KR100789815B1 - 크로스플로우 팬의 경계판 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 임펠러의 내부 유동이 원만하게 이루어지도록 함으로써, 유동 교란으로 인해 발생하는 소음을 저감시킬 수 있는 크로스플로우 팬의 경계판 구조에 관한 것이다.

이를 위해, 본 발명은 회전방향을 따라 만곡된 블레이드(111)가 원주상에 일정 간격으로 배열된 다수의 단위팬(110)이 환형의 경계판(120)에 축방향을 따라 직렬로 연결된 임펠러(100)와, 상기 임펠러의 후방에 구비되어 공기의 토출유로를 형성하는 리어가이드(20)와, 상기 임펠러와 일정 간격을 유지하면서 축방향을 따라 구비되어 상기 리어가이드의 갭부(21)와 함께 고압부와 저압부의 경계를 형성하는 스태빌라이저(30)로 구성되는 크로스플로우 팬에 있어서; 상기 임펠러의 내부를 유동하는 공기가 경계판에 의해 교란되는 것을 방지하기 위해, 상기 경계판의 내경부(121)가 유선형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 크로스플로우 팬의 경계판 구조를 제공한다.

크로스플로우 팬, 경계판, 내경부, 유선형

Description

크로스플로우 팬의 경계판 구조{structure of boundary plate in crossflow fan}

도 1a 및 1b는 일반적인 크로스플로우 팬의 구조를 도시한 종단면도 및 횡단면도

도 2는 본 발명에 따른 크로스플로우 팬의 구조를 도시한 횡단면도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 임펠러 110 : 단위팬

111 : 블레이드 120 : 경계판

121 : 경계판 내경부

본 발명은 크로스플로우 팬에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 임펠러의 내부를 통과하는 공기의 유동 교란으로 인해 발생하는 소음을 저감시킬 수 있는 크로스플로우 팬의 경계판 구조에 관한 것이다.

일반적으로 송풍기는 공기조화기 또는 냉동장치 등에 설치되어 외부공기 또는 냉기를 강제 흡입하여 토출하는 장치이다. 이러한 송풍기는 토출압력에 따라 저 압용 팬과 고압용 블로워(blower)로 구분되며, 또한 블레이드(blade)의 형상에 따라 원심형 송풍기, 축류형 송풍기, 횡류형 송풍기 등으로 구분된다. 이 중에서도, 크로스플로우 팬(crossflow fan)은 횡류형 송풍기의 일종으로 축방향으로의 흡입흐름이 없는 대신 임펠러(impeller)의 축에 수직한 평면 내에서 공기의 흡입과 토출이 생긴다. 이러한 특성을 갖는 크로스플로우 팬은 일반적으로 고정압 대풍량을 생산하는데 유리하며 축방향으로 고른 흐름이 발생되기 때문에 공기조화기, 특히 창문형 공기조화기나 천장형 공기조화기에 널리 적용된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 크로스플로우 팬의 구조를 개략적으로 설명하면 다음과 같다.

도 1a 및 1b는 각각 일반적인 크로스플로우 팬의 구조를 개략적으로 도시한 종단면도 및 횡단면도로서, 상기 크로스플로우 팬은 모터(도시생략)에 축결합되어 공기유동을 일으키는 임펠러(impeller;10)와, 상기 임펠러의 외각 후방에 구비되어 흡입공기의 토출유로를 형성하도록 소정 곡률에 따라 만곡된 리어가이드(rear guide;20)와, 상기 임펠러의 외각 일측에 축방향을 따라 구비되어 임펠러의 내부영역에 발생하는 와류를 안정화시키고 상기 리어가이드와 함께 고압부(H)와 저압부(L)의 경계를 형성하는 스태빌라이저(stabilizer;30)로 구성된다.

상기 임펠러(10)는 환형의 경계판(15)에 의해 직렬로 연결된 다수의 단위팬(11)으로 구성되며, 각각의 단위팬(11)은 회전방향으로 만곡된 다수의 블레이드(13)가 원주상에 적당한 간격을 두고 배열되어 구성된다. 이 때, 상기 블레이드(13)가 경계판(15)에 결합될 수 있도록 상기 블레이드의 단부에 삽입돌기(13a)가 형성되고, 상기 경계판의 원주면에 다수의 블레이드 삽입홈(15a)이 형성된다.

상기 리어가이드(20)는 그 일측에 임펠러(10)까지 최단거리를 유지하는 갭부(gap portion;21)가 축방향을 따라 형성된다. 이 때, 상기 리어가이드의 갭부(21)는 스태빌라이저(30)와 함께 흡입공기와 토출공기의 경계를 형성하게 된다.

이와 같이 구성된 크로스플로우 팬은 상기 임펠러(10)가 회전하게 되면 임펠러의 내부에 와류가 생성되며, 이 와류에 의해 공기의 강제 유동이 발생한다. 이를 상술하면, 도 1a에 도시된 바와 같이, 상기 임펠러(10)가 시계방향으로 회전하게 되면 스태빌라이저(30)와 리어가이드의 갭부(21)를 잇는 가상선(l)을 기준으로 전방(도면상 우측)에 저압부(L)가 형성되어 공기가 강제 흡입되고, 상기 가상선(l)의 후방(도면상 좌측)에 고압부(H)가 형성되어 흡입된 공기가 리어가이드(20)의 안내를 받으면서 토출된다. 이상에서, 크로스플로우 팬은 축방향으로의 흡입흐름이 없는 대신 임펠러(10)의 축에 수직한 평면 내에서 공기의 흡입과 토출이 생김을 알 수 있다.

그런데, 전술한 바와 같은 작용 중 상기 임펠러(10)의 내부를 유동하는 공기는 경계판(15)에 의해 상당한 교란을 받게 되었다. 즉, 상기 임펠러(10)의 내부를 유동하는 공기는 임펠러 내부의 와류 중심을 기준으로 회전하게 되는데, 이 중 상기 경계판(15)을 따라 진행하는 공기는 경계판의 내경부(17)에 부딪히게 된다. 이 때, 상기 경계판의 내경부(17)가 공기의 진행방향에 수직한 직선형이거나 아니면 어느 일면이 절개된 사선형으로 형성됨에 따라, 상기 내경부에 부딪히는 공기는 부 드럽게 진행하지 않고 교란되면서 인접 공기의 유동을 방해하게 되었다. 결국, 이러한 유동 교란은 상당한 소음을 야기하게 되었으며, 크로스플로우 팬에서 생성되는 소음 중 무시할 수 없는 부분을 차지하였다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 임펠러의 내부 유동이 원만하게 이루어지도록 함으로써, 유동 교란으로 인해 발생하는 소음을 저감시킬 수 있는 크로스플로우 팬의 경계판 구조를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 회전방향을 따라 만곡된 블레이드가 원주상에 일정 간격으로 배열된 다수의 단위팬이 환형의 경계판에 축방향을 따라 직렬로 연결된 임펠러와, 상기 임펠러의 후방에 구비되어 공기의 토출유로를 형성하는 리어가이드와, 상기 임펠러와 일정 간격을 유지하면서 축방향을 따라 구비되어 상기 리어가이드의 갭부와 함께 고압부와 저압부의 경계를 형성하는 스태빌라이저로 구성되는 크로스플로우 팬에 있어서; 상기 임펠러의 내부를 유동하는 공기가 경계판에 의해 교란되는 것을 방지하기 위해, 상기 경계판의 내경부가 유선형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 크로스플로우 팬의 경계판 구조를 제공한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 크로스플로우 팬의 경계판 구조를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 크로스플로우 팬의 구조를 도시한 횡단면도로서, 본 발명에 따른 크로스플로우 팬은 모터(도시생략)에 축결합되어 공기유동을 일으키는 임펠러(100)와, 상기 임펠러의 외각 후방에 구비되어 흡입공기의 토출유로를 형성하도록 소정 곡률에 따라 만곡된 리어가이드와, 상기 임펠러의 외각 일측에 축방향을 따라 구비되어 임펠러의 내부영역에 발생하는 와류를 안정화시키고 상기 리어가이드와 함께 고압부와 저압부의 경계를 형성하는 스태빌라이저(30)로 구성된다.

상기 임펠러(100)는 환형의 경계판(120)에 의해 직렬로 연결된 다수의 단위팬(110)으로 구성되며, 본 발명은 일례로 3개의 단위팬(110)이 연결된 임펠러를 제시한다. 이 때, 상기 단위팬(110)은 회전방향으로 만곡된 다수의 블레이드(111)가 원주상에 적당한 간격을 두고 배열되어 구성된다. 이 때, 상기 블레이드(111)가 경계판(120)에 결합될 수 있도록 상기 블레이드의 단부에는 삽입돌기(113)가 형성된다.

그리고, 상기 경계판(120)은 블레이드의 삽입돌기(113)와 결합되는 다수의 블레이드 삽입홈(123)이 원주면을 따라 형성되며, 그 내경부(121)가 부드러운 곡면을 지닌 유선형으로 형성된다. 이 때, 상기 경계판의 내경부(121)가 유선형으로 형성되는 이유는 임펠러(100)의 내부 유동이 경계판(120)에 의해 교란되는 것을 방지하기 위함이다. 앞서 설명한 바와 같이, 상기 임펠러(100)의 내부를 회전하는 공기 중 일부는 경계판(120)과 충돌하게 되면서 교란되는데, 그 부분이 바로 경계판의 내경부(121)이다. 따라서, 상기 경계판의 내경부(121)를 공기의 진행방향과 나란하게 부드러운 곡면을 갖는 유선형으로 형성할 경우, 기존에 비해 경계판의 존재로 인한 유동 교란을 최소화할 수 있다.

이 때, 상기 경계판(120)은 유선형을 갖는 내경부(121)가 원주면으로부터 연 장되는 단일 부재로 구성되거나, 아니면 상기 내경부가 유선형의 링부재로서 원주면에 별도로 결합되는 이중 부재로 구성될 수도 있다.

한편, 상기 리어가이드는, 도시되진 않았으나, 그 일측에 임펠러(100)까지 최단거리를 유지하는 갭부(gap portion)가 축방향을 따라 형성된다. 이 때, 상기 리어가이드의 갭부는 스태빌라이저(30)와 함께 흡입공기와 토출공기의 경계를 형성하게 된다.

이와 같이 구성된 크로스플로우 팬은 상기 임펠러(100)가 블레이드(111)의 만곡된 방향에 따라 시계방향 또는 반시계방향으로 회전하게 되면 임펠러의 내부에 와류가 생성되어 공기의 강제 유동이 발생한다. 이를 상술하면, 상기 임펠러(100)가 회전하게 되면 스태빌라이저(30)와 리어가이드의 갭부를 잇는 가상선을 기준으로 그 일측에 저압부가 형성되고 타측에 고압부가 형성된다. 따라서, 공기는 상기 저압부를 통해 임펠러(100)의 내부로 흡입되어 임펠러의 회전방향을 따라 회전하면서 리어가이드의 안내를 받아 고압부로 토출된다. 그 일례가 도 1a에 잘 도시되어 있다.

이 때, 상기 임펠러(100)의 내부를 유동하는 공기 중 임펠러의 경계판(120)을 따라 회전하는 공기는 상기 경계판에 충돌하면서 교란된다. 그러나, 상기 경계판의 내경부(121)가 공기의 진행방향과 나란한 유선형으로 형성되어 있기 때문에, 상기 내경부에 충돌하는 공기는 그 진행방향을 계속 유지할 수 있으므로 인접한 공기와의 교란을 최소화할 수 있다. 따라서, 유동 교란으로 인해 야기되는 소음을 상당히 저감시킬 수 있다.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예를 중심으로 살펴보았으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적 기술 범위 내에서 변형된 형태의 실시예를 구현할 수 있을 것이다. 여기서 본 발명의 본질적 기술 범위는 청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위에 있는 변형된 형태는 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

본 발명에 따른 크로스플로우 팬은 임펠러 내부를 유동하는 공기에 교란을 일으키는 경계판의 내경부를 공기의 진행방향과 나란한 유선형으로 형성함으로써, 유동 교란을 최소화하여 소음을 저감시킬 수 있는 효과를 제공한다.

Claims (1)

1. 회전방향을 따라 만곡된 블레이드가 원주상에 일정 간격으로 배열된 다수의 단위팬이 환형의 경계판에 축방향을 따라 직렬로 연결된 임펠러와, 상기 임펠러의 후방에 구비되어 공기의 토출유로를 형성하는 리어가이드와, 상기 임펠러와 일정 간격을 유지하면서 축방향을 따라 구비되어 상기 리어가이드의 갭부와 함께 고압부와 저압부의 경계를 형성하는 스태빌라이저로 구성되는 크로스플로우 팬에 있어서;

   상기 임펠러의 내부를 유동하는 공기가 경계판에 의해 교란되는 것을 방지하기 위해, 상기 경계판의 내경부가 유선형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 크로스플로우 팬의 경계판 구조.

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