KR20120107618A

KR20120107618A - 쿨링모듈

Info

Publication number: KR20120107618A
Application number: KR1020110025225A
Authority: KR
Inventors: 주원석; 권대복
Original assignee: 한라공조주식회사
Priority date: 2011-03-22
Filing date: 2011-03-22
Publication date: 2012-10-04

Abstract

본 발명의 쿨링모듈(1000)은 콘덴서(300)와 상기 콘덴서(300)의 후방에 위치하는 라디에이터(200) 및 상기 라디에이터(200)를 냉각시키기 위한 팬 슈라우드(100)로 이루어지고, 상기 팬 슈라우드(100)는 자동차용 열교환기로부터 방열된 공기를 배출하기 위한 제1 팬(120)과 제2 팬(130), 상기 팬(120,130)들을 구동시키는 모터(140) 및 상기 모터(140)가 고정 설치되고 상기 팬(120,130)들에 의해 배출된 공기가 유통되는 공기유로가 구비된 슈라우드(110)를 포함하고, 상기 제1 팬(120)과 제2 팬(130)은 각각 외주연에 기어가 형성되어 있는 제1 밴드부(121)와 제2 밴드부(131)를 포함하고, 상기 모터(140)는 모터기어(141)를 포함하고 있되, 상기 제1 밴드부(121)와 상기 제2 밴드부(131)가 상기 모터기어(141)에 치합되어 회동할 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

쿨링모듈{Cooling Module}

본 발명은 쿨링모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 단일 모터를 사용하여 2개의 팬을 구동할 수 있는 쿨링모듈에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차의 엔진룸에는 엔진과, 이 엔진을 냉각시키기 위한 쿨링모듈, 공기조화장치 등이 설치되어 있다.

상기 쿨링모듈는 자동차의 엔진을 냉각시키기 위한 것으로, 엔진의 냉각수를 냉각시키기 위한 라디에이터와, 상기 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 열교환기 앞에서 뒤쪽으로 공기를 강제 송풍하는 형식으로, 이 타입은 열교환기에 대한 송풍효율이 낮기 때문에 엔진 룸 내의 열교환기 뒤쪽에 여유 공간이 협소한 경우에 이용되고, 풀러타입은 열교환기 뒤쪽에서 열교환기 앞쪽의 공기를 빨아들여 열교환기를 통과하게 하는 형식으로 푸셔타입에 비하여 상대적으로 송풍효율이 높기 때문에 대부분의 자동차에 적용되고 있다.

최근들어 연비 효율이 높은 GDI, DSL 방식의 엔진을 탑재한 차량 및 대체 에너지 차량이 활발히 개발되어 있다.

상기와 같이 연비 효율이 높은 차량들은 쿨링모듈에 장착되는 열교환기가 증대됨에 따라서 팬의 부하가 커지게 되고, 이에 적합한 팬 슈라우드와 모터의 개발에 대한 필요성이 증대되고 있다.

도 1과 도2은 종래의 쿨링모듈(10)을 나타내는 사시도와 단면도이다.

종래의 쿨링모듈(10)은 콘덴서(14), 라디에이터(15), 및 팬 슈라우드(11)로 구성되어 있다.

또한, 상기 팬 슈라우드(11)는 단일개의 팬(12), 슈라우드(13), 및 모터(14)로 구성되어 있다.

상기 팬 슈라우드(11)를 이용하여 앞쪽의 공기를 빨아들여 열교환기를 통과하게 하였다.

또한, 상기 팬 슈라우드(11)는 단일개의 팬(12)과 모터(14)로 구성되어 있어, 팬(12)의 구동속도를 증대시켜 팬(12)의 효율을 높이는 방법이 있었다.

또한, 상기 팬(12)과 상기 라디에이터(15) 사이의 거리를 증대시켜 상기 팬(12)의 효율을 높일 수 있다.

하지만, 종래의 쿨링모듈(10)의 설치될 수 있는 공간이 한정되어 있고, 상기 팬(12)의 후방에 모터(14)가 설치되어, 상기 팬(12)과 라디에이터(15) 사이의 거리를 증대시키는데 한계가 있었다.(도 2참조)

또한, 종래의 팬(12)을 열교환기의 부하가 큰 차량에 사용할 경우에는 과부하로 인해서 성능이 월등히 저하되고 성능을 증대를 위해 팬(12) 구동 속도를 증대할 경우, 소음이 크게 증가하고 팬(12)의 허브축에 큰 부하가 결려서 차량에 적용이 힘든 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 두 개의 팬을 설치하여 팬 슈라우드의 성능을 높이는 대안이 많이 출원되어 있다.

도 3은 종래의 두 개의 팬(22,23)을 설치한 쿨링모듈(20)을 나타내는 도면이다.

상기 두 개의 팬을 설치한 쿨링모듈(20)은 콘덴서(25), 라디에이터(26), 및 팬 슈라우드(21)로 구성되어 있다.

상기 팬 슈라우드(21)는 두 개의 팬(22,23)과 두 개의 모터(22-1,23-1)을 구비하고 있다.

상기 두 개의 팬(22,23), 즉, 제1 팬(22)과 제2 팬(23)을 구동하기 위해서 각각의 팬(22,23)에 모터(22-1,23-1)를 설치할 경우에는 소음이 심해서 사용하는데 불편함이 있으며, 동일한 회전수로 회전 할 경우에는 공진점을 피하기가 힘들어 쉽게 파손되는 문제점이 있었다.

또한, 상기 팬(22,23)과 라디에이터(25)가 결합될 경우, 상기 쿨링모듈(20)이 차지할 수 있는 공간이 한정되어 있기 때문에, 상기 라디에이터(25)의 후방에 상기 팬(22,23)이 설치되고, 상기 팬(22,23)의 후방에 상기 모터(22-1.23-1)가 설치되어, 상기 팬(22,23)과 상기 라디에이터(25)의 거리를 증대시키는데 한계가 있었다.

또한, 두 개의 팬 중에 하나의 팬에 모터를 설치하여 기어형상을 만들어 구동하는 방법이 있지만, 팬의 허브에 직접 모터를 연결하여 두 개의 팬을 회전시키게 되면 허브에 많은 부하가 가해져서 허브의 크기를 크게 제작하여야하고, 허브의 크기를 크게 제작하게 되면, 허브로 유량 손실이 많아서 효율적이지 못한 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해소하려는 것으로, 더욱 상세하게 팬의 허브의 크기를 조절 할 수 있고, 팬 슈라우드의 중량을 줄일 수 있으며, 팬 슈라우드에서 발생하는 소음 발생을 최소화할 수 있고, 팬 슈라우드와 라디에이터의 간격을 증대할 수 있어 냉각효율을 높일 수 있는 쿨링모듈을 제공하려는데 목적이 있다.

따라서, 팬의 허브의 크기를 조절 할 수 있고, 팬 슈라우드의 중량을 줄일 수 있어 냉각효율을 극대화할 수 있다.

또한, 상기 팬 슈라우드(100)는 상기 제1 팬(120)의 직경과 상기 제2 팬(130)의 직경이 다른 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 팬 슈라우드(100)는 상기 제1 팬(120)과 제2 팬(130)에 형성되어 있는 제1 날개(123)와 제2 날개(133)의 개수가 다른 것을 특징으로 한다.

따라서, 상기 제1 팬(120)과 상기 제2 팬(130)의 회전수를 달리하여 공진으로 인한 소음 발생을 최소화할 수 있다.

또한, 상기 팬 슈라우드(100)와 상기 라디에이터(200)가 결합될 경우, 상기 라디에이터(200)가 면하는 상기 슈라우드(110)에 상기 모터(140)가 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 팬 슈라우드(100)와 상기 라디에이터(200)의 간격을 증대할 수 있어, 상기 팬 슈라우드(100)에서 흡입되는 풍량을 증대 시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 상기 팬 슈라우드(100)는 상기 라디에이터(200) 후방에 위치하여 앞쪽의 공기를 빨아들이는 풀러타입으로 제작되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 쿨링모듈은 허브에 직접 모터를 연결하는 것이 아니라, 모터의 모터기어를 팬의 외측에 형성되어 있는 기어에 맞물리게 돌아가는 구조로 되어 있어 팬의 허브 형상을 축소할 수 있어 냉각효율을 높일 수 있고, 두 개의 팬 회전수를 달리하여 공진으로 인한 소음 발생을 최소화 할 수 있으며, 모터가 라디에이터 쪽에 설치되어 팬 슈라우드와 라디에이터의 간격을 증대할 수 있는 쿨링모듈을 제공할 수 있다.

도 1은 종래의 쿨링모듈 사시도
도 2는 종래의 쿨링모듈 단면도
도 3는 종래의 두 개의 팬을 구비한 쿨링모듈 사시도
도 4은 본 발명의 쿨링모듈 사시도
도 5는 본 발명의 쿨링모듈의 팬 슈라우드 사시도
도 6는 본 발명의 쿨링모듈의 팬 슈라우드 후사시도
도 7은 본 발명의 쿨링모듈의 팬 슈라우드 작동 예시도
도 8은 본 발명의 쿨링모듈 단면도

이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다.

그러나 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.

본 발명은 자동차용 열교환기를 공기를 통해 냉각시키기 위해 단일 모터를 사용하여 2개의 팬을 구동할 수 있는 쿨링모듈(1000)에 관한 것이다.

도 4를 이용하여 본 발명의 쿨링모듈(1000)에 대해서 설명한다.

상기 쿨링모듈(1000)은 콘덴서(300), 라디에이터(200), 및 팬 슈라우드(100)로 구성되며, 상기 콘덴서(300)의 후방에 상기 라디에이터(200)가 위치하고, 상기 라디에이터(200)를 냉각시키기 위한 팬 슈라우드(100)가 상기 라디에이터 후방에 위치한다.

또한, 상기 팬 슈라우드(100)는 열교환기에 대한 배치형식에 따라 푸셔타입(Pusher type)과 풀러타입(Puller type)으로 분류된다.

이때, 푸셔타입은 축류팬이 콘덴서(100) 앞에서 뒤쪽으로 공기를 강제 송풍하는 형식으로, 이 타입은 열교환기에 대한 송풍효율이 낮기 때문에 엔진 룸 내의 열교환기 뒤쪽에 여유 공간이 협소한 경우에 이용된다.

또한, 풀러타입은 라디에이터(200) 뒤쪽에서 라디에이터(200) 앞쪽의 공기를 빨아들여 라디에이터(200)를 통과하게 하는 형식으로 푸셔타입에 비하여 상대적으로 송풍효율이 높기 때문에 본 발명의 팬 슈라우드(100)는 풀러타입으로 설치되어 송풍효율을 극대화 하는 것이 바람직하다.

상술한 내용에서 앞과 뒤를 명시하고 있는 방향은 차량의 앞쪽과 뒤쪽을 기준으로 하여 서술하였다.

또한, 상기 열교환기라 함은 상기 라디에이터(200)와 상기 콘덴서(300)를 포괄적으로 의미하는 것이다.

도 5와 도 6을 이용하여 본 발명의 팬 슈라우드(100)의 외형 및 구조에 대해서 설명한다.

본 발명의 팬 슈라우드(100) 구조는 크게 제1 팬(120), 제2 팬(130), 슈라우드(110), 및 모터(140)로 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 제1 팬(120)은 제1 밴드부(121), 제1 허브(122), 및 제1 날개(123) 구성되어 있다.

상기 제1 밴드부(121)는 상기 제1 팬(120)의 외주에 형성되어 있으며, 복수개의 나사홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 허브(122)는 상기 제1 팬(120)이 회동할 수 있도록 상기 제1 팬(120)의 중심부에 형성되어 있다.

상기 제1 날개(123)는 상기 제1 밴드부(121)와 제1 허브(122)의 사이에 복수개가 형성되어 있으며, 상기 제1 날개(123)가 회동할 경우 라디에이터(200)의 앞쪽의 공기를 빨아들일 수 있도록 형성되어 있다.

상기 제2 팬(130)은 제2 밴드부(131), 제2 허브(132), 및 제2 날개(133) 구성되어 있다.

상기 제2 밴드부(131)는 상기 제2 팬(130)의 외주에 형성되어 있으며, 복수개의 나사홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 제2 허브(132)는 상기 제2 팬(130)이 회동할 수 있도록 상기 제2 팬(130)의 중심부에 형성되어 있다.

상기 제2 날개(133)는 상기 제2 밴드부(131)와 제2 허브(132)의 사이에 복수개가 형성되어 있으며, 상기 제2 날개(133)가 회동할 경우 상기 라디에이터(200)의 앞쪽의 공기를 빨아들일 수 있도록 형성되어 있다.

상기 모터(140)는 모터기어(141)를 포함하고 있는 것을 특징으로 한다.

상기 모터기어(141)는 상기 모터(140)에 연결되어 회동하고, 상기 제1 밴드부(121)와 상기 제2 밴드부(131)가 상기 모터기어(141)에 치합되어 회동한다.

종래의 팬 슈라우드(21)는 팬의 허브에 직접 모터(22-1,23-1)를 연결하여 두 개의 팬(22,23)을 회전시켜, 허브에 많은 부하가 가해져서 허브의 크기를 크게 제작하여야하고, 허브의 크기를 크게 제작하게 되면, 허브측으로 유량 손실이 많아서 효율적이지 못한 반면, 본 발명의 쿨링모듈(1000)는 상기 모터기어(141)를 이용하여 팬(120,130)을 회동함으로써 상기 팬(120,130)의 허브(122,132)를 작게 제작하여 냉각효율을 증대시킬 수 있다.

또한, 상기 제1 팬(120)의 직경과 상기 제2 팬(130)의 직경을 다르게 제작하는 것이 바람직하다.

상기 제1 팬(120)과 상기 제2 팬(130)의 직경을 같게 제작할 경우 상기 제1 팬(120)과 상기 제2 팬(130)은 상기 모터기어(141)에 치합되어 회동하기 때문에 동일한 회동수로 회동하게 된다.

이에 따라, 공진현상이 일어날 가능성이 많아지며, 공진형상이 일어나게 되며 심하게 진동하게 되고 소음이 심하게 발생하고, 심할 경우에는 제품이 파손된다.

또한, 상기 제1 날개(123)와 상기 제2 날개(133)의 개수를 다르게 제작하는 것이 바람직하다.

상기 제1 날개(123)와 상기 제2 날개(133)의 개수를 동일하게 제작할 경우에는 팬(120,130) 사이에 비트 음이 발생하여 소음이 크게 발생하게 된다.

도 7을 이용하여 본 발명의 팬 슈라우드(100) 구조의 작동에 대해서 설명한다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 팬 슈라우드(100)는 상기 모터기어(141)에 제1 팬(120)과 제2 팬(130)이 치합되어 회동하게 된다.

더욱 상세하게는, 상기 모터기어(141)에 상기 제1 팬(120)의 외주에 형성되어 있는 제1 밴드부(121)가 치합되고, 상기 제2 팬(130)의 외주에 형성되어 있는 제2 밴드부(131)가 치합되어 상기 모터기어(141)가 회동함에 따라서 상기 제1 팬(120)과 상기 제2팬이 회동하게 된다.

즉, 상기 제1 팬(120)과 상기 제2 팬(130)의 사이에 상기 모터기어(141)가 위치하여 있어, 상기 모터기어(141)가 반시계방향으로 회동할 경우에는 상기 제1 팬(120)과 상기 제2 팬(130)은 시계방향으로 회동하게 된다.

도 8은 본 발명의 쿨링모듈(1000)의 단면도이다.

상기 팬 슈라우드(100)와 상기 라디에이터(200)가 결합할 경우, 상기 팬 (120,130)과 상기 라디에이터(200) 사이의 거리를 증대시킬수록 열효율이 증대한다.

즉, 본 발명의 상기 팬(120,130)을 상기 라디에이터(200)에 결합할 경우 최대거리에 설치하여 결합하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 팬 슈라우드(100)가 상기 라디에이터(200)와 결합될 경우, 상기 라디에이터(200)와 면하는 상기 슈라우드(110)에 상기 모터(140)가 결합되는 것이 바람직하다.

다시 말해서, 상기 라디에이터(200)의 후방에 상기 모터(140)가 위치되고, 상기 모터(140)의 후방에 상기 팬(120.130)이 위치하여, 상기 팬(120,130)과 상기 라디에이터(200) 사이의 간격을 극대화 할 수 있다.

따라서, 본 발명의 쿨링모듈(1000) 구조는 허브에 직접 모터를 연결하는 것이 아니라, 모터(140)의 모터기어(141)를 팬(120,130)의 외측에 형성되어 있는 제1 밴드부(121)와 제2 밴드부(131)에 맞물리게 돌아가는 구조로 되어 있어 팬(120,130)의 허브(122,132) 형상을 축소할 수 있어 냉각효율을 높일 수 있고, 두 개의 팬(120,130) 회전수을 달리하여 공진으로 인한 소음 발생을 최소화 할 수 있는 쿨링모듈(1000)를 제공할 수 있다.

1000 : 쿨링모듈
100 : 팬 슈라우드 110 : 슈라우드
120 : 제1 팬 121 : 제1 밴드부
122 : 제1 허브 123 : 제1 날개
130 : 제2 팬 131 : 제2 밴드부
132 : 제2 허브 133 : 제2 날개
140 : 모터 141 : 모터기어
200 : 라디에이터
300 : 콘덴서

Claims

콘덴서(300)와 상기 콘덴서(300)의 후방에 위치하는 라디에이터(200) 및 상기 라디에이터(200)를 냉각시키기 위한 팬 슈라우드(100)로 이루어진 쿨링모듈(1000)에 있어서,
상기 팬 슈라우드(100)는 자동차용 열교환기로부터 방열된 공기를 배출하기 위한 제1 팬(120)과 제2 팬(130);
상기 팬(120,130)들을 구동시키는 모터(140); 및
상기 모터(140)가 고정 설치되고 상기 팬(120,130)들에 의해 배출된 공기가 유통되는 공기유로가 구비된 슈라우드(110);를 포함하고,
상기 제1 팬(120)과 제2 팬(130)은 각각 외주연에 기어가 형성되어 있는 제1 밴드부(121)와 제2 밴드부(131)를 포함하고, 상기 모터(140)는 모터기어(141)를 포함하고 있되,
상기 제1 밴드부(121)와 상기 제2 밴드부(131)가 상기 모터기어(141)에 치합되어 회동할 수 있는 것을 특징으로 하는 쿨링모듈.
제1 항에 있어서,
상기 팬 슈라우드(100)는 상기 제1 팬(120)의 직경과 상기 제2 팬(130)의 직경이 다른 것을 특징으로 하는 쿨링모듈.
제 1항에 있어서,
상기 팬 슈라우드(100)는 상기 제1 팬(120)과 제2 팬(130)에 형성되어 있는 제1 날개(123)와 제2 날개(133)의 개수가 다른 것을 특징으로 하는 쿨링모듈.
제3 항에 있어서,
상기 팬 슈라우드(100)와 상기 라디에이터(200)가 결합될 경우, 상기 라디에이터(200)가 면하는 상기 슈라우드(110)에 상기 모터(140)가 설치되는 것을 특징으로 하는 쿨링모듈.
제 1항에 있어서,
상기 팬 슈라우드(100)는 상기 라디에이터(200) 후방에 위치하여 앞쪽의 공기를 빨아들이는 풀러타입으로 제작되는 것을 특징으로 하는 쿨링모듈.