KR101523680B1 - 차량용 공조장치의 송풍기 - Google Patents

차량용 공조장치의 송풍기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량용 공조장치의 송풍기에 관한 것으로서, 송풍실에서 입구측으로의 공기 역류현상과 컷오프부 부분에서의 공기 역류현상을 방지할 수 있도록 구성함으로써 공기 역류현상으로 인한 송풍소음의 발생과 공기의 송풍효율 저하현상을 방지할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 송풍실과 입구와 출구를 구비하는 스크롤 케이싱과, 송풍실에 설치되며, 입구측 공기를 흡입하여 반경방향 외측의 출구측으로 송풍하는 송풍팬을 포함하고, 송풍팬은, 중앙의 허브와, 둘레의 날개들 및 날개들의 상단부를 연결하는 환형의 밴드로 구성되는 차량용 공조장치의 송풍기에 있어서, 송풍팬과 송풍실의 입구 사이의 틈새를 통한 공기의 역류현상을 차단할 수 있도록, 송풍팬과 송풍실의 입구 사이의 틈새에 공기의 와류유동층을 형성하는 와류유동층 형성수단을 구비하며, 와류유동층 형성수단은, 와류유동층의 공기를 송풍실과 출구의 경계부분인 컷오프부측 부분으로 토출할 수 있는 구조를 갖는다.

Description

차량용 공조장치의 송풍기{BLOWER OF AIR CONDITIONING SYSTEM FOR AUTOMOTIVE VEHICLES}
본 발명은 차량용 공조장치의 송풍기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 송풍실에서 입구측으로의 공기 역류현상과 컷오프부 부분에서의 공기 역류현상을 방지할 수 있도록 구성함으로써, 공기 역류현상으로 인한 송풍소음의 발생과 공기의 송풍효율 저하현상을 방지할 수 있는 차량용 공조장치의 송풍기에 관한 것이다.
자동차는 실내를 냉,난방하는 공조장치를 갖추고 있다. 이러한 공조장치는, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 내,외기를 흡입한 후, 차실내로 송풍하는 송풍기(10)를 구비한다.
송풍기(10)는, 스크롤 케이싱(12)을 갖추고 있다. 스크롤 케이싱(12)은 내부의 송풍실(14)을 구비하며, 송풍실(14)은 입구(16)와 출구(18)를 갖추고 있다.
입구(16)는 스크롤 케이싱(12)의 상면에 형성되며, 출구(18)는 스크롤 케이싱(12)의 측면에 형성된다.
그리고 스크롤 케이싱(12)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 송풍실(14)과 출구(18)의 경계부분인 컷오프부(Cutoff)(12a)를 구비한다. 컷오프부(12a)는 송풍실(14)의 내측으로 돌출되는 부분으로서, 출구(18)를 형성하는 부분이며, 동시에 공기 토출의 시작점이기도 하다.
다시, 도 1 내지 도 3을 참조하면, 송풍기(10)는, 송풍팬(20)과, 송풍팬(20)을 구동시키는 송풍모터(20a)를 구비한다.
송풍팬(20)은, 원심형 다익팬(Multi Vane Fan)으로서, 중앙의 허브(Hub)(22)와, 둘레의 날개(24)들 및, 날개(24)들의 상단부를 연결하는 환형의 밴드(26)로 구성된다.
이렇게 구성된 송풍팬(20)은, 스크롤 케이싱(12)의 송풍실(14)에 설치된다. 특히, 송풍실(14)에 설치되어 있되, 도 3에 도시된 바와 같이, 컷오프부(12a)를 시작점으로 하여 출구(18)까지 점차 확대되는 유로가 형성될 수 있도록 설치된다.
이러한 송풍팬(20)은, 송풍실(14)의 입구(16)측 공기를 흡입한 다음, 흡입한 공기를 반경방향 외측의 송풍실(14) 출구(18)측으로 송풍한다. 특히, 출구(18)측에 설치된 증발기(19)로 송풍한다.
그런데, 이러한 종래의 송풍기(10)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 송풍팬(20)으로부터 배출된 공기가, 스크롤 케이싱(12)의 안쪽벽면에 부딪히면서 송풍팬(20)의 상측부분으로 상승하고, 상승된 공기가 송풍팬(20)의 상단부분과 송풍실(14)의 입구(16) 사이의 틈새(t)로 역류한다는 단점이 있다.
특히, 원심형 송풍팬(20)의 송풍특성 때문에, 송풍팬(20)의 상측부분이 하측부분에 비해 상대적으로 낮은 압력을 유지하는데, 이때, 송풍팬(20)으로부터 배출된 공기가 낮은 압력의 상측부분으로 보다 쉽게 상승하고, 이로써, 송풍팬(20)의 상단부분과 송풍실(14)의 입구(16) 사이의 틈새(t)로 다량의 공기가 역류한다는 단점이 있다.
그리고 이러한 단점 때문에 송풍소음이 발생되고, 송풍기(10)의 공기 송풍효율이 현저하게 저하된다는 문제점이 지적되고 있다.
또한, 종래의 송풍기(10)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 송풍팬(20)으로부터 토출되는 공기가 출구(18)측으로 배출되는 과정에서 스크롤 케이싱(12)의 컷오프부(12a)와 간섭된다는 단점이 있으며, 이러한 단점 때문에 컷오프부(12a)부분에서 공기의 역류현상이 발생된다는 문제점이 있다. 그리고 이러한 문제점 때문에 송풍기(10)의 송풍효율이 현저하게 저하되고, 송풍소음이 발생한다는 결점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은, 송풍팬과 송풍실의 입구 사이로의 공기 역류현상을 방지할 수 있는 차량용 공조장치의 송풍기를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 송풍팬과 송풍실의 입구 사이로의 공기 역류현상을 방지할 수 있도록 구성함으로써, 공기 역류현상으로 인한 송풍소음의 발생과 공기의 송풍효율 저하현상을 방지할 수 있는 차량용 공조장치의 송풍기를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 컷오프부 부분에서의 공기 역류현상을 방지할 수 있는 차량용 공조장치의 송풍기를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 컷오프부 부분에서의 공기 역류현상을 방지할 수 있도록 구성함으로써, 컷오프부 부분에서의 공기 역류현상 때문에 발생하는 송풍소음과 공기의 송풍효율 저하현상을 방지할 수 있는 차량용 공조장치의 송풍기를 제공하는 데 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 송풍기는, 송풍실과 입구와 출구를 구비하는 스크롤 케이싱과, 상기 송풍실에 설치되며, 상기 입구측 공기를 흡입하여 반경방향 외측의 출구측으로 송풍하는 송풍팬을 포함하고, 상기 송풍팬은, 중앙의 허브와, 둘레의 날개들 및 상기 날개들의 상단부를 연결하는 환형의 밴드로 구성되는 차량용 공조장치의 송풍기에 있어서, 상기 송풍팬과 상기 송풍실의 입구 사이의 틈새를 통한 공기의 역류현상을 차단할 수 있도록, 상기 송풍팬과 상기 송풍실의 입구 사이의 틈새에 공기의 와류유동층을 형성하는 와류유동층 형성수단을 포함하며, 상기 와류유동층 형성수단은, 상기 와류유동층의 공기를 상기 송풍실과 출구의 경계부분인 컷오프부측 부분으로 토출할 수 있는 구조를 갖는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 와류유동층 형성수단은, 상기 송풍팬의 회전 시에 상기 송풍실의 입구측 둘레부분을 향해 공기의 원심력이 작용할 수 있도록, 상기 입구측 둘레부분에 대응되는 상기 송풍팬의 밴드부분에 형성되는 다수의 홈들과; 상기 송풍팬의 홈들에 대응되는 상기 입구측 둘레의 상기 스크롤케이싱부분에 형성되며, 상기 송풍팬의 홈들에 의해 원심력을 받은 공기를 상기 송풍팬의 홈들 측으로 반송시켜, 상기 송풍팬과 상기 입구측 둘레부분 사이에 고압의 와류유동층이 발생될 수 있게 유도하는 채널부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 채널부는, 상기 송풍팬 홈들과의 사이부분으로 공기를 흡입할 수 있는 일측의 공기흡입구와; 상기 송풍팬 홈들과의 사이에 형성된 와류유동층 공기를 토출할 수 있는 타측의 공기토출구를 구비하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 채널부의 공기흡입구는, 상기 송풍기로 도입되기 전의 공기를 흡입할 수 있도록, 상기 송풍기의 상류측을 향해 형성되고; 상기 채널부의 공기토출구는, 상기 송풍실과 출구의 경계부분인 컷오프부를 향하도록 형성되어, 상기 고압의 와류유동층 공기를 상기 컷오프부 부분으로 토출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 차량용 공조장치의 송풍기에 의하면, 송풍팬과 송풍실의 입구 사이에 고압의 와류유동층을 형성하는 구조이므로, 송풍팬과 송풍실의 입구 사이로의 공기 역류현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 송풍팬과 송풍실의 입구 사이로의 공기 역류현상을 방지할 수 있으므로, 공기 역류현상으로 인한 송풍소음의 발생과 공기의 송풍효율 저하현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 송풍실과 출구의 경계부분인 컷오프부측으로 고압의 공기를 송풍하여 정방향 흐름을 유도하는 구조이므로, 컷오프부 부분에서의 공기 역류현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 컷오프부 부분에서의 공기 역류현상을 방지할 수 있으므로, 컷오프부 부분에서의 공기 역류현상 때문에 발생하는 송풍소음과 공기의 송풍효율 저하현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 차량용 공조장치의 송풍기가 설치된 모습을 나타내는 공조장치의 사시도,
도 2는 종래의 차량용 공조장치의 송풍기가 설치된 모습을 나타내는 공조장치의 단면도,
도 3은 종래의 차량용 공조장치의 송풍기가 설치된 모습을 나타내는 도 2의 Ⅲ-Ⅲ선 단면도,
도 4는 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 송풍기를 나타내는 분해 사시도,
도 5는 도 4의 결합상태를 나타내는 단면도로서, 본 발명에 따른 송풍기의 구성을 상세하게 나타내는 도면,
도 6는 도 5의 Ⅵ-Ⅵ선 단면도로서, 본 발명의 송풍기를 구성하는 송풍실 입구측부분을 상세하게 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 송풍기의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명한다(종래와 동일한 구성요소는 동일한 부호를 사용하여 설명한다).
먼저, 본 발명에 따른 송풍기의 특징부를 살펴보기에 앞서, 도 4와 도 5를 참조하여 공조장치의 송풍기에 대해 간략하게 살펴본다.
공조장치의 송풍기(10)는, 스크롤 케이싱(12)을 갖추고 있다. 스크롤 케이싱(12)은 내부의 송풍실(14)을 구비하며, 송풍실(14)은 입구(16)와 출구(18)를 갖추고 있다.
입구(16)는 스크롤 케이싱(12)의 상면에 형성되며, 출구(18)는 스크롤 케이싱(12)의 측면에 형성된다.
그리고 스크롤 케이싱(12)은, 송풍실(14)과 출구(18)의 경계부분인 컷오프부(12a)를 구비한다. 컷오프부(12a)는 송풍실(14)의 내측으로 돌출되는 부분으로서, 출구(18)를 형성하는 부분이며, 동시에 공기 토출의 시작점이기도 하다.
그리고 송풍기(10)는, 송풍실(14)에 설치되는 송풍팬(20)과, 송풍팬(20)을 구동시키는 송풍모터(20a)를 구비한다.
송풍팬(20)은, 중앙의 허브(22)와, 둘레의 날개(24)들 및, 날개(24)들의 상단부를 연결하는 환형의 밴드(26)로 구성되며, 이렇게 구성된 송풍팬(20)은, 송풍실(14)의 입구(16)측 공기를 흡입한 다음, 흡입한 공기를 반경방향 외측의 송풍실(14) 출구(18)측으로 송풍한다.
다음으로, 본 발명에 따른 송풍기의 특징부를 도 4 내지 도 6을 참조하여 상세하게 설명한다.
먼저, 도 4와 도 5를 참조하면, 본 발명의 송풍기는, 송풍팬(20)의 밴드(26)부분에 형성되는 다수의 홈(30)들을 구비한다.
다수의 홈(30)들은, 밴드(26)의 상면을 따라 형성된다. 특히, 송풍실(14)의 입구(16)측 둘레부분에 대응되는 밴드(26)의 상면부분에 일정한 간격을 두고 형성되며, 이렇게 형성된 다수의 홈(30)들은, 밴드(26)의 상면을 따라 방사상으로 배열된다.
이러한 다수의 홈(30)들은, 송풍팬(20)이 회전운동함에 따라 일체로 회전되면서 공기의 원심력을 발생시킨다. 특히, 송풍실(14)의 입구(16)측을 향해 공기의 원심력을 발생시킨다. 따라서, 송풍실(14)의 입구(16)측을 향해 공기가 송풍될 수 있게 한다.
여기서, 다수의 홈(30)들은, "∪"자형 단면을 갖는 것이 바람직하다. 특히, 반경방향 외측을 향해 "∪"자형 단면을 갖는 것이 바람직하다.
아울러 다수의 홈(30)들은, 밴드(26)의 상면을 따라 형성되어 있되, 소수(素數)의 개수를 갖도록 구성된다. 이는, 송풍팬(20)의 회전시 공진을 회피하기 위함이다.
다시, 도 4와 도 5를 참조하면, 본 발명의 송풍기는, 송풍실(14)의 입구(16)측 둘레부분에 형성되는 채널부(40)를 구비한다.
채널부(40)는, 송풍팬(20)의 홈(30)들에 대응되는 스크롤 케이싱(12) 안쪽면부분에 형성되며, 이렇게 형성된 채널부(40)는, 한쪽 끝부분의 공기흡입구(42)와 다른쪽 끝부분의 공기토출구(44)를 갖는다.
공기흡입구(42)는, 도 4와 도 6에 도시된 바와 같이, 송풍기(10)의 상류측을 향하도록 형성된다. 특히, 내,외기 도입구(50)(도 5참조)측을 향하도록 형성되며, 이렇게 형성된 공기흡입구(42)는, 송풍기(10)로 도입되기 전의 공기를 채널부(40)측으로 흡입할 수 있게 구성된다.
공기토출구(44)는, 송풍실(14)을 향하도록 형성된다. 특히, 송풍실(14)과 출구(18)의 경계부분인 컷오프부(12a)를 향하도록 형성되며, 이렇게 형성된 공기토출구(44)는 채널부(40)측의 공기를 컷오프부(12a)로 토출하도록 구성된다.
이와 같은 구성의 채널부(40)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 송풍팬(20)의 회전에 따라 송풍팬(20)의 홈(30)들이 공기의 원심력을 발생시키면, 원심력을 받은 공기를 수용하고, 수용된 공기를 다시 송풍팬(20)의 홈(30)들로 반송시킨다.
그리고 송풍팬(20)의 홈(30)들로 반송된 공기들이, 송풍팬(20)의 홈(30)들에 의해 다시 채널부(40)로 송풍되면, 채널부(40)는 송풍된 공기들을 다시 송풍팬(20)의 홈(30)들로 반송시킨다.
그리고 이와 같은, 송풍팬(20) 홈(30)들의 공기 송풍작용과 채널부(40)의 공기 반송작용 때문에, 홈(30)들과 채널부(40) 사이의 공기는 Vortex Blower의 원리에 의해 고압의 와류(Vortex)를 형성하면서 이동한다.
특히, 공기흡입구(42)으로부터 공기토출구(44)측을 향해 고압의 와류를 형성하면서 유동한다. 이로써, 송풍팬(20)과 송풍실(14)의 입구(16)측 사이의 틈새(t)에는 고압의 와류유동층이 형성된다.
그 결과, 송풍팬(20)과 송풍실(14)의 입구(16)측 사이의 틈새(t)는 차단된다. 이로써, 송풍팬(20)과 입구(16)측 사이의 틈새(t)에서 발생되는 공기의 역류현상이 방지된다. 특히, 송풍실(14)에서 입구(16)측으로의 공기역류현상이 원천적으로 방지된다.
한편, 공기흡입구(42)에서 공기토출구(44)측으로 유동하는 고압의 와류공기는, 최종적으로 공기토출구(44)를 통해 송풍실(14)로 토출된다. 특히, 송풍실(14)과 출구(18)의 경계부분인 컷오프부(12a)측으로 토출된다.
그리고 컷오프부(12a)측으로 토출되는 고압의 공기는, 컷오프부(12a)부분을 통과하는 공기의 흐름을 출구(18)측으로 정방향 유도한다. 따라서, 컷오프부(12a)부분에서의 공기 역류현상을 방지한다.
한편, 공기토출구(44)에서 공기가 토출되면, 공기흡입구(42)에서는 공기의 흡입이 지속적으로 이루어지며, 이러한 공기의 토출과 흡입이 지속됨에 따라 송풍팬(20)과 입구(16)측 사이의 틈새(t)에는 고압의 와류유동층이 지속적으로 형성된다.
따라서, 송풍팬(20)과 입구(16)측 사이의 틈새(t)는 지속적으로 차단되면서 공기의 역류현상을 방지한다.
여기서, 채널부(40)는, "∪"자형 단면을 갖는 것이 바람직하다. 이는, 송풍팬(20)의 홈(30)들에 의해 원심력을 받은 공기를 자연스럽게 가이드 하기 위함이다. 특히, 송풍팬(20)의 홈(30) 측을 향해 자연스럽게 가이드 하기 위함이다.
이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 송풍기에 의하면, 송풍팬(20)과 송풍실(14)의 입구(16) 사이에 고압의 와류유동층을 형성하는 구조이므로, 송풍팬(20)과 송풍실(14)의 입구(16) 사이로의 공기 역류현상을 방지할 수 있다.
또한, 송풍팬(20)과 송풍실(14)의 입구(16) 사이로의 공기 역류현상을 방지할 수 있으므로, 공기 역류현상으로 인한 송풍소음의 발생과 공기의 송풍효율 저하현상을 방지할 수 있다.
또한, 송풍실(14)과 출구(18)의 경계부분인 컷오프부(12a)측으로 고압의 공기를 송풍하여 정방향 흐름을 유도하는 구조이므로, 컷오프부(12a)부분에서의 공기 역류현상을 방지할 수 있다.
또한, 컷오프부(12a)부분에서의 공기 역류현상을 방지할 수 있으므로, 컷오프부(12a)부분에서의 공기 역류현상 때문에 발생하는 송풍소음과 공기의 송풍효율 저하현상을 방지할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.
10: 송풍기 12: 스크롤 케이싱(Scroll Casing)
12a: 컷오프(Cutoff)부 14: 송풍실
16: 입구 18: 출구
20: 송풍팬(Fan) 22: 허브(Hub)
24: 날개 26: 밴드(Band)
30: 홈 40: 채널(Channel)부
42: 공기흡입구 44: 공기토출구
t: 송풍팬과 송풍실의 입구 사이의 틈새

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 송풍실(14)과 입구(16)와 출구(18)를 구비하는 스크롤 케이싱(12)과, 상기 송풍실(14)에 설치되며, 상기 입구(16)측 공기를 흡입하여 반경방향 외측의 출구(18)측으로 송풍하는 송풍팬(20)을 포함하고, 상기 송풍팬(20)은, 중앙의 허브(22)와, 둘레의 날개(24)들 및 상기 날개(24)들의 상단부를 연결하는 환형의 밴드(26)로 구성되는 차량용 공조장치의 송풍기에 있어서,
    상기 송풍팬(20)과 상기 송풍실(14)의 입구(16) 사이의 틈새(t)를 통한 공기의 역류현상을 차단할 수 있도록, 상기 송풍팬(20)과 상기 송풍실(14)의 입구(16) 사이의 틈새(t)에 공기의 와류유동층을 형성하는 와류유동층 형성수단을 포함하며,
    상기 와류유동층 형성수단은,
    상기 와류유동층의 공기를 상기 송풍실(14)과 출구(18)의 경계부분인 컷오프부(12a)측 부분으로 토출할 수 있는 구조를 가지고,
    상기 송풍팬(20)의 회전 시에 상기 송풍실(14)의 입구(16)측 둘레부분을 향해 공기의 원심력이 작용할 수 있도록, 상기 입구(16)측 둘레부분에 대응되는 상기 송풍팬(20)의 밴드(26)부분에 형성되는 다수의 홈(30)들과;
    상기 송풍팬(20)의 홈(30)들에 대응되는 상기 입구(16)측 둘레의 상기 스크롤 케이싱(12)부분에 형성되며, 상기 송풍팬(20)의 홈(30)들에 의해 원심력을 받은 공기를 상기 송풍팬(20)의 홈(30)들 측으로 반송시켜, 상기 송풍팬(20)과 상기 입구(16)측 둘레부분 사이에 고압의 와류유동층이 발생될 수 있게 유도하는 채널부(40)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치의 송풍기.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 채널부(40)는,
    상기 송풍팬(20) 홈(30)들과의 사이부분으로 공기를 흡입할 수 있는 일측의 공기흡입구(42)와;
    상기 송풍팬(20) 홈(30)들과의 사이에 형성된 와류유동층 공기를 토출할 수 있는 타측의 공기토출구(44)를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치의 송풍기.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 채널부(40)의 공기흡입구(42)는,
    상기 송풍기(10)로 도입되기 전의 공기를 흡입할 수 있도록, 상기 송풍기(10)의 상류측을 향해 형성되고;
    상기 채널부(40)의 공기토출구(44)는,
    상기 송풍실(14)과 출구(18)의 경계부분인 컷오프부(12a)를 향하도록 형성되어, 상기 고압의 와류유동층 공기를 상기 컷오프부(12a)부분으로 토출하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치의 송풍기.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 송풍팬(20)의 홈(30)들은,
    소수(素數)의 개수로 형성되어 상기 송풍팬(20)의 회전시 공진을 회피하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치의 송풍기.
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