KR100565672B1 - 공기조화기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기조화기에 관한 것으로, 송풍팬으로서 나선형 블레이드 구조의 나선형팬을 설치하여 작은 크기로도 고풍량의 공기를 송풍시킬 수 있도록 하고, 정,역방향 회전시 균일한 풍량을 얻을 수 있도록 함으로써 공기조화기의 상하 양방향에서 원하는 온도상태의 공기 토출이 가능하도록 한 것이다.

이를 위한 본 발명은, 공기가 흡입 및 토출되는 복수개의 공기통로가 형성된 캐비닛과; 상기 캐비닛 내에 설치된 열교환기와; 상기 캐비닛 내에 수직하게 설치된 회전축과, 상기 회전축에 고정된 기다란 원통형의 허브와, 상기 허브의 외주면에 허브의 일단에서부터 타단까지 축방향을 따라 나선형의 궤적을 그리면서 형성되고 축방향을 따라 일정한 폭을 갖는 나선형 블레이드로 구성되어, 캐비닛의 수직한 축방향으로 공기를 강제 송풍하도록 된 나선형팬과; 상기 나선형팬의 하부에서 회전축의 하단에 결합되어 회전축을 일방향 또는 양방향으로 회동시키는 구동모터 및; 상기 캐비닛 내에서 상기 나선형팬과 구동모터를 지지하기 위한 적어도 하나의 팬 지지부재를 포함하여 구성된 공기조화기를 제공한다.

공기조화기, 나선형팬, 태극팬, 팬하우징, 팬 지지부재

Description

공기조화기{Air-Conditioner}

도 1은 종래의 일반적인 공기조화기의 구성을 나타낸 요부 단면도

도 2는 본 발명에 따른 공기조화기의 일 실시예의 구성을 나타낸 요부 단면도

도 3은 도 2의 공기조화기의 나선형팬 및 팬하우징의 구조를 나타낸 사시도

도 4는 도 3의 팬하우징의 구조를 나타낸 종단면도

도 5는 도 2의 공기조화기의 상부 지지부재의 구조를 나타낸 사시도

도 6은 도 5의 상부 지지부재의 정면도

도 7은 도 2의 공기조화기의 모터 지지부재의 구조를 나타낸 사시도

도 8은 본 발명에 따른 공기조화기의 다른 실시예의 주요부분을 나타낸 요부 단면도

도 9는 본 발명에 따른 공기조화기의 또 다른 실시예의 구성을 나타낸 요부 단면도

도 10은 본 발명에 따른 공기조화기의 또 다른 실시예의 구성을 나타낸 요부 단면도

도 11은 도 10의 공기조화기의 나선형팬의 사시도

도 12는 도 11의 나선형팬의 요부 단면도

도 13은 도 11의 나선형팬의 평면도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 캐비닛 12 : 구동모터

13 : 나선형팬 15 : 팬하우징

151, 152 : 제 1.2 팬하우징 17 : 상부 지지부재

171 : 베어링부 172a~172d : 지지대

173a, 173b : 제 1,2고정브라켓 18 : 모터 지지부재

181 : 모터 장착부 182 : 모터 고정홈

183 : 진동흡수용 패킹재 184a~184d : 지지대

185a, 185b : 제 1,2고정브라켓

본 발명은 공기조화기에 관한 것으로, 특히 송풍팬의 구조를 개선하여 전체적인 크기를 축소함과 더불어 상하 양방향으로 공기 토출이 가능하도록 한 공기조화기에 관한 것이다.

주지된 바와 같이, 공기조화기는 압축기에서 압축된 냉매가스를 응축기에서 액화시킨 다음, 팽창밸브를 통해 감압한 후 증발기에서 다시 기화시켜 흡수되는 냉매의 기화열을 이용하여 실내를 냉방하거나, 이러한 냉방사이클을 역으로 수행하여 실내를 난방함으로써 인간에게 쾌적한 온도 환경을 제공하는 장치이다.

이러한 공기조화기 중 실내의 바닥상에 거치되어 비교적 큰 공간의 냉방에 사용되는 것이 패키지형 공기조화기로, 첨부된 도면의 도 1을 참조로 종래의 패키지형 공기조화기의 구성 및 작용의 일례를 설명하면 다음과 같다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 패키지형 공기조화기의 실내기는, 하부의 공기흡입구(2)와 상부의 공기토출구(3)를 구비한 캐비닛(1) 내의 상측에 공기를 냉각시키기 위한 열교환기(6)가 설치되고, 그 하측에는 공기흡입구(2)를 통해 외기를 흡입하여 상기 열교환기(6) 쪽으로 송풍시키기 위한 원심형 송풍팬(4)이 장착된 구조로 되어 있다.

따라서, 상기 원심형 송풍팬(4)의 작동에 의해 캐비닛(1) 하부의 공기흡입구(2)를 통해 공기가 유입되고, 이렇게 유입된 공기는 원심형 송풍팬(4)의 상부에 설치된 열교환기(6)를 통과하며 열교환되어 냉각된 후 캐비닛(1) 상부의 공기토출구(3)를 통해 실내로 토출된다.

도면에 나타내지는 않았지만, 상기 패키지형 공기조화기의 실외기에는 냉매를 고온 고압으로 압축시켜 토출하는 압축기와 이 압축기에서 토출된 냉매를 응축시키는 응축기 및 송풍팬이 설치되어 있다.

그런데, 상기와 같은 구조로 이루어진 종래의 패키지형 공기조화기는 공기를 송풍하기 위한 수단으로서 시로코팬 또는 터보팬 등의 원심형 송풍팬을 사용하고 있다. 이러한, 원심형 송풍팬들은 공기의 유입 방향과 토출 방향이 직교하는 유동 특성을 갖는 바, 공기조화기의 설계시 원심형 송풍팬의 부착 위치 및 방향에 제0약 을 많이 받을 뿐만 아니라, 고풍량을 위해서는 송풍팬의 크기가 그만큼 커져야 하기 때문에 공기조화기를 소형화 및 슬림화시키기가 매우 어려운 문제가 있었다.

물론, 축류팬을 사용하면 공기가 축방향으로 유입되어 축방향으로 토출되므로 송풍팬 설치 위치 및 방향의 제약을 거의 받지 않겠지만, 축류팬은 풍압이 적기 때문에 일정 수준 이상의 풍압을 얻으려면 축류팬의 직경이 크게 증가해야 되기 때문에 전체적으로 공기조화기의 크기를 증가시키는 문제가 발생하게 된다. 따라서 통상의 공기조화기의 실내기에는 축류팬이 거의 사용되지 않고 있다.

또한, 종래의 패키지형 공기조화기에 적용되는 원심형 송풍팬은 정회전과 역회전시에 일정하게 바람을 토출하는 것이 불가능하기 때문에 냉난방 공기의 토출이 항상 상측에서만 이루어지게 되고, 이러한 냉난방에 따른 공기 토출 방향의 변경 불가능은 공기조화기의 기능에 제약을 가져오고 사용자의 불만족을 일으킬 수 있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 공기조화기에 적용되는 송풍팬의 구조를 개선하여 작은 크기로도 고풍량의 공기를 축방향으로 송풍시킬 수 있도록 하여 전체 공기조화기의 크기를 축소시킬 수 있도록 함에 주 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 송풍팬이 정방향 및 역방향 회전시 일정한 풍량을 갖도록 함으로써 공기조화기의 상하 양방향에서 원하는 온도상태의 공기 토출이 가능하도록 하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 공기가 흡입 및 토출되는 복수개의 공기통로가 형성된 캐비닛과; 상기 캐비닛 내에 설치된 열교환기와; 상기 캐비닛 내에 수직하게 설치된 회전축과, 상기 회전축에 고정된 기다란 원통형의 허브와, 상기 허브의 외주면에 축방향을 따라 나선형의 궤적을 그리면서 형성된 나선형 블레이드로 구성되어, 캐비닛의 수직한 축방향으로 공기를 강제 송풍하도록 된 나선형팬과; 상기 나선형팬의 하부에서 회전축의 하단에 결합되어 회전축을 일방향 또는 양방향으로 회동시키는 구동모터 및; 상기 캐비닛 내에서 상기 구동모터를 지지하는 모터 지지부재를 포함하여 구성된 공기조화기를 제공한다.

본 발명의 다른 한 실시형태에 따르면, 공기가 흡입 및 토출되는 복수개의 공기통로가 형성된 캐비닛과; 상기 캐비닛 내에 설치된 열교환기와; 상기 캐비닛 내에 수직하게 설치된 회전축과; 상기 회전축에 상하로 일정 간격 이격되어 고정된 복수개의 축류팬과; 상기 축류팬의 외측부를 감싸도록 설치되는 팬하우징과; 상기 회전축의 하단에 결합되어 회전축을 일방향 또는 양방향으로 회동시키는 구동모터 및; 상기 캐비닛 내에서 상기 구동모터를 지지하는 모터 지지부재를 포함하여 구성된 공기조화기가 제공된다.

본 발명의 또 다른 한 실시형태에 따르면, 공기가 흡입 및 토출되는 복수개의 공기통로가 형성된 캐비닛과; 상기 캐비닛 내에 설치된 열교환기와; 상기 캐비닛 내에 수직하게 설치된 회전축과, 상기 회전축에 고정된 기다란 원통형의 허브와, 상기 허브의 외주면에 축방향을 따라 나선형의 궤적을 그리면서 형성되고 상부 및 하부가 상기 허브의 상단부 및 하단부보다 일정 길이 더 길게 형성된 나선형 블 레이드와, 상기 허브의 내측에 형성되어 상기 회전축의 상단부와 고정되게 결합되는 연결부재로 구성되어, 캐비닛의 수직한 축방향으로 공기를 강제 송풍하도록 된 나선형팬과; 상기 나선형팬의 외측부를 감싸도록 설치되는 팬하우징과; 상기 나선형팬의 하부에서 회전축의 하단에 결합되어 회전축을 일방향 또는 양방향으로 회동시키는 구동모터 및; 상기 캐비닛 내에서 상기 구동모터를 지지하는 모터 지지부재를 포함하여 구성된 공기조화기가 제공된다.

이하, 본 발명에 따른 공기조화기의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

먼저, 도 2는 본 발명에 따른 공기조화기의 일 실시예의 구성을 나타낸 것으로, 캐비닛(10)의 상부 및 하부 각각에 복수개의 공기통로(101, 102)가 형성되고, 캐비닛(10) 내부의 하부에는 열교환기(11)가 대략 'V'자 형태를 이루도록 배치되어 있다. 여기서, 상기 캐비닛(10)의 하부의 공기통로(101)는 상기 'V'자형 열교환기(11)의 각 부분을 통해 공기가 유동할 수 있도록 캐비닛(10)의 전,후방면에 양측으로 형성된다.

그리고, 상기 캐비닛(10) 내에는 상기 각 공기통로(101, 102)중 어느 한 부분을 통해서 외부 공기를 강제 유입하고 이 유입된 공기를 수직한 축방향으로 유동시켜 다른쪽 공기통로(102, 101)로 송풍시키는 나선형팬(13) 및 구동모터(12)가 설치되어 있다.

상기 구동모터(12)는 모터 지지부재(18)에 의해 캐비닛(10) 내에 고정되며, 상기 나선형팬(13)의 상단부는 상부 지지부재(17)에 의해 캐비닛(10) 내에서 회전가능하게 지지된다.

도 3 과 도 4에 도시된 것과 같이, 상기 나선형팬(13)은 일명 태극팬이라고도 하는데, 구동모터(12)와 결합하여 회전하는 수직한 회전축(131)과, 이 회전축(131)에 고정되게 결합된 기다란 원통형의 허브(132)와, 상기 허브(132)의 외주면에 허브(132)의 일단에서 타단까지 축방향을 따라 나선형으로 비틀리면서, 즉 나선형의 궤적을 그리면서 형성된 2개의 블레이드(133)로 이루어지며, 이들 각 블레이드(133)들은 허브(132)의 상단에서 하단까지 일정한 폭을 갖는다. 여기서, 상기 블레이드(133)는 2개가 상호 대향되는 위치, 즉 180°이격된 위치에 형성되어 있으나, 이와는 다르게 2개 이상의 블레이드를 일정한 간격으로 형성할 수도 있다.

또한, 상기 나선형팬(13)의 각 블레이드(133)들은 일단에서 타단까지 비틀린 각도에 제한이 없으나, 상기 나선형팬(13)은 허브(132)의 축방향으로 180°또는 그 이하로 형성되어 상호 중첩되는 영역이 없도록 하는 것이 가공성이 양호하다.

상기와 같이 구성된 나선형팬(13)은 블레이드(133)가 수직한 축방향을 따라서 나선형으로 비틀리게 형성되어 있으므로, 나선형팬(13)의 허브(132) 및 블레이드(133)가 회전시 공기는 나선형팬(13)의 블레이드(133) 면을 따라 축방향으로 통과하게 된다. 그리고, 상기 나선형팬(13)이 역방향으로 회전시에는 공기가 반대방향으로 나선형팬(13)을 통과하게 되며, 이 때 생성되는 풍량 및 풍압은 외부적인 조건이 같다면 거의 동일하게 형성된다.

한편, 상기 나선형팬(13)의 바로 외측에는 상단 및 하단부가 개방된 원통형 의 팬하우징(15)이 나선형팬(13)의 외측을 감싸는 형태로 설치되는 바, 이 팬하우징(15)은 나선형팬(13)의 회전에 의해 공기가 송풍될 때 정압을 증가시키고 많은 양의 바람을 일정하게 송풍시키는 통로로서의 역할을 한다.

상기 팬하우징(15)은 일체형으로 형성될 수 있으나, 도면에 도시된 것과 같이, 회전축(11)을 중심으로 대칭적으로 설치되는 제 1팬하우징(151) 및 제 2팬하우징(152)의 2부분으로 분할되게 형성될 수 있다. 여기서, 제 1,2팬하우징(151, 152)은 각 모서리부분이 캐비닛(10)의 내벽면에 연접하도록 설치되는 것이 바람직하다.

상기 1,2팬하우징(151, 152)은 중간부분이 대략 직선형으로 형성되고, 공기가 유입 및 토출되는 하단부 및 상단부가 외측으로 점차 확장된 확장부를 이루도록 형성된다. 상기 각 확장부는 소정의 곡률로 만곡된 형태를 갖도록 된 것이 바람직한데, 여기서 상기 제 1,2팬하우징(151, 152)은 입구부 곡률반경이 출구부 곡률반경보다 더 큰 것이 좋다.

한편, 도 5와 도 6은 상기 상부 지지부재(17)의 구조를 나타낸 도면으로, 상부 지지부재(17)는 상기 나선형팬(13)의 회전축(131) 상단부가 회전 가능하게 지지되는 베어링부(171)와, 상기 베어링부(171)의 양측에서 외측방향으로 연장되게 형성된 바아형태의 4개의 지지대(172a~172d)와, 상기 지지대(172a~172d)들중 일측의 2개의 지지대(172a, 172b)의 외측 단부를 연결하도록 형성되어 상기 캐비닛(10)의 내벽면에 고정되는 제 1고정브라켓(173a)과, 상기 제 1고정브라켓(173a)의 반대편에서 나머지 2개의 지지대(172c, 172d)의 외측 단부를 연결하도록 형성되어 상기 캐비닛(10)의 내벽면에 고정되는 제 2고정브라켓(173b)으로 이루어진다. 상기 베어 링부(171)와 2개의 지지대(172a,172b; 172c,172d) 및 이들 지지대를 연결하는 고정브라켓(173a; 173b)은 위에서 보았을 때 삼각형을 이룬다.

상기 베어링부(171)는 나선형팬(13)의 회전을 원활히 하기 위하여 내부에 베어링(미도시)이 설치되거나 윤활성이 좋은 자기윤활성 재료로 만들어질 수 있다.

상기 제 1,2고정브라켓(173a, 173b)은 나사 또는 볼트 등의 체결수단을 이용하여 캐비닛(10) 내벽면에 고정될 수 있다.

또한, 상기 상부 지지부재(17)의 각 지지대(172a~172d)들은 베어링부(171)에서 외측으로 상향 경사지게 형성되는 것이 바람직한데, 이는 나선형팬(13)을 통해 공기가 토출될 때 소음을 줄이기 위함이다.

즉, 나선형팬(13)을 통과한 공기가 상부 지지부재(17)의 지지대(172a~172d)를 지날때 와류(vortex)가 생성되는데, 이러한 와류는 일정 주파수를 생성하게 된다. 만약, 상기 지지대(172a~172d)가 동일한 높이로 형성된다면 지지대(172a~172d)의 모든 지점에서 와류에 의해 동일한 주파수가 생성되어 소음이 증폭될 수 있다.

그러나, 전술한 바와 같이 지지대(172a~172d)가 경사지게 설치되면, 지지대(172a~172d)의 각 부분에서 와류 생성에 의한 주파수가 달라지기 때문에 소음을 저감시킬 수 있게 된다.

한편, 도 7은 상기 모터 지지부재(18)의 구조를 나타낸 도면으로, 모터 지지부재(18)는 중앙에 상기 구동모터(12)의 하단부가 삽입 결합되도록 오목한 모터 고정홈(182)이 형성된 모터 장착부(181)를 구비하며, 상기 상부 지지부재(17)와 유사하게 상기 모터 장착부(181)의 양측으로 연장된 4개의 지지대(184a~184d)와 이들 각 지지대(184a~184d)의 외측 단부를 연결하는 2개의 제 1,2고정브라켓(185a, 185b)을 구비한다.

상기 모터 지지부재(18) 또한 모터 장착부(181)와 2개의 지지대(184a,184b; 184c,184d) 및 고정브라켓(185a; 185b)이 위에서 보았을 때 삼각형을 이룬다.

상기 구동모터(12)의 구동시 발생하는 진동을 줄이기 위하여, 상기 모터 고정홈(182)의 내주부에는 구동모터(12)의 하단부가 끼워지게 되는 유연한 고무 또는 합성수지 재질의 진동흡수용 패킹재(183)가 설치되는 것이 바람직하다.

상기 지지대(184a~184d)는 나선형팬(13)으로 유입되는 공기의 저항을 줄이기 위하여 원형 단면을 갖는 것이 바람직하다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기는 다음과 같이 작동한다.

사용자가 공기조화기의 작동을 개시하면, 통상의 압축기 및 응축기 등으로 구성으로 된 외부의 실외기(미도시)로부터 상기 양측 열교환기(11)에 냉매가 공급되고, 구동모터(12)의 작동에 의해 나선형팬(13)이 회전하기 시작한다.

상기 나선형팬(13)이 회전함에 따라 캐비닛(10) 하측의 공기통로(101)를 통해 공기가 유입되고, 이렇게 유입된 공기는 열교환기(11)를 지나면서 냉각된 후 나선형팬(13)의 하부에서 상부로 축방향으로 유동한다.

이 때, 팬하우징(15)은 상,하부가 확장된 구조로 되어 있으므로 나선형팬(13)으로의 공기 유입 및 토출이 원활하게 이루어지게 된다. 또한, 상기 팬하우징(15)은 가운데가 오목한 오리피스(orifice) 구조를 하고 있으므로 나선형 팬(13)의 입,출구쪽 압력차가 발생하게 되고, 이 압력차에 의해 유량이 증대되는 효과를 얻을 수 있다.

상기 나선형팬(13)을 통과한 공기는 캐비닛(10) 상측의 공기통로(102)를 통해 실내로 토출되어 실내를 원하는 온도로 냉방시킨다.

한편, 본 발명의 공기조화기는 상기 나선형팬(13)을 역방향으로 회전시켜도 정방향 회전시와 거의 동일한 풍량을 얻을 수 있는 구조로 되어 있는 바, 나선형팬(13)을 역방향으로 회전시키면 캐비닛(10) 상부의 공기통로(102)를 통해 실내 공기가 유입되고, 이렇게 유입된 공기는 나선형팬(13)의 상부에서 하부로 축방향으로 통과한 후 열교환기(11)를 지나 캐비닛(10) 하부의 공기통로(101)를 통해 실내로 토출된다.

상기와 같은 공기조화기로 난방을 수행하고자 할 경우에는 캐비닛 내에 히터를 설치하여, 상기 히터에 의해 가열된 공기를 실내로 토출하도록 할 수 있을 것이다.

한편, 도 8은 본 발명에 따른 공기조화기의 다른 실시예를 나타낸 도면으로, 이 실시예의 공기조화기에서와 같이 구동모터(12)의 상부가 나선형팬(23)의 허브(232)의 내측 하단부로 일정 정도 인입된 형태로 설치될 수도 있다. 미설명부호 233은 허브(232)의 외주면에 축방향을 따라 나선형으로 형성된 블레이드이다.

이와 같은 공기조화기는 상기 구동모터(12)가 나선형팬(23)의 하부 내측에 위치되기 때문에 나선형팬(23)의 무게중심과 나선형팬(23)과 구동모터(12)의 결합부 간의 거리를 줄일 수 있게 되고, 따라서 나선형팬(23)의 회전시 진동을 줄일 수 있으며, 공기조화기 전체의 크기를 줄일 수 있는 이점이 있다.

또한, 전술한 공기조화기의 실시예들에서 상기 캐비닛(10)들은 통상의 공기조화기처럼 직방체 형태로 형성될 수 있으나, 나선형팬(13, 23)들의 형태를 고려하여 캐비닛을 원통형으로 구성할 수도 있다. 이 경우, 캐비닛 전체의 크기를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 디자인 측면에서도 기존의 공기조화기들에 비해 심미적인 특성을 향상시킬 수 있다.

그리고, 전술한 실시예의 공기조화기들의 나선형팬은 단일하게 구성되어 있으나, 이와는 다르게 나선형팬이 상하로 복수개로 분할되어 다단으로 구성될 수도 있을 것이다.

도 9는 본 발명에 따른 공기조화기의 또 다른 실시예를 나타낸 것으로, 이 실시예에서는 공기를 송풍하기 위한 송풍팬으로 전술한 것과 같은 형태의 나선형팬을 사용하지 않고, 하단이 구동모터(12)에 연결된 회전축(331)에 상하로 2개의 축류팬(333, 334)을 고정시켜 송풍팬(33)을 다단으로 구성하고, 상기 축류팬(333, 334)의 외측에 팬하우징(15)을 설치한 구성으로 이루어진다.

상기 회전축(331)의 상단은 전술한 실시예의 상부 지지부재(17)와 유사한 구조를 한 상부 지지부재(17)에 회전가능하게 결합되어 있다.

이와 같은 공기조화기의 형태에 따르면, 구동모터(12)의 작동에 의해 회전축(331)이 회전하게 되면, 회전축(331)에 결합되어 있는 2개의 축류팬(333, 334)이 동시에 회전하게 되고, 캐비닛(10) 하단에 형성된 공기통로(101)를 통해 공기가 유입된다.

유입된 공기는 열교환기(11)를 거쳐 냉각된 다음, 2개의 축류팬(333, 334)을 통해 상측으로 송풍되고, 이어서 캐비닛(10) 상단의 공기통로(102)를 통해 외부로 토출된다.

이와 같이, 상기 공기조화기는 축류팬(333, 334)이 팬하우징(15) 내측에서 다단으로 구성되어 송풍팬(33)을 구성하고 있으므로, 전술한 나선형팬(13, 23)을 적용한 공기조화기와 마찬가지로 공기를 축방향으로 송풍시키면서 정압을 증가시킬 수 있는 이점을 갖는다.

상기와 같은 실시예의 공기조화기의 캐비닛(10) 또한 직방체 또는 원통형 등 다양한 형태로 이루어질 수 있다.

도 10 내지 도 13은 본 발명에 따른 공기조화기의 또 다른 실시예를 나타낸 것이다.

이 실시예의 공기조화기는 도 8에 도시된 공기조화기와 유사하게 구동모터(12)의 상부가 나선형팬(43)의 하부측으로 인입된 구조이며, 나선형팬(43)은 상부 지지부재없이 구동모터(12)와 축결합된 회전축(431)에 의해서만 회전가능한 상태로 지지된다.

상기 구동모터(12)는 캐비닛(10)에 고정되는 모터 지지부재(18)에 의해 지지된다. 상기 모터 지지부재(18)는 도 7에 도시된 모터 지지부재의 구성과 동일하게 구성할 수 있으므로 그 구조 및 작용 대한 상세한 설명은 생략한다.

그리고, 상기 나선형팬(43)은 도 11과 도 12에 상세히 도시된 것과 같이, 중공의 원통형 허브(432)의 외주면에 나선형 궤적을 그리면서 2개의 블레이드(433)가 형성되되, 상기 블레이드(433)는 그 수직 길이가 허브(432)의 수직 길이보다 상하로 일정 길이 길게 형성되며, 상기 블레이드(433)의 하단부는 상기 허브(92)의 하단부와 접하고 있는 내측부에서부터 하단부의 외측 팁(tip)까지 절개된 형태를 갖는다. 따라서, 상기 블레이드(433)의 하단부는 대체로 뾰족한 삼각형 형태를 갖게 된다.

그리고, 상기 각 블레이드(433)는 상부는 대략 'S'자형 또는 태극 무늬 형태의 단면을 가지며, 하측으로 가면서 점차적으로 팁 부분이 펴지면서 하부는 단순한 원호 형태의 단면을 갖는다.

또한, 상기 허브(432)의 중간 부분에는 회전축(431)의 끝단부가 고정되는 연결판(434)이 수평하게 형성된다. 상기 연결판(434)은 강도 보강을 위해 중앙부는 대체로 편평하게 형성되고 외측부는 상측으로 만곡된 곡면을 이루도록 된 것이 바람직하다.

그리고, 상기 연결판(434)의 상부면과 하부면에는 방사상으로 연장된 복수개의 보강리브(435)가 일체로 형성되어, 연결판(434)의 강도를 더욱 증대시키는 역할을 한다. 상기 보강리브(435)는 연결판(434)의 상부면과 하부면에 대칭적으로 형성되는 것이 바람직하며, 내측에서 외측으로 갈수록 그 높이가 증대되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 나선형팬(43)의 연결판(434)의 중앙에는 상기 회전축(431)의 끝단부가 고정되게 결합되는 금속 부싱(436)이 고정되게 설치된다. 상기 금속 부싱(436)은 회전축(431)이 고속으로 회전할 때 회전축(431)과 결합된 부분의 마모 되는 것을 방지하며, 회전축(431)이 연결판(434)에 안정적으로 결합되도록 하는 역할을 한다.

상기 금속 부싱(436)은 인서트사출에 의해 상기 연결판(434)에 일체형으로 고정될 수 있다. 물론, 이와 다르게 금속 부싱(436)을 연결판(434) 중앙부에 삽입한 다음, 금속 부싱(436)의 외측에서 별도의 브라켓 등을 사용하여 고정하거나, 강제 압입하는 방식으로 고정시킬 수도 있을 것이다.

상기와 같이 구성된 나선형팬은 실질적으로 유체에 에너지를 공급하지 못하면서 난류 소음을 발생시키게 되는 블레이드(433)의 하단부 내측이 절개되어 빈 공간을 형성하게 되므로 팬 회전시 소음을 더욱 줄일 수 있는 이점이 있다.

이상에서와 같이 본 발명에 따르면, 공기를 송풍시키는 나선형팬이 축방향으로 공기를 송풍시키는 유동 특성을 생성하므로 송풍팬의 설치 위치의 제약이 거의 없고, 작은 크기로도 큰 풍량을 얻을 수 있으므로 공기조화기의 전체적인 크기를 줄여 소형화 및 슬림화를 구현할 수 있으며, 캐비닛을 직방체 또는 원통형 등으로 구성하는 등 다양한 형태의 공기조화기의 제작이 가능하며, 제작이 용이하여 제조원가를 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한, 나선형팬의 정,역방향 회전시 균일한 풍량을 얻을 수 있으므로 공기조화기의 상하 양방향으로 균일한 공기 토출이 가능하다.

그리고, 본 발명의 공기조화기는 캐비닛 내에서 나선형팬을 지지하여 주는 지지부재를 경사지게 설치할 경우, 송풍 공기에 의한 소음을 줄일 수 있는 효과도 얻을 수 있다.

이외에도 축류팬을 다단으로 구성하여 송풍팬을 구성할 경우에도 공기를 축방향으로 송풍시키면서 정압을 증가시킬 수 있어, 전체 공기조화기 시스템의 크기를 줄이고 성능을 향상시킬 수 있다.

Claims (36)

1. 공기가 흡입 및 토출되는 복수개의 공기통로가 형성된 캐비닛과;

   상기 캐비닛 내에 설치된 열교환기와;

   상기 캐비닛 내에 수직하게 설치된 회전축과, 상기 회전축에 고정된 기다란 원통형의 허브와, 상기 허브의 외주면에 축방향을 따라 나선형의 궤적을 그리면서 형성된 나선형 블레이드로 구성되어, 캐비닛의 수직한 축방향으로 공기를 강제 송풍하도록 된 나선형팬과;

   상기 나선형팬의 하부에서 회전축의 하단에 결합되어 회전축을 일방향 또는 양방향으로 회동시키는 구동모터 및;

   상기 캐비닛 내에서 상기 구동모터를 지지하는 모터 지지부재를 포함하여 구성된 공기조화기.
2. 제 1항에 있어서, 상기 나선형팬의 상측에 설치되어 나선형팬의 회전축의 상단부를 회전가능하게 지지하는 상부 지지부재를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 공기조화기.
3. 제 2항에 있어서, 상기 상부 지지부재는 회전축의 상단부가 회전가능하게 결합되는 베어링부와, 상기 베어링부에서 외측으로 연장되게 형성된 복수개의 지지대와, 상기 지지대의 외측 단부에 고정되게 형성되어 상기 캐비닛의 내벽면에 고정되 는 고정부로 구성된 것을 특징으로 하는 공기조화기.
4. 제 3항에 있어서, 상기 지지대는 베어링부에서 외측방향으로 상향 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 공기조화기.
5. 제 3항에 있어서, 상기 고정부는 상기 복수개의 지지대 중 일편의 지지대들의 각 외측 단부를 연결하도록 형성된 바아형태의 제 1고정브라켓과, 상기 제 1고정브라켓의 반대편에서 다른 지지대들의 외측 끝단부를 연결하도록 형성된 바아형태의 제 2고정브라켓으로 이루어진 것을 특징으로 하는 공기조화기.
6. 제 1항에 있어서, 상기 모터 지지부재는 구동모터의 하단부가 고정되는 모터 장착부와, 상기 모터 장착부에서 외측으로 연장되게 형성된 복수개의 지지대와, 상기 지지대의 외측 끝단에 고정되게 형성되어 상기 캐비닛의 내벽면에 고정되는 고정부로 구성된 것을 특징으로 하는 공기조화기.
7. 제 6항에 있어서, 상기 모터 장착부에는 상기 구동모터의 하단부가 삽입되어 결합되도록 오목한 모터 고정홈이 형성된 것을 특징으로 하는 공기조화기.
8. 제 7항에 있어서, 상기 모터 고정홈의 내주부에 상기 구동모터의 하단부 외주면이 끼워져 결합되는 유연한 재질의 진동흡수용 패킹재가 설치된 것을 특징으로 하는 공기조화기.
9. 제 6항에 있어서, 상기 고정부는 상기 복수개의 지지대 중 일편의 지지대들의 각 외측 단부를 연결하도록 형성된 바아형태의 제 1고정브라켓과, 상기 제 1고정브라켓의 반대편에서 다른 지지대들의 외측 끝단부를 연결하도록 형성된 바아형태의 제 2고정브라켓으로 이루어진 것을 특징으로 하는 공기조화기.
10. 제 6항에 있어서, 상기 지지대는 원형 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
11. 제 1항에 있어서, 상기 나선형팬의 외측부를 감싸도록 설치되는 원통형의 팬하우징을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 공기조화기.
12. 제 11항에 있어서, 상기 팬하우징은 중간부분에서 하단부 및 상단부로 갈수록 직경이 더 커지는 확장부가 형성된 것을 특징으로 하는 공기조화기.
13. 제 12항에 있어서, 상기 팬하우징의 확장부는 소정의 곡률로 만곡된 형태인 것을 특징으로 하는 공기조화기.
14. 제 12항 또는 제 13항에 있어서, 상기 팬하우징은 상기 확장부 사이의 중간 부분이 직선형으로 된 것을 특징으로 하는 공기조화기.
15. 제 11항 또는 제 12항에 있어서, 상기 팬하우징은 나선형팬을 중심으로 제 1팬하우징과 제 2팬하우징의 2부분으로 대칭적으로 분할되게 형성된 것을 특징으로 하는 공기조화기.
16. 제 15항에 있어서, 상기 제 1,2팬하우징의 각 모서리부분은 캐비닛의 각 내벽면에 접하도록 설치된 것을 특징으로 하는 공기조화기.
17. 제 1항에 있어서, 상기 구동모터는 상부가 상기 나선형팬의 허브의 내측으로 인입되도록 설치된 것을 특징으로 하는 공기조화기.
18. 제 1항에 있어서, 상기 나선형팬은 상하로 복수개로 분할되어 다단으로 형성된 것을 특징으로 하는 공기조화기.
19. 제 1항에 있어서, 상기 캐비닛은 원통형으로 형성된 것을 특징으로 하는 공기조화기.
20. 제 1항에 있어서, 상기 열교환기는 캐비닛의 하부에 V형태를 이루며 설치된 것을 특징으로 하는 공기조화기.
21. 제 1항에 있어서, 상기 나선형팬의 블레이드는 상부와 하부가 허브의 상단부 및 하단부보다 일정 길이만큼 더 길게 형성된 것을 특징으로 하는 공기조화기.
22. 제 21항에 있어서, 상기 블레이드는 상기 허브의 하단부와 연접하는 내측부에서부터 하단부의 외측 팁(tip)까지 절개된 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
23. 제 21항 또는 제 22항에 있어서, 상기 허브의 내측에 형성되어 회전축의 상단부가 고정되게 결합되는 연결판을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 공기조화기.
24. 제 23항에 있어서, 상기 연결판에 방사상으로 수직하게 연장된 복수개의 보강리브를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 공기조화기.
25. 제 24항에 있어서, 상기 보강리브는 연결판의 상면 및 하면에 대칭적으로 형성된 것을 특징으로 하는 공기조화기.
26. 제 23항에 있어서, 상기 연결판의 중앙에 고정되게 설치되어 상기 회전축의 끝단부와 고정되게 결합되는 금속 재질의 부싱을 더 포함하여 구성된 것을 특징으 로 하는 공기조화기.
27. 제 21항 또는 제 22항에 있어서, 상기 블레이드는 'S'자형 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
28. 제 27항에 있어서, 상기 블레이드는 상부에서 하부로 갈수록 팁 부분이 펴지면서 원호 형태의 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
29. 공기가 흡입 및 토출되는 복수개의 공기통로가 형성된 캐비닛과;

    상기 캐비닛 내에 설치된 열교환기와;

    상기 캐비닛 내에 수직하게 설치된 회전축과;

    상기 회전축에 상하로 일정 간격 이격되어 고정된 복수개의 축류팬과;

    상기 축류팬의 외측부를 감싸도록 설치되는 팬하우징과;

    상기 회전축의 하단에 결합되어 회전축을 일방향 또는 양방향으로 회동시키는 구동모터 및;

    상기 캐비닛 내에서 상기 구동모터를 지지하는 모터 지지부재를 포함하여 구성된 공기조화기.
30. 제 1항에 있어서, 상기 회전축의 상단부를 회전가능하게 지지하는 상부 지지부재를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 공기조화기.
31. 제 30항에 있어서, 상기 상부 지지부재는 회전축의 상단부가 회전가능하게 결합되는 베어링부와, 상기 베어링부에서 외측으로 연장되게 형성된 복수개의 지지대와, 상기 지지대의 외측 단부에 고정되게 형성되어 상기 캐비닛의 내벽면에 고정되는 고정부로 구성된 것을 특징으로 하는 공기조화기.
32. 제 31항에 있어서, 상기 지지대는 베어링부에서 외측방향으로 상향 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 공기조화기.
33. 삭제
34. 제 29항에 있어서, 상기 모터 지지부재는 구동모터의 하단부가 고정되는 모터 장착부와, 상기 모터 장착부에서 외측으로 연장되게 형성된 복수개의 지지대와, 상기 지지대의 외측 끝단에 고정되게 형성되어 상기 캐비닛의 내벽면에 고정되는 고정부로 구성된 것을 특징으로 하는 공기조화기.
35. 공기가 흡입 및 토출되는 복수개의 공기통로가 형성된 캐비닛과;

    상기 캐비닛 내에 설치된 열교환기와;

    상기 캐비닛 내에 수직하게 설치된 회전축과, 상기 회전축에 고정된 기다란 원통형의 허브와, 상기 허브의 외주면에 축방향을 따라 나선형의 궤적을 그리면서 형성되고 상부 및 하부가 상기 허브의 상단부 및 하단부보다 일정 길이 더 길게 형성된 나선형 블레이드와, 상기 허브의 내측에 형성되어 상기 회전축의 상단부와 고정되게 결합되는 연결부재로 구성되어, 캐비닛의 수직한 축방향으로 공기를 강제 송풍하도록 된 나선형팬과;

    상기 나선형팬의 외측부를 감싸도록 설치되는 팬하우징과;

    상기 나선형팬의 하부에서 회전축의 하단에 결합되어 회전축을 일방향 또는 양방향으로 회동시키는 구동모터 및;

    상기 캐비닛 내에서 상기 구동모터를 지지하는 모터 지지부재를 포함하여 구성된 공기조화기.
36. 제 35항에 있어서, 상기 나선형팬의 연결부재는 허브의 내측에 수평하게 설치되는 연결판과, 상기 연결판의 중앙부에 고정되어 상기 회전축의 상단부가 삽입되면서 결합되는 금속 부싱을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 공기조화기.

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