KR101236898B1

KR101236898B1 - 자동차 축류팬용 쉬라우드

Info

Publication number: KR101236898B1
Application number: KR1020050084909A
Authority: KR
Inventors: 김종열; 김준호
Original assignee: 한라공조주식회사
Priority date: 2005-09-13
Filing date: 2005-09-13
Publication date: 2013-02-25
Also published as: KR20070030337A; US7625276B2; US20070060037A1

Abstract

본 발명은 축류팬(Axial Flow Fan)을 둘러싸면서 축류팬과 그 축류팬 구동용 모터를 고정 지지하는 축류팬용 쉬라우드에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 중앙에 형성된 통풍구(10a)로 축류팬(2)의 주위를 둘러싸는 하우징(10)과 그 하우징의 통풍구 중앙에서 설치되는 모터 고정부(12) 사이에 상기 축류팬(2)이 송풍하는 공기의 일부를 냉각이 요구되는 부품이 있는 방향으로 편향 송풍되도록 유도할 수 있는 안내수단(13)(14)을 구비한 것을 특징으로 한다. 이러한 구성에 따르면 축류팬이 송풍하는 공기를 뜨거운 엔진을 피해 열에 민감한 부품이 설치된 쪽으로 유도하여 이들 열에 민감한 부품들이 엔진 열 등으로 인해 과열되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 열에 민감한 부품을 사용해야 하는 경우 설치 위치에 관계없이 열적 특성이 우수하지 않은 저렴한 부품의 사용이 가능하여 부품 원가의 절감을 도모할 수 있으며 설계의 자유도도 개선할 수 있다.

쉬라우드, 축류팬, 송풍, 냉각, 안내깃, 편향, 알터네이터

Description

자동차 축류팬용 쉬라우드{SHROUD FOR AXIAL FLOW FAN FOR AUTOMOBILE}

도 1은 종래 축류팬용 쉬라우드의 배면 사시도.

도 2는 종래 축류팬용 쉬라우드의 측단면도.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 축류팬용 쉬라우드의 배면 사시도.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 축류팬용 쉬라우드의 측단면도.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 축류팬용 쉬라우드의 배면 사시도.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 축류팬용 쉬라우드의 측단면도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

1 : 쉬라우드 2 : 축류팬

3 : 모터 10 : 하우징

10a : 통풍구 11 : 아암

12 : 모터 고정부 13 : 안내깃

14 : 안내덕트

1. 일본 특허공개 제2005-61308호

2. 일본 공개실용 소56-162469호

본 발명은 축류팬(Axial Flow Fan)을 둘러싸면서 축류팬과 그 축류팬 구동용 모터를 고정 지지하는 자동차 축류팬용 쉬라우드에 관한 것으로, 특히, 축류팬이 송풍하는 공기의 일부를 냉각이 요구되는 부품이 있는 방향으로 편향 송풍되도록 유도할 수 있는 자동차 축류팬용 쉬라우드에 관한 것이다.

축류팬은, 방사상으로 배열된 회전익인 다수의 블레이드를 회전시켜 공기를 축방향으로 송풍하는 유체기계로서, 통상, 상기 축류팬 주위를 둘러싸 송풍되는 공기를 축방향으로 유도하는 쉬라우드(Shroud)와 함께 하나의 축류팬 쉬라우드 조립체를 이룬다.

자동차용 축류팬 쉬라우드 조립체는 라디에이터나 콘덴서 등과 같은 공랭식 열교환기의 방열을 촉진하기 위하여 상기 열교환기에 공기를 송풍할 수 있도록 구성되며, 열교환기에 대한 배치형식에 따라 푸셔 타입(Pusher type)과 풀러 타입(Puller type)으로 분류된다.

푸셔 타입은, 축류팬이 열교환기 앞에서 뒤쪽으로 공기를 강제 송풍하는 형식으로, 이 타입은 열교환기에 대한 송풍효율이 낮기 때문에 엔진 룸 내의 열교환 기 뒤쪽에 여유공간이 협소한 경우에 이용되고, 풀러 타입은 열교환기 뒤쪽에서 열교환기 앞쪽의 공기를 빨아들여 열교환기를 통과하게 하는 형식으로 푸셔 타입에 비하여 상대적으로 송풍효율이 높기 때문에 대부분 자동차에 적용되고 있다.

이와 같은 축류팬 쉬라우드 조립체에 있어서, 쉬라우드는 도 1과 2에 도시된 바와 같이 축류팬을 열교환기 배면에 고정 지지하면서 축류팬(2)이 열교환기의 전방에서 흡입하는 송풍공기를 축방향으로 안내하기 위한 것으로, 도 1과 2에 나타난 바와 같이 통상 하우징(Housing)(10)과, 하우징(10) 내에 형성된 통풍구(10a)의 내주면에서 구심방향으로 뻗은 복수 개의 아암(11), 그리고, 상기 아암(11)에 의해 지지되면서 축류팬 구동용 모터(3)를 고정 지지하는 모터 고정부(12) 등으로 구성된다.

하우징(10)은 열교환기에 대한 송풍면적을 확대하기 위하여 그 전면이 열교환기 배면 전체에 접하도록 열교환기에 대응하는 대략 직사각형의 형상으로 제작되며, 그 상,하부에는 열교환기 등에 고정할 수 있도록 브래킷이 일체형으로 성형된다. 그리고, 중앙에 형성되는 통풍구(10a)는 축류팬(2)의 풍압손실을 줄여 송풍효율 높일 수 있도록 축류팬(2) 주위를 약간의 간격만을 두고 둘러쌀 수 있는 크기의 원형으로 형성된다.

한편, 기존의 자동차에 채용되고 있는 종래 축류팬용 쉬라우드는 대체로 기능이 축류팬(2) 및 그 구동용 모터(3)를 고정하면서 축류팬의 송풍에 따른 부압을 열교환기 전체에 전달하는 것으로 국한되어 있었다. 이 때문에 쉬라우드 배후에 설치되는 부품 중 알터네이터(Alternator)와 같이 열에 취약한 부품(도시되지 않음) 이 공간적 제약으로 인해 쉬라우드 통풍구(10a)의 축방향에서 벗어나 어느 한 쪽으로 편향되게 설치되는 경우 이들 부품에 대해서 찬 공기를 송풍할 수 없음은 물론이고 축방향으로 송풍되는 공기가 고온의 엔진에 부딪쳐 뜨거워진 상태로 엔진룸에 분산되기 때문에 열에 취약한 부품의 성능과 수명에 치명적인 악영향을 주는 문제점이 있었다.

따라서, 열에 민감한 부품을 축류팬(2)의 축방향에서 벗어난 편향된 위치에 배치해야 하는 경우 종래 축류팬용 쉬라우드를 채용하면 이들 부품으로 열적 특성이 우수한 고품질 고가의 제품 사용이 불가피하여 부품 원가 상승에 따른 상당한 비용을 감수해야만 하였다.

한편, 일본 특허공개 2005-61308호에는 냉각팬이 송풍하는 공기의 흡입면적을 횡방향으로 확대하여 흡입공기를 냉각팬 전방에 횡방향으로 배열된 코어들에 대해 고루 배분할 수 있는 건설기계용 냉각장치가 개시되어 있고, 일본 공개실용 소56-162469호에는 축류팬이 라디에이터 전체를 통해 공기를 흡입하여 송풍할 수 있도록 축류팬의 전방에 축류팬의 축방향에서 바깥쪽으로 벗어난 위치에 공기의 유동을 축류팬쪽으로 안내할 수 있는 정류판이 설치된 라디에이터용 축류팬 쉬라우드가 개시되어 있다.

그러나, 이 쉬라우드들은 축류팬 전방에 설치된 열교환기의 전체에 대해 축류팬이 흡입하는 공기를 고루 배분하여 열교환기의 냉각효율을 높이기 위한 것으로서, 이들 역시 축류팬 뒤쪽으로 송풍되는 공기의 유동방향을 바꾸지는 못하기 때문에 공간적 제약으로 열에 취약한 부품을 축류팬의 하류에 축류팬의 축방향에서 벗 어난 위치에 배치해야 하는 경우 이들 부품에 대해 축류팬이 송풍하는 공기를 유도할 수 없기 때문에 앞서 설명한 종래 축류팬 쉬라우드의 문제점을 해소하지 못하였다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 축류팬용 쉬라우드의 문제점을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 축류팬의 축방향에서 편심된 방향에 열에 민감한 부품이 설치되는 경우 축류팬이 송풍하는 공기의 일부를 그 부품쪽으로 유도하여 냉각할 수 있는 축류팬용 쉬라우드를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 중앙에 형성된 통풍구로 축류팬의 주위를 둘러싸는 하우징; 상기 통풍구 중앙에서 축류팬 구동용 모터를 고정 지지하는 모터 고정부; 및 상기 통풍구 내주면의 복수 지점에서 구심방향으로 연장되어 상기 모터 고정부를 지지하는 복수 개의 아암을 포함하여 이루어진 축류팬용 쉬라우드에 있어서, 상기 모터 고정부와 상기 통풍구 내주면 사이에 상기 축류팬이 송풍하는 공기의 일부를 특정 방향으로 편향 송풍되도록 유도할 수 있는 안내수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

이상의 구성에서 상기 안내수단으로는 상기 모터 고정부와 상기 통풍구 내주면 사이 원주방향의 제한된 각도 범위 내에서 방사방향으로 배열되는 다수의 원호 형 안내깃이나 또는 상기 모터 고정부(12)와 상기 통풍구(10a) 내주면 사이에 형성되는 안내덕트를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

이상과 같은 구성의 축류팬 쉬라우드에 따르면 축류팬이 송풍하는 공기의 일부를 안내수단 즉 안내깃에 의해 축류팬의 축방향에서 편심된 특정한 방향으로 유도할 수 있다. 따라서, 열에 민감한 부품이 축류팬의 하류에 축류팬의 축방향에서 어느 한 쪽으로 편향되어 배치되는 경우 축류팬이 송풍하는 공기의 일부를 유도하여 냉각할 수 있으므로 이들 부품이 과열되어 오작동하거나 내구수명이 단축되는 것을 막을 수 있다

이하, 본 발명에 따른 축류팬용 쉬라우드의 구성과 작용을 바람직한 실시예를 통해 보다 구체적으로 살펴본다.

도 3에는 본 발명의 일 실시예에 따른 축류팬용 쉬라우드의 사시도가 도시되어 있고, 도 4에는 그 측단면도가 도시되어 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 축류팬용 쉬라우드는 중앙에 통풍구(10a)가 형성되어 그 통풍구(10a)로써 축류팬(2)의 주위를 둘러싸는 하우징(10)과, 상기 통풍구(10a) 중앙에서 축류팬 구동용 모터(3)를 고정 지지하는 모터 고정부(12), 상기 통풍구(10a) 내주면의 복수 지점에서 구심방향으로 연장되어 상기 모터 고정부(12)를 지지하는 복수 개의 아암(11), 그리고, 상기 축류팬(2)이 송풍하는 공기의 일부를 어느 한 쪽으로 유도하기 위한 안내수단인 안내깃(13) 등이 일체로 성형되어 이루어진 것이다.

상기 하우징(10)은 그 전면이 열교환기의 배면 전체에 접할 수 있도록 열교환기의 형상에 대응하는 대략 직사각형의 형상으로 성형된 합성수지체로, 상변과 하변의 양측에는 그 하우징을 열교환기 등에 고정할 수 있도록 브래킷(10b)이 성형되어 있다. 그리고, 중앙의 통풍구(10a)는 풍압 손실을 줄여 축류팬(2)의 송풍효율 높일 수 있도록 축류팬(2) 주위를 약간의 간격만을 두고 둘러쌀 수 있는 크기의 원형으로 형성된다.

모터 고정부(12)는 상기 하우징(10)의 통풍구(10a) 중앙에 축류팬(2) 및 그 구동용 모터(3)를 고정 지지하기 위하여 설치된 것으로, 상기 통풍구(10a) 내주면의 복수 지점에서 구심방향으로 뻗은 복수 개의 아암(11)에 의해 지지되도록 구성된다.

그리고, 안내깃(13)은 축류팬(2)의 배후에서 상기 축류팬(2)이 송풍하는 공기의 일부를 특정 방향으로 유도하기 위한 것으로, 모터 고정부(12)와 통풍구(10a) 내주면 사이에 원주방향의 제한된 각도 범위 내에 성형되는데, 본 실시예에서는 모터 고정부(12)의 수직 상방에서부터 시계방향의 각도로 볼 때 대략 90도에서 180도 사이 범위 즉 배면에서 통풍구(10a)를 사분면으로 나누어 볼 때 대략 3사분면에 해당하는, 모터 고정부(12)에서 좌측과 아래로 각각 뻗은 두 개의 아암(11) 사이의 공간에 충만되게 성형되어 있다. 본 실시예의 안내깃(13)은 축류팬(2)이 상기 3사분면에 해당하는 영역으로 송풍하는 공기를 구심방향으로 유도할 수 있도록 방사방향으로 배열되고 하류측으로 가면서 구심방향으로 만곡된 복수 개의 원호형 안내깃(13)으로 구성되어 있다. 이와 같은 안내깃(13)의 설치위치와 만곡방향은 냉각을 요하는 부품의 위치에 따라 다양하게 변경될 수 있다.

이상과 같은 구성으로 이루어짐에 따라 본 발명의 일 실시예에 따른 축류팬용 쉬라우드는 축류팬(2)을 열교환기의 배면에 고정하면서 축류팬(2)이 하우징(10) 전면을 통해 열교환기 앞에서 끌어들여 뒤쪽으로 송풍하는 공기의 일부 즉 통풍구(10a)의 3사분면 영역으로 송풍하는 공기를 뜨거운 엔진을 피해 구심방향으로 유도할 수 있다. 이에, 그 송풍방향에 배치된 열에 민감한 부품(도시되지 않음)들이 과열로 인해 오작동하거나 내구수명이 단축되는 것을 막을 수 있다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 쉬라우드(1) 배후에 설치되는 부품 중 알터네이터(Alternator) 등과 같이 열에 취약한 부품이 공간적 제약으로 축류팬(2)의 후방에서 어느 한 쪽으로 편향되게 설치되는 경우 이들 부품들이 엔진 열 등으로 인해 과열되는 것을 막을 수 있으므로 이들 부품으로 열적 특성이 우수하지 않은 저렴한 제품의 사용이 가능하다는 잇점이 있다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 축류팬용 쉬라우드의 사시도이고, 도 6은 그 측단면도이다.

도시된 바와 같이, 이 다른 실시예에 따른 축류팬용 쉬라우드에는 축류팬(2)이 송풍하는 공기를 특정방향으로 편향 유도하기 위한 안내수단으로서 하우징(10)의 배면 통풍구(10a)의 하반부 일측에 출구(14a)가 위쪽으로 편향된 덕트 형태의 안내덕트(14)가 설치되어 있다.

이 다른 실시예에 따른 축류팬용 쉬라우드는 안내덕트(14)가 통풍구(10a) 하반부를 통해 송풍되는 공기를 뜨거운 엔진을 피해 열에 민감한 부품이 있는 방향으 로 집중적으로 유도할 수 있으므로, 열에 민감한 부품의 과열을 앞서 설명된 일 실시예에 따른 쉬라우드 보다도 더욱 효과적으로 방지할 수 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 축류팬용 쉬라우드에 따르면 축류팬이 송풍하는 공기를 뜨거운 엔진을 피해 열에 민감한 부품이 설치된 쪽으로 유도하여 이들 열에 민감한 부품들이 엔진 열 등으로 인해 과열되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 열에 영향을 받는 부품을 사용해야 하는 경우 설치 위치에 관계없이 열적 특성이 우수하지 않은 저렴한 부품의 사용이 가능하기 때문에 부품 원가 절감을 도모할 수 있으며 또한 이들 부품 배치의 제약이 적어 설계 자유도도 개선할 수 있다.

Claims

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중앙에 형성된 통풍구(10a)로 축류팬(2)의 주위를 둘러싸는 하우징(10); 상기 통풍구 중앙에서 축류팬 구동용 모터(3)를 고정 지지하는 모터 고정부(12); 및 상기 통풍구 내주면의 복수 지점에서 구심방향으로 연장되어 상기 모터 고정부를 지지하는 복수 개의 아암(11)을 포함하여 이루어진 축류팬용 쉬라우드에 있어서,

상기 모터 고정부(12)와 상기 통풍구(10a) 내주면 사이에 상기 축류팬(2)이 송풍하는 공기의 일부를 특정 방향으로 편향 유도할 있는 안내수단이 형성되고,

상기 안내수단은 상기 아암(11)에 의해 구획되는 상기 통풍구(10a) 중 수직 상방에서부터 시계방향의 각도로 볼 때 90도에서 180도 사이 범위에 해당하는 공간에서 상기 모터 고정부(12)와 상기 통풍구(10a) 내주면 사이에 방사방향으로 배열되는 다수의 원호형 안내깃(13)을 포함하며,

상기 안내수단은 상기 통풍구(10a)의 하반부에 축류팬이 송풍하는 공기를 상향 유도할 수 있게 설치되는 것을 특징으로 하는 자동차 축류팬용 쉬라우드.
중앙에 형성된 통풍구(10a)로 축류팬(2)의 주위를 둘러싸는 하우징(10); 상기 통풍구 중앙에서 축류팬 구동용 모터(3)를 고정 지지하는 모터 고정부(12); 및 상기 통풍구 내주면의 복수 지점에서 구심방향으로 연장되어 상기 모터 고정부를 지지하는 복수 개의 아암(11)을 포함하여 이루어진 축류팬용 쉬라우드에 있어서,

상기 모터 고정부(12)와 상기 통풍구(10a) 내주면 사이에 상기 축류팬(2)이 송풍하는 공기의 일부를 특정 방향으로 편향 유도할 있는 안내수단이 형성되고,

상기 안내수단은 상기 아암(11)에 의해 구획되는 상기 통풍구(10a) 중 하반부 일측에 해당하는 공간에서 상기 모터 고정부(12)와 상기 통풍구(10a) 내주면 사이에 형성되는 덕트 형태의 안내덕트(14)를 포함하며,

상기 안내수단은 상기 통풍구(10a)의 하반부에 축류팬이 송풍하는 공기를 상향 유도할 수 있게 설치되는 것을 특징으로 하는 자동차 축류팬용 쉬라우드.
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