KR20000004629A - 자동차의 카울 에어박스 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 카울 에어 박스에 관한 것으로서, 종래에는 카울 에어 박스로 공기가 유입될 때 거의 에어인렛의 뒤쪽 곡면으로만 유입되고 전면은 후드 인너 패널과의 주변상황에 의해 공기 흐름 형성이 불리한 곳에 위치하여 거의 공기가 유입되지 않게 되어 공기의 기압강하 현상이 심하였고, 공기가 중간통로와 블로어 입구 부근에서 난류 운동에너지가 크게 성장하여 공력소음을 유발하게 되는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 에어인렛(111)을 완만한 곡면으로 형성하고 공기 유입공(112)을 상기 곡면 및 곡면 후방 소정위치까지 형성하므로써 윈드실드(200)와 후드(300)의 각도가 작아 주향중 카울에 작용하는 압력계수가 일반차량에 비해 작은 차량에서도 에어인렛을 통과한 공기 흐름이 급격한 속도 증가 없이 매끈하게 유입되어 압력강하 현상 이 감소하여 블로어의 풍량을 확보할 수 있게 되고, 상부 대시패널(120)에 플랜지(121)를 형성하고 하부 대시패널(130)에는 배수공(131)을 설치하여 공기실(400)로 유입된 물방울이 블로어측으로 유입되지 않도록 한 유용한 발명이다.

Description

자동차의 카울 에어 박스

본 발명은 자동차의 에어 컨디셔닝을 위해 공기가 유입되는 카울 에어 박스에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 외부 공기가 유입되는 에어인렛을 완만한 곡면으로 형성하고, 상기 곡면 및 곡면 후방 소정위치까지 공기유입공을 형성하며, 에어박스 아웃렛 쪽 상부 대시패널에 플렌지를 설치하고, 하부 대시패널에는 고인 물이 빠져나갈 수 있도록 배수공을 형성하여 블로어 성능에 영향을 미치는 압력 강하 현상과 블로어 쪽으로 물방울이 유입되는 것을 감소시키도록 구성된 자동차의 카울 에어박스에 관한 것이다.

일반적으로 자동차에는 냉,난방 장치가 설치되어 주위의 각종 변화에 따른 온도 및 습도와 공기의 환경을 적당하게 유지하므로서 승차한 사람에게 쾌적한 느낌을 줄수 있도록 하는 것으로, 무더운 여름철에 탑승객들이 시원하고 쾌적한 상태에서 여행을 즐길수 있도록 차내온도를 낮게 유지시켜 주는 냉방장치와 겨울철에 차내온도를 높게하여 실내를 따뜻하게 유지시켜 주는 난방장치로 나누어진다.

상기의 냉방장치로는 에어컨을 사용하는데 상기의 에어컨이란 에어 컨디셔너(Air conditioner)와 공기조화장치를 말하는데, 공기조화란 내부의 필요한 공간을 온도,습도,기류, 공기청정도의 4 가지 조건에 대해 희망하는 상태로 인공적인 조정을 행하는 것을 말하는 것이다.

여기서 카에어컨이라 호칭하는 것은 히터와 쿨러가 일체로 되어있어 이것이 연동하여 공조기능을 발휘하고 있는 형식이다.

차량의 냉방은 차실의 엔진에서 발생하는 열에 대해 즉, 열부하로 부터 항상 탑승자가 쾌적한 느낌을 갖도록 하는데, 그 목적이 있는 것으로 그 효과로서는 일의 능률향상, 피로감의 경감, 주의력 유지, 쾌적한 운전등이다.

한편, 공기를 열매체로서 사용하는 자동차의 공조 시스템에서 풍량특성은 냉난방 설계상 가장 중요한 특성의 하나인데, 일반적으로 실내로 공기를 유입하거나 에어 컨디셔닝을 위해 에어컨을 작동하면 블로어의 회동에 의해 카울 에어인렛(cowl air inlet)을 통하여 공기가 유입된다.

에어컨디셔닝의 풍량을 결정하는 블로워의 사양이 결정되면 최대 풍량을 확보하기 위해서 카울 에어인렛을 통하여 유입된 공기가 큰 기압 강하 없이 최종적으로 실내 인스트루먼트 패널 상에 위치하는 공기 토출구로 배출되도록 설계되어야 한다.

일반적으로 세단형태의 자동차의 경우, 자동차가 주행하면 카울 부근에 자동차 실내보다 더 높은 압력이 형성되면서, 블로어를 작동하지 않을 때에도 카울 에어인렛을 통해 저절로 공기가 유입되는 환경이 형성되기 때문에 카울 에어인렛의 형상 때문에 생기는 유동저항을 주행 중에는 보상할 수 있다.

그러나 스테이션 왜건형 자동차의 경우 윈드 실드와 후드가 이루는 슬로프각이 완만하거나 아예 수평으로 이루어져 자동차가 주행을 해도 카울 부근에 높은 압력이 형성되지 않아 블로어로 강제적으로 공기 순환을 시켜야 하는 경우가 있다.

상기 스테이션 왜건형의 자동차의 경우 특히 상층류 부분인 카울 에어인렛과 공기실의 유동저항을 최소로 하는 설계가 필요하다.

종래의 자동차 카울 에어박스는 도 1 에서 도시되는 바와 같이 카울 박스의 상부 패널(10)이 후드(30) 쪽으로 경사지게 돌출형성되고 상기 경사 부분에 공기 유입공(11')이 형성된 에어인렛(11)을 포함하여 구성되었다.

도면중 미설명 부호 20은 윈드실드이고, 12는 상부 대시패널을 나타낸 것이며, 13은 하부 대시패널이고, 40은 공기실을 보인것이며, 50은 블로어 쪽으로 공기가 빠져 나가는 에어박스 아웃렛을 나타낸 것이다.

상기와 같은 구성에 의하면 공기의 흐름은 도시된 바와 같이 거의 에어인렛(11)의 후면으로만 유입되고 에어인렛의 전면은 후드 이너 패널(31)과의 주변상황에 의해 공기 흐름이 형성되기에 불리한 곳에 위치하여 거의 공기가 유입되지 않게 된다.

또한 이러한 공기 유입에 의하면 공기가 중간통로와 블로어 입구 부근에서 난류 운동에너지가 크게 성장하여 공력소음을 유발하게 된다.

따라서 본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 카울 에러인렛의 형상 및 공기 유입구의 분포 위치를 변겅하여 공력 성능을 향상하고 공기압 강하현상을 감소시키며 우천시 공기실에 유입되는 물방울을 감소시킬 수 있도록 하는 자동차의 카울 에어 박스를 제공하는데 있다.

이와 같은 본 발명의 목적은 카울 에어박스의 상부 판넬에 에어인렛을 형성하되 완만한 곡면을 이루고 상기 곡면의 후방 소정 위치까지 공기 유입구가 형성되도록 구성하고, 에어박스 아웃렛 측 상부 대시패널에 플랜지를 형성하며, 하부 대시패널에 배수공을 형성하므로서 달성되는 것이다.

이러한 본 발명은 에어인렛의 후면 뿐 아니라 전면으로도 공기 흐름이 용이하여 기압 강하 현상이 감소하고 이에따라 블로어 성능이 향상되며 우천시에는 공기실에 유입되는 물방울을 감소시키고, 공력소음을 유발하는 난류운동에너지도 감소하므로서 상기 목적을 달성할 수 있는 것이다.

도 1 은 종래의 자동차 카울 에어 박스를 도시한 단면도.

도 2 는 본 발명에 의한 자동차 카울 에어 박스를 개략적으로 나타낸 단면도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

100 : 카울 에어 박스 110 : 상부 패널(panel)

111 : 에어인렛(air inlet) 112 : 공기 유입공

120 : 상부 대시패널(dash panel) 121 : 플랜지

122, 132 : 가이드 130 : 하부 대시패널

131 : 배수공 200 : 윈드실드

300 : 후드 400 : 공기실

500 : 에어박스 아웃렛(outlet)

이하 본 발명의 목적을 효과적으로 달성할 수 있는 바람직한 실시 예로서 그 기술 구성 및 작용 효과를 첨부한 별첨의 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

즉, 도 2 는 본 발명에 의한 자동차 카울 에어 박스의 일 실시예를 나타낸 측단면도로서 도면에서 도시하는 바와 같이 본 발명은 자동차의 후드(300) 하부에 설치되며 공기가 유입되는 상부 패널(110)과 상기 상부 패널(110)에 연결되는 상부 대시패널(120) 및 하부 대시패널(130)로 이루어진 공기실(400)과, 상기 상부 패널(110)에 설치되며 후드 이너 패널(310)과의 공간을 유지하도록 완만한 곡면을 형성하고, 상기 곡면 및 곡면 후방 소정 위치까지 공기 유입공(112)이 형성된 에어인렛(111), 상기 상부 대시패널(120)과 하부 대시패널(130)의 내부 일측에 유입된 공기를 유도하도록 형성되는 가이드(122)(132) 및, 상기 상부 대시패널(120)과 하부 대시패널(130)이 연장되어 공기를 블로어쪽으로 연결하는 에어박스 아웃렛(500)로 구성되는 것이다.

그리고, 상기 에어박스 아웃렛(500) 쪽 상부 대시패널(120)에 플랜지(121)를 형성하여 공기실(400)로 유입된 후 상기 상부 대시패널(120) 쪽에 부착되어 흐르는 물방울이 블로어쪽으로 떨어지지 않고 바닥면쪽으로 유인하게 된다.

또한, 상기 플랜지(121)에 의해 유도된 물방울을 배출할 수 있도록 에어박스 아웃렛(500) 측 하부 대시패널(130)에는 배수공(131)이 형성되는 것이다.

도면중 미설명부호 200은 윈드실드이고 300은 자동차 앞부분의 엔진룸을 덮는 후드로 보닛이라고도 하며, 310은 상기 후드(300)의 안쪽에 설치되는 후드 이너 패널이다.

상기 공기실(400)은 윈드 실드(200) 하단에서 상부 패널(110) 일측 단부와 상부 대시패널(120) 일측 단부가 접합되고, 상부 패널(110)의 타측 단부와 하부 대시패널(130)이 접합하여 이루어 지는 것으로 에어인렛(111)을 통해 공기가 유입되는 곳이다.

그리고 상기 에어인렛(111)은 곡면을 종래 기술에 의한 에어인렛보다 완만하게 형성하여 후드 이너 패널(310)과의 간격이 증가되도록 하고, 공기 유입공(112) 또한 종래에는 곡면에만 형성되던 것을 곡면 후방 소정위치부터 형성하여, 종래의 에어인렛과는 달리 에어인렛(111)의 후면 만이 아닌 전면으로도 공기가 원활하게 유입된다.

또한 상기 상부 대시패널(120)과 하부 대시패널(130)이 연장되어 이루어진 에어박스 아웃렛(500)은 공기실(400) 내의 공기를 블로어 쪽으로 유도하는 것이다.

도 2 에서 도시된 점선은 공기실(400)로 유입된 물방울의 괘적을 나타낸 것으로 도면에서 도시하는 바와 같이 공기 유입공(112)을 통해 유입된 물방울은 공기 흐름의 영향을 받아 하부 대시패널(130)에 형성된 가이드(122)에 부딪친 후 상부 대시패널(120)에 부착되어 흐르다가 표면장력에 의해 주위 입자와 합쳐져 그 직경이 커지면 중력에 의해 떨어지게 되는데 이때 상기 상부 대시패널(120)에 형성된 플랜지(121)에 의해 하부 대시패널(130) 쪽으로 유도되어 에어박스 아웃렛(500)을 통해 블로어쪽으로 유입되는 것을 방지할 수 있게 된다.

또한 이렇게 하부 대시패널(130) 쪽으로 떨어진 물방울은 배수공(131)을 통해 외부로 배출될 수 있다.

이러한 본 발명은 에어인렛(111)의 형상과, 공기 유입공 위치를 변경함에 따라 윈드실드(200)와 후드(300)의 각도가 작아 주향중 카울에 작용하는 압력계수가 일반차량에 비해 작은 차량에서도 에어인렛(111)을 통과한 공기 흐름이 급격한 속도 증가 없이 매끈하게 유입되어 압력강하 현상 이 감소하여 블로어의 풍량을 확보할 수 있게된다.

그리고, 종래 기술에 의한 카울 에어박스에서는 공기가 중간통로와 블로어 입구 부근에서 난류운동에너지가 크게 성장하여 공력소음을 유발하였으나, 본 발명에 의하면 공력소음을 유발하는 난류운동에너지가 감소하여 공력성능을 향상시키게 된다.

또한 입구 부근을 통과한 물방울은 직경이 0.2㎜ 이상이면 블로어 쪽으로 유입되지 않고, 0.1㎜ 정도의 물방울은 종래 기술에 의한 카울 에어 박스에서는 약 24% 정도가 블로어 쪽으로 유입되었지만, 본 발명에 의한 카울 에어 박스(100)의 경우에는 소용돌이 모양의 공기흐름 세기가 감소하고 난류 운동에너지가 감소하면서 유입되는 물방울 역시 10% 정도 감소한다.

상기한 바와 같이 공기실을 통과한 0.1㎜ 정도의 물방울은 20% 이상이 공기실(400)로 유입되었으나 상부 대시패널(120)에 형성된 플랜지(121)에 의해 하부 대시패널(130)쪽으로 유인되어 하부 대시패널(130)의 배수공(131)에 의해 외부로 배출되므로 물방울이 블로어 쪽으로 유입되는 것을 방지할 수 있게 되는 것이다.

이상에서 상술한 바와 같이 본 발명은 카울 에어박스의 공기실에 작용하는 압력강하 현상을 감소시키므로써 블로어의 풍량을 확보할 수 있게 되고, 난류운동에너지도 감소시켜 공력소음이 줄어들며, 공기실을 통과한 물방울이 외부로 용이하게 배출될수 있도록 하므로써 블로어 쪽으로 물방울이 유입되는 현상도 방지할 수 있는 유용한 발명이다.

Claims (2)

1. 자동차의 후드(300) 하부에 설치되며 공기가 유입되는 상부 패널(110)과 상기 상부 패널(110)에 연결되는 상부 대시패널(120) 및 하부 대시패널(130)로 이루어진 공기실(400);

   상기 상부 패널(110)에 설치되며 후드 이너 패널(310)과의 공간을 유지하도록 완만한 곡면으로 형성되고, 상기 곡면 및 곡면 후방 소정 위치까지 공기 유입공(112)이 형성된 에어인렛(111);

   상기 상부 대시패널(120)과 하부 대시패널(130)의 내부 일측에 유입된 공기를 유도하도록 형성되는 가이드(122)(132);

   상기 상부 대시패널(120)과 하부 대시패널(130)이 연장되어 공기를 블로어쪽으로 연결하는 에어박스 아웃렛(500);

   으로 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 카울 에어 박스.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 공기실(400)로 유입된 후 상부 대시패널(120) 쪽에 부착되어 흐르는 물방울을 블로어쪽으로 떨어지지 않고 하부 대시패널(130) 쪽으로 유인할 수 있도록 에어박스 아웃렛(500) 측 상부 대시패널(120)에 플랜지(121)가 형성된 것을 특징으로 하는 자동차의 카울 에어 박스.