KR102121971B1 - 차량의 공기조화장치용 인테이크 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 내기 유입구와 외기 유입구를 선택적으로 개폐하는 내외기전환도어를 갖고 유입실이 형성된 에어 인테이크 케이스(Air Intake Case); 상기 에어 인테이크 케이스의 하부에 설치되고, 내부에 블로어팬이 회전 가능하게 배치되며, 블로어실이 형성되고 일측에는 상기 에어 인테이크 케이스의 내부에 구비되는 필터가 삽입되는 입구부가 형성되는 스크롤 케이스(Scroll Case); 상기 스크롤 케이스의 상부에 구비되어 상기 유입실과 상기 블로어실을 연통시키는 원형의 벨마우스; 상기 스크롤 케이스의 상부에 구비되며, 상기 에어 인테이크 케이스의 내부에 구비되는 필터를 하부에서 받쳐주는 필터장착리브부; 및 상기 필터장착리브부에 구비되며, 외부공기가 상기 벨마우스로 유입되면서 발생되는 소음을 저감시키는 가이드부를 포함하되, 상기 필터장착리브부는, "ㄱ"자 형상을 가지는 3개의 필터장착리브 일단이 일체로 연결되어 이루어지고, 상기 원형의 벨마우스를 3개의 구간으로 구획하며, 상기 가이드부는 3개의 필터장착리브 중에서 2개의 상기 필터장착리브 사이에 구비되고, 상기 가이드부는 구획된 3개의 구간 중 하나의 구간에 구비되며, 상기 가이드부는 삼각형상 또는 부채꼴형상을 가지고, 상기 가이드부가 구비되는 하나의 구간은 상기 가이드부에 의해 부분 밀폐되는 것을 특징으로 하는 차량의 공기조화장치용 인테이크 시스템을 제공한다.
따라서, 벨마우스의 상부에 위치하면서 필터를 하부에서 지지하는 필터장착리브부로 유입되는 공기 중 일부가 역류하여 되돌아 나가려는 공기 흐름을 흐트리는 가이드부를 구비함으로 인하여 공기가 공조장치의 내부로 유입되면서 발생되는 저주파성 소음을 효율적으로 저감시킬 수 있다.

Description

차량의 공기조화장치용 인테이크 시스템{Intake system of air conditioner for a vehicle}

본 발명은 차량의 공기조화장치용 인테이크 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량용 공조장치의 내부로 외부 공기가 유입되면서 발생되는 소음을 방지할 수 있는 차량의 공기조화장치용 인테이크 시스템에 관한 것이다.

대한민국 공개특허 제2006-0117012호에 기재된 종래기술을 참조하면, 일반적으로 차량의 공조장치는 차량의 실내/외 공기를 도입하여 열교환을 통해 그 공기를 냉각 또는 가열한 후, 차량의 실내로 공급함으로써 차량 실내를 냉방하거나 난방하는 장치이다. 이러한 공조장치에는 차량 실내 또는 실외로부터 공기를 도입하기 위한 블로어 장치가 필수적으로 구비되어 있다.

종래기술에 따른 차량용 블로어 장치는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 내/외기 유입구(11,12)를 선택적으로 개폐하는 내외기전환도어(13)를 갖고 유입실(15)이 형성된 에어 인테이크 케이스(Air Intake Case, 10)와; 상기 에어 인테이크 케이스(10)의 하부에 설치되고, 내부에 블로어팬(30)이 회전가능하게 배치되어 블로어실(22)이 형성된 스크롤 케이스(Scroll Case, 20)와; 상기 에어 인테이크 케이스(10)와 스크롤 케이스(20) 사이에 개재되어 유입실(15)과 블로어실(22)을 연통시키도록 벨 마우스(Bell Mouth, 41)가 형성된 인렛링(Inlet Ring, 40)을 포함하여 이루어진다.

상기 내외기전환도어(13)는 평판형 구조로 이루어지며, 그 상부 양단부에는 상기 에어 인테이크 케이스(10)의 양측면에 각각 형성된 축공에 삽입되어 상기 축공 외부로 돌출된 회전축(14)이 형성되어 있다. 상기 회전축(14)은 차량 실내 전방에 위치하는 센터페시아(Center Facia) 상에 설치된 공조 컨트롤러(Controller)의 블로어모드 선택 스위치(미도시)의 조작에 따라 연동하여 회전하도록 되어 있다.

상기 구성 요소 중 인렛링(40)은 내부가 연통된 벨 마우스(41)를 갖는 환형으로 이루어져 공기가 유입실(15)에서 블로어실(22)로 원활히 유입되는 것을 안내하도록 구비되고, 상기 블로어실(22)에 유입된 공기가 유입실(15)로 역류하지 않도록 형성된다.

또한, 상기 블로어팬(30)은 모터축(32)에 결합되는 허브 플레이트(Hub Plate, 33)와, 상기 허브 플레이트(33)의 상면 가장자리를 따라 배열되는 다수의 블레이드(Blade, 34)와, 그리고 상기 블레이드(34)들의 자유단을 지지하는 지지링(35) 등으로 이루어져 상기 스트롤 케이스(20)에 회전가능하게 배치되어 있다. 상기 허브 플레이트(33)는 블레이드(34)들이 이루는 공간의 상부 쪽으로 요입된 형태로 형성된다.

이와 같은 구조에서 모터(31)의 구동에 의해 블로어팬(30)을 회전시키면, 상기 내외기전환도어(13)의 회동에 의해 선택적으로 개방되는 내기유입구(11)와 외기유입구(12)를 통하여 유입실(15)로 유입된 공기가 인렛링(40)에 형성된 벨 마우스(41)를 거쳐 스크롤 케이스(20)의 블로어실(22)로 유입된다. 그 후 블로어팬(30)의 회전에 의해 반경방향으로 유동하면서 스크롤 케이스(20)의 측벽을 따라 풍압 및 풍량이 검증된 채 토출구를 통해 공조장치 케이스(미도시) 내부로 송풍된다.

그러나 상기 블로어 장치는 상부로부터 유입되는 공기가 유동할 때 유동저항이 증대되어 높은 정압이 작용됨으로써 스크롤 케이스(20) 내의 컷 오프(Cut off) 부근에서 역류현상이 발생된다. 이 역류공기와 블로어팬(30)의 송풍 공기와의 상호 간섭현상으로 인하여 일부 구간에서 저주파성 소음인 럼블(Rumble)소음이 발생되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 벨마우스의 상부에 위치하는 필터를 하부에서 지지하는 필터장착리브부에 삼각형상 또는 부채꼴형상을 가지며 필터장착리브부를 부분적으로 밀폐시켜 필터장착리브부로 유입되는 공기 중 일부가 역류하여 되돌아 나가려는 공기 흐름을 흐트리는 가이드부를 구비하여 공기가 공조장치의 내부로 유입되면서 발생되는 저주파성 소음을 저감시킬 수 있는 차량의 공기조화장치용 인테이크 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 내기 유입구와 외기 유입구를 선택적으로 개폐하는 내외기전환도어를 갖고 유입실이 형성된 에어 인테이크 케이스(Air Intake Case); 상기 에어 인테이크 케이스의 하부에 설치되고, 내부에 블로어팬이 회전 가능하게 배치되며, 블로어실이 형성되고 일측에는 상기 에어 인테이크 케이스의 내부에 구비되는 필터가 삽입되는 입구부가 형성되는 스크롤 케이스(Scroll Case); 상기 스크롤 케이스의 상부에 구비되어 상기 유입실과 상기 블로어실을 연통시키는 원형의 벨마우스; 상기 스크롤 케이스의 상부에 구비되며, 상기 에어 인테이크 케이스의 내부에 구비되는 필터를 하부에서 받쳐주는 필터장착리브부; 및 상기 필터장착리브부에 구비되며, 외부공기가 상기 벨마우스로 유입되면서 발생되는 소음을 저감시키는 가이드부를 포함하되, 상기 필터장착리브부는, "ㄱ"자 형상을 가지는 3개의 필터장착리브 일단이 일체로 연결되어 이루어지고, 상기 원형의 벨마우스를 3개의 구간으로 구획하며, 상기 가이드부는 3개의 필터장착리브 중에서 2개의 상기 필터장착리브 사이에 구비되고, 상기 가이드부는 구획된 3개의 구간 중 하나의 구간에 구비되며, 상기 가이드부는 삼각형상 또는 부채꼴형상을 가지고, 상기 가이드부가 구비되는 하나의 구간은 상기 가이드부에 의해 부분 밀폐되는 것을 특징으로 하는 차량의 공기조화장치용 인테이크 시스템을 제공한다.

본 발명에 따른 차량의 공기조화장치용 인테이크 시스템에 있어서, 상기 필터장착리브부는 "ㄱ"자 형상을 가지는 3개 이상의 필터장착리브 일단이 일체로 연결되어 이루어질 수 있다.

상기 3개의 필터장착리브 중 2개의 필터장착리브는 필터가 삽입되는 상기 입구부의 양쪽에 그 일단이 위치할 수 있고, 상기 가이드부가 구비되는 2개의 필터장착리브는 100°~ 140°의 각도 범위를 가질 수 있으며, 상기 가이드부는 3개 이상의 상기 필터장착리브로 이루어진 경우 상기 가이드부의 위치와 크기, 형상, 개수 및 각도는 각기 다를 수 있다.

본 발명에 따른 차량의 공기조화장치용 인테이크 시스템에 의하면, 벨마우스의 상부에 위치하면서 필터를 하부에서 지지하는 필터장착리브부로 유입되는 공기 중 일부가 역류하여 되돌아 나가려는 공기 흐름을 흐트리는 가이드부를 구비함으로 인하여 공기가 공조장치의 내부로 유입되면서 발생되는 저주파성 소음을 효율적으로 저감시킬 수 있다.

도 1은 종래기술에 따른 차량의 공기조화장치용 블로어 장치의 개략적인 측단면도이다.
도 2는 종래기술의 일례에 따른 인렛링 구조를 나타내는 개략적은 측단면도이다.
도 3은 종래기술에 따른 벨마우스에서 소음의 발생 영역을 도시한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 공기조화장치용 인테이크 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 스크롤 케이스를 도시한 사시도이다.
도 6은 도 4에 도시된 가이드부의 설치범위를 도시한 도면이다.
도 7은 도 6에 도시된 가이드부의 변형 예를 도시한 도면이다.
도 8은 필터장착리브부에 가이드부가 구비됨으로 인하여 소음이 저감되는 상태를 나타낸 그래프이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 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 4는 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 공기조화장치용 인테이크 시스템을 개략적으로 도시한 도면, 도 5는 도 4에 도시된 스크롤 케이스를 도시한 사시도, 도 6은 도 4에 도시된 가이드부의 설치범위를 도시한 도면, 도 7은 도 6에 도시된 가이드부의 변형 예를 도시한 도면, 도 8은 필터장착리브부에 가이드부가 구비됨으로 인하여 소음이 저감되는 상태를 나타낸 그래프이다.

도 4 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 공기조화장치용 인테이크 시스템은, 에어 인테이크 케이스(Air Intake Case;100)와, 스크롤 케이스(Scroll Case;200)와, 벨마우스(Ballmouth;300)와, 필터장착리브부(400)와, 가이드부(500)를 포함한다.

상기 에어 인테이크 케이스(100)는 내기 유입구(110)와 외기 유입구(120) 및 내외기전환도어(130)를 포함하며, 유입실(140)이 형성된다. 상기 내외기전환도어(130)는 상기 내기 유입구(110)와 외기 유입구(120)를 선택적으로 개폐하는 역할을 수행한다. 상기 내외기전환도어(130)가 선택적으로 개폐됨으로 인하여 상기 내기 유입구(110)와 상기 외기 유입구(120)를 통해 유입된 공기는 상기 유입실(140)로 공급된다.

상기 내외기전환도어(130)는 평판형 구조를 가지며, 상기 내외기전환도어(130)의 상부 양단부에는 상기 에어 인테이크 케이스(100)의 양측면에 각각 형성된 축공(미도시)에 삽입되어 상기 축공(미도시) 외부로 돌출된 회전축(150)이 형성된다. 상기 회전축(150)은 차량 실내 전방에 위치하는 센터페시아(Center Facia) 상에 설치된 공조 컨트롤러의 블로어모드 선택 스위치(미도시)의 조작에 따라 연동하여 회전하게 된다.

상기 에어 인테이크 케이스(100)의 하부에는 필터(F)가 구비되는데, 상기 필터(F)는 외부에서 후술되는 스크롤 케이스(Scroll Case;200)의 내부로 유입되는 공기를 정화 및 공기 중에 포함된 불순물을 걸러내는 역할을 한다. 상기 필터(F)는 상기 에어 인테이크 케이스(100)와 상기 스크롤 케이스(200) 사이에 구비되는 것이 바람직하다.

상기 에어 인테이크 케이스(100)의 하부에는 스크롤 케이스(Scroll Case;200)가 설치된다. 상기 스크롤 케이스(200)의 내부에는 블로어팬(210)이 회전 가능하게 배치되어 블로어실(220)이 형성된다.

상기 블로어팬(210)은 모터(212)의 모터축(214)에 결합되는 허브 플레이트(Hub Plate;216)와, 상기 허브 플레이트(216)의 상면 가장자리를 따라 배열되는 다수의 블레이드(Blade;218)로 이루어지며, 상기 스크롤 케이스(200)에 회전가능하게 설치된다.

상기 스크롤 케이스(200)의 상부 일측에는 상기 필터(F)가 삽입되는 입구부(230)가 형성되며, 상기 필터(F)는 상기 입구부(230)로 슬라이드 삽입됨으로 인하여 상기 스크롤 케이스(200)의 상부와 상기 에어 인테이크 케이스(100)의 내부에 구비되게 된다.

상기 에어 인테이크 케이스(100)의 내부로 상부가 삽입되는 상기 스크롤 케이스(200)의 상부에는 원형의 벨마우스(300)가 구비된다. 상기 벨마우스(300)는 상기 에어 인테이크 케이스(100)의 유입실(140)과 상기 스크롤 케이스(200)의 블로어실(220)을 연통시키며, 상기 벨마우스(300)는 공기가 상기 유입실(140)에서 상기 블로어실(220)로 원활하게 유입되도록 안내하는 역할을 한다.

상기 스크롤 케이스(200)의 상부에는 필터장착리브부(400)가 구비된다. 상기 필터장착리브부(400)는 "ㄱ"자 형상을 가지는 3개의 필터장착리브(410)가 일체로 연결되어 이루어지며, 상기 원형의 벨마우스(300)을 3개의 구간으로 구획하는 역할 및 상기 스크롤 케이스(200)의 상부에 구비되는 상기 필터(F)를 하부에서 지지하는 역할을 한다.

상기 필터장착리브부(400)에는 외부공기가 상기 벨마우스로 유입되면서 발생되는 소음을 저감시키는 가이드부(500)가 구비된다. 상기 가이드부(500)는 삼각형상 또는 반원형상을 가지며, 상기 3개의 필터장착리브(410) 중에서 2개의 필터장착리브(410) 사이에 구비되게 되며, 상기 가이드부(500)가 상기 블로어실(220)로 유입되는 공기의 일부를 가이드하여 소음을 저감시키게 된다.

상기 가이드부(500)는 유입되는 공기의 유동특성을 고려하여 최적의 위치에 구비되도록 구획된 3개의 구간 중 하나의 구간에 구비되는 것이 바람직하다.

필요에 따라서는 상기 가이드부(500)는 구획된 3개의 구간 중 둘 이상의 구간에 구비될 수 있으며, 이때 상기 가이드부(500)의 형상이나 크기는 각각 달리할 수 있다.

상기 3개의 필터장착리브(410) 중 2개의 필터장착리브(410)은 필터(F)가 상입되는 상기 입구부(230)의 양쪽에 일단이 대응되게 위치하는 것이 바람직하며, "ㄱ"자 형상으로 절곡된 상기 필터장착리브(410)의 높이는 상기 필터(F)의 삽입되어 장착되는 위치에 따르는 것이 바람직하다.

상기 3개의 필터장착리브(410) 사이는 120°의 각도를 가지는 것이 바람직하나, 상기 가이드부(500)가 구비되는 2개의 필터장착리브(410) 사이(θ)는 100°~ 140°의 각도 범위를 가지도록 변형될 수 있다.

상기 가이드부(500)가 2개의 상기 필터장착리브(410)에 구비됨으로 인하여 외기 유입구(120)를 통해 외기 유입 시에는 스크롤 케이스(200)의 블로어실(220)의 압력분포도 특성이 더욱 불안정해지는 것을 개선할 수 있으며, 이로 인해 소음이 저감되는 상태는 도 3과 도 8을 비교하였을 때 알 수 있게 된다.

도 5 내지 도 7 및 실시 예에서는 상기 필터장착리브(410)가 3개인 것을 도시하면서 기술하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 필요에 따라 상기 필터장착리브(410)가 3개 이상일 수도 있으며, 각 경우에 있어서 상기 가이드부(500)의 위치와 크기, 형상, 개수 및 각도는 각기 달라질 수 있다.

유입되는 공기가 공조장치의 내부로 블로어되는 과정은 다음과 같다. 상기 모터(212)의 구동에 의해 블로어팬(210)을 회전시키면, 상기 내외기전환도어(130)의 회동에 의해 선택적으로 개방되는 내기 유입구(110)와 외기 유입구(120)를 통하여 유입실(140)로 유입된 공기가 벨마우스(300)를 거쳐 스크롤 케이스(200)의 블로어실(220)로 유입된 후, 블로어팬(210)의 회전에 의해 반경방향으로 유동하면서 스크롤 케이스(200)의 측벽을 따라 풍압 및 풍량이 점증된 채 토출구(미도시)를 통해 공조장치(미도시) 내부로 블로어되게 된다.

따라서, 벨마우스(300)의 상부에 위치하면서 필터(F)를 하부에서 지지하는 필터장착리브부(400)로 유입되는 공기 중 일부가 역류하여 되돌아 나가는 공기 흐름을 흐트리는 가이드부(500)를 구비함으로 인하여 공기가 공조장치의 내부로 유입되면서 발생되는 저주파성 소음을 효율적으로 저감시킬 수 있다. 특히, 외기 유입구(120)를 통해 외기 유입 시에는 스크롤 케이스(200)의 블로어실(220)의 압력분포도 특성이 더욱 불안정해지는데, 가이드부(500)를 구비함으로 인하여 압력분포도 특성을 개선시킬 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

100 : 에어 인테이크 케이스 110 : 내기 유입구
120 : 외기 유입구 130 : 내외기전환도어
140 : 유입실 200 : 스크롤 케이스
210 : 블로어팬 220 : 블로어실
230 : 입구부 300 : 벨마우스
400 : 필터장착리브부 410 : 필터장착리브
500 : 가이드부

Claims (8)

1. 내기 유입구와 외기 유입구를 선택적으로 개폐하는 내외기전환도어를 갖고 유입실이 형성된 에어 인테이크 케이스(Air Intake Case);
   상기 에어 인테이크 케이스의 하부에 설치되고, 내부에 블로어팬이 회전 가능하게 배치되며, 블로어실이 형성되고 일측에는 상기 에어 인테이크 케이스의 내부에 구비되는 필터가 삽입되는 입구부가 형성되는 스크롤 케이스(Scroll Case);
   상기 스크롤 케이스의 상부에 구비되어 상기 유입실과 상기 블로어실을 연통시키는 원형의 벨마우스;
   상기 스크롤 케이스의 상부에 구비되며, 상기 에어 인테이크 케이스의 내부에 구비되는 필터를 하부에서 받쳐주는 필터장착리브부; 및
   상기 필터장착리브부에 구비되며, 외부공기가 상기 벨마우스로 유입되면서 발생되는 소음을 저감시키는 가이드부를 포함하되,
   상기 필터장착리브부는,
   "ㄱ"자 형상을 가지는 3개의 필터장착리브 일단이 일체로 연결되어 이루어지고, 상기 원형의 벨마우스를 3개의 구간으로 구획하며,
   상기 가이드부는 3개의 필터장착리브 중에서 2개의 상기 필터장착리브 사이에 구비되고,
   상기 가이드부는 구획된 3개의 구간 중 하나의 구간에 구비되며,
   상기 가이드부는 삼각형상 또는 부채꼴형상을 가지고,
   상기 가이드부가 구비되는 하나의 구간은 상기 가이드부에 의해 부분 밀폐되는 것을 특징으로 하는 차량의 공기조화장치용 인테이크 시스템.
   
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 필터장착리브부는,
   "ㄱ"자 형상을 가지는 3개 이상의 필터장착리브 일단이 일체로 연결되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량의 공기조화장치용 인테이크 시스템.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 3개의 필터장착리브 중 2개의 필터장착리브는 필터가 삽입되는 상기 입구부의 양쪽에 그 일단이 위치하는 것을 특징으로 하는 차량의 공기조화장치용 인테이크 시스템.
   
5. 삭제
6. 삭제
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 가이드부가 구비되는 2개의 필터장착리브는 100°~ 140°의 각도 범위를 가지는 것을 특징으로 하는 공기조화장치용 인테이크 시스템.
   
8. 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
   상기 가이드부는 3개 이상의 상기 필터장착리브로 이루어진 경우 상기 가이드부의 위치와 크기, 형상, 개수 및 각도는 각기 다른 것을 특징으로 하는 공기조화장치용 인테이크 시스템.
   

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