KR100679136B1

KR100679136B1 - 다익송풍기 케이스

Info

Publication number: KR100679136B1
Application number: KR1020000029670A
Authority: KR
Inventors: 김종열
Original assignee: 한라공조주식회사
Priority date: 2000-05-31
Filing date: 2000-05-31
Publication date: 2007-02-05
Also published as: KR20010108766A

Abstract

본 발명은 다익팬을 둘러싸 밀폐된 송풍실을 형성하고 다익팬 상부와 원심방향으로는 각각 유입구와 송풍구를 형성하여, 다익팬 회전시 다익팬 내,외부 사이에 차압이 생성되게 함으로써 다익팬의 강제송풍을 가능하게 하는 다익 송풍기 케이스에 관한 것으로, 특히, 다익송풍기의 송풍성능 저하없이 송풍소음의 발생을 억제할 수 있는 다익 송풍기 케이스에 관한 것이다.

본 발명은, 다익팬 주위를 컷 오프로부터 스크롤의 형태로 둘러싸는 스크롤부와; 상기 스크롤부에 의해 다익팬 주위에 형성된 공간의 상부를 덮고 다익팬 중심부 위에 배치된 공기 유입구를 가지는 천정부와; 상기 스크롤부에 의해 다익팬 주위에 형성된 공간의 하부를 밀폐하고, 그 상면과 하면에 각각 다익팬 및 다익팬 구동용 모터가 설치되는 바닥부와; 상기 컷 오프와 상기 스크롤부의 스크롤 종점으로부터 상기 스크롤 종점의 접선방향으로 연장성형되어 송풍구를 형성하는 연장부와; 그리고, 상기 스크롤부 내벽면으로터 중심축 방향으로 돌출 형성되고, 상기 컷 오프의 하단에서 시작되어 스크롤부의 상단을 향하여 스크롤부를 따라 사선방향으로 형성되는 보조 컷 오프를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이러한 구성에 따르면, 그 보조 컷 오프가 컷 오프의 압력경계를 지나가는 블레이드가 받는 극심한 압력변화를 대폭 완화하여 송풍성능의 저하없이 다익송풍기의 송풍 소음을 대폭 저감할 수 있다.

다익송풍기, 소음감소, 컷 오프, 보조 컷 오프

Description

다익송풍기 케이스{CASING FOR MULTI-BLADE BLOWER}

도 1은 종래 다익송풍기 케이스의 측단면도.

도 2는 종래 다익송풍기 케이스의 평단면도.

도 3은 다익송풍기가 발생하는 송풍 소음의 크기와 주파수 사이의 관계를 보인 그래프.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 다익송풍기 케이스의 분해사시도.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 다익송풍기 케이스의 평단면도.

도 6은 도 4에서 본 발명의 요부만을 확대하여 보인 확대사시도.

도 7은 도 5의 Ⅶ-Ⅶ선 단면도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10 : 다익송풍기 케이스, 11 : 컷 오프

12 : 스크롤부, 13 : 천정부

14 : 바닥부, 15, 16 : 연장부

17 : 보조 컷 오프, 20 : 다익팬

21 : 블레이드, 100 : 송풍실

자동차 공기조화장치는 자동차 실외 또는 실내로부터 공기를 도입하여 그 공기를 가열 또는 냉각한 후 자동차의 실내로 송풍함으로써 자동차 실내를 냉방 혹은 난방하는 장치로서, 이 장치에는 자동차 실내 또는 실외 공기를 도입하고 또 그 공기를 열교환기들을 거쳐 자동차 실내로 강제송풍할 수 있는 송풍기가 필수적으로 구비된다.

공기조화장치용 송풍기로는 다익송풍기가 가장 일반화되어 있는 바, 이 다익송풍기는 상부와 측면에 각각 유입구와 송풍구를 갖는 케이스 내에서 원통형 다익팬을 회전시켜 원심방향으로 공기유동을 일으킴으로써 그 공기유동으로 생기는 다익팬 내외의 차압에 의해 유입구를 통해 외부로부터 공기를 케이스 내에 도입하고 동시에 그 공기를 송풍구를 통해 냉,난방 열교환기가 내장된 공기조화장치의 덕트측으로 송풍하는 원심식 송풍기이다.

이와 같은 다익송풍기에 있어서, 다익송풍기 케이스는 다익팬 주위에 송풍실을 형성하고 이 송풍실 내 다익팬 내,외부의 공간을 각각 유입구와 송풍구로써 자동차 실내/외와 공기조화케이스 내부에 연통시킴으로써, 다익팬 회전에 의해 유동 되는 공기를 자동차 실내/외측으로부터 공기조화케이스로 유도하여 다익팬에 의한 강제송풍을 가능하게 하는 것이다.

즉, 도 1과 2에서 알 수 있는 바와 같이, 다익송풍기 케이스(10)는 나선형으로 반경이 증대되는 측벽인 스크롤부(12), 상기 스크롤부(12)의 위면을 덮는 천정부(13), 그리고, 스크롤부(12) 바닥을 밀폐하는 바닥부(14)로써 다익팬(20) 둘레와 상하를 둘러싸 외부로부터 차단된 송풍실(100)을 형성하여, 다익팬(20)에 의해 원심방향으로 유동하는 공기를 스크롤부(12)로 유도하여 송풍구(102)를 통해 원활하게 토출되게 함과 동시에 그 공기 토출로 생긴 블레이드(21) 안쪽 다익팬(20) 내부의 부압에 의해 천정부(13)의 유입구(101)를 통해 외부공기가 도입되게 함으로써, 결과적으로 다익팬(20)에 의한 강제송풍이 이루어지게 하고 그 송풍률도 높히는 작용을 한다. 이러한 다익송풍기는 스크롤부(12)가 시작되는 컷 오프(11)와 다익팬(20) 사이의 간극(t)이 작을수록 컷 오프(11)에서부터 생성되기 시작하는 송풍압의 손실량이 적어지므로 송풍성능이 향상된다. 참고로 도 1의 미설명 부호 30은 다익팬(20)을 회전시키기 위한 모터이다.

한편, 다익송풍기의 송풍작용에 있어서, 스크롤부(12)의 스크롤 시작단으로서 송풍구(102)와 스크롤부(12)의 경계가 되는 컷 오프(11) 상에는 상당히 큰 압력차를 갖는 압력경계가 존재하여 다익팬(20)의 블레이드(21)들은 그 컷 오프(11)를 지나칠 때 극심한 압력변동을 겪게 된다. 이 때문에 원심식 다익송풍기는 구동시 다익팬(20) 각 블레이드(21)들이 컷 오프(11)를 지나칠 때 받는 압력충격에 의해 휘파람(Whistle)소리와 아주 유사한 소음(Blade Passage Frequency Tone Noise)을 필연적으로 발생하여 자동차의 승차감을 저해하는 문제점이 있다. 이 소음의 주파수(f)는 다음의 식으로 산출되며, 그 소음의 크기와 주파수 사이의 관계를 나타낸 것이 도 3의 그래프이다.

종래부터 이 소음문제를 해소하기 위해 종래에 다양한 연구들이 있어온 바, 일본 특개평 7-224788 호에는 컷 오프(공보상 부호 10)의 중간부에 노치(10a)를 형성하여 블레이드가 받는 급격한 압력변동을 완화시킴으로써 블레이드에 의한 압력충격 소음을 감소시킨 다익송풍기가 소개되어 있으며, 미국특허 제 5,419,680 호에는 컷 오프의 근접한 위치에 수직봉 형태의 노이즈 제너레이터(noise generator: 공보상 부호 12)를 설치하여, 그 노이즈 제너레이터가 컷 오프에서 생성된 소음에 대하여 위상차를 갖는 추가소음을 생성케하여 그 소음이 컷 오프에서 생성된 소음과 상쇄되어 동반소멸되게 함으로써 다익송풍기의 송풍소음을 줄이는 기술이 소개되어 있다.

그러나, 상술한 바와 같은 종래 다익송풍기들은 각각 노치부(10a)의 압력변동폭 완화하거나 또는 노이즈 제너레이터(12)가 상쇄용 소음을 생성시킴으로써 컷 오프의 압력경계에서 발생되는 소음을 감소시킬 수는 있었으나, 그 반대 급부로, (前者)의 송풍기 경우는 노치부가 컷 오프에서 발생되는 스크롤부측 압력손실량을 증대시키고 후자(後者)의 송풍기의 경우에는 노이즈 제너레이터가 공기유동에 대하여 저항이 됨으로써, 송풍량 손실을 필연적으로 감수해야 하는 문제점을 가지고 있었다.

이에, 본 발명은, 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 다익송풍기의 송풍성능저하 없이 블레이드가 받는 압력충격에 기인하는 송풍소음의 발생을 억제할 수 있는 다익송풍기 케이스를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 가지고 안출된 본 발명에 따른 다익송풍기용 케이스는, 다익팬 주위를 컷 오프로부터 스크롤의 형태로 둘러싸는 스크롤부와; 상기 스크롤부에 의해 다익팬 주위에 형성된 공간의 상부를 덮고 다익팬 중심부 위에 배치된 공기 유입구를 가지는 천정부와; 상기 스크롤부에 의해 다익팬 주위에 형성된 공간의 하부를 밀폐하고, 그 상면과 하면에 각각 다익팬 및 다익팬 구동용 모터가 설치되는 바닥부와; 상기 컷 오프와 상기 스크롤부의 스크롤 종점으로부터 상기 스크롤 종점의 접선방향으로 연장성형되어 송풍구를 형성하는 연장부와; 그리고, 상기 스크롤부 내벽면으로터 중심축 방향으로 돌출 형성되고, 상기 컷 오프의 하단에서 시작되어 스크롤부의 상단을 향하여 스크롤부를 따라 사선방향으로 형성되는 보조 컷 오프를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 보조 컷 오프의 높이는, 시작 지점으로부터 보조 컷 오프의 중간 부분까지는 스크롤부를 따라 점증(漸增)되고 중간 부분으로부터 끝 부분까지는 점감(漸減)되며, 시작부 및 끝부에서는 '0'인 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면으로 제시된 본 발명의 바람직한 실시예를 통하여 이상의 각 구성들의 기능과 작용을 보다 구체적으로 설명한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 다익송풍기의 구성을 보인 분해사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 다익송풍기의 내부구조를 보인 절개사시도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 다익송풍기의 구성은 내부에 송풍실(100)을 형성하는 다익송풍기 케이스(10)와, 방사상으로 배열된 다수의 블레이드(21)를 갖는 다익팬(20), 그리고, 상기 케이스(10)의 하부에 결합되어 다익팬(20)을 회전시키는 다익팬 구동용 전동모터(30)로 대별하여 볼 수 있는 바, 특히 본 발명에 따른 다익송풍기 케이스(10)는 상부케이스(10a)와 하부케이스(10b)로 분리성형된 후 서로 결합되어 다익팬(20) 둘레를 에워싸 밀폐하는 송풍실(100)을 형성한다.

즉, 다익송풍기 케이스(10)는 도 5의 평단면도에서 볼 수 있는 바와 같이, 다익팬(20) 주위를 컷 오프(11)에서부터 스크롤 형태로 감싸는 스크롤부(12)와, 상기 스크롤부(12) 내부에 형성된 공간의 상부를 덮고 다익팬(20) 위로 배치되는 공기 유입구(도 4의 부호 101)를 가지는 천정부(13)와; 상기 스크롤부(12)에 의해 형성된 공간의 하부를 밀폐하고, 그 상면과 하면에 각각 다익팬(20) 및 다익팬 구동용 전동모터(30)가 설치되는 바닥부(14)와; 상기 컷 오프(11)와 상기 스크롤부(12)의 끝단으로부터 대략 스크롤 종점(P)의 접선방향으로 연장성형되어 송풍구를 형성하는 연장부(15)(16)와; 그리고, 상기 스크롤부(12) 내벽면에 대하여 축방향으로 돌출 형성되는 보조 컷 오프(17) 등으로 이루어져 있다.

이상의 구성들에 있어서, 상기 스크롤부(12)는 도 4과 5에 도시된 바와 같이, 그 시작단인 컷 오프(11)가 다익팬(20)에 가장 근접한 상태에서 다익팬(20) 둘레를 컷 오프(11)로부터 다익팬 회전방향으로 스크롤 형태로 둘러싸 컷 오프(11)로부터 멀어질수록 다익팬(20) 중심으로부터 반경방향으로 멀리 떨어지면서 송풍실(100)의 체적을 확대한다.

천정부(13)는 도 4에 도시된 바와 같이 상기 스크롤부(12)의 내부공간 상부를 덮어 외부로부터 차폐시키는 것으로서, 그 중심에는 벨 마우스 형의 내주면을 가지고 다익팬(20) 중심부 상부에 위치하는 유입구(101)가 형성된다. 이 유입구(101)는 송풍실(100)과 자동차 실내,외를 연통시킨다.

바닥부(14)는 상기 스크롤부(12)에 의해 형성된 공간의 하부를 밀폐하고, 그 상면과 하면에 각각 다익팬(20) 및 다익팬 구동용 모터(30)가 설치되어 이들을 지지한다.

연장부(15)(16)는 상기 컷 오프(11)와 스크롤부(12)의 끝단, 그리고 천정부(13) 및 바닥부(14)로부터 대략 스크롤 종점(P)의 접선방향으로 연장되어 송풍구(102)를 형성하여 송풍실(100)을 공기조화장치의 덕트(미도시)에 연통시킨다.

그리고, 상기 보조 컷 오프(17)는, 도 6의 확대도 및 도 7에 도시된 바와 같이, 스크롤부(12)의 내벽면으로부터 중심축 방향으로 돌출 형성되고, 상기 컷 오프(11)의 하단에서 시작되어 스크롤부(12)의 상단을 향하여 스크롤부(12)를 따라 사선방향으로 형성된다. 상기 보조 컷 오프(17)의 높이는 그 중간 부분에서 최대이며, 전후단으로 갈수록 점진적으로 작아져 시작부(17a)와 그 끝부(17b)가 스크롤부(12) 상단에서는 '0' 이 되는 구조를 갖는다. 여기서, 상기 보조 컷 오프(17)의 높이는, 스크롤부(12)의 내벽면과 보조 컷 오프(17) 사이의 반경 방향 단차를 의미한다.

이상과 같은 구성들로 이루어진 본 발명에 따른 다익송풍기 케이스는 다익팬(20)이 회전함에 따라 반경방향으로 유동시키는 공기를 그 스크롤부(12)가 원심방향으로 송풍구(102)측으로 유도하고 이어 송풍구(102)가 공기조화장치의 덕트(미도시)내로 유도하며, 그와 동시에 다익팬(20) 상부 유입구(101)를 통해 다익팬 내부에 생성된 부압으로써 케이스 외부(자동차 실내 또는 실외)의 공기를 케이스(10) 내로 유입함으로써, 다익팬(20)의 회전에 의해 생성된 원심방향 공기유동에 의해 자동차 실내 또는 실외로부터 도입된 공기를 공기조화장치 덕트내로 원활하게 유도하는 안내역할을 수행한다. 이 때, 컷 오프(11) 하단에서 사선방향을 높아져 스크롤부(12) 상단으로 이어지는 보조 컷 오프(17)는 회전되는 다익팬(20)의 각 블레이드(21)들이 컷 오프(11)의 압력경계를 지나칠 때 받는 압력충격을 완화시켜 충격음 발생을 억제한다. 즉, 보조 컷 오프(17)는 블레이드(21)가 컷 오프(11)를 지나칠 때 블레이드(21)에 가해지는 압력이 그 시작부인 컷 오프(11) 하단에서부터 시작하여 끝단인 스크롤부(12) 상단까지 사선방향으로 점진적으로 변동되게하여 급격한 압력변동에 기인하는 소음의 발생을 억제한다.

특히, 본 발명에 따른 다익송풍기 케이스는 컷 오프(11)에서 소음발생을 억제할 수 있음에도 불구하고 블레이드(21)와 컷 오프(11) 사이의 간극(t)을 송풍압 손실을 최소화할 수 있는 정도로 작게 유지할 수 있으므로 종래 다익송풍기들과 달 리 다익송풍기의 송풍성능을 저하시키지 않는다는 특유의 장점이 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 다익송풍기 케이스에 따르면, 컷 오프와 다익팬 블레이드의 간극이 적정히 유지된 상태에서 컷 오프의 압력경계를 지나가는 블레이드가 보조 컷 오프의 충격완화로 급심한 압력변동을 겪지 않으므로, 송풍성능의 저하없이 블레이드가 받는 압력충격에 기인된 다익송풍기의 소음을 대폭 저감할 수 있다. 이에 공기조화장치의 정숙한 작동을 도모할 수 있다.

Claims

다익팬(20) 주위를 컷 오프(11)로부터 스크롤의 형태로 둘러싸는 스크롤부(12)와;

상기 스크롤부(12)에 의해 다익팬(20) 주위에 형성된 공간의 상부를 덮고 다익팬(20)의 중심부 위에 배치된 공기 유입구(101)를 가지는 천정부(13)와;

상기 스크롤부(12)에 의해 다익팬(20) 주위에 형성된 공간의 하부를 밀폐하고, 그 상면과 하면에 각각 다익팬(20) 및 다익팬 구동용 모터(30)가 설치되는 바닥부(14)와;

상기 컷 오프(11)와 상기 스크롤부(12)의 스크롤 종점으로부터 연장성형되어 송풍구(102)를 형성하는 연장부(15)(16)와; 그리고,

상기 스크롤부(12) 내벽면으로터 중심축 방향으로 돌출 형성되고, 상기 컷 오프(11)의 하단에서 시작되어 스크롤부(12)의 상단을 향하여 스크롤부(12)를 따라 사선방향으로 형성되는 보조 컷 오프(17)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 다익송풍기 케이스.
제 1 항에 있어서,

상기 보조 컷 오프(17)의 높이는,

상기 컷 오프(11)의 하단 지점으로부터 스크롤부(12)의 중간 부분까지는 스크롤부(12)를 따라 점증되고 중간 부분으로부터 스크롤부(12) 상단까지는 점감되며, 상기 컷 오프(11)의 하단 지점 및 스크롤부(12) 상단 부분에서는 '0'인 것을 특징으로 하는 다익송풍기 케이스.
제 1 항에 있어서,

상기 보조 컷 오프(17)는,

상기 스크롤부(12)의 하단 지점인 시작부(17a)에서 끝부(17b)까지를 포함하는 축방향 높이가 상기 스크롤부(12)의 전체 축방향의 높이보다 작고, 적어도 한 개 이상 형성되는 것을 특징으로 하는 다익송풍기 케이스.
제 3 항에 있어서,

상기 보조 컷 오프(17)의 높이는,

상기 스크롤부(12)의 하단 지점인 시작부(17a)으로부터 보조 컷 오프(17)의 중간 부분까지는 스크롤부(12)를 따라 점증되고 중간 부분으로부터 끝부(17b)까지는 점감되며, 시작부(17a) 및 끝부(17b)에서는 '0'인 것을 특징으로 하는 다익송풍기 케이스.