KR101392610B1 - 팬 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 팬은, 허브; 및 상기 허브에서 연장되는 블레이드를 포함하고, 상기 블레이드는, 정압면과, 상기 정압면의 반대편에 대응되는 위치되는 부압면을 포함하고, 상기 부압면에는 하나 이상의 돌기가 형성되고, 상기 하나 이상의 돌기는 공기의 유동을 가이드 하는 제 1 각도를 이루는 제 1 수렴부와 상기 제 1 각도와 다른 각도를 이루는 제 2 수렴부를 포함한다.

Description

팬{Fan}
본 발명은 팬에 관한 것이다.
일반적으로 공기조화기는, 실내 공기 또는 실외 공기를 팬에 의하여 송풍하고, 송풍된 공기는 증발기를 유동하는 냉매와 열교환하거나 히터를 유동하는 냉각수와 열교환하여 냉기 또는 온기 상태로 만든 후 상기 냉기 또는 온기를 실내로 송풍함으로써 실내의 냉방 또는 난방이 가능하도록 하는 장치이다.
도 1은 종래 기술에 따른 팬의 사시도이고, 도 2는 종래 기술에 따른 블레이드의 부압면을 따라 유동하는 공기의 흐름을 보여주는 도면이다.
먼저 도 1을 참조하면, 종래 기술에 따른 팬(1)은, 회전 모터에 연결될 수 있는 허브(10) 및 상기 허브(10)에서 연장되는 다수의 블레이드(20)를 포함한다. 또한 상기 블레이드(20)는 정압면(24)과 상기 정압면(24)의 반대면인 부압면(25)을 포함한다.
이하에서는 도 2를 참조하여 블레이드(20) 부압면(25)에서 발생하는 공기의 유동을 설명한다.
도 2를 참조하면, 블레이드(20)가 반시계 방향으로 회전할 때 상기 블레이드(20)의 부압면(25)에서 유동 박리 현상이 발생한다. 구체적으로, 상기 부압면(25)의 상측에 위치하는 유동 박리 영역(A)에서 유동 박리 현상이 발생한다.
또한 종래 기술에 따른 팬(1)은 공기조화기가 풍량이 점점 늘어남에 따라 부압면(25) 측에서의 유동 박리 현상이 더욱 크게 발생하고 있다.
따라서 상기 유동 박리 현상에 의해 공기 유동에 따른 팬(1)에서 발생하는 소음도 같이 증가하게 되므로 사용자에게 불편을 초래하는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은, 블레이드의 부압면에서 발생하는 공기의 유동 박리 현상을 방지함으로써, 공기의 유동 소음을 최소화하는 팬을 제공하는 것이다.
본 발명의 팬은, 허브; 및 상기 허브에서 연장되는 블레이드를 포함하고, 상기 블레이드는, 정압면과, 상기 정압면의 반대편에 대응되는 위치되는 부압면을 포함하고, 상기 부압면에는 하나 이상의 돌기가 형성되고, 상기 하나 이상의 돌기는 공기의 유동을 가이드 하는 제 1 각도를 이루는 제 1 수렴부와 상기 제 1 각도와 다른 각도를 이루는 제 2 수렴부를 포함한다.
제안되는 본 발명에 따르면, 블레이드 부압면에 다수의 돌기를 설치하여 상기 부압면을 유동하는 공기에 난류를 발생시키고, 상기 난류에 의해 공기의 운동 에너지가 증가하여 상기 블레이드 부압면에서 발생하는 유동 박리 현상을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 팬의 사시도
도 2는 종래 기술에 따른 블레이드의 부압면을 따라 유동하는 공기의 흐름을 보여주는 도면
도 3은 본 발명에 따른 팬의 후면을 보여주는 도면
도 4는 본 발명에 따른 블레이드의 부압면을 보여주는 도면
도 5는 본 발명에 따른 돌기의 구성을 보여주는 도면
도 6은 본 발명에 따른 돌기를 따라 유동하는 공기의 흐름을 보여주는 도면
이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 3은 본 발명에 따른 팬의 후면을 보여주는 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 블레이드의 부압면을 보여주는 도면이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 팬(100)은, 모터에 연결되어 회전될 수 있는 허브(200) 및 상기 허브(200)에서 연장되는 다수의 블레이드(300)를 포함한다. 상기 다수의 블레이드(300) 각각은 서로 일정한 간격을 두고 이격되게 위치될 수 있다.
상기 블레이드(300)는, 일정한 곡률을 가지는 블레이드 전단(310), 상기 블레이드 전단(310)과 연결되어 블레이드의 측면을 형성하는 블레이드 측단(320) 및 상기 블레이드 측단(320)과 연결되는 블레이드 후단(330)을 포함한다.
또한 상기 블레이드(300)는 정압면(미도시)과 상기 정압면의 반대면인 부압면(340)을 포함한다. 상기 부압면(340) 에는 공기의 유동 박리 현상을 방지하기 위한 다수의 돌기(350)가 형성된다.
이하 부압면(340)을 따라 유동하는 공기의 흐름에 대해 설명한다.
도 3을 기준으로 볼 때, 상기 허브(200)는 모터의 구동력에 의해 반시계 방향으로 회전하게 된다.
상기 회전에 따른 부압면(340)에서의 공기 유동을 살펴보면, 공기는 상기 블레이드 전단(310)과 먼저 접촉하고, 상기 부압면(340)을 따라 유동한 후에 상기 블레이드 후단(330)을 통과하게 된다.
상기 블레이드 전단(310)으로부터 상기 블레이드 후단(330)으로 공기가 유동할 때, 상기 부압면(340)을 따라 유동하는 공기가 상기 블레이드 후단(330) 근처 부분에서 상기 부압면(340)으로부터 떨어지게 된다. 이 때, 상기 부압면(340)에 돌기가 형성되지 않는 경우, 상기 부압면(340)의 블레이드 후단(300) 측에 유동 박리 현상이 발생한다. 상기 유동 박리 현상이 발생하면 압력의 변동을 초래하고 이에 따라 소음이 발생하는 문제가 있었다. 그러나, 본 실시 예와 같이 상기 부압면(340)에 다수의 돌기(350)를 설치하는 경우, 유동 박리 현상을 방지할 수 있다.
구체적으로, 상기 다수의 돌기(350)는 상기 부압면(340)에서 상기 블레이드 후단(330)과 인접한 위치에 형성될 수 있다. 블레이드(300) 표면에서 공기의 흐름은 블레이드 전단(310)으로부터 블레이드 후단(330)으로 유동한다.
상기 블레이드(300)의 유동 박리 현상이 발생하는 지점이 상기 부압면(340)의 블레이드 후단(330) 측이므로, 상기 부압면(340)의 블레이드 후단(330)에 다수의 돌기(350)를 설치함으로써, 난류발생을 유도할 수 있다.
상기 다수의 돌기(350) 각각은 서로 일정한 간격을 두고 이격될 수 있다. 또는, 다수의 돌기(350) 간의 간격은 동일하지 않고 다를 수 있다.
상기 다수의 돌기(350)를 이격하여 설치함으로써, 돌기 사이에 와류가 발생할 수 있는 공간이 제공된다. 상기 공간에서 와류가 발생되면, 공기의 흐름이 불규칙하게 되고, 이에 따라 난류가 발생하게 되어 상기 부압면(340)의 유동 박리 현상을 최소화할 수 있다.
또한 상기 다수의 돌기 중 크기가 동일한 돌기가 복수 개일 수도 있다. 상기 다수의 돌기(350)의 크기에는 그 제한이 없다.
이하에서는 공기의 유동 박리 현상을 방지하는 다수의 돌기(350)에 대하여 설명한다.
도 5는 본 발명에 따른 돌기의 구성을 보여주는 도면이고, 도 6은 본 발명에 따른 돌기를 따라 유동하는 공기의 흐름을 보여주는 도면이다.
먼저 도 5를 참조하면, 부압면(340)에 구비되는 돌기(350)는, 제 1 지점(353)에서 수평방향을 기준으로 α 각도만큼 경사지게 형성되는 제 1 좌측 수렴부(351a)와 상기 제 1 지점(353)과 이격된 제 2 지점(354)에서 수평방향을 기준으로 α 각도만큼 경사지게 형성되는 제 1 우측 수렴부(351b)를 포함하는 제 1 수렴부(351)를 포함한다.
상기 제 1 좌측 수렴부과 상기 제 1 우측 수렴부는 서로 가까워지는 방향으로 경사지며, 각 단부가 서로 접촉한다.
또한, 상기 돌기(350)는 상기 제 1 지점(353)에서 수평방향을 기준으로 β 각도만큼 경사지게 형성되는 제 2 좌측 수렴부(352a)와 상기 제 2 지점(354)에서 수평방향을 기준으로 β 각도만큼 경사지게 형성되는 제 2 우측 수렴부(352b)를 포함하는 제 2 수렴부(352)를 더 포함한다.
상기 제 2 좌측 수렴부과 상기 제 2 우측 수렴부는 서로 가까워지는 방향으로 경사지며, 각 단부가 서로 접촉한다.
상기 제 1 좌측 수렴부(351a)와 상기 제 1 우측 수렴부(351b)가 이루는 각은 θ1이고, 상기 제 2 좌측 수렴부(352a)와 상기 제 2 우측 수렴부(352b)가 이루는 각은 θ2이다. 이 때, θ1은 θ2 보다 크다.
상기 제 1 좌측 수렴부(351a)와 상기 제 1 우측 수렴부(351b)가 접촉하는 부분에 부압면(340)을 따라 유동하는 공기의 제 1 수렴 영역(B)이 형성되고, 상기 제 2 좌측 수렴부(352a)와 상기 제 2 우측 수렴부(352b)가 접촉하는 부분에 부압면(340)을 따라 유동하는 공기의 제 2 수렴 영역(C)이 형성된다.
따라서 하나의 돌기(350)에서 볼 때, 상기 제 1 수렴 영역(B)은 상기 제 2 수렴 영역(C) 보다 블레이드 전단(310)과 가깝게 위치된다.
영역이하에서는 부압면(340) 후면에 형성되는 돌기(350)에 의한 공기의 유동 변화에 대해 설명하기로 한다.
도 6을 참조하면, 상기 제 1 좌측 수렴부(351a)를 따라 유동하는 공기와 상기 제 1 우측 수렴부(351b)를 따라 유동하는 공기가 상기 제 1 수렴 영역(B)에서 서로 수렴하게 된다. 상기 제 1 수렴 영역(B)에서 수렴된 공기의 일부는 원 모양을 그리며 회전하게 되고, 다른 일부는 공기의 초기 진행 방향과 반대 방향으로 유동하고, 또 다른 일부는 돌기(350)를 통과하여 유동할 수도 있다.
상기 제 2 좌측 수렴부(352a)를 따라 유동하는 공기와 상기 제 2 우측 수렴부(352b)를 따라 유동하는 공기는 상기 제 2 수렴 영역(C)에서 서로 수렴하게 된다. 상기 제 2 수렴 영역(C)에서 수렴된 공기의 일부는 원 모양을 그리며 회전하게 되고, 다른 일부는 공기의 초기 진행 방향과 반대 방향으로 유동하고, 또 다른 일부는 제 2 수렴부(352)로부터 이탈하여 유동할 수도 있다.
다만, 상기 돌기(350)에 의해 발생되는 공기의 유동이 이에 제한되는 것은 아니다. 일 예로 상기 제 1 수렴 영역(B)과 제 2 수렴 영역(C)에서 원 모양을 그리며 회전하는 공기의 유동이 상기 제 1 및 제 2 수렴 영역(B, C) 뿐만 아니라 상기 돌기(350)의 다수 곳에서 발생할 수도 있다.
따라서 부압면(340) 후면에 형성되는 다수의 돌기(350)에 의해 상기 부압면(340)을 따라 유동하는 공기에 난류가 발생하게 된다. 일반적으로 난류 보다 층류에서 유동 박리 현상이 많이 발생되고, 난류에서는 공기의 운동 에너지가 증가하므로 유동 박리 현상이 줄어들 수 있다.
상기 돌기(350)는 부압면(340) 에 다수 개가 구비되므로 각각의 돌기(350) 사이에서도 공기의 유동 흐름이 달라질 수 있고 이에 따라 공기의 난류가 발생하는 빈도가 더욱 많아질 수 있다.
예시적으로, 제 1 돌기와, 상기 제 1 돌기와 인접해 있는 제 2 돌기 각각에는 제 2 수렴부(352)가 형성된다. 다만, 상기 제 2 수렴부(352)를 따라 유동하는 공기가 유동 경로를 이탈할 수 있고, 경로를 이탈한 공기끼리 서로 수렴할 수 있다.
본 실시 예에서는 다수의 돌기가 상기 부압면에 형성되는 것으로 설명하였으나, 이와 달리, 다수의 홈이 상기 부압면에 형성되는 것도 가능하다. 또는, 돌기와 홈이 상기 부압면에 함께 형성되는 것도 가능하다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 팬 200: 허브
300: 블레이드 350: 돌기
351: 제 1 수렴부 352: 제 2 수렴부

Claims (5)

  1. 허브; 및
    상기 허브에서 연장되는 블레이드를 포함하고,
    상기 블레이드는, 정압면과, 상기 정압면의 반대편에 대응되는 위치되는 부압면을 포함하고,
    상기 부압면에는 하나 이상의 돌기가 형성되고,
    상기 하나 이상의 돌기는 공기의 유동을 가이드 하는 제 1 각도를 이루는 제 1 수렴부와 상기 제 1 각도와 다른 각도를 이루는 제 2 수렴부를 포함하고,
    상기 제 1 수렴부는, 제 1 지점에서 연장되는 제 1 좌측 수렴부와, 제 2 지점에서 상기 제 1 좌측 수렴부와 가까워지는 방향으로 연장되어 상기 제 1 좌측 수렴부와 상기 제 1 각도를 이루는 제 1 우측 수렴부를 포함하고,
    상기 제 2 수렴부는, 상기 제 1 지점에서 연장되는 제 2 좌측 수렴부와, 상기 제 2 지점에서 상기 제 2 좌측 수렴부와 가까워지는 방향으로 연장되어 상기 제 2 좌측 수렴부와 상기 제 2 각도를 이루는 제 2 우측 수렴부를 포함하는 팬.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 각도는 상기 제 2 각도 보다 큰 팬.
  3. 제 2 항에 있어서,
    공기 중 일부는 상기 제 1 좌측 수렴부와 제 1 우측 수렴부가 만나는 부분인 제 1 수렴 영역에서 수렴하고,
    공기 중 다른 일부는 상기 제 2 좌측 수렴부와 제 2 우측 수렴부가 만나는 부분인 제 2 수렴 영역에서 수렴하는 팬.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 블레이드는 블레이드 전단과 블레이드 후단을 포함하고,
    상기 제 1 좌측 수렴부와 상기 제 1 우측 수렴부가 만나는 지점은,
    상기 제 2 좌측 수렴부와 상기 제 2 우측 수렴부가 만나는 지점 보다 상기 블레이드 전단에 가깝게 위치되는 팬.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 블레이드는 블레이드 전단과 블레이드 후단을 포함하고,
    다수의 돌기가 상기 부압면에 형성되며,
    상기 다수의 돌기는 상기 부압면에서 상기 블레이드 전단보다 상기 블레이드 후단과 가까운 위치에 형성되는 팬.
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