KR102122255B1 - 시로코팬 - Google Patents

Abstract

본 발명은 모터와; 모터에 연결되는 주판에 복수개의 블레이드가 형성되고 복수개의 블레이드에 림이 연결된 임펠러와; 벨마우스가 형성된 측판과 측판에 연결된 스크롤부를 갖고 임펠러가 회전 가능하게 수용되는 스크롤 하우징을 포함하고, 림은 복수개의 블레이드를 연결하는 연결부와, 연결부에서 스크롤부를 향해 돌출되는 가이드부를 포함하여, 임펠러의 자체에 형성된 가이드부와 연장부에 의해 임펠러에서 송풍된 공기의 누설을 최소화할 수 있을 뿐만 아니라 가이드부에 의해 블레이드 후류의 소음을 최소화할 수 있는 이점이 있다.

Description

시로코팬{Sirroco fan}

본 발명은 시로코팬에 관한 것으로서, 특히 복수개의 블레이드가 림으로 연결된 시로코팬에 관한 것이다.

일반적으로 시로코팬은 다수의 짧은 전방 만곡형(彎曲形) 날개(이하, 전곡형 블레이드라 칭함)를 가진 팬으로서, 소음이 적으므로 환기장치나 공기조화기에 널리 사용되는 있다.

시로코팬은 전곡형 블레이드가 복수개 배치되고 복수개의 전곡형 블레이드가 림으로 연결된 임펠러와, 임펠러를 감싸는 스크롤 하우징을 포함할 수 있고, 스크롤 하우징은 임펠러의 좌,우 중 적어도 일면에 공기의 흡입을 안내하는 벨마우스가 형성될 수 있다.

KR 특2001-0017351 A (2001년03월05일)

종래 기술에 따른 시로코팬은 흡입패널 내측에 공기유동의 재순환 영역을 제거하기 위한 별도의 가이드 판을 설치하여, 부품수가 많고 가이드 판이 설치되는 공간 때문에 컴팩트화가 제한되는 문제점이 있다.

본 발명은 모터와; 상기 모터에 연결되는 주판에 복수개의 블레이드가 형성되고 상기 복수개의 블레이드에 림이 연결된 임펠러와; 벨마우스가 형성된 측판과 상기 측판에 연결된 스크롤부를 갖고 상기 임펠러가 회전 가능하게 수용되는 스크롤 하우징을 포함하고, 상기 림은 상기 복수개의 블레이드를 연결하는 연결부와, 상기 연결부에서 상기 스크롤부를 향해 돌출되는 가이드부와, 상기 연결부에서 상기 측판을 향해 연장되는 연장부를 포함한다.

상기 가이드부는 링 형상일 수 있고, 상기 연결부에서 상기 임펠러의 반경 방향으로 돌출될 수 있다.

상기 가이드부는 상기 임펠러의 회전 중심축과 나란한 방향의 길이가 상기 연결부 보다 짧을 수 있다.

상기 연결부는 상기 가이드부와 둔각을 갖는 경사면이 형성될 수 있다.

상기 연장부는 중공 원통 형상일 수 있고, 내둘레가 상기 벨마우스와 블레이드 사이의 틈 적어도 일부를 마주볼 수 있다.

상기 연장부는 상기 측판과 가까워질수록 크기가 커질 수 있다.

상기 연장부는 내경이 상기 블레이드의 외경 보다 클 수 있다.

상기 연장부는 상기 임펠러의 회전 중심축과 나란한 방향의 길이가 상기 연결부 내주와 상기 가이드부 외주 사이 폭(d)의 0.3 ∼ 0.5 배일 수 있다.

상기 가이드부는 상기 임펠러의 회전 중심축과 나란한 방향의 길이가 상기 연결부 내주와 상기 가이드부 외주 사이 폭의 0.4 ∼ 0.6 배일 수 있다.

본 발명은 임펠러의 자체에 서로 상이한 방향으로 돌출 형성된 가이드부와 연장부에 의해 공기유동의 재순환을 다단으로 막을 수 있고, 가이드부가 단독으로 구비된 경우 보다 효율적으로 공기유동의 재순환을 막을 수 있는 이점이 있다.

또한, 공기유동의 재순환 영역을 제거하기 위한 별도의 가이드 판을 스크롤 하우징 내부에 설치하는 경우 보다 부품수를 최소화할 수 있고 컴팩트화가 가능한 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 시로코팬 일실시예가 공기조화기에 적용된 일예가 도시된 도,
도 2는 본 발명에 따른 시로코팬 일실시예의 내부가 도시된 일부 절결 평면도,
도 3은 본 발명에 따른 시로코팬 일실시예의 임펠러가 도시된 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 시로코팬 일실시예의 주요부 확대 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 시로코팬 일실시예의 인자별 소음을 측정한 결과이다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 시로코팬 일실시예가 공기조화기에 적용된 일예가 도시된 도이고, 도 2는 본 발명에 따른 시로코팬 일실시예의 내부가 도시된 일부 절결 평면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 시로코팬 일실시예의 임펠러가 도시된 사시도, 도 4는 본 발명에 따른 시로코팬 일실시예의 주요부 확대 단면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 시로코팬 일실시예의 인자별 소음을 측정한 결과이다.

도 1에 도시된 공기조화기는 캐비닛(2)과; 캐비닛(2) 내부에 설치된 열교환기(4)와; 열교환기(4)로 공기를 통과시키고 열교환기(4)를 통과한 공기를 흡인하여 송풍하는 시로코팬(6)을 포함할 수 있다.

공기조화기는 스텐드형 공기조화기와 벽걸이형 공기조화기나 천장형 공기조화기와 덕트형 공기조화기와 중 하나일 수 있다. 공기조화기가 덕트형 공기조화기로 구성될 경우, 캐비닛(2)에는 피공조실의 공기가 열교환기(4)로 흡입되게 안내되는 흡입덕트가 연결될 수 있고, 캐비닛(2) 또는 시로코팬(6)에는 시로코팬(6)에서 송풍된 공기를 피공조실로 토출되게 안내되는 토출덕트가 연결될 수 있다.

시로코팬(6)은 모터(12)와; 모터(12)에 의해 회전되는 임펠러(14)와, 임펠러(14)가 회전 가능하게 수용되는 스크롤 하우징(16)을 포함한다.

모터(12)는 임펠러(14)를 회전시키는 구동원으로서, 회전축(13)이 임펠러(14)에 직접 연결되는 것이 가능하고, 회전축이 벨트나 풀리 등의 동력전달부재를 통해 임펠러(14)에 연결되는 것이 가능하다.

시로코팬(6)은 하나의 모터(12)가 하나의 임펠러(14)를 회전시키게 구성될 수 있다. 이 경우 임펠러(14)는 모터(12)의 좌측과 우측 중 일측으로 돌출된 회전축에 연결되며, 하나의 임펠러(14)는 하나의 스크롤 하우징(16)에 의해 둘러싸일 수 있다.

시로코팬(6)은 하나의 모터(12)가 복수개의 임펠러(14)를 회전시키게 구성되는 것이 가능하다. 이 경우 모터(12)는 한 쌍의 임펠러(14) 사이에 위치되는 양축모터로 구성될 수 있다. 모터(12)의 좌측에 돌출된 회전축은 모터(12)의 좌측에 위치하는 임펠러에 연결될 수 있고, 모터(12)의 우측에 돌출된 회전축은 모터(12)의 우측에 위치하는 임펠러에 연결될 수 있으며, 임펠러(14) 각각은 스크롤 하우징(16)의 각각에 의해 둘러싸일 수 있다.

임펠러(14)는 주판(22)과, 복수개의 블레이드(24)와, 림(30)을 포함한다. 임펠러(14)는 모터(12)에 연결되는 주판(22)에 복수개의 블레이드(24)가 형성되고 복수개의 블레이드(24)에 림(30)이 연결된다.

주판(22)은 모터(12)의 회전축(13)이 결합되는 회전축 결합부가 형성될 수 있다.

복수개의 블레이드(24)는 주판(22)의 일면과 타면 중 적어도 하나의 면에 형성될 수 있다. 복수개의 블레이드(24)는 주판(22)에 일정간격으로 배열될 수 있다. 복수개의 블레이드(24)는 주판(22) 중 벨마우스(I)를 마주보는 면에 일정간격으로 이격될 수 있고, 공기는 복수개의 블레이드(24) 사이의 틈을 통과해 임펠러(14)의 반경방향으로 송풍될 수 있다.

복수개의 블레이드(24)는 주판(22)의 일면에만 배치되어 공기를 임펠러(14)의 한 방향으로만 흡입하는 것이 가능하다.

복수개의 블레이드(24)는 주판(22)의 일면과 타면 각각에 주판(22)을 사이에 두고 배치되어 공기를 임펠러(14)의 두 방향으로 흡입하는 것이 가능하다.

복수개의 블레이드(24)는 주판(22)의 일면에 형성된 복수개의 제1블레이드와, 복수개의 제1블레이드를 연결하는 제1림이 제1임펠러부를 형성할 수 있다.

복수개의 블레이드(24)는 주판(22)의 타면에 형성된 복수개의 제2블레이드와, 복수개의 제2블레이드를 연결하는 제2림이 제2임펠러부를 형성할 수 있다.

복수개의 블레이드(24) 각각은 회전 방향으로 앞으로 굽은 전곡형 블레이드로 구성될 수 있고, 일단과 임펠러(14)의 회전 중심축(X) 사이의 거리가 타단과 임펠러(14)의 회전 중심죽(X) 사이의 거리가 상이할 수 있다.

복수개의 블레이드(24)는 회전 중심축(X)과 거리가 상대적으로 짧은 일단이 리딩 에지(25, Leading Edge ; 전연)이고, 회전 중심축(X)과 거리가 상대적으로 먼 타단이 트레일링 에지(26, Trailing Edge ; 후연)이다. 임펠러(14)는 복수개 블레이드(24)의 리딩 에지(25)를 잇는 블레이드(24)의 내경과, 복수개 블레이드(24)의 트레이링 에지(26)를 잇는 블레이드(24)의 외경(L)을 갖을 수 있다.

림(30)은 복수개의 블레이드(24)를 연결하여 복수개의 블레이드(24)를 지지하는 지지부재로 기능할 수 있다. 림(30)은 후술하는 가이드부(60)와 연장부(70) 중 적어도 하나에 의해 에어 가이드 기능을 겸할 수 있다. 림(30)에 대해서는 후술하여 상세히 설명한다.

스크롤 하우징(16)은 임펠러(14)를 둘러싸고 벨마우스(I)와 공기토출부(O)가 형성될 수 있다. 스크롤 하우징(16)은 벨마우스(I)가 형성된 측판(42)(43)과 측판에 연결된 스크롤부(44)를 갖는다.

스크롤 하우징(16)은 한 쌍의 측판(42)(43)과, 한 쌍의 측판(42)(43)을 잇는 스크롤부(44)를 포함할 수 있다. 스크롤 하우징(16)은 서로 마주보는 2개의 측판(42)(43)을 스크롤부(44)가 잇게 형성될 수 있다. 벨마우스(I)는 한 쌍의 측판(42)(43) 중 적어도 하나에 형성될 수 있다.

시로코팬(6)은 벨마우스(I)가 단수개 형성된 단흡입형 시로코팬으로 구성되는 것이 가능하고, 벨마우스(I)가 2개 형성된 양흡입형 시로코팬으로 구성되는 것이 가능하다.

시로코팬(6)은 단흡입형 시로코팬일 경우, 한 쌍의 측판(42)(43) 중 하나에만 벨마우스(I)가 형성될 수 있고, 양흡입형 시로코팬일 경우 한 쌍의 측판(42)(43) 각각에 벨마우스(I)가 형성될 수 있다.

이하, 림(30)에 대해 상세히 설명한다.

림(30)은 복수개의 블레이드(24)를 연결하는 연결부(50)와, 연결부(50)에서 스크롤부(44)를 향해 돌출되는 가이드부(60)를 포함한다.

연결부(50)는 링 형상으로 형성될 수 있다. 연결부(50)는 복수개 블레이드(26)의 트레일링 에지(26)와 연결될 수 있다. 복수개의 블레이드(24)는 연결부(50)의 내주(51)에 연결될 수 있다. 연결부(50)는 임펠러(14)의 반경 방향(R)으로 소정의 두께(E)를 갖고, 임펠러(14)의 회전 중심축(X)과 나란한 방향으로 소정의 길이(F)를 갖을 수 있다. 연결부(50)는 복수개 블레이드(24)를 견고하게 지지할 수 있는 길이(F)를 갖는 것이 바람직하고, 연결부(50)의 길이(F)는 가이드부(60)의 길이(C) 보다 길게 형성되는 것이 바람직하다.

연결부(50)와 가이드부(60)는 임펠러(14)의 회전 중심축(X)과 나란한 방향의 길이가 상이할 수 있다. 가이드부(60)의 임펠러(14) 회전 중심축(X)과 나란한 방향의 길이(C)는 연결부(50)의 임펠러(14) 회전 중심축(X)과 나란한 방향의 길이(F) 보다 짧을 수 있다.

연결부(50)는 가이드부(60)와 둔각(G)을 갖는 경사면(52)이 형성될 수 있다. 경사면(52)은 블레이드(24)에 의해 유동된 공기 중 일부가 가이드부(60)의 일면을 향하게 안내할 수 있고, 블레이드(24)에서 스크롤부(44)를 향해 유동된 공기는 가이브부(60)의 일면(62)에 안내될 수 있다.

가이드부(60)는 링 형상이고, 연결부(50)에서 임펠러(14)의 반경 방향(R)으로 돌출될 수 있다. 가이드부(60)는 외주(61)가 스크롤부(44)의 내둘레면(45)을 마주볼 수 있다. 가이드부(60)는 일면(62)이 공기를 안내하는 공기안내면으로 기능할 수 있고, 가이드부(60)의 일면(62)으로 유동된 공기는 가이드부(60)의 일면(62)을 따라 안내되고, 스크롤부(44)의 내둘레면(45)을 향하는 방향으로 직진될 수 있다. 가이드부(60)는 임펠러(14)의 반경 방향(R)으로 소정의 두께(H)를 갖고, 임펠러(14) 회전 중심축(X)과 나란한 방향으로 소정의 길이(C)를 갖을 수 있다.

시로코팬(6)은 가이드부(60)가 연결부(50)에 형성되지 않을 경우, 블레이드(24)에서 스크롤부(44)를 향해 유동된 공기 중 일부는 연결부(50)의 옆을 돌아 벨마우스(I)와 블레이드(24) 사이의 틈(J)을 향해 유동될 수 있다. 가이드부(60)는 블레이드(24) 후류의 공기가 스크롤부(44)의 내둘레면(45)을 향하는 방향으로 직진 안내할 수 있다. 가이드부(60)는 블레이드(24)에 의해 유동된 공기가 벨마우스(I)와 블레이드(24) 사이의 틈(J)을 향해 유동되는 것을 최소화하고, 블레이드(24)의 후류에 의한 소음을 최소화할 수 있다.

림(30)은 연결부(50)에서 측판(42)(43)을 향해 연장되는 연장부(70)를 더 포함할 수 있다.

연장부(70)는 중공 원통 형상이고 내주가 벨마우스(I)와 블레이드(24) 사이의 틈(J) 적어도 일부를 마주볼 수 있다.

연장부(70)는 측판(42)(43)과 가까워질수록 크기가 커질 수 있다.

연장부(70)는 내경(K)이 블레이드(24)의 외경(L) 보다 클 수 있다.

연장부(70)는 임펠러(14)의 회전 중심축(X)과 나란한 방향으로 소정의 길이(A)를 갖을 수 있다.

연장부(70)는 블레이드(24)에 의해 유동된 공기가 벨마우스(I)와 블레이드(24) 사이의 틈(J)을 향해 유동될 때 이를 최대한 막을 수 있고, 블레이드(24)에 의해 유동된 공기가 다시 블레이드(24)로 역류되는 것을 최소화할 수 있다.

시로코팬은 가이드부(60)의 임펠러(14) 회전 중심축(X)과 나란한 방향 길이(C)에 따라 소음이 상이할 수 있다. 시로코팬은 가이드부(60)의 임펠러(14) 회전 중심축(X)과 나란한 방향 길이(C)와 연결부(50) 내주(51)와 가이드부(60) 외주(61) 사이 폭(D)의 비(C/D)에 따라 소음이 상이할 수 있다. 여기서, 연결부(50) 내주(51)와 가이드부(60) 외주(61) 사이 폭(D)은 연결부(50)의 두께(E)와 가이드부(60)의 두께(H)의 합과 같을 수 있다.

가이드부(60)는 임펠러(14)의 회전 중심축(X)과 나란한 방향의 길이(C)가 연결부(50) 내주(51)와 가이드부(60) 외주(61) 사이 폭(D)의 0.4 ∼ 0.6 배일 수 있다.

시로코팬은 연장부(70)의 임펠러(14) 회전 중심축(X)과 나란한 방향 길이(A)에 따라 소음이 상이할 수 있다. 시로코팬은 연장부(70)의 임펠러(14) 회전 중심축(X)과 나란한 방향 길이(A)와 연결부(50) 내주(51)와 가이드부(60) 외주(61) 사이 폭(D)의 비(A/D)에 따라 소음이 상이할 수 있다.

연장부(70)는 임펠러(14)의 회전 중심축(X)과 나란한 방향의 길이(A)가 연결부(50) 내주(51)와 가이드부(60) 외주(61) 사이 폭(D)의 0.3 ∼ 0.5 배일 수 있다.

도 5는 가이드부(60)의 임펠러(14) 회전 중심축(X)과 나란한 방향 길이(C) 및 연장부(70)의 임펠러(14) 회전 중심축(X)과 나란한 방향 길이(A)가 상이하고, 소음에 영향을 줄 수 있는 블레이드(24)의 형상이나 블레이드(24)의 크기 등의 타 인자들이 모두 동일한 상태에서 측정된 결과이다.

도 5를 참조하면, 시로코팬은 가이드부(60)의 임펠러(14) 회전 중심축(X)과 나란한 방향 길이(C)가 연결부(50) 내주(51)와 가이드부(60) 외주(61) 사이 폭(D)의 0.4 ∼ 0.6 배이고, 연장부(70)의 임펠러(14) 회전 중심축(X)과 나란한 방향 길이(A)가 연결부(50) 내주(51)와 가이드부(60) 외주(61) 사이 폭(D)의 0.3 ∼ 0.5 배인 경우 소음이 가장 적은 것이 확인될 수 있다.

12: 모터 14: 임펠러
16: 스크롤 하우징 22: 주판
24: 블레이드 30: 림
50: 연결부 60: 가이드부
70: 돌출부

Claims (10)

1. 모터와;
   상기 모터에 연결되는 주판에 복수개의 블레이드가 형성되고 상기 복수개의 블레이드에 림이 연결된 임펠러와;
   벨마우스가 형성된 측판과 상기 측판에 연결된 스크롤부를 갖고 상기 임펠러가 회전 가능하게 수용되는 스크롤 하우징을 포함하고,
   상기 림은 상기 복수개의 블레이드를 연결하는 연결부와,
   상기 연결부에서 상기 스크롤부를 향해 돌출되는 가이드부와,
   상기 연결부에서 상기 측판을 향해 연장되는 연장부를 포함하고,
   상기 가이드부는 상기 임펠러의 회전중심축과 나란한 방향의 길이가 상기 연결부보다 짧고,
   상기 연장부는 내경이 상기 블레이드의 외경보다 큰 시로코팬.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 가이드부는 링 형상이고, 상기 연결부에서 상기 임펠러의 반경 방향으로 돌출된 시로코팬.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 가이드부는 상기 임펠러의 회전 중심축과 나란한 방향의 길이가 상기 연결부 내주와 상기 가이드부 외주 사이 폭의 0.4 ∼ 0.6 배인 시로코팬.
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 연결부는 상기 가이드부와 둔각을 갖는 경사면이 형성된 시로코팬.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 연장부는 중공 원통 형상이고, 내둘레가 상기 벨마우스와 블레이드 사이의 틈 적어도 일부를 마주보는 시로코팬.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 연장부는 상기 측판과 가까워질수록 크기가 커지는 시로코팬.
8. 삭제
9. 제 6 항에 있어서,
   상기 연장부는 상기 임펠러의 회전 중심축과 나란한 방향의 길이가 상기 연결부 내주와 상기 가이드부 외주 사이 폭의 0.3 ∼ 0.5 배인 시로코팬.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 가이드부는 상기 임펠러의 회전 중심축과 나란한 방향의 길이가 상기 연결부 내주와 상기 가이드부 외주 사이 폭의 0.4 ∼ 0.6 배인 시로코팬.

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