KR20000013947A - 천장형 에어컨의 터보팬 - Google Patents

Abstract

본 발명은 천장형 에어컨의 터보팬에 관한 것으로서, 특히 터보팬에서의 역류발생을 억제하여 역류로 인한 소음을 저감함으로써 사용자에게 쾌적한 환경을 제공하는 데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 주판과 쉬라우드의 사이에 방사상으로 다수의 에어포일 형상의 날개가 설치된 천장형 에어컨의 터보팬에 있어서, 상기 날개의 주판부 두께가 쉬라우드부의 두께보다 두껍게 형성된 것이다.

Description

천장형 에어컨의 터보팬

본 발명은 천장형 에어컨의 실내기에 관한 것으로서, 특히 천장형 에어컨 실내기의 저소음화 및 셋트의 소형화를 가능하게 하기 위한 천장형 에어컨의 실내기 구조에 관한 것이다.

일반적인 천장형 에어컨은 점포나 사무실용에 주력으로 사용하는 것으로서, 통상 터보팬을 케이싱이 없는 상태로 사용하게 되는데, 최근에는 저소음화 및 컴팩트화의 요구가 늘어가고 있다.

여기서, 천장형 에어컨의 소음원으로는 터보팬에 의한 소음, 발생음(열교환기 통과음), 냉매음 등이 있으며, 이하에서는 이 중 터보팬에 의한 소음 저감에 주목하여 설명하기로 한다.

종래 천장형 에어컨의 실내기는 도 1 에 도시된 바와 같이, 구동력을 제공하는 모터(1)와, 상기 모터(1)에 연결된 케이싱이 없는 터보팬(2)과, 상기 터보팬(2)을 둘러싸고 있는 열교환기(3)와, 상기 터보팬(2)의 중심에서 공기를 흡입하는 흡입구(4)와, 상기 열교환기(3)를 나온 공기를 외부로 토출하는 다수의 토출구(5)와, 냉난방 전용기일 경우 상기 열교환기(3) 외곽에 형성되는 열선(6)으로 구성된다.

또한, 상기 터보팬(2)은 도 2 와 같이 주판(7)과 쉬라우드(8)의 사이에 방사상으로 다수의 에어포일(Airfoil) 형상의 날개(9)가 설치되는데, 상기 에어포일 형상의 날개(9)에서 주판부(9a)와 쉬라우드부(9b)의 두께 및 코드 길이가 동일한 2차원 날개(9)를 사용하거나, 입구각(β1)은 같으나 출구각(β2)이 다른 준 3차원 날개(9)를 사용하고 있으며, 상기 에어포일 형상의 날개(9)가 준 3차원일 경우에는 자연히 주판부(9a)와 쉬라우드부(9b)의 형상에서 코드(chord) 길이가 달라지게 된다.

이와 같이 구성된 상태에서 모터(1)에 전원이 인가되면 모터(1)가 회전하게 되고, 상기 모터(1)의 회전에 따라 모터(1)에 연결된 터보팬(2)이 회전하게 되어 외부 공기가 흡입구(4)를 통해 천장형 에어컨의 실내기 내부로 흡입된다.

이후, 흡입된 공기는 터보팬(2)의 계속된 회전에 따라 터보팬(2)을 통해 열교환기(3) 방향으로 유동하게 되고, 열교환기(3)를 지나면서 열교환기(3) 내부의 냉매와 열교환하여 온도가 저하된 상태로 토출구(5)를 통해 실내로 공급됨으로써 냉방을 수행하게 되며, 열교환기(3) 내부의 냉매는 공기로부터 온도를 빼앗아 온도가 올라간 상태로 시스템의 다른 요소로 유동하여 이를 반복하게 된다.

이는 시스템이 냉방인 경우이며, 난방인 경우에는 냉매의 유동방향을 바꾸어 구동하면 되고, 난방을 원활히 수행할 수 있도록 열교환기(3) 외곽에 형성된 열선(6)에 전원을 인가하여 열교환기(3)를 통과한 공기를 2차 가열할 수 있도록 하는 것이다.

이때, 도 3 의 (가)와 같이 회전하는 터보팬(2)의 날개(9)와 날개(9) 사이 통로에서는 상대순환하는 속도성분이 발생하여 날개(9)의 흡입면에서는 유동의 상대속도와 같은 방향으로 속도가 중첩되지만 날개(9)의 압력면(9c)에서는 유동의 상대속도의 반대 방향의 속도가 중첩되어 압력면(9c)에서의 상대속도를 감소시키게 된다.

이때, 주어진 설계유량에서 터보팬(2)의 날개(9) 개수가 작아질수록 통로내의 미끄럼 속도가 커지게 되므로 압력면에서는 유동의 흐름에 의한 평균 상대속도보다 미끄럼 속도가 커지게 되는 역류(reverse flow)현상이 발생될 수 있다.

또한, 이러한 역류현상은 통상 날개(9)의 쉬라우드부(9b) 보다는 주판부(9a)에 많이 발생되는데, 상기 날개(9)의 주판부(9a)와 쉬라우드부(9b)의 두께가 일정한 반면에 주판부(9a)의 상대속도가 쉬라우드부(9b)에 비해 빠르게 나타나기 때문이다.

여기서, 실제 천장형 에어컨에 사용되는 터보팬은 저소음화를 위해 날개의 수를 8개 내외로 설계하므로 이러한 역류의 발생이 커지게 되며, 이로 인해 소음이 크게 발생되는 문제점이 있었다.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 제안된 것으로, 터보팬에서의 역류발생을 억제하여 역류로 인한 소음을 저감함으로써 사용자에게 쾌적한 환경을 제공하는 데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 주판과 쉬라우드의 사이에 방사상으로 다수의 에어포일 형상의 날개가 설치된 천장형 에어컨의 터보팬에 있어서, 상기 날개의 주판부 두께가 쉬라우드부의 두께보다 두껍게 형성된 것을 특징으로 한다.

도 1 은 종래 천장형 에어컨의 실내기 구성도로서,

(가)는 평면도.

(나)는 측면도.

도 2 는 종래 천장형 에어컨의 터보팬 구성도로서,

(가)는 평면도.

(나)는 측면도.

도 3 은 종래 천장형 에어컨의 터보팬 작용 설명도로서,

(가)는 정면측.

(나)는 측면측.

도 4 는 본 발명에 의한 천장형 에어컨 터보팬의 실시 예시도로서,

(가)는 코드 길이가 같고 두께가 다른 경우(2차원).

(나)는 코드 길이가 다르고 두께도 다른 경우(2차원).

(다)는 코드 길이가 다르고 두께도 다른 경우(3차원).

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

1 : 모터 2 : 터보팬

3 : 열교환기 4 : 흡입구

5 : 토출구 6 : 열선

7 : 주판 8 : 쉬라우드

9, 101 : 날개 9a, 101a : 주판부

9b, 101b : 쉬라우드부

이하, 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4 는 본 발명에 의한 천장형 에어컨 터보팬의 실시 예시도로, 터보팬의 에어포일 형상의 날개(101)를 구성함에 있어 날개(101)의 주판부(101a) 두께를 쉬라우드부(101b)의 두께보다 두껍게 구성함과 동시에 주판부(101a)의 코드 길이를 쉬라우드부(101b)의 코드 길이보다 길게 구성한 것이다.

이를 보다 구체적으로 설명하면, (가)와 같이 날개(101)의 주판부(101a)와 쉬라우드부(101b)의 코드 길이는 동일하게 하고, 주판부(101a)의 두께만 쉬라우드부(101b)의 두께보다 두껍게 구성하거나, (나)와 같이 주판부(101a)의 코드 길이를 쉬라우드부(101b)의 코드 길이보다 길게 구성함과 동시에 주판부(101a)의 두께도 쉬라우드부(101b)의 두께보다 두껍게 구성하거나, (다)와 같이 (나)와 동일한 구조를 가지고, 날개(101)의 단부에서 일정각 틀어 날개(101)가 준 3차원 형상을 가지도록 구성할 수 있으며, 이때 날개(101)의 주판부(101a) 두께는 쉬라우드부(101b)의 두께 대비 1.1∼2배 정도 두껍게 구성하고, 주판부(101a)의 코드 길이는 쉬라우드부(101b)의 코드 길이 대비 1.1∼1.3배 길게 구성하게 된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용을 아래에서 설명한다.

먼저, 역류는 터보팬의 날개(101) 개수가 적정한 수준보다 적을 경우 발생되기 쉬운 것이며, 이론적으로는 날개(101)의 개수를 적정한 숫자로 증가시키면 되지만, 소음 저감을 위하여 날개수를 저감하게 되므로 본 발명에서는 적은 개수의 날개(101)로 많은 개수의 날개(101)를 설치한 구조와 동일한 효과를 도모하도록 한 것이다.

즉, 터보팬의 회전에 의해 흡입된 공기는 터보팬의 날개(101)와 날개(101) 사이의 통로를 통해 배출되는데, 도 4 의 (가) 내지 (다)와 같이 날개(101)의 주판부(101a) 두께가 쉬라우드부(101b)의 두께보다 두껍게 구성되면 주판(도면상에는 도시되지 않음)으로부터 쉬라우드(도면상에는 도시되지 않음) 간의 통로 사이의 공간이 역사다리꼴 형상이 되며, 날개(101)의 주판부(101a) 간 통로 거리가 쉬라우드부(101b) 간 통로 거리보다 짧게 되어 종래 구조에 비해 미끄럼 속도를 줄일 수 있으므로 깃의 압력면에 생기는 역류현상을 방지할 수 있는 것이다.

이때, 전술한 바와 같이 역류가 통상 날개(101)의 쉬라우드부(101b) 보다는 주판부(101a)에 많이 발생되므로 도 4 의 (나)와 같이 날개(101)의 주판부(101a) 코드 길이를 쉬라우드부(101b)의 코드 길이보다 길게 구성하게 되면 주판부(101a)와 쉬라우드부(101b)의 상대속도가 균일해져 터보팬의 출구부에서의 속도가 일정하게 유지되므로 이 역시 날개(101)의 주판부(101a)에 발생되는 역류를 방지할 수 있음과 동시에 터보팬의 효율을 증대시킬 수 있는 것이다.

여기서, 도 4 의 (다)와 같이 공기의 원활한 배출을 위해 날개(101)의 단부를 일정각 틀어 준 3차원으로 형성하였을 경우에도 상기한 바와 동일한 효과를 가질 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 터보팬의 2차원 또는 준 3차원 날개에서 주판측 날개와 쉬라우드측 날개의 두께 및 코드 길이를 각각 다르게 구성함으로써 통로 사이의 역류 방지 및 토출구에서의 난류현상을 줄일 수 있어 소음을 방지할 수 있고, 팬 출구부에서의 유동패턴을 일정하게 유지할 수 있으므로 공기가 열교환기를 통과할 때 발생되는 통과소음도 저감할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 주판과 쉬라우드의 사이에 방사상으로 다수의 에어포일 형상의 날개가 설치된 천장형 에어컨의 터보팬에 있어서,

   상기 날개의 주판부 두께가 쉬라우드부의 두께보다 두껍게 형성된 것을 특징으로 하는 천장형 에어컨의 터보팬.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 날개의 주판부 두께와 쉬라우드부의 두께비는 1.1∼2 : 1인 것을 특징으로 하는 천장형 에어컨의 터보팬.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 날개 주판부의 코드 길이가 쉬라우드부의 코드 길이보다 길게 형성된 것을 특징으로 하는 천장형 에어컨의 터보팬.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 날개 주판부의 코드 길이와 쉬라우드부의 코드 길이비는 1.1∼1.3 : 1인 것을 특징으로 하는 천장형 에어컨의 터보팬.