KR101673402B1 - 차량용 공조장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량용 공조장치에 관한 것으로서, 차실외의 온도와 태양 복사열의 영향이 적은 차실내측 공기를 흡입하고, 이를 통해 차실내를 냉,난방함으로써, 차실외의 조건에 영향받지 않고 차실내를 효율좋게 냉,난방할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 차량 후석의 측벽에 내장되며, 차실내 공기를 흡입하도록 스크롤 케이싱 내부에 송풍팬 및 이를 구동하는 송풍모터가 설치되는 송풍기와 송풍기를 통해 흡입된 공기를 가열 또는 냉각시키는 열교환기를 포함하는 차량용 공조장치에 있어서, 스크롤 케이싱은, 차실외측 방향을 향해 개구되어 차실외측 방향의 공기를 도입할 수 있는 제 1공기흡입구와, 차실내측 방향을 향해 개구되어 차실내측 방향의 공기를 도입할 수 있는 제 2공기흡입구 및, 흡입된 공기를 배출하는 공기배출구를 포함하고; 송풍팬은, 상기 제 1공기흡입구에 대응되어 차실외측 방향의 공기를 흡입하는 일측의 제 1날개부와, 제 2공기흡입구에 대응되어 차실내측 방향의 공기를 흡입하는 타측의 제 2날개부를 포함하며, 제 2공기흡입구의 직경이 제 1공기흡입구의 직경보다 크게 형성된다.

Description

차량용 공조장치{AIR CONDITIONING SYSTEM FOR AUTOMOTIVE VEHICLES}
본 발명은 차량용 공조장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 차실외의 온도와 태양 복사열의 영향이 적은 차실내측 공기를 흡입하고, 이를 통해 차실내를 냉,난방함으로써, 차실외의 조건에 영향받지 않고 차실내를 효율좋게 냉,난방할 수 있는 차량용 공조장치에 관한 것이다.
RV(Recreational Vehicle) 차량의 경우에는, 차실내가 넓으므로, 운전석 앞부분의 공조장치만으로는 차실내의 냉,난방 효율이 떨어진다.
따라서, 도 1에 도시된 바와 같이, 운전석 앞부분의 전석 공조장치(10)와는 별도로, 차실내의 뒷부분에 후석 공조장치(20)를 더 설치한다. 이에 따라, 차실내의 앞부분과 뒷부분을 독립적으로 냉,난방한다. 이로써, 전석부분과 후석부분의 냉,난방 효율을 높인다.
이러한 후석 공조장치(20)는, 후석부분의 양쪽 측벽 부분 중, 어느 한쪽 측벽(22)에 내장되며, 도 2에 도시된 바와 같이, 송풍기(30)를 구비한다.
송풍기(30)는, 스크롤 케이싱(32)을 갖추고 있으며, 이 스크롤 케이싱(32)은, 차체의 측벽 부분에 내장되도록 구성된다. 특히, 차체의 내측트림(40)과 외측 사이드 패널(42) 사이에 수직하게 세워진 상태로 설치된다.
이러한 스크롤 케이싱(32)은, 내부의 송풍실(34)과 공기흡입구(35)와 공기배출구(36)를 구비한다.
공기흡입구(35)는, 차실외측 방향을 향해 형성된다. 특히, 외측 사이드 패널(42)측을 향해 형성된다. 이러한 공기흡입구(35)는, 공기흡입그릴(37)을 통해 유입된 차실내의 공기를 송풍실(34)로 도입한다. 여기서, 공기흡입그릴(37)로 유입된 차실내측 공기는, 외측 사이드 패널(42)에 부딪쳐 방향전환되면서 공기흡입구(35)로 흡입된다.
공기배출구(36)는, 스크롤 케이싱(32)의 측면방향에 형성되며, 송풍실(34)에서 토출된 공기를 도시하지 않은 증발기와 히터측으로 배출한다. 따라서, 배출된 공기가 증발기와 히터를 통과하면서 냉각 또는 가열될 수 있게 한다.
한편, 스크롤 케이싱(32)의 송풍실(34)에는, 송풍팬(38)이 설치된다. 송풍팬(38)은 원심형 다익팬(Multi Vane Fan)으로서, 송풍모터(39)의 회전력을 전달받아 회전한다.
이러한 송풍팬(38)은, 공기흡입구(35)측 공기를 흡입한 다음, 흡입한 공기를 반경방향 외측의 공기배출구(36)측으로 송풍한다.
그런데, 이러한 종래의 공조장치는, 송풍기(30)의 공기흡입구(35)가 차실외측 방향에 배치되는 구조이므로, 차량의 외부 온도에 직접적으로 영향받는 차실외측 방향의 공기를 흡입할 수 밖에 없다는 단점이 있으며, 이러한 단점 때문에 냉,난방효율이 떨어진다는 문제점이 있다.
특히, 여름철, 외측 사이드 패널(42)이 태양의 복사열에 의해 뜨겁게 가열될 경우에, 외측 사이드 패널(42)의 내측 공기도 높은 온도로 가열되는데, 이렇게 가열된 공기를 송풍기(30)의 공기흡입구(35)가 흡입하는 구조이므로, 에어컨 작동 시에, 차실내의 냉방효율이 떨어질 수 밖에 없다는 단점이 있다. 그 결과, 차실내의 쾌적성이 현저하게 저하된다는 문제점이 지적되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은, 차실외의 온도 영향이 적은 공기를 흡입할 수 있도록 구성함으로써, 차량의 외부 온도에 영향받지 않고 차실내를 효율좋게 냉,난방할 수 있는 차량용 공조장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 차량의 외부 온도에 영향받지 않고 차실내를 효율좋게 냉,난방할 수 있도록 구성함으로써, 차실내의 쾌적성을 개선시킬 수 있는 차량용 공조장치를 제공하는 데 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 차량용 공조장치는, 차량 후석의 측벽에 내장되며, 차실내 공기를 흡입하도록 스크롤 케이싱 내부에 송풍팬 및 이를 구동하는 송풍모터가 설치되는 송풍기와 상기 송풍기를 통해 흡입된 공기를 가열 또는 냉각시키는 열교환기를 포함하는 차량용 공조장치에 있어서, 상기 스크롤 케이싱은, 차실외측 방향을 향해 개구되어 차실외측 방향의 공기를 도입할 수 있는 제 1공기흡입구와, 차실내측 방향을 향해 개구되어 차실내측 방향의 공기를 도입할 수 있는 제 2공기흡입구 및, 흡입된 공기를 배출하는 공기배출구를 포함하고; 상기 송풍팬은, 상기 제 1공기흡입구에 대응되어 차실외측 방향의 공기를 흡입하는 일측의 제 1날개부와, 상기 제 2공기흡입구에 대응되어 차실내측 방향의 공기를 흡입하는 타측의 제 2날개부를 포함하며, 상기 제 2공기흡입구의 직경이 상기 제 1공기흡입구의 직경보다 크게 형성된 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 제 2공기흡입구는, 상기 제 1공기흡입구 보다 차실내의 공기가 상기 송풍기측으로 유입될 수 있도록 차실내의 내측트림에 형성되는 공기유입그릴에 근접 배치된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 차량용 공조장치에 의하면, 양흡입형 송풍기를 통해 차실내측 방향의 공기도 흡입하는 구조이므로, 차실외의 온도 및 태양 복사열의 영향이 적은 차실내측 공기를 흡입할 수 있는 효과가 있다.
또한, 차실외의 온도 및 태양 복사열의 영향이 적은 차실내측 공기를 흡입할 수 있는 구조이므로, 차실외의 온도 및 태양의 복사열에 영향받지 않고 차실내를 효율좋게 냉,난방할 수 있는 효과가 있다.
또한, 차실내측 방향의 공기를 흡입하되, 송풍기의 구조 개선을 통해, 차실내측 공기의 흡입량을 대폭적으로 증가시킬 수 있는 구조이므로, 차실내의 냉,난방효율을 보다 더 개선시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 송풍기의 구조 개선을 통해, 공기의 송풍효율도 높일 수 있고, 송풍시 발생되는 송풍소음도 저감시킬 수 있는 구조이므로, 차실내의 냉,난방효율을 높일 수 있음과 아울러 차실내의 쾌적성도 현저하게 개선시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 차량용 공조장치를 나타내는 도면,
도 2는 종래의 차량용 공조장치의 구성을 상세하게 나타내는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 구성을 상세하게 나타내는 단면도이다.
이하, 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명한다(종래와 동일한 구성요소는 동일한 부호를 사용하여 설명한다).
도 3을 참조하면, 본 발명의 차량용 공조장치는, 후석 공조장치(20)를 구비하되, 상기 후석 공조장치(20)는, 양방향흡입형 송풍기(50)를 구비한다.
양방향흡입형 송풍기(50)는, 차체의 측벽 부분, 특히, 차체의 내측트림(40)과 외측 사이드 패널(42) 사이에 수직한 상태로 설치되며, 스크롤 케이싱(60)을 갖추고 있다.
스크롤 케이싱(60)은, 내부의 송풍실(62)을 구비하며, 송풍실(62)은 제 1공기흡입구(64)와 제 2공기흡입구(66) 및 공기배출구(68)를 구비한다.
제 1공기흡입구(64)는, 차실외측 방향을 향해 형성된다. 특히, 외측 사이드 패널(42)을 향해 형성되며, 이렇게 형성된 제 1공기흡입구(64)는, 외측 사이드 패널(42)측의 공기를 송풍실(62)로 도입하도록 구성된다.
제 2공기흡입구(66)는, 차실내측 방향을 향해 형성된다. 특히, 내측트림(40)의 공기흡입그릴(69)을 향해 형성되며, 이렇게 형성된 제 2공기흡입구(66)는, 공기흡입그릴(69)에 근접되게 설치되어 차실내측의 공기를 도입한다. 특히, 공기흡입그릴(69)을 통해 유입된 차실내의 공기를 직접적으로 도입한다.
여기서, 제 2공기흡입구(66)에는, 벨마우스(Bell Mouth)(70)가 형성되어 있으며, 상기 벨마우스(70)는 제 2공기흡입구(66)의 둘레로부터 송풍실(62)의 내측을 향해 소정곡률로 연장되어 있다. 이러한 벨마우스(70)는 제 2공기흡입구(66)로 도입되는 공기를 송풍실(62)의 내부로 가이드 하는 역할을 한다.
아울러, 제 2공기흡입구(66)의 직경(ℓ)은, 제 1공기흡입구(64)의 직경(L)보다 크게 형성되도록 구성된다. 이렇게 구성한 이유는, 제 1공기흡입구(64)측보다 제 2공기흡입구(66)측으로 도입되는 공기량이 더 많게 하도록 하기 위함이다.
그리고 양방향흡입형 송풍기(50)는, 송풍실(62)에 회전가능하게 설치되는 송풍팬(80)과, 송풍팬(80)을 구동시키는 송풍모터(90)를 구비한다.
송풍팬(80)은, 양방향흡입식 원심형 다익팬(Multi Vane Fan)으로서, 중앙의 허브(Hub)(82)와, 둘레의 날개(84)들을 포함한다.
특히, 날개(84)들은 중앙의 허브(82)를 기준으로 일측의 제 1날개부(85)와 타측의 제 2날개부(86)로 나눠지는데, 이때, 제 1날개부(85)는 제 1공기흡입구(64)측을 향하고, 제 2날개부(86)는 제 2공기흡입구(66)측을 향하도록 구성된다.
이러한 송풍팬(80)은, 회전 시에, 일측의 제 1날개부(85)가 제 1공기흡입구(64)측의 공기를 흡입하고, 타측의 제 2날개부(86)가 제 2공기흡입구(66)측의 공기를 흡입함에 따라 공기의 흡입작용을 하게 된다. 그리고 이러한 공기의 흡입작용에 의해 흡입된 공기를 반경방향 외측의 공기배출구(68)로 배출시킨다.
한편, 송풍팬(80)의 회전 시에, 송풍팬(30)의 제 1날개부(85)는 제 1공기흡입구(64)측의 공기를 흡입하게 되는데, 이때, 제 1공기흡입구(64)가 차실외측 방향을 향하므로, 차실외측 방향의 공기를 흡입하게 된다. 특히, 차실외측 방향에 설치되는 외측 사이드 패널(42)측 공기를 흡입하게 된다.
반대로, 송풍팬(80)의 제 2날개부(86)는, 제 2공기흡입구(66)측의 공기를 흡입하게 되는데, 이때, 제 2공기흡입구(66)가 차실내측 방향을 향하므로, 차실내측 방향의 공기를 흡입하게 된다. 특히, 차실내측 방향의 공기흡입그릴(69)측 공기를 직접적으로 흡입하게 된다.
그리고 제 2날개부(86)가 공기흡입그릴(69)측 공기를 직접적으로 흡입함에 따라, 흡입된 공기가 차실외의 온도에 영향받지 않게 된다. 특히, 차실외측 공기를 흡입하는 제 1날개부(85)에 비해, 흡입된 공기가 차실외의 온도에 영향받지 않게 된다. 따라서, 차실내의 냉,난방 시에 냉,난방 효율을 향상시킨다.
한편, 송풍팬(80)의 제 2날개부(86)는, 제 1날개부(85)에 비해 폭(A1),(A2)이 넓게 구성되는 것이 바람직하다.
이는, 제 1날개부(85)측으로 흡입되는 공기보다 제 2날개부(86)측으로 흡입되는 공기량이 더 많게 하기 위함이며, 이는, 차실외측 방향의 공기보다 차실내측 방향의 공기를 더 많이 흡입하기 위함이다.
그리고 이렇게 구성한 이유는, 가능한 한 차실외의 온도에 영향받는 차실외측 공기보다, 차실외의 온도에 영향받지 않는 차실내측 공기를 더 많이 흡입하기 위함이며, 이는, 차량의 외부 온도에 영향받지 않는 차실내측 공기를 보다 더 많이 흡입함으로써, 차실내의 냉,난방 효율을 높일 수 있도록 하기 위함이다.
송풍모터(90)는, 제 2공기흡입구(66)측에 설치된다. 특히, 제 2공기흡입구(66)의 중앙부에 설치되도록 구성된다.
다시, 도 3을 참조하면, 본 발명의 공조장치는, 송풍팬(80)의 제 2날개부(86)를 구비하되, 제 2공기흡입구(66)로 도입되는 공기를 제 2날개부(86) 내부로 가이드 하는 벨마우스(Bell Mouth)(70)(후술함)의 말단부분에 대응되는 상기 제 2날개부(86)선단부가 특정의 모양을 절개되는 구조를 갖는다. 이하, 절개된 부분을 절개면(87)으로 칭한다.
이러한 절개면(87)은, 제 2날개부(86)의 높이 방향 또는 폭방향으로 축소되는 모양을 갖는다. 특히, 이 절개면(87)은, 직선 경사면이거나 또는 소정 곡률을 갖는 곡면인 것을 특징으로 한다.
이러한 절개면(87)은, 공기의 유입면적을 증가시킨다. 특히, 스크롤 케이싱(60)의 인렛부분을 기존보다 넓게 증대시킴으로써, 공기의 유입면적을 현저하게 증가시킨다. 그리고 공기 유입면적을 증가시킴에 따라 제 2날개부(86)로 흡입되는 공기의 흡입량도 현저하게 증가된다.
특히, 제 2날개부(86)로 흡입되는 차실내측 방향의 공기 흡입량이 현저하게 증가된다. 따라서, 차실외의 온도에 영향받지 않는 차실내측의 공기가 다량 흡입된다. 이로써, 차실내의 냉,난방 효율이 현저하게 향상된다.
다시, 도 3을 참조하면, 송풍기(50)의 스크롤 케이싱(60)은, 제 2공기흡입구(66)에 형성되는 벨마우스(70)를 구비하되, 상기 벨마우스(70)는, 그 말단부분(72)이 송풍팬(80)의 제 2날개부(86) 내부로 연장되는 구조를 갖는다.
특히, 벨마우스(70)의 말단부분(72)은, 절개면(87)의 안쪽까지 길게 연장되도록 구성되며, 이렇게 연장된 벨마우스(70)의 말단부분(72)은, 제 2날개부(86) 끝부분과의 틈새를 없애준다.
따라서, 제 2날개부(86)에서 공기배출구(68)로부터 배출된 공기가, 제 2날개부(86) 끝부분과 벨마우스(70)의 사이로 역류되는 현상을 방지한다. 따라서, 제 2날개부(86)측에서의 공기 역류로 인한 송풍효율 저하현상과, 송풍소음의 발생을 원천적으로 방지한다.
다시, 도 3을 참조하면, 본 발명의 공조장치는, 내측트림(40)의 공기유입그릴(69)과 송풍기(50)의 제 1공기흡입구(64) 사이에 설치되는 공기흐름방해벽(100)을 더 구비한다.
공기흐름방해벽(100)은, 스크롤 케이싱(60)의 외측면으로부터 공기유입그릴(69)과 제 1공기흡입구(64)의 사이부분을 향해 길게 연장된다.
이러한 공기흐름방해벽(100)은, 공기유입그릴(69)로부터 송풍기(50)의 제 1공기흡입구(64)측으로 이송되는 공기의 흐름을 방해한다.
따라서, 송풍기(50)의 제 1공기흡입구(64)로 도입되는 공기량을 저감시킨다. 이로써, 송풍기(50)의 제 2공기흡입구(64)로 도입되는 공기량이 상대적으로 증가될 수 있게 한다.
그 결과, 제 1공기흡입구(64)로 도입되는 차실외측 방향의 공기량보다, 제 2공기흡입구(66)로 도입되는 차실내측 방향의 공기량이 더 많게 유도한다. 이에 따라, 차량의 외부 온도에 영향받지 않는 차실내측 공기가 보다 더 많이 흡입되면서 차실내의 냉,난방 효율을 높일 수 있게 한다.
이와 같은 구성의 본 발명에 의하면, 양흡입형 송풍기(50)를 통해 차실내측 방향의 공기도 흡입하는 구조이므로, 차실외의 온도 및 태양 복사열의 영향이 적은 차실내측 공기를 흡입할 수 있다.
또한, 차실외의 온도 및 태양 복사열의 영향이 적은 차실내측 공기를 흡입할 수 있는 구조이므로, 차실외의 온도 및 태양의 복사열에 영향받지 않고 차실내를 효율좋게 냉,난방할 수 있다.
또한, 차실내측 방향의 공기를 흡입하되, 송풍기(50)의 구조 개선을 통해, 차실내측 공기의 흡입량을 대폭적으로 증가시킬 수 있는 구조이므로, 차실내의 냉,난방효율을 보다 더 개선시킬 수 있다.
또한, 송풍기(50)의 구조 개선을 통해, 공기의 송풍효율도 높일 수 있고, 송풍시 발생되는 송풍소음도 저감시킬 수 있는 구조이므로, 차실내의 냉,난방효율을 높일 수 있음과 아울러 차실내의 쾌적성도 현저하게 개선시킬 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: 전석 공조장치 20: 후석 공조장치
40: 내측트림(Trim) 42: 외측 사이드 패널(Side Panel)
50: 양방향흡입형 송풍기 60: 스크롤 케이싱(Scroll Casing)
62: 송풍실 64: 제 1공기흡입구
66: 제 2공기흡입구 68: 공기배출구
70: 벨마우스(Bell Mouth) 72: 벨마우스의 말단부분
80: 송풍팬(Fan) 82: 허브(Hub)
84: 날개 85: 제 1날개부
86: 제 2날개부 87: 절개면
90: 송풍모터(Motor) 100: 공기흐름방해벽

Claims (8)

  1. 차량 후석의 측벽에 내장되며, 차실내 공기를 흡입하도록 스크롤 케이싱(60) 내부에 송풍팬(80) 및 이를 구동하는 송풍모터(90)가 설치되는 송풍기(50)와 상기 송풍기를 통해 흡입된 공기를 가열 또는 냉각시키는 열교환기를 포함하는 차량용 공조장치에 있어서,
    상기 스크롤 케이싱(60)은,
    차실외측 방향을 향해 개구되어 차실외측 방향의 공기를 도입할 수 있는 제 1공기흡입구(64)와, 차실내측 방향을 향해 개구되어 차실내측 방향의 공기를 도입할 수 있는 제 2공기흡입구(66) 및, 흡입된 공기를 배출하는 공기배출구(68)를 포함하고;
    상기 송풍팬(80)은,
    상기 제 1공기흡입구(64)에 대응되어 차실외측 방향의 공기를 흡입하는 일측의 제 1날개부(85)와, 상기 제 2공기흡입구(66)에 대응되어 차실내측 방향의 공기를 흡입하는 타측의 제 2날개부(86)를 포함하며,
    차실외 온도에 영향을 적게 받는 차실내측 공기를 더 많이 흡입하도록 하기 위해, 차실내측 공기를 흡입하는 상기 제 2공기흡입구(66)의 직경을 상기 제 1공기흡입구(64)의 직경보다 더 크게 형성하고,
    상기 제 2공기흡입구(66)는, 상기 제 1공기흡입구(64) 보다 차실내의 공기가 상기 송풍기(50)측으로 유입될 수 있도록 차실내의 내측트림(40)에 형성되는 공기유입그릴(69)에 근접 배치되고,
    상기 송풍팬(80)의 제 1날개부(85)와 제 2날개부(86)는, 중앙의 허브(82)를 기준으로 양쪽으로 나눠지며,
    상기 허브(82)를 기준으로 상기 제 2날개부(86)의 폭(A1)이 상기 제 1날개부(85)의 폭(A2)보다 넓어서, 상기 제 2날개부(86)측으로 흡입되는 공기량이 상기 제 1날개부(85)측으로 흡입되는 공기량보다 더 많은 구조인 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2공기흡입구(66)는, 그 중앙부에 상기 송풍팬(80)을 구동하는 송풍모터(90)가 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  4. 삭제
  5. 제 1항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 제 2날개부(86)는, 상기 제 2공기흡입구(66)로 도입되는 공기를 상기 송풍팬(80)의 제 2날개부(86) 내부로 가이드 하는 벨마우스(Bell Mouth)(70)의 말단부분에 대응되는 선단부가 날개부의 높이 방향 또는 폭방향으로 축소되는 절개면(87)이 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 절개면(87)은, 직선 경사면인 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 절개면(87)은, 소정 곡률을 갖는 곡면인 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    차실내의 공기가 상기 송풍기(50)측으로 유입될 수 있도록 차실내의 내측트림(40)에 형성되는 공기유입그릴(69)과;
    상기 공기유입그릴(69)로부터 상기 송풍기(50)의 제 1공기흡입구(64)측으로 이송되는 공기의 흐름을 방해하여, 상기 송풍기(50)의 제 2공기흡입구(66)측으로 유도하는 공기흐름방해벽(100)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
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