KR100934556B1

KR100934556B1 - 원심 팬 및 이것을 이용한 공기 조화기

Info

Publication number: KR100934556B1
Application number: KR1020087006553A
Authority: KR
Inventors: 찌밍 쩡; 다다시 오니시
Original assignee: 다이킨 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2005-09-30
Filing date: 2006-09-25
Publication date: 2009-12-29
Also published as: US20090255654A1; AU2006298249A1; JP2007100548A; EP1933039A4; KR20080037722A; CN101253333A; WO2007040073A1; AU2006298249B2; EP1933039A1; JP4017003B2; CN100559032C

Abstract

팬 취출구에 있어서의 날개의 높이 방향의 풍속 분포가 균일화되어 운전음이 저감된 원심 팬, 및 이 원심 팬이 적용되어 운전음이 저감된 공기 조화기가 제공된다. 원심 팬은, 모터의 회전축을 고정하는 허브, 허브의 외주에 형성된 주판, 주판에 대향해 배치되어 기체 유로를 형성하는 쉬라우드, 주판과 쉬라우드의 사이에 배치된 복수 장의 날개, 및 쉬라우드의 흡입측에 배치된 벨 마우스를 구비하고 있다. 쉬라우드의 벨 마우스에 대한 표면에는, 팬의 운전시에 상기 표면을 따라서 쉬라우드의 중심으로부터 외주로 향하는 공기류를 형성하는 돌기부 또는 오목부가 형성되어 있다. 공기 조화기는, 이와 같이 구성된 원심 팬을 탑재하고 있다.

Description

원심 팬 및 이것을 이용한 공기 조화기{CENTRIFUGAL FAN AND AIR CONDITIONER USING THE SAME}

본 발명은, 원심 팬 및 이것을 이용한 공기 조화기에 관한 것으로서, 특히 원심 팬 및 이것을 이용한 공기 조화기에 있어서의 저소음화에 관한 것이다.

일반적으로, 원심 팬은 고효율이며, 저소음이어서 공기 조화기에 다용되고 있다. 또, 최근에는 업무용의 분야에서 천정 매입형 공기 조화기가 많이 이용되고, 가정용의 분야에서 벽걸이형 공기 조화기가 많이 이용되고 있다. 이들 어느 공기 조화기에 있어서나, 소형화를 위해서 원심 팬의 취출(吹出)측에 열교환기가 배치되는 구조가 많아지고 있다.

이와 같이 원심 팬의 취출측에 열교환기가 배치되는 구조에 있어서는, 열교환기에 있어서의 풍속 분포를 균일화하기 위해서, 임펠러의 축방향 길이, 즉 날개의 높이를 열교환기의 사이즈에 맞춰서 크게 해야 하는 경우가 많다.

그런데, 원심 팬에서는 일반적으로, 쉬라우드(shroud)의 주판에 대한 표면에 있어서의 팬 취출구 근방에서 박리류가 생긴다. 그리고, 이 박리류에 의해 소음이 발생함과 더불어, 팬 취출구에 있어서의 공기류의 풍속 분포가 주판에 치우친 상태가 되는 문제가 있다. 또한, 원심 팬의 취출측에 열교환기가 배치되는 공기 조화 기에서는, 팬 취출구에 있어서의 공기류의 풍속 분포가 주판에 치우친 상태가 되는 것에 기인하여, 열교환기의 풍속 분포가 불균일해져 열교환기의 열교환 효율이 저하됨과 더불어 열교환기의 통풍 저항이 증가한다. 그 결과, 팬의 회전에 필요한 동력이 증가함과 더불어 에너지 효율이 저하되고 있었다.

이 박리류를, 도 10 및 도 11을 이용해 설명한다. 도 10은, 종래의 원심 팬으로서의 터보 팬의 임펠러의 외관을 나타낸 사시도이며, 도 11은, 같은 터보 팬의 일부를 나타낸 종단면도이다. 이들 도면에 나타낸 바와 같이, 터보 팬은, 모터의 회전축을 고정하는 허브(101), 허브(101)의 외주에 일체로 형성된 주판(102), 주판(102)에 대향하여 배치되어 기체 유로(103)를 형성하는 쉬라우드(104), 주판(102)과 쉬라우드(104)의 사이에 배치된 복수 장의 날개(105), 및 쉬라우드(104)의 흡입측에 배치된 벨 마우스(bell mouth)(106)를 갖고 있다. 그리고, 허브(101), 주판(102), 쉬라우드(104) 및 날개(105)가 터보 팬의 임펠러를 구성하고 있다. 이 임펠러는, 도 10에 나타낸 화살표 R의 방향으로 회전한다. 벨 마우스(106)는, 터보 팬이 이용되는 공기 조화기를 구성하는 부재, 예를 들면 케이싱에 부착되어 있다. 벨 마우스(106)의 중앙부에는 팬 흡입구(107)가 형성되고, 공기 유로(103)에 있어서 쉬라우드(104)의 외주에 대응하는 개소가 팬 취출구(108)를 구성하고 있다.

이러한 구성을 갖는 터보 팬에서는, 팬 취출구(108)로부터 불어 넣어지는 공기류 중 일부가, 벨 마우스(106)의 표면을 따라서 쉬라우드(104)의 흡입구(104a)로 들어간다. 그리고, 상기 공기류 중 일부가, 벨 마우스(106)와 쉬라우드(104)의 틈 새(109)로부터 터보 팬의 임펠러 내에 흡입되고, 팬 취출구(108)로부터 재차 불어 넣어지는 순환 공기류를 형성하고 있다. 흡입구(104a)로부터 팬 취출구(108)에 걸친 쉬라우드(104)의 주판(102)에 대한 표면(104b)의 형상의 변화가 급격한 것으로부터, 팬 취출구(108) 근방에서 박리류(E)가 형성된다. 그리고, 이 박리류(E)에 의해, 상술과 같이 소음이 발생하고, 팬 취출구(108)에 있어서의 풍속 분포가 주판(102)에 치우치는 문제가 있었다.

이와 같은 문제를 해결하는 것으로서 특허 문헌 1에 기재된 터보 팬이 제안되어 있다. 이 터보 팬의 기본적인 구조는, 도 10 및 도 11에 나타나 있는 터보 팬과 동일하지만, 날개의 형상이 다음과 같이 연구되고 있다. 즉, 특허 문헌 1에 기재된 터보 팬의 날개에서는, 후연부에 있어서의 쉬라우드와의 결합부의 위치가, 주판과의 결합부의 위치보다 회전 방향의 반대측으로 소정량만큼 오프셋되어 있다. 또, 쉬라우드측 날개부분의 정압면이 돌기 형상으로 형성됨과 더불어, 쉬라우드측 날개부분의 캠버선의 최대 휨 위치가 익현(翼弦) 길이의 중간 위치보다 전연에 위치해 있다. 또한, 쉬라우드측의 날개 입구각이, 쉬라우드측 날개부분의 캠버선을 단원호 캠버선으로 한 경우와 같은 각도로 형성됨과 더불어, 주판측 날개부분의 캠버선이 단원호 형상을 갖고 있다. 이로 인해, 쉬라우드측의 날개 출구각이 커지고, 이 쉬라우드측의 날개 출구각이 주판측의 날개 출구각에 가까워져 있다.

특허 문헌 1에 기재된 터보 팬은, 날개가 상술과 같이 구성됨으로써, 날개의 전연부로부터 유입해 날개의 후연부를 향해 흐르는 공기류에 대해서 쉬라우드 방향으로의 힘을 주어, 박리류를 억제하는 것을 의도하고 있다. 또, 이 터보 팬은, 쉬 라우드측의 날개 출구각을 주판측의 날개 출구각에 가깝게 함으로써, 팬 취출구에 있어서의 날개의 높이 방향의 풍속 분포의 균일화를 도모하고 있다.

[특허 문헌 1：일본국 특허공개 평5-312189호 공보]

그러나, 특허 문헌 1에 기재된 터보 팬에 있어서는, 아직 쉬라우드의 주판에 대한 표면에 있어서의 팬 취출구 근방에 발생하는 박리류를 충분히 억제할 수 없었다. 이 때문에, 박리류에 의한 소음을 충분히 억제할 수 없었다. 또, 팬 취출구에 있어서의 날개의 높이 방향의 풍속 분포가 주판에 치우쳐 있었다. 또한 , 특허 문헌 1에 기재된 터보 팬을 탑재한 공기 조화기에서는 운전음이 크다는 문제가 있었다. 특허 문헌 1에 기재된 터보 팬이 이용됨과 더불어, 팬 취출측에 열교환기가 배치된 공기 조화기에 있어서는, 열교환기에 있어서의 풍속 분포가 불균일해진다. 그 때문에, 열교환기의 통풍 저항이 커져 팬의 회전에 필요한 동력이 커짐과 더불어, 열교환기의 열교환 효율이 낮아져 있었다. 이 결과, 공기 조화기의 에너지 효율이 낮아진다는 문제가 있었다. 이러한 이유에 의해, 특허 문헌 1에 기재된 터보 팬에 있어서도, 팬 취출구에 있어서의 날개의 높이 방향의 풍속 분포의 한층 더한 개선이 요구되고 있었다. 또, 특허 문헌 1에 기재된 터보 팬의 날개는 특수한 형상을 가지므로, 일반적인 공기 조화기의 원심 팬에는 적용될 수 없다. 그 때문에, 일반적인 공기 조화기의 원심 팬에 적용 가능한 개선책이 요망되고 있었다.

본 발명의 목적은, 일반적인 공기 조화기의 원심 팬에 적용될 수 있는 신규 구성으로서, 쉬라우드의 주판에 대한 표면에 있어서의 팬 취출구 근방에 발생하는 박리류를 억제함으로써, 원심 팬의 팬 취출구에 있어서의 날개의 높이 방향의 풍속 분포를 균일화함과 더불어, 원심 팬의 운전음을 저감할 수 있는 원심 팬을 제공하는 것에 있다. 또, 본 발명의 다른 목적은, 원심 팬을 탑재하는 공기 조화기에 있어서, 이와 같이 구성된 원심 팬을 이용함으로써 운전음을 저감할 수 있는 공기 조화기를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 일 형태에서는, 모터의 회전축을 고정하는 허브, 허브의 외주에 형성된 주판, 주판에 대향해 배치되어 기체 유로를 형성하는 쉬라우드, 주판과 쉬라우드 사이에 배치된 복수 장의 날개, 및 쉬라우드의 흡입측에 배치된 벨 마우스를 갖는 원심 팬이 제공된다. 쉬라우드의 벨 마우스에 대한 표면에는, 팬의 운전시에 상기 표면을 따라서 쉬라우드의 중심으로부터 외주로 향하는 공기류를 형성하는 복수의 돌출부 또는 오목부가 형성되어 있다.

이 구성에 의하면, 쉬라우드의 벨 마우스에 대한 표면에 형성된 돌출부 또는 오목부에 의해, 상기 표면을 따라서 쉬라우드의 중심으로부터 외주로 향하는 공기류가 발생된다. 이 공기류는, 쉬라우드의 벨 마우스에 대한 표면과 벨 마우스 사이에 형성되는 공간에 있어서, 쉬라우드의 외주로부터 벨 마우스의 외주벽의 표면을 경유해 쉬라우드의 중심으로부터 다시 그 외주로 향하는 순환 기류로 발전한다. 이 때문에, 팬 취출구로부터 토출되는 공기류의 일부가, 이 순환 기류에 유인되어 순환한다. 이와 같이 하여 순환하는 공기의 일부는, 허브와 쉬라우드의 틈새로부터 쉬라우드의 주판에 대한 표면을 따라서 팬 취출구로 향해 흐름으로써, 쉬라우드의 주판에 대한 표면을 따르는 공기류가 증가한다. 이 결과, 쉬라우드의 주판에 대한 표면에 있어서의 팬 취출구 근방에 발생하는 박리류가 억제되고, 원심 팬의 운전음이 저하함과 더불어, 팬 취출구에 있어서의 날개의 높이 방향의 풍속 분포가 균일화된다.

쉬라우드의 벨 마우스에 대한 표면에는, 팬의 운전시에 상기 표면을 따라서 쉬라우드의 중심으로부터 외주로 향하는 공기류를 형성하는 복수의 리브 형상 돌출부가 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 리브 형상 돌출부를 날개와 같이 작용시키는 것이 용이해지고, 쉬라우드의 벨 마우스에 대한 표면에 홈 형상을 갖는 오목부가 형성되는 경우에 비해, 쉬라우드의 중심으로부터 외주로 향하는 순환 기류를 발생시키기 쉬워진다.

쉬라우드의 벨 마우스에 대한 표면의 리브 형상 돌출부는, 날개의 쉬라우드측 날개부분의 캠버선과 대략 같은 기울기를 가짐과 더불어, 쉬라우드의 벨 마우스에 대한 표면 전체 둘레에 걸쳐 등간격으로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 쉬라우드의 벨 마우스에 대한 표면에 형성되는 순환 기류의 쉬라우드의 외주부에 있어서의 기류 방향과, 팬 취출구로부터 토출되는 공기류의 기류 방향을 일치시킬 수 있다. 그 때문에, 팬 취출구로부터 토출되는 공기류로부터 쉬라우드의 벨 마우스에 대한 표면의 순환 기류에 유인되는 양이 증가한다. 이 결과, 쉬라우드의 주판에 대한 표면을 따라서 쉬라우드의 흡입구로부터 팬 취출구로 향하는 공기류가 증가하고, 쉬라우드의 주판에 대한 표면에 있어서의 팬 취출구 근방에 발생하는 박리류를 한층 더 억제할 수 있다.

쉬라우드의 벨 마우스에 대한 표면의 리브 형상 돌출부의 피치는, 날개의 피치보다 작은 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 쉬라우드의 벨 마우스에 대한 표면과 벨 마우스 사이의 공간에 순환 기류를 효율적으로 발생시킬 수 있다.

쉬라우드의 벨 마우스에 대한 표면의 리브 형상 돌출부의 높이는, 쉬라우드를 형성하는 판두께와 같은 정도인 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 쉬라우드가 수지로 일체 성형되는 경우에, 쉬라우드 전체에 있어서의 두께의 변화량을 작게 할 수 있고, 쉬라우드의 성형이 용이해진다. 또, 쉬라우드의 리브 형상 돌출부는, 쉬라우드와 벨 마우스 사이에 형성되는 작은 공간에 대해서 적절한 높이를 갖는다. 이 결과, 효율적으로 상기 순환 기류를 발생해 소음을 효율적으로 저감할 수 있다.

쉬라우드의 벨 마우스에 대한 표면의 리브 형상 돌출부는, 쉬라우드의 벨 마우스에 대한 표면으로부터 수직으로 연장됨과 더불어 임펠러의 회전 방향에 있어서 전방에 위치하는 전측면과, 쉬라우드의 벨 마우스에 대한 표면으로부터 수직으로 연장됨과 더불어 임펠러의 회전 방향에 대해 후방에 위치하는 후측면과, 양측면을 연결하는 선단면을 갖고 있는 것이 바람직하다. 이 경우, 선단면과 전측면은 서로 대략 직교하도록 연결되고, 후측면은, 선단을 향함에 따라 전측면을 향해 만곡되어 있다.

이 구성에 의하면, 정압측이 되는 전측면이 선단면까지 수직으로 연장되어 있으므로, 쉬라우드의 벨 마우스에 대한 표면에 있어서의 중심으로부터 외주로 향하는 기류의 발생 능력을 높게 유지할 수 있다. 또, 부압측이 되는 후측면이 선단을 향함에 따라 전측면을 향해 만곡되어 있으므로, 공기가 부압면측에 들어가기 쉬워지고, 부압면측에 있어서의 소용돌이의 발생을 억제할 수 있다. 이 결과, 쉬라우드의 벨 마우스에 대한 표면에 있어서의 중심으로부터 외주로 향하는 기류를 한층 더 효율적으로 발생시키는 것이 가능해지고, 부압면측의 소용돌이에 의한 소음을 억제할 수 있다.

본 발명의 다른 형태에서는, 상기 원심 팬을 탑재한 공기 조화기가 제공된다. 이 구성에 의하면, 원심 팬의 운전음이 저감됨으로써, 공기 조화기의 소음을 저감할 수 있다.

원심 팬의 팬 흡입구의 전면에는 실내 공기를 빨아 들이는 공기 흡입구가 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이 경우, 원심 팬의 취출측에는 열교환기가 배치되어 있다. 열교환기의 하류에는 실내에 공기를 불어 넣는 공기 취출구가 배치되어 있다. 이 구성에 의하면, 공기 조화기의 콤팩트화에 적합한 구조가 제공된다. 또, 원심 팬의 팬 취출구에 있어서의 날개의 높이 방향의 풍속 분포가 균일화되고, 열교환기의 풍속 분포가 개선된다. 그 결과, 열교환기의 열교환 효율이 개선됨과 더불어 공기 조화기 내의 저항이 저감되고, 공기 조화기의 에너지 효율이 개선된다.

원심 팬은 터보 팬인 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 팬 효율을 향상시킬 수 있음과 더불어, 운전음을 한층 더 억제할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 공기 조화기의 외관을 나타낸 사시도.

도 2는 공기 조화기를 나타낸 평단면도.

도 3은 공기 조화기의 전면이 개방된 상태를 나타낸 사시도.

도 4는 공기 조화기의 터보 팬을 구성하는 임펠러를 나타낸 사시도.

도 5는 임펠러의 일부를 확대해 나타낸 사시도.

도 6은 터보 팬의 일부를 확대해 나타낸 종단면도.

도 7은 임펠러에 있어서의 리브 형상 돌출부를 확대해 나타낸 단면도.

도 8은 리브 형상 돌출부의 변형예를 나타낸 단면도.

도 9는 공기 조화기에 있어서의 열교환기를 나타낸 사시도.

도 10은 종래예에 관한 터보 팬에 있어서의 임펠러를 나타내는 사시도.

도 11은 터보 팬의 일부를 나타내는 종단면도.

이하, 본 발명의 실시 형태에 관한 원심 팬 및 이 원심 팬을 탑재한 공기 조화기에 대해서, 도면에 기초해 설명한다.

본 실시 형태에 관한 공기 조화기는 벽걸이형 공기 조화기의 실내 유닛이며, 도 1의 사시도에 나타낸 바와 같이 가로로 긴 상자형 형상을 갖고 있다. 이 실내 유닛은, 도 2의 평단면도에 나타낸 바와 같이, 두께 방향(도 2의 상하 방향)의 치수가 작아지도록 형성되어 있다. 본체 케이싱(1) 내에는, 실내 팬으로서의 터보 팬(2)과, 실내 공기를 냉각 또는 가열하는 열교환기(4)가 수납되어 있다.

본체 케이싱(1)은, 도 1의 사시도에 나타낸 바와 같이, 상기 본체 케이싱(1)의 전면에 전판(11)을 구비하고 있다. 이 전판(11)은, 중앙부에 실내 공기를 빨아 들이는 공기 흡입구(12)를 구비하고, 양측부에, 열교환기(4)에서 열교환된 공기를 불어 넣기 위한 공기 취출구(13)를 구비하고 있다. 본체 케이싱(1)의 내부에는, 도 2의 평단면도 및 도 3의 사시도에 나타낸 바와 같이, 중앙부에 터보 팬(2)이 배치되고, 양측부에 열교환기(4)가 배치되어 있다. 터보 팬(2)은, 공기 흡입구(12)로부터 흡입된 공기가 터보 팬(2)의 측방에 불어 넣어지도록 배치되어 있다. 열교환기(4)는 터보 팬(2)의 취출측에 위치해 있다. 본체 케이싱(1) 내에는, 터보 팬(2)에 흡입된 공기가 열교환기(4)에서 열교환된 후, 공기 취출구(13)로부터 실내로 불어 넣어지도록 공기 통로(14)가 형성되어 있다.

터보 팬(2)은, 도 2에 나타낸 바와 같이, 임펠러(21)와, 상기 임펠러(21)에 공기를 안내하는 벨 마우스(22)와, 임펠러(21)를 구동하는 모터(23)를 갖고 있다. 임펠러(21)의 회전축, 즉 모터(23)의 회전축(23a)이, 본체 케이싱(1)의 두께 방향으로 연장되도록 본체 케이싱(1) 내의 중앙부에 배치되어 있다. 벨 마우스(22)는, 공기 흡입구(12)에 대응하는 위치에 배치되어 있다. 모터(23)로서는, 박형 사양의 모터, 예를 들면 프린트 모터가 사용되고 있고, 본체 케이싱(1)의 배벽(背壁)에 있어서, 임펠러(21)에 대응하는 위치에 고정되어 있다.

임펠러(21)는, 도 2~도 6에 나타낸 바와 같이, 모터(23)의 회전축(23a)을 고정하는 허브(24), 허브(24)의 외주에 일체로 형성된 주판(25), 주판(25)에 대향해 배치되어, 기체 유로(26)를 형성하는 쉬라우드(27), 및 주판(25)과 쉬라우드(27)의 사이에 배치된 6장의 날개(28)로 구성되어 있다. 도 4는 임펠러의 외관을 나타낸 사시도이며, 도 5는 임펠러의 일부의 외관을 확대해 나타낸 사시도이며, 도 6은 터보 팬의 일부를 나타낸 종단면도이다. 도 3~도 5, 및, 후술하는 도 7 및 도 8의 각 도에 있어서의 화살표 R은, 임펠러(21)의 회전 방향을 나타내고 있다. 벨 마우 스(22)의 중앙부에는 팬 흡입구(29)가 형성되어 있다. 벨 마우스(22)는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 전판(11)과 협동해 열교환기(4)의 흡입측을 구획하는 칸막이 벽으로서도 기능하고 있다. 기체 유로(26)에 있어서 쉬라우드(27)의 외주에 대응하는 개소, 즉 날개(28)의 후연은 팬 취출구(30)를 구성하고 있다.

날개(28)의 구성은, 상술의 특허 문헌 1에 기재된 날개의 구성과 같다. 즉, 날개(28)는, 그 후연에 있어서의 쉬라우드(27)와의 결합부의 위치가, 주판(25)과의 결합부의 위치보다 회전 방향의 반대측으로 소정량만큼 오프셋되어 있다. 또, 쉬라우드측 날개부분의 정압면이 돌기 형상으로 형성됨과 더불어, 쉬라우드측 날개부분의 캠버선의 최대 휨 위치가 익현 길이의 중간 위치보다 전연에 위치해 있다. 또한, 쉬라우드측의 날개 입구각이, 쉬라우드측 날개부분의 캠버선을 단원호(單圓弧) 캠버선으로 한 경우와 같은 각도로 형성됨과 더불어, 주판측 날개부분의 캠버선이 단원호 형상을 갖고 있다.

도 3~도 6에 나타낸 바와 같이, 쉬라우드(27)의 벨 마우스(22)에 대한 표면(27a)에는, 팬의 운전시에 상기 표면(27a)에 따라서 쉬라우드(27)의 중심으로부터 외주로 향하는 공기류를 형성하는 복수의 리브 형상 돌출부(31)가 형성되어 있다. 이들 리브 형상 돌출부(31)는, 날개(28)의 쉬라우드측 날개부분의 캠버선과 대략 같은 기울기를 갖도록 형성됨과 더불어, 쉬라우드(27)의 표면(27a) 전체 둘레에 걸쳐 등간격으로 형성되어 있다. 각 리브 형상 돌출부(31)의 피치는, 각 날개(28)의 피치의 약 1／10 정도로 작게 형성되어 있다. 리브 형상 돌출부(31)의 높이는 쉬라우드(27)를 형성하는 판두께와 같은 정도이며, 1㎜ 정도로 형성되어 있 다. 도 7에 나타낸 바와 같이, 리브 형상 돌출부(31)는, 임펠러(21)의 회전 방향에 있어서, 전방에 위치하는 전측면(32)과, 후방에 위치하는 후측면(33)과, 이들 양측면(32, 33)을 연결하는 선단면(34)을 갖고 있다. 각 측면(32, 33)은, 쉬라우드(27)의 표면(27a)으로부터 수직으로 연장되어 있다. 전측면(32) 및 선단면(34)은 서로 대략 직교하도록 연결되어 있다. 후측면(33)은, 선단을 향함에 따라 전측면(32)을 향해 만곡되어 있다.

각 열교환기(4)는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 터보 팬(2)을 통해 대략 대칭적으로 분산 배치되어 있다. 분산 배치된 양 열교환기(4)는, 도 9의 사시도에 나타낸 바와 같이, 본체 케이싱(1)의 저부의 스페이스를 이용하여 배치되는 냉매 배관(41)에 의해 연결되고, 일체가 되어 작용하도록 구성되어 있다. 각 열교환기(4)에 있어서, 도 9에 나타낸 바와 같이, 전판(42)과 후판(43) 사이에는, 6열의 편평 튜브(44)가, 본체 케이싱(1)의 두께 방향으로 연장되도록, 또한 서로 평행하게 배치되어 있다. 이들 편평 튜브(44) 사이, 및 편평 튜브(44)와 전판(42) 또는 후판(43) 사이에는, 콜 게이트 핀(45)이 개재되어 있다. 편평 튜브(44)와 콜 게이트 핀(45)은, 예를 들면 납땜에 의해 접합되어 있다.

이상과 같이 구성된 공기 조화기, 및 공기 조화기에 탑재된 터보 팬은 다음과 같이 작용한다. 공기 조화기의 운전이 개시되어 터보 팬(2)이 운전되면, 공기 흡입구(12)로부터 실내 공기가 흡입된다. 이 실내 공기는, 팬 흡입구(29)로부터 터보 팬(2)의 기체 유로(26)에 받아들여지고, 날개(28)에 의해 승압되어 팬 취출구(30)로부터 토출된다. 팬 취출구(30)로부터 불어 넣어진 공기는 각 열교환기(4) 로 열교환되고, 공기 취출구(13)로부터 실내로 불어 넣어진다.

도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 터보 팬(2)에서는, 쉬라우드(27)의 표면(27a)에 형성된 복수의 리브 형상 돌출부(31)가 날개와 같이 작용하여, 상기 표면(27a)에 따라서 쉬라우드(27)의 중심으로부터 외주로 향하는 공기류(S1)가 발생된다. 이 공기류(S1)는, 쉬라우드(27)의 표면(27a)과 벨 마우스(22)의 사이에 형성되는 공간에 있어서, 쉬라우드(27)의 외주로부터 벨 마우스(22)의 외주벽의 표면을 경유해 쉬라우드(27)의 중심으로부터 다시 그 외주로 향하는 순환 기류(S2)로 발전한다. 이 때문에, 팬 취출구(30)로부터 토출되는 공기류(S3)의 일부인 공기류(S4)가, 이 순환 기류(S2)에 유인되어 순환한다. 이와 같이 하여 순환하는 공기의 일부인 공기류(S4)는, 허브(24)와 쉬라우드(27)의 틈새(35)로부터 쉬라우드(27)의 주판(25)에 대한 표면(27b)을 따라서 팬 취출구(30)를 향해 흐른다. 그 때문에, 쉬라우드(27)의 표면(27b)을 따르는 공기류(S5)가 증가한다. 이 결과, 쉬라우드(27)의 표면(27b)에 있어서의 팬 취출구(30)의 근방에 발생하는 박리류(E)가 억제되고, 터보 팬(2)의 운전음이 저하됨과 더불어, 팬 취출구(30)에 있어서의 날개의 높이 방향의 풍속 분포가 균일화된다.

리브 형상 돌출부(31)는, 날개(28)의 쉬라우드측 날개부분의 캠버선과 대략 같은 기울기를 갖도록 형성되어 있다. 그 때문에, 쉬라우드(27)의 표면(27a)을 따라서 흐르는 공기류(S1)의 쉬라우드(27)의 외주부에 있어서의 기류 방향과, 팬 취출구(30)로부터 토출되는 공기류(S3)의 기류 방향을 일치시킬 수 있다. 이와 같이 공기류(S1)와 공기류(S3)의 기류 방향이 대략 일치함으로써, 팬 취출구(30)로부터 토출되는 공기류(S3)로부터 쉬라우드(27)의 표면(27a) 상의 순환 기류(S2)에 유인되는 공기류(S4)의 양이 증가한다. 이 결과, 쉬라우드(27)의 표면(27b)을 따라서 쉬라우드(27)의 흡입구로부터 팬 취출구(30)를 향하는 공기류(S5)가 증가하고, 쉬라우드(27)의 표면(27b)에 있어서의 팬 취출구(30)의 근방에 발생하는 박리류(E)를 한층 더 억제할 수 있다.

리브 형상 돌출부(31)는, 그 피치가 날개(28)의 피치보다 상당히 작아지도록 형성되어 있다. 그 때문에, 쉬라우드(27)의 표면(27a)과 벨 마우스(22) 사이의 작은 공간에 있어서, 순환 기류(S2)를 효율적으로 발생시킬 수 있다.

리브 형상 돌출부(31)의 높이는, 쉬라우드(27)를 형성하는 판두께와 같은 정도이다. 그 때문에, 쉬라우드(27) 전체가 수지로 일체 성형되는 경우에, 쉬라우드(27) 전체에 있어서의 두께의 변화량을 작게 할 수 있고, 쉬라우드(27)의 성형이 용이해진다. 또, 리브 형상 돌출부(31)는, 쉬라우드(27)와 벨 마우스(22) 사이에 형성되는 작은 공간에 대해서 적절한 높이를 갖고 있고, 효율적으로 상기 순환 기류(S2)를 발생해 소음을 효율적으로 저감할 수 있다.

리브 형상 돌출부(31)는, 도 7에 나타낸 바와 같이, 정압측에 위치하는 전측면(32)이 선단면(34)까지 수직으로 연장되어 있으므로, 쉬라우드(27)의 표면(27a)에 있어서의 중심으로부터 외주로 향하는 공기류(S1)의 발생 능력을 높게 유지할 수 있다. 또, 부압측에 위치하는 후측면(33)의 선단부가 원호상으로 형성되어 있다. 그 때문에, 공기가 부압측으로 들어가기 쉬워지고, 부압측에 있어서의 소용돌이(F)의 발생을 억제할 수 있다. 이 결과, 쉬라우드(27)의 표면(27a)에 있어서의 중심으로부터 외주로 향하는 기류를 한층 더 효율적으로 일으키는 것이 가능해지고, 부압측에 발생하는 소용돌이에 의한 소음을 억제할 수 있다.

본 실시 형태에 있어서의 터보 팬(2)에서는, 상술의 특허 문헌 1에 기재된 터보 팬과 같이, 날개(28)의 후연부에 있어서의 쉬라우드(27)와의 결합부의 위치가, 주판(25)과의 결합부의 위치보다 회전 방향의 반대측으로 소정량 오프셋되어 있다. 그 때문에, 날개(28)의 전연부로부터 유입해 날개(28)의 후연부를 향해 흐르는 공기류에 쉬라우드(27) 방향으로의 힘이 주어진다. 따라서, 이 점으로부터도 박리류(E)가 억제된다. 또 , 쉬라우드측 날개부분의 정압면이 돌기 형상으로 형성됨과 더불어, 쉬라우드측 날개부분의 캠버선의 최대 휨 위치가 익현 길이의 중간 위치보다 전연에 위치해 있다. 또한, 쉬라우드측의 날개 입구각이, 쉬라우드측 날개부분의 캠버선을 단원호 캠버선으로 한 경우와 같은 각도로 형성됨과 더불어, 주판측 날개부분의 캠버선이 단원호 형상을 갖고 있다. 이로 인해, 쉬라우드측의 날개 출구각을 크게 하여, 이 쉬라우드측의 날개 출구각을 주판측의 날개 출구각에 가깝게 하고 있다. 이러한 구성을 가짐으로써, 팬 취출구(30)에 있어서의 날개(28)의 높이 방향의 풍속 분포가 균일화되어 있다.

본 실시 형태에 관한 공기 조화기는, 터보 팬(2)의 운전음이 저감됨으로써, 공기 조화기로서의 운전음을 저감할 수 있다.

이 공기 조화기는, 터보 팬(2)의 팬 흡입구(29)의 전면에 실내 공기를 빨아 들이는 공기 흡입구(12)를 갖고 있다. 터보 팬(2)의 취출측에는 열교환기(4)가 배치되고, 이 열교환기(4)의 하류에, 실내에 공기를 불어 넣는 공기 취출구(13)가 배 치되어 있다. 그 때문에, 본체 케이싱(1)의 두께 방향에 있어서의 열교환기(4)의 치수를 작게 함으로써, 공기 조화기의 두께 방향의 외형 치수를 작게 하는 것이 가능해진다. 터보 팬(2)의 팬 취출구(30)에 있어서의 날개의 높이 방향의 풍속 분포가 균일화되어, 열교환기(4)의 풍속 분포가 개선된다. 그 결과, 열교환기(4)의 열교환 효율이 개선됨과 더불어 공기 조화기 내의 저항이 저감되고, 공기 조화기의 에너지 효율이 개선된다.

이 공기 조화기에서는, 실내 팬으로서 터보 팬(2)이 이용되고 있다. 그 때문에, 다른 원심 팬이 이용되는 경우보다, 팬 효율을 향상시킬 수 있음과 더불어 운전음을 한층 더 억제할 수 있다.

본 실시 형태는, 이하와 같이 변경되어도 된다.

(1)본 실시 형태에 있어서는, 날개(28)가 상술의 특허 문헌 1에 기재된 날개와 같은 구성을 갖는다. 이것에 한정되지 않고, 예를 들면, 특허 문헌 1에 있어서 종래 기술로서 소개되어 있는, 날개(28)의 전연부 및 후연부가 각각 주판(25) 및 쉬라우드(27)에 직교하는 이차원 형상을 날개(28)가 가져도 된다. 이 경우도, 본 발명이 적용될 수 있다.

(2)본 실시 형태에서는 터보 팬(2)에 대한 소음 저하를 설명하고 있지만, 시로코팬, 래디얼팬 등의 다른 원심 팬에 대해서도 같은 문제가 있다. 그리고, 다른 원심 팬에 있어서도, 본 실시 형태의 경우와 같이 쉬라우드(27)의 표면(27a)에 리브 형상 돌출부(31)가 설치되어도 된다. 이 경우도, 본 실시 형태와 같은 작용 효과를 얻을 수 있다.

(3)본 실시 형태 및 상기 변형예 (1) 및 (2)의 경우를 포함하고, 리브 형상 돌출부(31) 대신에, 공기류(S1)를 형성하는 날개 형상을 갖는 돌출부, 또는 오목 홈과 같은 오목부가 쉬라우드(27)의 표면(27a)에 형성되어도 된다. 그러나, 오목홈은 절삭에 의해서 간단하게 형성될 수 있지만, 쉬라우드(27)의 판두께와의 관계로 깊은 오목홈을 얻을 수 없다. 또, 리브 형상 돌출부(31)의 경우에 비해 공기 흐름의 변화가 많아지고, 쉬라우드(27)의 표면(27a)을 따라서 쉬라우드(27)의 중심으로부터 외주로 향하는 공기류(S1)를 효율적으로 발생시키는 것이 곤란하다고 생각된다.

(4)리브 형상 돌출부(31)에 있어서, 도 8에 나타낸 바와 같이, 선단면(34)과 전측면(정압면)(32)이 서로 대략 직교하도록 연결됨과 더불어, 선단면(34)과 후측면(부압면)(33)이 서로 대략 직교하도록 연결되어도 된다. 그러나, 이 경우는, 후 측면(부압면)(33)에 공기가 들어가기 어려워지므로 소용돌이(F)의 발생이 커지고, 본 실시 형태에 있어서의 리브 형상 볼록부(31)에 비해, 소음 저감 효과 및 팬 취출구의 풍속 분포의 균일화 효과가 열화한다.

(5)리브 형상 돌출부(31)의 높이는 본 실시 형태에 있어서 대략 1㎜이다. 이것에 한정되지 않고, 예를 들면 터보 팬(2)의 임펠러의 직경, 또는 쉬라우드(27)와 벨 마우스(22)의 사이에 형성되는 공간의 크기에 따라서, 리브 형상 돌출부(31)의 높이는 적절히 변경되어도 된다. 그러나, 쉬라우드(27)와 벨 마우스(22)의 사이에 형성되는 공간의 크기에 대해서 리브 형상 돌출부(31)가 과잉하게 높으면, 이 리브 형상 돌출부(31)의 주위에 발생하는 와류가 커져 소음 저감 효과가 손상된다.

(6)본 실시 형태는, 벽걸이형 공기 조화기에 대해서 설명하고 있다. 이것에 한정되지 않고, 본 발명이, 본 실시 형태의 형식 이외의 형식을 갖는 공기 조화기에 적용되어도 된다. 본 발명은, 예를 들면 콤팩트형의 천정 매입형에 적합하다. 또, 원심 팬으로서의 터보 팬(2)의 취출측에 설치되는 열교환기(4)로서, 본 실시 형태의 형식 이외의 형식을 갖는 열교환기, 예를 들면 크로스핀 코일식 열교환기가 이용되어도 된다. 공기 조화기로서는, 원심 팬으로서의 터보 팬(2)의 취출측에 열교환기가 배치되는 구조로 한정되는 것이 아니라, 터보 팬(2)의 흡입측에 열교환기(4)가 배치되는 공기 조화기에 있어서 본 발명에 관한 원심 팬이 적용되어도 된다.

본 발명에 관한 원심 팬은, 터보 팬, 시로코팬, 래디얼팬 등의 일반적인 원심 팬에 적용될 수 있다. 또, 이 원심 팬을 탑재한 공기 조화기는, 가정용 및 업무용의 각종 형식의 공기 조화기에 적용될 수 있다.

Claims

모터의 회전축을 고정하는 허브, 허브의 외주에 형성된 주판(主板), 주판에 대향하여 배치되어 기체 유로를 형성하는 쉬라우드(shroud), 주판과 쉬라우드 사이에 배치된 복수 장의 날개, 및 쉬라우드의 흡입 측에 배치된 벨 마우스(bell mouth)를 갖고, 상기 쉬라우드의 벨 마우스에 대한 표면에는, 팬의 운전시에 상기 표면을 따라서 쉬라우드의 중심으로부터 외주로 향하는 공기류를 형성하는 복수의 리브 형상 돌출부가 형성되고,

상기 리브 형상 돌출부는, 날개의 쉬라우드측 날개부분의 캠버선과 동일한 기울기를 가짐과 더불어, 쉬라우드의 벨 마우스에 대한 표면 전체 둘레에 걸쳐 등간격으로 형성되며,

상기 리브 형상 돌출부의 피치는, 날개의 피치보다 작고,

상기 리브 형상 돌출부의 높이는, 쉬라우드를 형성하는 판두께와 같은 정도인 것을 특징으로 하는 원심 팬.
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청구항 1에 있어서,

상기 리브 형상 돌출부는, 쉬라우드의 벨 마우스에 대한 표면으로부터 수직으로 연장됨과 함께 임펠러의 회전 방향에 있어서 전방에 위치하는 전측면과, 쉬라우드의 벨 마우스에 대한 표면으로부터 수직으로 연장됨과 함께 임펠러의 회전 방향에 있어서 후방에 위치하는 후측면과, 양 측면을 연결하는 선단면을 갖고, 선단면과 상기 전측면은 서로 직교하도록 연결되고, 상기 후측면은, 선단을 향함에 따라 상기 전측면을 향해 만곡되어 있는 것을 특징으로 하는 원심 팬.
청구항 1 또는 6에 기재된 원심 팬을 탑재한 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
청구항 7에 있어서,

상기 원심 팬의 팬 흡입구의 앞면에는 실내 공기를 빨아 들이는 공기 흡입구가 형성되고, 상기 원심 팬의 취출측에는 열교환기가 배치되고, 상기 열교환기의 하류에는 실내에 공기를 불어 넣는 공기 취출구가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
청구항 7에 있어서,

상기 원심 팬은 터보 팬인 것을 특징으로 하는 공기 조화기.