KR100339273B1 - 자동차 공조장치용 송풍장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내기 또는 외기를 강제 도입하는 자동차 공조장치용 송풍장치로서, 보다 구체적으로는, 송풍케이스의 배출구측 공기가 인렛링부의 벨마우스 내측으로 재유입될 수 있도록 연통구와 유로관을 형성함으로써 소음감소와 풍량을 증대한 자동차 공조장치용 송풍장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 자동차 공조장치용 송풍장치는, 상부에 내기유입구(111)와 외기유입구(112)가 형성되고 내부를 유입실(11)과 송풍실(14)로 구분하기 위한 인렛링부(13)를 구비한 스크롤 형상의 송풍케이스(1)와; 상기 내기유입구(111)와 외기유입구(112)사이에 회전하면서 상기 내,외기 유입구를 선택적으로 개폐하는 내/외기 전환도어(2)와; 상기 송풍케이스(1)의 하부에 설치되는 수개의 블레이드(41)를 구비한 원심팬(4)과; 상기 원심팬(41)을 구동하는 전동모터(3)로 구성됨에 있어서, 상기 송풍케이스(1)의 상면에는 배출구(142)측 송풍량의 일부를 다시 원심팬 흡입영역(42)으로 재유입하기 위해 성형된 연통구(12)와 유로관(15)이 설치되는 것을 특징으로 한다.

Description

자동차 공조장치용 송풍장치{BLOWER UNIT FOR AIR CONDITIONER OF VEHICLE}

본 발명은 자동차의 공조장치 내로 내기 또는 외기를 강제 도입하는 자동차의 공조장치용 송풍장치로서, 보다 구체적으로는, 송풍케이스의 배출구측 공기가원심팬 흡입영역으로 재유입될 수 있도록 연통구와 유로관을 형성함으로써 소음감소와 풍량을 증대한 자동차 공조장치용 송풍장치에 관한 것이다.

자동차의 공조장치는 차 실내/외 공기를 도입하여 이 공기를 가열 또는 냉각하여 자동차의 실내로 송풍함으로써 자동차 실내를 냉방하거나 난방하는 장치로서, 이 장치에는 차 실내/외 공기를 도입하여 자동차 실내로 송풍하기 위한 송풍장치가 필수적으로 구비된다. 통상 자동차 공조장치용 송풍장치로는, 주로, 원통형으로 배열된 팬들이 회전하면서 일으키는 원심방향의 공기유동으로 차 실내,외 공기를 도입한 후, 이 공기를 냉,난방용 열교환기를 거쳐 차 실내로 송풍하는 원심식 송풍기가 주로 많이 사용된다.

자동차 공조장치용 송풍장치는, 상부에 내기유입구와 외기유입구가 형성되고 내부를 유입실과 송풍실로 구분하기 위한 인렛링부를 구비한 스크롤 형상의 송풍케이스와, 상기 내기유입구와 외기유입구 사이에 회전하면서 상기 내,외기 유입구를 선택적으로 개폐하는 내/외기 전환도어와, 상기 송풍케이스의 하부에 설치되는 수개의 블레이드를 구비한 원심팬과, 상기 원심팬을 구동하는 전동모터로 구성되어 있다.

상기 내,외기유입구는 송풍케이스의 상부에 위치하고 있으며, 송풍구는 송풍케이스 하부에 원주방향으로 설치된다. 내/외기 전환 도어는 운전자가 조작하는 내/외기 전환 스위치 또는 레버(도시되지 않음)에 연동하여 회전축을 중심으로 회전될 수 있게 설치된다. 상기 원심팬은 원통형으로 배열된 다수의 블레이드를 가지고 있으며, 이는 운전자에 의해 조작되는 송풍스위치(도시되지 않음)에 연동하여전원이 인가되면서 작동한다. 그리고, 상기 인렛링은 상기 송풍케이스를 상하로 분할하며, 공기의 흐름을 원활하게 유도하는 벨마우스가 형성되어 있다.

이상과 같은 구성으로, 종래의 자동차 공조장치용 송풍장치는, 전동모터에 의해 구동되는 원심팬이 원심방향으로 공기를 유동시킴으로써 일으키는 송풍케이스 내의 압력 차이에 의해, 외부공기(내/외기)를 흡입하여 열교환기측으로 송풍한다.

상술한 바와 같은, 종래의 자동차 공조장치용 송풍장치가 원심팬이 회전함으로써 벨마우스를 통해 흡입된 공기를 다시 스크롤 형상의 송풍케이스를 통과하여 열교환기측으로 배출함에 있어서, 공기 배출구측에 형성되는 시스템 저항이 일정량 이상으로 크게 되면 공기 배출구측의 압력이 원심팬 흡입영역보다 높게 형성되어 공기 배출구측에서 원심팬을 통하여 원심팬 흡입영역으로 역류가 발생하게 된다. 또한, 특정 시스템 저항 및 전원이 불규칙적으로 공급될 경우에도 공기 배출구 측의 압력이 시간적으로 불균일하게 급격히 큰 폭으로 변동하기 때문에 컷오프 부근에서는 원심팬을 통하여 유동이 토출되기도 하고 역류되기도 하는 등 상당히 불안해진다.

상기와 같이 송풍케이스의 배출압력이 입구압력에 비해 상대적으로 높음으로 인해 배출구측의 공기가 입구측으로 재유입됨으로써 배출공기와 유입공기간에 마찰이 생겨 소음이 발생하고, 또 특정 시스템 및 모터의 불연속 회전등으로 인한 공기의 유동이 시간적으로 불안정한 유동장을 만들어 송풍케이스를 울리는 공명음을 만든다. 이러한 소음과 공명음은 럼블 소음이 되는 원인이 되기도 한다.

또한, 이러한 현상으로 인한 풍량감소를 만회하기 위해 모터의 출력을 높일경우 소비전력이 증가하고 모터의 내구성이 저하되어 모터의 수명도 단축된다.

이러한 문제점과 관련하여, 국내 특허 출원번호 제92-24355호, 제96-8514호에는 배출구측 공기가 재유입되지 않도록 원심팬 입구측과 배출구측에 가이드벽을 설치하여 공기의 흐름이 차단되도록 하였으나 가이드벽 자체가 유동장에 있어서 또다른 저항체 역할을 하기 때문에 오히려 소음이 증가되는 단점이 있었다.

또한 전술한 종래의 문제점을 해소하기 위한 또 다른 예로서, 일본 특개평 10-141294호는, 수개의 블레이드로 구성된 원심팬의 내측에 하나의 블레이드를 별도로 설치하여 안정된 유동장을 형성하는 기술을 개시하고 있으며,

또한, 일본 특개평 10-252682호에는 벨마우스 상단에서 블레이드 안쪽으로 활형인 리브가 송풍케이스와 일체로 성형되어 안정된 유동장을 형성하는 기술이 개시되어 있다.

본 발명은 상기한 종래 문제점을 해소하기 위한 또 다른 제안으로서, 송풍케이스의 압력 상승이 시작되는 스크롤 시작부와 배출구측이 접하는 컷오프부근 상단에 연통구를 형성하고 이 연통구에서 벨마우스까지 연통하는 유로관을 형성하여 스크롤 내부에서 원심팬 흡입영역으로 강제적인 공기 흐름을 발생시킨 것으로, 유동하는 공기의 일부가 유로관을 통하여 다시 원심팬 흡입영역으로 재유입되도록 함으로써 컷오프 부근의 불안정한 공기유동을 해소할 수 있는 자동차 공조장치용 송풍장치의 제공을 목적으로 한다.

도 1은 자동차 공조장치용 송풍장치를 투시한 사시도.

도 2는 본 발명의 일 실시예를 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도.

도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ 선 단면도.

도 4는 본 발명의 유로관과 연결되는 연통관의 설치 영역을 나타낸 단면도.

도 5는 본 발명의 유로관의 토출구 설치 영역을 나타낸 단면도.

도 6은 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 단면도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

12 : 연통구 131 : 벨마우스

141 : 스크롤 시작부 142 : 공기 배출구

143 : 컷오프 15 : 유로관

151 : 유로관 토출구 42 : 원심팬 흡입영역(공기 입구측)

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 외기,내기를 차내로 유입하여 차내의 여러 방향으로 분산시키는 자동차 공조장치용 송풍장치(100)에 관한 것으로, 상부에 내기유입구(111)와 외기유입구(112)가 형성되고 내부를 유입실(11)과 송풍실(14)로 구분하기 위한 인렛링부(13)를 구비한 스크롤 형상의 송풍케이스(1)와; 상기 내기유입구(111)와 외기유입구(112)사이에 회전하면서 상기 내,외기 유입구를 선택적으로 개폐하는 내/외기 전환도어(2)와; 상기 송풍케이스(1)의 하부에 설치되는 수개의 블레이드(41)를 구비한 원심팬(4)과; 상기 원심팬(4)을 구동하는 전동모터(3)로 구성된 자동차 공조장치용 송풍장치에 있어서, 상기 송풍케이스(1)의 상면에 배출구(142)측 송풍량의 일부를 다시 원심팬 흡입영역(42)으로 재유입하기 위해 성형된 연통구(12)와 유로관(15)이 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 연통구(12)는 스크롤 전개각 315°지점에서부터 유동방향으로 컷오프(143)까지의 영역에 위치되어 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 유로관(15)의 토출구(151)가 컷오프(143) 지점에서 스크롤 전개 방향으로 +30° ∼ -50°사이의 영역에 위치되어 이루어지는 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면에 의거 본 발명의 실시예를 구체적으로 설명한다.

본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 가능한 종래와 중복되지 않게 개선된 부분만을 주로하여 설명한다.

먼저 첨부도면을 살펴보면, 도 1은 자동차 공조장치용 송풍장치의 일반적인 예를 나타낸 사시도이고, 도 2는, 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도로 본 발명의 실시예1를 나타낸 단면도이고, 도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ선 단면도로 송풍케이스내에 구비된 연통구와 유로관의 작용 상태를 나타낸 단면도이고, 도 4 및 도 5는 본 발명의 연통구와 유로관의 설치 영역을 나타낸 단면도이고, 그리고, 도 6은 본 발명에 따른 실시예2를 나타낸 단면도이다.

도 1 내지 3에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 공조장치용 송풍장치(100)는, 상부에 내/외기 유입구(111)(112)를 형성하고 공기 유입실(11)과 송풍실(14)을 구분하는 인렛링부(13)를 구비한 스크롤 형상의 송풍케이스(1)와, 상기 내/외기 유입구(111)(112)를 선택적으로 개폐하는 내/외기 전환 도어(2)와, 상기 송풍케이스(1) 하부의 원심팬(4)과, 상기 원심팬(4)을 구동하는 전동모터(3)와, 상기 송풍케이스(1)의 배출구(142)측에 성형된 연통구(12)와 이에 연결되어 공기의 흐름을 원심팬 흡입영역(42)으로 재유입하도록 하는 유로관(15)을 포함하여 구성되어 있다.

상기 송풍케이스(1)는, 외부로부터 차폐된 밀폐공간을 형성하는 것으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 상부에 외기와 내기를 흡입하기 위한 내,외기 유입구(111)(112)가 서로 소정의 경사각으로 마주보게 형성되어 있으며, 그 사이에는 작동적으로 전환되는 내/외기 전환 도어(2)가 설치된다. 또한, 송풍케이스(1)에는 공기유입실(11)과 송풍실(14)로 구분하여 송풍을 유도하는 인렛링부(13)를 구비하고, 상기 송풍실(14)의 공기 배출구(142) 상면에는 배출공기의 일부를 원심팬 흡입영역(42)으로 재유입하기 위한 연통구(12)가 구비되어 있으며, 상기 연통구(12)를 통해 유입된 배출공기를 다시 인렛링부(13)로 유도하는 유로관(15)이 연통구(12)와 연결되어 있다. 또한 송풍실(14)에 형성된 스크롤부에는 스크롤 시작부(141)와 배출구(142)측이 서로 접하는 모서리가 곡부로 이루어진 컷오프(143)가 구비되어 있어 스크롤 내부의 정압이 점진적으로 상승할 수 있도록 되어 있다.

도 2 및 3에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 연통구(12)는 송풍실 공기배출구(142)측 상면(144)에 성형되어 있다.

상기 유로관(15)은 연통구(12)를 통해 유입되는 공기를 인렛링부(13)의 벨마우스(131)로 유도하도록 유로가 형성되어 있다. 또한 상기 유로는 연통구(12)를 꼭지점으로 하는 부채꼴형으로 형성되어 벨마우스(131) 내로 넓게 개구되는 것이 바람직하다.

이와 같은 연통구(12)와 유로관(15)은 전환도어(2)의 작동시 간섭되지 않는 범위로 설계되며, 유로관(15)은 유입공기의 저항을 줄이도록 내부 단면이 대략 곡형을 이룬다.

본 발명에 따른 연통구(12)와 유로관(15)은 종래의 송풍실(14)의 원심팬 흡입영역인 공기 입구측(42)과 배출구(142)측에 생기는 불안정한 공기유동장을 해소하여 소음 및 풍량감소를 개선하기 위한 것으로, 연통구(12)와 유로관(15)의 설치함에 있어 설치영역은 소음 및 풍량감소를 고려하여 설치되며 그 설치영역은 다음과 같다.

도 4에 도시한 바와 같이, 연통구(12)는 스크롤의 전개각 315°인 'b' 지점에서부터 송풍이 배출되는 컷오프(143) 지점인 'a' 점까지의 영역에 배출된 공기의 일부가 유입되도록 설치된다. 그 이유는 상기 설치 영역에서의 정압이 다른 영역의 정압보다 높아 연통구 및 유로관을 통한 공기 재유입이 더 효과적이기 때문이다.

또한 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 유로관(15)의 토출구(151)는 스크롤이 시작되는 "a" 점을 기준으로 스크롤이 진행되는 30°인 "c" 지점과 상기 "a" 점을 기준으로 -50°인 "d" 지점까지의 80°의 영역에 설치된다. 이것은 불안정한 유동장이 스크롤 시작부(141)와 배출구(142)측이 접하는 컷오프(143)부근에서 발생하기 때문이며, 이부근에서 원심팬을 통하여 공기유동이 역류되는 것을 방지하기 위함이다.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예 나타낸 단면도로, 본 발명에 따른 연통구와 유로관의 영역에 설치된 실시예이다.

본 발명에 따른 연통구(12)와 유로관(15)을 구비한 자동차 공기장치용 송풍장치(100)는 전동모터(3)의 구동으로 인해 강제 공기유동을 발생하여 상기 연통구(12)와 유로관(15)을 통하여 공기가 지속적으로 유입되도록 함으로써 자동차 공조장치 송풍장치 작동시 컷오프(143) 부근에 안정된 유동장을 형성하여 소음을 방지하고 풍량을 증대할 수 있다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 연통구(12)와 유로관(15)이 구비된 자동차 공조장치용 송풍장치(100)에 있어서는, 송풍구의 스크롤 시작부(141)와 배출구(142)측이 접하는 컷오프(143)) 부근의 불안정한 공기 유동을 제어함으로써 소음 방지와, 풍량 증대, 그리고 풍량증대로 인한 전동 모터의 소비전력을 감소시키는 효과가 있다.

Claims (3)

1. (1회 정정) 상부에 내기유입구(111)와 외기유입구(112)가 형성되고 내부를 유입실(11)과 송풍실(14)로 구분하기 위한 인렛링부(13)를 구비한 스크롤 형상의 송풍케이스(1)와; 상기 내기유입구와 외기유입구사이에 회전하면서 상기 내,외기 유입구를 선택적으로 개폐하는 내/외기 전환도어(2)와; 상기 송풍케이스의 하부에 설치되는 수개의 블레이드(41)를 구비한 원심팬(4)과; 상기 원심팬을 구동하는 전동모터(3)로 구성된 자동차 공조장치용 송풍장치에 있어서:

   상기 송풍케이스(1)는 배출구(142)측 송풍량의 일부를 다시 원심팬 흡입영역(42)으로 재유입하기 위해 성형된 연통구(12)와 유로관(15)을 구비하고;

   상기 연통구(12)는 송풍실(14)의 배출구(142) 상면에 형성되며;

   상기 유로관(15)은 상기 연통구(12)와 연결되어 그 토출구(151)쪽이 인렛링부(13)의 벨마우스(131) 내로 넓게 개구되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차 공조장치용 송풍장치.
2. (1회 정정) 제 1 항에 있어서,

   상기 연통구(12)가 유동방향으로 스크롤 전개각 315°지점에서부터 스크롤 시작부(141)와 배출구측(142)이 접하는 컷오프(143))까지의 영역에 위치되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차 공조장치용 송풍장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 유로관(15)의 토출구(151)가 스크롤 시작부(141)와 배출구측(142)이 접하는 컷오프(143)지점에서 스크롤 전개 방향으로 +30° ∼ -50°사이의 영역에 위치되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차 공조장치용 송풍장치.