KR101476189B1 - 송풍팬 - Google Patents

Abstract

본 발명은 송풍성능을 개선하고 소음을 저감시킬 수 있는 송풍팬을 마련하는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 상호 이격되는 복수의 블레이드와; 상기 블레이드의 측면에 마련되어 상기 블레이드들을 연결하는 연결부와; 상기 블레이드 사이에 형성되어 공기가 토출되는 토출부를 포함하되, 상기 블레이드의 중앙부에서 단부로 갈수록 상기 토출부의 토출면적이 증대되는 것을 특징으로 하는 송풍팬을 제공한다.

연결부, 블레이드, 토출부, 흡입부

Description

송풍팬 { A fan }

본 발명은 송풍팬에 관한 것으로서, 공기의 토출시 토출풍량이 송풍팬 토출부 전체에 걸쳐 균일화되도록 하는 한편, 토출소음을 저감시킬 수 있는 송풍팬에 관한 것이다.

송풍팬은 공기를 이동시키는 구성요소로서 송풍팬을 구동시키는 모터와 연결되어, 모터의 구동으로 인한 회전으로 일측의 공기를 타측으로 송풍시키는 역할을 한다.

이러한 송풍팬은 공기의 송풍이 필요한 다양한 분야에 적용되며, 특히, 실내의 공기를 냉난방하는 공기조화기 등에 광범위 하게 사용되고 있다.

그리고, 이러한 작용을 하는 송풍팬은 그 형태와 사용목적에 따라서 여러가지 종류로 나뉘어지며, 이러한 송풍팬의 종류로는 축류팬, 횡류팬, 터보팬등이 있다. 이러한 팬이 작동을 하게 되면, 팬의 내부 및 그 주위에는 주변 기압보다 저압이 형성되어, 외부공기가 팬의 내부로 유입되어 송풍작용이 일어나게 된다.

일반적인 팬의 구조를 보면, 블레이드부와, 블레이드부의 단부를 연결하여, 팬의 단부를 지지하는 연결부와, 모터의 회전축이 결합되는 허브부를 구비하고 있 다.

상기 블레이드의 단부 및 연결부 내부에는 공기가 흡입되는 흡입부가 형성되고, 블레이드와 블레이드 사이에는 흡입부에서 흡입된 공기가 원심력에 의하여 토출되는 토출부가 마련된다.

그런데, 이와 같은 구성에서 블레이드는 그 중심부와 단부의 두께 및 폭이 동일한 사이즈로 마련되는 것이 보통이며, 이러한 구조에서 공기가 흡입되어 토출되면, 공기가 블레이드의 중앙부 쪽에 집중되는 한편, 블레이드의 단부 측에는 중앙부에 비하여 공기의 밀도 및 공기의 토출속도가 저하된다.

이와 같은 토출공기의 불균일한 밀도 및 속도 차이는 팬의 송풍성능을 떨어뜨리는 한편, 토출소음을 증가시키는 원인 중의 하나로 지적받아 왔다.

한편, 블레이드의 단부측에서 토출되는 공기의 일부가 다시 흡입부로 재유입되어 송풍성능을 떨어뜨린다는 문제점도 존재하였다.

본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위한 것으로서, 토출되는 공기의 속도 및 밀도가 토출부 전체에 걸쳐서 균일하게 되도록 하는 팬을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 토출공기의 속도 및 밀도의 균일화 과정을 통하여 토출소음을 저감시킬 수 있는 팬을 제공하는데 또다른 목적이 있다.

한편, 토출된 공기의 재유입을 방지하여 송풍팬의 토출성능을 제고하는데도 또 다른 목적이 있다.

본 발명은 상호 이격되는 복수의 블레이드와; 상기 블레이드의 측면에 마련되어 상기 블레이드들을 연결하는 연결부와; 상기 블레이드 사이에 형성되어 공기가 토출되는 토출부를 포함하되, 상기 토출부 전체에 걸쳐져 공기의 토출량이 균일하게 형성되도록 상기 블레이드의 중앙부에서 단부로 갈수록 토출면적이 증대되는 것을 특징으로 하는 송풍팬을 제공한다.

여기서, 상기 토출부는 그 면적이 그 중앙부에서 그 단부로 갈수록 확장되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 블레이드의 두께는 상기 단부에서 중앙부로 갈수록 증가되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 블레이드는 소정의 곡률을 갖도록 형성되며,상기 블레이드의 단부에서 중앙부로 갈수록 곡률반경이 감소되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 블레이드의 폭은 상기 단부에서 중앙부로 갈수록 증가되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 블레이드의 내측단부에 마련되는 경사부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 연결부에 내부에 마련되어 공기가 흡입되는 흡입부와, 상기 연결부 테두리에서 외측방향으로 돌출되게 마련되어 상기 토출부에서 토출되는 공기가 상기 흡입부로 유입되는 것을 방지하는 유입방지부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 유입방지부는 상기 흡입부로 향하는 공기의 유입방향과 정반대 방향을 취하도록 배치되어 상기 토출부 외측과 상기 흡입부를 실질적으로 차단하도록 마련되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 블레이드의 중심부가 설치되며 허브가 마련되는 팬주판을 더 포함하며, 상기 팬주판에서 상기 연결부로 갈수록 상기 토출부의 토출공간이 확장되는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명에 의하여 토출부 일부에 토출풍량이 집중되지 않고 균일하게 분포됨으로써 전체적인 정압의 상승을 도모할 수 있어서 송풍팬의 송풍성능이 개선되는 효과가 있다.

또한, 토출풍량이 균일하게 형성되므로, 토출풍량의 불균일로 인하여 발생하였던 소음 또한 현저하게 저감될 수 있다는 효과도 누릴 수 있다.

한편, 토출되는 공기가 팬의 흡입부로 재유입되는 것을 방지할 수 있기 때문에 팬의 송풍효율이 개선되는 효과 또한 존재한다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 알아보기로 하겠다.

도1은 본 발명의 송풍팬이 적용된 팬유닛이 설치되는 공기조화기의 실내기 일부를 도시한 것이다.

여기서 공기조화기의 실내기는 그 외관을 형성하는 케이싱(1)을 포함하고 있으며, 상기 케이싱(1)의 내부에는 송풍팬 유닛(5)이 배치된다.

상기 송풍팬 유닛(5)은 그 외관을 형성하는 케이싱(10)을 포함하며, 상기 케이싱(10)에는 공기의 흡입을 안내하는 흡입구(7)와 공기의 토출을 안내하는 토출구(8)가 마련된다.

상기 송풍팬 유닛(5) 내부에는 송풍팬(20)이 회동가능하게 배치된다.

상기 송풍팬 유닛(5) 그 주변부에 배치되는 복수개의 블레이드(23)와, 상기 블레이드(23)의 단부를 연결하여 이를 지지하는 원형의 연결부(26)와, 모터(미도시)의 회전축이 연결되는 허브(32)를 구비하는 팬주판(29)을 포함하고 있다.

도2는 상기 송풍팬의 사시도를 나타낸 것으로서, 도2에 따른 상기 팬(20)의 구체적인 형상을 보면 다음과 같다.

상기 송풍팬(20)은 상술한 바와 같이 복수개의 블레이드(23)와, 상기 블레이드(23)의 단부 테두리와 연결되어 이를 지지하는 림(rim) 형태의 연결부(26)를 구비한다.

상기 연결부(26)는 상기 송풍팬(20)의 양단에 마련되고, 상기 연결부(26)의 내측 중앙부에는 공기가 흡입되는 흡입부(40)가 마련된다.

상기 송풍팬(20)의 중앙부에는 상기 블레이드(23)를 지지하고, 모터(미도시)의 회전축이 결합되는 허브(32)가 마련되는 원형의 팬주판(29)이 설치된다.

따라서, 상기 송풍팬(20)의 양단부는 상기 연결부(26)에 의하여 그 형태가 유지되고, 중앙부는 상기 팬주판(29)에 의하여 그 형태가 유지된다.

상기 블레이드(23)는 상기 팬주판(29)과 상기 연결부(26)를 연결하는 상태로 마련되며, 상기 블레이드(23)각각은 일정간격 이격되어 배치되는데, 상기 블레이드(23) 사이에는 공기가 토출되는 토출부(50)가 마련된다. 따라서, 상기 송풍팬(20)의 회전에 의하여 상기 흡입부(40)로 유입되는 공기는 상기 토출부(50)로 토출되는 것이다.

상기 블레이드(23)는 각각 일정한 곡률에 따라서 만곡된 상태로 내측을 향하여 배치되어 있는데, 후술하는 바와 같이, 그 곡률은 상기 블레이드(23)의 중앙부, 즉, 상기 팬주판(29)과 가까운 곳에서 부터 상기 블레이드(23)의 단부, 즉, 상기 연결부(26)와 가까운 부분이 상이하게 마련된다.

도3은 상기 송풍팬(20)의 내측 일부를 확대한 도면이다.

여기서, 상기 블레이드(23)의 부분 중 상기 팬주판(29)과 붙어 있는 부분을 중앙부(23a) 라고 하고, 상기 림 형태의 연결부(26)와 연결된 부분을 단부(23b)라고 하겠다.

상기 블레이드(23)의 중앙부(23a)는 상기 단부(23b)보다 내측으로 좀더 연장되어 만곡되어 있으며, 그에 따라서 상기 블레이드(23)의 중앙부(23a) 간의 간격(W1)은 상기 블레이드(23)의 단부(23b)간의 간격(W2)보다 좁게 형성된다.

그 간격은 상기 블레이드(23)의 중앙부(23a)에서 상기 단부(23b)로 갈수록 순차적으로 넓어지게 되는데, 이에 따라서, 상기 토출부(50)의 면적도 상기 중앙부(23a)에서 단부(23b)로 갈수록 넓어지게 되는 것이다.

이와 같이 상기 블레이드(23) 간의 간격이 중앙부(23a)에서 단부(23b)로 갈 수록 넓어지게 되면, 종전의 송풍팬에서 블레이드 중앙부(23a)에 집중되던 공기의 흐름이 단부(23b) 방향으로 분산될 수 있게 된다.

한편, 도4에서 개시된 바와 같이, 상기 블레이드(23)의 두께도 상기 중앙부에서 단부로 갈수록 달라지게 되는데, 상기 블레이드(23)의 중앙부(23a)의 두께(t1)는 상기 블레이드(23) 단부(23b)보다 상대적으로 얇게 형성된다.

이와 같이, 상기 중앙부(23a)와 단부(23b)의 두께가 차이가 나게 마련한 것은, 상기 중앙부(23a) 사이에 형성된 토출부의 너비가 상기 단부(23b) 사이에 형성된 토출부의 너비보다 좁게 하기 위한 것이다.

따라서, 토출공기의 흐름이 상기 블레이드(23)의 단부 방향으로 분산될 수 있게 된다.

이 경우, 상기 블레이드(23)의 중앙부(23a) 부분에서의 유속은 상기 단부(23b)에서의 유속보다 빠르게 되지만, 토출면적은 상기 중앙부(23a) 부분이 단부(23b)보다 상대적으로 작게 이루어지게 된다.

즉, 통과유량은 토출단면적과 유속의 곱으로 이루어지므로, 결국은 상기 토출부 전체에 걸쳐서 균일한 토출유량이 통과할수 있게 되는 것이다.

도5는 도4에서 나타난 상기 블레이드(23)의 부분 평면도인데, 상술한 바와 같이, 상기 블레이드의 중앙부(23a)의 두께(t1)이 상기 블레이드(23)의 단부(23b)의 두께(t2)보다 두껍게 형성되며, 그 두께는 상기 중앙부(23a)에서 단부(23b)로 갈수록 순차적으로 얇게 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 중앙부(23a)간의 간격(W1)은 상기 단부(23b)간의 간격(W2)보다 좁게 형성되며, 이는 상술한 바와 같이 토출부의 면적이 중앙부(23a)에서 상기 단부(23b)로 갈수록 넓어지게 하기 위함이다.

한편, 상기 중앙부(23a)의 곡률반지름(φ1)은 상기 단부(23b)의 곡률반지름(φ2)보다 작게 형성되는 것이 바람직하다. 이와 같이 상기 중앙부(23a)의 곡률반지름이 상기 단부(24b)의 곡률반지름보다 작게 형성됨으로써, 상기 중앙부(23a)에서의 만곡정도가 상기 단부(23b)의 만곡정도보다 커지게 되고, 이로 인하여, 상기 중앙부(23a)간의 간격(W1)이 상기 단부(23b)의 간격(W2)에 비하여 좁아지게 되는 것이다.

도6은 상기 송풍팬(23)의 내측 일부를 절개한 단면사시도로서, 상기 블레이드(23)의 중앙부(23a)의 폭(A1)과, 단부(23b)의 폭(A2)이 상대적으로 차이가 발생하도록 한 구성을 나타낸 것이다.

여기서 상기 중앙부(23a)의 폭(A1)은 상기 단부(23b)의 폭(A2)보다 상대적으로 넓게 형성된다. 이는, 상기 토출부(50)를 통과하는 토출공기 중 상기 중앙부(23a)에 가까운 부분을 통과하는 공기와 상기 블레이드(23)의 중앙부(23)와 가까운 부분의 접촉정도를 높임으로써 그 부분을 통과하는 공기의 유속을 줄여서 상기 단부(23b)와 근접한 부분을 통과하는 공기의 토출풍량과 상기 중앙부(23a)에 근접한 부분을 통과하는 공기의 토출풍량을 균일하게 하도록 하기 위함이다.

폭의 증가는 상기 단부(23b)에서 상기 중앙부(23a)로 갈수록 순차적으로 증가되는 것이 바람직하며, 이에 따라서 상기 블레이드(23)의 내측에는 하향되는 경사부(24)가 마련되게 된다.

한편, 상기 블레이드(23)의 단부(23b) 외측 둘레에는 상기 토출부(50)에서 토출되는 공기가 상기 유입부(40)로 재유입되는 것을 방지하는 유입방지부(60)가 마련된다.

여기서 상기 유입방지부(60)는 상기 연결부(26)에서 공기의 흡입방향으로 일정부분 연장된 형태를 취하고 있다.

상기 팬하우징(10)의 흡입구(7) 둘레에는 흡입되는 공기를 상기 흡입부(40)로 안내하는 쉬라우드(9)가 마련되는데, 상기 쉬라우드(9)와 상기 블레이드(23)의 단부(23b) 사이에는 일정한 틈이 발생하게 되고, 토출된 공기가 그 틈으로 재유입됨으로써 송풍팬의 송풍효율을 저하시키게 되는 요인이 된다.

따라서, 이러한 틈을 막기 위하여 상기 유입방지부(60)는 상기 블레이드(23)의 단부(23a)의 외측에 마련되며, 상기 팬하우징(10) 방향으로 연장됨으로써 상기 쉬라우드(9)와 상기 블레이드(23)의 단부(23b) 사이에 형성된 틈을 막는 역할을 하여 토출공기의 재유입을 방지한다.

상기 유입방지부(60)는 상기 흡입부(40)로 향하는 공기의 유동방향과 정반대방향으로 돌출됨으로써 상기 흡입부(40)와 상기 토출부(50) 외측을 실질적으로 차단하는 역할을 하게 된다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작에 대하여 알아보기로 하겠다.

도7에서 개시된 바와 같이, 상기 송풍팬(20)이 회전을 하게 되면 상기 송풍팬(20)의 내부에 저압상태가 발생하여 외부의 공기가 상기 흡입부(40)를 통하여 상 기 송풍팬(20) 내부로 유입된다.

여기서, 상기 흡입부(40)는 상기 송풍팬(20)의 양면에 형성되므로 공기의 유입은 양면에서 이루어진다.

이와 같이 유입된 공기는 상기 토출부(50)를 통과하여 배출되는데, 상기 토출부(50) 중 상기 블레이드(23)의 중앙부(23a)에 근접한 부분(이하 "M" 부분이라고 한다)을 통과하는 공기의의 유속은 상기 블레이드(23)의 단부(23b)에 근접한 부분(이하"N" 부분이라고 한다)에 비하여 빠르게 형성된다.

다만, M 부분은 N부분에 비하여 그 토출면적이 좁게 형성되어, 실질적으로 M부분과 N 부분의 통과유량을 실질적으로 균일화 된다. 이와 같이 상기 토출부(50)의 전체에 걸쳐서 토출풍량이 균일하게 되면, 토출풍량 불균일로 인한 소음도 저감되고, 송풍팬 자체의 정압도 개선되는 효과를 보인다.

도6에서 도시된 바와 같이, 상기 송풍팬(20)이 회전하여 외부의 공기를 흡입하는 경우에는 공기가 상기 토출부(50)를 통하여 상기 송풍팬(20) 외부로 토출된다.

공기는 상기 토출부(50) 전체에 걸쳐서 토출되는데, 상기 블레이드(23)의 단부(23b) 근처 사이에 형성된 토출부(50)에서 배출된 공기의 일부는 상기 송풍팬(20)의 흡입압력에 의하여 상기 흡입부(40) 측으로 이동하려는 성질을 갖는다.

다만, 상기 유입방지부(60)가 상기 흡입부(40)과 토출공기가 존재하는 공간을 실질적으로 차단함으로 인하여 토출된 공기가 상기 흡입부(40)로 재유입되는 것이 방지될 수 있다.

도9에서 도시된 바와 같이, 동일한 풍량에서 정압 크기를 보면, 종래의 기술, 즉, 토출부의 면적이 블레이드의 중앙부와 단부에 걸쳐져 동일하게 배치된 송풍팬에 비하여 본 발명의 경우, 정압이 상승하게 되는 것을 알 수 있다.

그리고, 도10에서 개시된 바와 같이, 종래의 기술과 본 발명에서 동일한 정압이 형성되도록 송풍팬을 구동시키는 경우에는 본 발명이 종래 기술에 비하여 소음이 현저히 저감됨을 알 수 있다.

도1은 본 발명에 의한 송풍팬이 적용된 송풍팬 유닛의 측면도이다.

도2는 본 발명에 의한 송풍팬의 사시도이다.

도3은 본 발명에 의한 송풍팬의 부분 사시도이다.

도4는 본 발명에 의한 송풍팬의 측단면도이다.

도5는 본 발명에 의한 송풍팬의 블레이드의 평면도이다.

도6은 본 발명에 의한 송풍팬에 유입방지부가 마련된 것을 도시하는 부분 사시도이다.

도7은 본 발명에 의한 송풍팬에서 공기의 흐름을 나타낸 단면도이다.

도8은 본 발명에 의한 유입방지부가 구비된 송풍팬에서 공기의 흐름을 나타내는 측단면도이다.

도9는 본 발명과 종래기술의 동일한 회전수에서의 정압을 나타내는 그래프이다.

도10은 본 발명과 종래기술의 동일한 정압에서 소음레벨을 나타내는 그래프이다.

< 본 발명의 주요부분에 대한 설명>

20: 송풍팬 26: 연결부

23: 블레이드 40: 흡입부

50: 토출부 60: 유입방지부

Claims (8)

1. 상호 이격되는 복수의 블레이드와;

   상기 블레이드의 일 측면에 마련되어 상기 블레이드들의 길이방향 일 단부를 연결하는 팬주판과,

   상기 블레이드의 타 측면에 마련되어 상기 블레이드들의 길이방향 타 단부를 연결하는 연결부와;

   상기 블레이드 사이에 형성되어 공기가 토출되는 토출부를 포함하되,

   상기 블레이드의 상기 일 단부에서 상기 타 단부로 갈수록 상기 토출부의 토출면적이 증대되고,

   상기 블레이드의 두께는 상기 블레이드의 길이방향 타 단부에서 일 단부로 갈수록 증가되는 것을 특징으로 하는 원심형 송풍팬.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   상기 블레이드는 소정의 곡률을 갖도록 형성되며,

   상기 블레이드의 길이방향 타 단부에서 일 단부로 갈수록 곡률반경이 감소되는 것을 특징으로 하는 원심형 송풍팬.
4. 제1항에 있어서,

   상기 블레이드의 폭은 상기 블레이드의 길이방향 타 단부에서 일 단부로 갈수록 증가되는 것을 특징으로 하는 원심형 송풍팬.
5. 제4항에 있어서,

   상기 블레이드의 내측단부에 마련되는 경사부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원심형 송풍팬.
6. 제1항에 있어서,

   상기 연결부에 내부에 마련되어 공기가 흡입되는 흡입부와,

   상기 연결부 테두리에서 외측방향으로 돌출되게 마련되어 상기 토출부에서 토출되는 공기가 상기 흡입부로 유입되는 것을 방지하는 유입방지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원심형 송풍팬.
7. 제6항에 있어서,

   상기 유입방지부는 상기 흡입부로 향하는 공기의 유입방향과 정반대 방향을 취하도록 배치되어 상기 토출부 외측과 상기 흡입부를 실질적으로 차단하도록 마련되는 것을 특징으로 하는 원심형 송풍팬.
8. 제1항에 있어서,

   상기 팬주판에는 상기 블레이드의 중심부가 설치되며 허브가 마련되고,

   상기 팬주판에서 상기 연결부로 갈수록 상기 토출부의 토출공간이 확장되는 것을 특징으로 하는 원심형 송풍팬.

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