KR100311998B1 - 공기조화기용크로스플로우팬 - Google Patents

Abstract

본 발명은 팬에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공기 조화기용 크로스 플로우 팬에 관한 것으로서, 팬을 통과하는 유체의 유동 자유도를 증가시켜 팬의 풍량을 증대시킴과 아울러 에너지 소비 효율을 향상시킬 수 있는 크로스 플로우 팬을 제공함에 있다.

상기한 목적을 실현하기 위하여 본 발명은 수평 방향으로 순차 배열된 다수의 블레이드(51)가 일정 간격으로 다수가 수직 방향 배열된 격판(50)에 의해 구분되도록 구성된 공기 조화기용 크로스 플로우 팬에 있어서, 상기한 격판(50)에 팬 내부로 유입된 유체가 유동되면서 와류를 형성하도록 격판 직경D에 대해 0.4∼0.8D의 직경을 갖도록 형성된 관통공(1)을 포함함을 특징으로 한다.

Description

공기 조화기용 크로스 플로우 팬

본 발명은 팬에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공기 조화기용 크로스 플로우 팬에 관한 것이다.

일반적으로, 분리형 공기 조화기에서 실내기는 최소의 공간을 점유하면서 최대의 풍량을 발생시킬 수 있도록 구성되는 바, 상기한 실내기에는 통상적으로 수평으로 길게 형성된 크로스 플로우 팬을 사용하게 된다.

상기한 크로스 플로우 팬은 도7에 도시된 바와 같이 다수의 격판(50)이 일정 간격으로 배열된 상태에서 상기한 격판(50)에 수평 방향으로 블레이드(51)가 다수 설치되어 있고, 상기한 격판(50)을 관통한 상태에서 양측으로 돌출되도록 회전축(52)이 설치되어 있다.

즉, 도8에 도시된 바와 같이 블레이드(51)가 끼워지도록 결합홈(53)이 원주상으로 순차 배열된 격판(50)에 소정 길이의 블레이드(51)를 결합시켜 하나의 분할팬(54)을 형성한 후 이를 초음파 융착등으로 적층하여 크로스 플로우 팬을 형성하게 되는 것이다.

여기서, 상기한 바와 같이 다수의 격판(50)으로 크로스 플로우 팬을 분할 형성하는 것은 상기한 블레이드(51)가 비교적 얇은 재질을 사용하기 때문에 길게 형성하면 처지거나 변형되는 것을 방지하기 위한 것이다.

그러나, 상기한 바와 같이 크로스 플로우 팬을 제작할 때 다수의 분할팬 형상이 되도록 다수의 격판을 설치하게 되면 상기한 격판에 의해 팬 내부를 흐르는 유체의 유동 자유도가 저하됨과 아울러 격판의 중량만큼 크로스 플로우 팬의 중량이 증가됨으로써 에너지 효율이 저하되는 문제점이 있다.

또한, 상기한 팬의 내부에서 유체의 유동 자유도가 저하됨으로써 팬의 송풍량이 저하되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 팬을 통과하는 유체의 유동 자유도를 증가시켜 팬의 송풍량을 증대시킴과 아울러 에너지 소비 효율을 향상시킬 수 있는 크로스 플로우 팬을 제공함에 있다.

상기한 목적을 실현하기 위하여 본 발명은 수평 방향으로 순차 배열된 다수의 블레이드가 일정 간격으로 다수가 수직 방향 배열된 격판에 의해 구분되도록 구성된 공기 조화기용 크로스 플로우 팬에 있어서, 상기한 격판에 팬 내부로 유입된 유체가 유동되면서 와류를 형성하도록 격판 직경D에 대해 0.4∼0.8D의 직경을 갖도록 형성된 관통공을 포함함을 특징으로 한다.

도1은 본 발명에 따른 공기 조화기용 크로스 플로우 팬에서 격판의 배열 상태를 도시한 사시도,

도2는 도1에서 격판의 측단면도,

도3은 도1에서 중심 격판의 측단면도,

도4는 도1의 격판에 형성된 관통공의 직경에 따른 응력 및 요구 응력의 변화를 나타낸 그래프,

도5는 도1의 중심 격판에 형성된 안내깃의 길이에 따른 체적 효율 변화를 나타낸 그래프,

도6은 본 발명에 따른 크로스 플로우 팬과 종래 크로스 플로우 팬의 분당 회전수에 따른 유량비를 나타낸 그래프,

도7은 일반적인 공기 조화기용 크로스 플로우 팬을 도시한 사시도,

도8은 도7에서 하나의 분할팬과 격판으로 분할된 상태를 나타낸 분해 사시도.

도9는 본 발명에 따른 크로스 플로우 팬의 안내깃의 구배에 따른 유량 효율과 와류의 크기를 나타낸 그래프이다.

＊ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1: 관통공 2: 중심격판

3: 안내깃

도1과 도2와 도3은 본 발명에 따른 크로스 플로우 팬에서 격판의 배열 상태를 도시한 사시도와 격판의 단면도와 중심 격판의 단면도로서, 격판(50)에는 유체가 이동 자재하도록 격판 직경D에 대해 0.78D의 직경을 갖는 관통공(1)이 형성되어있다.

여기서, 상기한 관통공(1)의 직경을 0.78D로 한정한 것은 도4에 도시된 바와 같이 블레이드(51)가 결합되는 부분의 강도를 최적으로 유지한 상태에서 와류의 발생이 최대가 되는 점을 나타낸 것이다.

상기한 도4에서 세로축은 강도 보장을 위해 요구되는 응력에 대한 격판(50)위의 응력의 비를 나타내며, 가로축은 관통공(1)의 직경과 격판(50) 직경D에 대한 비를 나타낸 것인 바, 도4에서 도시된 바와 같이 관통공(1)의 직경과 격판(50) 직경의 비가 0.4∼0.8D인 범위를 갖도록 형성하여도 그 효과를 달성할 수 있는 것이다.

특히, 상기한 격판(50)의 중심에 위치되는 부분에는 팬 내부의 유체 체적 효율을 향상시킬 수 있도록 구성된 중심격판(2)이 설치되어 있는 바, 이는 팬 내부의 유체 유동을 와류로 형성하여 체적 효율을 증대시키도록 형성되어 있다.

즉, 중심격판(2)의 중심점에 대해 방사상으로 안내깃(3)이 설치되어 있으며, 상기한 안내깃(3)의 길이는 중심격판(2) 직경D의 0.23D로 형성되어 있다.

또한, 상기한 안내깃(3)의 단면 형상은 에어 포일(Air-foil) 형상을 갖도록 형성되어 있다.

그리고, 상기한 안내깃(3)은 중심격판(2)의 중심에 대해 외측으로 점차 높아지도록 약 4.07％ 정도의 구배를 갖는 상태에서 형성되어 있다.

여기서, 구배를 약 4.07%로 한정한 것은 도9에 도시한 바와 같이, 와류의 크기가 최소이면서 효율(유량 효율)이 높게 유지되는 점을 나타낸 것이다. 도9의 그래프는 안내깃의 구배에 따른 유량 효율과 와류의 크기를 실험에 의해 나타낸 것인데, o 점을 연결한 선은 유량 효율을 나타내고, △을 연결한 선은 와류의 크기(팬 내부에서 발생되는 와류의 직경을 팬의 직경 D로 무차원화한 값)를 나타낸다.

도9의 그래프에서 보는 바와 같이 안내깃의 구배가 4.07%이하에서 효율이 높기는 하지만 와류의 크기가 커져 소음이 심해 지므로 안내깃의 구배는 4.07%가 가장 바람직하다.

상기한 안내깃(3)의 길이가 0.23D이면 최적의 효율을 나타낼 수 있지만, 도5에 도시된 바와 같이 안내깃(3)의 길이가 0.18∼0.5D의 범위에 있으면 양호한 체적 효율을 얻을 수 있게 된다.

즉, 안내깃(3)의 길이가 0.2∼0.5D의 범위에 있게 되면 흡입된 유량/배출된 유량의 비율인 체적 효율이 양호한 상태를 유지할 수 있게 되는 것이다.

상기한 바와 같은 본 발명의 작용 효과를 설명하면 공기 조화기에 전원이 인가되고 온되면 크로스 플로우 팬이 회전되면서 실내 공기를 흡입하게 된다.

흡입된 실내 공기는 팬 내부에서 격판(50)에 형성된 관통공(1)을 통해 유동하면서 와류를 형성하게 되는 바, 상기한 팬의 내부로 흡입된 유체는 상기한 중심격판(2)에 형성된 안내깃(3)에 의해 보다 강한 와류를 형성하게 된다.

즉, 상기한 안내깃(3)이 팬 내부의 유체를 수평 방향인 소용돌이 형상으로 형성함으로써 팬 내부로 흡입되는 유체의 체적 효율을 향상시킬 수 있게 되는 것이다.

상기한 체적 효율의 향상 상태는 도6에 따라 설명하면 정격 회전수를1600rpm으로 하여 운전시켰을 때 종래 팬에 비해 유량비가 165％정도로 향상된다.

물론, 상기한 그래프에서 도시된 바와 같이 분당 회전수가 500rpm정도로 하강하여도 종래 팬에 대해 130％ 정도의 유량 향상이 이루어지게 됨으로써 본 발명에 따른 크로스 플로우 팬의 송풍량이 대폭 증대됨을 알 수 있는 것이다.

특히, 종래의 팬과 동일한 송풍량을 유지할 경우에는 본 발명에 따른 크로스 플로우 팬의 분당 회전수가 낮아도 되기 때문에 소정 송풍량에서의 기동 전력이 약19％정도 감소된다.

또한, 상기한 중심격판(2)은 격판(50)에 비해 중량이 무겁기 때문에 크로스 플로우 팬의 중앙부에서 회전 시 플라이 휠 역할을 함으로써 크로스 플로우 팬의 정속 회전이 보다 효과적으로 이루어지게 된다.

이상과 같이 본 발명은 크로스 플로우 팬의 격판에 0.78D인 관통공을 형성함과 아울러 중심에 0.23D인 안내깃이 형성된 중심격판을 설치함으로써 크로스 플로우 팬의 송풍량이 증대되고, 이에 따라 기동 전류가 감소되는 잇점이 있는 것이다.

Claims (4)

1. 수평 방향으로 순차 배열된 다수의 블레이드가 일정 간격으로 다수가 수직 방향 배열된 격판에 의해 구분되도록 구성된 공기 조화기용 크로스 플로우 팬에 있어서, 상기한 격판에 팬 내부로 유입된 유체가 유동되면서 와류를 형성하도록 격판 직경D에 대해 0.4∼0.8D의 직경을 갖도록 형성된 관통공을 포함함을 특징으로 하는 공기 조화기용 크로스 플로우 팬.
2. 제1항에 있어서, 상기한 격판중 크로스 플로우 팬의 중앙 부분에 위치되는 부분에 팬 내부의 유체 유동을 와류로 형성하여 체적 효율을 증대시키도록 중심점에 대해 방사상으로 형성됨과 아울러 길이가 중심격판 직경D에 대해 0.18∼0.5D를 갖도록 안내깃이 형성된 중심격판을 포함함을 특징으로 하는 공기 조화기의 크로스 플로우 팬.
3. 제2항에 있어서, 상기한 안내깃을 에어 포일 형상으로 형성함을 특징으로 하는 공기 조화기의 크로스 플로우 팬.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기한 안내깃은 중심격판 중심에 대해 외측으로 높아지도록 4.07％의 구배로 형성함을 특징으로 하는 공기 조화기용 크로스 플로우 팬.