KR100710369B1 - 공기조화기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기조화기에 관한 것으로, 고풍량 및 고풍압의 공기유동 특성을 내면서도 시스템의 전체적인 크기를 축소하는 한편, 운전시의 소음을 줄일 수 있도록 한 새로운 구조의 공기조화기를 제공하기 위한 것이다.

이를 위해 본 발명은, 공기가 흡입 및 토출되는 복수개의 공기통로가 형성된 캐비닛과; 상기 캐비닛 내에 설치된 열교환기와; 원통형의 허브와, 상기 허브의 외주면에 허브의 일단에서부터 타단까지 축방향을 따라 나선형으로 비틀어지면서 형성되는 복수개의 나선형 블레이드로 구성되어, 캐비닛의 수직한 축방향으로 공기를 강제 송풍하도록 된 나선형팬과; 상기 나선형팬의 하부에 설치되어 상기 나선형팬을 일방향으로 회동시키는 구동모터와; 상기 캐비닛 내에서 구동모터를 지지하도록 설치되는 모터마운트와; 상기 나선형팬 상부측에 설치되어 나선형팬으로부터 토출된 공기 흐름을 바깥쪽으로 안내하는 박스형상의 에어가이드와; 상기 에어가이드 하면 중심부에 설치되어, 상기 나선형팬과 에어가이드 사이의 공간에서의 팬 중심부로의 역류를 방지하는 역류방지 가이드;를 포함하여서 됨을 됨을 특징으로 하는 공기조화기를 제공한다.

공기조화기, 나선형팬, 오리피스, 블레이드, 에어가이드, 콘

Description

공기조화기{Air-Conditioner}

도 1은 종래의 일반적인 공기조화기 구성을 나타낸 요부 단면도

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

도 3은 도 2의 공기조화기에 적용되는 송풍팬의 제1실시예를 나타낸 사시도

도 4는 도 3의 송풍팬의 모터와의 결합상태를 나타낸 요부 단면도

도 5는 도 3의 송풍팬 평면도

도 6은 오리피스를 나타낸 사시도

도 7a 및 도 7b는 도 6의 오리피스 정면도 및 측면도

도 8은 오리피스에 적용된 레조네이터 형상을 설명하는 참고 사시도

도 9는 레조네이터 적용에 따른 효과를 보여주는 참고 그래프

도 10은 레조네이터 내부에 흡음재를 적용한 경우의 효과를 설명하기 위한 참고 그래프

도 11은 나선형팬으로부터 토출된 기류의 중심부로의 역류(backflow) 방지 및 소음 저감을 위한 구성을 보여주는 참고 사시도

도 12는 본 발명의 에어가이드에 의해 수행되는 머플러 효과의 원리를 설명하기 위한 참고도

도 13은 도 11의 다른 실시예에 따른 토출헤드 및 에어가이드 구조를 보여주는 사시도

도 14는 도 2의 공기조화기에 적용되는 모터마운트의 구조를 나타낸 사시도

도 15은 도 14의 진동절연부재 분해사시도

도 16은 도 14의 진동절연부재 적용에 따른 효과를 보여주는 참고 그래프

도 17a 및 도 17b는 토출헤드의 아웃렛 그릴 구조를 구조를 보여주기 위한 것으로서,

도 17a는 토출헤드 상승 전의 상태를 나타낸 사시도

도 17b는 토출헤드 상승 후의 노출 상태를 나타낸 사시도

도 18은 탑그릴 적용시의 효과를 보여주는 참고 그래프

도 19는 도 2의 공기조화기에 적용되는 송풍팬의 제2실시예를 나타낸 사시도

도 20은 도 2의 공기조화기에 적용되는 송풍팬의 제3실시예를 나타낸 사시도로서, 가운데가 잘록한 장구형 허브가 적용된 송풍팬을 나타낸 도면

도 21은 도 2의 공기조화기에 적용되는 송풍팬의 제4실시예를 나타낸 사시도로서, 원뿔대형 허브가 적용된 송풍팬을 나타낸 도면

도 22는 도 2의 공기조화기에 적용되는 송풍팬의 제5실시예를 나타낸 사시도

도 23은 도 22의 평면도

도 24는 도 22의 정면도

도 25는 도 22의 측면도

도 26은 도 2의 공기조화기에 적용되는 송풍팬의 제6실시예를 나타낸 사시도

도 27은 도 26의 평면도

도 28는 도 26의 정면도

도 29는 도 26의 측면도

도 30은 도 2의 공기조화기에 적용되는 송풍팬의 제7실시예를 나타낸 사시도

도 31은 도 30의 평면도

도 32는 도 30의 정면도

도 33은 도 30의 측면도

도 34는 도 30의 분해사시도

도 35는 도 2의 공기조화기에 적용되는 송풍팬의 제8실시예를 나타낸 사시도로서, 팬외곽에 원통형 하우징이 부착된 송풍팬을 나타낸 도면

도 36은 도 35의 정면도

도 37은 도 2의 공기조화기에 적용되는 송풍팬의 제9실시예를 나타낸 사시도

도 38은 도 2의 공기조화기에 적용되는 송풍팬의 제10실시예를 나타낸 사시도

도 39는 도 2의 공기조화기에 적용되는 송풍팬의 제11실시예를 나타낸 사시도

도 40은 도 2의 공기조화기에 적용되는 송풍팬의 제12실시예를 나타낸 사시도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 캐비닛 12 : 구동모터

13 : 나선형팬 136 : 리브

137 : 융기부 138 : 엠보싱

15 : 오리피스 151 : 레조네이터

18 : 모터 마운트 181 : 모터 서포터 장착부

182 : 모터 고정홈 183 : 제진러버

184a~184d : 지지대 185 : 아웃프레임

19 : 에어가이드 190 : 콘형 가이드

20 : 토출헤드 21 : 모터 서포터

22 : 진동절연부재 221 : 금속와셔

221a : 축관통공 222 : 러버

222b : 금속와셔 수용홈 222a : 축관통공

본 발명은 공기조화기에 관한 것으로, 특히 고풍량 및 고풍압의 공기유동 특성을 내면서도 공기조화기의 전체적인 사이즈를 축소하는 한편, 운전시의 소음을 줄일 수 있도록 한 새로운 구조의 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 바닥에 설치되어 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 설치 위치 및 방향에 제약을 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 사용되지 않고 있다.

한편, 이러한 문제를 해결하기 위한 것으로 일본 특개평8-216229호(1996.8.27 공개)에 기다란 원통형의 허브를 따라 복수개의 블레이드를 나선형 또는 스크류 형태로 형성하여 송풍 방향이 축방향이면서 풍압 및 풍량을 증대시킬 수 있는 공기조화기용 팬 및 이의 제조방법이 개시되어 있다.

그러나, 상기 공기조화기용 팬은 각각의 블레이드들이 상호 중첩되면서 연속적으로 형성되므로 일반적인 사출성형방식으로는 제작이 난해하여 특수한 압출성형방식으로 제작할 수밖에 없고, 따라서 대량 생산에 불리한 결점이 있으며, 이에 기인하여 공기조화기의 제조 비용 또한 증가하게 되는 등 많은 문제점을 야기하게 된다.

이와 같이, 종래의 패키지형 공기조화기는 공기를 송풍하기 위한 수단으로서 시로코팬 또는 터보팬 등의 원심형 송풍팬을 사용함에 따라, 공기조화기의 설계시 원심형 송풍팬의 설치 위치 및 방향에 제약을 많이 받을 뿐만 아니라, 고풍량을 위 해서는 송풍팬의 크기가 그만큼 커져야 하기 때문에 공기조화기를 소형화 및 슬림화시키기가 매우 어려운 문제가 있다.

본 발명은 상기한 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 고풍량 및 고풍압의 공기유동 특성을 내면서도 시스템의 전체적인 크기를 축소하는 한편, 운전시의 소음을 줄일 수 있도록 한 새로운 구조의 공기조화기를 제공하는데 그 목적이 있다.

특히, 본 발명은 고풍량 및 고풍압의 공기유동 특성을 내면서도 소음을 줄일 수 있는 고효율의 송풍팬을 채용함과 더불어, 공기조화기의 내부 구성을 효과적으로 개선하여 시스템의 전체적인 소음을 줄이면서도 송풍특성이 향상될 수 있도록 송풍팬과 관련된 주변 구성요소들의 구조를 최적화한 새로운 공기조화기를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 공기가 흡입 및 토출되는 복수개의 공기통로가 형성된 캐비닛과; 캐비닛 내부에 공기를 강제 송풍하도록 설치되는 나선형팬과; 상기 나선형팬 상부측에 설치되어 나선형팬으로부터 토출된 공기 흐름을 안내하는 박스형상의 에어가이드와; 상기 에어가이드 하면 중심부에 설치되어, 상기 나선형팬과 에어가이드 사이의 공간에서의 팬 중심부로의 역류를 방지하는 역류방지 가이드;를 포함하여서 됨을 특징으로 하는 공기조화기를 제공한다.

이하, 본 발명에 따른 공기조화기의 바람직한 실시예들에 대해 첨부된 각 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.

먼저, 도 2는 본 발명에 따른 공기조화기의 일 실시예의 구성을 나타낸 것으로, 캐비닛(10)의 하부에 공기흡입구(100a)가 형성되고, 상기 캐비닛 상부에는 공기토출구(100b)가 형성되며 캐비닛(10) 내측의 팬 하부에는 열교환기(11)가 대략 'V'자 형태를 이루도록 설치되어 있다.

여기서, 상기 캐비닛(10)의 하부의 공기흡입구(100a)는 상기 'V'자형 열교환기(11)의 각 부분을 통해 공기가 유동할 수 있도록 캐비닛(10)의 전, 후방면 양측에 형성된다.

그리고, 상기 캐비닛(10) 내에는 하부의 공기흡입구(100a)를 통해서 외부 공기를 강제 유입하고 이 유입된 공기를 수직한 축방향으로 유동시켜 상부의 공기토출구(100b)로 송풍시키는 나선형팬(13) 및 구동모터(12)가 설치되어 있다.

상기 구동모터(12)는 모터마운트(18)에 의해 캐비닛(10) 내에 고정되며, 상기 나선형팬(13)은 모터의 회전축(12a)에 회전가능하게 결합된다.

그리고, 상기 나선형팬(13) 상부측에는 나선형팬으로부터 원주방향으로 토출된 기류가 가운데 부분으로 역류하지 못하도록 차단하여 상부방향으로 원활하게 상 승하도록 안내하는 박스 형태의 에어가이드(19)가 설치된다.

이 때, 상기 구동모터(12)는 그 상부측이 나선형팬(13)의 허브(132)의 내측으로 일정 정도 들어간 형태로 설치됨이 바람직하다. 즉, 구동모터(12)의 몸체 상단부는 허브(132) 내측에 위치하되 허브 하단부에 비해 높은 위치에 위치하도록 인입된 구조로 설치된다.

이는, 상기 구동모터(12)가 나선형팬(13)의 하부 내측에 위치되기 때문에 나선형팬(13)의 무게 중심과 나선형팬(13)과 구동모터의 축 결합부를 일치시킬 수 있게 되고, 따라서 나선형팬(13)의 회전시 진동을 줄일 수 있으며, 공기조화기의 전체 높이를 줄일 수 있는 이점이 있기 때문이다.

그리고, 상기 에어가이드(19)는 소음을 감소시키는 머플러 역할을 겸하게 되는데, 그 구체적 구조 및 작용에 대해서는 후술하기로 한다.

이하에서는 본 발명의 공기조화기를 구성하는 개별 구성요소에 대해 해당 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 공기조화기에 적용되는 나선형팬(13)은, 일명 '태극팬'이라고도 불리는데, 구동모터(12)의 회전축(12a)에 고정되게 결합되는 기다란 원통형의 허브(132)와, 상기 허브(132)의 외주면에 허브(132)의 일단에서 타단까지 축방향을 따라 나선형으로 비틀리면서 형성되되 허브(132)의 수직길이 보다 상하로 일정길이 길게 형성되는 2개의 블레이드(133)로 이루어진다.

그리고, 상기 블레이드(133)는 상기 허브(132)의 하단부와 접하고 있는 내측 부에서부터 하단부의 외측 팁(tip)까지 절개된 형태를 갖는다. 따라서, 상기 블레이드(133)의 하단부는 대체로 뽀족한 삼각형 형태를 띠게 된다.

또한, 팬을 상부측에서 바라보았을 때 블레이드(133)가 시작되는 데부터 끝까지의 돌아간 각도를 날개회전각(α)이라고 하는데, 도 5의 평면도를 통해 알 수 있듯이, 본 실시예의 나선형팬(13)은 날개회전각(α)이 대략 210°를 이루도록 형성된다. 이 때, 블레이드(133)는 평면상에서 바라볼 때 타측에 대향 형성된 블레이드에 대해 중첩 및 간섭되는 영역을 갖지 않는다.

즉, 본 발명의 나선형팬(13)의 각 블레이드(133)들은 날개 하나가 원주방향으로 그리는 최대각도인 날개회전각(α)이 대략 210°로 형성되어 180°이상의 날개회전각을 가지면서도 제조시 가공성이 양호하도록 상호 중첩 및 간섭되는 영역이 없도록 형성된다.

그리고, 날개회전각(α)이 210°로 커지면 공기가 토출되는 출구각이 커져, 날개 끝단부에서의 소음이 날개회전각(α)이 180°일 때에 비해 감소하게 된다.

한편, 상기 각 블레이드(133)는 허브(132) 외주면에 대해 나선을 그리면서 나아가는 형태로 형성되는데, 상기 블레이드(133)가 허브(132) 외주면에 접하는 부위가 그리는 나선은 허브를 펼쳤을 경우 y=x^h (여기서, y는 종속변수, x는 독립변수, h는 헬릭스 지수(Helix index)이며, 허브의 축 방향이 X축 방향으로 정의되고 허브의 원주방향이 Y축 방향으로 정의됨)인 함수곡선을 그리게 된다.

여기서, 본 발명의 제1실시예에 따른 나선형팬(13)은 블레이드(133)의 허브 의 축선 방향에 대한 뒤틀림각을 나타내는 값인 헬릭스 지수(Helix index)가 1.8 내지 2.2 범위의 값을 취하도록 형성되며, 특히 헬릭스 지수를 2로 취하는 것이 바람직하다.

즉, 헬릭스 지수가 커질수록 날개가 허브(132)의 축선에 대해 많이 누운 것을 의미하며, 이는 풍량 측면에서 공기를 축선 방향으로 많이 퍼 올려주도록 작용함으로 인해 송풍량을 증가시키도록 함을 의미한다.

또한, 헬릭스 지수가 커지면 동일 회전수에서는 공기와의 마찰 소음은 약간 증가하나 송풍량을 증가시킬 수 있으며, 송풍량을 증가시키지 않고 동일 송풍량을 유지하고자 하는 경우에 있어서는 회전수를 작게 가져가도 되므로 모터 소음이 줄어들어 결국 시스템 전체의 소음은 증가하지 않게 된다.

그리고, 본 실시예의 나선형팬(13)은 허브비(D_h/D_b)를 블레이드(133)의 직경(D_b)에 대한 허브의 직경의 비로 정의했을 때, 허브비가 0.5일 경우 날개폭이 넓어 풍압 및 풍량이 가장 양호한 특성을 갖는다(도 5 참조).

또한, 실험 결과 상기 블레이드(133)는 입구쪽에서 출구쪽으로 갈수록 점차적으로 각도가 증가하여 출구각(θe)이 입구각(θi)보다 크도록 한 것이 좋은 유동 특성을 갖는다(도 4 참조).

특히, 실험 결과 동일한 조건에서 상기 블레이드(133)의 입구각(θi)이 대략 35°일 때 소음이 가장 작게 나타나는 것으로 밝혀졌는데, 이는 블레이드(133)의 입구각(θi)이 대략 35°에서 유입되는 공기의 입사각과 유선(stream line)이 거의 일치하게 되어 난류 발생이 최소화되기 때문이다.

그리고, 상기 출구각(θe)은 45°로 형성되어 토출공기가 45°각도로 토출되어 원주방향을 따라 흐르도록 한다.

한편, 상기 각 블레이드(133)는 폭방향 단면이 대략 "S"자형 또는 태극문양의 분할선 형태를 띠게 되며(도 3의 "A"부 참조), 블레이드(133)의 상부측에서 하부측으로 가면서 점차적으로 단면이 펴지면서 직선에 가까워지는 형태(즉, 곡률이 줄어드는 형태)를 취하는 것이 바람직한데, 이렇게 할 경우 입구측에서 공기 유입이 원활해지고 출구측에서는 상기 입구측으로부터 유입된 공기를 모아서 토출하는 효과가 있으므로 토출공기의 정압을 상승시킬 수 있다.

또한, 상기 허브(132)와 블레이드(133)의 두께비(th:tb)가 1:1.5 수준에서 진동 특성이 양호하게 되는 이점을 얻을 수 있다.

상기 블레이드(133)는 그의 두께가 일정하지 않고 허브(132)에 가까운 부분이 반경 방향 외측의 팁(tip)부분 보다 두껍게 형성되는 것이 진동 특성에 좋은데, 이는 블레이드(133)의 무게중심을 반경방향 내측으로 유도함으로써 송풍팬의 회전시 발생하는 모멘트를 줄여 진동을 줄일 수 있기 때문이다.

한편, 본 실시예의 나선형팬(13)은 블레이드(133)의 뒷면에 블레이드의 길이 방향을 따라 블레이드에 대해 힘줄 역할을 하는 리브(136)를 형성하게 된다.

상기 리브(136)은 블레이드(133) 길이의 적어도 1/3 이상의 길이로 형성되며, 블레이드 폭의 가운데를 기준으로 팁에 가까운 쪽에 블레이드의 비틀림 방향과 같거나 유사하게 형성된다.

상기 블레이드(133) 뒷면에 형성되는 리브(136)는 나선형팬의 무게를 가볍게 하기 위해 블레이드(133)의 두께를 얇게 할 경우에는 회전시 날개가 떨어 소음이 발생하게 되는데, 블레이드(133)의 전체적인 강도를 보강하여 이를 방지하는 작용효과가 있으며, 이와 더불어 공기조화기를 구성하는 다른 부품과의 공진(共振)현상을 막아주는 역할을 하게 된다.

그리고, 상기 블레이드(133) 하단부의 기류가 유입되는 입구부측 상면 또는/ 및 하면에는 다른 부위에 비해 살을 두툼하게 한 융기부(137)를 두게 되는데, 이 부분도 기본적으로는 상기 블레이드(133)의 뒷면에 형성되는 리브(136)와 마찬가지로 유입기류에 의해 블레이드(133)가 떨게 되는 현상을 방지하는 역할을 수행하게 되며, 이에 덧붙여 팬이 1000rpm이상으로 회전하더라도 공기가 처음 유입되는 부분에 있어서 블레이드(133)의 융기부(137) 뒤쪽 영역에 와류가 발생하는 것을 방지하는 역할을 하게 된다.

즉, 본 실시예의 나선형팬(13) 블레이드(133)는 허브(132)의 하단부와 접하고 있는 내측부에서부터 외측 팁(tip)까지 절개된 형태를 가지고, 이 절개된 부분의 내측면 두께가 얇아짐에 따라, 이 부분으로 유입되는 기류에 의해 진동 및 소음이 발생할 수 있으나, 블레이드(133) 하단부의 기류 유입부 언저리에 살을 두툼하게 한 융기부(137)를 둠으로써 이부분이 와류를 깨서 경계층을 얇게 해줌으로써 소음 및 진동 발생을 저감시켜주는 작용효과를 발휘하게 된다.

한편, 본 발명의 나선형 블레이드(133)의 뒷면에는 골프공에 형성된 홈처럼 작은 딤플(138)들이 표면에 형성되는데, 이 딤플(138)들은 블레이드 뒷면을 따라 오는 와류를 해소시켜주는 역할을 하게 된다.

즉, 상기 딤플(138)에 의해 블레이드(133)의 뒷면 하부측에서 난류유동이 발생하게 되면 유체의 섞임이 활발하게 돼 공기의 흐름이 바뀌는 현상이 블레이드(133)를 벗어날 때까지 일어나지 않게 된다. 이렇게 되면 블레이드(133)의 형상저항이 감소하게 됨으로써 소음이 줄어들게 되는 것이다.

상기 딤플(138)의 형상은 실시예에서는 원형으로 나타내었으나, 오각형, 사각형, 원에 가까운 다각형 등 다양한 모양을 가질 수 있으며, 딤플의 모양과 개수, 딤플의 깊이, 딤플의 직경은 형상저항에 상당한 영향을 끼치게 되므로 이들 요소들을 충분히 고려하여 설계되어야 한다. 일반적으로 딤플이 많을 수록 와류 해소에 유리하지만, 그렇지 않은 경우도 있다.

그리고, 본 실시예의 나선형팬(13)은 블레이드(133)의 부압면인 뒷면에 형성되는 딤플(138)의 전체적인 패턴도 적절히 고려되어야 하는 바, 블레이드(133)의 길이방향을 따라 행 및/또는 열의 간격을 동일하게 하거나 달리 할 수 있다.

참고로, 레이놀즈 수에 따라 유체의 흐름은 층류유동과 난류유동으로 구분되고, 블레이드(133)의 뒷면에 딤플을 주어 블레이드의 앞뒤 표면에 작용하는 압력의 차이 때문에 생기게 되는 저항인 형상저항을 줄일 수 있기 위한 레이놀즈 수는 약 4만에서 40만 정도여야 한다. 이 범위보다 레이놀즈 수가 커지거나 작게 되면 오히려 전체저항이 커지게 된다.

한편, 상기 허브(132)의 중간 부분에는 모터와 축결합된 회전축(12a)의 끝단부가 고정되는 연결판(134)이 수평하게 형성된다. 상기 연결판(134)은 강도 보강을 위해 중앙부는 대체로 편평하게 형성되고 외측부는 상측으로 만곡된 곡면을 이루도록 된 것이 바람직하다.

그리고, 상기 연결판(134)의 상부면과 하부면에는 방사상으로 연장된 복수개의 보강리브(135)가 일체로 형성되어, 연결판(134)의 강도를 더욱 증대시키는 역할을 한다. 상기 보강리브(135)는 연결판(134)의 상부면과 하부면에 대칭적으로 형성되는 것이 바람직하며, 내측에서 외측으로 갈수록 그 높이가 증대되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 블레이드(133)는 2개가 상호 대향되는 위치에 형성되어 있으나, 이와는 다르게 2개 이상의 블레이드를 원주방향을 따라 일정한 간격으로 형성할 수도 있으며, 이러한 구조는 후술하는 실시예들을 통해서 확인할 수 있을 것이다.

상기와 같은 구조로 이루어진 본 실시예의 나선형팬(13)은 회전함에 따라 팬 하부측의 공기가 블레이드(133) 하단의 입구측으로 유입된 다음 허브(132) 및 블레이드(133) 면을 따라 축방향으로 유동하여 상단의 출구측에서 토출되는 유동경로를 갖게 된다.

한편, 상기 나선형팬(13)의 바로 외측에는 상단 및 하단부가 개방된 원통형의 오리피스(15)가 나선형팬(13)의 외측을 감싸는 형태로 설치되는 바, 이 오리피스(15)는 나선형팬(13)의 회전에 의해 공기가 송풍될 때 정압(靜壓)을 높이고 많은 양의 바람을 일정하게 송풍시키는 통로로서의 역할을 한다.

상기 오리피스(15)는 도 2, 도 6 내지 도 7에 도시된 것과 같이, 일체형으로 형성되되, 회전축(12a)을 중심으로 좌우측이 대략 대칭적인 형태를 이루도록 형성되는 것이 바람직하며, 각 모서리부분이 캐비닛(10)의 내벽면에 연접하도록 설치된다.

상기 오리피스(15)는 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 오리피스(15)는 입구부 곡률반경이 출구부 곡률반경보다 더 큰 것이 좋다.

그리고, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 오리피스(15)의 외측면에는 공진현상(共振現像)을 이용해서 특정 주파수의 파(波)를 제거하기 위한 구조물인 레조네이터(151)가 설치되는 바, 상기 레조네이터(151)는 팬 입구단측의 소용돌이에 기인하여 발생하는 특정주파수 대역에서 소음을 저감시켜주게 된다.

즉, 오리피스(15)의 하부측에서의 와류에 기인하여 소음이 발생하고 이 소음은 오리피스(15) 외측면에서 측정하여 보면 각 지점별로 다른 주파수 특성을 나타내게 되는데, 이를 감안하여 특정 주파수 대역의 소음이 발생되는 위치에 소음 특성에 맞게 설계된 레조네이터를 설치하면 그 주파수 대역에서의 소음을 저감시킬 수 있다.

상기 레조네이터는 설치 위치에 따라 그 크기가 달라지는데, 이는 오리피스 외측 각지점의 주파수 스펙트럼을 분석하여 보면 각 지점에서의 소음을 발생시키는 주파수가 다르고, 주파수 특성에 따라 다른 치수로 레조네이터가 설계되기 때문이 다.

도 8을 참조하면, 동흡진기와 같은 역할을 하는 레조네이터(151)는 가로, 세로, 높이 및 입구 길이와 입구 직경에 의해 튜닝하고자 하는 주파수 대역이 결정되어지므로, 상기한 설계 요소를 적절히 정하여 레조네이터(151)를 설계하면 특정 주파수 대역의 소음을 효과적으로 저감시킬 수 있다.

도 9는 특정 주파수 대역의 소음이 발생하는 부위에 레조네이터(151)를 적용한 경우에 있어서의 소음 저감 효과를 보여주는 그래프로서, 레조네이터(151) 적용 전의 소음 레벨과 적용 후의 소음레벨을 함께 표시하여 비교한 것이다.

그리고, 레조네이터(151) 내부에 흡음재(도시는 생략함)를 부착하게 되면, 도 10의 그래프가 보여주는 바와 같이, 보다 넓은 대역에서의 소음 저감 효과를 기대할 수 있게 된다. 이 때, 상기 흡음재로서는 유리면이나 스폰지 및, 난연천인 패브릭 등이 사용될 수 있는데, 이들 중 어느 하나 혹은 둘 이상이 조합된 형태로 레조네이터(151) 내부에 설치된다.

한편, 도 11은 나선형팬(13)으로부터 토출된 기류의 중심부로의 역류(backflow) 방지 및 소음 저감을 위한 에어가이드(19) 구성을 보여주는 참고 사시도로서, 본 발명의 공기조화기는 나선형팬(13) 상부 공간에 상기 나선형팬으로부터 원주방향으로 토출된 기류의 흐름이 토출헤드(20)로 배출되기 전까지 그대로 유지되도록 안내하는 박스 형태의 에어가이드(19)가 설치된다.

즉, 나선형팬(13)으로부터 토출되는 공기는 45° 각도로 토출되어 원주방향을 따라 흐름에 따라 바깥쪽에서는 기류 흐름이 빠른 반면 가운데 쪽에서는 기류의 흐름이 거의 없다.

따라서, 에어가이드(19)를 두지 않은 경우에는 토출헤드(20)로 배출되기 전의 공간에서 와류가 심하게 발생하고, 바깥쪽을 흐르는 기류가 속도를 상승하지 못하고 가운데 부분으로 일부 흘러드는 역류현상이 발생하게 됨으로써 유로손실이 발생하게 된다.

이를 감안하여, 본 발명의 공기조화기에는 유로를 바깥으로 유지하도록 하는 모서리가 라운드지고 속이 빈 박스 모양의 에어가이드(19)가 설치됨으로 인해, 바깥쪽으로 흐르던 기류가 가운데로 역류함에 기인하여 발생하는 유로손실을 저감시킬 수 있다.

한편, 에어가이드(19)가 설치되면 상기와 같이 유로 손실을 저감시키는 효과를 거둘 수 있으나, 나선형팬(13)과 에어가이드(19) 사이의 유격으로 인해 그 사이에는 소정의 공간이 존재하고 이로 인해 그 공간에서 존재하는 토출 공기의 중심부로의 역류 현상은 막을 수 없는데, 본 발명에서는 에어가이드(19)의 하부면 중심부에 다시 콘형 가이드(190 ; guide of cone shape)를 둠으로써, 상기 공간에서의 팬 중심부로의 역류를 방지할 수 있다.

즉, 나선형팬(13)과 상기 에어가이드(19) 사이의 공간에 콘형 가이드(190)이 위치함으로 인해 팬으로부터 토출되는 공기는 콘형 가이드(190)의 안내작용에 의해 바깥쪽 기류와 합류하도록 유도되어 토출헤드(20) 방향으로 원활하게 상승하게 된다.

상기 콘형 가이드(190)는 원뿔대 모양으로 형성됨이 가장 바람직하나, 원뿔 모양으로 형성되어도 무방하다. 그리고, 콘형이 아닌 원통형 가이드를 두어도 거의 동일한 작용 효과를 기대할 수 있다.

한편, 상기 에어가이드(19)는 소음을 감소시키는 머플러(muffler) 역할을 겸하게 되는데, 그 원리는 소음을 가는 관에서 넓은 공간으로 확산시켜 소리를 작게 하는 팽창식 소음기(消音器)의 원리를 따른다.

이에 따라, 본 발명의 에어가이드(19)는 그 상하면에는 에어가이드 내부 공간의 유로단면적에 비해 매우 작은 유로단면적을 갖는 흡입구(191) 및 배출구(192)가 형성된다.(상면의 배출구는 도 13 참조)

따라서, 본 발명의 공기조화기는 에어가이드(19)에 의해 수행되는 머플러 효과로 인해 특정 주파수 대역에서 발생하는 BPF(Blade Passing Frequency) 노이즈를 줄일 수 있게 된다.

한편, 일반 송풍기등에서는 머플러가 있으면 풍압이 저하되지만, 본 발명의 공기조화기는 나선형팬(13)이 적용되어 토출공기는 45°각도로 토출되어 원주방향을 따라 흐름에 따라 풍압이 주로 머플러 역할을 겸하는 에어가이드(19) 외측으로 작용하므로 풍압 저하 현상은 발생하지 않으며, 대신 에어가이드(19) 가운데 부분에서는 소음을 잡아주게 된다.

도 12는 상기한 본 발명의 에어가이드(19)에 의해 수행되는 머플러 효과의 원리를 설명하기 위한 참고도로서, 통상 입구 단면적과 내부 단면적과의 차이가 클수록 소음 저감효과는 상승되며, 머플러의 길이와 단면적 비가 소음 저감 성능에 중요한 인자(因子)이다.

한편, 도 13은 에어가이드(19) 및 토출헤드(20)의 다른 실시예를 보여주는 사시도로서, 토출헤드(20)가 에어가이드(19)의 가이드홈(195)을 타고 승강 가능하면서도 머플러 효과를 나타낼 수 있는 구조를 보여준다.

에어가이드(19)에 단순히 가이드홈(195)만 형성되어 있고 이 가이드홈(195)을 타고 토출헤드(20)가 승강하는 구조라면 충분한 머플러 효과를 기대할 수 없을 수 있으나, 도 13에 도시된 바와 같이 토출헤드(20)가 가이드홈(195)을 타고 승강하도록 한 대신 상기 가이드홈(195)에 공기누설을 막을 수 있는 누설방지부재(미도시)를 설치하게 되면 머플러 효과를 내면서도 토출헤드(20)의 승강이 가능해진다.

상기 누설방지부재는 토출헤드(20)의 안내로드(201)의 승강이 가능하면서도 안내로드가 지나고 난 부분을 차폐하도록 가운데 부분이 찢어진 커튼 형태이거나, 탄력을 가지면서 촘촘하게 설치된 솔(brush)형태를 이루면 될 것이다.

상기의 설명에 있어서, 토출헤드(20)의 승강을 위한 구동수단 및 동력전달수단은 구동모터를 이용한 볼스크류 방식이나 랙과 피니언 구조등 여러 가지 방식이 가능하며 이 때의 토출헤드(20)에 대한 승강 안내수단도 여러 가지 구조가 가능한 바, 그 구체적 설명 및 도시는 생략한다.

한편, 도 14는 모터마운트(18)의 구조를 나타낸 도면으로, 본 발명의 실시예에 따른 모터마운트(18)는, 모터 서포터(21) 고정을 위해 구비되는 원형구조의 모터 서포터 장착부(181)와, 상기 모터 서포터 장착부(181)로부터 4방향으로 연장형성되는 4개의 지지대(184a~184d)와, 상기 지지대(184a~184d)의 외측 단부를 서로 연결하는 아웃프레임(185)으로 이루어진다.

그리고, 모터마운트(18)의 모터 서포터 장착부(181)에는 모터의 축방향으로 연장형성된 다단(多段) 구조의 모터 체결부(212)를 갖는 모터 서포터(21)가 체결된다. 즉, 구동모터(12)와 모터마운트(18) 사이에는 모터 서포터(21)가 개재된다.

그리고, 상기 모터마운트(18)는 모터 서포터 장착부(181)와 지지대(184a,184b, 184c,184d) 및 아웃프레임(185)이 위에서 보았을 때 사각형을 이룬다.

상기 모터 서포터 장착부(181)의 면상에는 체결부재 체결을 위한 체결공(181a)이 형성되고, 상기 모터 마운트(18)는 모터 서포터(21)에 비해 상대적으로 두께가 얇은 철판 재질로 형성되므로 상기 모터 마운트(18)의 모터 서포터 장착부(181) 면상에는 강도 보강을 위한 비드(181b ; bead)가 십자형태로 형성된다.

그리고, 상기 모터 서포터 장착부(181)와 지지대(184a~184d) 및 아웃프레임(185)에는 수평면에 대해 직교하게 세운 강도보강용 리브(188)들이 구비된다.

한편, 모터 서포터 장착부(181)에 장착되는 모터 서포터(21)는 다단(多段) 구조의 모터 체결부(212)를 갖는데, 상기 모터 서포터(21)의 바닥면에는 상기 모터 서포터 장착부(181)의 십자형 비드 형상에 맞추어 십자형 홀(211)이 형성된다.

그리고, 모터 서포터(21)의 바닥면에 형성되는 홀(211)은 십자형태를 이루며, 십자형 홀(211)의 각 끝단부에 EPDM(ethylene propylene rubber)이나 SBR(styrene butadiene rubber)로 된 제진러버(183 ; 制振 rubber)가 설치된다.

상기 제진러버(183)는 전체적으로는 장구모양으로서 중앙에 체결부재가 통과할 수 있는 관통공이 형성되어 있다.

그리고, 상기 제진러버(183)는 강제 압입에 의해 십자형 홀(211)의 최외곽에 설치되어 모터 마운트(18)로 전달되는 모터의 구동에 따른 진동을 억제하는 역할을 수행한다.

이와 더불어, 상기 다단 구조의 모터 체결부(212)에는 모터(12) 하부로 연장형성된 레그(120)의 체결공(120a)에 대응하는 체결공(212a)이 형성된다.

이와 같이 구성됨에 따라, 본 발명의 공기조화기에서의 구동모터 장착 과정은 다음과 같다.

먼저, 모터 서포터(21)의 바닥면에 형성된 십자홀(211)의 끝부분에 배치된 원형홀 부분에 제진부재(183)를 끼워 넣어 결합시킨다.

이어, 모터 서포터(21)를 모터 마운트(18)의 모터 서포터 장착부(181)에 안착시킨 다음, 제진러버(183)를 관통하도록 볼트등의 체결부재를 체결하여 모터 서포터(21)를 모터 마운트(18)에 고정시킨다.

다음으로, 구동모터(12) 하측으로 연장형성된 각 레그(120) 하단면이 모터 서포터(21)의 턱진 부분에 놓이도록 서로 형합시킨 상태에서 구동모터(12)의 레그 및 이에 대응하는 모터 서포터(21)의 체결부(212)에 각각 형성된 체결공(212a)을 관통하도록 체결부재를 체결하여 구동모터(12)를 모터 서포터(21)에 고정시킨다.

이와 같은 본 발명의 모터마운트 구조에 따르면, 나선형팬(13)과 모터 마운트(18) 사이의 간격이 최적화되어 앞서 언급한 BPF(Blade Passing Frequency) 노이즈를 감소시키는 효과를 거둘 수 있다.

즉, 본 발명의 모터마운트 구조에서는 구동모터(12)의 레그가 수평방향으로 꺾이지 않고 수직한 상태에서 모터 서포터(21)에 체결되는 구조여서, 나선형팬(13)과 레그와의 수평 방향으로의 간격을 최대한 멀리할 수 있어 팬 하단부에 있어서의 유동공기와 레그와의 마찰 때문에 발생하는 소음을 최소화할 수 있다.

뿐만 아니라, 구동모터(12)의 레그가 수평방향으로 꺾이지 않고 수직한 상태여서 구동모터(12)의 바닥면 높이가 모터 서포터(21)의 단차진 부분까지의 높이(h; 도14 참조) 만큼 위로 높아져 팬 아래쪽에 공간이 충분히 확보됨으로써 넓은 주파수 영역에 걸쳐 BPF(Blade Passing Frequency) 소음을 줄일 수 있게 된다.

한편, 이와 같은 본 실시예의 모터마운트(18) 구조에 따르면, 모터 서포터(21) 고정을 위해 구비되는 원형구조의 모터 서포터 장착부(181)가 원형으로서 구동모터(12)와 거의 동일 면적으로 형성되어 그 면적이 최소화됨으로 인해, 나선형팬(13)으로 유입되는 과정에서의 기류에 대한 모터마운트의 간섭을 최소화할 수 있게 되고, 이에 따라 기류 간섭에 의한 노이즈를 감소시키는 효과를 거둘 수 있다.

여기서, 상기 구동모터(12)의 구동시 발생하는 진동을 줄이기 위하여, 상기 구동모터(12)의 레그(120) 내측면과 모터 서포터(21)의 모터 체결부(212) 외측면 사이에도 고무 또는 합성수지 재질의 진동흡수용 패킹재(미도시)가 수직하게 설치될 수 있음은 물론이다.

도 4와 도 5 및, 도 14를 참조하면, 본 발명의 공기조화기는 구동모터(12)의 회전축(12a)과 팬 결합부 사이에 고조파에 의한 이상 소음 발생 현상을 방지하기 위한 진동절연부재(22)가 개재된다.

소음 발생 프로세스를 살펴보면, 기본 주파수의 정수배가 되는 주파수의 사인파인 고조파가 모터에 들어가면 맥동이 일어나 모터축이 미세하게 떨게 되고, 진 동절연부재의 개재됨 없이 모터축이 팬하고 직결되면 팬으로 모터축의 진동이 전달되어 이상소음이 일어나게 되는데, 기본주파수인 60Hz의 정수배에 해당하는 120, 280, 360, 420Hz에서 이상소음이 급격하게 높아지고 특히 480Hz에서 소음이 피크치를 나타냄을 알 수 있었다.

이에, 본 발명에서는 도 4와 도 5 및 도 15에 도시된 바와 같이, 기하학적으로 비(非)원형이며 중앙부에 축관통공(221a)이 형성된 금속와셔(221)와, 상기 금속와셔 수용홈(222b) 및 축관통공(222a)이 형성된 러버(222)로 구성되는 진동절연부재를 나선형팬(13)의 허브의 회전축(12a)과의 결합부 상하부에 설치함으로써, 모터축과 팬의 회전에 의해 진동절연부재가 헛도는 현상을 방지함과 더불어 팬으로의 진동 전달을 효과적으로 차단하여 고조파(高調波)에 기인한 이상 소음을 방지할 수 있게 된다.

여기서, 상기 러버(222)로서는 화학적으로 안정하며 물리적으로 천연고무와 SBR(styrene butadiene rubber)의 중간 성질을 갖는 EPDM(ethylene propylene rubber)이 적용되는데, 상기 러버(222)는 나선형팬(13)의 허브(132) 중앙부에 삽입되는 보스부와, 상기 보스부 일단에 비원형의 금속와셔(221)를 수용할 수 있는 수용홈을 구비토록 돌출형성되는 플랜지부를 갖는 구조를 취한다.

그리고, 상기에서 비원형의 금속와셔(221)가 필요한 이유는, 진동절연부재가 러버(222)만으로 이루어지는 경우에는 모터축과 팬의 회전시 러버(222)가 헛도는 현상이 발생할 수 있기 때문이다.

즉, 연결판 중앙부에 금속와셔(221)가 설치되지 않은 상태에서는 회전축 (12a)이 고속으로 회전하면서 공기를 송풍하기 때문에 상기 회전축(12a)이 연결되는 연결판(134)의 중앙부에 마모가 발생할 수 있으며, 사출물인 송풍팬의 성형시 발생한 연결판(134) 중앙부의 내주면 굴곡에 기인하여 회전축(12a)이 회전할 때 허브(132)가 극소량 요동치면서 소음을 증대시킬 수 있다. 그리고, 금속와셔만 설치되는 경우에는 송풍팬으로 모터 회전축(12a)의 진동이 그대로 전달되어 고조파 입력시 이상 소음이 발생하는 문제점이 발생하게 된다.

하지만, 본 발명에 의하면, 상기 연결판(134)의 상하부측에 비원형 금속와셔(221)와 러버(222)로 이루어진 진동절연부재가 설치됨으로 인해 회전축(12a)이 고속으로 회전할 때 모터축과 팬의 회전에 의해 진동절연부재가 헛도는 현상을 방지함과 더불어 팬으로의 진동 전달을 효과적으로 차단하여 고조파에 기인한 이상 소음을 방지할 수 있게 된다.

그리고, 상기 진동절연부재는 상기 연결판(134)의 상하부측에 모두 설치됨이 이상 소음을 막는데 보다 유리하지만, 어느 한쪽에만 설치되어도 상기한 성능을 나타내기에 충분하다.

도 16은 도 14의 진동절연부재 적용에 따른 효과를 보여주는 참고 그래프로서, 팬 체결부 상하에 EPDM 러버가 적용됨에 따라 480Hz에서 피크치를 나타내던 고조파에 의한 이상 소음이 해소되었음을 알 수 있다.

한편, 도 17a 및 도 17b는 토출헤드의 아웃렛 그릴 구조를 구조를 보여주기 위한 것으로서, 도 17a는 토출헤드 상승 전의 상태를 나타낸 사시도이고, 도 17b는 토출헤드 상승 후의 노출 상태를 나타낸 사시도로서, 본 발명의 토출헤드(20)는 일반적으로 도 17a에서와 같이 공기조화기의 작동 전에는 토출헤드(20)가 캐비닛(10) 내부에 숨어 있다가, 공기조화 작용시에는 도 17b에서와 같이 토출헤드(20)가 노출되도록 상승하게 된다.

이를 위해, 본 발명의 공기조화기는 토출헤드(20)가 에어가이드(19) 가운데 부분에 형성된 슬라이드홀(193; 도 13 참조)을 관통하여 승강가능하게 설치되어 있어, 에어가이드(19) 외측에 설치되는 토출헤드 승강용 구동모터(미도시)의 구동시 그 구동력을 받아 상기 슬리이드홀(193)의 안내를 받으며 승강하게 된다.

그리고, 도 17a 및 도 17b에는 토출헤드(20) 상면에 탑그릴(200)이 형성된 공기조화기가 제시되어 있는데, 이와 같이 구성된 경우에는 토출헤드(20)의 상승이 없더라도 공기조화기 작동시 공기의 토출이 가능하다. 즉, 공기조화기를 송풍량이 약한 상태로 운전하는 경우등에 있어서는 기기를 이와 같이 운용하는 것이 바람직할 수 있다.

도 18은 탑그릴 적용시의 효과를 보여주는 참고 그래프로서, 기존의 토출헤드 상면에 탑그릴(200)이 추가됨에 따라 동일 유량에서의 노이즈가 감소하는 효과가 있음을 확인할 수 있다.

한편, 전술한 공기조화기의 실시예에서 상기 캐비닛(10)은 통상의 공기조화기처럼 직방체 형태로 형성될 수 있으나, 나선형팬(13)의 형태를 고려하여 캐비닛(10)을 원통형으로 구성할 수도 있다. 이 경우, 캐비닛(10) 전체의 크기를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 디자인 측면에서도 기존의 공기조화기에 비해 심미적인 특성을 향상시킬 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 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 공기흡입구(100a)를 통해 공기가 유입되고, 이렇게 유입된 공기는 열교환기(11)를 지나면서 냉각된 후 나선형팬(13)의 하부에서 상부로 축방향으로 유동한다.

이 때, 오리피스(15)는 공기가 유입 및 유출되는 상부 및 하부측이 확장된 구조로 되어 있으므로 나선형팬(13)으로의 공기 유입 및 토출이 원활하게 이루어지게 된다.

특히, 상기 오리피스(15)는 상하부측은 넓은 대신 가운데가 오목한 형태를 하고 있으므로 나선형팬(13)의 입,출구쪽 압력차가 발생하게 되고, 이 압력차에 의해 유량이 증대되는 효과를 얻을 수 있다.

상기 나선형팬(13)을 통과한 공기는 캐비닛(10) 상측에 구비된 토출헤드(20)의 공기토출구(100b)를 통해 실내로 토출되어 실내를 원하는 온도로 냉방시킨다.

상기와 같은 공기조화기로 난방을 수행하고자 할 경우에는 냉동사이클을 반대로 작동시켜 실내에 설치된 열교환기가 방열작용을 하는 응축기 역할을 하도록 하여 가열된 공기를 실내로 토출하도록 할 수 있을 것이다.

이하에서는 본 발명의 공기조화기에 적용 가능한 다른 실시예에 따른 나선형 팬들에 대해 살펴본다.

도 19는 도 2의 공기조화기에 적용되는 송풍팬의 제2실시예를 나타낸 사시도로서, 본 실시예의 나선형팬(23)은, 구동모터(12)에 결합되어 회전하는 수직한 회전축(12a)에 고정되게 결합된 기다란 원통형의 허브(232)와, 상기 허브(232)의 외주면에 허브(232)의 일단에서 타단까지 축방향을 따라 나선형으로 비틀리면서 형성되되 허브의 수직길이 보다 상하로 일정길이 길게 형성되는 3개의 블레이드(233)로 이루어진다.

그리고, 상기 블레이드(233)는 상기 허브의 하단부와 접하고 있는 내측부에서부터 하단부의 외측 팁(tip)까지 절개된 형태를 갖는다. 따라서, 상기 블레이드(233)의 하단부는 대체로 뽀족한 삼각형 형태를 띠게 된다.

또한, 팬을 상부측에서 바라보았을 때 블레이드(233)가 시작되는 데부터 끝까지의 돌아간 각도를 날개회전각이라고 하는데, 본 실시예의 나선형팬(23)은 날개회전각이 대략 150°를 이루도록 형성된다. 이 때, 블레이드(233)는 평면상에서 바라볼 때 타측에 대향 형성된 블레이드(233)에 대해 중첩 및 간섭되는 영역을 갖지 않는다.

즉, 본 실시예의 나선형팬(23)의 각 블레이드(233)들은 날개 하나가 원주방향으로 그리는 최대각도인 날개회전각(α)이 150°로 형성되어 360°를 날개의 개수로 3등분한 120°보다 큰 날개회전각을 가지면서도 제조시 가공성이 양호하도록 상호 중첩 및 간섭되는 영역이 없도록 형성된다.

그리고, 날개회전각(α)이 150°로 커지면 공기가 토출되는 출구각이 커져 날개회전각이 120°일 때에 비해 날개 끝단부에서의 소음이 감소하게 된다.

한편, 본 실시예의 나선형팬(23)은 블레이드(233)의 허브(232)의 축선 방향에 대한 뒤틀림각을 나타내는 값인 헬릭스 지수가 1.8 내지 2.2 범위내의 값을 취하도록 형성되며, 특히 헬릭스 지수를 2로 취하는 것이 바람직하다. 즉, 헬릭스 지수가 커질수록 날개가 허브(232)의 축선에 대해 많이 누운 것을 의미하며, 이는 풍량 측면에서 공기를 축선방향으로 많이 퍼 올려주도록 작용함으로 인해 송풍량을 증가시켜주는 효과가 있다.

그리고, 헬릭스 지수가 커지면 동일 회전수에서는 공기와의 마찰 소음은 약간 증가하나 송풍량을 증가시킬 수 있으며, 송풍량을 증가시키지 않고 동일 송풍량을 유지하고자 하는 경우에 있어서는 회전수를 작게 가져가도 되므로 모터 소음이 줄어들어 결국 시스템 전체의 소음은 증가하지 않게 되는 효과가 있음은 본 실시예에서도 마찬가지이다.

그리고, 본 실시예의 나선형팬(23)도 블레이드(233)에 의한 직경(D_b)에 대한 허브(232)의 직경의 비인 허브비(D_h/D_b)가 0.5로 설정되어 풍압 및 풍량이 가장 양호한 특성을 갖도록 한다.

그리고, 상기 블레이드(233)는 입구쪽에서 출구쪽으로 갈수록 점차적으로 각도가 증가하여 출구각(θe)이 입구각(θi)보다 크도록 한다.

특히, 실험 결과 동일한 조건에서 상기 블레이드(233)의 입구각(θi)이 대략 35°일 때 소음이 가장 작게 나타나는 것으로 밝혀졌는데, 이는 블레이드(233)의 입구각(θi)이 대략 35°에서 유입되는 공기의 입사각과 유선(stream line)이 거의 일치하게 되어 난류 발생이 최소화되기 때문이다.

그리고, 상기 출구각(θe)은 45°로 형성되어 토출공기가 45°각도로 토출되어 원주방향을 따라 흐르도록 한다.

한편, 상기 각 블레이드(233)는 폭방향 단면이 대략 "S"자형 또는 태극문양의 분할선 형태를 띠게 되며, 블레이드(233)의 상부측 팁에서 하부측 팁으로 가면서 점차적으로 단면이 펴지면서 직선에 가까워지는 단순한 원호 형태를 취하는 것이 바람직하다. 이는, 전술한 실시예에서 설명했듯이, 입구측에서 공기 유입이 원활해지고 출구측에서는 상기 입구측으로부터 유입된 공기를 모아서 토출하는 효과가 있으므로 토출공기의 정압을 상승시킬 수 있기 때문이다.

또한, 상기 허브(232)와 블레이드(233)의 두께비(th:tb)가 1:1.5 수준에서 진동 특성이 양호하게 되는 이점을 얻을 수 있다.

상기 블레이드(233)는 그의 두께가 일정하지 않고 허브(232)에 가까운 부분이 허브(232)로부터 먼 부분인 팁(tip) 보다 두껍게 형성되는 것이 진동 특성에 좋은데, 이는 블레이드(233)의 무게중심을 반경방향 내측으로 유도함으로써 송풍팬의 회전시 발생하는 모멘트를 줄여 진동을 줄일 수 있기 때문이다.

한편, 본 실시예의 나선형팬(23)은 블레이드(233)의 뒷면에 블레이드의 길이 방향을 따라 블레이드(233)에 대해 힘줄 역할을 하는 리브(236)를 형성하게 된다.

상기 리브(236)는 블레이드(233) 길이의 적어도 1/3 이상의 길이로 형성되며, 블레이드 폭의 가운데를 기준으로 팁에 가까운 쪽에 블레이드의 비틀림 방향과 같거나 유사하게 형성된다.

나선형팬의 무게를 가볍게 하기 위해 블레이드(233)의 두께를 얇게 할 경우에는 회전시 날개가 떨어 소음이 발생하게 되는데, 상기 블레이드(233) 뒷면에 형성되는 리브(236)는 블레이드(233)의 전체적인 강도를 보강하여 이를 방지하는 작용효과가 있으며, 이와 더불어 공기조화기를 구성하는 다른 부품과의 공진(共振)현상을 막아주는 역할을 하게 된다.

그리고, 상기 블레이드(233) 하단부의 기류가 유입되는 입구부측에는 다른 부위에 비해 살을 두툼하게 한 융기부(237)를 두게 되는데, 이 부분도 기본적으로는 상기 블레이드(233)의 뒷면에 형성되는 리브(236)와 마찬가지로 유입기류에 의해 블레이드(233)가 떨게 되는 현상을 방지하는 역할을 수행하게 되며, 이에 덧붙여 공기가 처음 유입되는 부분에 있어서 블레이드(233)의 융기부(237) 뒤쪽 영역(즉, 하류영역)에 와류가 발생하는 것을 방지하는 역할을 하게 된다.

즉, 본 실시예의 나선형팬(23)의 블레이드(233) 역시, 허브(232)의 하단부와 접하고 있는 내측부에서부터 외측 팁(tip)까지 절개된 형태를 가지고, 이 절개된 부분의 내측면 두께가 얇아짐에 따라 이 부분으로 유입되는 기류에 의해 진동 및 소음이 발생할 수 있으나, 블레이드(233) 하단부의 기류 유입부 언저리에 살을 두툼하게 한 융기부(237)를 둠으로써 이부분이 와류를 깨서 경계층을 얇게 해줌으로써 소음 및 진동 발생을 저감시켜주는 작용효과를 발휘하게 된다.

한편, 본 실시예의 나선형 블레이드(233) 또한, 블레이드(233) 뒷면에 골프공에 형성되는 홈들처럼 작은 딤플(238)들이 표면에 형성가능한데, 이 딤플(238)들 은 블레이드(233) 뒷면을 따라 오는 와류를 해소시켜주는 역할을 하게 된다.

즉, 딤플(238)에 의해 블레이드(233)의 뒷면 하부측에서 난류유동이 발생하게 되면 유체의 섞임이 활발하게 돼 공기의 흐름이 바뀌는 현상이 블레이드(233)를 벗어날 때까지 일어나지 않게 된다. 이렇게 되면 블레이드(233)의 형상저항이 감소하게 됨으로써 소음이 줄어들게 되는 것이다.

딤플(238) 형상은 오각형, 사각형, 원에 가까운 다각형 등 다양한 모양을 가질 수 있으며, 딤플의 모양과 개수, 딤플의 깊이, 딤플의 직경은 형상저항에 상당한 영향을 끼치게 되므로 이들 요소들을 충분히 고려하여 설계되어야 함은 전술한 바와 마찬가지이다.

그리고, 본 실시예의 나선형팬(23) 또한, 블레이드(233)의 부압면인 뒷면에 형성되는 딤플(238)의 전체적인 패턴도 적절히 고려되어야 하는 바, 블레이드의 길이방향을 따라 행 및/또는 열의 간격을 동일하게 하거나 달리 할 수 있다.

도 20은 도 2의 공기조화기에 적용되는 송풍팬의 제3실시예를 나타낸 사시도로서, 본 실시예는 BPF(Blade Passing Frequency) 소음을 줄일 수 있도록 가운데가 잘록한 장구형 허브(332)가 적용된 송풍팬을 나타낸 것이다.

이 경우 역시, 전술한 제1 및 제2실시예에 따른 나선형팬에 적용된 구성요소들이 적용가능하다.

즉, 제1 및 제2실시예에 따른 나선형팬에 제시된 블레이드 뒷면의 딤플이나, 힘살, 그리고 블레이드의 공기 유입부 언저리의 다른 부위에 비해 살을 두툼하게 한 융기부가 도면에는 도시되어 있지 않더라도, 본 실시예의 나선형팬(33)에도 이 들 구성요소의 적용이 가능함은 물론이다.

그리고, 헬릭스 지수나 날개회전각등에 있어서도 전술한 실시예의 구성요소들의 채용도 가능함은 물론이다.

한편, 상기한 구성요소들, - 예를 들어, 블레이드 뒷면에 구비되는 딤플이나 힘살, 블레이드 입구부측의 살을 두툼하게 한 융기부, 헬릭스 지수, 날개회전각의 크기를 360°를 블레이드수로 나눈 각도보다 더 큰 각을 갖도록 한 것 등-, 본 발명의 기술적 사상을 반영하여 전술한 각 실시예의 특성에 알맞게 적용된 기술적 구성은 아래의 각 실시예(제4실시예 내지 제12실시예)에 따른 송풍팬에 대해서도 그 특성에 맞게 적용될 수 있음은 물론이며, 따라서 설명의 반복을 피하기 위해 상기한 구성요소들이 이하의 실시예에 적용되는 경우에 대해서는 그 설명 및 도면에서의 도시가 생략되었을 수도 있음을 전제한다. 즉, 제1 및 제2실시예의 기본적인 기술사상은 고스란히 다른 실시예에 적용되어 질 수 있다.

도 21은 도 2의 공기조화기에 적용되는 송풍팬의 제4실시예를 나타낸 사시도로서,

본 실시예는 원뿔대형 허브(432)가 적용된 나선형팬(43)을 나타낸 것으로서, 이 경우에는 허브의 상부측으로 갈수록 직경이 작아짐으로 인해 블레이드(433)의 상부측 날개폭을 충분히 넓힐 수 있게 된다.

즉, 허브가 원통형인 경우에 비해 본 실시예의 원뿔대형 허브(432)는 상부측 직경이 작기 때문에 블레이드(433)의 상부측 폭이 커지더라도 송풍팬의 전체 직경은 동일하게 설계가능하다.

도 22는 도 2의 공기조화기에 적용되는 송풍팬의 제5실시예를 나타낸 사시도이고, 도 23은 도 22의 평면도이며, 도 24는 도 22의 정면도이고, 도 25는 도 22의 측면도로서, 본 실시예는 열융착에 의해 다단 구조의 나선형팬(53)을 형성한 경우를 나타낸다.

즉, 이 실시예에서는 공기를 송풍하기 위한 송풍팬으로 제1실시예에서 제시한 바와 같은 형태의 나선형팬을 사용하되, 두 개를 적층한 상태에서 허브(532)의 상호 접하는 부분을 열융착하여 한 몸으로 만든 경우이다.

여기서, 상기 다단 구조의 나선형팬은 4개의 블레이드(533)를 갖도록 2단으로 예시되어 있으나, 3단 또는 그 이상으로 구성할 수 있으며, 본 실시예의 나선형팬(53)은 높은 정압을 내는데 유리하다.

한편, 송풍팬의 단수가 너무 많아지면 제작이 어려워지고 송풍팬을 적용하는 공기조화기의 시스템 크기가 커지므로 적절한 단수를 채택할 것이 요구된다.

도 26은 도 2의 공기조화기에 적용되는 송풍팬의 제6실시예를 나타낸 사시도이고, 도 27은 도 26의 평면도이며, 도 28는 도 26의 정면도이고, 도 29는 도 26의 측면도로서, 본 실시예는 열융착에 의해 다단 구조의 나선형팬(63)을 형성하되, BPF(Blade Passing Frequency) 소음을 줄일 수 있도록 날개회전각을 전술한 제5실시예에 비해 작은 각도로 형성한 경우를 나타낸다.

즉, 이 실시예에서는 공기를 송풍하기 위한 송풍팬으로서 제5실시예에서 제시한 바와 같은 유형의 나선형팬을 사용하되, BPF(Blade Passing Frequency) 소음은 날개회전각에 관계되므로 날개회전각을 줄인 나선형팬을 사용하며, 이 구조의 나선형팬 두개를 적층한 상태에서 허브(532)의 접하는 부분을 열융착하여 한 몸으로 만든 경우이다.

도 30은 도 2의 공기조화기에 적용되는 송풍팬의 제7실시예를 나타낸 사시도이고, 도 31은 도 30의 평면도이며, 도 32는 도 30의 정면도이고, 도 33은 도 30의 측면도이며, 도 34는 도 30의 분해 사시도이다.

본 실시예는, 열융착을 하여 다단구조로 만든 제5 및 제6실시예의 나선형팬과는 달리, 조립식으로서 4개의 블레이드(733a,733b)를 가지며, 블레이드(733a,733b)가 다단 구조를 갖게 되는 나선형팬(73)을 제공한다.

즉, 이 실시예에서는 블레이드가 2개인 경우에 발생하는 BPF(Blade Passing Frequency) 소음을 저감하기 위해 4개의 블레이드(733a,733b)를 갖는 구조를 가져가되, 열융착 대신 구조적으로 조립 가능하여 양산성이 현저히 높아진 4블레이드형 나선형팬을 제공한다.

이를 위해, 본 실시예의 나선형팬(73)은 도 34를 통해서 쉽게 알 수 있듯이, 메인 나선형팬(73a)과 부(副)나선형팬(73b)으로 구성되며, 메인 나선형팬(73a)의 메인허브(732a) 원주상에는 조립되는 부(副)나선형팬(73b)의 날개지지편(739b)이 삽입되어 조립될 수 있는 삽입홈(739a)이 형성되고, 상기 부나선형팬(73b)의 날개지지편(739b) 내측에는 양측 날개지지편들을 상호 연결하는 보조허브(732b)가 형성된다.

한편, 부나선형팬(73b)의 블레이드(733b)는 BPF(Blade Passing Frequency) 소음을 줄일 수 있도록 날개회전각이 전술한 메인 나선형팬(73a)의 블레이드(733a) 의 날개회전각에 비해 작은 각도로 형성된다.

여기서, 부나선형팬(73b)은 메인 나선형팬(73a)의 메인 블레이드(733a)와는 달리 날개회전각만 줄어드는 것이 아니라, 도 33을 통해 쉽게 확인할 수 있듯이, 블레이드의 길이 및 허브 축방향에 있어서의 블레이드의 전체적인 높이가 달라지게 되며, 헬릭스 지수도 메인 블레이드(733a)와는 다른 값을 갖도록 형성된다.

특히, 본 실시예에서는 부나선형팬(73b)의 블레이드(733b) 하단부가 메인허브(732a)의 축방향 길이를 벗어나지 않도록 형성되어 있음을 알 수 있다.

이와 같이 구성된 본 실시예의 나선형팬(73)은 보조허브(732b)의 날개지지편(739b)을 메인허브(732a)의 삽입홈(739a) 내로 밀어 넣어 형합시킴으로써 조립을 완료한다.

도 35는 도 2의 공기조화기에 적용되는 송풍팬의 제8실시예를 나타낸 사시도이고, 도 36은 도 35의 정면도로서, 본 실시예는 허브(832) 외주면에 형성되는 블레이드(833) 외곽에 중공 구조인 원통형 하우징(835)이 부착된 송풍팬(83)을 제공한다.

즉, 이 실시예에서는 공기를 송풍하기 위한 송풍팬으로 제1실시예에서 제시한 바와 같은 형태의 나선형팬을 사용하되, 블레이드(833) 외곽에 원통형 하우징(835)을 열융착등을 통해 부착하거나 일체로 형성함으로써 팬끝과 오리피스(15) 사이의 BPF소음을 감소시킬 수 있게 된다.

도 37은 도 2의 공기조화기에 적용되는 송풍팬의 제9실시예를 나타낸 사시도로서, 사출 성형시 허브(932) 외주면에 형성되는 블레이드(933)의 개수가 4개로 제 작되는 나선형팬(93)을 나타낸다.

도 38은 도 2의 공기조화기에 적용되는 송풍팬의 제10실시예를 나타낸 사시도로서, 사출 성형시 허브(1032) 외주면에 형성되는 블레이드(1033)의 개수가 5개인 나선형팬(103)을 나타낸다.

도 39는 도 2의 공기조화기에 적용되는 송풍팬의 제11실시예를 나타낸 사시도로서, 원통형 허브(1132) 외주면에 형성되는 블레이드(1133)의 개수가 7개인 나선형팬(113)을 나타낸다.

도 40은 도 2의 공기조화기에 적용되는 송풍팬의 제12실시예를 나타낸 사시도로서, 원통형 허브(1232) 외주면에 형성되는 블레이드(1233)의 개수가 11개인 나선형팬(123)을 나타낸다.

즉, 도 37 내지 도 40은 블레이드 개수를 달리한 여러 가지 경우의 송풍팬을 예시한 것으로서, 이들을 참조하면, 블레이드의 개수 및 형상을 다양화 할 수 있음을 알 수 있다.

특히, 실험 결과에 따르면, 동일 조건에서 블레이드의 개수가 증가하면 허브의 높이를 낮추는 것이 풍량 및 정압 특성의 손실없이 소음을 줄이는데 유리함을 알 수 있었다.

따라서, 상기한 바와 같이 블레이드 수를 증가시킨 각 실시예의 송풍팬이 적용되는 경우에는 고풍량 및 고정압 특성을 제공하면서도 공기조화기의 높이를 낮출 수 있는 콤팩트한 제품의 생산이 가능하게 되며, 이와 더불어 제품군을 다양화 할 수 있게 된다.

그리고, 상기와 같은 실시예의 송풍팬이 적용되는 경우에 있어서도, 공기조화기의 캐비닛(10)이 직방체 또는 원통형 등 다양한 형태로 이루어질 수 있다.

한편, 본 발명은 상기한 실시예들로 한정되지 않으며, 본 발명의 기술사상의 범주를 벗어나지 않는 한, 여러 가지 다양한 형태로의 변형 및 수정이 가능함은 물론이다.

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.

그리고, 본 발명의 공기조화기는 유로를 바깥으로 유지하도록 하는 에어가이드가 설치됨으로 인해, 바깥쪽으로 흐르던 기류가 가운데로 역류함에 기인하여 발생하는 유로손실을 저감시킬 수 있다.

또한, 에어가이드(19)의 하부면 중심에 콘형 가이드(190 ; guide of cone shape)를 둠으로써, 나선형팬(13)과 에어가이드(19) 사이에 존재하는 공간상에서의 팬 중심부로의 역류를 방지할 수 있게 된다.

그리고, 본 발명의 공기조화기는 캐비닛 내에서 구동모터를 지지하여 주는 모터마운트의 구조 개선을 통해 BPF소음을 줄일 수 있는 효과도 얻을 수 있다.

이와 더불어, 나선형팬의 상하 결합부에 진동절연부재를 둠으로써 고조파에 의한 이상 소음을 해소하는 효과를 가져오게 된다.

그리고, 블레이드가 다단으로 구성된 송풍팬을 적용하는 경우에는, 공기를 축방향으로 송풍시키면서 정압을 증가시킬 수 있어, 전체 공조기 시스템의 크기를 줄이고 성능을 향상시킬 수 있다.

이외에도, 블레이드가 다단이며 조립형으로 구성되는 송풍팬을 적용하는 경우에는 양산성이 현저히 높아지게 되며, 블레이드 수를 증가시킨 각 실시예의 송풍팬이 적용되는 경우에는 동일 풍량 및 풍압을 제공하면서도 공기조화기의 높이를 낮출 수 있는 콤팩트한 제품의 생산이 가능하게 된다.

Claims (20)

1. 공기가 흡입 및 토출되는 복수개의 공기통로가 형성된 캐비닛;

   캐비닛 내부에 공기를 강제 송풍하도록 설치되며, 원통형의 허브와 상기 허브의 외주면에 허브의 일단에서 타단까지 축방향을 따라 나선형으로 비틀리면서 형성되되 허브의 수직길이 보다 상하로 일정길이 길게 형성되는 블레이드로 구성된 나선형팬;

   상기 나선형팬 상부측에 설치되어 나선형팬으로부터 토출된 공기 흐름을 안내하는 박스형상의 에어가이드;

   상기 에어가이드 하면 중심부에 설치되어, 상기 나선형팬과 에어가이드 사이의 공간에서의 팬 중심부로의 역류를 방지하는 역류방지 가이드;를 포함하여서 됨을 특징으로 하는 공기조화기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 역류방지 가이드는, 콘형 가이드임을 특징으로 하는 공기조화기.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 콘형 가이드는 원뿔 혹은 원뿔대형임을 특징으로 하는 공기조화기.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 역류방지 가이드는,

   나선형팬과 에어가이드 사이의 공간에서의 팬 중심부로의 역류를 방지하는 원통형 가이드(cylindrical guide)임을 특징으로 하는 공기조화기.
5. 공기가 흡입 및 토출되는 복수개의 공기통로가 형성된 캐비닛;

   상기 캐비닛 내에 설치된 열교환기;

   원통형의 허브와, 상기 허브의 외주면에 허브의 일단에서부터 타단까지 축방향을 따라 나선형으로 비틀어지면서 형성되는 복수개의 나선형 블레이드로 구성되어, 캐비닛의 수직한 축방향으로 공기를 강제 송풍하도록 된 나선형팬;

   상기 나선형팬의 하부에 설치되어 상기 나선형팬을 일방향으로 회동시키는 구동모터;

   상기 캐비닛 내에서 구동모터를 지지하도록 설치되는 모터마운트;

   상기 나선형팬 상부측에 설치되어 나선형팬으로부터 토출된 공기 흐름을 바깥쪽으로 안내하는 속이 빈 박스형상으로서, 상면 및 하면에는 내부 공간에 비해 매우 작은 유로단면적을 갖는 흡입구 및 배출구가 형성되는 에어가이드;

   상기 에어가이드 하면 중심부에 설치되어, 상기 나선형팬과 에어가이드 사이의 공간에서의 팬 중심부로의 역류를 방지하는 콘형 가이드;를 포함하여서 됨을 됨을 특징으로 하는 공기조화기.
6. 공기가 흡입 및 토출되는 복수개의 공기통로가 형성된 캐비닛;

   캐비닛 내부에 공기를 강제 송풍하도록 설치되며, 원통형의 허브와 상기 허브의 외주면에 허브의 일단에서 타단까지 축방향을 따라 나선형으로 비틀리면서 형성되되 허브의 수직길이 보다 상하로 일정길이 길게 형성되는 블레이드로 구성된 나선형팬;

   상기 나선형팬 상부측에 설치되어 나선형팬으로부터 토출된 공기 흐름을 안내하는 박스형상의 에어가이드;

   상기 에어가이드 하면 중심부에 설치되어, 상기 나선형팬과 에어가이드 사이의 공간에서의 팬 중심부로의 역류를 방지하는 역류방지 가이드;

   열교환된 공기를 원하는 방향으로 토출하도록 에어가이드 상에 승강가능하게 설치되는 토출헤드;를 포함하여서 됨을 특징으로 하는 공기조화기.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 에어가이드는 모서리가 라운드지고 속이 빈 박스형상으로서, 외주면에 토출헤드가 승강할 수 있도록 하는 가이드홈이 형성됨을 특징으로 하는 공기조화기.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 에어가이드에는 가이드홈의 공기 누설을 막을 수 있는 누설방지부재가 설치됨을 특징으로 하는 공기조화기.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 누설방지부재는,

   토출헤드의 승강이 가능하면서도 상기 가이드홈에 위치한 토출헤드의 안내로드가 지나고 난 부분을 차폐하도록 가운데 부분이 찢어진 커튼이거나, 탄력을 가지면서 촘촘하게 설치된 솔(brush)임을 특징으로 하는 공기조화기.
10. 제 7 항에 있어서,

    상기 에어가이드의 상면 및 하면에는 내부 공간에 비해 매우 작은 유로단면적을 갖는 흡입구 및 배출구가 형성됨을 특징으로 하는 공기조화기.
11. 제 6 항에 있어서,

    나선형팬의 외측부를 감싸도록 설치되는 오리피스와;

    상기 오리피스의 외측면에 공진현상(共振現像)을 이용해서 특정 주파수의 파(波)를 제거하기 위해 설치되는 레조네이터를 더 포함하여서 됨을 특징으로 하는 공기조화기.
12. 제 11 항에 있어서,

    상기 레조네이터 내부에는 흡음재가 설치됨을 특징으로 하는 공기조화기.
13. 제 12 항에 있어서,

    상기 흡음재는,

    유리면, 스폰지, 난연천인 패브릭 중 어느 하나 혹은 둘 이상이 조합된 형태로 레조네이터 내부에 설치됨을 특징으로 하는 공기조화기.
14. 제 1 항, 제 5 항, 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 나선형팬은,

    블레이드의 허브 축선 방향에 대한 뒤틀림각을 나타내는 값인 헬릭스 지수가 1.8 내지 2.2 범위내의 값을 취하도록 형성되고,

    상기 블레이드의 개수가 n개(여기서, n은 2이상의 정수)일 경우, 상기 블레이드의 날개회전각(α)은 360 도를 n로 나눈 각도보다 30도 이내 범위에서 더 크게 형성되며,

    상기 블레이드는 평면상에서 바라볼 때 타측에 대향 형성된 블레이드에 대해 중첩 및 간섭되는 영역을 갖지 않도록 형성됨을 특징으로 하는 공기조화기.
15. 제 1 항, 제 5 항, 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,

    블레이드는 폭방향 단면이 대략 "S"자형 또는 태극문양의 분할선 형태를 띠게 되되,

    상기 블레이드는 상부측에서 하부측으로 가면서 점차적으로 단면이 펴지면서 직선에 가까워지는 형태를 취하며,

    블레이드의 뒷면에 블레이드의 길이 방향을 따라 블레이드에 대해 힘줄 역할을 하는 리브가 형성되고,

    상기 블레이드 하단부의 기류가 유입되는 입구부측 상면 또는/ 및 하면에 다른 부위에 비해 살을 두툼하게 한 융기부가 형성되며,

    상기 블레이드의 뒷면에는 골프공에 형성된 홈처럼 작은 딤플들이 표면에 형성됨을 특징으로 하는 공기조화기.
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