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KR101715158B1 - 차량용 공조기의 송풍장치 - Google Patents

차량용 공조기의 송풍장치 Download PDF

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KR101715158B1
KR101715158B1 KR1020130104191A KR20130104191A KR101715158B1 KR 101715158 B1 KR101715158 B1 KR 101715158B1 KR 1020130104191 A KR1020130104191 A KR 1020130104191A KR 20130104191 A KR20130104191 A KR 20130104191A KR 101715158 B1 KR101715158 B1 KR 101715158B1
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South Korea
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outside air
inlet
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김용호
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홍순래
한성석
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한온시스템 주식회사
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Abstract

부분 외기 모드 시 외기가 직접 내기 유입구 측으로 역류하는 현상을 방지하도록 개선된 구조를 갖는 차량용 공조기의 송풍장치가 개시된다. 차량용 공조기의 송풍장치는 송풍기 케이스와, 내기를 유입시키기 위한 내기 유입구와, 외기를 유입시키기 위한 외기 유입구 및 상기 내기 유입구와 외기 유입구를 선택적으로 개폐하는 내외기 전환도어를 구비하며, 공조케이스의 일측에 연통되게 결합되어 상기 공조케이스의 내부로 공기를 송풍하는 것으로서, 상기 외기 유입구의 일 측에 형성되어 외기를 상기 송풍기 케이스의 내부와 연통시키는 서브 유로와, 상기 서브 유로를 개폐하는 서브 도어를 포함한다. 따라서, 외기가 차량 실내측으로 역류하는 것을 방지하여 탑승자의 불쾌감을 방지하고, 냉난방 성능 저하를 방지하며, 휘슬 소음 문제를 해결할 뿐 아니라, 사이즈를 증가시키지 않으면서 공간 확보에 유리한 효과가 있다. 아울러, 서브 도어의 구동 구조가 내외기 전환도어의 구동 방향에 대해 직교되게 배치되어 풍속에 의한 작동 정밀성을 확보할 수 있는 효과가 있다.

Description

차량용 공조기의 송풍장치{BLOWER UNIT OF AIR CONDITIONER FOR VEHICLE}
본 발명은 차량용 공조기의 송풍장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량의 공조케이스의 내부로 내기 또는 외기를 선택적으로 강제 이송하기 위한 차량용 공조기의 송풍장치에 관한 것이다.
일반적으로, 차량용 공조기는 외부의 공기를 실내로 도입하거나 실내의 공기를 순환시켜 가열 또는 냉각시킴으로써 실내를 난방 또는 냉방하는 장치로서, 내,외기를 공조케이스의 내부로 송풍하기 위한 송풍장치와, 공조 케이스의 내부에는 냉각작용을 위한 증발기와, 가열작용을 위한 히터코어 등이 구성되고, 증발기나 히터코어에 의해 냉각 또는 가열된 공기를 차량 실내의 각 부분으로 선택적으로 송풍한다.
도 1은 종래의 차량용 공조기를 도시한 사시도이고, 도 2는 종래의 차량용 공조기의 내부를 도시한 단면도이며, 도 3은 종래의 차량용 공조기의 송풍장치를 도시한 단면도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 종래의 차량용 공조기(1)는 송풍장치(20) 및 공조 유닛(40)으로 구성된다. 송풍장치(20)는 블로어 케이스(22)와, 내,외기 전환도어(25) 및 블로어(26)를 구비한다. 블로어 케이스(22)는 상부 측에 내,외기 유입구(24)(23)가 형성되고, 내,외기 전환도어(25)는 내,외기 유입구(24)(23)를 선택적으로 개폐하도록 설치되어 있다. 블로어(26)는 내,외기 유입구(24)(23)를 통해 유입된 내,외기를 공조케이스(49) 측으로 강제 송풍한다.
공조 유닛(40)은 공조 케이스(49)와, 증발기(41) 및 히터코어(42)를 구비한다. 공조 케이스(49)는 송풍장치(20)로부터 송풍되는 공기가 유입되도록 입구 측에 공기유입구(43)가 형성되고, 출구 측에는 모드도어(46)에 의해 개폐되는 다수의 공기토출구(44)가 형성된다. 증발기(41) 및 히터코어(42)는 공조 케이스(49)의 내부에 순차적으로 일정 간격을 두고 설치된다. 증발기(41)와 히터코어(42)의 사이에는 증발기(41)를 거친 냉풍과 히터코어(42)를 거친 온풍의 혼합되는 양을 조절하여 토출 온도를 조절하기 위한 온도조절도어(45)가 설치된다.
이러한 구성을 통해, 차량 실내공기 또는 실외공기를 내,외기전환도어(25)의 개폐 선택에 따라 블로어(26)에 의하여 선택적으로 도입하고, 이 공기를 공조케이스(49)를 따라 증발기(41)를 통과하게 하고 온도조절도어(45)의 조작에 의해 히터코어(42)를 선택적으로 통과시켜 냉각 또는 가열한 후, 이 냉각 또는 가열된 공기를 공조 모드에 따른 다수의 모드도어(46)의 개폐 선택에 따라 각 분기덕트로 분기하여 차량 실내의 각 부분으로 토출시킴으로써 차량 실내를 냉,난방 또는 환기하게 된다.
상기 송풍장치(20)는 상부 양측에 내기유입구(24)와 외기유입구(23)가 형성되고, 내기유입구(24)와 외기유입구(23)를 선회하면서 내기유입구(24)와 외기유입구(23)를 선택적으로 개폐하는 내외기 전환도어(25)를 갖는 인테이크 유닛과, 인테이크 유닛의 하부에 결합 설치되는 스크롤 케이스(22)와, 스크롤 케이스(22)의 내부에 설치되어 내기유입구(24) 또는 외기유입구(23)로부터 유입되는 축 방향 공기를 반경 방향으로 송풍하는 블로어 휠(26) 및 블로어 모터(27)로 구성된다. 또한, 인테이크 유닛과 스크롤 케이스(22)가 마주보며 결합되는 부위인 스크롤 케이스(22)의 상부측에 공기유입구가 형성되며, 공기유입구의 상단에는 유입되는 공기를 정화하기 위한 에어 필터(28)가 설치된다.
종래의 차량용 공조기의 송풍장치(20)는 고속 주행 시 도 3에 도시된 것처럼 배기가스의 실내 유입을 방지하기 위해 내외기 전환도어(25)를 작동하여 외기를 대략 5% 정도 오픈하는 부분 외기 모드를 수행함으로써 배기가스의 실내 유입을 차단하고 있다. 하지만, 부분 외기의 유입으로 인해 공조장치의 냉난방 성능이 저하되고, 차속에 따라 외기 유입으로 인해 소음이 발생하며, 겨울철 냉기가 조수석 측으로 직접 유입됨에 따라 한기를 느껴 불쾌감을 주는 문제점이 있다.
이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 부분 외기 모드 시 외기가 직접 내기 유입구 측으로 역류하는 현상을 방지하도록 개선된 구조를 갖는 차량용 공조기의 송풍장치를 제공한다.
본 발명에 따른 차량용 공조기의 송풍장치는 송풍기 케이스와, 내기를 유입시키기 위한 내기 유입구와, 외기를 유입시키기 위한 외기 유입구 및 상기 내기 유입구와 외기 유입구를 선택적으로 개폐하는 내외기 전환도어를 구비하며, 공조케이스의 일측에 연통되게 결합되어 상기 공조케이스의 내부로 공기를 송풍하는 것으로서, 상기 외기 유입구의 일 측에 형성되어 외기를 상기 송풍기 케이스의 내부와 연통시키는 서브 유로와, 상기 서브 유로를 개폐하는 서브 도어를 포함한다.
본 발명에 따른 차량용 공조기의 송풍장치는 외기가 차량 실내측으로 역류하는 것을 방지하여 탑승자의 불쾌감을 방지하고, 냉난방 성능 저하를 방지하며, 휘슬 소음 문제를 해결할 뿐 아니라, 사이즈를 증가시키지 않으면서 공간 확보에 유리한 효과가 있다. 아울러, 서브 도어의 구동 구조가 내외기 전환도어의 구동 방향에 대해 직교되게 배치되어 풍속에 의한 작동 정밀성을 확보할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 차량용 공조기를 도시한 사시도이고,
도 2는 종래의 차량용 공조기의 내부를 도시한 단면도이며,
도 3은 종래의 차량용 공조기의 송풍장치를 도시한 단면도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조기의 내부를 도시한 단면도이며,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 서브 도어가 구비된 송풍장치를 도시한 사시도이고,
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조기의 송풍장치를 개략적으로 도시한 평면도이며,
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 내외기 전환도어 및 서브 도어의 배치 구조를 도시한 사시도이고,
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 서브 도어의 개방 상태를 도시한 송풍기 케이스의 부분 단면도이며,
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 서브 도어의 폐쇄 상태를 도시한 송풍기 케이스의 부분 단면도이다.
이하 첨부된 도면에 따라서 차량용 공조기의 송풍장치의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조기의 내부를 도시한 단면도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조기(200)는 송풍 장치 및 공조 유닛(240)으로 구성된다.
송풍 장치는 후술할 공조케이스(249)의 일측에 연통되게 결합되어 상기 공조케이스(249)의 내부로 공기를 송풍하는 것으로서, 송풍기 케이스(110)와, 내외기 전환도어(120) 및 블로어(114)를 구비한다.
송풍기 케이스(110)는 상부 측에 내기를 유입시키기 위한 내기 유입구(111) 및 외기를 유입시키기 위한 외기 유입구(112)가 형성되고, 내외기 전환도어(120)는 내기 유입구(111)와 외기 유입구(112)를 선택적으로 개폐하도록 설치되어 있다. 블로어(114)는 내,외기 유입구(111)(112)를 통해 유입된 내,외기를 공조케이스(249) 측으로 강제 송풍한다. 블로어(114)의 상류 측에는 유입되는 공기를 정화하기 위한 에어 필터(113)가 설치된다.
공조 유닛(240)은 공조케이스(249)와, 증발기(241) 및 히터코어(242)를 구비한다. 공조케이스(249)는 송풍 장치로부터 송풍되는 공기가 유입되도록 입구 측에 공기유입구(243)가 형성되고, 출구 측에는 다수의 모드도어(246)에 의해 개폐되는 다수의 공기토출구(244)가 형성된다. 증발기(241) 및 히터코어(242)는 공조케이스(249)의 내부에 순차적으로 일정 간격을 두고 설치된다. 증발기(241)와 히터코어(242)의 사이에는 증발기(241)를 거친 냉풍과 히터코어(242)를 거친 온풍의 혼합되는 양을 조절하여 토출 온도를 조절하기 위한 온도조절도어(245)가 설치된다.
이러한 구성을 통해, 차량 실내공기 또는 실외공기를 내외기전환도어(120)의 개폐 선택에 따라 블로어(114)에 의하여 선택적으로 도입하고, 이 공기를 공조케이스(249)로 송풍하여 증발기(241)를 통과하게 하고 온도조절도어(245)의 조작에 의해 히터코어(242)를 선택적으로 통과시켜 냉각 또는 가열한 후, 이 냉각 또는 가열된 공기를 공조 모드에 따른 다수의 모드도어(246)의 개폐 선택에 따라 각 분기덕트로 분기하여 차량 실내의 각 부분으로 토출시킴으로써 차량 실내를 냉,난방 또는 환기하게 된다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 서브 도어가 구비된 송풍장치를 도시한 사시도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조기의 송풍장치를 개략적으로 도시한 평면도이며, 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 내외기 전환도어 및 서브 도어의 배치 구조를 도시한 사시도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 서브 도어의 개방 상태를 도시한 송풍기 케이스의 부분 단면도이며, 도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 서브 도어의 폐쇄 상태를 도시한 송풍기 케이스의 부분 단면도이다.
도 5 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조기의 송풍장치는 서브 유로(141) 및 서브 도어(140)를 포함한다.
서브 유로(141)는 상기 외기 유입구(112)의 일 측에 형성되어, 외기를 송풍기 케이스(110)의 내부와 연통시킨다. 서브 유로(141)는 외기 유입구(112)로부터 송풍기 케이스(110)의 내측 중 대략 에어 필터(113)가 위치한 지점까지 하부 방향으로 연장되게 형성된다. 상기 외기 유입구(112)를 통해 유입되는 외기의 일부는 서브 유로(141)를 따라 하부 방향으로 이동되어 송풍기 케이스(110)의 내부로 유입되게 구성된다.
내외기 전환도어(120)가 외기 유입구(112)를 개방한 경우 외기는 외기 유입구(112)를 통해 송풍기 케이스(110)의 내부로 유입 가능하며, 이와 동시에 후술할 서브 도어(140)가 서브 유로(141)를 개방한 경우 외기는 서브 유로(141)를 통해 송풍기 케이스(110)의 내부로 유입 가능하다. 결국, 외기의 대부분은 외기 유입구(112)를 통해 송풍기 케이스(110)의 내부로 유입 가능하며 외기의 일부는 서브 유로(141)를 통해 송풍기 케이스(110)의 내부로 유입 가능하다.
서브 도어(140)는 상기 서브 유로(141)에 설치되는 것으로서, 서브 유로(141)를 개폐하여 이를 통과하는 공기의 양을 제어한다. 본 실시 예에서 서브 도어(140)는 판 형상의 플랫 타입으로 이루어지나, 기타 다른 형태의 도어로도 구현 가능하다.
따라서, 내외기 전환도어(120)가 외기 유입구(112)를 완전히 폐쇄하도록 작동된 상태에서 서브 도어(140)가 서브 유로(141)를 개방함으로써, 공조케이스(249)의 내부로 외기를 유입시키는 부분 외기 모드를 구현할 수 있다. 결국, 외기 유입구(112)로 들어오는 공기가 내기 유입구(111)로 역류하는 것이 방지되어 겨울철 탑승자에게 불쾌감을 주는 현상을 방지하고, 냉난방 성능 저하를 방지할 수 있다. 아울러, 내외기 전환도어(120)가 외기 유입구(112)를 일부 개방함에 따라 발생하는 휘슬 소음 문제를 해결할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조기의 송풍장치는 제어부를 구비하며, 상기 제어부가 부분적으로 외기를 도입하는 부분 외기 모드 시, 내외기 전환도어(120) 외기 유입구(112)를 완전히 폐쇄하도록 회전시키고, 서브 도어(140)는 서브 유로(141)를 개방하도록 회전시키도록 제어를 수행하게 된다. 이로 인해, 내기 모드, 외기 모드 및 부분 외기 모드 시 각 모드 기능을 충실히 수행하면서 모드 간 변환 시 유연한 동작 전환이 가능하다.
상기 서브 유로(141) 및 서브 도어(140)는 외기 유입구(112)의 측방향에 구비된다. 이와 같이, 서브 유로(141) 및 서브 도어(140)가 외기 유입구(112)의 측방향에 배치됨에 따라, 송풍기 케이스(110)의 사이즈를 증가시키지 않으면서 공간 확보에 유리한 이점을 갖는다. 아울러, 외기 모드 시 외기 유입구(112)를 통한 외기의 유입 및 내기 모드 시 내기 유입구(111)를 통한 내기의 유입 등의 동작에 최대한 영향을 미치지 않으면서, 부분 외기 모드 시 역류 방지, 휘슬 소음 방지 등의 효과를 달성할 수 있다.
상기 내외기 전환도어(120)는 내기 유입구(111)와 외기 유입구(112)의 사이에서 송풍기 케이스(110)의 좌우 폭 방향으로 길게 형성되는 회전축(121)을 구비하여, 회전축(121)을 중심으로 내기 유입구(111)와 외기 유입구(112)의 사이를 왕복 회전 가능하게 설치된다. 아울러, 서브 도어(140)는 내외기 전환도어(120)의 측방에서 서브 유로(141)를 개폐하도록 회전축(145)을 중심으로 회전 가능하게 설치된다.
상기 내외기 전환도어(120)의 회전축(121)과 상기 서브 도어(140)의 회전축(145)은 직교되게 배치된다. 즉, 서브 도어(140)는 내외기 전환도어(120)의 회전 방향에 대해 직교되는 방향으로 회전이 이루어진다.
따라서, 차량이 고속으로 주행시 내외기 전환도어(120)는 차량 진행 방향과 나란한 방향으로 회전되는 반면에, 서브 도어(140)는 차량의 주행 방향과 직교되는 방향으로 회전되어 풍속에 의한 가압력에 의해 도어 작동각이 거의 영향을 받지 않는다.
상기 서브 유로(141) 및 서브 도어(140)는 송풍기 케이스(110)의 내측에 구비된다. 즉, 서브 유로(141)는 송풍기 케이스(110)에 별도로 설치되거나 외부로 연장되지 않고, 송풍기 케이스(110)의 내부 공간 또는 외기 유입구(112)와 마주하는 내측 부위에 형성되며, 서브 도어(140)는 이와 같이 송풍기 케이스(110)의 내측에 형성된 서브 유로(141) 상에 설치된다. 따라서, 송풍장치의 외부 사이즈를 변경하거나 추가적인 부품을 필요로 하지 않는다.
상기 내외기 전환도어(120)는 돔 형상으로 이루어지고, 회전축(121)의 길이 방향으로 내외기 전환도어(120)의 적어도 일 측에 요입부(125)가 형성된다. 상기 요입부(125)는 서브 유로(141)와 통하게 형성된다. 요입부(125)를 구비함에 따라, 외기 유입구(112)로 유입되는 외기가 서브 유로(141) 측으로 원활히 이동되도록 안내된다. 아울러, 요입부(125)는 돔 형상의 내외기 전환도어(120)의 강도를 보강하는 기능을 함께 수행한다.
송풍기 케이스(110)의 좌우 폭방향으로 일측에는 제1 액추에이터(130)가 구비되고, 송풍기 케이스(110)의 전후 방향으로 일측에는 제2 액추에이터(150)가 구비된다. 제1 액추에이터(130)는 내외기 전환도어(120)의 회전축(121)에 연결되어 내외기 전환도어(120)를 회전 구동시키며, 제2 액추에이터(150)는 서브 도어(140)의 회전축(145)에 연결되어 서브 도어(140)를 회전 구동시킨다.
결국, 내외기 전환도어(120)와 서브 도어(140)는 각각 제1 액추에이터(130)와 제2 액추에이터(150)에 의해 개별 구동 제어되어 각 도어의 구동을 더욱 정밀하게 제어할 수 있다.
지금까지 본 발명에 따른 차량용 공조기의 송풍장치는 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당업자라면 누구든지 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
110 : 송풍기 케이스 120 : 내외기 전환도어
121, 145 : 회전축 125 : 요입부
130 : 제1 액추에이터 140 : 서브 도어
141 : 서브 유로 150 : 제2 액추에이터
111 : 내기 유입구 112 : 외기 유입구
240 : 공조 유닛 249 : 공조케이스
200 : 차량용 공조기의 송풍장치

Claims (7)

  1. 송풍기 케이스(110)와, 내기를 유입시키기 위한 내기 유입구(111)와, 외기를 유입시키기 위한 외기 유입구(112) 및 상기 내기 유입구(111)와 외기 유입구(112)를 선택적으로 개폐하는 내외기 전환도어(120)를 구비하며, 공조케이스(249)의 일측에 연통되게 결합되어 상기 공조케이스(249)의 내부로 공기를 송풍하는 차량용 공조기의 송풍장치에 있어서,
    상기 외기 유입구(112)의 일 측에 형성되어, 외기를 상기 송풍기 케이스(110)의 내부와 연통시키는 서브 유로(141); 및 상기 서브 유로(141)를 개폐하는 서브 도어(140)를 포함하고,
    상기 서브 유로(141) 및 서브 도어(140)는 외기 유입구(112)의 측방향에 구비되며,
    상기 내외기 전환도어(120)의 회전축(121)과 상기 서브 도어(140)의 회전축(145)은 직교되게 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조기의 송풍장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 서브 유로(141) 및 서브 도어(140)는 송풍기 케이스(110)의 내측에 구비되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조기의 송풍장치.
  5. 송풍기 케이스(110)와, 내기를 유입시키기 위한 내기 유입구(111)와, 외기를 유입시키기 위한 외기 유입구(112) 및 상기 내기 유입구(111)와 외기 유입구(112)를 선택적으로 개폐하는 내외기 전환도어(120)를 구비하며, 공조케이스(249)의 일측에 연통되게 결합되어 상기 공조케이스(249)의 내부로 공기를 송풍하는 차량용 공조기의 송풍장치에 있어서,
    상기 외기 유입구(112)의 일 측에 형성되어, 외기를 상기 송풍기 케이스(110)의 내부와 연통시키는 서브 유로(141); 및 상기 서브 유로(141)를 개폐하는 서브 도어(140)를 포함하고,
    상기 내외기 전환도어(120)는 돔 형상으로 이루어지고, 회전축(121)의 길이 방향으로 내외기 전환도어(120)의 적어도 일 측에 요입부(125)가 형성되며, 상기 요입부(125)는 서브 유로(141)와 통하게 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조기의 송풍장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 내외기 전환도어(120)의 회전축(121)에 연결되는 제1 액추에이터(130) 및 상기 서브 도어(140)의 회전축(145)에 연결되는 제2 액추에이터(150)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조기의 송풍장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    부분적으로 외기를 도입하는 부분 외기 모드 시, 상기 내외기 전환도어(120)는 외기 유입구(112)를 완전히 폐쇄하도록 회전시키고, 상기 서브 도어(140)는 서브 유로(141)를 개방하도록 회전시키는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조기의 송풍장치.
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