KR100355827B1

KR100355827B1 - 창문형 에어컨의 터보팬

Info

Publication number: KR100355827B1
Application number: KR1020000047394A
Authority: KR
Inventors: 김승천; 박영민
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2000-08-17
Filing date: 2000-08-17
Publication date: 2002-11-07
Also published as: KR20020014223A; JP3822447B2; US6685433B2; CN1339658A; US20020021967A1; CN1156652C; JP2002061597A

Abstract

본 발명은 창문형 에어컨에 적용되는 터보팬에 관한 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 터보팬은 허브(204)와, 상기 허브(204)에 일정간격을 두고 배치되며, 허브(204) 측에서 슈라우드(203) 측으로 갈수록 그 폭이 줄어드는 형태로 구성되는 7 ~ 11개의 블레이드(205)와, 상기 허브(204)의 반대측에서 각 블레이드(205)에 공통 연결된 슈라우드(203)를 포함하여 구성되며; 전체폭(W)이 블레이드 외경(D₂)의 35 ~ 45%, 출구폭(W₂)이 상기 전체폭(W)의 50 ~ 60%, 입구폭(W₁)이 상기 전체폭(W)의 85 ~ 92%, 블레이드(205)의 허브 측 내경(Dh₁)이 블레이드 외경(D₂)의 45 ~ 55%, 블레이드(205)의 슈라우드 측 내경(Ds₁)이 블레이드 외경(D₂)의 60 ~ 70% 로 이루어진다.

여기서, 상기 각 블레이드(205)는 30 ~ 60˚의 슈라우드 측 경사각()과, 55 ~ 65°의 출구각( ₂)과, 15 ~ 30°의 허브 측 입구각(h₁)과, 40 ~ 55°의 슈라우드 측 입구각(s₁)과, 0.3 ~ 0.5 의 최대 캠버위치(P)와, 허브 측 현(Lh₁) 길이의 5 ~ 8% 내지는 슈라우드 측 현(Ls₁) 길이의 7 ~ 12% 인 최대두께(t)를 갖는 형태로 이루어진다.

또한, 상기 슈라우드(203)의 내경(Ds)은 블레이드 외경(D₂)의 70 ~ 80% 인것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 허브(203)는 그 직경이 블레이드의 외경(D2)보다 작게 이루어지는 것을 특징으로 한다.

따라서, 상술한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 창문형 에어컨의 터보팬은 첫째, 기존의 터보팬에 비해 그 크기가 작게 이루어지고, 작동소음이 커지지 않은 상태에서 회전수가 높아짐으로써 동일한 송풍 능력을 발휘하기 때문에, 에어컨의 소형화를 통한 상품성 향상에 도움이 되고, 둘째, 슈라우드와 블레이드 및 허브를 일체성형하는 방식으로 제작 가능하기 때문에 생산성이 높다는 이점을 제공한다.

Description

창문형 에어컨의 터보팬{Turbo fan of Window type Air conditioner}

본 발명은 터보팬에 관한 것으로, 보다 상세하게는 창문형 에어컨에 적용되는 터보팬에 관한 것이다.

일반적으로 창문형 에어컨은 도 1에 나타난 것과 같이 하나의 케이스(10) 내에 냉매를 가압하는 압축기(12)와, 상기 압축기(12)에 의해 가압된 냉매를 응축하여 그 온도를 낮추는 응축기(14)와, 상기 응축기(14)에 의해 온도가 낮아진 냉매를 이용하여 열교환 작용을 이루는 증발기(16)가 구비된 구조로 이루어진 공기조화기이다.

상기 창문형 에어컨은 케이스(10)의 내부공간이 격막패널(18)을 기준으로 실내부와 실외부로 구분되는데, 실내부에는 상기 증발기(16) 및 실내공기를 증발기(16)를 거쳐 순환시키는 터보팬(20) 등이 장착되어 있으며, 실외부에는 압축기(12)와 응축기(14) 및 실외공기를 이용해 상기 응축기(14)의 냉각작용을 이루는 축류팬(30) 등이 위치되어 있다.

여기서, 상기 터보팬(20)은 유로를 형성하는 스크롤 케이스(22)에 내장된 상태에서 구동모터(19)와 연결되어 있으며, 도 2에 나타난 것과 같이 허브(201) 및 상기 허브(201)에 일정간격을 두고 배치된 다수개의 블레이드(202)와, 허브(201)의반대쪽에서 각 블레이드(202)의 선단에 공통 부착되어 있는 슈라우드(203)로 이루어져 있다.

상술한 바와 같은 창문형 에어컨에 의하면 터보팬(20)의 회전작동으로 실내의 더운공기가 증발기(16)를 거쳐 스크롤 케이스(22) 내로 냉각 흡입되고, 흡입된 공기가 블레이드(202)에 의해 가압되어 스크롤 케이스(22) 밖으로 배출됨으로써 실내의 기온이 적절하게 냉방 조절된다.

이때 스크롤 케이스(22)의 외부로 배출된 냉기는 상기 슈라우드(203)에 의한 스크롤 케이스(22) 내부 정압상승 효과에 의해 곧바로 스크롤 케이스(22)로 재흡입되지 않고, 원거리로 퍼져 나가게 된다.

증발기(16)에서 더운공기와 접하여 온도가 높아진 냉매는 응축기(14)를 거치는 과정에서 축류팬(30)의 작동으로 실외부로 유입된 실외공기에 의해 다시 냉각되어 순환작용을 계속하게 된다.

여기서, 상기 터보팬(20)의 송풍특성을 결정하는 송풍인자는 소위 각 블레이드(202)간의 연관성에 기인하는 조합인자와, 각 블레이드(202)의 개별적인 특성에 기인하는 개별인자, 그리고, 블레이드(202) 외의 다른 요인에 의한 별도인자로 구분된다.

상기 조합인자는 도 3에 나타난 것과 같이 블레이드(202)의 개수와, 각 블레이드(202) 내측단들의 연결선(블레이드 내경)(D₁)과 외측단들의 연결선(블레이드 외경)(D₂) 간의 비율(D₁/D₂)(블레이드 내외경비), 각 블레이드(22) 외측단을 연결하는선분(절)(L₂)(도 4의 b 참조)의 길이로 이루어진다.

상기 개별인자는 도 4의 a에 나타난 것과 같은 블레이드(202)의 내측단에서 외측단을 연결하는 선분(현)(L₁)의 길이와, b에 나타난 것과 같은 입구각( ₁)과 출구각( ₂), 최대캠버 위치(P)와 블레이드의 최대두께(t)를 비롯하여, 블레이드(202)의 안쪽 길이인 입구폭(W₁)과 블레이드(202)의 바깥쪽 길이인 출구폭(W₂)(도 5 참조)으로 이루어진다.

여기서, 블레이드(202)의 개수는 블레이드(202)의 현(L₁)과 절(L₂)의 비율에 따라 결정되며, 최대캠버 위치는 현(L₁) 길이를 1이라 할 때 블레이드(202)의 시작점에서부터 최대두께(t) 지점까지의 상대적인 거리를 나타낸다.

그리고, 별도인자로서는 도 5에 나타난 것과 같은 슈라우드(203)의 내경(Ds)이 있다.

종래의 창문형 에어컨에는 상기 터보팬 대신에 시로코팬(미도시)이 사용되기도 하는데, 상기 시로코팬은 송풍량이 많기 때문에 그 크기가 작아도 된다는 특성을 가지고 있으나, 터보팬과 비교하여 동일 송풍량 대비 소비전력이 크기 때문에 작동 효율이 낮다는 단점 또한 가지고 있다.

따라서, 최근에는 시로코팬 보다 효율이 높은 터보팬(20)이 주로 사용되고 있으나, 상기 터보팬(20)은 그 부피가 동일 송풍량의 시로코팬에 비해 크기 때문에 에어컨의 소형화에 방해가 된다는 문제점을 가지고 있다.

한편, 종래기술의 터보팬(20)은 허브(201) 및 블레이드(202)가 일체로 성형된 상태에서 별도 성형된 슈라우드(203)를 블레이드(202)에 접합시키는 이른바 접합방식으로 제작되거나, 허브(201)의 직경을 블레이드 외경(D₂)보다 작게 구성하여 허브(201)와 블레이드(202) 및 슈라우드(203)를 일체 성형하는 일체성형방식으로 제작된다.

여기서, 상기 접합방식에 의하면 슈라우드(203)를 접합시키는 별도의 제작과정을 거쳐야 하기 때문에 터보팬의 생산성이 떨어진다는 문제가 발생하고, 상기 일체성형방식에 의하면 그 구조적인 특성상 작동소음이 심하게 발생한다는 문제가 발생한다.

본 발명은 상기한 종래 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 일체 성형방식에 의한 제작이 가능한 구조로 이루어짐으로써 생산성이 향상됨과 동시에 송풍효율 또한 높아지는 창문형 에어컨의 터보팬 제공을 목적으로 한다.

도 1은 일반적인 창문형 에어컨의 구조를 나타낸 개략적인 단면도이다.

도 2는 일반적인 창문형 에어컨에 적용되는 종래 터보팬의 구조를 나타낸 사시도이다.

도 3은 일반적인 창문형 에어컨에 적용되는 종래 터보팬의 구조를 나타낸 개략적인 정면도이다.

도 4의 a, b는 도 3의 A, B부 확대도이다.

도 5는 종래 터보팬의 구조를 나타낸 단면도이다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 터보팬의 구조를 나타낸 사시도이다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 터보팬의 구조를 나타낸 단면도이다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 터보팬의 구조를 나타낸 개략적인 정면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 케이스 12: 압축기

14: 응축기 16: 증발기

18: 격막패널 20: 터보팬

203: 슈라우드 204: 슈라우드

205: 블레이드 22: 스크롤 케이스

30: 축류팬

상기 목적을 달성하기 위하여 제공되는 창문형 에어컨의 터보팬은 허브와, 상기 허브에 일정간격을 두고 배치되며, 허브 측에서 슈라우드 측으로 갈수록 그 폭이 줄어드는 형태로 구성되는 7 ~ 11개의 블레이드와, 상기 허브의 반대측에서 각 블레이드에 공통 연결된 슈라우드를 포함하여 구성되며; 전체폭이 블레이드 외경의 35 ~ 45%, 출구폭이 상기 전체폭의 50 ~ 60%, 입구폭이 상기 전체폭의 85 ~92%, 블레이드의 허브 측 내경이 블레이드 외경의 45 ~ 55%, 블레이드의 슈라우드 측 내경이 블레이드 외경의 60 ~ 70% 로 이루어진다.

여기서, 상기 각 블레이드는 30 ~ 60˚의 슈라우드 측 경사각과, 55 ~ 65°의 출구각과, 15 ~ 30°의 허브 측 입구각과, 40 ~ 55°의 슈라우드 측 입구각과, 0.3 ~ 0.5 의 최대 캠버위치와, 허브 측 현 길이의 5 ~ 8% 내지는 슈라우드 측 현 길이의 7 ~ 12% 인 최대두께를 갖는 형태로 이루어진다.

상기 슈라우드의 내경은 블레이드 외경의 70 ~ 80% 인 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 허브는 그 직경이 블레이드의 외경보다 작게 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도 6부터 도 8까지를 참조로 하여 상세하게 설명하며, 본 발명의 내용 중 종래구성과 동일한 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하기로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 창문형 에어컨의 터보팬은 도 6에 나타난 것과 같이 허브(204)와, 상기 허브(204)에 일정간격을 두고 배치되며 허브(204) 측에서 슈라우드(203) 측으로 갈수로 그 폭이 줄어드는 형상으로 구성되는 7 ~ 11개의 블레이드(205)와, 상기 허브(204)의 반대측에서 각 블레이드(205)에 공통 연결된 상기 슈라우드(203)를 포함하여 구성된다.

본 실시예에 따른 터보팬은 도 7에 나타난 것과 같이 전체폭(W)이 블레이드 외경(D₂)의 35 ~ 45%, 출구폭(W₂)이 상기 전체폭(W)의 50 ~ 60%, 입구폭(W₁)이 전체폭(W)의 85 ~ 92% 인 구조로 이루어진다.

또한, 블레이드(205)는 그 구조적인 특성상 허브 측 내경(Dh₁)과 슈라우드 측 내경(Ds₁)이 서로 달라짐으로써, 상기 허브 측 내경(Dh₁)이 외경(D₂)의 45 ~ 55%가 되고, 슈라우드 측 내경(Ds₁)이 외경(D₂)의 60 ~ 70%가 되는 구조를 갖게 된다.

여기서, 상기 각 블레이드(205)는 30 ~ 60˚의 슈라우드 측 경사각()과, 55 ~ 65°의 출구각( ₂)과, 15 ~ 30°의 허브 측 입구각(h₁)과, 40 ~ 55°의 슈라우드 측 입구각(s₁)과, 0.3 ~ 0.5 의 최대 캠버위치(P)와, 허브 측 현(Lh₁) 길이의 5 ~ 8% 내지는 슈라우드 측(Ls₁) 현 길이의 7 ~ 12% 인 최대두께(t)를 갖는 형태로 이루어진다.

그리고, 상기 슈라우드(203)는 그 내경(Ds)이 블레이드 외경(D₂)의 70 ~ 80%로 이루어진다.

한편, 본 실시예에 따른 터보팬의 허브(204)는 그 직경이 블레이드의 외경(D2)보다 작게 이루어짐으로써 블레이드(205)의 허브(204) 측 선단이 허브(204) 밖으로 돌출되는 구조로 이루어진다.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 창문형 에어컨의 터보팬에 의하면 블레이드(205)의 허브 측 내경과 외경의 비(Dh₁/D₂)가 작아져 블레이드(205)의 허브 측 현길이(Lh₁)가 길어지기 때문에 정압이 상승된다.

또한, 블레이드(205)의 슈라우드 측 내경(Ds₁)과 외경(D₂)과의 비(Ds₁/D₂)가 확대됨으로써 흡입구가 커져 흡입효율이 향상된다.

이와 같은 본 실시예에 따른 터보팬은, 실험결과 동일 송풍량을 기준으로 한 시로코팬과의 비교에서 작동에 필요한 소비전력이 약 40% 감소하였으며, 동일 송풍량을 기준으로 한 종래 터보팬과의 비교에서 작동 소음이 약 0.2dB 정도 미미하게 증가하였다.

그러므로, 본 발명의 실시예에 따른 터보팬은 종래 터보팬 보다 작은 부피로 이루어지고, 회전속도가 높게 유지됨으로써 종래 터보팬과 동일한 양의 송풍능력을 발휘할수 있게 되는데, 이러한 본 실시예에 따른 터보팬의 구조 및 작동특성에 의하면 에어컨을 시로코 팬의 사용 시와 마찬가지로 소형화 할 수 있다.

뿐만 아니라, 본 실시예에 따른 창문형 에어컨의 터보팬은 전술한 바와 같이 허브(204)로부터 블레이드(205)가 돌출된 구조로 이루어지기 때문에 슈라우드(203)와 블레이드(205), 허브(204)를 일체 성형하는 방법으로 제작 가능해진다.

본 발명에 따른 창문형 에어컨의 터보팬은 첫째, 기존의 터보팬에 비해 그 크기가 작게 이루어지고, 작동소음이 커지지 않은 상태에서 회전수가 높아짐으로써 동일한 송풍 능력을 발휘하기 때문에, 에어컨의 소형화를 통한 상품성 향상에 도움이 되고, 둘째, 슈라우드와 블레이드 및 허브를 일체성형하는 방식으로 제작 가능하기 때문에 생산성이 높다는 이점을 제공한다.

Claims

허브와,

상기 허브에 일정간격을 두고 배치되며, 허브 측에서 슈라우드 측으로 갈수록 그 폭이 줄어드는 형태로 구성되는 7 ~ 11개의 블레이드와,

상기 허브의 반대측에서 각 블레이드에 공통 연결된 슈라우드를 포함하여 구성되며;

전체폭이 블레이드 외경의 35 ~ 45%,

출구폭이 상기 전체폭의 50 ~ 60%,

입구폭이 상기 전체폭의 85 ~ 92%,

블레이드의 허브 측 내경이 블레이드 외경의 45 ~ 55%,

블레이드의 슈라우드 측 내경이 블레이드 외경의 60 ~ 70% 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 창문형 에어컨의 터보팬
제1항에 있어서, 상기 각 블레이드는

30 ~ 60˚의 슈라우드 측 경사각과,

55 ~ 65°의 출구각과,

15 ~ 30°의 허브 측 입구각과,

40 ~ 55°의 슈라우드 측 입구각과,

0.3 ~ 0.5 의 최대 캠버위치와,

허브 측 현 길이의 5 ~ 8% 내지는 슈라우드 측 현 길이의 7 ~ 12% 인 최대두께

를 갖는 형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 창문형 에어컨의 터보팬.
제1항에 있어서, 상기 슈라우드의 내경은

블레이드 외경의 70 ~ 80% 인 것을 특징으로 하는 창문형 에어컨의 터보팬.
제1항에 있어서, 상기 허브는

그 직경이 블레이드의 외경보다 작게 이루어지는 것을 특징으로 하는 창문형 에어컨의 터보팬.