KR101811571B1 - An air blower for fuel cell vehicle - Google Patents

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Abstract

본 발명은 임펠러 전방과 후방의 압력차에 의해 발생하는 축방향의 하중을 감소시킬 수 있는 연료전지 차량용 공기 블로워에 관한 것으로, 본 발명의 일실시예에 의하면 모터의 회전축을 따라 임펠러의 후방에서 전방으로 감압유로가 연통됨으로써, 공기 블로워의 축방향 하중이 감소되어 내구성이 증대되고, 베어링의 마모에 따른 진동 및 소음 발생을 방지할 수 있다.The present invention relates to an air blower for a fuel cell vehicle capable of reducing an axial load generated by a pressure difference between an impeller front and a rear side of the impeller. According to an embodiment of the present invention, Pressure passage is communicated with each other, the axial load of the air blower is reduced to increase the durability, and vibration and noise caused by abrasion of the bearing can be prevented.

Description

연료전지 차량용 공기 블로워{An air blower for fuel cell vehicle}[0001] The present invention relates to an air blower for a fuel cell vehicle,

본 발명은 공기 블로워에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 임펠러 전방과 후방의 압력차에 의해 발생하는 축방향의 하중을 감소시킬 수 있는 연료전지 차량용 공기 블로워에 관한 것이다.
The present invention relates to an air blower, and more particularly, to an air blower for a fuel cell vehicle capable of reducing an axial load generated by a pressure difference between an impeller front and a rear impeller.

일반적으로, 연료전지 차량은 연료공급부에서 공급되는 수소와, 공기공급부에서 공급되는 공기 중 산소가 가습기에 공급되어, 물의 전기분해 역반응인 전기화학반응에 의해 연속적으로 생성되는 전기에너지를 사용하여 구동하게 된다.Generally, the fuel cell vehicle is driven by using hydrogen supplied from the fuel supply unit and oxygen in the air supplied from the air supply unit is supplied to the humidifier and is continuously generated by the electrochemical reaction, which is the reverse reaction of electrolysis of water do.

여기서, 연료전지 차량은 전기를 생산하는 연료전지 스택과, 이 연료전지 스택에 연료와 공기를 가습하여 공급하는 가습기와, 가습기에 수소를 공급하는 연료공급부와, 가습기에 산소를 포함하는 공기를 공급하는 공기공급부, 및 연료전지 스택을 냉각하기 위한 냉각모듈을 포함하고 있다.Here, the fuel cell vehicle includes a fuel cell stack for producing electricity, a humidifier for humidifying and supplying fuel and air to the fuel cell stack, a fuel supply unit for supplying hydrogen to the humidifier, And a cooling module for cooling the fuel cell stack.

이때, 공기공급부는 공기 중에 포함된 이물질을 여과하는 에어클리너와, 에어클리너에서 여과된 공기를 압축하여 공급하는 공기 블로워, 및 공기 블로워를 제어하는 컨트롤박스를 포함하여 구성된다.The air supply unit includes an air cleaner for filtering foreign substances contained in the air, an air blower for compressing and supplying the air filtered by the air cleaner, and a control box for controlling the air blower.

도 1은 공기 블로워의 일 예를 도시한 단면도이고, 도 2는 도 1의 "A" 부분 확대도이다. 도 1에 도시된 바와 같이 공기 블로워(10)는, 전방에 외부공기가 유입되는 공기유입구(21)를 가진 유입덕트(20)와, 유입덕트(20)의 후단에 결합되고 내부에 모터(31)가 설치되는 모터 하우징(30)과, 모터 하우징(30)의 후단에 결합되며 일측에 공기토출구(41)가 형성되는 임펠러 하우징(40)과, 임펠러 하우징(40)의 내부에 설치되어 모터(31)에 의해 회전하며 공기를 압축하는 임펠러(42)와, 임펠러 하우징(40)의 후단에 결합되어 모터(31)의 회전축(32)과 임펠러(42)를 회전 가능하게 지지하는 지지부재(50)를 포함하여 이루어진다.Fig. 1 is a sectional view showing an example of an air blower, and Fig. 2 is an enlarged view of a portion "A" in Fig. 1, the air blower 10 includes an inflow duct 20 having an air inlet 21 into which external air is introduced in front, a motor 31 connected to a rear end of the inflow duct 20, An impeller housing 40 coupled to the rear end of the motor housing 30 and having an air outlet 41 formed at one side thereof and a motor housing 40 installed inside the impeller housing 40 A support member 50 for rotatably supporting the impeller 42 and the rotary shaft 32 of the motor 31 and coupled to the rear end of the impeller housing 40; ).

이때, 공기유입구(21)를 통해 유입덕트(20)의 내부로 들어온 공기는 모터 하우징(30)과 임펠러 하우징(40)을 거쳐 임펠러(42)로 유입되고, 모터(31) 작동에 따른 임펠러(42)의 회전에 의해 고압으로 압축되어 임펠러 하우징(40)의 공기토출구(41)를 통해 외부로 배출된다.At this time, the air that has entered the inlet duct 20 through the air inlet 21 flows into the impeller 42 through the motor housing 30 and the impeller housing 40, and the impeller 42 42 and is discharged to the outside through the air discharge port 41 of the impeller housing 40. [

그런데, 공기 블로워(10)는 모터(31)의 회전력을 이용하여 임펠러(42)를 고속으로 회전시켜, 외부로부터 유입된 공기를 압축하여 송풍하기 때문에, 임펠러(42)의 입구측에서는 그 압력이 낮고, 임펠러(42)의 출구측에서는 압력이 높다. Since the air blower 10 rotates the impeller 42 at high speed using the rotational force of the motor 31 and compresses and blows the air introduced from outside, the pressure at the inlet side of the impeller 42 is low And the pressure at the outlet side of the impeller 42 is high.

즉, 임펠러(42)의 고속회전에 따라 공기가 임펠러(42)로 유입되며, 임펠러(42)를 거치면서 그 압력이 급격히 상승되어 외부로 토출되는 것이다.That is, as the impeller 42 rotates at a high speed, air flows into the impeller 42, and the pressure of the impeller 42 rises rapidly while passing through the impeller 42, and is discharged to the outside.

이때, 도 2에 도시된 바와 같이 임펠러(42)와 지지부재(50) 사이에는 임펠러(42)의 회전이 가능하도록 약간의 틈새(60)가 형성되는데, 임펠러(42)를 거치면서 압력이 높아진 공기가 이 틈새(60) 사이로 유입되면서 임펠러(42)의 후방에는 고압이 형성되고, 이에 따라 임펠러(42)를 전방으로 미는 축방향의 하중이 형성된다.2, a slight gap 60 is formed between the impeller 42 and the support member 50 so as to enable rotation of the impeller 42. When the pressure is increased through the impeller 42, Air is introduced into the clearance 60 and a high pressure is formed behind the impeller 42. Accordingly, a load in the axial direction pushing the impeller 42 forward is formed.

이와 같이 공기 블로워에 발생되는 축방향 하중은, 전체적으로 공기 블로워에 무리를 줄 수 있으며, 특히 모터의 회전축을 지지하는 베어링의 수명을 단축시켜 정상적인 작동을 어렵게 하고, 진동 및 소음 발생의 한 원인이 된다.
In this way, the axial load generated in the air blower can cause the air blower as a whole to be unreasonable, in particular, to shorten the service life of the bearing supporting the rotation shaft of the motor, making normal operation difficult and causing vibration and noise generation .

본 발명은 상술한 바와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 일실시예는, 임펠러 전방과 후방의 압력차에 의해 발생하는 축방향의 하중을 감소시킴으로써, 내구성 향상의 효과가 있는 연료전지 차량용 공기 블로워와 관련된다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been conceived to solve the problems as described above and one embodiment of the present invention is to reduce the load in the axial direction generated by the pressure difference between the front and the rear of the impeller, Battery air blower.

본 발명의 바람직한 일실시예에 의하면, 전방에 외부공기가 유입되는 공기유입구를 가진 유입덕트와, 유입덕트의 후단에 결합되고 내부에 모터가 설치되는 모터 하우징과, 모터 하우징의 후단에 결합되며 일측에 공기토출구가 형성되는 임펠러 하우징과, 임펠러 하우징의 내부에 설치되어 모터에 의해 회전하며 공기를 압축하는 임펠러와, 임펠러 하우징의 후단에 결합되어 모터의 회전축을 회전 가능하게 지지하는 지지부재를 포함하는 연료전지 차량용 공기 블로워에 있어서, 모터의 회전축 내부에 감압유로가 형성되어, 임펠러의 회전에 따라 고압으로 압축되어 임펠러의 후방으로 유입된 고압의 공기를 임펠러의 전방으로 유동시켜, 임펠러의 전방과 후방의 압력차에 따른 축방향의 하중을 감소시키는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량용 공기 블로워가 제공된다.According to a preferred embodiment of the present invention, there is provided an air conditioner comprising: an inflow duct having an air inlet through which external air flows in front; a motor housing coupled to a rear end of the inflow duct and having a motor therein; And a support member coupled to a rear end of the impeller housing for rotatably supporting a rotation shaft of the motor, wherein the impeller housing includes an air outlet formed in the impeller housing, an impeller disposed inside the impeller housing and rotated by the motor to compress air, In the air blower for a fuel cell vehicle, a depressurized flow path is formed inside the rotation shaft of the motor, and the high pressure air is compressed in accordance with the rotation of the impeller to flow in the front of the impeller, Of the airbag for the fuel cell vehicle Lowering is provided.

여기서, 감압유로는, 일단이 임펠러의 전방 일측에 연통되고, 타단이 임펠러의 후방 일측에 연통되는 것이 바람직하다.Here, it is preferable that one end of the pressure reducing flow path communicates with the front side of the impeller, and the other end communicates with the rear side of the impeller.

이때, 감압유로는, 회전축 내에서 회전축의 길이방향으로 형성되는 제1유로와, 임펠러의 후방에서 제1유로의 후단으로 연통되는 제2유로와, 제1유로의 전단으로부터 회전축의 일측으로 연통되는 제3유로를 포함하여 이루어질 수 있다.
At this time, the pressure-reducing channel includes a first channel formed in the longitudinal direction of the rotary shaft in the rotary shaft, a second channel communicated from the rear of the impeller to the rear end of the first channel, and a second channel communicated from the front end of the first channel to one side of the rotary shaft And a third flow path.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 연료전지 차량용 공기 블로워에 의하면, 임펠러 후방의 고압의 공기가 전방으로 유동하도록, 모터의 회전축을 따라 임펠러의 후방에서 전방으로 감압유로가 연통됨으로써, 공기 블로워의 축방향 하중이 감소되어 내구성이 증대되고, 베어링의 마모에 따른 진동 및 소음 발생을 방지할 수 있다.
The air blower for a fuel cell vehicle according to the preferred embodiment of the present invention communicates the reduced pressure flow path from the rear of the impeller to the front side of the impeller along the rotation axis of the motor so that the high pressure air behind the impeller flows forward, The direction load is reduced to increase durability, and vibration and noise generation due to abrasion of the bearing can be prevented.

도 1은 종래의 공기 블로워를 도시한 단면도.
도 2는 도 1의 "A" 부분 확대도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 연료전지 차량용 공기 블로워의 단면도.
도 4는 도 3의 "B" 부분 확대도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 감압유로의 형태를 보인 개략도.1 is a sectional view showing a conventional air blower;
2 is an enlarged view of a portion "A"
3 is a sectional view of an air blower for a fuel cell vehicle according to an embodiment of the present invention;
4 is an enlarged view of a portion "B"
5 is a schematic view showing the shape of a reduced pressure passage according to another embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 일실시예에 따른 연료전지 차량용 공기 블로워의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.Hereinafter, preferred embodiments of an air blower for a fuel cell vehicle according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In this process, the thicknesses of the lines and the sizes of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.In addition, the terms described below are defined in consideration of the functions of the present invention, which may vary depending on the intention or custom of the user, the operator. Therefore, definitions of these terms should be made based on the contents throughout this specification.

아울러, 아래의 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하며, 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술사상에 포함되고 청구범위의 구성요소에서 균등물로서 치환 가능한 구성요소를 포함하는 실시예는 본 발명의 권리범위에 포함될 수 있다.
In addition, the following embodiments are not intended to limit the scope of the present invention, but merely as exemplifications of the constituent elements set forth in the claims of the present invention, and are included in technical ideas throughout the specification of the present invention, Embodiments that include components replaceable as equivalents in the elements may be included within the scope of the present invention.

실시예Example

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 연료전지 차량용 공기 블로워의 단면도이고, 도 4는 도 3의 "B" 부분 확대도이다.FIG. 3 is a cross-sectional view of an air blower for a fuel cell vehicle according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is an enlarged view of a portion "B" of FIG.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 연료전지 차량용 공기 블로워(이하, '공기 블로워')(100)는, 외부공기가 유입되는 유입덕트(200)와, 유입덕트(200)의 후단에 결합되고 내부에 모터(310)가 설치되는 모터 하우징(300)과, 모터 하우징(300)의 후단에 결합되고 내부에 임펠러(410)가 설치되는 임펠러 하우징(400)과, 임펠러 하우징(400)의 후단에 결합되어 모터(310)의 회전축(320)을 회전 가능하게 지지하는 지지부재(500)를 포함하여 이루어진다.3, an air blower 100 for a fuel cell vehicle according to an embodiment of the present invention includes an inlet duct 200 through which outside air flows, an inlet duct 200 through which the outside air flows, An impeller housing 400 coupled to a rear end of the motor housing 300 and having an impeller 410 installed therein, a motor housing 310 coupled to a rear end of the impeller housing 300, And a support member 500 coupled to the rear end of the motor 400 for rotatably supporting the rotation axis 320 of the motor 310.

여기서, 유입덕트(200)의 전방에는 공기유입구(210)가 형성되며, 임펠러(410)의 회전에 의해 외부로부터 유입되는 공기의 통로가 된다.An air inlet 210 is formed in front of the inlet duct 200 and serves as a passage for air introduced from the outside by the rotation of the impeller 410.

모터 하우징(300)은 유입덕트(200)의 후단에 결합되며 내부에 모터(310)를 수용하는데, 이때 모터(310)는 도 3에 도시된 바와 같이 회전축(320)이 고정자(330)를 관통하도록 되어 있고, 고정자(330)와 대향하는 회전축(320)의 외주면에는 회전자(340)가 감겨있다.The motor housing 300 is coupled to the rear end of the inlet duct 200 and accommodates the motor 310 therein. The motor 310 is configured such that the rotating shaft 320 passes through the stator 330 as shown in FIG. And the rotor 340 is wound around the outer circumferential surface of the rotating shaft 320 facing the stator 330.

임펠러 하우징(400)은 모터 하우징(300)의 후단에 결합되어 내부에 임펠러(410)를 수용하며, 임펠러 하우징(400)의 둘레에는 원주방향으로 스크롤 형태의 송풍부(420)가 형성된다.The impeller housing 400 is coupled to the rear end of the motor housing 300 and receives the impeller 410 therein. The scroll housing 420 is formed around the impeller housing 400 in the circumferential direction.

이때, 송풍부(420)의 내부에는 임펠러(410)에 의해 고압으로 압축된 공기가 이송되도록 임펠러 하우징(400)의 내부와 연통하는 유로(430)가 형성되고, 송풍부(420)의 일측에는 회전축(320)의 반경방향으로 공기토출구(440)가 형성된다.At this time, a flow path 430 communicating with the inside of the impeller housing 400 is formed in the blowing part 420 so that the air compressed by the impeller 410 is conveyed at a high pressure, And an air outlet 440 is formed in the radial direction of the rotary shaft 320.

또한, 임펠러(410)는 모터(310)의 회전축(320) 후단에 설치되고, 모터(310)의 회전축(320)이 회전함에 따라 회전축(320)과 함께 회전하면서 유입덕트(200)의 공기유입구(210)를 통해 유입된 공기를 압축하며, 임펠러(410)에 의해 고압으로 압축된 공기는 송풍부(420)의 유로(430)를 통해 공기토출구(440)로 배출된다.The impeller 410 is installed at the rear end of the rotation axis 320 of the motor 310 and rotates together with the rotation axis 320 as the rotation axis 320 of the motor 310 rotates, And the air compressed by the impeller 410 at a high pressure is discharged to the air discharge port 440 through the flow path 430 of the blowing unit 420.

지지부재(500)는 임펠러 하우징(400)의 후단에 결합되어 회전축(320)을 지지하게 되는데, 지지부재(500)의 중앙에는 지지베어링(510)이 수용되어 회전축(320)의 후단을 회전 가능하게 지지한다. The support member 500 is coupled to the rear end of the impeller housing 400 to support the rotation shaft 320. A support bearing 510 is received in the center of the support member 500 to rotate the rear end of the rotation shaft 320 .

이때, 회전축(320)의 전단은 모터 하우징(300)의 전방에 구비되는 지지베어링에 의해 회전 가능하게 지지되는 것이 바람직하며, 예를 들어 도 3에 도시된 바와 같이 모터 하우징(300)의 전방에 커버부재(600)가 결합되고, 이 커버부재(600)의 중앙에 지지베어링(610)이 수용될 수 있다.3, the front end of the rotation shaft 320 is rotatably supported by a support bearing provided in front of the motor housing 300. For example, as shown in FIG. 3, A cover member 600 is engaged and a support bearing 610 can be received in the center of the cover member 600.

회전축(320)의 전단과 후단은 각각 캡(710,720)에 의해 덮여져서 이물질의 유입이 방지되도록 하는 것이 바람직하며 이때, 회전축(320)의 전단에 덮이는 캡(720)은 외부로부터 유입되는 공기와의 마찰 저항을 줄이기 위해 전방으로 돌출된 원추형으로 형성되는 것이 바람직하다.The front end and the rear end of the rotating shaft 320 are covered by the caps 710 and 720 so as to prevent foreign matter from entering the cap 720. At this time, So as to reduce the frictional resistance with respect to the center of rotation.

전술한 바와 같이 구성된 공기 블로워(100)는, 모터(310)의 작동시 모터(310)의 회전축(320)과 함께 임펠러(410)가 일체로 회전하여 유입덕트(200)를 통해 유입된 외부공기를 고압으로 압축하며, 압축된 공기는 임펠러 하우징(400)을 둘러 스크롤 형태로 형성된 송풍부(420)의 공기토출구(440)를 통해 외부로 토출된다.The air blower 100 configured as described above is configured such that when the motor 310 is operated, the impeller 410 rotates integrally with the rotation axis 320 of the motor 310 and the external air And the compressed air is discharged to the outside through the air discharge port 440 of the blowing part 420 formed in a scroll shape around the impeller housing 400.

그런데, 도 4에 도시된 바와 같이, 임펠러(410)와 지지부재(500) 사이에는 임펠러(410)가 회전할 수 있도록 약간의 틈새(800)가 형성되며, 따라서 일점쇄선 화살표로 도시한 바와 같이 임펠러(410)를 거치면서 압축된 고압의 공기가 송풍부(420)의 유로(430)로 이동하는 과정에서 이 틈새(800)로 유입된다.4, a slight gap 800 is formed between the impeller 410 and the support member 500 so that the impeller 410 can be rotated. Therefore, as shown by a dashed line arrow, The high pressure air compressed while passing through the impeller 410 flows into the gap 800 in the process of moving to the flow path 430 of the blowing part 420.

이때, 임펠러(410)와 지지부재(500) 사이의 틈새(800)로 유입된 고압의 압축공기로 인해 임펠러(410)의 후방에는 고압이 형성되며, 이에 따라 직선 화살표로 도시한 바와 같이 임펠러(410)를 전방으로 미는 축방향의 하중이 형성된다.At this time, due to the high-pressure compressed air introduced into the gap 800 between the impeller 410 and the support member 500, a high pressure is formed behind the impeller 410. As a result, 410 in the axial direction.

이와 같이 공기 블로워(100)에 발생되는 축방향 하중은, 전체적으로 공기 블로워(100)에 무리를 줄 수 있으며, 아래의 수학식 1에서 볼 수 있듯이 특히 회전축(320)을 지지하는 지지베어링(510,610)의 수명을 단축시키게 된다.
The axial load generated in the air blower 100 may cause the air blower 100 as a whole to be unreasonable. As shown in the following Equation 1, the support bearings 510 and 610, which support the rotary shaft 320, Thereby shortening the lifetime of the battery.

Figure 112011067706327-pat00001
Figure 112011067706327-pat00001

여기서, L10h : 베어링 수명(basic rating life), n : 회전속도(rotating speed), C : 기본 동정격하중(basic dynamic load rating), P : 축하중(equivalent dynamic load)이다.
Here, L 10h : Basic rating life, n: rotating speed, C: basic dynamic load rating, P: equivalent dynamic load.

따라서, 축방향 하중의 감소를 위해서는 임펠러(410) 전방과 후방의 압력차를 줄여야 할 필요가 있으며, 이를 위해 본 발명의 일실시예에 따른 공기 블로워(100)는 임펠러(410)의 전방과 후방을 연통하는 감압유로(900)가 회전축(320) 내부에 형성된다.Therefore, in order to reduce the axial load, it is necessary to reduce the pressure difference between the front and the rear of the impeller 410. For this purpose, the air blower 100 according to the embodiment of the present invention is arranged in front of and behind the impeller 410 A pressure reducing passage 900 is formed in the rotary shaft 320 so as to communicate with the rotary shaft 320.

감압유로(900)는 모터(310)의 회전축(320)을 통해 임펠러(410)의 전방과 후방이 연통되도록 형성되는데, 임펠러(410) 후방의 고압의 공기를 감압유로(900)를 통해 임펠러(410)의 전방으로 유도함으로써, 임펠러(410) 전방과 후방의 압력차를 줄이게 되는 것이다.The pressure reducing passage 900 is formed to communicate between the front and the rear of the impeller 410 via the rotary shaft 320 of the motor 310. The high pressure air behind the impeller 410 is introduced into the impeller 410 through the pressure reducing passage 900 The pressure difference between the front and the rear of the impeller 410 is reduced.

본 발명의 일실시예에 따른 감압유로(900)는, 회전축(320) 내에서 회전축(320)의 길이방향으로 형성되는 제1유로(910)와, 제1유로(910)의 후단에서 회전축(320)의 반경방향으로 연장되어 임펠러(410) 후방으로 연통되는 제2유로(920)와, 제1유로(910)의 전단에서 회전축(320)의 반경방향으로 연장되어 임펠러(410) 전방으로 연통되는 제3유로(930)를 포함하여 이루어질 수 있다.The depressurized flow path 900 according to an embodiment of the present invention includes a first flow path 910 formed in the longitudinal direction of the rotation shaft 320 in the rotation axis 320 and a second flow path 910 formed in the rear end of the first flow path 910, A second flow path 920 extending in the radial direction of the impeller 410 and extending in the radial direction of the impeller 410 from the front end of the first flow path 910, And a third flow path 930 connected to the third flow path 930.

또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 실링부재(520) 등에 의해 제2유로(920)가 직접 임펠러(410) 후방으로 연통되기 곤란한 경우에는, 제4유로(940)가 임펠러(410)의 후단 중앙부 일측에서 회전축(320) 방향으로 비스듬하게 경사져서 제2유로(920)로 연통되게끔 하는 것도 가능하다.4, when the second flow path 920 is difficult to communicate with the rear side of the impeller 410 directly by the sealing member 520 or the like, the fourth flow path 940 is connected to the rear end of the impeller 410 It is possible to make the second flow path 920 communicate with the second flow path 920 by inclining obliquely from one side of the central portion toward the rotation axis 320.

이 경우, 임펠러(410)에 의해 고압으로 압축되어 임펠러(410)와 지지부재(500) 사이 틈새(800)를 통해 임펠러(410)의 후방으로 유입된 공기는, 제4유로(940)를 거쳐 제2유로(920)로 유입되고, 제2유로(920)에서 제1유로(910)를 거쳐 제3유로(930)를 통해 임펠러(410)의 전방으로 배출된다.In this case, the air that has been compressed by the impeller 410 at a high pressure and flows into the rear of the impeller 410 through the gap 800 between the impeller 410 and the support member 500 passes through the fourth flow path 940 And is discharged to the front of the impeller 410 through the third flow path 930 through the first flow path 910 and the second flow path 920 through the second flow path 920.

그리고, 이렇게 감압유로(900)를 통해 임펠러(410)의 전방으로 배출된 공기는, 다시 임펠러(410)에 의해 압축되어 송풍부(420)의 유로(430)를 거쳐 공기토출구(440)로 배출된다.The air discharged to the front of the impeller 410 through the pressure reducing passage 900 is further compressed by the impeller 410 and discharged to the air discharge port 440 through the flow path 430 of the blowing section 420 do.

여기서, 도 3과 도 4에 도시된 실시예에서는 제1유로(910)가 회전축(320)의 중앙부에서 회전축(320)의 축선을 따라 길이방향으로 형성되고 있으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 제1유로(910)가 회전축(320)의 축선에 대하여 비스듬하게 경사져서 형성되거나, 나선형태로 형성되는 것도 가능하다.3 and 4, the first flow path 910 is formed in the longitudinal direction along the axis of the rotation axis 320 at the center of the rotation axis 320, but the present invention is not limited thereto , The first flow path 910 may be inclined obliquely with respect to the axis of the rotation shaft 320, or may be formed in a spiral shape.

또한, 제2유로(920)와 제3유로(930)가 회전축(320)의 반경방향에 대하여 비스듬하게 경사져서 형성되는 것도 물론 가능하며 아울러, 제1유로(910) 내지 제4유로(940)의 개수는 회전축(320)의 강도와 임펠러(410) 전·후방의 압력차를 고려하여 각각 적절히 선택될 수 있다.It is also possible that the second flow path 920 and the third flow path 930 are inclined obliquely with respect to the radial direction of the rotary shaft 320 and that the first flow path 910 to the fourth flow path 940, May be appropriately selected in consideration of the strength of the rotating shaft 320 and the pressure difference between the front and rear sides of the impeller 410, respectively.

도 5는 이러한 본 발명의 변형예를 도시한 것으로, 제1유로(910)가 회전축(320)의 축선으로부터 소정거리 이격하여 원주방향을 따라 다수 형성되고, 이에 대응하여 제2유로(920) 내지 제4유로(940)가 다수 형성된 예를 보이고 있다.5, a plurality of first flow paths 910 are formed along the circumferential direction at a predetermined distance from the axis of the rotation axis 320, and correspondingly, the second flow paths 920, And a plurality of fourth flow paths 940 are formed.

그리고, 다른 변형예로서, 별도의 도면으로 도시하지는 않았으나, 다수의 제1유로(910)가 제2유로(920)의 중앙에서 분기되어 회전축의 외주면 방향으로 비스듬하게 경사져서 형성되거나, 제3유로(930)의 중앙에서 제1유로(910)가 다수로 분기되어 각각 제2유로(920)와 연통되게 형성되는 것도 가능하다.As another modification, although not shown in the drawing, a plurality of first flow paths 910 may be formed by being branched at the center of the second flow path 920 and inclined obliquely toward the outer peripheral surface of the rotation shaft, It is also possible that the first flow path 910 is branched from the center of the first flow path 930 and communicated with the second flow path 920, respectively.

한편, 제1유로(910)를 모터(310)의 전방에 해당하는 위치까지 연장하여, 제3유로(930)가 모터(310)의 전방으로 연통되게 함으로써, 모터(310) 작동시 회전축(320)의 냉각이 이루어지도록 할 수 있으며, 이 경우 공기의 유량 증가에 따라 고정자(330)의 냉각효율도 향상될 수 있다.
The first flow path 910 is extended to a position corresponding to the front of the motor 310 and the third flow path 930 is communicated to the front of the motor 310, . In this case, the cooling efficiency of the stator 330 can be improved as the flow rate of the air increases.

이하, 도 3과 도 4를 참고하여, 본 발명의 일실시예에 따른 공기 블로워(100)의 작동을 설명하기로 한다.Hereinafter, the operation of the air blower 100 according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 and 4. FIG.

모터(310)에 전원이 공급되면 회전자(340)와 함께 모터(310)의 회전축(320)이 회전하며, 이때 회전축(320)에 일체로 결합된 임펠러(410)가 회전축(320)과 함께 회전하여 외부의 공기를 공기 블로워(100) 내부로 흡입한다.When power is supplied to the motor 310, the rotation axis 320 of the motor 310 rotates together with the rotor 340. At this time, the impeller 410 integrally coupled to the rotation axis 320 rotates together with the rotation axis 320 So that external air is sucked into the air blower 100.

외부의 공기는 공기유입구(210)를 통해 유입덕트(200) 내부로 유입되고, 모터 하우징(300)을 거치는 과정에서 모터(310)를 냉각시키며, 임펠러 하우징(400)으로 유입된 후, 임펠러(410)에 의해 고압으로 압축된다.The outside air flows into the inlet duct 200 through the air inlet 210 and flows into the impeller housing 400 after the motor 310 is cooled in the process of passing through the motor housing 300, 410).

고압으로 압축된 공기는 스크롤 형태의 송풍부(420)의 유로(430)를 따라 이동하며, 공기토출구(440)를 통해 외부로 토출된다.The air compressed by the high pressure moves along the flow path 430 of the scroll type blowing part 420 and is discharged to the outside through the air discharge opening 440.

이때, 공기가 임펠러(410)를 통해 송풍부(420)로 유동하는 과정에서, 일부의 압축된 공기가 임펠러(410)와 지지부재(500) 사이의 틈새(800)를 통해 임펠러(410)의 후방으로 유입되는데, 이처럼 임펠러(410)의 후방으로 유입된 고압의 공기는 감압유로(900)를 통해 다시 임펠러(410)의 전방으로 유도된다.At this time, a part of the compressed air flows through the gap 800 between the impeller 410 and the support member 500 in the process of the air flowing into the airflow portion 420 through the impeller 410, The high pressure air introduced into the rear of the impeller 410 is guided to the front of the impeller 410 through the pressure reducing passage 900. [

즉, 임펠러(410)와 지지부재(500) 사이의 틈새(800)를 통해 임펠러(410) 후방으로 유입된 공기는 제4유로(940)를 통해 회전축(320) 내의 제2유로(920)로 유입되고, 제2유로(920)에서 제1유로(910)를 거쳐 임펠러(410)의 전방 방향으로 유동하며, 제3유로(930)를 통해 임펠러 하우징(400) 내에 설치된 임펠러(410)의 전방으로 배출된다.That is, air introduced into the rear of the impeller 410 through the gap 800 between the impeller 410 and the support member 500 passes through the fourth flow path 940 to the second flow path 920 in the rotation axis 320 Flows in the forward direction of the impeller 410 from the second flow path 920 through the first flow path 910 and flows forward of the impeller 410 installed in the impeller housing 400 through the third flow path 930, .

이에 따라, 임펠러 후방 고압의 공기가 감압유로를 통해 임펠러의 전방으로 빠져나오므로, 임펠러 전·후방의 압력차에 따른 축하중이 저감되는 효과가 있다.As a result, since the air at the rear high pressure of the impeller is discharged to the front of the impeller through the reduced pressure passage, the axial load due to the pressure difference between the front and rear of the impeller is reduced.

아울러, 임펠러(410) 후방의 공기가 임펠러(410) 전방으로 이동함에 따라, 임펠러(410) 입구쪽 공기유량이 증가하여 임펠러(410)의 압축효율이 증가하는 효과도 있다.
In addition, as the air behind the impeller 410 moves forward of the impeller 410, the air flow rate at the inlet side of the impeller 410 increases and the compression efficiency of the impeller 410 increases.

100 : 공기 블로워 200 : 유입덕트
210 : 공기유입구 300 : 모터 하우징
310 : 모터 320 : 회전축
400 : 임펠러 하우징 410 : 임펠러
420 : 송풍부 500 : 지지부재
800 : 틈새 900 : 감압유로
910 : 제1유로 920 : 제2유로
930 : 제3유로 940 : 제4유로100: air blower 200: inlet duct
210: air inlet 300: motor housing
310: motor 320:
400: impeller housing 410: impeller
420: convection section 500: support member
800: Clearance 900: Pressure reducing channel
910: First Euro 920: Second Euro
930: 3rd Euro 940: 4th Euro

Claims (3)

전방에 외부공기가 유입되는 공기유입구(210)를 가진 유입덕트(200)와, 상기 유입덕트(200)의 후단에 결합되고 내부에 모터(310)가 설치되는 모터 하우징(300)과, 상기 모터 하우징(300)의 후단에 결합되며 일측에 공기토출구(440)가 형성되는 임펠러 하우징(400)과, 상기 임펠러 하우징(400)의 내부에 설치되어 상기 모터(310)에 의해 회전하며 공기를 압축하는 임펠러(410)와, 상기 임펠러 하우징(400)의 후단에 결합되어 상기 모터(310)의 회전축(320)을 회전 가능하게 지지하는 지지부재(500)를 포함하는 연료전지 차량용 공기 블로워에 있어서,
상기 모터(310)의 회전축(320) 내부에 감압유로(900)가 형성되어, 상기 임펠러(410)의 회전에 따라 고압으로 압축되어 상기 임펠러(410)의 후방으로 유입된 고압의 공기를 상기 임펠러(410)의 전방으로 유동시켜, 상기 임펠러(410)의 전방과 후방의 압력차에 따른 축방향의 하중을 감소시키는 것을 특징으로 하고,
상기 감압유로(900)는,
상기 회전축(320) 내에서 상기 회전축(320)의 길이방향으로 상기 임펠러(410) 후방에서 상기 모터(310) 전방까지 연장 형성되는 제1유로(910)와, 상기 임펠러(410)의 후방에서 상기 제1유로(910)의 후단으로 연통되는 제2유로(920)와, 상기 제1유로(910)의 전단으로부터 상기 회전축(320)의 일측으로 제3유로(930)를 포함하는 연료전지 차량용 공기 블로워.A motor housing 300 coupled to a rear end of the inflow duct 200 and having a motor 310 installed therein, and a motor housing 300 coupled to a rear end of the inflow duct 200. The motor housing 300 includes: An impeller housing 400 coupled to a rear end of the housing 300 and having an air discharge port 440 formed at one side thereof and a fan housing 400 installed inside the impeller housing 400 and rotated by the motor 310 to compress air And a support member (500) coupled to a rear end of the impeller housing (400) and rotatably supporting a rotating shaft (320) of the motor (310), the air blower comprising:
A pressure reducing passage 900 is formed inside the rotary shaft 320 of the motor 310 so that the high pressure air compressed in the rear of the impeller 410 is compressed by the impeller 410 in accordance with the rotation of the impeller 410, (410) to reduce the load in the axial direction due to the pressure difference between the front and rear of the impeller (410)
The pressure reducing passage (900)
A first flow path 910 extending from the rear of the impeller 410 to the front of the motor 310 in the longitudinal direction of the rotary shaft 320 in the rotary shaft 320 and a second flow path 910 extending from the rear of the impeller 410, A second flow path 920 communicating with the rear end of the first flow path 910 and a third flow path 930 from the front end of the first flow path 910 to one side of the rotation axis 320, Fuel cell air blower for vehicles. 삭제delete 삭제delete
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