KR101156814B1 - 송풍기 케이스 - Google Patents

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KR101156814B1 KR1020040112633A KR20040112633A KR101156814B1 KR 101156814 B1 KR101156814 B1 KR 101156814B1 KR 1020040112633 A KR1020040112633 A KR 1020040112633A KR 20040112633 A KR20040112633 A KR 20040112633A KR 101156814 B1 KR101156814 B1 KR 101156814B1
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나민균
김재엽
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Abstract

본 발명은 차량 공조장치용 송풍기 케이스에 관한 것으로서, 원심팬의 회전에 의하여 공기가 토출구로 유동할 때, 원심팬에서 반경방향으로 빠져 나와 토출구로 곧바로 유동하는 공기와, 원심팬에서 반경방향으로 빠져 나와 스크롤부의 측벽을 따라 원주방향으로 토출구로 유동하는 공기가, 서로 충돌하지 않고 분리된 상태로 유동할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 송풍기 케이스는, 원심팬(110)이 회전가능하게 설치되고 상부가 개방된 스크롤(Scroll)부(130)와, 상기 스크롤부의 일측으로부터 연장되고 천정(142) 및 바닥(144)이 상기 스크롤부로부터 그 출구(148)쪽으로 확대된 구조를 가지는 토출구(140)를 구비한다. 상기 스크롤부로부터 토출구에 걸친 소정의 영역에는, 상기 원심팬에서 반경방향으로 빠져 나와 토출구로 곧바로 유동하는 공기(Q1)와 상기 원심팬에서 반경방향으로 빠져 나와 스크롤부의 측벽을 따라 원주방향으로 토출구로 유동하는 공기(Q2)를 상하로 분리하여, 양측의 유동 공기(Q1, Q2)가 서로 충돌하지 않고 분리된 상태로 유동하도록 유도하는 분할판(160)이 설치된다.
송풍기, 블로어, 케이스, 공기, 유동, 분배, 난류, 소음, 풍량

Description

송풍기 케이스 {BLOWER CASE}
도 1은, 종래 송풍기 케이스를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 2는, 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선에 따른 단면도이다.
도 3은, 본 발명에 따른 송풍기 케이스의 일 예를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 4는, 본 발명에 따른 송풍기 케이스의 다른 예를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 5는, 본 발명에 따른 송풍기 케이스의 또 다른 예를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 6은, 도 3의 Ⅵ-Ⅵ선에 따른 단면도이다.
도 7은, 도 3의 Ⅵ-Ⅵ선에 따른 단면도로서, 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 8은, 본 발명에 따른 송풍기 케이스를 구성하는 분할판의 위치를 설정하기 위한 그래프이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110 : 원심팬, 130 : 스크롤(Scroll)부,
140 : 토출구, 142 : 토출구의 천정,
144 : 토출구의 바닥, 146 : 토출구의 외측벽,
148 : 토출구의 출구, 150 : 컷 오프(Cut-Off),
160 : 분할판, 162 : 분할판의 스크롤부측 시작부,
A1, A2, A3 : 각도, L1 : 기준선,
L2 : 연장선, L3 : 법선,
L4 : 절단선, Q1, Q2 : 유동 공기
본 발명은 차량 공조장치용 송풍기 케이스에 관한 것으로서, 특히 원심팬의 회전에 의하여 공기가 토출구로 유동할 때, 원심팬에서 반경방향으로 빠져나와 토출구로 곧바로 유동하는 공기와, 원심팬에서 반경방향으로 빠져나와 스크롤부의 측벽을 따라 원주방향으로 토출구로 유동하는 공기가, 서로 충돌하지 않고 분리된 상태로 유동할 수 있는 송풍기 케이스에 관한 것이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 자동차용 송풍기를 구성하는 송풍기 케이스(30)는, 원심팬(20)이 모터(10)에 의해 회전가능하게 설치되고 상부가 개방된 스크롤(Scroll)부(40)와, 상기 스크롤부(40)의 일측으로부터 연장되어 원심팬(20)의 회전에 의한 송풍공기를 토출시키는 토출구(50)를 포함하여 이루어진다. 통상적으로, 상기 토출구(50)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 그 천정(52)과 바닥(54)이 스크롤부(40)로부터 그 출구(56)쪽으로 확대된 구조를 가지고 있다. 그리고, 여기서는 미도시되었으나, 상기 송풍기 케이스(30)의 상부에는 인렛링(Inlet Ring)이 설치되고, 그 상부에 내/외기를 전환도어의 개도 조절에 따라 선택적으로 흡입하기 위한 인테이크 덕트(Intake Duct)가 설치됨으로써, 송풍기가 구성된다.
상기 스크롤부(40)와 토출구(50)가 만나는 부분(즉, 컷 오프(Cut-Off, 60) 영역)에서의 공기유동구조를 살펴보면, 원심팬(20)이 회전하면서 원심팬(20)에서 반경방향으로 빠져 나와 토출구(50)쪽으로 곧바로 유동하는 공기(Q1)와, 원심팬(20)에서 반경방향으로 빠져 나와 스크롤부(40)의 측벽(42)을 따라 원주방향으로 토출구(50)쪽으로 유동하는 공기(Q2)가, 컷 오프(60) 영역에서 충돌하여 서로 혼합되면서 난류가 발생한다.
구체적으로, 원심팬(20)에 모터(10)를 연결하기 위한 허브 플레이트(Hub Plate, 22)가 대략 돔(Dome) 형상으로 원심팬(20)의 내부에서 위로 돌출되어 있기 때문에, 상기 유동 공기(Q1, Q2)는 토출구(50)의 바닥쪽으로 더 많이 집중되어 유동하므로, 특히 토출구(50)의 바닥쪽에서 난류가 더 심하게 발생한다. 상기한 바와 같이 난류가 발생하면, 소음이 심하게 발생하고, 공기 유동 에너지 손실이 발생하여 풍량이 감소하게 된다.
한편, 본 출원인에 의하여 제안된 한국 공개특허 제2003-70981호에는 토출구의 중앙에 토출구를 상하로 구획하는 구획벽이 설치되어 있는 기술이 개시되어 있고, 일본 공개특허 평 6-80010호에는 스크롤부의 내/외측을 나누는 가이드(Guide)가 설치되어 있는 기술이 개시되어 있으나, 이는 모두 이중유로를 가진 공조케이스에 공기를 상하로 분할하여 토출시킬 목적으로 적용된 것일 뿐, 소음 저감 및 풍량 증대의 기능을 가지고 있지 않다.
본 발명은 상기한 종래 문제점을 고려하여 이루어진 것으로서, 원심팬의 회전에 의하여 공기가 토출구로 유동할 때, 원심팬에서 반경방향으로 빠져 나와 토출구로 곧바로 유동하는 공기와, 원심팬에서 반경방향으로 빠져 나와 스크롤부의 측벽을 따라 원주방향으로 토출구로 유동하는 공기가, 서로 충돌하지 않고 분리된 상태로 유동할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 원심팬이 회전가능하게 설치되고 상부가 개방된 스크롤부와, 상기 스크롤부의 일측으로부터 연장되고 천정 및 바닥이 상기 스크롤부로부터 그 출구쪽으로 확대된 구조를 가지는 토출구를 포함하여 이루어지는 차량 공조장치용 송풍기 케이스에 있어서: 상기 스크롤부로부터 토출구에 걸친 소정의 영역에, 상기 원심팬에서 반경방향으로 빠져 나와 토출구로 곧바로 유동하는 공기와 상기 원심팬에서 반경방향으로 빠져 나와 스크롤부의 측벽을 따라 원주방향으로 토출구로 유동하는 공기를 상하로 분리하여, 양측의 유동 공기가 서로 충돌하지 않고 분리된 상태로 유동하도록 유도하는 분할판이 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 분할판은, 상기 분할판을 기준으로 하여 상하로 분할되는 상기 토출구의 상/하부 통로가 축소되지 않도록 상기 원심팬의 저면에 평행한 상태로 배치되거나 상기 토출구 바닥과 평행한 상태로 배치되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 분할판의 스크롤부측 시작부는, 원심팬의 중심과, 스크롤부의 시작부와 토출구가 만나는 컷 오프를 지나는 기준선으로부터 송풍반대방향으로 33～40도의 각도 범위에 놓이는 것이 바람직하다. 또한, 상기 분할판의 스크롤부측 시작부는, 토출구의 외측벽 연장선에 대하여, 77～84도의 각도 범위에 놓이는 것이 바람직하다.
또한, 상기 분할판의 스크롤부측 시작부는, 토출구의 외측벽 연장선에 연결되는 꼭지점으로부터 법선을 그은 선상에 놓일 수 있다. 또한, 이 경우, 분할판의 스크롤부측 시작부는, 내측 꼭지점으로부터 송풍방향으로 소정의 각도 범위로 경사지게 절단될 수 있으며, 그 각도 범위는 0～45도인 것이 바람직하다.
또한, 상기 분할판은 상기 원심팬의 하단보다 낮은 위치에 배치되는 것이 바람직하다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
도 3 내지 도 7에는, 본 발명에 따른 송풍기 케이스가 도시되어 있다.
본 발명에 따른 송풍기 케이스(120)는, 스크롤부(130)와, 상기 스크롤부(130)의 일측으로부터 연장되는 토출구(140)를 포함하여 이루어진다.
상기 스크롤부(130)에는, 원심팬(110)이 모터(100)에 의해 회전가능하게 설 치되고, 그 상부는 개방되며, 상기 스크롤부(130)의 상부 개방부에는 내/외기를 선택적으로 흡입하기 위한 인테이크 덕트(Intake Duct, 미도시)가 설치됨으로써, 차량 공조장치용 송풍기를 구성하게 된다.
상기 토출구(140)의 천정(142) 및 바닥(144)은, 상기 스크롤부(130)로부터 그 출구(148)쪽으로 확대된 구조로 설치되어 있다.
상기한 바와 같은 차량공조장치용 송풍기에 있어서, 원심팬(110)에 모터(100)를 연결하기 위한 허브 플레이트(112)가 도 6에 도시된 것처럼, 대략 돔(Dome) 형상으로 원심팬(110)의 내부에서 위로 돌출되어 있기 때문에, 원심팬(110)이 회전하면서 원심팬(110)에서 반경방향으로 빠져 나와 토출구(140)쪽으로 곧바로 유동하는 공기(Q1)와, 원심팬(110)에서 반경방향으로 빠져 나와 스크롤부(130)의 측벽(132)을 따라 원주방향으로 토출구(140)쪽으로 유동하는 공기(Q2)가, 컷 오프(150) 영역에서 충돌하여 서로 혼합되면서 난류가 발생하고, 이러한 현상은, 상기 유동 공기(Q1, Q2)가 토출구(50)의 바닥쪽으로 더 많이 집중되어, 특히 토출구(50)의 바닥쪽에서 더 심하게 발생하게 되는데, 본 발명의 공조장치에는 이러한 난류 발생을 방지하기 위한 구조가 적용된다.
즉, 상기 스크롤부(130)로부터 토출구(140)에 걸친 소정의 영역에, 상기 유동 공기(Q1, Q2)가 서로 충돌하지 않고 분리된 상태로 유동할 수 있도록 유도하는 분할판(160)이 설치된다. 상기 분할판(160)은 대략 수평하게 설치되어 상기 유동 공기(Q1, Q2)를 상하로 분리하여 서로 충돌하지 않도록 한다.
상기 분할판(160)의 스크롤부(130)측 시작부(162)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 원심팬(110)의 중심(O)과, 스크롤부(130)의 시작부와 토출구(140)가 만나는 컷 오프(150)를 지나는 기준선(L1)으로부터 송풍반대방향으로 33～40도의 각도(A1) 범위에 놓이는 것이 바람직하다. 도 8에는, 상기 각도(A1) 범위를 설정하기 위하여, 소음 및 풍량과의 관계를 시험한 결과가 도시되어 있는데, 상기 각도(A1) 범위는 풍량이 증대하는 반면에 소음이 감소하는 바람직한 범위인 것이다.
또한, 상기 분할판(160)의 스크롤부(130)측 시작부(162)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 토출구(140)의 외측벽(146) 연장선(L2)에 대하여, 77～84도의 각도(A2) 범위에 놓이는 것이 바람직하다.
또한, 분할판(160)의 스크롤부(130)측 시작부(162)가 상기한 바와 같은 위치로 설정될 경우에, 상기 시작부(162)가, 도 4에 도시된 바와 같이, 토출구(140)의 외측벽(146) 연장선(L2)에 연결되는 꼭지점으로부터 법선(L3)을 그은 선상에 놓일 수 있다. 또한, 이 경우, 상기 시작부(162)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 내측 꼭지점으로부터 송풍방향으로 소정의 각도(A3) 범위로 경사지게 절단될 수 있으며, 그 각도(A3)는 0～45도 인 것이 바람직하다.
상기한 바와 같이 그 시작부(162)가 배치되는 분할판(160)은, 토출구(140)의 길이에 따라 토출구(140) 쪽으로 임의로 연장될 수 있으며, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 분할판(160)을 기준으로 상하로 분할되는 토출구(140)의 상/하부 통로를 축소시키지 않는 위치로 배치되어야 한다. 예컨대, 도 6에 도시된 바와 같이, 원심팬(110)의 저면과 평행한 상태로 배치될 수 있고, 도 7에 도시된 바와 같이, 토출구(140)의 바닥(144)과 평행한 상태로 배치될 수도 있다.
어느 경우든, 상기 분할판(160)은 상기 원심팬(110)의 하단보다 낮은 위치에 배치되는 것이 바람직하다.
다음에, 상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 송풍기 케이스가 적용된 차량 공조장치용 송풍기의 작용을 설명한다.
모터(100)의 구동에 따라 원심팬(110)이 회전하면, 그 흡입력에 의하여 공기가 원심팬(110)의 내부로 축방향으로 유입되어 원심팬(110)의 반경방향으로 배출된다.
이와 같이 원심팬(110)의 반경방향으로 배출되는 공기는, 원심팬(110)의 반경방향으로 배출되어 토출구(140)쪽으로 곧바로 유동하는 공기(Q1)와, 원심팬(110)의 반경방향으로 배출되어 스크롤부(130)의 측벽(132)을 따라 원주방향으로 토출구(140)로 유동하는 공기(Q2)로 구분할 수 있다. 그리고, 원심팬(110)의 허브 플레이트(112)가 돔 형상으로 형성되어 있기 때문에, 상기 유동 공기(Q1, Q2)는 토출구(140)중 원심팬(110)의 하단부에 대응하는 위치로 집중될 수밖에 없다. 그런데, 본 발명의 송풍기 케이스가 적용된 차량 공조장치용 송풍기에서는, 분할판(160)을 이용하여 상기 유동 공기(Q1, Q2)를 상하로 분리함으로써, 상기 유동 공기(Q1, Q2)가 충돌하여 난류를 일으키는 것을 방지하게 된다.
즉, 상기 유동 공기(Q1, Q2)중 토출구(140)쪽으로 곧바로 유동하는 공기(Q1)는 상기 분할판(160)의 하부를 통하여 유동하고, 원주방향을 따라 토출구(140)로 유동하는 공기(Q2)는 상기 분할판(160)의 상부를 통하여 유동하게 되므로, 토출구(140)로 유동하는 공기(Q1, Q2)가 서로 충돌하여 난류가 발생하는 것을 방지할 수 있는 것이다.
상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 송풍기 케이스에 의하면, 스크롤부(130)로부터 토출구(140)에 걸쳐 공기의 유동경로를 상하로 구획하는 분할판(160)에 의하여, 원심팬(110)의 반경방향으로 배출되어 토출구(140)쪽으로 곧바로 유동하는 공기(Q1)와, 원심팬(110)의 반경방향으로 배출되는 공기는, 원심팬(110)의 반경방향으로 배출되어 스크롤부(130)의 측벽(132)을 따라 토출구(140)로 유동하는 공기(Q2)가, 서로 충돌하지 않고 분리된 상태로 유동하도록 이루어져 있으므로, 토출구(140)중 컷 오프(150) 영역에서의 난류현상이 감소하고, 이에 따라 소음 감소 및 풍량 증대를 도모할 수 있는 효과가 있다.

Claims (7)

  1. 원심팬(110)이 회전가능하게 설치되고 상부가 개방된 스크롤(Scroll)부(130)와, 상기 스크롤부의 일측으로부터 연장되고 천정(142) 및 바닥(144)이 상기 스크롤부로부터 그 출구(148)쪽으로 확대된 구조를 가지는 토출구(140)를 포함하여 이루어지는 차량 공조장치용 송풍기 케이스에 있어서,
    상기 스크롤부로부터 토출구에 걸친 영역에, 상기 원심팬에서 반경방향으로 빠져 나와 토출구로 곧바로 유동하는 공기(Q1)와 상기 원심팬에서 반경방향으로 빠져 나와 스크롤부의 측벽을 따라 원주방향으로 토출구로 유동하는 공기(Q2)를 상하로 분리하여, 양측의 유동 공기(Q1, Q2)가 서로 충돌하지 않고 분리된 상태로 유동하도록 유도하는 분할판(160)이 설치되고,
    상기 분할판(160)을 기준으로 하여 상하로 분할되는 상기 토출구(140)의 상/하부 통로가 축소되지 않도록, 상기 분할판(160)은 원심팬(110)의 하단보다 낮은 위치에서 상기 원심팬(110)의 저면에 평행한 상태로 배치되거나 상기 토출구(140)의 바닥과 평행한 상태로 배치되는 것을 특징으로 하는 송풍기 케이스.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 분할판(160)의 스크롤부(130)측 시작부(162)는, 원심팬(110)의 중심(O)과, 스크롤부의 시작부와 토출구(140)가 만나는 컷 오프(Cut-Off, 150)를 지나는 기준선(L1)으로부터 송풍반대방향으로 33～40도의 각도(A1) 범위에 놓이는 것을 특징으로 하는 송풍기 케이스.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 분할판(160)의 스크롤부(130)측 시작부(162)는, 토출구(140)의 외측벽(146) 연장선(L2)에 대하여, 77～84도의 각도(A2) 범위에 놓이는 것을 특징으로 하는 송풍기 케이스.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 분할판(160)의 스크롤부(130)측 시작부(162)는, 토출구(140)의 외측벽(146) 연장선(L2)에 연결되는 꼭지점으로부터 법선(L3)을 그은 선상에 놓이는 것을 특징으로 하는 송풍기 케이스.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 분할판(160)의 스크롤부(130)측 시작부(162)는, 내측 꼭지점으로부터 송풍방향으로 0～45도의 각도 범위로 경사지게 절단되는 것을 특징으로 하는 송풍기 케이스.
  7. 삭제
KR1020040112633A 2004-12-27 2004-12-27 송풍기 케이스 KR101156814B1 (ko)

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