KR101276112B1

KR101276112B1 - 차량용 공조장치

Info

Publication number: KR101276112B1
Application number: KR1020110019562A
Authority: KR
Inventors: 맹찬주; 안용남; 진수용
Original assignee: 한라비스테온공조 주식회사
Priority date: 2011-03-04
Filing date: 2011-03-04
Publication date: 2013-06-18
Also published as: KR20120100572A

Abstract

본 발명은 차량용 공조장치에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 원심팬의 원심팬블레이드부 일단부에 축류팬블레이드부를 형성하여, 상기 원심팬의 정방향 회전시에는 원심팬블레이드부를 통해 공조케이스내로 공기를 송풍하고, 역방향 회전시에는 축류팬블레이드부의 축류팬 기능을 이용하여 공조케이스내의 공기를 역류시켜 차량 외부로 배출하도록 함으로써, 공조장치의 초기 작동시 상기 원심팬의 역방향 회전을 통해 공조케이스내의 냄새를 차량 외부로 배출하므로 탑승자의 불쾌감을 방지하고 쾌적한 차실내 환경을 제공할 수 있으며, 아울러 기존 공조장치의 구조 변경이 원심팬 교체 및 원심팬을 역회전시키기 위한 제어로직만 추가하면 되므로 냄새 제거를 위해 별도의 공기정화장치 등을 추가할 필요가 없어 비용을 절감할 수 있는 차량용 공조장치에 관한 것이다.

Description

차량용 공조장치{AIR CONDITIONER FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 공조장치에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 원심팬의 원심팬블레이드부 일단부에 축류팬블레이드부를 형성하여, 상기 원심팬의 정방향 회전시에는 원심팬블레이드부를 통해 공조케이스내로 공기를 송풍하고, 역방향 회전시에는 축류팬블레이드부의 축류팬 기능을 이용하여 공조케이스내의 공기를 역류시켜 차량 외부로 배출하도록 한 차량용 공조장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량용 공조장치는 하절기나 동절기에 자동차 실내를 냉,난방하거나 또는 우천시나 동절기에 윈드실드에 끼게 되는 성에 등을 제거하여 운전자의 전후방 시야가 확보될 수 있게 할 목적으로 설치되는 자동차의 내장품으로, 이러한 공조장치는 통상 난방장치와 냉방장치를 동시에 갖추고 있어서 외기나 내기를 선택적으로 도입한 후 이 공기를 가열 또는 냉각시켜 차량의 실내에 송풍함으로써 자동차 실내를 냉,난방하거나 또는 환기하게 된다.

이러한 공조장치는, 송풍기 유니트, 증발기 유니트 및 히터코어 유니트의 독립적인 구조에 따라, 상기 3개의 유니트들이 독립적으로 구비되는 쓰리 피스 타입(Three Piece Type)과, 증발기 유니트 및 히터코어 유니트가 공조케이스에 내장되고 송풍기 유니트가 별도의 유니트로 구비되는 세미 센터 타입(Semi-Center type)과, 그리고 상기 3개의 유니트가 모두 공조케이스에 내장되는 센터마운팅 타입(Center Mounting Type)으로 대별할 수 있으며,

최근에는 탑승자의 필요에 따라 차량 실내의 운전석과 조수석에 각기 다른 온도의 공기가 공급되도록 하여 개별적인 냉난방이 이루어지도록 하는 이른바 좌,우 독립 공조장치도 적용되고 있다.

상기한 종래 공조장치의 구성을 도 1을 참조하여 간략히 설명하면, 내기유입구(21)와 외기유입구(22)가 일측에 형성되고, 상기 내,외기유입구(21)(22)를 선택적으로 개폐하도록 내,외기 전환도어(23)가 설치되며, 내,외기를 공조케이스(40)의 입구측(43)으로 강제 송풍하기 위한 원심팬(35)을 포함하여 이루어진 송풍장치(10)와, 상기 송풍장치(10)로부터 송풍되는 공기가 유입되는 공기유입구(43)와 이 공기가 토출되는 공기토출구(44)가 구비되며 내부에 순차적으로 일정 간격을 두고 증발기(41) 및 히터코어(42)가 설치된 공조케이스(40)로 구성된다.

여기서, 상기 내,외기 전환도어(23)는 목적에 따라 판(Plate)형, 공기의 압력을 적게 받는 돔(Dome)형, 원통형, 반구형 등 여러가지 형태가 사용되고 있다.

도 2는 판형 내,외기 전환도어가 적용된 일반적인 차량용 송풍장치를 나타낸 단면도로써, 도시된 바와 같이, 상기 송풍장치(10)는 내,외기가 각각 유입될 수 있도록 내기유입구(21)와 외기유입구(22)가 형성되고 상기 내,외기유입구(21)(22)를 선택적으로 개폐하도록 내,외기 전환도어(23)가 내부에 설치된 인테이크 덕트(20)와, 상기 인테이크 덕트(20)의 하부에 결합됨과 아울러 내,외기를 공조케이스(40)의 내부로 강제 송풍하도록 원심팬(35)을 구비한 스크롤케이스(30)와, 상기 인테이크 덕트(20)와 스크롤케이스(30)의 사이에 탈착가능하게 설치되어 유입되는 공기중의 불순물을 여과하는 에어필터(25)와, 상기 원심팬(35)을 구동시키도록 상기 스크롤케이스(30)의 하부에 설치되는 모터(38)로 구성되어 있다.

또한, 상기 스크롤케이스(30)의 상부면에는 상기 인테이크 덕트(20)내로 유입된 공기를 상기 원심팬(35)의 내측으로 안내하는 벨마우스(31)가 형성된다.

따라서, 내기유입모드시에는 상기 내,외기 전환도어(23)가 내기유입구(21)를 개방하고 외기유입구(22)는 밀폐하게 되며, 이때 상기 원심팬(35)의 작동으로 상기 내기유입구(21)를 통해 유입된 내기는 상기 벨마우스(31)를 통과하여 원심팬(35)의 내측으로 유입된 후 반경방향으로 토출되고, 토출된 내기는 스크롤케이스(30)내의 스크롤방향으로 소용돌이 치면서 상기 공조케이스(40)의 내부로 송풍된다.

또한, 외기유입모드시에는 반대로 상기 내,외기 전환도어(23)가 내기유입구(21)를 밀폐하고 외기유입구(22)는 개방하게 되며, 이때 상기 원심팬(35)의 작동으로 상기 외기유입구(22)를 통해 유입된 외기는 상기 벨마우스(31)를 통과하여 원심팬(35)의 내측으로 유입된 후 반경방향으로 토출되고, 토출된 외기는 스크롤케이스(30)내의 스크롤방향으로 소용돌이 치면서 상기 공조케이스(40)의 내부로 송풍된다.

그리고, 상기 원심팬(35)은, 상기 모터(38)의 회전축(39)과 결합된 허브(36)의 둘레에 모터(38)의 회전축(39) 방향으로 복수개의 블레이드(37)를 형성하여 이루어진다.

따라서, 상기 원심팬(35)의 정방향 회전시 상기 모터(38)의 회전축(39) 방향으로 공기가 흡입된 후 회전축(39)의 직각방향(반경방향)으로 토출되어 상기 공조케이스(40)의 내부로 송풍되게 된다.

한편, 상기 원심팬(35)을 역방향으로 회전시킬 경우 공기가 송풍되지 않는다.

그러나, 상기 종래의 공조장치(1)는, 에어컨 작동시 상기 증발기(41)의 표면에 응축수가 필연적으로 발생하게 되고, 이러한 응축수로 인해 상기 증발기(41)의 표면에는 냄새를 유발하는 곰팡이균 등과 같은 각종 세균들이 서식하게 된다.

이로인해, 상기 공조장치(1)의 초기 작동시, 상기 송풍장치(10)의 원심팬(35)이 가동되어 상기 공조케이스(40)내의 공기가 차량 실내로 송풍될 경우, 상기 공조케이스(40)내의 불쾌한 냄새가 차량 실내의 탑승자에게 직접 노출되어 탑승자에게 불쾌감을 주는 문제가 있었다.

상기한 문제를 해결하기 위해 차량실내 또는 공조장치(1)의 송풍장치(10) 출구측에 별도의 공기정화장치(미도시)를 설치하는 경우가 있는데, 이 경우 별도의 공기정화장치를 설치해야 함에 따른 비용이 증가할 뿐만 아니라, 상기 공기정화장치가 송풍장치(10)의 출구측에 설치되다 보니 이미 공조케이스(40)내에 잔존해 있던 냄새입자(증발기의 하류측 냄새입자)는 공조장치(1)의 초기 작동시 상기 공기정화장치를 통해 걸러지지 않고 그대로 탑승자에게 노출되어 여전히 탑승자에게 불쾌감을 주는 문제가 있다.

상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 원심팬의 원심팬블레이드부 일단부에 축류팬블레이드부를 형성하여, 상기 원심팬의 정방향 회전시에는 원심팬블레이드부를 통해 공조케이스내로 공기를 송풍하고, 역방향 회전시에는 축류팬블레이드부의 축류팬 기능을 이용하여 공조케이스내의 공기를 역류시켜 차량 외부로 배출하도록 함으로써, 공조장치의 초기 작동시 상기 원심팬의 역방향 회전을 통해 공조케이스내의 냄새를 차량 외부로 배출하므로 탑승자의 불쾌감을 방지하고 쾌적한 차실내 환경을 제공할 수 있으며, 아울러 기존 공조장치의 구조 변경이 원심팬 교체 및 원심팬을 역회전시키기 위한 제어로직만 추가하면 되므로 냄새 제거를 위해 별도의 공기정화장치 등을 추가할 필요가 없어 비용을 절감할 수 있는 차량용 공조장치를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 공조케이스와, 상기 공조케이스와 연결됨과 아울러 상기 공조케이스내로 공기를 송풍하는 원심팬 및 상기 원심팬을 회전시키는 모터를 구비한 송풍장치를 포함하여 이루어진 차량용 공조장치에 있어서, 상기 원심팬은, 상기 모터의 회전축에 결합되는 허브와, 상기 허브의 둘레에 상기 모터의 회전축 방향으로 일정높이 연장 형성되어 상기 원심팬의 정방향 회전시 모터의 회전축 방향으로 공기를 흡입한 후 회전축의 직각방향으로 토출하는 복수개의 원심팬블레이드부와, 상기 원심팬블레이드부의 일단부에 형성되어 상기 원심팬의 역방향 회전시 상기 원심팬블레이드부의 공기 흡입방향의 역방향으로 공기를 토출시키는 축류팬블레이드부로 구성된 블레이드를 포함하여 이루어지고, 상기 원심팬의 역방향 회전시, 상기 축류팬블레이드부의 축류팬 기능을 이용하여 상기 공조케이스내의 공기를 상기 송풍장치측으로 역류시켜 외부로 배출하도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은, 원심팬의 원심팬블레이드부 일단부에 축류팬블레이드부를 형성하여, 상기 원심팬의 정방향 회전시에는 원심팬블레이드부를 통해 공조케이스내로 공기를 송풍하고, 역방향 회전시에는 축류팬블레이드부의 축류팬 기능을 이용하여 공조케이스내의 공기를 역류시켜 차량 외부로 배출하도록 함으로써, 공조장치의 초기 작동시 일정시간 동안 상기 원심팬의 역방향 회전을 통해 공조케이스내의 냄새를 차량 외부로 배출하므로 탑승자의 불쾌감을 방지하고 쾌적한 차실내 환경을 제공할 수 있다.

또한, 기존 공조장치의 구조 변경이 원심팬 교체 및 원심팬을 역회전시키기 위한 제어로직만 추가하면 되므로 냄새 제거를 위해 별도의 공기정화장치 등을 추가할 필요가 없어 비용을 절감할 수 있다.

그리고, 상기 원심팬블레이드부의 상단부에 블레이드 전체 높이의 5% ~ 25%로 축류팬블레이드부를 형성하도록 함으로써, 상기 원심팬의 정방향 회전시, 상기 원심팬블레이드부를 통해 상기 공조케이스내로 공급되는 풍량 감소를 최소화하여 차실내 냉,난방 성능을 그대로 유지하면서, 상기 원심팬의 역방향 회전시 상기 축류팬블레이드부를 통해 상기 공조케이스내의 공기(냄새입자)를 역류시켜 차량 외부로 배출하는 풍량을 최대화하여 냄새 제거 성능을 최대로 향상시킬 수 있다.

도 1은 일반적인 차량용 공조장치를 나타내는 단면도,
도 2는 일반적인 차량용 송풍장치를 나타내는 단면도.
도 3은 도 2에서 원심팬을 나타내는 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 차량용 공조장치를 나타내는 사시도.
도 5는 도 4에서 공조케이스를 나타내는 단면도,
도 6은 도 4에서 송풍장치를 나타내는 분해 사시도,
도 7은 도 6의 결합 단면도,
도 8은 본 발명에 따른 차량용 공조장치에서 원심팬을 나타내는 사시도,
도 9는 본 발명에 따른 차량용 공조장치에서 원심팬의 정방향 회전 및 역방향 회전에 따른 공기 유동방향을 나타내는 사시도,
도 10은 도 8의 원심팬에서 축류팬블레이드부만을 도시한 사시도,
도 11은 도 8의 원심팬에서 단일 블레이드를 나타내는 사시도,
도 12는 원심팬의 블레이드 높이 대한 공기발생량을 나타내는 그래프이다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 공조장치(100)는, 입구측에 공기유입구(111)가 형성되고 출구측에는 상기 공기유입구(111)로부터 유입된 공기를 토출하도록 복수의 공기토출구가 형성됨과 아울러 내부의 공기통로상에는 냉풍통로(P1)와 온풍통로(P2)가 형성된 공조케이스(110)와, 상기 공조케이스(110) 내부의 공기통로상에 설치되는 증발기(101) 및 히터코어(102)와, 상기 증발기(101)와 히터코어(102)의 사이에 설치됨과 아울러 상기 히터코어(102)를 바이패스하는 냉풍통로(P1)와 상기 히터코어(102)를 통과하는 온풍통로(P2)의 개도를 조절하는 온도조절도어(116)를 포함하여 구성된다.

상기 공조케이스(110)의 출구측에 형성된 복수의 공기토출구는, 차량의 앞유리쪽으로 공기를 토출시키기 위한 디프로스트 벤트(113)와, 앞좌석 탑승자의 얼굴쪽으로 공기를 토출시키기 위한 페이스 벤트(114)와, 탑승자의 발쪽으로 공기를 토출시키기 위한 플로어 벤트(115)로 구성된다.

또한, 상기 각 벤트(113~115)들은 모드 도어에 의하여 개폐되면서 그 개도가 조절되는데, 즉, 상기 모드도어는 상기 디프로스트 벤트(113)를 개폐하는 디프로스트 도어(113a), 상기 페이스 벤트(114)를 개폐하는 페이스 도어(114a), 상기 플로어 벤트(115)를 개폐하는 플로어 도어(115a)로 구성된다.

한편, 상기 온도조절도어(116)와 모드도어들은 상기 공조케이스(110)의 외측면에 설치된 구동수단인 엑츄에이터(미도시) 또는 엑츄에이터(미도시)로 구동되는 캠(미도시)이나 레버(미도시) 등에 연결되어 회전 작동하면서 상기 냉,온풍통로(P1)(P2)와 상기 각 벤트(113~115)의 개도를 조절하게 된다.

그리고, 상기 공조케이스(110)의 공기유입구(111)에는 내기 또는 외기를 공조케이스(110)의 내부로 강제 송풍하는 송풍장치(150)가 설치된다.

상기 송풍장치(150)는, 인테이크 덕트(170)와, 스크롤케이스(160)가 결합되어 구성된다.

상기 인테이크 덕트(170)는, 상부에 내기가 유입되는 내기 유입구(171) 및 외기가 유입되는 외기 유입구(172)가 각각 형성되고 하부는 개방됨과 아울러 내부에는 상기 내,외기 유입구(171)(172)를 개폐하는 내,외기 전환도어(175)가 회전가능하게 설치된다.

상기 내,외기 전환도어(175)는 상기 인테이크 덕트(170)의 외측에 설치되는 별도의 케이블(미도시)이나 엑츄에이터(미도시) 등에 의해 구동된다.

그리고, 상기 스크롤케이스(160)는 상기 인테이크 덕트(170)의 개방된 하부에 결합되며, 상부케이스와 하부케이스로 분할되어 조립된다.

또한, 상기 스크롤케이스(160)의 상부면에는 상기 인테이크 덕트(170)내로 유입된 공기를 후술하는 원심팬(180)의 내측으로 안내하는 벨마우스(161)가 관통 형성된다.

상기 벨마우스(161)의 중심과 상기 원심팬(180)의 중심은 동심이다.

그리고, 상기 스크롤케이스(160)의 내부에는 원심팬(180)이 회전가능하게 설치되고, 상기 스크롤케이스(160)의 하부에는 상기 원심팬(180)을 회전시키기 위한 모터(190)가 설치된다.

상기 원심팬(180)(Centrifugal fan)은, 회전축(191) 방향의 공기를 흡입하여, 그에 수직한 방향으로 토출하는 팬을 말하며, 후술하는 축류팬(axial-flow fan)은, 회전축(191) 방향의 공기를 흡입하여 회전축(191) 방향으로, 즉, 회전축(191)과 평행한 방향으로 토출하는 팬을 말한다.

본 발명에 따른 원심팬(180)은, 하나의 원심팬(180)에 원심팬 기능과 축류팬기능을 복합적으로 구성한 것으로, 허브(181)와, 원심팬블레이드부(183) 및 축류팬블레이드부(184)로 이루어진 블레이드(182)로 구성된다.

상기 허브(181)는, 상기 원심팬(180)내의 회전중심 상부에 위치하도록 형성되어 상기 모터(190)의 회전축(191)과 결합되는 결합부(181a)와, 상기 결합부(181a)와 상기 원심팬블레이드부(183)의 하부를 연결하도록 형성되어 상기 모터(190)의 회전축(191) 방향으로 흡입된 공기를 회전축(191)의 직각방향으로 토출되도록 안내하는 안내부(181b)로 이루어진다.

상기 허브(181)의 안내부(181b)는, 회전중심측이 상기 원심팬(180)내에서 상부에 위치하고, 둘레측은 원심팬(180)내에서 하부에 위치하도록 형성되되, 상기 회전중심측에서부터 둘레측까지 일정한 곡면으로 형성되어, 상기 원심팬(180)의 정방향(반시계 방향) 회전시 상기 모터(190)의 회전축(191) 방향으로 흡입된 공기를 회전축(191)의 직각방향(반경방향)으로 안내하게 된다.

한편, 상기 모터(190)는 일부분이 상기 원심팬(180)의 내측으로 삽입되게 설치되어 모터(190)의 회전축(191)이 상기 허브(181)의 결합부(181a)와 결합되게 된다.

아울러, 상기 허브(181)의 안내부(181b)는 상기 원심팬(180)의 내측으로 삽입된 모터(190)의 일부분을 일정간격을 두고 감싸게 된다.

그리고, 상기 블레이드(182)는, 상기 허브(181)의 둘레에 상기 모터(190)의 회전축(191) 방향으로 일정높이 연장 형성되어 상기 원심팬(180)의 정방향(반시계방향) 회전시 모터(190)의 회전축(191) 방향으로 공기를 흡입한 후 회전축(191)의 직각방향으로 토출하는 복수개의 원심팬블레이드부(183)와, 상기 복수개의 원심팬블레이드부(183)의 일단부에 각각 형성되어 상기 원심팬(180)의 역방향(시계방향) 회전시 상기 원심팬블레이드부(183)의 공기 흡입방향의 역방향으로 공기를 토출시키는 축류팬블레이드부(184)로 구성된다.

상기 복수개의 원심팬블레이드부(183)는, 상기 허브(181)의 안내부(181b) 둘레를 따라 서로 일정간격 이격되어 형성됨과 아울러 상기 모터(190)의 회전축(191) 방향, 즉, 모터(190)의 회전축(191)과 평행하게 형성된다.

또한, 상기 원심팬블레이드부(183)는 상기 원심팬(180)의 반경방향을 따라 곡면으로 형성된다.

이러한 상기 원심팬블레이드부(183)는 상기 원심팬(180)의 정방향 회전시 원심팬 기능을 하여 공기를 송풍하게 되고, 상기 원심팬블레이드부(183)를 통해 원심팬(180)의 반경방향으로 송풍된 공기는 상기 스케를케이스(160)의 내부에서 소용돌이치면서 유동한 후, 상기 공조케이스(110)의 내부로 공급된다.

한편, 상기 원심팬블레이드부(183)는 상기 원심팬(180)의 정방향 회전시에만 축방향으로 흡입된 공기를 반경방향으로 송풍하게 되고, 상기 원심팬(180)의 역방향 회전시에는 공기가 송풍되지 않고 공기의 유동방향에도 변화가 없다.

그리고, 상기 축류팬블레이드부(184)는, 상기 원심팬블레이드부(183)의 상단부에 일체로 형성됨과 아울러 일측방향으로 일정각도 절곡 형성된다.

이때, 상기 축류팬블레이드부(184)는 상기 원심팬(180)의 역방향 회전시 상기 원심팬블레이드부(183)의 공기 흡입방향의 역방향으로 공기를 토출(역류)시켜야 하므로, 즉, 공기유동을 아래에서 위로 상승시킬 수 있도록, 상기 원심팬블레이드부(183)의 상단부에 원심팬(180)의 정방향으로 일정각도 절곡되게 형성된다.

아울러, 상기 축류팬블레이드부(184)는, 상기 원심팬블레이드부(183)의 곡면을 따라 곡면으로 형성된다.

따라서, 상기 축류팬블레이드부(184)는 상기 원심팬(180)의 역방향 회전시 축류팬 기능을 하여 아래에서 위로 회전축(191) 방향으로 공기를 송풍하게 되는데, 즉, 상기 스크롤케이스(160)내(아래쪽)의 공기를 상기 인테이크 덕트(170)측(위쪽)으로 송풍시키게 되며, 이로인해 상기 공조케이스(110)내의 공기(냄새입자)가 상기 스크롤케이스(160)로 유동한 후, 상기 인테이크 덕트(170)측으로 역류하게 된다.

한편, 상기 인테이크 덕트(170)측으로 역류한 공기는 인테이크 덕트(170)의 외기유입구(172)를 통해 차량 외부로 배출되게 된다.

이와 같이, 상기 원심팬(180)이 정방향으로 회전할 경우에는 원심팬 기능을 하는 상기 원심팬블레이드부(183) 부분이 공조케이스(110)내로 공기를 공급하는 송풍을 하게 되고, 상기 원심팬(180)이 역방향으로 회전할 경우에는 축류팬 기능을 하는 상기 축류팬블레이드부(184) 부분이 공조케이스(110)내의 공기를 역류시키는 송풍을 하게 된다.

따라서, 상기 원심팬(180)을 역방향으로 회전시키는것 만으로, 상기 공조케이스(110)내에 잔존하는 냄새가 상기 송풍장치(150)측으로 역류하여 외기유입구(172)를 통해 차량 외부로 배출됨으로써, 공조장치(100)의 초기 작동시 냄새로 인한 탑승자의 불쾌감을 방지하고 쾌적한 차실내 환경을 제공할 수 있다.

아울러 기존 공조장치의 구조 변경이 원심팬(180) 교체 및 원심팬(180)을 역회전시키기 위한 제어로직만 추가하면 되므로 냄새 제거를 위해 별도의 공기정화장치 등을 추가할 필요가 없어 비용도 절감할 수 있다.

한편, 상기 원심팬블레이드부(183)의 상단부에 일체로 형성된 상기 축류팬블레이드부(184)의 절곡 각도나 형상 및 크기는 축류팬 기능의 성능 향상을 위해 변경 가능하며, 이때, 상기 축류팬블레이드부(184)의 폭(W1)은 상기 원심팬블레이드부(183)의 폭(W2)과 같거나 작게하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 축류팬블레이드부(184)의 높이(H2)는, 상기 블레이드(182) 전체 높이(H1)의 5% ~ 25%인 것이 바람직하다.

만일, 상기 축류팬블레이드부(184)의 높이(H2)를 상기 블레이드(182) 전체 높이(H1)의 25% 보다 크게 할 경우에는, 상기 축류팬블레이드부(184)를 통한 공기발생량(송풍량)이 증대되어 냄새 제거 성능에는 유리한 반면 상기 원심팬블레이드부(183)를 통한 공기발생량(송풍량)이 감소되어 차실내 냉,난방 성능이 저하될 우려가 있으므로 바람직하지 않다.

또한, 상기 축류팬블레이드부(184)의 높이(H2)를 상기 블레이드(182) 전체 높이(H1)의 5% 보다 작게 할 경우에는, 상기 축류팬블레이드부(184)를 통한 공기발생량(송풍량)이 현저하게 감소되어 냄새 제거 성능이 미미하므로 바람직하지 않다.

도 12는 상기 원심팬의 블레이드 높이 대한 공기발생량을 나타낸 그래프로써, 보는 바와 같이, 상기 원심팬(180)의 정방향 회전시 상기 블레이드(182)의 중하단 부분에서 대부분의 공기가 발생되며, 상단 부분에서는 공기발생량이 미미함을 알 수 있다.

따라서, 본 발명에서는, 상기 원심팬(180)의 정방향 회전시 상기 공조케이스내로 공급되는 공기공급량(풍량)에 크게 영향을 미치지 않도록 상기 원심팬블레이드부(183)의 상단부에 상기 블레이드(182) 전체 높이(H1)의 5% ~ 25%로 축류팬블레이드부(184)를 형성한 것이다.

이로인해, 상기 원심팬(180)의 정방향 회전시, 상기 원심팬블레이드부(183)를 통해 상기 공조케이스(110)내로 공급되는 풍량 감소를 최소화하여 차실내 냉,난방 성능을 그대로 유지하면서, 상기 원심팬(180)의 역방향 회전시 상기 축류팬블레이드부(184)를 통해 상기 공조케이스(110)내의 공기(냄새입자)를 역류시켜 차량 외부로 배출하는 풍량을 최대화하여 냄새 제거 성능을 최대로 향상시킬 수 있는 것이다.

그리고, 상기 원심팬(180)에는, 상기 복수개의 블레이드(182)를 연결하는 원형의 밴드(185)가 구비된다.

이때, 상기 밴드(185)는, 공기 유동에 저항을 주지 않도록 상기 각 축류팬블레이드부(184)의 상단 가장자리를 연결하도록 설치되는 것이 바람직하다.

따라서, 상기 복수개 블레이드(182)의 상부는 상기 밴드(185)를 통해 연결 지지되고, 하부는 상기 허브(181)의 둘레에 연결되어 지지됨으로써, 상기 원심팬(180)의 고속 회전시에도 상기 블레이드(182)의 떨림이 방지된다.

그리고, 상기 공조장치(100)는, 차량의 시동 ON 또는 공조장치의 전원 ON시, 일정시간 동안 상기 원심팬(180)을 역방향으로 회전시켜 상기 공조케이스(110)내의 냄새를 외부로 배출시키고, 상기 일정시간 이후에는 상기 원심팬(180)을 정방향으로 회전시키도록 제어하는 제어부(195)를 더 포함한다.

즉, 상기 제어부(195)는, 탑승자가 공조장치(100)의 전원을 ON 시킨 경우 또는 차량의 시동을 ON 시킨 경우의 조건 만족시 일정시간 동안 특정 역전압(일예로 -6V)을 상기 모터(190)에 인가하여 상기 원심팬(180)을 역방향으로 회전시키게 된다.

상기 원심팬(180)을 역방향으로 회전시키는 시간을 일예로 10초로 설정한 경우에는, 10초 동안만 상기 모터(190)에 역전압을 인가하여 원심팬(180)을 역방향으로 회전시키게 되며, 10초 이후에는 일반적인 공조제어모드에 따라 상기 원심팬(180)이 정방향으로 회전하게 된다.

여기서, 상기 원심팬(180)을 역방향으로 회전시키는 시간은 상기 공조케이스(110)내의 냄새 정도에 따라 제어부(195)가 가변적으로 설정할 수도 있고, 차량종류에 따라 미리 시간을 입력하여 설정할 수도 있다.

아울러, 상기 제어부(195)는 차량의 시동 ON 또는 공조장치(100)의 전원 ON시, 일정시간동안만 상기 모터(190)에 강제로 특정 역전압을 인하여 상기 원심팬(180)을 역방향으로 회전시켜 공조케이스(110)내의 냄새를 강제로 차량 외부로 배출하므로, 탑승자가 상기 원심팬(180)을 역방향으로 회전시키는 조작을 별도로 할 수 없도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제어부(195)는, 상기 원심팬(180)을 역방향으로 회전시키는 일정시간 동안 상기 공조장치(100)를 외기유입모드로 전환하여 상기 공조케이스(110)내의 냄새를 차량 외부로 배출하게 된다.

즉, 상기 공조장치(100)가 외기유입모드로 전환되면, 도 7과 같이 상기 인테이크 덕트(170)내의 내,외기 전환도어(175)가 상기 외기유입구(172)를 개방하도록 작동하게 되며, 따라서, 상기 원심팬(180)의 역회전시, 상기 공조케이스(110)내의 냄새가 상기 스크롤케이스(160) 및 인테이크 덕트(170)내로 역류한 후 상기 외기유입구(172)를 통해 차량 외부로 배출되게 되는 것이다.

한편, 상기 인테이크 덕트(170)와 상기 스크롤케이스(160)의 사이에는 공기 중에 포함된 이물질을 제거할 수 있도록 필터(176)가 설치된다.

이하, 본 발명에 따른 차량용 공조장치(100)의 작용을 설명하기로 한다.

먼저, 탑승자가 차량의 시동을 ON 시키거나 또는 공조장치(100)의 전원을 ON 시키게 되면, 상기 제어부(195)는 상기 모터(190)에 특정 역전압을 인가하게 되고, 이로인해 상기 원심팬(180)은 역방향(시계방향)으로 회전하게 된다.

이때, 상기 공조장치(100)는 외기유입모드로 전환되어, 상기 내,외기 전환도어(175)를 통해 외기유입구(172)가 개방되게 된다.

상기 원심팬(180)이 역방향으로 회전하게 되면, 상기 블레이드(182)의 원심팬블레이드부(183)는 원심팬 기능을 하지 못하여 공기를 송풍할 수 없고, 상기 축류팬블레이드부(184)만 축류팬 기능을 하여 상기 축류팬블레이드부(184)를 기준으로 아래쪽 공기를 위쪽으로 상승시키는 송풍을 하게 된다.

이처럼, 상기 원심팬(180)이 역방향으로 회전하여 상기 축류팬블레이드부(184)가 축류팬 기능을 하게 되면, 상기 공조케이스(110)내에 잔존하는 냄새가 차실내로 토출되지 못하고 상기 스크롤케이스(160)측으로 역류한 후, 상기 벨마우스(161)를 통해 인테이크 덕트(170)측으로 역류하게 되며, 계속해서 상기 인테이크 덕트(170)측으로 역류한 공기는 상기 외기유입구(172)를 통해 차량 외부로 배출되게 된다.

상기 원심팬(180)은 일정시간 동안만 역방향으로 회전하여 상기 공조케이스(110)내의 냄새를 역류시켜 제거하게 되며, 이후에는 공조제어모드에 따라 정방향으로 회전하여 상기 공조케이스(110)내로 공기를 송풍하는 원심팬 기능을 하게 된다.

한편, 상기 공조장치(100)는 다양한 공조제어모드를 수행하게 되는데, 이러한 공조제어모드는 공지된 것이므로 여기서 상세한 설명은 생략하기로 한다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에서는 상기 원심팬(180)을 세미 센터 타입 공조장치에 적용한 경우에 대해서만 설명하였지만, 여기에 한정되지 않고 센터마운팅 타입 공조장치, 쓰리피스 타입 공조장치, 좌,우 독립 공조장치 등 다양한 공조장치에 동일한 방법으로 적용할 수 있으며 동일한 효과를 얻을 수 있다.

100: 공조장치 101: 증발기
102: 히터코어 110: 공조케이스
111: 공기유입구 113: 디프로스트 벤트
113a: 디프로스트 도어 114: 페이스 벤트
114a: 페이스 도어 115: 플로어 벤트
115a: 플로어 도어 116: 온도조절도어
150: 송풍장치 160: 스크롤케이스
161: 벨마우스 170: 인테이크 덕트
171: 내기유입구 172: 외기유입구
175: 내,외기 전환도어 176: 필터
180: 원심팬 181: 허브
182: 블레이드 183: 원심팬블레이드부
184: 축류팬블레이드부 185: 밴드
190: 모터 191: 회전축
195: 제어부

Claims

공조케이스(110)와, 상기 공조케이스(110)와 연결됨과 아울러 상기 공조케이스(110)내로 공기를 송풍하는 원심팬(180) 및 상기 원심팬(180)을 회전시키는 모터(190)를 구비한 송풍장치(150)를 포함하여 이루어진 차량용 공조장치에 있어서,
상기 원심팬(180)은,
상기 모터(190)의 회전축(191)에 결합되는 허브(181)와,
상기 허브(181)의 둘레에 상기 모터(190)의 회전축(191) 방향으로 일정높이 연장 형성되어 상기 원심팬(180)의 정방향 회전시 모터(190)의 회전축(191) 방향으로 공기를 흡입한 후 회전축(191)의 직각방향으로 토출하는 복수개의 원심팬블레이드부(183)와, 상기 원심팬블레이드부(183)의 일단부에 형성되어 상기 원심팬(180)의 역방향 회전시 상기 원심팬블레이드부(183)의 공기 흡입방향의 역방향으로 공기를 토출시키는 축류팬블레이드부(184)로 구성된 블레이드(182)를 포함하여 이루어지고,
상기 원심팬(180)의 역방향 회전시, 상기 축류팬블레이드부(184)의 축류팬 기능을 이용하여 상기 공조케이스(110)내의 공기를 상기 송풍장치(150)측으로 역류시켜 외부로 배출하도록 하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
제 1 항에 있어서,
상기 원심팬블레이드부(183)는, 상기 모터(190)의 회전축(191)과 평행하게 형성되되, 상기 원심팬(180)의 반경방향을 따라 곡면으로 형성되고,
상기 축류팬블레이드부(184)는, 상기 원심팬블레이드부(183)의 상단부에 일측방향으로 일정각도 절곡 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
제 2 항에 있어서,
상기 축류팬블레이드부(184)는, 상기 원심팬블레이드부(183)의 상단부에 상기 원심팬(180)의 정방향으로 일정각도 절곡된 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
제 2 항에 있어서,
상기 축류팬블레이드부(184)는, 상기 원심팬블레이드부(183)의 곡면을 따라 곡면으로 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
제 1 항에 있어서,
상기 축류팬블레이드부(184)의 높이(H2)는, 상기 블레이드(182) 전체 높이(H1)의 5% ~ 25%인 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
제 1 항에 있어서,
상기 축류팬블레이드부(184)의 폭(W1)은, 상기 원심팬블레이드부(183)의 폭(W2)과 같거나 작은 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
제 1 항에 있어서,
상기 원심팬(180)에는, 상기 각 축류팬블레이드부(184)의 상단 가장자리를 연결하는 밴드(185)가 구비된 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
제 1 항에 있어서,
상기 허브(181)는, 상기 원심팬(180)내의 상부에 위치하도록 형성되어 상기 모터(190)의 회전축(191)과 결합되는 결합부(181a)와, 상기 결합부(181a)와 상기 원심팬블레이드부(183)의 하부를 연결하도록 형성되어 상기 모터(190)의 회전축(191) 방향으로 흡입된 공기를 회전축(191)의 직각방향으로 토출되도록 안내하는 안내부(181b)로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
제 1 항에 있어서,
상기 공조장치(100)는, 차량의 시동 ON 또는 공조장치의 전원 ON시, 일정시간 동안 상기 원심팬(180)을 역방향으로 회전시켜 상기 공조케이스(110)내의 냄새를 외부로 배출시키고, 상기 일정시간 이후에는 상기 원심팬(180)을 정방향으로 회전시키도록 제어하는 제어부(195)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
제 9 항에 있어서,
상기 제어부(195)는, 상기 원심팬(180)을 역방향으로 회전시키는 일정시간 동안 상기 공조장치(100)를 외기유입모드로 전환하여 상기 공조케이스(110)내의 냄새를 차량 외부로 배출하도록 하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.