KR20210016148A - Fan system for radiator cooling - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a fan system for cooling a radiator that adjusts the airflow amount by adjusting the blade angle of a fan in order to adjust the airflow amount as needed in a radiator cooling fan for a vehicle. According to the present invention, the fan system is characterized in that, since blades of the fan are mounted around a rotation shaft, respectively, the angle of the blades of the fan changes as the rotation shaft rotates and the amount of air blown is changed. As the fan blade angle is gradually changed, the amount of air blown is gradually changed, thereby, by controlling the blade angle, it is possible to determine the desired airflow amount, so that it is easy to supply the amount of air required to cool the engine coolant.

Description

날개 각도를 조절하여 송풍량을 조절하는 라디에이터 냉각용 팬 시스템{FAN SYSTEM FOR RADIATOR COOLING}Fan system for radiator cooling that controls the amount of air blown by adjusting the wing angle {FAN SYSTEM FOR RADIATOR COOLING}

본 발명은 버스 등에 설치된 자동차 라디에이터에 적용되는 냉각용 팬에 있어서 각 사용 조건에 따라 필요한 공기량만큼 송풍하기 위하여 회전 속도를 조절하거나 팬 클러치를 설치하여 팬의 속도를 조절하고 있다. 그런데 이때 팬의 회전 속도는 2,3단 정도로 하여 구동하기 ‹š문에 필요로 하는 공기량을 정확하게 공급하는 것이 불가능하여, 필요 이상의 공기를 송풍하게 된다.In the present invention, in a cooling fan applied to an automobile radiator installed on a bus, etc., the rotation speed is adjusted or a fan clutch is installed to control the fan speed in order to blow as much air as required according to each use condition. However, at this time, since the fan is driven with the rotational speed of about 2 or 3 stages, it is impossible to accurately supply the required amount of air, and air more than necessary is blown.

본 발명에서는 팬의 날개 각도를 조절함으로써 송풍량을 조절할 수 있기 때문에 항상 각 상황에 필요한 공기량 만큼 공급할 수 있는 효율적인 팬 시스템을 제공하고자 한다. In the present invention, since it is possible to control the amount of air blown by adjusting the angle of the blades of the fan, it is intended to provide an efficient fan system capable of always supplying the amount of air required for each situation.

일반적으로 대형 자동차용 라디에이터 냉각팬에 있어서는 엔진에 벨트 등으로 연결되어 엔진의 회전수에 따라 팬이 구동되도록 설치되어 있다. 그런데, 팬의 회전수는 각 작동 상황에 따라 필요한 공기량을 공급할 수 있도록 되어 있는데, 전기 구동에 의한 냉각 팬의 경우에는 필요한 경우에 냉각 팬이 회전되도록 제어하고 있으나, 엔진에 의하여 구동되는 대형 자동차의 냉각 팬에 있어서는 변속이 가능한 구조를 가진 팬 클러치에서 팬의 속도를 2단 또는 3단으로 작동시킴으로써 공기량을 조절하고 있다.In general, in a radiator cooling fan for a large automobile, it is connected to the engine by a belt or the like and installed so that the fan is driven according to the rotation speed of the engine. However, the rotational speed of the fan is designed to supply the required amount of air according to each operating situation.In the case of a cooling fan by electric drive, the cooling fan is controlled to rotate when necessary. In the cooling fan, the amount of air is controlled by operating the fan speed in two or three stages in a fan clutch having a structure capable of shifting.

그런데 이러한 팬 클러치를 이용한 냉각 팬의 경우에 있어서는 2,3단으로 한정이 되어 있어서 필요한 공기량 만큼만 공급하는 것이 불가능하여 필요 이상의 공기를 공급하게 되고, 이에 따라 시스템의 효율이 낮은 상태로 작동하게 된다. 또한, 팬 클러치를 2,3단 또는 무단으로 작동시키기 위하여 유체 마찰이나 전자기적인 마찰을 이용하여 동력을 전달하고 있는데, 이 변속 시스템의 효율이 낮아 전체 시스템의 효율이 나빠지는 요인이 되고 있다. However, in the case of a cooling fan using such a fan clutch, it is limited to 2nd and 3rd stages, so it is impossible to supply only as much air as necessary, so that more air than necessary is supplied, and thus the system operates in a low efficiency state. In addition, power is transmitted using fluid friction or electromagnetic friction in order to operate the fan clutch in the second, third or endless stages, and the efficiency of the transmission system is low, which is a factor that deteriorates the efficiency of the entire system.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 동력원으로부터 동력을 전달받아 필요로 하는 공기량을 발생시키기 위한 냉각 팬의 구조를 개선함으로써, 항상 원하는 공기량을 공급함으로써 효율이 높게 되는 팬 시스템에 관한 것이다.The present invention was conceived to solve the above-described problems, and relates to a fan system in which efficiency is increased by always supplying a desired amount of air by improving the structure of a cooling fan for generating a required amount of air by receiving power from a power source. .

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 팬의 날개를 원하는 각도로 제어할 수 있도록 하며 원가가 저렴하고 효율이 우수한 팬 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다. In order to achieve the above object, an object of the present invention is to provide a fan system capable of controlling the blades of a fan at a desired angle, inexpensive cost, and excellent in efficiency.

상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명에 따른 냉각 팬의 날개 각도 조절 시스템은, 라디에이터 냉각용 팬에 있어서 팬의 날개가 회전할 수 있도록 설치되고 팬의 날개 각도를 제어하는 장치가 구비되어, 냉각 수온에 따라 팬의 날개 각도를 제어하여 라디에이터의 냉각수 온도를 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.The blade angle adjustment system of the cooling fan according to the present invention for realizing the above-described object is installed so that the blades of the fan can rotate in the radiator cooling fan, and a device for controlling the blade angle of the fan is provided, It may be characterized in that the cooling water temperature of the radiator is controlled by controlling the blade angle of the fan according to the cooling water temperature.

라디에이터 냉각용 팬에 있어서 팬의 날개가 회전할 수 있도록 설치되고 팬의 날개 각도를 제어하는 장치가 구비된 냉각 팬 시스템에 있어서, 냉각 팬의 날개 각도를 냉각 수온 이외에 엔진의 회전수, 차속, 변속단, 엑셀 페달의 작동 각도 등에 따라 제어하는 로직을 가진 것을 특징으로 할 수 있다.In a radiator cooling fan, in a cooling fan system that is installed so that the blades of the fan can rotate and is equipped with a device that controls the blade angle of the fan, the blade angle of the cooling fan is adjusted to the cooling water temperature as well as the engine speed, vehicle speed, and shift. However, it may be characterized by having a logic that controls the operation angle of the excel pedal.

라디에이터 냉각용 팬에 있어서 팬의 날개가 회전할 수 있도록 설치되고 팬의 날개 각도를 제어하는 장치가 구비된 냉각 팬 시스템에 있어서, 냉각 팬의 날개 각도를 제어하기 위한 모터 및 이와 연결되어 모터의 작동력을 증대하기 위한 기어쌍를 구비한 것을 특징으로 할 수 있다.In a radiator cooling fan, in a cooling fan system installed so that the blades of the fan can rotate and equipped with a device for controlling the blade angle of the fan, a motor for controlling the blade angle of the cooling fan and the operating force of the motor connected thereto It may be characterized in that it has a gear pair for increasing the.

라디에이터 냉각용 팬에 있어서 팬의 날개가 회전할 수 있도록 설치되고 팬의 날개 각도를 제어하는 장치가 구비된 냉각 팬 시스템에 있어서, 냉각 팬의 날개 각도를 제어하기 위하여 설치된 유압 펌프 및 피스톤으로 구성된 유압 시스템을 구비할 수 있다.In a radiator cooling fan, in a cooling fan system installed so that the blades of the fan can rotate and equipped with a device for controlling the blade angle of the fan, the hydraulic pump and piston are installed to control the blade angle of the cooling fan. System.

이상에서 살펴 본 바와 같이, 본 발명에 의한 냉각 팬의 날개 각도의 제어를 이용한 시스템은 원하는 공기량을 발생시키기 때문에 과냉각이나 과열 등을 방지할 수 있어서 안정적이며, 냉각 수온을 일정 온도로 유지할 수 있는 있어서 엔진이 가장 효율적인 구간에서 작동되도록 할 있으므로 차량의 연비 개선에 효과적인 시스템이다. As described above, the system using the control of the blade angle of the cooling fan according to the present invention generates a desired amount of air, so it is stable because it can prevent overcooling or overheating, and can maintain the cooling water temperature at a constant temperature. It is an effective system for improving the fuel economy of the vehicle because it allows the engine to operate in the most efficient section.

또한, 기존의 팬 클러치에 비하여 전달 효율이 우수하여 추가적인 연비 개선 효과를 얻을 수 있다. 더불어, 컴팩트한 구조로 제작이 가능하므로 경량화가 가능하다. In addition, the transmission efficiency is superior compared to the conventional fan clutch, so that additional fuel efficiency improvement effects can be obtained. In addition, since it can be manufactured in a compact structure, it is possible to reduce weight.

한편, 기존의 팬 클러치에서는 변속비 생성을 위하여 유체 마찰, 전자기적인 마찰 또는 펌프의 사용 등에 의하여 동력이 손실되고, 마찰 등에 따른 발열로 인하여 냉각 효율이 떨어지는 반면, 본 시스템서는 그러한 발열이 발생하지 않으므로 보다 효율적이다. On the other hand, in the conventional fan clutch, power is lost due to fluid friction, electromagnetic friction, or the use of a pump to generate the transmission ratio, and cooling efficiency is lowered due to heat generation due to friction, whereas the system does not generate such heat. It's efficient.

도 1은 본 발명에 따른 라디에이터 냉각용 팬의 일실시 예를 도시한 단면도,
도 2는 본 발명에 따른 라디에이터 냉각용 팬의 실제 제품을 보여주는 도면대용 사진이다.1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a fan for cooling a radiator according to the present invention;
FIG. 2 is a drawing instead of a picture showing an actual product of a fan for cooling a radiator according to the present invention.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the configuration and operation of a specific embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

여기서, 각 도면의 구성요소들에 대해 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다.Here, in adding reference numerals to elements of each drawing, it should be noted that the same elements are marked with the same numerals as much as possible, even if they are indicated on different drawings.

도 1은 본 발명에 따른 라디에이터 냉각용 팬의 일실시 예를 도시한 단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 라디에이터 냉각용 팬의 실제 제품을 보여주는 도면대용 사진이다.1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a fan for cooling a radiator according to the present invention, and FIG. 2 is a photograph instead of drawing showing an actual product of the fan for cooling a radiator according to the present invention.

도 1에서 보는 바와 같이, 팬의 날개(1)가 회전 가능하도록 설치된 축(2)을 중심으로 하여 설치되어 있다. 바디의 내측에는 축(2)을 회전시키기 위한 모터가 장착되어, 냉각수의 온도에 따라 필요로 하는 공기량을 공급할 수 있도록 팬의 날개 각도를 제어하는 모터가 장착되어 있다.As shown in Fig. 1, the fan blade 1 is installed around a shaft 2 installed so as to be rotatable. A motor for rotating the shaft 2 is mounted inside the body, and a motor for controlling the blade angle of the fan so as to supply the required amount of air according to the temperature of the coolant is mounted.

종래의 냉각 팬은 그림 2에서와 같이 바디에 날개 부분이 일체로 형성되어, 항상 고정된 상태에서 함께 회전하도록 되어 있다.A conventional cooling fan has a wing part integrally formed on the body as shown in Fig. 2, so that it rotates together while always being fixed.

본 발명에 의한 냉각 팬에서는 공기량을 최대로 공급하기 위해서는 날개의 각도를 종래의 냉각 팬에서와 같이 최대의 각도로 하여 최대한의 공기량이 공급되도록 하고, 겨울철이나 시동 직후의 냉각이 불필요한 경우에는 날개를 회전시켜서 날개의 각도를 최소로 하여 공기량이 최소가 되게 한다.In the cooling fan according to the present invention, in order to supply the maximum amount of air, the angle of the blade is set to the maximum angle as in the conventional cooling fan so that the maximum amount of air is supplied. By rotating it, the angle of the wing is minimized and the air volume is minimized.

즉, 엔진의 회전수가 동일한 경우에 팬의 날개 각도가 최대로 되면 팬의 최대 공기량 만큼 공기가 송풍되고, 팬의 날개 각도가 최소로 되어 팬이 거의 회전면과 평행한 상태로 되면 발생되는 공기량이 최소가 된다.In other words, when the engine speed is the same, when the fan blade angle is maximized, air is blown by the maximum amount of air of the fan, and when the fan blade angle is minimized and the fan is almost parallel to the rotation surface, the amount of air generated is minimal. Becomes.

한편, 팬의 날개 각도가 최대 각도 보다 작아지게 되면 공급되는 공기량이 감소하게 되고, 발생되는 공기량에 대한 효율도 감소하게 되지만 이때의 효율은 기존의 팬 클러치의 효율 보다 높기 때문에 전체적인 효율이 높게 된다. 이는, 기존의 팬 클러치에서는 변속비를 만들기 위하여 반드시 내부에서의 유체 마찰이나 전자기적인 발열 등을 발생시키도록 되어 있어서, 불필요한 유체의 유동을 일으키거나 열을 발생시키기 때문에 효율이 50% 수준ㅇ로 매우 효율이 낮아지게 되는 반면, 본 시스템에서는 팬의 날개 각도를 조절하여 요구되는 만큼의 공기의 흐름만 발생하게 하므로 효율이 높게 유지되기 때문이다.On the other hand, when the fan blade angle becomes smaller than the maximum angle, the amount of air supplied decreases and the efficiency for the amount of air generated is also reduced, but the efficiency at this time is higher than that of the conventional fan clutch, so the overall efficiency is high. This is because the conventional fan clutch must generate internal fluid friction or electromagnetic heat generation to make the transmission ratio, so it generates unnecessary fluid flow or heat, so the efficiency is around 50%. On the other hand, in this system, the efficiency is maintained high because only the required amount of air flow is generated by adjusting the fan blade angle.

따라서, 본 시스템에서는 엔진의 냉각 수온의 목표 온도를 유지시키기 위하여 냉각 팬의 날개 각도를 적절히 제어함으로써 공기량을 조절하여 냉각 수온을 원하는 어느 범위 내에서 제어하는 것이 가능하게 된다.Therefore, in the present system, it is possible to control the cooling water temperature within a desired range by controlling the amount of air by appropriately controlling the blade angle of the cooling fan in order to maintain the target temperature of the cooling water temperature of the engine.

엔진은 일정 온도 하에서 작동 효율이 최고로 되기 때문에 냉각 수온을 일정하게 유지시킬 수 있는 본 시스템이 차량의 연비를 향상시키는데 효과적이다. 따라서, 냉각 수온을 기준으로 냉각 팬에서의 공기량을 제어하도록 하는 것이 기본이다.Since the engine has the highest operating efficiency under a certain temperature, this system that can keep the cooling water temperature constant is effective in improving the fuel economy of the vehicle. Therefore, it is basic to control the amount of air in the cooling fan based on the cooling water temperature.

더불어, 냉각 수온 이외에도 차속, 엔진 회전수, 엑셀 페달의 상태에 따라서 냉각 수온의 변화가 예측 가능하므로, 추가적인 효율 향상을 위하여 이러한 요소를 포함하여 제어하는 것이 보다 효과적이다.In addition, in addition to the cooling water temperature, the change of the cooling water temperature can be predicted according to the vehicle speed, engine speed, and the state of the accelerator pedal, so it is more effective to control including these factors for additional efficiency improvement.

이상과 같이, 냉각 팬의 날개(1)를 제어함으로써 공기량을 조절하여 라디에이터에서 필요로 하는 공기량을 공급함으로써 냉각 수온을 제어할 수 있게 되고, 필요에 따라 냉각 팬의 날개(1) 각도를 무한히 조절할 수 있으므로 최적의 조건으로 시스템을 제어할 수 있어서 효율이 높은 시스템의 구성이 가능하게 된다.As described above, it is possible to control the cooling water temperature by controlling the amount of air by controlling the blades (1) of the cooling fan and supplying the amount of air required by the radiator.If necessary, the angle of the blades (1) of the cooling fan can be infinitely adjusted. Therefore, it is possible to control the system under optimal conditions, thus enabling the configuration of a highly efficient system.

또한, 작동 모터의 크기를 최소화하기 위하여 기어쌍을 설치하여 모터의 작동력을 증대함으로써 경량화 및 원가 절감이 가능하게 할 수 있다.In addition, in order to minimize the size of the operating motor, a gear pair is installed to increase the operating force of the motor, thereby making it possible to reduce weight and reduce cost.

도 1에서는 냉각 팬의 날개 각도를 모터를 이용하여 조절하는 시스템을 예시하여 설명하였으나, 유압 펌프 또는 공기압을 이용하는 유압 장치나 전자석 등을 이용함으로써 동등한 효과를 얻을 수 있다.In FIG. 1, a system for adjusting the blade angle of a cooling fan using a motor has been described. However, an equivalent effect can be obtained by using a hydraulic pump or a hydraulic device using pneumatic pressure or an electromagnet.

이상에서는 본 발명을 특정의 구체적인 실시 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않으며 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변경과 수정이 가능함은 물론이다.In the above, the present invention has been illustrated and described with reference to specific specific embodiments, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

1 : 냉각 팬 날개 2 : 회전 축1: cooling fan blade 2: rotating shaft

Claims (4)

라디에이터 냉각용 팬에 있어서 팬의 날개가 회전할 수 있도록 설치되고 팬의 날개 각도를 제어하는 장치가 구비되어, 냉각 수온에 따라 팬의 날개 각도를 제어하여 라디에이터의 냉각수 온도를 제어하는 것을 특징으로 하는 냉각 팬의 날개 각도 조절 시스템.
In a radiator cooling fan, it is installed so that the blades of the fan can rotate and a device for controlling the blade angle of the fan is provided, and the cooling water temperature of the radiator is controlled by controlling the blade angle of the fan according to the cooling water temperature. Cooling fan blade angle adjustment system.
 라디에이터 냉각용 팬에 있어서 팬의 날개가 회전할 수 있도록 설치되고 팬의 날개 각도를 제어하는 장치가 구비된 냉각 팬 시스템에 있어서, 냉각 팬의 날개 각도를 냉각 수온 이외에 엔진의 회전수, 차속, 변속단, 엑셀 페달의 작동 각도 등에 따라 제어하는 로직을 가진 것을 특징으로 냉각 팬의 날개 각도 조절 시스템.
In a radiator cooling fan, in a cooling fan system that is installed so that the blades of the fan can rotate and is equipped with a device that controls the blade angle of the fan, the blade angle of the cooling fan is adjusted to the cooling water temperature as well as the engine speed, vehicle speed, and shift. However, the wing angle adjustment system of the cooling fan, characterized in that it has logic to control according to the operating angle of the excel pedal.
 라디에이터 냉각용 팬에 있어서 팬의 날개가 회전할 수 있도록 설치되고 팬의 날개 각도를 제어하는 장치가 구비된 냉각 팬 시스템에 있어서, 냉각 팬의 날개 각도를 제어하기 위한 모터 및 이와 연결되어 모터의 작동력을 증대하기 위한 기어쌍를 구비한 것을 특징으로 냉각 팬의 날개 각도 조절 시스템.
In a radiator cooling fan, in a cooling fan system installed so that the blades of the fan can rotate and equipped with a device for controlling the blade angle of the fan, a motor for controlling the blade angle of the cooling fan and the operating force of the motor connected thereto Wing angle adjustment system of the cooling fan, characterized in that provided with a pair of gears for increasing the.
 라디에이터 냉각용 팬에 있어서 팬의 날개가 회전할 수 있도록 설치되고 팬의 날개 각도를 제어하는 장치가 구비된 냉각 팬 시스템에 있어서, 냉각 팬의 날개 각도를 제어하기 위하여 설치된 유압 펌프 및 피스톤으로 구성된 유압 시스템을 구비한 것을 특징으로 냉각 팬의 날개 각도 조절 시스템.In a radiator cooling fan, in a cooling fan system installed so that the blades of the fan can rotate and equipped with a device for controlling the blade angle of the fan, the hydraulic pump and piston are installed to control the blade angle of the cooling fan. A cooling fan blade angle adjustment system, characterized in that it has a system.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113847264A (en) * 2021-10-12 2021-12-28 雷沃工程机械集团有限公司 Fan rotation control system and control method thereof

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