KR20120019903A - 차량용 공조장치의 송풍구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 공조장치의 송풍구조에 관한 것으로, 내,외기가 각각 유입될 수 있도록 내기유입구와 외기유입구가 차례로 형성되고 상기 내,외기유입구를 선택적으로 개폐하도록 내부에 전환도어가 설치된 인렛덕트 및 상기 인렛덕트의 내부 하단에 형성된 인렛링을 통해 내,외기를 흡입하여 공조케이스의 입구측으로 강제 송풍하기 위한 블로어를 포함하여 이루어진 송풍장치를 포함하는 차량용 공조장치의 송풍구조에 있어서; 상기 인렛링은 블로어 상단에 형성된 휠 밴드를 향해 일정한 곡률을 갖는 곡선부와, 상기 곡선부로부터 수직하게 연장된 직선부로 이루어지고; 상기 휠 밴드에는 역류 공기를 차단하는 역류방지밴드가 상기 인렛링과 간격을 두고 휠 밴드의 높이방향으로 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치의 송풍구조를 제공한다.
본 발명에 따르면, 휠 밴드의 일부에 역류방지밴드가 형성됨으로써 송풍 공기의 역류가 방지되어 풍량을 증대할 수 있고, 인렛링과 마주보는 휠 밴드의 단부쪽에는 경사면이 높이방향으로 형성되어 있어 공기저항을 최소화시킴으로써 풍량 감소 및 소음 방지 효과를 얻을 수 있다.

Description

차량용 공조장치의 송풍구조{BLOWING STRUCTURE OF AIR CONDITIONER FOR VEHICLES}

본 발명은 차량용 공조장치의 송풍구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 팬 밴드의 높이방향으로 경사면을 형성하여 인렛링을 통해 유입되는 공기저항을 줄일 수 있도록 개선된 차량용 공조장치의 송풍구조에 관한 것이다.

일반적으로, 차량용 공조장치는 차량 실내/외 공기를 유입한 후 이 공기를 가열 또는 냉각하여 차량의 실내로 송풍함으로써 차량 실내를 냉방하거나 난방하는 장치로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 내기유입구(21)와 외기유입구(22)가 일측에 형성되고, 상기 내,외기유입구(21)(22)를 선택적으로 개폐하도록 내,외기 전환도어(23)가 설치되며, 내,외기를 공조케이스(40)의 입구측(43)으로 강제 송풍하기 위한 블로어(31)를 포함하여 이루어진 송풍장치(10)와, 상기 송풍장치(10)로부터 송풍되는 공기가 유입되는 입구측(43)과 이 공기가 토출되는 출구측(44)이 구비되며 내부에 순차적으로 일정 간격을 두고 증발기(41) 및 히터코어(42)를 갖는 공조케이스(40)로 구성된다.

여기서, 상기 전환도어(23)는 목적에 따라 플레이트(Plate)형, 공기의 압력을 적게 받는 돔(Dome)형, 원통형, 반구형 등 여러가지 형태가 사용되고 있으며, 도 2는 종래 돔형 전환도어가 적용된 송풍장치를 나타낸 단면도이다.

도 2를 참고하면, 상기 송풍장치(10)는 내,외기가 각각 유입될 수 있도록 내기유입구(21)와 외기유입구(22)가 차례로 형성되고 상기 내,외기유입구(21)(22)를 선택적으로 개폐하도록 전환도어(23)가 내부에 설치된 인렛덕트(20); 상기 인렛덕트(20)의 하부에 결합되며 내,외기를 공조케이스(40)의 내부로 강제송풍하도록 블로어(31)가 설치된 스크롤부(32)와, 상기 스크롤부(32)와 연통하면서 스크롤부(32)의 출구방향으로 연장 형성되는 출구부(33)와, 상기 스크롤부(32)의 스크롤 시작부와 출구부(33)의 경계부인 컷오프(34)와, 상기 스크롤부(32)의 상측에 구비되고 상기 블로어(31)의 상측방향으로 벨마우스(36)가 관통 형성된 상판(35)으로 이루어진 스크롤케이스(30);로 구성되어 있다.

이때, 상기 벨마우스(36)는 상판(35)의 하측방향으로 돌출되게 라운드 되어 형성되며 상기 블로어(31)와 일정간격을 유지하도록 형성된다.

또한, 상기 전환도어(23)는 별도의 케이블(미도시) 및 모터(미도시) 등에 의해 구동된다.

따라서, 상기 블로어(31)가 회전하게 되면, 이 블로어(31)의 회전에 의해 블로어(31)의 내부에는 저압이 형성됨에 따라 상기 내,외기유입구(21)(22)를 통해 블로어(31)의 축방향으로 공기가 흡입되어 블로어(31)의 반경방향으로 송풍되며, 이 송풍 공기는 스크롤부(32)의 내벽면을 따라 흘러 출구부(33)를 통해 공조케이스(40)의 내부로 토출된다.

즉, 상기 블로어(31)가 회전하게 되면, 블로어(31)의 반경방향으로 송풍되는 공기는 스크롤 시작부로부터 스크롤부(32)의 내벽면을 따라 블로어(31)의 회전방향으로 회전하면서 출구부(33) 쪽으로 유동하게 되는 것이다.

그런데, 도 2의 요부를 확대하여 보인 도 3에서와 같이, 종래에는 블로어(31)의 블레이드(38) 상단에 구비된 휠 밴드(Wheel Band)(37)가 인렛덕트(20)에 형성된 인렛링(Inlet Ring)(24)과 무관하게 단순히 수평하게 구성되어 있기 때문에 풍량 증대시 휠 밴드(37)의 끝부분인 인렛링(24)을 통과한 공기가 역류되는 문제가 발생되었고, 이에 따라 풍량이 줄어드는 단점이 파생되었다.

이를 방지하기 위한 일환으로, 도 4의 예시와 같이 인렛링(24,24a)을 듀얼 링으로 구성한 예가 개시된 바 있으나, 이는 일시적인 방벽 기능을 수행하기는 하지만 하방이 뚫린 형태로 인렛덕트(20) 상에 구비되어 상부에서 하부로 연장된 형태이므로 사실상 역류공기를 효과적으로 차단할 수는 없었다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 블로어의 블레이드 상단부를 연결하는 휠 밴드의 일단부를 높이방향으로 상향 연장하여 송풍 공기의 역류를 막되, 타단부는 인렛링을 향해 경사지게 형성되고, 인렛링의 일부를 직선화시킴으로써 역류 방지는 물론 공기저항도 막아 풍량 증대에 기여함과 동시에 소음도 발생시키지 않도록 한 차량용 공조장치의 송풍구조를 제공함에 그 주된 목적이 있다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 내,외기가 각각 유입될 수 있도록 내기유입구와 외기유입구가 차례로 형성되고 상기 내,외기유입구를 선택적으로 개폐하도록 내부에 전환도어가 설치된 인렛덕트 및 상기 인렛덕트의 내부 하단에 형성된 인렛링을 통해 내,외기를 흡입하여 공조케이스의 입구측으로 강제 송풍하기 위한 블로어를 포함하여 이루어진 송풍장치를 포함하는 차량용 공조장치의 송풍구조에 있어서; 상기 인렛링은 블로어 상단에 형성된 휠 밴드를 향해 일정한 곡률을 갖는 곡선부와, 상기 곡선부로부터 수직하게 연장된 직선부로 이루어지고; 상기 휠 밴드에는 역류 공기를 차단하는 역류방지밴드가 상기 인렛링과 간격을 두고 휠 밴드의 높이방향으로 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치의 송풍구조를 제공한다.

이때, 상기 역류방지밴드는 상기 인렛링의 곡선부와 직선부의 경계선까지 돌출된 것에도 그 특징이 있다.

또한, 상기 역류방지밴드가 형성된 휠 밴드의 수평부는 상기 인렛링의 곡률반경 안쪽에 위치되게 형성된 것에도 그 특징이 있다.

뿐만 아니라, 상기 수평부는 상기 휠 밴드의 높이방향으로 상기 인렛링의 곡률반경에 대응되는 경사면이 형성된 것에도 그 특징이 있다.

본 발명에 따르면, 휠 밴드의 일부에 역류방지밴드가 형성됨으로써 송풍 공기의 역류가 방지되어 풍량을 증대할 수 있고, 인렛링과 마주보는 휠 밴드의 단부쪽에는 경사면이 높이방향으로 형성되어 있어 공기저항을 최소화시킴으로써 풍량 감소 및 소음 방지 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 일반적인 공조장치를 나타내는 구성도이다.
도 2는 종래 송풍 구조를 보인 예시적인 단면도이다.
도 3의 (a)는 도 2의 요부를 확대하여 보인 예시적인 단면도이고, (b)는 종래 블로어의 예시적인 사시도이다.
도 4는 종래 송풍 구조의 다른 예를 보인 예시적인 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 송풍 구조를 보인 예시적인 요부 확대 단면도이다.
도 6의 (a),(b)는 본 발명에 따른 송풍 구조의 기능적 측면을 설명하기 위한 예시적인 단면도이다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

먼저, 본 발명에 따른 송풍 구조를 보인 예시적인 요부 확대 단면도인 도 5를 참조한다.

그리고, 본 발명에 따른 송풍 구조는 앞서 종래 기술에서 설명하였던 일반적인 송풍 구조를 기본적인 구성으로 모두 포함한다.

즉, 본 발명에 따른 송풍 구조는 특히, 인렛덕트(20, 도 2 참조)에 구비된 인렛링(24)의 구조와, 블로어(31)의 블레이드(38) 상단을 연결하는 휠 밴드(37)의 구조를 개선하여 송풍 공기의 역류를 방지함과 동시에 공기저항도 발생시키지 않고 원활한 송풍이 이루어질 수 있도록 구성된다.

이를 위해, 상기 인렛덕트(20)에서 일정 곡률(R, 도 6 참조)을 갖고 하방향으로 연장된 인렛링(Inlet Ring)(24)은 기존과 같이 곡률형상을 갖되 휠 밴드(37)의 중앙을 향해 벌어지는 형태가 아니라 휠 밴드(37)를 향해 수직방향으로 휘어진 형태로 형성된다.

특히, 상기 인렛덕트(20)에서 일정 곡률(R)을 갖고 하방향으로 연장된 인렛링(Inlet Ring)(24)은 기존과 같이 단순 곡률형상이 아니라 단부를 향해 일정곡률을 갖는 곡선부(24a)와, 상기 곡선부(24a)로부터 수직하방으로 직선형태로 연장된 직선부(24b)가 조합된 형상을 갖도록 구성된다.

다시 말해, 본 발명에 따른 인렛링(24)은 기존처럼 처음부터 끝까지 곡률처리되는 것이 아니라 일정길이는 곡선부(24a)로 형성되고, 나머지 길이는 직선부(24b)로 처리된다는 점이다.

이는 직선부(24b)가 휠 밴드(37)를 향해 수직하게 연장되도록 함으로써 후술될 역류방지밴드(37a)와 함께 송풍 공기의 역류를 이중으로 차단하게 되어 풍량 증대에 기여할 수 있도록 하기 위함이다.

그리고, 상기 휠 밴드(37)의 테두리 바깥쪽에는 에 도시된 바와 같은 형태로 일종의 격벽을 형성하는 역류방지밴드(37a)가 휠 밴드(37)의 반경방향으로 형성된다.

이때, 상기 역류방지밴드(37a)는 상기 인렛링(24)의 단부 위치보다 더 높게 돌출되게 하여 송풍 공기의 역류방지 효과를 더욱 높이도록 구성됨이 바람직하다.

특히, 상기 역류방지밴드(37a)의 돌출높이를 상기 인렛링(24)에 형성된 곡선부(24a)와 직선부(24b)의 경계선에 인접하게 돌출시키는 것이 더욱 바람직한데, 이는 도 6의 (a)와 같이 상기 역류방지밴드(37a)가 상기 경계선보다 현저히 낮게 되면 블로어(31)를 통해 흡입된 공기의 심한 역류 가능성이 높고, 이를 방지하기 위한 별도의 구조를 다시 갖추어야 하는 문제가 있으며; 또한 도 6의 (b)와 같이 상기 역류방지밴드(37a)가 상기 경계선보다 현저히 높게 되면 인렛링(24)의 곡선부(24a) 안쪽면과 역류방지밴드(37a) 사이의 간격이 좁아 소음 및 간섭 발생의 우려가 높으므로 상기와 같이 경계선에 맞게 돌출시킴이 가장 타당하다.

나아가, 상기 역류방지밴드(37a)가 형성된 휠 밴드(37)의 수평부(37b)는 상기 인렛링(24)의 안쪽에 위치되도록 함이 바람직한데, 이는 공기유동시 유동저항을 최소화시키기 위한 것이다.

즉, 송풍 공기의 유동은 도 5의 도시상 상기 인렛링(24)의 외표면과 접촉된 후 이를 따라 블로어(31)의 내부로 흡입 유동되게 되는데, 이때 상기 수평부(37b)가 상기 인렛링(24)의 곡률(R) 반경 밖에 위치하게 되면 유동 공기와 간섭되면서 공기 저항으로 작용됨은 물론 간섭시 소음을 유발시키게 된다.

따라서, 이를 방지하기 위해서는 간섭을 없애야 하는데, 간섭을 없앨 수 있는 가장 바람직한 구조가 상기 수평부(37b)가 상기 인렛링(24)의 반경 속으로 들어가는 것이다.

다시 말해, 상기 수평부(37b)의 끝이 적어도 상기 역류방지밴드(37a)와 인렛링(24)이 이루는 사이의 공간 범위에 포함되어야 한다는 것이다.

그러면, 송풍 공기는 인렛링(24)의 곡률(R) 반경을 따라 유동되기 때문에 상기 휠 밴드(37)의 수평부(37b)와 간섭되지 않고 원활하게 유동될 수 있게 된다.

나아가, 더욱 바람직하기로는 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 수평부(37b)의 내테두리 저면을 높이 방향으로 경사지게 경사면(37c)을 형성할 수 있다.

이때, 상기 경사면(37c)은 길이가 짧기 때문에 특별히 곡률을 갖도록 구성할 필요는 없으나 가능한 한 상기 인렛링(24)의 곡률과 거의 일치되게 구성함으로써 송풍 공기의 유동 흐름이 원활하게 유지될 수 있도록 함이 바람직하다.

물론, 이와 같은 구성을 갖게 되면 상기 경사면(37c)이 형성된 수평부(37b)는 당연히 인렛링(24)의 곡률(R) 반경 안쪽에 위치하게 된다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명은 다음과 같은 작동관계를 갖는다.

즉, 블로어(31)가 회전하게 되면, 상기 블로어(31)의 회전에 의해 블로어(31)의 내부에는 저압이 형성된다.

이에 따라, 내,외기유입구(21,22, 도 2 참조)를 통해 블로어(31)의 축방향으로 공기가 흡입되어 블로어(31)의 반경방향으로 송풍되게 된다.

그리고, 반경방향으로 송풍된 공기는 공조케이스(40, 도 2 참조)의 내부로 토출된다.

즉, 상기 블로어(31)가 회전하게 되면, 블로어(31)의 반경방향으로 송풍되는 공기는 블로어(31)의 회전방향으로 회전하면서 출구 쪽으로 유동하게 된다.

이 과정에서, 본 발명에 따른 인렛링(24)을 따라 흡입되는 공기는 그 반경방향으로 신속히 유동되게 되고, 휠 밴드(37)의 수평부(37b) 또는 경사면(37c)에 부딪힌 후 블레이드(38) 사이로 빠져나가게 된다.

이때, 상기 수평부(37b)는 상기 인렛링(24)의 곡률(R) 반경 안쪽에 있기 때문에 유동 공기와 간섭되지 않게 되며, 더구나 수평부(37b)의 내테두리 저면이 높이방향으로 인렛링(24)의 곡률(R) 반경에 대응되게 경사진 경사면(37c)을 가진 경우에는 유동공기의 유동이 더욱 더 원활하게 유지된다.

아울러, 상기 블레이드(38)를 통과한 유동공기중 일부가 상부로 역류하려고 하더라도 상기 휠 밴드(37)에 수직하게 돌출된 역류방지밴드(37a)가 이를 차단하므로 역류 현상은 일어나지 않게 된다.

이와 같이, 본 발명에 따른 송풍구조는 블로어(31) 구동시 유발되는 송풍 공기의 역류를 완전히 차단함과 동시에 블로어(31)를 향해 흡입되는 유동 공기와 휠 밴드(37)와의 간섭 자체를 극소화시킴으로써 공기 저항도 제거되므로 풍량을 충분히 증대시킬 수 있고, 소음 발생도 없앨 수 있게 되어 보다 쾌적한 탑승 환경을 제공할 수 있게 된다.

20 : 인렛덕트 24 : 인렛링
24a : 곡선부 24b : 직선부
30 : 스크롤케이스 31 : 블로어
37 : 휠 밴드 37a : 역류방지밴드
37b : 수평부 37c : 경사면
38 : 블레이드

Claims (4)

1. 내,외기가 각각 유입될 수 있도록 내기유입구(21)와 외기유입구(22)가 차례로 형성되고 상기 내,외기유입구(21)(22)를 선택적으로 개폐하도록 내부에 전환도어(23)가 설치된 인렛덕트(20) 및 상기 인렛덕트(20)의 내부 하단에 형성된 인렛링(24)을 통해 내,외기를 흡입하여 공조케이스(40)의 입구측(43)으로 강제 송풍하기 위한 블로어(31)를 포함하여 이루어진 송풍장치(10)를 포함하는 차량용 공조장치의 송풍구조에 있어서;
   상기 인렛링(24)은 블로어(31) 상단에 형성된 휠 밴드(37)를 향해 일정한 곡률을 갖는 곡선부(24a)와, 상기 곡선부(24a)로부터 수직하게 연장된 직선부(24b)로 이루어지고;
   상기 휠 밴드(37)에는 역류 공기를 차단하는 역류방지밴드(37a)가 상기 인렛링(24)과 간격을 두고 휠 밴드(37)의 높이방향으로 수직하게 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치의 송풍구조.
   
2. 제1항에 있어서;
   상기 역류방지밴드(37a)는, 상기 인렛링(24)의 곡선부(24a)와 직선부(24b)의 경계선까지 돌출된 것을 차량용 공조장치의 송풍구조.
   
3. 제1항에 있어서;
   상기 역류방지밴드(37a)가 형성된 휠 밴드(37)의 수평부(37b)는 상기 인렛링(24)의 곡률반경 안쪽에 위치되게 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치의 송풍구조.
   
4. 제1항에 있어서;
   상기 수평부(37b)는 상기 휠 밴드(37)의 높이 방향으로 상기 인렛링(37b)의 곡률반경에 대응되는 경사면(37c)이 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치의 송풍구조.

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