KR100218426B1 - 분리형 룸에어콘 실내기의 스테빌라이저 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 분리형 룸에어콘 실내기의 스테빌라이저 구조에 관한 것으로, 내측의 에지부가 소정의 반경을 갖도록 연장 형성되어 있으므로, 유동 소음과 관련된 실내기 소음이 현저하게 저감되는 동시에, 고 풍량의 실현이 가능하게 되며, 또한 스테빌라이저 설치각을 47。에서 60。 까지 변화시킴으로써 특정 설치각 영역에서 BPF 소음과 총합 소음을 현저하게 낮아지도록 한 것이다.

Description

분리형 룸에어콘 실내기의 스테빌라이저 구조

제1도는 일반적인 분리형 룸에어콘 실내기의 구성을 보인 단면도.

제2도는 종래 기술에 의한 분리형 룸에어콘 실내기의 스테빌라이저 구조를 설명하기 위한 부분 확대 절결 단면도.

제3도는 본 발명에 의한 분리형 룸에이콘 실내기의 스테빌라이저 구조를 설명하기 위한 부분 확대 절결 단면도.

제4도는 본 발명 및 종래 기술에 의한 스테빌라이저가 적용된 분리형 룸에어콘 실내기의 소음 실험값을 보인 도표.

제5도는 종래 기술에 의한 스테빌라이저가 적용된 분리형 룸에어콘 실내기의 BPF 소음 실험값을 보인 그래프 선도.

제6도는 본 발명에 의한 스테빌라이저가 적용된 분리형 룸에어콘 실내기의 총합 실험값을 보인 그래프 선도.

제7도는 제4도의 실험 결과를 보인 그래프 선도.

제8도는 본 발명에 따른 등청감곡선을 보인 그래프 선도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 스테빌라이저 11a : 에지부

본 발명은 분리형 룸에어콘(RAC) 실내기의 스테빌라이저(stabilizer) 구조에 관한 것으로, 특히 BPF(Blade Passimg Frequency)의 하모닉 성분인 이산 주파수 소음(Discrete Frequency Noise) 및 광대역 소음을 저감시키고, 고 풍량을 증대시킬 수 있게 한 분리형 룸에어콘 실내기의 스테빌라이저 구조에 관한 것이다.

일반적인 분리형 룸에어콘의 실내기는, 제1도 및 제2도에 도시한 바와 같이, 본체(1)의 내부에 열교환기(2)와, 크로스 플로우 팬(Cross Flow Fan)(3)과, 스테빌라이저(stabilizer)(4)와, 소정의 곡률을 갖는 토출 가이드(5)가 설치되어 있어, 크로스 플로우 팬(3)의 회전에 의하여 본체(1)의 내부로 흡입된 공기가 열교환기(2)에 의하여 열교환되며, 이후 스테빌라이저(4) 및 토출 가이드(5)의 안내를 받으며 토출되도록 구성되어 있다.

상기 스테빌라이저(4)는, 내측단부에 열교환기(2) 측으로 향하는 에지(edge)부(4a)가 상향으로 절곡되어 있으며, 크로스 플로우 팬(3)에 의하여 강제적으로 열교환을 하는 공기를 유입공기와 토출공기의 영역으로 구분하는 역할을 한다.

한편, 일반적인 분리형 룸에어콘의 실내기 소음은 크게 광대역 난류 소음과, BPF 및 이의 하모닉 성분인 이산 주파수 소음 등으로 나눌 수 있다. 상기한 소음 중, BPF 소음은 인간의 청감을 자극하는 피그치의 음들을 많이 포함하고 있어 저감의 대상이 되고 있다.

또한, 크로스 플로우 팬(3)과 스테빌라이저(4)는 다음 식(1)과 같은 주파수 성분의 음을 포함하는 이산 주파수 소음과 깊은 관계가 있는 것으로 알려져 있다.

n차 BPF = n × RPM × Z/60------------(1)

여기서, n = 1, 2, 3, 4, .....

RPM : 크로스 플로우 팬(3)의 회전수

Z : 크로스 플로우 팬(3)의 날개수

상기 스테빌라이저(4)와 관련된 인자 중, 스테빌라이저(4)의 설치각(θ)과, 크로스 플로우 팬(3)과의 간격(g)은 스테빌라이저(4)와 크로스 플로우 팬(3)이 기하학적으로 가장 가까운 위치에서 결정되는 인자이며, 상기 스테빌라이저(4)의 설치각(θ)은 공기의 흡입 및 토출 면적을 결정하는 인자로 알려지고 있다.

상기 스테빌라이저 설치각(θ)의 정의는, X축 상과 크로스 플로우 팬(3)에 대하여 스테빌라이저(4)의 가장 가까운 점(P)과 이루는 각도이다.

특히, BPF 소음과 광대역 난류 소음은 크로스 플로우 팬(3) 뿐만 아니라, 스테빌라이저(4)의 형상과도 밀접한 관계가 있다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래 기술에 의한 분리형 룸에어콘 실내기의 스테빌라이저(4)는, 내측단부에 열교환기(2)측으로 향하는 날카로운 형상의 에지부(4a)가 상향으로 절곡 형성되어 있으므로, BPF와 이의 하모닉 성분인 이산 주파수 소음과 난류 성분인 광대역 소음을 유발시켜 높은 레벨의 소음을 발생시키는 단점이 있었으며, 또한 통상 스테빌라이저 설치각(θ)은 흡입 및 토출 면적을 가름하는 설계인자로 알려지고 있으나, 종래 기술에 의하면, 설치각(θ)은 흡입 유동이나, 토출 면적 등을 고려하지 않고 단순히 실내기 전체 크기나 디자인에 의존하여 결정됨으로써 소음 및 풍량에 모두 불리한 결과를 초래하여, 분리형 룸에어콘 실내기의 성능을 저하시키는 요인으로 작용하게 되는 등의 많은 문제점이 있었다.

제4도 및 제5도는 종래 기술에 의한 스테빌라이저(4)가 적용된 분리형 룸에어콘 실내기의 소음 실험값을 보인 도표 및 스펙트럼으로서, 첫 번째 BPF와, 두 번째 BPF, 및 총합소음(OVERALL) 모두 높은 음을 가지게 됨을 알 수 있다.

본 발명의 목적은 이산 주파수 소음 및 광대역 소음을 저감시키고, 고 풍량을 증대시킴으로써 분리형 룸에어콘 실내기의 성능 향상을 실현할 수 있도록 한 분리형 룸에어콘 실내기의 스테빌라이저 구조를 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 열교환기와 이를 통해 공기를 흡입하여 토출하는 크로스 플로우 팬을 장착하고 있고, 크로스 플로우 팬에 의한 흡입공기와 토출공기의 영역을 구분하기 위해, 그 크로스 플로우 팬과 일정간격을 두고 대향하는 에지부를 가지고 있고 일정한 설치각(θ')으로 그 중심을 향하는 스테빌라이저가 형성되어 있는 분리형 룸에어콘 실내기에 있어서, 상기 스테빌라이저의 에지부가 상기 흡입공기의 영역측을 향해 일정 반경(Rs)을 가지고 U자형으로 만곡되어 있으며, 그 에지부의 반경(Rs)과 크로스 플로우 팬 내경(Rc)과의 무차원 관계식 Rs' =Rs/(2Rc)의 범위가 2.5%≤Rs≤10.1%를 만족하며, 상기 스테빌라이저의 설치각(θ')은 47°≤θ'≤60°의 범위를 만족하여 되는 것을 특징으로 하는 분리형 룸에어콘 실내기의 스테빌라이저 구조가 제공되므로써 달성된다.

이하, 본 발명에 의한 분리형 룸에어콘 실내기의 스테빌라이저 구조를 첨부도면에 도시한 실시예에 따라서 설명하면 다음과 같다.

제3도는 본 발명에 의한 분리형 룸에어콘 실내기의 스테빌라이저 구조를 설명하기 위한 부분 확대 절결 단면도이고, 제4도는 본 발명 및 종래 기술에 의한 스테빌라이저가 적용된 분리형 룸에어콘 실내기의 소음 실험값을 보인 도표이며, 제5도는 종래 기술에 의한 스테빌라이저가 적용된 분리형 룸에어콘 실내기의 BPF 소음 실험값을 보인 그래프 선도이고, 제6도는 본 발명에 의한 스테빌라이저가 적용된 분리형 룸에어콘 실내기의 총합 실험값을 보인 그래프 선도이며, 제7도는 제4도의 실험 결과를 보인 그래프 선도이고, 제8도는 본 발명에 따른 등청감곡선을 보인 그래프 선도이다.

이에 도시한 바와 같이, 본 발명에 의한 분리형 룸에어콘 실내기의 스테빌라이저(11)는, 내측단의 에지부(11a)에 소정의 반경(Rs)을 갖도록 열교환기(2) 측으로 연장 형성되어 있다.

상기 에지부(11a)의 반경(Rs)은, Rs' = Rs / (2×Rc)이면, 2.5% ≤ Rs' ≤ 10.1%를 만족하도록 한다.

여기서, 상기 Rc는 크로스 플로우 팬(3)의 내경을 보인 것이다.

또한, 상기 스테빌라이저 설치각(θ')은 47(。) ≤ (θ') ≤ 60(。)의 범위를 갖는다.

도면중 종래의 기술 구성과 동일한 부분에 대하여는 동일 부호를 부여하였다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 의한 분리형 룸에어콘 실내기의 스테빌라이저(11)에 있어서는, 에지부(11a)가 소정의 반경(Rs)을 갖도록 연장 형성되어 있으므로, 유동 소음과 관련된 실내기 소음이 현저하게 저감되는 동시에, 고 풍량의 실현이 가능하게 되는 것이다.

즉, 본 발명에 의한 분리형 룸에어콘 실내기의 스테빌라이저(11)는, 소정의 반경(Rs)을 갖고 연장 형성된 에지부(11a)에 의하여 제4도 및 제7도에 도시한 바와 같이, 첫 번째 BPF와, 두 번째 BPF, 및 총합소음(Overall Noise)을 모두 저감 시키게 됨을 알 수 있다.

또한, 스테빌라이저 설치각(θ')을 30(。)에서 60(。) 까지 단계적으로 변화시켜 실험한 결과, 제6도에 도시한 바와 같이, 특정 설치각 영역에서 BPF 소음과 총함 소음이 현저하게 낮아짐을 알 수 있다.

한편, 제4도 및 제5도에서의 심볼인 CA5, CA6 등은 제2도의 토출 가이드(5)를 의미하는 것으로, 곡률 반경과 곡률 중심의 종류에 따른 여러 가지 변형된 형태의 토출 가이드이며, 또한 제4도에서 일반적인 실험 자료에 의하면 1st BPF 2nd BPF 3rd BPF 로서 기재되나, 본 발명에서 제시한 실험 자료는 1st BPF 2nd BPF 3rd BPF 로서 기재되어 있는데 그 이유는 다음과 같다.

일반적인 경우, n차 BPF(= n·회전수·날개수/60)에서 배수 n이 증가함에 따라 레벨이 낮아지는 경향이 있으나, 본 실험에서는 그 반대의 현상이 나타났는데 이는 제8도의 등청감곡선과 본 발명에 따른 제품의 특정 운전 회전수에 의한 것이며, 본 실험에서는 회전수 700rpm, 날개수 35개로 1차, 2차, 3차, BPF가 각각 408, 817, 1225Hz이고, 등청감곡선을 고려하지 않을 경우 1차 2차 3차 BPF순으로 레벨이 감소할 것이지만, 대부분의 경우 A-Weighting을 사용하여 보정하기 때문에 반대의 현상인 1차 2차 3차 BPF로 나타나게 된다. 즉 특정 주파수 범위의 BPF로 인해 3차 BPF음이 가장크게 들리게 되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 분리형 룸에어콘 실내기의 스테빌라이저 구조는, 내측의 에지부가 소정의 반경을 갖도록 연장 형성되어 있으므로, 유동 소음과 관련된 실내기 소음이 현저하게 저감되는 동시에, 고 풍량의 실현이 가능하게 되며, 또한 스테빌라이저 설치각을 47。에서 60。까지 변화시킴으로써 특정 설치각 영역에서 BPF 소음과 총합 소음이 현저하게 낮아지는 등의 효과가 있다.

Claims (1)

1. 열교환기와 이를 통해 공기를 흡입하여 토출하는 크로스 플로우 팬을 장착하고 있고, 크로스 플로우 팬에 의한 흡입공기와 토출공기의 영역을 구분하기 위해, 그 크로스 플로우 팬과 일정간격을 두고 대향하는 에지부를 가지고 있고 일정한 설치각(θ')으로 그 중심을 향하는 스테빌라이저가 형성되어 있는 분리형 룸에어콘 실내기에 있어서, 상기 스테빌라이저의 에지부가 상기 흡입공기의 영역측을 향해 일정 반경(Rs)을 가지고 U자형으로 만곡되어 있으며, 그 에지부의 반경(Rs)과 크로스 플로우 팬 내경(Rc)과의 무차원 관계식 Rs'=Rs/(2Rs)의 범위가 2.5%≤Rs≤10.1%를 만족하며, 상기 스테빌라이저의 설치각(θ')은 47。≤θ'≤60。의 범위를 만족하여 되는 것을 특징으로 하는 분리형 룸에어콘 실내기의 스테빌라이저 구조.