KR100550597B1 - 다익송풍기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 원심 다익팬 블레이드를 스크롤 케이스의 벨마우스 끝단보다 높게 축 방향으로 더 연장하여 원심방향의 기류가 형성되게 함으로써 역류 및 와류를 최대한 억제하여 소음을 저감하고 풍량을 증대시킬 수 있는 다익송풍기에 관한 것으로, 공기취입구를 형성하고 천장패널로부터 중심축 하방으로 일정한 곡률로 연장된 환상의 벨마우스를 갖는 케이스; 및 상기 케이스 내부에 수납되고 원주방향으로 배설되며 상면이 상기 천장패널과 벨마우스의 내면과 미소간격을 유지한 채 천장면까지 연장된 다수의 블레이드, 상기 다수의 블레이드의 상면을 연결하는 환상의 지지링 및 상기 다수의 블레이드의 하면을 연결하고 중앙에 팬구동용 모터의 회전축이 삽착되는 보스가 형성된 저플레이트를 갖는 원심다익팬;을 포함한다.

Description

다익 송풍기{Multi fan blower}

본 발명은 원심 다익송풍기에 관한 것으로, 차량에 탑재된 공조장치에 사용하기에 적합한 다익송풍기에 관한 것이다.

공조장치 등에 사용되고 있는 종래의 원심 다익송풍기는 도 6과 같이 벨마우스(22) 형태의 공기 유입부를 갖는 케이스 내에 다익팬을 설치하고 있다. 이 다익팬은 원주 방향으로 배치된 다수의 블레이드와 블레이드의 축방향 상부에 지지링을 보통 갖고 있다.

도 6에서 표시한 화살표와 같이 다익팬의 회전에 의해 중앙의 공기흡입구에서 공기가 유입되고 블레이드를 통과한 공기의 일부는 스크롤 케이스 내에서 역류되어 다익팬의 축 방향 상단면과 스크롤 케이스 천장 벽 사이의 간극에서 역류(101)와 와류(102)를 발생시키고, 이것이 효율의 저하와 소음의 증가를 일으키는 원인이 되고 있다.

종래 기술 일본 특개평 5-280497호는 스크롤 케이스의 천장벽을 원심 다익팬의 축 방향 상단면 근방에 배치하는 구조를 사용하고 있으나, 이 구조는 스크롤 케이스의 축방향 높이를 줄이기 때문에 성능향상을 위해 사용할 수 있는 축방향 유효공간을 줄이는 결과를 초래하는 문제가 있다.

미국 특허 5,352,089호는 원심 다익팬 블레이드의 축방향 상부에 환상의 경사진 쉬라우드를 배치하고 스크롤 케이스 천장벽은 경사진 쉬라우드의 형상을 따라 쉬라우드와 일정간격을 갖도록 형성한 구조를 사용하고 있으나, 이 구조는 스크롤 케이스의 축방향 높이를 줄이기 때문에 성능향상을 위해 사용할 수 있는 축방향 유효공간을 줄이는 결과를 초래하는 문제가 있다.

일본 특개평 5-332293호는 원심 다익팬 블레이드의 축방향 상부에 위치한 지지링 위에 보조 블레이드를 배치한 구조를 사용하고 있으나 이 구조도 다익팬의 축방향 상단면과 스크롤 케이스 천장벽 사이의 간극에서 역류와 와류를 효과적으로 제어하는데 한계가 있고 보조 블레이드가 취급 도중에 파손되기 쉬운 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 원심 다익팬 블레이드를 스크롤 케이스의 벨마우스 끝단보다 높게 축 방향으로 더 연장하여 원심방향의 기류가 형성되게 함으로써 역류 및 와류를 최대한 억제하여 소음을 저감하고 팬효율을 증대시킬 수 있는 다익송풍기를 제공하는데 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 원심 다익팬 블레이드를 스크롤 케이스의 벨마우스 끝단보다 스크롤 케이스의 천장면 쪽으로 축 방향으로 더 연장하되 벨마우스를 포함한 스크롤 케이스의 천장면과 일정한 간격을 유지한 형상을 갖도록 함으로써 다익팬의 축방향 상단면과 스크롤 케이스 천장벽 사이의 간극에서 발생하는 역류와 와류를 최대한 억제한다.

또한 증가된 길이를 갖는 블레이드의 축방향 최상부에 원심다익팬의 끝단면을 따라 지지링을 일체형으로 성형하여 역류를 차단하는 기능을 수행함과 아울러 다익팬의 변형과 파손을 방지하여 다익팬이 가져야 할 기계적 강도를 제공한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 통해 설명한다. 차량용 공조장치의 공기를 취입하는 송풍기를 본 발명에 적용한 제1실시예를 도 1 내지 도2에 도시하고 있다. 통풍계통은 도 1과 같이 차실외의 공기를 취입한 외기취입구(1), 또는 차실내의 공기를 취입하는 내기취입구(2)에서 취입된 공기를 송풍기(10)의 공기취입구(11)에서 케이스(20)내로 취입하며, 원심다익팬(30)에 의해 증발기(4)로 도입한다.

외기취입구(1)와 내기취입구(2)는 댐퍼(3)에 의해 개폐된다. 증발기(4) 출구측에는 에어믹스댐퍼(5)가 설치되고, 이 에어믹스댐퍼(5)에 의해 분할된 제1유로(6)와 제2유로(7) 중에 편측의 제2유로(7)에 히터코어(8)가 취부되어 있다.

에어믹스댐퍼(5)와 히터코어(8)의 출구측에 형성된 에어믹스 챔버(9)는 디프로스트 취출구, 밴트 취출구, 플로워 취출구에 연통하고 있다. 각 취출구의 입구측에는 해당 취출구의 개도를 조절하는 댐퍼가 취부되어 있다.

상기 송풍기(10)는 그 구체적인 구조를 도2에 도시하고 있다. 송풍기(10)는 원심다익팬(30)과 케이스(20)로 되어 있다. 여기서 케이스(20)는 수지성형된 상케이스(21)와, 하케이스(23)를 클램프나 나사등에 의해 일체로 조립되어 있고, 스크롤 형상으로 형성되어 있으며, 외경방향으로 연장된 공기 출구부를 갖고, 이 공기 출구부는 증발기(4)의 공기 입구측에 접속되어 있다.

상케이스(21)는 평판상의 천장패널(21a)로부터 중심축 하류 하방으로 일정한 곡률로 연장된 벨마우스(22)가 형성된다. 벨마우스(22)의 끝단은 원심다익팬(30)의 상면과 미소간격을 유지하고 있다. 하케이스(23)에는 팬구동용 모터(24)가 지지고정되어 있다.

원심다익팬(30)은 저플레이트(31)와, 다수의 블레이드(32)와, 블레이드의 상면에 환상으로 형성된 보강링의 역할을 겸한 지지링(33)으로 구성된다.

저플레이트(31)는 중앙에 팬구동용 모터(24)의 회전축이 삽착되어 구동력이 전달되는 보스(31a)와, 보스(31a)로부터 외경측으로 만곡된 만곡부(31b)와, 만곡부(31b)의 단부로부터 수평하게 외측으로 연장된 환상의 수평부(31c)로 구성된다.

상기 저플레이트(31)는 공기 흡입측의 반대편에서 블레이드(32)를 연결하고,중앙부에 팬구동용 모터(24)의 회전축이 결합되는 보스(31a)가 형성된다.

블레이드(32)는 저플레이트(31)의 수평부(31c) 근방에서 원주방향으로 연이어 소정의 원호간격을 갖고 다수 배치하되 저면 내측이 수평부(31c) 상면에 접촉하고, 저면 외측은 수평부(31c)의 단부로부터 외측으로 연장되며 상기 수평부(31c)의 저면과 나란하게 형성되어 있다.

또한 블레이드(32)의 상면(32a)은 벨마우스의 내면(22a)과 천장패널의 내면(21b)과 미소간격을 유지하도록 흡입측 블레이드를 연장하여 원심다익팬의 축방향 상단면과 케이스 천장벽 사이의 간극에서 발생하는 역류와 와류를 최대한 억제할 수 있다.

이때 상기 블레이드(32)는 그 내경부가 벨마우스(22)의 내경의 직하부의 연장선상에 위치되게 하는 것이 바람직하다.

지지링(33)은 원심다익팬(30)의 변형과 블레이드(32)의 파손을 방지할 수 있도록 블레이드 상면(32a)의 일부분에 설치하여 필요한 기계적 강도를 제공한다.

상기 지지링(33)은 공기흡입측의 블레이드(32)의 끝에 원주방향으로 배치되어 블레이드(32)와 결합된다.

상기 실시예에 의하면 지지링(33)이 부착된 블레이드의 상면(32a)과 벨마우스의 내면(22a) 및 천장패널의 내면(21b)이 미소간격으로 이격되므로 블레이드(32)의 출구에서 내경측으로 발생하는 역류를 방지하고, 또한 케이스(20)의 내부 상부공간에 대해 와류의 발생을 방지하므로 소음을 감소할 수 있고, 팬효율의 향상을 도모할 수 있다. 그리고 블레이드(32)의 상부가 천장패널(21a)측으로 연장되므로 풍량을 증대시킬 수 있다.

본 발명은 실시예와 종래예와의 유량계수, 압력계수, 소음레벨을 비교한 도 5의 실험결과 그래프와 같이 블레이드의 상면을 천장패널측으로 연장하고 블레이드의 상면과 천장패널과의 간격을 감소시킴으로 인해, 틈새 누설류를 억제하고 역류 및 와류의 발생을 줄이기 때문에 소음의 감소와 풍량증대 효과를 얻을 수 있었다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예를 도시한 것으로, 이하 실시예와 동일한 부분은 동일부호를 첨부하며 설명을 생략한다. 도시한 바와 같이 본 발명은 지지링(43)이 블레이드 상면(32a)의 전체에 걸쳐서 블레이드 상면(32a) 형상과 동일하게 성형된 것으로, 원심 다익팬 출구의 시스템 저항이 비교적 큰 공조시스템에서 발생하는 역류를 효과적으로 제어하는 기능을 수행하며, 지지링의 필요한 기계적 강도가 크게 요구되는 경우에 적합한 구조이다. 이 경우에 지지링의 최내측(32b)의 내경치수는 저플레이트(31)의 최외측(31d)과 같거나 크게 설정하여 금형상에서 일체형으로 지지링(33)과 저플레이트(31)의 최외측(31d)이 성형될 수 있도록 설치한다.

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예를 도시한 것으로 블레이드(32)의 상면에 단면이 ㄱ자형상으로 이루어진 환상의 지지링(53)을 설치하되, 블레이드(32)의 상면과 외측 수직면 즉, 외각 모서리 부분을 절개하여 상기 지지링(53)을 결합하도록 되어 있으며, 도 3 및 도 4에 의한 다른 실시예는 상술한 실시예와 동일한 작용효과를 얻는다.

이상과 같이 본 발명의 다익 송풍팬은 연장된 블레이드를 가짐으로 인해 다익팬의 축방향 상단면과 스크롤 케이스 천장패널 사이의 간극부에서 원심방향의 기류를 형성시키고 이로인해 와류와 역류의 발생을 제거할 수 있으므로 풍량이 증대되고 소음이 감소되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 다익송풍기를 차량용 공조장치에 적용한 예를 보인 개략적인 단면도,

도 2는 본 발명에 따른 다익송풍기를 보인 반단면도,

도 3은 본 발명의 다른 실시예를 보인 다익송풍기의 반단면도,

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예를 보인 다익송풍기의 반단면도,

도 5는 실시예와 종래예와의 유량계수, 압력계수, 소음레벨을 비교한 실험결과 그래프,

도 6은 종래 다익송풍기를 보인 반단면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

20;케이스 21;상케이스

21a;천장패널 22;벨마우스

22a;벨마우스내면 23;하케이스

24;모터 30;원심다익팬

31;저플레이트 32;블레이드

32a;블레이드 상면 32b;지지링의 최내측

33,43,53;지지링

Claims (4)

1. 공기 흡입구가 있으며 천장패널(21a)면으로부터 중심축 하류 방향으로 일정한 곡률로 연장된 벨마우스(22)를 갖는 케이스(20)와, 상기 케이스(20) 내에 수납되어 원주방향으로 배치된 다수의 블레이드(32)와, 상기 블레이드(32)의 공기 흡입측 끝에서 원주방향으로 배치되어 블레이드(32)와 결합되어 있는 지지링과, 상기 블레이드의 공기 흡입측 반대편에서 블레이드를 연결하고 중앙에 팬구동용 모터(24)의 회전축이 결합되는 보스가 형성된 저 플레이트(31)로 구성된 원심다익팬을 갖는 다익송풍기에 있어서,

   블레이드(32)의 공기흡입측 끝면이 벨마우스(22)의 끝단보다 공기 흡입측 천장패널의 내면(21b)쪽으로 돌출되고, 벨마우스 내면(22a) 및 천장패널 내면(21b)과 일정한 간격을 유지할 수 있도록 연장된 블레이드를 갖는 것을 특징으로 하는 다익송풍기.
2. 제 1항에 있어서, 상기 블레이드의 형상은 벨마우스의 끝단과 블레이드의 최단 축방향 간격과 거의 같은 간격으로 벨마우스 내면(22a) 및 천장패널 내면(21a)과 이격되도록 설정한 것을 특징으로 하는 다익송풍기.
3. 제 1항에 있어서, 상기 블레이드(32)의 상면(32a)에 축방향 또는 반경방향으로 기계적 강도보강 및 역류제어용 지지링을 갖춘 것을 특징으로 하는 다익송풍기.
4. 제 1항에 있어서, 상기 블레이드의 상면(32a)에 위치한 지지링이 연장된 블레이드 상면(32a)이 전체에 걸쳐서 블레이드 상면(32a) 형상과 동일하게 성형된 것을 특징으로 하는 다익송풍기.