KR970009838B1 - 라디에이터용 슈라우드 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

라디에이터용 슈라우드

제1도는 본 발명의 양호한 실시예에 의한 라디에이터용 슈라우드와 라디에이터 코어 및 팬의 상대관계를 나타내는 개략 단면도.

제2도는 중앙 부근의 우측도.

제3도는 제1도의 선 Ⅲ-Ⅲ을 다라 절취한 수평 단면도.

제4도는 핀의 부착 각도를 변화시킨 경우의 풍량과 정압의 변화를 나타내는 그래프.

제5도는 핀의 높이를 변화시킨 경우의 그래프.

제6도는 핀의 갯수를 변화시킨 경우의 그래프.

제7도는 핀과 라디에이터간의 거리를 변화시킨 경우의 그래프.

제8도는 핀을 도중에서 구부려서 그 각도를 변화시킨 경우의 그래프.

제9도는 4각형 핀과 날개간의 거리를 변화시킨 경우의 그래프.

제10도는 3각형 핀과 날개간의 거리를 변화시킨 경우의 그래프.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 라디에이터 12 : 코어

14 : 슈라우드 16 : 통형부분

18 : 정류판 30 : 팬

32 : 날개 34 : 허브

본 발명은 주로 차량용 라디에이터에 부착되어 팬을 포위하고, 라디에이터 통과풍량을 증가시키고, 손이 직접 팬에 닿지 않도록 보호하는 슈라우드 구조에 관한 것이다.

라디에이터용의 슈라우드는 팬을 포위하여 주변 공기의 유인을 방지하고, 라디에이터 통과 풍량을 증대시켜서, 라디에이터의 냉각 효율을 높이는 것을 주목적으로 하고 있으며, 모든 차량용 라디에이터에 설치되어 있다.

그러나, 고속으로 회전하는 팬의 날개가 반경 방향 선단부와 슈라우드사이에서 공기류의 유속이 국소적으로 증대되고 날개의 선단부에서 소위 팁블텍스에 의한 잡음이 발생함과 더불어 팬의 축선 방향 후단부에서 날개로부터 공기 흐름이 박리되어 난류 소용돌이가 발생하여 중고주파의 소용돌이 음이 발생한다. 또, 이 난류는 라디에이터의 통과풍량을 저하시키고 있다고 알려져 있다.

62-276298호 「팬슈라우드 구조」에선, 팬슈라우드의 일부에 다수의 소공을 두어 소음의 저하를 도모하고 있는데 이 소공으로부터 주변 공기를 유인해서 냉각 효율이 저하되어 슈라우드 자체의 공명음이 발생할 우려가 있다.

본 발명의 목적은 라디에이터의 통과풍량을 증대시키는 효율이 양호한 슈라우드를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 공기류의 소용돌이 음을 저하시키는 것이 가능한 슈라우드를 제공하는데 있다.

본 발명의 전술한 목적은 라디에이터로부터 냉각 팬의 외측으로 팬 중심축선과 대략적으로 평행하게 데이퍼상으로 연산되어 냉각 팬의 외연의 일부를 덮은 상태로 끝나는 통형부분을 구비하는 라디에이터 슈라우드에 있어서, 상기 통형부분의 내주에서 팬으로부터 라디에이터측에 인접한 위치에 다수의 정류관이 원주방향으로 간격을 두고 배치되어 있는 라디에이터용 슈라우드에 의해서 이루어진다.

이와같은 구성에 따른 본 발명의 슈라우드에 의하면 종래 슈라우드의 내면을 따라서 선회하면서 팬측으로 흐르고 있던 불규칙한 흐름이 정류판을 따라서 흐르게 되어, 규칙적인 축선 방향으로의 흐름이 형성 되며, 공기 저항이 감소되어서 라디에이터의 통광풍량이 증대되며, 이것에 따라서 팬의 유량 효율이 상승한다. 본 발명의 실험에서, 풍량은 약 20% 증대되며 팬의 유량 효율이 약 30% 향상되었다. 소음에 대해선 정류판을 설치함으로서 전체의 소음 레벨은 극소하게 증대되는데, 풍량도 증대되는 결과, 풍량당의 소음은 약 10% 감소 된다는 것이 판면되었다. 또 슈라우드의 내주면에 정류판이 부착됨으로서 슈라우드의 강성이 높아져서 공명음이 감소되며 또한, 내구성이 향상된다는 잇점도 얻어진다.

많은 실험결과, 각 정류판은 라디에이터 측부로부터 팬측으로 폭이 감소되는 3각형 또는 사다리꼴 평판으로 하고, 그 평판을 연장한 평면내에 팬 중심축선이 포함 되도록 즉, 팬 중심 축선으로부터 방사상으로 배치하는 것이 최적하다는 것이 판명되었다.

본 발명의 다른 특징 및 잇점은 첨부 도면의 실시예를 참조한 이하의 기재로 분명하게 된다.

제1도 및 제2도는 본 발명의 양호한 실시예에 의한 라디에이터용 슈라우드와 라디에이터 코어 및 팬의 상대 관계를 나타내고 있으며 제3도는 팬의 날개의 비틀림과 정류판(핀)과의 관계를 나타내고 있다.

제4도 내지 제10도는 정류판의 부착 각도 등을 변화시켰을 때의 풍량과 정압의 변화를 측정한 그래프이다. 즉, 제4도는 핀의 부착 각도를 변화시킨 경우 제5도는 핀의 높이를 변화시킨 경우, 제6도는 핀의 갯수를 변화시킨 경우, 제7도는 라디에이터간의 거리를 변화시킨 경우, 제8도는 핀을 도중에서 구부려서 그 각도를 변화시킨 경우, 제9도는 핀(4각형)과 날개 간의 간격을 변화시킨 경우, 제10도는 핀(3각형)과 날개간의 간격을 변화시켰을 경우의 데이타를 각각 나타내고 있다.

제1도에 있어서 라디에이터(10)에서 팬(30) 측으로 화살표 방향으로 공기가 흐르고 있으며, 라디에이터(10)는 코어부(12)와 슈라우드(14)를 가지며, 팬(30)은 날개(32)와 허브(34)를 가지고 있다. 일반적으로 슈라우드(14)는, 도시하는 바와 같이, 라디에이터 측에서 팬의 외측으로 팬 중심축선과 대체로 평행하게 되는 점차로 가늘어지는 테이퍼상으로 연장되는 통형 부분(16)을 가지며, 이 통형 부분은 팬의 외연의 일부를 덮은 위치에서 끝나도록 구성되어 있다.

본 발명에 따라 제1도 내지 제3도에 도시 하듯이, 통형부분(16)의 내주에서 팬에서 라디에이터측부로 근접한 위치에 8개의 핀(18)이 원주방향으로 등간격으로 배치되어 있다. 핀(18)은 라디에이터 측부에서 팬측으로 폭이 감소되는 3각형 평판으로 형성되며, 팬 중심축선에서 방사상으로 배치되어 있다. 이들의 핀(18)은 플라스틱으로 일체 성형 또는 판금 프레스등으로 용이하게 제작할 수가 있다.

상기와 같이 축류팬의 경우, 팬을 통과하는 공기는 화살표(F)의 방향으로 흐르지만, 이것을 회전 방향의 분력(Fy)과 축선방향의 분력(Fx)으로 나누어 생각하면, 회전방향의 에너지가 적고 축선 방향의 에너지가 클수록 에너지 손실이 작아져서 효율이 양호한 팬이 얻어지게 된다. 회전 방향의 공기 흐름은 슈라우드에 충돌해서 난류가 발생하여 뒤에 오는 공기에 저항을 부여하게 되므로, 이것은 핀(18)을 배치해서 난류의 발생을 감소시키고, 또한 신속하게 축선방향으로 안내하는 것과, 특히 날개의 반경 방향에 관하여 효율점 부근에서 흐름을 정류함으로서, 팬의 유량효율이 높혀진다는 것이 본 발명의 기본적인 생각이다.

제1도에 도시한 각 수치의 예로서 직경(D)이 440mm, 폭(W)이 82mm, 날개의 갯수 9개의 팬(30)을 사용하는 경우에 슈라우드 내경(A)은 500mm, 슈라우드의 통형부분 길이(T)는 120mm, 슈라우드가 팬을 덮고 있는 덮개(S)는 48mm, 3각형 핀(18)의 밑변과 높이를 더불어 80mm로 해서 8개를 등간격으로 방사상으로 배치했을 때 가장 효율이 양호한 결과가 얻어졌다.

제4도 내지 제10도의 그래프는 JIS B8330 「송풍기의 시험 및 검사 방법」에 기준, 풍동을 사용해서 측정한 결과를 나타내고 있다.

제4도는 팬이 없는 경우와, 8개의 핀(18)의 부착 각도를 제3도에 도시하는 축선과 평행인 위치(0°)로 했을 경우와, 날개와 같은 방향으로 30°경사 시켰을 경우와, 날개와 반대 방향으로 15° 경사시켰을 경우의 4종류에 대해서 팬 회전수(N)를 2200 rpm으로 유지하면서 풍량과 정압을 측정하고 각 데이타를 그래프로 한 것이다. 통기 저항의 선과 교차하는 점의 값으로 핀이 없을 경우에 비해서 핀을 축선 평행 위치에 배치 했을 경우는, 풍량(Q)은 분당 52.2㎥에서 63.2㎥로 21% 증대한다는 것을 알 수 있다. 핀의 부착 각도를 경사지게한 경우는 모두 풍량이 저하되고 있으므로 경사지게 하는 것은 불리하다는 것이 판명되었다. 이와 동시에 행한 흡수마력의 측정 결과로 팬의 유량 효율을 산정했든바 약 30% 향상한다는 것이 판명되었다.

제5도는 핀이없는 경우와, 3각형 핀(18)의 돌출단부를 수평으로 잘라가는 경우의 5종류에 대해서, 각 데이타를 그래프로 한것이다. 잘라지는 양이 증가함에 따라서 3각형의 면적이 감소되며 핀의 효과가 저하된다는 것을 알 수 있다.

제6도는 핀이 없을 경우와, 사다리꼴 핀을 써서 그 갯수를 4개에서 16개까지 변화시켰을 경우의 6종류에 대해서 각 데이타를 그래프로 한것이다. 핀의 갯수는 8개를 등간격으로 했을 때가 가장 효과적임을 알 수 있다.

제7도는 핀이 없을 경우와 사다리꼴 핀 8개를 서서 라디에이터의 코어 후단에서 핀까지의 거리(L)를 변화시켰을 경우의 4종류에 대해서 각 데이타를 그래프로 한것이다. 거리(L)의 변화는 풍량이나 정압에 거의 영향을 주지않는다는 것을 알 수 있다.

제8도는 핀이 없는 경우와 사다리꼴 핀 8개를 각각 곧바로 했을 경우와 도중에서 시계방향 회전(CW)과 반시계 방향 회전(CCW)으로 구부렸을 경우의 4종류에 대해서 각 데이타를 그래프로 한것이다. 핀을 구부렸을 경우 모두 핀의 효과가 저하되어 불리하다는 것을 알 수 있다.

제9도는 핀이 없는 경우와 4각형의 핀 8개의 측단을 잘라갔을 경우의 5종류에 대해사 각 데이타를 그래프로 한 것이다. 잘라지는 양이 증가함에 따라서 핀의 효과가 저하된다는 것을 알 수 있다.

제10도는 핀이없는 경우와 사다리꼴 핀 8개를 써서 팬사이의 거리(b)를 변화시켰을 경우의 6종류에 대해서 각 데이타를 그래프로 한것이다. 팬사이의 거리 b가 증가함에 따라서 핀의 효과가 저하된다는 것을 알 수 있다.

소음 레벨에 대해서 팬 회전수 1500 rpm로 팬 중심측선에서 수직으로 1m의 위치에서 측정했든바, 핀이 없는 경우가 84.2dB(A 스케일), 저변 110mm, 높이 60mm의 핀을 8개 등간격 배치했을 경우가 86.9dB(A 스케일)였다. 단, 풍량이 증대되고 있으므로 풍량에 대해 환산하면 핀을 부착함으로서 1.6dB에서 1.4dB로 12.5% 저하되고 있음이 판명되었다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면 정류판을 설치하는 것에 의해 공기 저항이 감소되어 통과 풍량이 대폭 증대되고 팬의 유량 효율이 두드러지게 향상된다. 또, 풍량당의 소음 레벨이 저하됨과 더불어 슈라우드의 강성이 높아져서 공명음도 감소된다. 부가하여, 슈라우드의 내구성이 향상하는등 그 기술적 효과가 매우크다.

Claims (1)

1. 라디에이터(10)측부로부터 냉각 팬(30)의 외측으로 팬 중심 축선과 평행하게 또는 데이퍼상으로 연장되며 또한 냉각 팬의 외연의 일부를 덮은 상태의 종단부를 갖는 통형 부분(16)을 구비하는 라디에이터용 슈라우드(14)에 있어서, 상기 통형부분의 내주에서 팬에서 라디에이터측부에 인접한 위치에 동일 형상의 4개 이상의 정류판(18)이 원주 방향으로 간격을 두고 배치하고, 상기 각 정류판은 라디에이터측부로부터 팬측부로 폭이 감소되는 3각형 또는 사다리꼴 평판으로 형성하며 각 평판을 연장한 평면내에 팬 중심축선이 포함되게 방사상으로 배치하며, 각 정류관은 팬으로 유입되는 공기류의 불규칙한 흐름을 팬의 바로 앞에서 축선방향으로 규칙적으로 흐르게 변화시키는 것을 특징으로 하는 라디에이터용 슈라우드.

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