KR20050114838A - 차량용 공기조화장치의 이중원심팬 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 공기조화장치의 이중원심팬에 관한 것으로서, 양방향으로 흡입되어 토출되는 공기의 유동분포를 고르게 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 차량용 공기조화장치의 이중원심팬은, 모터(40)의 축에 결합되도록 형성되는 허브 플레이트(Hub Plate, 10), 상기 허브 플레이트의 한 쪽 면 가장자리에 설치되는 제1원심휠(20) 및 상기 허브 플레이트의 다른 쪽 면 가장자리에 설치되는 제2원심휠(30)을 구비하여, 양방향으로 공기를 흡입하여 토출시키도록 이루어진다. 상기 제1원심휠의 길이(L1)는 전체 길이(L)의 2/3±5%이고, 상기 모터가 장착되는 쪽인 제2원심휠의 길이(L2)는 전체 길이(L)의 1/3±5%이다. 그리고, 상기 허브 플레이트(10)에는 제1원심휠(20) 및 제2원심휠(30)간에 공기가 유동할 수 있는 다수의 통기공(12)이 형성된다.

Description

차량용 공기조화장치의 이중원심팬 {CENTRIFUGAL DUAL FAN OF AIR CONDITIONER FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 공조장치의 이중원심팬에 관한 것으로서, 특히 양방향으로 흡입되어 토출되는 공기의 유동분포를 고르게 할 수 있는 차량용 공조장치의 이중원심팬에 관한 것이다.

공기조화장치에 사용되는 송풍기로는 축방향으로 공기를 흡입하여 반경방향으로 토출시키는 원심송풍기가 주로 사용된다. 이러한 송풍기 중에는 풍량증대 또는 2층류 공기유동의 목적으로 양방향으로 공기를 흡입하여 토출시키는 원심 송풍기도 사용되는데, 그 대표적인 예로서 일본 공개특허 제2000-309216호에 개시된 것이 있다. 이 송풍기에서는 2개의 독립적인 원심팬이 동일한 모터의 축에 결합됨으로써 조립공수가 늘어날 뿐만 아니라 송풍기의 가격이 상승되는 문제점이 있다.

이러한 점을 고려하여, 양방향으로 공기를 흡입하여 토출시킬 수 있는 일체형 구조의 원심팬이 적용된 송풍기가 제안되었는데, 그 대표적인 예로 한국 등록실용신안 제20-283149호에 개시된 것이 있다. 이 송풍기는 도 1에 도시된 바와 같이, 모터의 축에 결합되는 허브 플레이트(Hub Plate, 50)와; 상기 허브 플레이트(50)의 한 쪽면의 가장자리를 따라 배열되는 다수의 제1블레이드(Blade, 62) 및 상기 제1블레이드(62)들의 자유단을 지지하는 제1지지링(64)을 가지는 제1원심휠(60)과; 그리고, 상기 허브 플레이트(50)의 다른 쪽면의 가장자리를 따라 배열되는 다수의 제2블레이드(72) 및 상기 제2블레이드(72)들의 자유단을 지지하는 제2지지링(74)을 가지며, 상기 제1원심휠(60)과 동일한 크기로 형성되는 제2원심휠(70)을 포함하여 이루어지는 이중원심팬을 가지고 있다. 즉, 상기 이중원심팬은 전체 길이에 대하여 허브 플레이트(50)가 반분하는 위치에 배치된 구조를 가지고 있고, 2개의 원심휠(60, 70)은 허브 플레이트(50)에 의해 서로 통하지 않는다. 그러나, 상기 이중원심팬에 있어서는, 양방향으로 흡입되는 흡입공기량을 고려하지 않았으며, 흡입공기가 송풍기의 스크롤 케이스 내에서 정압이 상승되어 예컨대 공기조화장치의 증발기 쪽으로 토출될 때, 교란된 풍량을 갖게 되며, 고르지 못한 유동분포로 인하여 소음증대 및 풍량감소가 야기될 수 있다. 또한, 허브 플레이트(50)가 이중원심팬을 반분하는 위치에 설치됨으로써, 이중원심팬의 크기가 커질 수 밖에 없고, 이에 따라 송풍기의 크기가 증대되는 문제점이 있었다.

또한, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 일본 공개실용신안 소64-41408호에서는, 허브 플레이트(90)에 의하여 2개의 팬부(92, 94)를 가지는 다익팬이 개시되어 있는데, 그 팬부(92, 94)의 허브 플레이트(90)에 대한 익근의 배설위치가 팬의 회전방향에 상대적으로 어긋나게 되어 있는 것만을 규정하고 있고, 그 팬부(92, 94)의 길이가 서로 다르게 나타나 있으나, 고른 공기유동분포 및 최적의 팬효율을 얻기 위한 길이는 규정하고 있지 않다.

본 발명은 상기한 종래 문제점을 고려하여 이루어진 것으로서, 양방향으로 흡입되어 토출되는 공기의 유동분포를 고르게 할 수 있는 차량용 공기조화장치의 이중원심팬의 제공을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 모터의 축에 결합되도록 형성되는 허브 플레이트, 상기 허브 플레이트의 한 쪽 면 가장자리에 설치되는 제1원심휠 및 상기 허브 플레이트의 다른 쪽 면 가장자리에 설치되는 제2원심휠을 구비하여, 양방향으로 공기를 흡입하여 토출시키도록 이루어지는 차량용 공기조화장치의 이중원심팬에 있어서: 상기 제1원심휠의 길이(L1)는 전체 길이(L)의 2/3±5%이고, 상기 모터가 장착되는 쪽인 제2원심휠의 길이(L2)는 전체 길이(L)의 1/3±5%인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 상기 허브 플레이트에는 제1원심휠 및 제2원심휠간에 공기가 유동할 수 있는 다수의 통기공이 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 공기조화장치의 이중원심팬은, 양방향으로 공기를 흡입하여, 미도시된 증발기나 히터코어(Heater Core)와 같은 열교환기가 내장된 공기조화장치의 케이스로 송풍할 수 있도록 이루어진다. 즉, 본 발명에 따른 이중원심팬은, 모터(40)(도 5 참조)의 축에 결합되도록 형성되는 허브 플레이트(10), 상기 허브 플레이트(10)를 기준으로 그 양쪽에 설치되는 제1원심휠(20) 및 제2원심휠(30)을 구비한다.

제1원심휠(20)은 허브 플레이트(10) 한 쪽 면의 가장자리를 따라 배열되는 다수의 제1블레이드(22) 및 상기 제1블레이드(22)들의 자유단을 지지하는 제1지지링(24)을 가진다. 또한, 제2원심휠(30)은 허브 플레이트(10)의 다른 쪽 면의 가장자리를 따라 배열되는 다수의 제2블레이드(32) 및 상기 제2블레이드(32)들의 자유단을 지지하는 제2지지링(34)을 가진다.

본 발명에 따르면, 상기 제1블레이드(22)의 길이(즉, 제1원심휠(20)의 길이)(L1) 는 전체 길이(L)의 2/3±5%이고, 제2블레이드(32)의 길이(즉, 제2원심휠(30)의 길이)(L2)는 전체 길이(L)의 1/3±5%인 것이 바람직하다. 또한, 제1블레이드(22)와 제2블레이드(32)는 동일한 축선상에 놓이지 않고 서로 어긋나게 배열되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 허브 플레이트(10)의 중앙부는 제1원심휠(20)의 내부공간쪽으로 요입에 의하여 돌출되며, 그 중앙에 모터의 축에 결합하기 위한 체결공(미도시)이 형성되어 있다. 상기 모터(40)는 제2원심휠(30)쪽에 삽입되는 상태로 허브 플레이트(10)에 결합되며, 공기가 제2원심휠(30) 내부로 흡입되어 토출될 수 있도록, 모터의 외경은 제2원심휠(30)의 내경보다 작아야 한다.

또한, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 허브 플레이트(10)에는 제1원심휠(20) 및 제2원심휠(30)간에 공기가 유동할 수 있는 다수의 통기공(12)이 형성되는 것이 바람직하다. 이 통기공(12)은 도시된 바와 같이, 허브 플레이트(10)의 경사면 둘레를 따라 형성되는 형태의 것 이외에도 다양한 형태로 형성될 수 있다. 예컨대 허브 플레이트(10)의 경사면을 따라 원형 또는 타원형으로 다수의 통기공이 형성될 수도 있다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 차량용 공기조화장치의 이중원심팬에 따르면, 허브 플레이트(10)에 제1원심휠(20) 및 제2원심휠(30)이 일체로 접합되어 있으므로, 모터에 의하여 허브 플레이트(10)가 회전할 때 제1원심휠(20) 및 제2원심휠(30)이 함께 회전함으로써, 제1원심휠(20) 및 제2원심휠(30)의 내부공간으로 공기가 동시에 흡입된다. 이와 같이 흡입된 공기는, 제1원심휠(20) 및 제2원심휠(30)의 반경방향으로 제1블레이드(22)들의 사이 및 제2블레이드(32)들의 사이를 통해 토출되어, 예컨대 공기조화장치의 증발기쪽으로 공급될 수 있다.

본 발명에서는 허브 플레이트(10)가 제1원심휠(20)의 내부공간쪽으로 돌출되어 있는 반면에, 제1블레이드(22)의 길이가 제2블레이드(32)의 길이보다 길고, 한편으로는 허브 플레이트(10)에 통기공(12)들이 형성되어 있으며, 제2원심휠(30)측에 모터가 장착되기 때문에, 모터에 의한 유동저항을 감소시킬 수 있고, 이에 따라 토출공기의 유동이 고르게 분포된다.

본 발명의 이중원심팬과, 허브 플레이트가 이중원심팬을 반분하는 위치에 설치된 종래 이중원심팬에 대하여 토출공기의 유동분포를 플루언트(Fluent)라는 씨에프디(CFD) 소프트웨어를 사용하여 측정하여 보았다. 즉, 도 6a는 본 발명의 이중원심팬에 있어서의 전체적인 토출공기의 유동분포를 나타내는 사진이고, 도 도 6b는 종래 이중원심팬에 있어서의 전체적인 토출공기의 유동분포를 나타내는 사진이다. 도 6b는, 평판형 허브 플레이트를 구비한 종래의 이중원심팬에 본 발명에서와 같이 통기공을 형성한 경우의 토출공기 유동분포를 나타낸 것이다. 이들 사진에서 알 수 있듯이, 종래 이중원심팬에 통기공을 형성한 경우보다 본 발명의 이중원심팬의 경우가 전체길이에 걸쳐 토출공기의 유동분포가 고른 것을 알 수 있다. 이러한 팬효율의 향상은, 결과적으로 실제 사용되는 공기조화장치에서 송풍기 모터의 소모전류감소와 풍량증대의 효과로 나타날 것이다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 차량용 공기조화장치의 이중원심팬에 의하면, 최적의 팬효율을 고려하여, 제1원심휠(20)의 길이(L1)를 제2원심휠(30)의 길이(L2)보다 길이보다 길게 형성함으로써, 종래에 비하여 토출공기의 유동분포를 고르게 되고, 이에 따라 송풍기 모터의 소모전류감소와 풍량증대를 도모할 수 있는 효과가 있다.

도 1은, 종래 이중원심팬의 예를 나타내는 개략적인 사시도이다.

도 2는, 종래 이중원심팬이 적용된 자동차용 공기조화장치를 나타내는 단면도이다.

도 3은, 도 2의 자동차용 공기조화장치를 구성하는 송풍기를 일부 절개하여 나타내는 사시도이다.

도 4은, 본 발명에 따른 이중원심팬을 나타내는 사시도이다.

도 5는, 본 발명에 따른 이중원심팬에 모터가 장착된 상태를 일부 파단하여 나타내는 정면도이다.

도 6a는, 본 발명에 따른 이중원심팬에 있어서의 전체적인 토출공기의 유동분포를 나타내는 사진이다.

도 6b는, 종래 이중원심팬에 있어서의 전체적인 토출공기의 유동분포를 나타내는 사진이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 허브 플레이트(Hub Plate), 12 : 통기공,

20 : 제1원심휠, 22 : 제1블레이드(Blade),

24 : 제1지지링, 30 : 제2원심휠,

32 : 제2블레이드, 34 : 제2지지링,

40 : 모터, L : 전체 길이,

L1 : 제1원심휠의 길이, L2 : 제2원심휠의 길이

Claims (2)

1. 모터(40)의 축에 결합되도록 형성되는 허브 플레이트(Hub Plate, 10), 상기 허브 플레이트의 한 쪽 면 가장자리에 설치되는 제1원심휠(20) 및 상기 허브 플레이트의 다른 쪽 면 가장자리에 설치되는 제2원심휠(30)을 구비하여, 양방향으로 공기를 흡입하여 토출시키도록 이루어지는 차량용 공기조화장치의 이중원심팬에 있어서:

   상기 제1원심휠의 길이(L1)는 전체 길이(L)의 2/3±5%이고, 상기 모터가 장착되는 쪽인 제2원심휠의 길이(L2)는 전체 길이(L)의 1/3±5%인 것을 특징으로 하는 차량용 공기조화장치의 이중원심팬.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 허브 플레이트(10)에는, 제1원심휠(20) 및 제2원심휠(30)간에 공기가 유동할 수 있는 다수의 통기공(12)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 차량용 공기조화장치의 이중원심팬.