KR950008058B1

KR950008058B1 - 팬과 쉬라우드 조립체

Info

Publication number: KR950008058B1
Application number: KR1019930013699A
Authority: KR
Inventors: 조경석
Original assignee: 한라공조주식회사; 정몽원
Priority date: 1992-07-24
Filing date: 1993-07-20
Publication date: 1995-07-24
Also published as: US5443363A; KR940002478A

Abstract

내용 없음.

Description

팬과 쉬라우드 조립체

제1도는 종래 팬과 쉬라우드 조립체를 도시한 입단면도.

제2도는 본 발명에 따른 팬과 쉬라우드 조립체를 도시한 입단면도.

제3도는 제2도에 도시된 기류 안내부를 발췌하여 도시한 단면도.

제4도는 기류안내부의 다른 실시예를 도시한 단면도.

제5도는 팬의 무차원 반경과 기류의 토출각과의 관제를 나타내 보인 그래프.

제6도는 본 발명의 팬과 쉬라우드 조립체의 풍량 및 압력의 관계와 종래의 팬과 쉬라우드 조립체의 풍량과 압력관계를 나타내 보인 그래프.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

30 : 팬 40 : 모우터

50 : 쉬라우드 60 : 기류안내부

본 발명은 팬과 쉬라우드의 조립체에 관한 것으로, 더 상세하게는 열교환기에 장착되어 열교환기로의 공기유동을 발생시키는 팬과, 이 팬으로부터 발생된 공기의 재순환을 방지하는 쉬라우드가 결합된 팬과 쉬라우드의 조립체에 관한 것이다.

통상적인 팬과 쉬라우드의 조립체는 제 1도에 나타내 보인바와 같이 팬(10)과 쉬라우드(20)가 결합된 것으로, 상기 팬(10)은 전동 모우터 또는 엔진의 회전축과 결합되는 허브(11)와 이 허브(11)의 외주면에 설치된 복수개의 브레이드(12)를 구비하여 구성된다. 그리고 상기 쉬라우드(20)는 상기 팬(10)의 브레이드(12) 단부와 인접되는 부위를 소정의 폭(D)으로 감싸는 하우징부(21)와, 이 하우징부(21)로부터 일정거리에 있고, 팬(10)과 동일 축상에 위치한 모우터 지지부(22)를 연결하는 복수개의 고정자(stator , 23)를 구비한다.

상기와 같이 구성된 팬과 쉬라우드 조립체는 팬(10)이 회전함에 따라 공기가 저압측(유입측)으로부터 고압측(토출측)으로 유동되는데, 이 유동은 비교적 복잡하다. 즉, 팬(10)이 회전함에 따라 브레이드(12)가 축에 대해 기울진 방향으로 구동되어 공기유동이 발생하게 된다. 따라서 팬(10)의 브레이드(12)에 의해 토출되는 기류는 축방향성분과 회전방향성분을 가지게 되는데, 이 회전방향의 성분은 팬(10)의 중앙부로부터 브레이드(12)의 단부로 갈수록 커지게 된다. 그러므로 상기 팬의 가장자리에서 토출되는 기류는 축방향에 대해 외측으로 소정의 각도를 가지고 토출되게 되어 상기 쉬라우드(20)의 하우징부(21) 내면에 부딪치게되고 나아가서는 팬(10)으로부터 발생되는 송풍력을 저해하는 큰 정압을 발생시키게 된다. 이와 같은 정압의 발생은 팬(10)의 송풍 효율을 저하시킬 뿐만아니라 소음발생의 원인이 된다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 팬의 구동시 토출측의 기류의 흐름을 원활하게 함으로써 팬 효율을 증대시키고 소음의 발생을 줄일 수 있는 팬과 쉬라우드의 조립체를 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 복수개의 브레이드를 가지는 팬과, 상기 브레이드 단부의 회전궤적을 따라 형성된 하우징부를 가지는 쉬라우드를 구비하여 된 팬과 쉬라우드의 결합체에 있어서, 상기 하우징부의 토출구 측에 기류 안내부가 형성된 것을 그 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 하우징부의 토출구 측에 기류안내부를 형성하는 것은 상기 팬의 회전시 원심력에 의한 기류의 반경방향 성분에 의해 축방향과 소정의 각도로 토출되는 기류를 안내함으로써 팬의 송풍효율을 향상시킬 수 있다.

제2도에서는 팬과 쉬라우드 조립체의 일 실시예를 나타내 보였다.

이것은 기류의 흐름을 유발시키는 팬(30)과, 이 팬(30)을 회전시키는 모우터(40)와 팬(30)의 송풍시 그 가장자리의 공기 재순환을 억제하는 쉬라우드(50)를 포함하여 구성된다.

상기 팬(30)은 모우터(40)의 회전축(41)과 결합되는 허브(31)을 가지며, 이 허브(31)의 외주면에는 등간격으로 복수개의 브레이드(32)가 설치되고, 이 브레이드(32)의 단부에는 이들을 서로 연결하는 밴드(33)가 설치된다.

상기 쉬라우드(50)는 그 후드(52)에 상기 브레이드(32)의 최외단의 회전궤적을 따라 브레이드(32)의 단부와 접촉되지 않도록 하우징부(51)가 형성되고, 이 하우징부(51)의 토출측 단부에는 기류 안내부(60)가 형성되어 있다. 이 기류안내부(60)은 제 3도에 나타내 보인바와 같이 상기 하우징부(51)의 토출측 단부로부터 브레이드(32)의 단부와 하우징부(51)의 내측면 사이로 절곡되어 형성된다. 여기에서 상기 기류안내부(60)의 시작점(P)은 브레이드(32)의 단부로부터 기류안내부(60)의 시작점까지의 수직 길이 즉, 시작점으로부터 수평방향으로의 연장선과 브레이드(32)의 단부로부터 수직으로 연장한 연장선이 교차하는 점으로부터 상기 브레이드 단부까지의 소정길이(Ll))를 TAN 20도 내지 TAN 30도의 값으로 나눈 값에 해당하는 브레이드 단부로부터의 토출측으로의 길이(L2)내에 위치 되도록 함이 바람직하다. 그리고 이 기류안내부(60)의 형성각도는 팬(30)의 회전축방향에 대해 20 내지 30도 내의 각도를 갖는다.

그리고 제4도에는 본 발명에 적용되는 기류안내부의 다른 실시예를 나타내 보였다.

이 기류안내부(60')는 하우징부(51)의 토출측 단부로부터 브레이드(32)의 단부측으로 절곡하여 그 시작부(61)가 상기 브레이드(32)의 단부에 형성된 밴드(33)의 단부와 동축상에 위치되도록 형성되며, 기류안내부(60')의 각도와 시작점의 위치는 상술한 실시예와 동일하다.

그리고 상기 쉬라우드(50)의 하우징부(51)의 가장자리에는 팬(30)의 축방향으로 연장되는 서포트(54)가 형성되고 각 서포트(54)의 단부에는 반경방향의 안쪽으로 연장되는 고정자(stator ; 55)가 형성되어 모우터지지부(56)와 연결되어 있다. 이 고정자(55)는 공기의 유동굴절면을 가지고 있으며, 상기 서포트(54)는 구조적 강도를 향상시키기 위하여 찬넬형상으로 형성되어 있다.

상술한 바와 같이 구성된 팬과 쉬라우드 조립체는 팬(30)이 모우터(40)에 의해 회전함에 따라 회전축(41)에 대해 기울어진 방향 즉, 팬(30)의 회전축(41)과 팬(30)의 반경방향 평면사이의 각도로 공기유동을 발생시키게 된다. 따라서 팬(30)의 브레이드(32)에 의해 토출되는 기류는 축방향 성분과 회전방향 성분을 가지고 있다. 그러나 상기 축방향의 성분과 회전방향의 성분은 브레이드(32)의 각부위에서 달라지게 되므로 토출되는 기류의 토출각도 또한 각 부위에서 달라질 것이다.

본 발명자는 상술한 축방향 성분과 회전방향 성분을 가지는 토출기류의 회전축(41)에 대한 반경공향 토출각도와 무차원반경 (허브의 중심으로부터 브레이드의 임의의 점까지의 거리로부터 허브 반경을 뺀 값을 팬의 반경으로부터 허브의 반경을 뺀 값으로 나눈 값)과의 관계를 실험을 통하여 제 5도에 나타내 보인 바와 같은 그래프를 얻었다.

그래프에서 알 수 있는 바와 같이 팬(30)의 무차원 반경이 0.5이상일 때에 팬(30)에 의한 기류의 토출각이 그 축방향에 대해 급격히 커진다. 또한, 무차원 반경이 0.7에서 1.0사이에서 브레이드(32) 단부측의 기류 토출각이 20도 내지 30도가 되는 것을 알 수 있다.

그런데 본 발명에 따른 쉬라우드(50)내 하우징부(51)의 토출측 단부에는 20도 내지 30도로 기류 안내부(60) (60')가 형성되어 있으므로 상기 브레이드(32)의 가장자리부로부터 토출되는 기류는 기류 안내부(60)(60')에 의해 안내되어 하우징부(51)의 내벽에 부딪치는 것을 방지할 수 있다 . 따라서 하우징부가 기류의 유동을 강제로 변화시킴으로써 토출측에서의 정압 발생을 근본적으로 제거할 수 있으며, 기류의 급변화에 의한 소음의 발생을 줄일 수 있다. 특히 상기 팬(30)의 토출구측에서의 정압발생을 줄일수 있으므로 팬(30)의 송풍효율을 향상시킬 수 있는데, 본 발명자의 실험에 의하면 제 6도에 나타내 보인바와 같이 본 발명에 따른 쉬라우드(50)를 사용한 경우(그래프에 나타내 보인 A선) 종래이 팬쉬라우드 조립체를 사용한 경우(그래프에 나타내 보인 B선)에 비하여 토출압력과 풍량이 약 15% 정도 향상된 것을 알 수 있었다.

이와 같이 본 발명 팬과 팬쉬라우드 조립체는 팬의 가장자리로부터 토출되는 기류가 쉬라우드의 하우징부에 충돌되는 것을 방지하여 팬효율을 극대화 시킬 수 있으며, 팬의 브레이드 단부로부터 발생되는 기류가 재순환되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명 팬과 쉬라우드 조립체를 자동차용 열교환기에 장착하는 경우 열교환기의 열교환 효율을 향상시킬 수 있을 것이다.

Claims

복수개의 브레이드를 가지는 팬과, 상기 브레이드 단부의 회전궤적을 따라 형성된 하우징부를 가지는 쉬라우드를 포함하는 팬과 쉬라우드의 결합체에 있어서, 상기 하우징부의 토출구측에 이 토출측 단부로부터 브레이드 단부측으로 절곡되어 형성된 기류 안내부를 구비하여 된 것을 특징으로 하는 팬과 쉬라우드 조립체.
제1항에 있어서, 상기 기류 안내부의 각도가 팬의 회전축에 대해 팬의 토출측으로 20도 내지 30도인 것을 특징으로 하는 팬과 쉬라우드 조립체.
제1항 또는 제2항중 어느 한 항에 있어서, 상기 기류안내부의 시작점이 상기 브레이드의 단부로부터 시작점까지의 수직길이를 TAN 20도 내지 TAN 30도의 값으로 나눈 값에 해당하는 브레이드의 단부로부터 토출측으로의 수평길이 내에 위치한 것을 특징으로 하는 팬과 쉬라우드 조립체.
제3항에 있어서, 상기 기류 안내부의 시작점이 브레이드 끝단의 하부에 위치된 것을 특징으로 하는 팬과 쉬라우드 조립체.
제1항에 있어서, 상기 기류 안내부의 시작점이 브레이드의 끝단과 팬의 축방향으로 동축상에 위치한 것을 특징으로 하는 팬과 쉬라우드 조립체.
복수개의 브레이드를 가지는 팬과, 상기 브레이드 단부의 회전궤적을 따라 형성된 하우징부를 가지는 쉬라우드를 포함하는 팬과 쉬라우드의 결합체에 있어서, 기류 안내부가 상기 하우징부의 단부로부터 브레이드의 단부와 하우징부의 내측 사이로 절곡되어 형성된 것을 특징으로 하는 팬과 쉬라우드 조립체.
제6항에 있어서, 상기 기류 안내부의 각도가 팬의 회전축에 대해 20도 내지 30도인 것을 특징으로 하는 팬과 쉬라우드 조립체.
제6항 또는 제7항중 어느 한 항에 있어서, 상기 기류안내부의 시작점이 상기 브레이드의 단부로부터 시작점까지의 수직길이를 TAN 20도 내지 TAN 30도의 값으로 나눈 값에 해당하는 브레이드의 단부로부터 토출측으로의 수평길이 내에 위치한 것을 특징으로 하는 팬과 쉬라우드 조립체.
제8항에 있어서, 상기 기류 안내부의 시작점이 브레이드 끝단의 수직하부에 위치된 것을 특징으로 하는 팬과 쉬라우드 조립체.
제6항에 있어서, 상기 팬이 브레이드의 단부를 연결하는 밴드가 마련된 것을 특징으로 하는 팬과 쉬라우드 조립체.