KR101528919B1 - 차량용 냉각팬 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따르면, 회전축을 구비한 전방구동모터; 중앙에는 통풍구가 마련되며, 복수의 스테이터에 의해 통풍구 내주면에서 구심방향으로 연장되어 전방구동모터를 고정지지하는 전방모터고정부를 가지는 전방쉬라우드; 전방구동모터의 회전축에 결합되는 허브 및 허브의 외주에 방사상으로 배치되는 복수의 날개를 가지는 전방팬; 전방쉬라우드의 후면에 결합되며, 중앙에는 통풍구가 마련되고 복수의 스테이터에 의해 통풍구 내주면에서 구심방향으로 연장되는 후방모터고정부를 가지는 후방쉬라우드; 후방모터고정부에 고정지지되며, 회전축을 구비한 후방구동모터; 및 후방구동모터의 회전축에 결합되는 허브 및 허브의 외주에 방사상으로 배치되는 복수의 날개를 가지는 후방팬을 포함하는 차량용 냉각팬 조립체가 제공된다.

개시된 차량용 냉각팬 조립체에 의하면, 전방팬 및 후방팬을 각각의 모터가 제어함으로써 전방팬 및 후방팬의 회전속도를 각각 독립적으로 조절할 수 있으므로, 차량의 주행환경에 따라 요구되는 풍량 및 소음을 동시에 만족시킬 수 있다는 장점이 있다. 또한, 냉각팬의 날개 끝단부에서 생성되는 와류를 억제하고, 냉각팬의 회전에 의하여 횡방향으로 이동하며 낭비되는 공기의 흐름을 후방으로 유도하여 송풍효율을 더욱 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.

Description

차량용 냉각팬 조립체 {Double axial flow fan for motor vehicle}

본 발명은 팬 조립체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자동차의 라디에이터, 콘덴서 등의 열교환기 내부를 거치는 열교환매체의 냉각을 위하여 사용되는 차량용 냉각팬 조립체에 관한 것이다.

일반적으로, 축류팬(Axial flow fan)은 방사상으로 배열된 복수의 회전익인 복수의 날개를 회전시켜 공기를 축방향으로 송풍하는 유체기계로서, 통상 상기 축류팬 주위를 둘러싸 송풍되는 공기를 축방향으로 유도하는 쉬라우드(Shroud)와 함께 하나의 팬 조립체를 이룬다.

차량용 팬 조립체는 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 여유공간이 협소한 경우에 이용되고, 풀러타입은 열교환기 뒤쪽에서 열교환 기 앞쪽의 공기를 빨아들여 열교환기를 통과하게 하는 형식으로 푸셔타입에 비하여 상대적으로 송풍효율이 높기 때문에 대부분의 차량에 적용되고 있다.

도 1은 종래의 차량용 냉각팬 조립체를 나타낸 분해사시도이다. 이와 같은, 종래의 차량용 냉각팬 조립체(10)를 보다 상세하게 설명하면, 도 1 에 도시한 바와 같이 구동모터(13)와, 쉬라우드(12)와, 전,후방팬(11)(14)과, 쉬라우드 커버(15)를 구비한다.

상기 구동모터(13)는 회전축을 구비하고, 쉬라우드(12)는 중앙에 통풍구가 마련되며, 복수의 스테이터(Stator)에 의해 통풍구 내주면에서 구심방향으로 연장되어 상기 구동모터(13)를 고정지지하는 모터고정부를 가진다.

여기서 상기 쉬라우드(shroud)는 송풍되는 공기를 열교환기 방향으로 효과적인 안내를 위해, 차량의 열교환기에 고정되며, 공기 송풍을 안내하기 위하여 전, 후방팬(11)(14)이 회전가능하게 삽입될 수 있는 크기의 통풍구를 가지면서 구동모터(13)를 지지할 수 있도록 형성된다.

또한 상기 전,후방팬(11)(14)은 회전축의 양단부에 각각 결합하며, 회전축에 결합되는 허브와 허브의 외주에 방사상으로 배치되는 복수의 날개를 구비한다.

따라서 상기 구동모터(13)로부터 허브에 전달되는 회전력에 의해 전,후방팬(11,14)이 회전하면서 날개들에 의해 공기가 축방향으로 송풍될 수 있게 한다.

그런데, 이와 같은 차량용 냉각팬 조립체(10)는 전방팬(11) 및 후방팬(14)이 하나의 구동모터(13)에 결합되어 회전하므로 냉각효과를 만족시키면서 동시에 소음을 감소시키는 것이 용이하지 않다는 문제점이 있다.

또한 차량은 다양한 주행환경에 따른 차체의 진동과 냉각팬의 회전에 따른 진동의 조합으로 인하여 소음이 증가할 수 있는데, 이와 같은 소음을 저감하기 위하여 전방팬 및 후방팬의 회전속도를 감소시키는 경우에는 송풍량이 감소하므로 요구되는 냉각효과를 얻을 수 없게 된다.

왜냐하면, 전방팬 및 후방팬의 회전속도를 증가시키는 경우 요구되는 냉각효과는 만족시킬 수 있으나, 전방팬 및 후방팬의 속도 증가에 따라 에너지 효율이 낮아지게 되며, 또 다른 소음이 유발될 가능성이 높아지게 되기 때문이다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 전방팬과 후방팬의 속도를 각각 조절하여 요구되는 풍량과 소음을 동시에 만족시킬 수 있도록 그 구조가 개선된 차량용 냉각팬 조립체를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 차량용 냉각팬 조립체는, 회전축을 구비한 전방구동모터; 중앙에는 통풍구가 마련되며, 복수의 스테이터에 의해 통풍구 내주면에서 구심방향으로 연장되어 상기 전방구동모터를 고정지지하는 전방모터고정부를 가지는 전방쉬라우드; 상기 전방구동모터의 회전축에 결합되는 허브 및 상기 허브의 외주에 방사상으로 배치되는 복수의 날개를 가지는 전방팬; 상기 전방쉬라우드의 후면에 결합되며, 중앙에는 통풍구가 마련되고 복수의 스테이터에 의해 통풍구 내주면에서 구심방향으로 연장되는 후방모터고정부를 가지는 후방쉬라우드; 상기 후방모터고정부에 고정지지되며, 회전축을 구비한 후방구동모터; 및 상기 후방구동모터의 회전축에 결합되는 허브 및 상기 허브의 외주에 방사상으로 배치되는 복수의 날개를 가지는 후방팬을 포함한다.

또한 상기 전,후방팬은, 상기 날개들의 끝단이 각각 고정되는 원형의 팬밴드를 더 구비할 수 있다.

더욱이 상기 전,후방쉬라우드의 스테이터는, 상기 전,후방팬의 회전에 의하여 발생하는 횡방향의 공기 흐름이 후방으로 유도되도록, 상기 전,후방팬의 회전방 향을 따라 후방으로 경사진 형태일 수 있다.

본 발명의 차량용 냉각팬 조립체에 의하면, 전방팬 및 후방팬을 각각의 모터가 제어함으로써 전방팬 및 후방팬의 회전속도를 각각 독립적으로 조절할 수 있으므로, 차량의 주행환경에 따라 요구되는 풍량 및 소음을 동시에 만족시킬 수 있다는 장점이 있다.

또한, 냉각팬의 날개 끝단부에서 생성되는 와류를 억제하여 송풍효율을 향상시킬 수 있다.

게다가, 냉각팬의 회전에 의하여 횡방향으로 이동하며 낭비되는 공기의 흐름을 후방으로 유도하여 송풍효율을 더욱 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 설명하도록 한다. 다만, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 냉각팬 조립체의 분해 사시도이며, 도 3은 도 2에 도시된 차량용 냉각팬 조립체의 결합사시도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 냉각팬 조립체(100)는, 전방구동모터(130)와, 전방쉬라우드(120)와, 전방팬(110)과, 후방쉬라우드(150)와, 후방구동모터(160) 및 후방팬(140)을 포함한다.

상기 전방구동모터(130)는 회전축(131)을 구비하여 전방팬(110)에 회전동력을 전달하는 역할을 한다.

그리고 전방쉬라우드(120)는 중앙에 통풍구가 마련되며, 복수의 스테이터(121)에 의해 통풍구 내주면에서 구심방향으로 연장되어 상기 전방구동모터(130)를 고정지지하는 전방모터고정부(122)를 가진다.

한편, 상기 전방팬(110)은 전방쉬라우드(120)의 통풍구에 삽입되며, 전방구동모터(130)의 회전축(131)에 결합되는 허브(111) 및 상기 허브(111)의 외주에 방사상으로 배치되는 복수의 날개(112)를 가진다.

또한 상기 전방쉬라우드(120)의 후면에는 후방쉬라우드(150)가 결합되며, 이 후방쉬라우드(150)는 중앙에 통풍구가 마련되고 복수의 스테이터(151)에 의해 통풍구 내주면에서 구심방향으로 연장되는 후방모터고정부(152)를 가진다.

그리고 상기 후방모터고정부(152)에는 회전축(161)을 구비한 후방구동모터(160)가 고정 지지된다. 이 상기 후방구동모터(160)의 회전축(161)에는 허브(141) 및 상기 허브(141)의 외주에 방사상으로 배치되는 복수의 날개(142)를 가지는 후방팬(140)이 결합된다.

이와 같이, 본 발명에 따른 차량용 냉각팬 조립체(100)는 전방팬(110)을 회전시키는 전방구동모터(130) 및 후방팬(140)을 구동시키는 후방구동모터(160)를 구 비함으로써, 전방팬(110) 및 후방팬(140)의 회전속도를 각각 독립적으로 조절할 수 있다. 따라서 차량의 주행환경에 따라 요구되는 송풍량 및 소음을 동시에 만족시킬 수 있다는 장점이 있다.

예를 들면, 차량의 엔진 회전속도에 따른 차체의 진동과 냉각팬의 회전에 따른 진동이 공진하여 소음이 증가하는 경우, 전방팬(110)은 회전속도를 높이고 후방팬(140)은 회전속도를 낮춤으로써 차량용 냉각팬 조립체(100)에서 발생하는 진동수를 변화시켜 소음이 증가하는 것을 방지할 수 있다. 이때, 송풍량에는 변화를 주지 않으면서(에너지 소모량을 동일하게 유지하면서) 동시에 소음은 감소시킬 수 있는 것이다.

또한, 차량이 주행하는 노면의 상태에 따른 차체의 진동과 냉각팬의 회전에 따른 진동이 공진하여 소음이 증가하는 경우에도 상기와 같은 방법으로 전방팬(110)과 후방팬(140)의 속도를 조절함으로써, 풍량에 변화를 주지 않으면서(에너지 소모량을 동일하게 유지하면서) 소음은 감소시킬 수 있다.

차량의 주행에 따른 차체의 진동과 냉각팬의 회전에 따른 진동의 조합으로 인한 소음증가는 예측이 불가능한 다양한 변수들이 존재하므로, 본 발명의 차량용 냉각팬 조립체(100)를 이용하여 전방팬(110)과 후방팬(140)의 회전속도를 조절하여 차량의 소음을 감소시키는 것은 매우 효율적이라 할 수 있다.

한편, 상기 전,후방팬(110)(140)은, 상기 날개(112)(142)들의 끝단이 각각 고정되는 원형의 팬밴드(113)(143)를 더 구비하는 것이 바람직하다.

팬밴드(113)(143)는 날개(112)(142)의 끝단부에서 생성되는 와류를 억제하여 송풍효율을 향상시키는 효과가 있으며, 상기 날개(112)(142)가 변형되지 않도록 지지하는 역할도 동시에 수행할 수 있다는 장점이 있다.

또한, 상기 전,후방쉬라우드(120)(150)의 스테이터(121)(151)는, 상기 전,후방팬(110)(140)의 회전방향을 따라 후방으로 경사진 형태인 것이 바람직하다. 후방으로 경사진 형태의 스테이터(121)(151)는 전,후방팬(110)(140)의 회전에 의하여 발생하는 횡방향의 공기 흐름이 후방으로 유도되도록 하는 역할을 한다.

도 4는 도 3의 A부분을 확대한 부분확대도로 횡방향의 공기흐름이 스테이터(151)에 의하여 후방으로 유도되는 모습이 도시되어 있다.

따라서 본 발명에 따른 차량용 냉각팬 조립체(100)은 횡방향으로 이동하며 낭비되는 공기의 흐름을 후방으로 유도하여 송풍효율을 더욱 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.

한편, 본 발명에 따른 차량용 냉각팬 조립체(100)는 열교환기가 전방에 위치한 풀러타입(Puller type)으로 설명하였으나, 열교환기가 후방에 위치하는 푸셔타입(Pusher type)으로 사용될 수 있음은 물론이다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

도 1은 종래의 차량용 냉각팬 조립체를 나타낸 분해사시도,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 냉각팬 조립체를 나타낸 분해사시도,

도 3은 도 2에 도시된 차량용 냉각팬 조립체를 나타낸 결합사시도,

도 4는 도 3에 도시된 A부분을 확대한 부분확대도이다.

<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100...차량용 냉각팬 조립체 110...전방팬

111,141...허브 112,142...날개

113,144...팬밴드 120...전방쉬라우드

121,151...스테이터 122...전방모터고정부

130...전방구동모터 131,161...회전축

140...후방팬 150...후방쉬라우드

152...후방모터고정부 160...후방구동모터

Claims (3)

1. 회전축(131)을 구비한 전방구동모터(130);

   중앙에는 통풍구가 마련되며, 복수의 스테이터(121)에 의해 통풍구 내주면에서 구심방향으로 연장되어 상기 전방구동모터(130)를 고정지지하는 전방모터고정부(122)를 가지는 전방쉬라우드(120);

   상기 전방구동모터(130)의 회전축(131)에 결합되는 허브(111) 및 상기 허브(111)의 외주에 방사상으로 배치되는 복수의 날개(112)를 가지는 전방팬(110);

   상기 전방쉬라우드(120)의 후면에 결합되며, 중앙에는 통풍구가 마련되고 복수의 스테이터(151)에 의해 통풍구 내주면에서 구심방향으로 연장되는 후방모터고정부(152)를 가지는 후방쉬라우드(150);

   상기 후방모터고정부(152)에 고정지지되며, 회전축(161)을 구비한 후방구동모터(160); 및

   상기 후방구동모터(160)의 회전축(161)에 결합되는 허브(141) 및 상기 허브(141)의 외주에 방사상으로 배치되는 복수의 날개(142)를 가지는 후방팬(140)을 포함하고,

   상기 전방팬(110) 및 후방팬(140)은, 상기 전방쉬라우드(120)의 서로 반대편에 위치되고,

   상기 전방구동모터(130) 및 후방구동모터(160)는, 상기 전방팬(100) 및 후방팬(140)의 회전속도가 독립적으로 제어되도록 구동되는 차량용 냉각팬 조립체.
2. 제 1항에 있어서, 상기 전,후방팬(110)(140)은,

   상기 날개(112)(142)들의 끝단이 각각 고정되는 원형의 팬밴드(113)(143)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 냉각팬 조립체.
3. 제 1항에 있어서, 상기 전,후방쉬라우드(120)(150)의 스테이터(121)(151)는,

   상기 전,후방팬(110)(140)의 회전에 의하여 발생하는 횡방향의 공기 흐름이 후방으로 유도되도록, 상기 전,후방팬(110)(140)의 회전방향을 따라 후방으로 경사진 형태인 것을 특징으로 하는 차량용 냉각팬 조립체.

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