 후방 측으로 돌출된 격벽(151, 251)을 포함하는, 차량용 팬 슈라우드.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 격벽(151, 251)은,
    단부가, 상기 주행풍 배출부(120, 220) 측으로 절곡되어 연장 형성되는, 차량용 팬 슈라우드.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 격벽(151, 251)은,
    상기 몸체(111, 211)에서 차량 후방 측으로 돌출되되, 상기 주행풍 배출부(120, 220) 측으로 호를 이루며 연장 형성되는, 차량용 팬 슈라우드.
  7. 제 4항에 있어서,
    상기 역류 방지부(150, 250)는,
    상기 격벽(151, 251)의 상기 주행풍 배출부(120, 220) 측에 형성되며, 상기 격벽(151, 251)을 따라 상기 몸체(111, 211)를 관통하여 형성되는, 에어 커튼 슬릿(155, 255)을 포함하는, 차량용 팬 슈라우드.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 역류 방지부(150, 250)는,
    상기 몸체(111, 211)를 절개 및 절곡하여 형성되며, 상기 절개부에 상기 에어 커튼 슬릿(155, 255)이 형성되고, 상기 절곡부를 통해 상기 격벽(151, 251)이 형성되는 것을 특징으로 하는, 차량용 팬 슈라우드.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 격벽(151, 251)의 끝단은,
    상기 에어 커튼 슬릿(155, 255)의 상기 주행풍 배출부(120, 220) 측에서 상방으로 연장된 기준선(L1)을 넘지 않도록 상기 송풍구(115, 215) 측에 형성되는, 차량용 팬 슈라우드.
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