KR20100041127A

KR20100041127A - 팬 및 쉬라우드 조립체

Info

Publication number: KR20100041127A
Application number: KR1020080100153A
Authority: KR
Inventors: 남현우; 이상현
Original assignee: 한라공조주식회사
Priority date: 2008-10-13
Filing date: 2008-10-13
Publication date: 2010-04-22

Abstract

본 발명은 팬 및 쉬라우드 조립체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 벨마우스에 공기안내부를 형성하는 간단한 구성으로 벨마우스에 인접한 공기가 와류를 형성함을 방지하여 풍량의 손실 및 소음을 최소화 할 수 있는 팬 및 쉬라우드 조립체에 관한 것이다.

본 발명의 팬(10) 및 쉬라우드(20) 조립체(1)는 모터의 회전축에 결합되는 허브(11)(hub)와, 상기 허브(11)의 외주면에 형성되는 복수개의 블레이드(12)를 포함하는 팬(10); 상기 팬(10)에 의해 공기가 송풍되는 송풍부(21)를 형성하는 벨마우스(24)와, 상기 모터를 마운팅하기 위한 모터 마운팅(23)(motor mounting)과, 상기 모터 마운팅(23)과 벨마우스(24)를 연결하는 복수개의 스테이터(22)가 형성되어 열교환기로 송풍되는 공기를 안내하는 쉬라우드(20)(shroud)를 포함하는 팬(10) 및 쉬라우드(20) 조립체(1)에 있어서, 상기 쉬라우드(20)는 상기 벨마우스(24)에 인접하게 이동되는 공기가 외부로 원활히 배출되도록 상기 벨마우스(24)에 공기 흐름을 안내하는 공기안내부(25)가 돌출형성되는 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 본 발명의 팬 및 쉬라우드 조립체는 벨마우스에 송풍부 중심측으로 연장형성되는 복수개의 공기안내부를 형성함으로써 상기 벨마우스에 인접하여 통과되는 공기가 적절히 안내되어 와류의 형성을 방지하고 이에 따라 소음을 최소화할 수 있으며, 풍량을 증대할 수 있는 효과가 있다.

팬, 쉬라우드, 벨마우스, 스테이터

Description

팬 및 쉬라우드 조립체{Fan and Shroud Assemble}

자동차의 엔진룸의 전방에는 엔진 냉각수를 냉각시키기 위한 라디에이터(radiator)와 에어컨 냉매를 냉각하기 위한 응축기(condenser)등의 열교환기가 설치되며, 그 열교환기의 앞쪽이나 뒤쪽에 방열 효율을 높이기 위한 열교환기에 대해 공기를 강제 송풍할 수 있는 축류팬이 설치된다.

축류팬은 방사상으로 배열된 회전익(回轉翼)인 다수의 블레이드(blade)를 회전시켜 공기를 축방향으로 송풍하는 유체기계로서, 통상 축류팬과 그 구동모터를 지지하면서 그 주위를 둘러싸 보호하는 쉬라우드(shroud)와 함께 조립체를 이루어 차체에 장착된다. 자동차에 설치되는 축류팬은 열교환기에 대한 배치형식에 따라 열교환기의 앞에서 공기를 뒤쪽의 열교환기측으로 강제 송풍하는 푸셔 타입(pusher type)과, 열교환기 뒤쪽에서 열교환기 앞쪽의 공기를 끌어들여 열교환기를 통과하게 하는 풀러 타입(puller type)으로 분류되는데, 후자는 송풍효율이 낮기 때문에 엔진 룸 내 열교환기 뒤쪽에 여유 공간이 협소하여 제한적으로 사용되고 있으며, 일반적으로 송풍효율이 높은 전자인 푸셔 타입(pusher type) 축류팬이 사용되고 있다.

근래의 자동차 산업은 편안하고 안락한 승차조건을 요구하는 소비자의 욕구를 반영하여 저소음화 연구가 활발하게 수행되고 있다. 저소음 기술 개발은 작게는 소비자의 불만을 감소 뿐 아니라 장기적으로는 세계 시장에서의 저소음화 전략에 의한 판매 증가에 큰 역할을 할 수 있기 때문이다. 엔진이나 기타 자동차 부품들이 더욱 조용하게 만들어지고 있는 상황에서 냉각팬의 저소음화 개발은 더더욱 시급한 실정이다.

일반적으로 주지하는 바와 같이 자동차의 엔진만을 구동하였을 때 보다 엔진과 팬을 함께 구동시켰을 때 소음의 크기는 많은 차이를 보인다. 팬의 회전에 다른 소음의 지배적인 원인은 팬 날개 표면 위의 비정상 힘의 교란에 기인한 이극(dipole)이라 알려져 있다. 일반적은 축류팬의 소음 특성은 주파수 특성에 따라서 분절음(tonal noise)과 광역소음(broadband noise)으로 나누어진다. 우선 분절음은 날개 통과 주파수(blade-passage frequency, BPF)와 그 조화 주파수의 음으로 이루어지며 날개에 작용되는 힘이 회전하거나 주위 구조물(특히 shroud)과 주기적 인상호 작용을 일으킴으로써 발생한다. 또한 팬 입구 장애물이나 형상에 의한 주기적인 난류(turbulence) 유입이 주기적인 소음을 발생시킨다. 그 예로 비균일 유입류가 있다. 광역소음으로는 난류의 유입으로 발생하는 난류 유입소음, 경계측 내의 난류에 의해 발생하는 난류 경계층 소음, 팬 후면의 와류 흘림에 의해 발생하는 와류 흘림 소음 등이 있으며 넓은 주파수 범위에 걸쳐서 분포한다.

종래 기술에 의한 팬과 쉬라우드의 조립체는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 크게 팬(100)과 쉬라우드(200)로 이루어져 있다. 상기 팬(100)은 모터(110)의 회전축(111)에 결합되는 허브(112), 상기 허브(112)의 외주면상에 일정한 간격으로 형성되는 복수개의 블레이드(120), 상기 블레이드(120)의 단부에 이들을 연결하는 제이자 또는 갈고리 형상의 밴드로 구성되어 있다.

상기 쉬라우드(200)는 상기 블레이드(120)의 최외단 회전궤적을 따라 밴드와 접촉되지 않도록 감싸는 형상으로 형성되어 열교환기(미도시)에 인접된다.

상기 열교환기에 인접된 반대편에 해당하는 쉬라우드(200)의 단부에는 일정한 곡률로 만곡된 벨마우스(210)가 일체로 형성되어 있고, 상기 허브(112)에 회전축(111)이 결합되는 모터(110)는 별도의 모터 마운팅(113)에 의해 마운팅되어 고정되어 있다.

또한, 상기 쉬라우드(200)는 상기 모터 마운팅(113)의 외측면과 상기 벨마우스(210)의 외측면을 연결하는 복수개의 스테이터(220)가 설치되어 있다.

상기와 같이 구성된 종래 기술에 따르면 모터(110)의 구동력을 전달받아 팬(100)의 블레이드(120)가 회전함에 따라 열교환기(200)를 통과한 공기는 강제로 흡입되어 대부분은 블레이드(120)를 그대로 통과하게 되고, 나머지는 쉬라우드(200)의 내측면을 따라 벨마우스(210)까지 유동하게 되며, 상기 벨마우스(210)까지 유동된 공기는 팬(100)의 외부로 토출된다.

그런데 이때, 상기 벨마우스(210)에 인접한 부분은 상기 팬(100)에 의해 이송된 공기가 유동되는 단부로서, 상기 벨마우스(210) 부분에서 공기 흐름이 급변하여 와류를 형성하기 쉽고, 이와 같은 현상은 상기 블레이드(120)와 스테이터(200)와의 접선의 길이 또는 접면의 넓이가 증가할수록 더욱 커지게 된다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 벨마우스에 공기안내부를 형성하는 간단한 구성으로, 공기의 흐름을 적절히 안내함으로써 와류가 형성됨에 따라 발생되는 소음을 최소화할 수 있으며 풍량의 손실을 최소화할 수 있는 팬 및 쉬라우드 조립체를 제공하는 것이다.

또한, 상기 공기안내부(25)는 상기 송풍부(21)의 중심측으로 돌출형성되는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 공기안내부(25)는 상기 스테이터(22) 사이에 복수개 형성되는 것 특징으로 한다.

이하, 상술한 바와 같은 본 발명의 팬(10) 및 쉬라우드(20) 조립체(1)를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 팬(10) 및 쉬라우드(20) 조립체(1)의 사시도이고, 도 4는 상기 도 3에 도시한 팬(10) 및 쉬라우드(20) 조립체(1)의 평면도이며, 도 5는 상기 도 3에 도시한 팬(10) 및 쉬라우드(20) 조립체(1)의 공기 흐름 개략도이다.

본 발명의 팬(10) 및 쉬라우드(20) 조립체(1)는 팬(10)의 회전에 의해 공기를 원활하게 이송하면서도 소음 발생을 최소화 할 수 있는 구성으로서, 크게 팬(10)과 쉬라우드(20)의 조합으로 구성된다.

먼저, 팬(10)은 모터(미도시)의 회전축에 결합되는 허브(11)(hub)와, 상기 허브(11)의 외주면에 형성되는 복수개의 블레이드(12)를 포함한다.

상기 팬(10)은 모터에 의해 회전되어 공기를 축방향으로 이송하는 수단이다.

상기 쉬라우드(20)는 상기 팬(10)을 고정하는 구성으로서, 상기 팬(10)이 구비되어 상기 팬(10)에 의해 공기가 송풍되는 공간인 송풍부(21)를 형성하는 벨마우스(24), 상기 모터를 마운팅하기 위한 모터 마운팅(23)(motor mounting), 상기 모터 마운팅(23)과 벨마우스(24)를 연결하는 복수개의 스테이터(22), 및 상기 벨마우스(24)에 형성되어 공기 흐름을 안내하는 공기안내부(25)를 포함하여 형성된다.

상기 송풍부(21)는 상기 팬(10)에 의해 회전된 공기가 이송되는 공간으로써 벨마우스(24)에 의해 형성된다.

상기 모터 마운팅(23)은 상기 팬(10)을 회전하는 모터를 마운팅하기 위한 부분으로써, 일반적으로 상기 모터가 송풍부(21)의 중심에 형성됨에 따라 상기 모터 마운팅(23) 역시 중심부에 형성된다.

상기 스테이터(22)는 상기 벨마우스(24)와 모터 마운팅(23)을 연결하는 구성으로, 방사상으로 복수개 형성되어 쉬라우드(20)의 전체적인 내구성을 증대한다.

상기 공기안내부(25)는 상기 벨마우스(24)에 형성되는 구성으로, 상기 벨마우스(24)에 인접한 공기의 흐름을 안내한다.

상기 공기안내부(25)는 상기 스테이터(22) 형성을 방해하지 않도록 상기 스테이터(22) 사이에 복수개 형성되는 것이 바람직하며, 상기 공기안내부(25)는 수평방향(공기 흐름에 수직인 방향)으로 형성되되, 각각의 공기안내부(25)가 상기 송풍부(21)의 중심측으로 돌출형성되어 상기 벨마우스(24)에 인접하게 이동되는 공기의 흐름을 원활히 안내한다.

이 때, 상기 공기안내부(25)의 돌출 길이는 상기 팬(10)에 의한 축방향의 공기 이동은 방해하지 않으면서도 상기 벨마우스(24)에 인접한 공기의 와류 형성을 방지할 수 있는 정도로 형성되어야 한다.

본 발명의 팬(10) 및 쉬라우드(20) 조립체(1)는 상기 공기안내부(25)를 형성하는 간단한 구성으로, 상기 벨마우스(24)에 인접하게 유동되는 공기의 흐름을 상기 도 5에 도시된 바와 같이 원활하게 함으로써 와류의 흐름을 방지하고, 이에 따라 팬(10)의 풍량을 최대화 할 수 있으며 소음을 최소화할 수 있는 장점이 있다.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.

도 1 및 도 2는 종래 팬 및 쉬라우드 조립체의 평면도 및 단면도.

도 3은 본 발명에 따른 팬 및 쉬라우드 조립체의 사시도.

도 4는 상기 도 3에 도시한 팬 및 쉬라우드 조립체의 평면도.

도 5는 상기 도 3에 도시한 팬 및 쉬라우드 조립체의 공기 흐름 개략도.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**

1 : 본 발명에 따른 팬 및 쉬라우드 조립체

10 : 팬 11 : 허브

12 : 블레이드

20 : 쉬라우드 21 : 송풍부

22 : 스테이터 23 : 모터 마운팅

24 : 벨마우스 25 : 공기안내부

Claims

모터의 회전축에 결합되는 허브(11)(hub)와, 상기 허브(11)의 외주면에 형성되는 복수개의 블레이드(12)를 포함하는 팬(10); 상기 팬(10)에 의해 공기가 송풍되는 송풍부(21)를 형성하는 벨마우스(24)와, 상기 모터를 마운팅하기 위한 모터 마운팅(23)(motor mounting)과, 상기 모터 마운팅(23)과 벨마우스(24)를 연결하는 복수개의 스테이터(22)가 형성되어 열교환기로 송풍되는 공기를 안내하는 쉬라우드(20)(shroud)를 포함하는 팬(10) 및 쉬라우드(20) 조립체(1)에 있어서,

상기 쉬라우드(20)는

상기 벨마우스(24)에 인접하게 이동되는 공기가 외부로 원활히 배출되도록 상기 벨마우스(24)에 공기 흐름을 안내하는 공기안내부(25)가 돌출형성되는 것을 특징으로 하는 팬 및 쉬라우드 조립체.
제1항에 있어서,

상기 공기안내부(25)는 상기 송풍부(21)의 중심측으로 돌출형성되는 것을 특징으로 하는 팬 및 쉬라우드 조립체.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 공기안내부(25)는 상기 스테이터(22) 사이에 복수개 형성되는 것 특징으로 하는 팬 및 쉬라우드 조립체.