KR20020076611A - 팬의 와류발생 방지구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 팬의 와류발생 방지구조에 관한 것으로, 본 발명은 케이싱 내부에 고정 결합되어 공기 유로를 형성하는 공간형성부재와 상기 공간형성부재에 고정 결합되어 그 내부로 공기가 유동하는 오리피스와, 상기 오리피스와 연통되도록 쉬라우드가 구비되어 모터의 구동력을 전달받아 회전하면서 유동을 발생시키는 팬과, 상기 팬의 쉬라우드 외면 및 그에 대면되는 상기 공간형성부재에 의해 형성되는 정체 공간에 채워져 그 정체공간으로 유동의 유입을 방지할 뿐만 아니라 유동 저항을 방지하는 채움부재를 포함하도록 구성하여 구동모터의 구동력에 의해 회전하는 팬의 회전력에 의해 공기의 유동이 발생되는 과정에서 상기 팬 및 공기 유로의 구조적 특성에 의한 와류, 즉 볼텍스 유동의 발생을 방지함으로써 공기의 유동을 원활하게 하여 유동 손실을 최소화할 뿐만 아니라 소음 발생을 최소화하여 신뢰성을 높일 수 있도록 한 것이다.

Description

팬의 와류발생 방지구조{STRUCTURE FOR PREVENTING VORTEX FLOW OF FAN}

본 발명은 팬의 와류발생 방지구조에 관한 것으로, 특히 팬의 회전력에 의해 공기의 유동이 발생되는 과정에서 유동의 손실을 가져오는 와류의 발생을 최소화할 수 있도록 한 팬의 와류발생 방지구조에 관한 것이다.

일반적으로 공기조화기 또는 제습기 등은 내부에 냉동사이클장치가 구비되어 그 냉동사이클장치를 구성하는 열교환기에서 발생되는 냉기 및 열기를 팬으로 유동시켜 실내를 쾌적한 상태로 유지시키게 된다.

상기 공기조화기는 냉동사이클장치가 하나의 케이싱내에 장착되어 창문 등에 장착되는 창문형 공기조화기와, 상기 냉동사이클장치의 구성 부품이 실내기와 실외기로 분리 장착되어 실내와 실외에 각각 설치되는 분리형 공기조화기로 구분되며, 상기 창문형 공기조화기 및 분리형 공기조화기의 실내기와 실외기에는 각각 그 특성에 맞는 형태의 팬이 장착되어 그 팬의 구동에 의한 공기의 유동에 의해 열교환기를 열교환시키게 된다.

도 1은 상기 공기조화기를 구성하는 열교환기 및 그 열교환기를 열교환시키는 팬의 일예를 도시한 것으로, 이에 도시한 바와 같이, 먼저 케이싱(10)의 내부에 소정 공간을 형성하도록 공간형성부재(11)가 결합되고 그 공간형성부재(11)의 내부에 소정의 면적을 갖는 열교환기(20)가 장착되며 그 열교환기(20)와 대면되는 케이싱(10)의 전면에 공기가 유입되는 흡입그릴(12)이 구비된다. 그리고 상기 열교환기(20)에대향되도록 상기 케이싱(10)의 내부에 터보 팬(30)이 장착되고 상기 열교환기(20)와 터보 팬(30)사이에 위치하는 공간형성부재(11)에 일정 크기를 갖는 관통구(13)가 형성된다.

상기 터보 팬(30)은 원판 형태로 형성되는 허브판부(a) 및 그 허브판부(a)에 수직방향으로 돌출 형성된 보스부(b)로 이루어진 허브(31)와 상기 허브의 허브판부(a) 가장자리에 수직방향으로 연장 형성되는 다수개의 브레이드(32)와 상기 다수개의 브레이드(32) 단부를 연결하여 공기의 유동을 안내하는 쉬라우드(33)를 구비하여 이루어진다. 상기 브레이드(32)는 소정의 면적을 갖도록 형성되며 상기 허브의 허브판부(a)의 가장자리에 일정 간격을 두고 형성된다. 상기 쉬라우드(33)는 일정 폭을 갖는 환형 형태로 형성되고 그 단면이 곡선 형태로 형성됨과 아울러 그 두께가 일정하게 형성된다. 상기 쉬라우드(33)가 상기 다수개의 브레이드(32) 단부에 결합시 그 내측면의 일정 영역이 상기 다수개의 브레이드(32) 단부 외측선단에 접촉되도록 결합된다.

그리고 상기 공간형성부재 관통구(13)의 내부에 위치하도록 소정 형상의 오리피스(40)가 구비된다. 상기 오리피스(40)는 환형으로 형성됨과 아울러 그 단면이 일정 두께를 갖는 곡면으로 형성되어 그 내부로 공기가 유동하는 환형부(41)와 그 환형부(41)의 단부에 소정의 면적을 갖도록 연장 형성되는 결합부(42)로 이루어진다. 상기 오리피스(40)는 결합시 그 환형부(41)가 상기 공간형성부재(11)의 관통구(13)에 삽입됨과 아울러 그 환형부(41)의 단부가 상기 터보 팬(30)의 쉬라우드(33) 내부에 위치한 상태에서 그 결합부(42)가 상기 공간형성부재(11)에고정 결합된다. 이때 상기 오리피스 환형부(41)의 단부와 상기 쉬라우드(33)의 비접촉 영역과 중첩된 상태가 된다.

그리고 상기 터보 팬(30)의 측부에 구동모터(미도시)가 설치되고 그 구동모터의 모터축(S)이 상기 터보 팬(30)의 허브 보스부(b)에 고정 결합된다.

상기한 바와 같은 구조의 작동은 먼저 상기 구동모터의 구동력이 상기 모터축(S)을 통해 상기 터보 팬(30)에 전달되어 그 터보 팬(30)이 회전하게 되면 그 터보 팬(30)의 회전력에 의해, 도 2에 도시한 바와 같이, 외부의 공기가 상기 흡입그릴(12)을 통해 유입되어 상기 열교환기(20)를 거치면서 유동하게 된다. 상기 열교환기(20)를 거친 공기는 상기 오리피스(40)의 환형부(41)를 통과하게 되고 그 오리피스(40)를 통과한 공기는 유속이 증가되어 상기 터보 팬(30)의 쉬라우드(33) 내부로 유입되며 그 쉬라우드(33)를 통과한 공기는 상기 터보 팬(30)의 브레이드(32) 사이를 통해 유동하면서 상기 케이싱(10)에 형성된 토출유로(F) 및 토출그릴(미도시)을 통해 외부로 토출된다. 이때, 상기 오리피스(40)의 단부가 상기 터보 팬(30)의 쉬라우드(33) 내측에 위치하게 되므로 상기 오리피스(40)를 통해 유동하는 공기의 유동이 상기 터보 팬(30)과 저항이 발생하지 않게 된다.

그러나 상기한 바와 같은 종래 구조는 상기 터보 팬(30)의 회전력에 의해 외부의 공기가 케이싱(10) 내부로 유입되어 상기 열교환기(20)를 거치면서 상기 오리피스(40) 및 상기 터보 팬(30)을 통해 유동하여 상기 토출유로(F) 및 토출그릴을 따라 토출되는 과정에서 상기 오리피스(40)가 장착되는 고정된 공간형성부재(11)와 그 공간형성부재(11)의 측부에 위치하여 회전하는 터보 팬(30)에 의해서 상기 공간형성부재(11)와 상기 터보 팬(30)의 쉬라우드(33) 외면에 의해 형성되는 정체 공간(D)에서 와류, 즉 볼텍스(Vortex)가 발생되어 유동 손실 및 소음이 발생되는 문제점이 있었다.

상기한 바와 같은 문제점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 팬의 회전력에 의해 공기의 유동이 발생되는 과정에서 유동의 손실을 가져오는 와류의 발생을 최소화할 수 있도록 한 팬의 와류발생 방지구조를 제공함에 있다.

도 1은 종래 공기조화기의 팬 장착구조를 도시한 단면도,

도 2는 상기 공기조화기 팬의 작동상태를 도시한 단면도,

도 3은 본 발명의 팬 와류발생 방지구조의 일예가 구비된 공기조화기의 부분 단면도,

도 4는 본 발명의 팬 와류발생 방지구조를 구성하는 채움부재의 다른 변형예를 도시한 단면도,

도 5는 본 발명의 팬 와류발생 방지구조의 작동상태를 도시한 단면도.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

10 ; 케이싱 11 ; 공간형성부재

30 ; 팬 33 ; 쉬라우드

40 ; 오리피스 50 ; 채움부재

D ; 정체 공간

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 케이싱 내부에 고정 결합되어 공기 유로를 형성하는 공간형성부재와 상기 공간형성부재에 고정 결합되어 그 내부로 공기가 유동하는 오리피스와, 상기 오리피스와 연통되도록 쉬라우드가 구비되어 모터의 구동력을 전달받아 회전하면서 유동을 발생시키는 팬과, 상기 팬의 쉬라우드 외면 및 그에 대면되는 상기 공간형성부재에 의해 형성되는 정체 공간에 채워져 그 정체공간으로 유동의 유입을 방지할 뿐만 아니라 유동 저항을 방지하는 채움부재를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 팬의 와류발생 방지구조가 제공된다.

이하, 본 발명의 팬 와류발생 방지구조를 첨부도면에 도시한 실시예에 따라 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 팬 와류발생 방지구조에 대한 일실시예가 구비된 공기조화기의 주요부분을 도시한 것으로, 이를 참조하여 설명하면, 먼저 공기조화기의 케이싱(10)의 내부에 소정 공간을 형성하도록 공간형성부재(11)가 결합되고 그 공간형성부재(11)의 내부에 소정의 면적을 갖는 열교환기(20)가 장착되며 그 열교환기(20)와 대면되는 케이싱(10)의 전면에 공기가 유입되는 흡입그릴(12)이 구비된다. 그리고 상기 열교환기(20)에 대향되도록 상기 케이싱(10)의 내부에 회전 가능하게 터보 팬(30)이 장착되고 상기 열교환기(20)와 터보 팬(30)사이에 위치하는 공간형성부재(11)에 일정 크기를 갖는 관통구(13)가 형성된다.

상기 터보 팬(30)은 원판 형태로 형성되는 허브판부(a) 및 그 허브판부(a)에 수직방향으로 돌출 형성된 보스부(b)로 이루어진 허브(31)와 상기 허브의 허브판부(a) 가장자리에 수직방향으로 연장 형성되는 다수개의 브레이드(32)와 상기 다수개의 브레이드(32) 단부를 연결하는 쉬라우드(33)를 구비하여 이루어진다. 상기 브레이드(32)들은 소정의 면적을 갖는 판상으로 상기 허브판부(a)의 가장자리에 일정 간격을 두고 연장 형성되며 그 각 브레이드(32)들의 외측 선단을 연결시 원통 형태를 이루게 된다. 상기 쉬라우드(33)는 일정 폭을 갖는 환형 형태로 형성됨과 아울러 그 단면이 곡선 형태로 형성된다. 그리고 상기 쉬라우드(33)는 그 일측 내면의 일정 영역이 상기 다수개의 브레이드(32) 단부 외측선단에 접촉되도록 결합된다.

그리고 공기가 유동하는 오리피스(40)가 상기 공간형성부재 관통구(13)의 내부에 삽입되도록 그 공간형성부재(11)에 결합된다. 상기 오리피스(40)는 환형으로 형성됨과 아울러 그 단면이 소정 두께를 갖는 곡면으로 형성되어 상기 공간형성부재의 관통구(13)에 삽입되는 환형부(41)와 그 환형부(41)의 단부에 소정의 면적을 갖도록 연장 형성되어 상기 공간형성부재(11)에 고정 결합되는 결합부(42)로 이루어진다.

그리고 상기 팬의 쉬라우드(33) 외면 및 그에 대면되는 상기 공간형성부재(11)에 의해 형성되는 정체 공간(D)에 채워져 그 정체 공간(D)으로 유동의 유입을 방지할 뿐만 아니라 유동 저항을 방지하는 채움부재(50)가 구비된다.

상기 채움부재(50)는 상기 팬의 쉬라우드(33) 외면과 상응 형태를 갖도록 환형의 곡면으로 형성되는 내측 채움면부(51)와 그 내측 채움면부(51)의 일측에 상기 팬(30)의 외주선상 방향으로 연장 형성되어 환형면을 이루는 외측 채움면부(52)와 상기 내측 채움면부(51) 및 외측 채움면부(52)의 끝에 각각 연장 절곡 형성되어 상기 공간형성부재(11)에 고정되는 고정부(53)가 구비되어 이루어진다. 상기 채움부재(50)는 상기 내측 채움면부(51)와 외측 채움면부(52)에 의해 그 내부에 공간이 형성된다.

상기 채움부재(50)는 다른 변형예로서, 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 팬의 쉬라우드(33) 외면과 상응 형태를 갖도록 환형의 곡면으로 형성되는 내측 채움면부(51)와 그 내측 채움면부(51)의 일측에 상기 팬의 외주선상 방향으로 연장 형성되어 환형면을 이루는 외측 채움면부(52)와 상기 내측 채움면부(51) 및 외측 채움면부(52)의 끝에 각각 연장 절곡 형성되어 상기 공간형성부재(11)에 고정되는 고정부(53)가 구비된 환형체로 이루어진다. 즉, 상기 채움부재(50)는 상기 내측 채움면부(51)와 외측 채움면부(52)의 내측이 채워진 환형체로 형성된다.

그리고 상기 터보 팬(30)의 측부에 구동모터(미도시)가 설치되고 그 구동모터의 모터축이 상기 터보 팬(30)의 허브 보스부(b)에 고정 결합된다.

이하, 본 발명의 팬 와류발생 방지구조의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저 상기한 바와 같은 구조의 작동은 상기 구동모터의 구동력이 상기 터보 팬(30)에 전달되어 그 터보 팬(30)이 회전하게 되면, 도 5에 도시한 바와 같이, 그 터보 팬(30)의 회전에 의해 외부의 공기가 상기 흡입그릴(12)을 통해 유입되어 상기 열교환기(20)를 거치면서 유동하게 된다. 상기 열교환기(20)를 거친 공기는 상기 오리피스(40)의 환형부(41)를 통과하게 되고 그 오리피스(40)를 통과한 공기는 유속이 증가되어 상기 터보 팬의 쉬라우드(33) 내부로 유입된다. 상기 쉬라우드(33)를 통과한 공기는 상기 터보 팬의 브레이드(32) 사이를 통해 유동하면서 상기 케이싱(10)과 공간형성부재(11)에 의해 형성되는 토출유로(F)를 통해 유동하면서 케이싱(10)에 형성된 토출그릴(미도시)을 통해 외부로 토출된다.

한편, 상기 터보 팬(30)의 회전력에 의해서 상기 오리피스(40)로 유입된 공기가 상기 터보 팬(30)을 거쳐 토출유로(F)를 통해 유동되는 과정에서 상기 터보 팬의 쉬라우드(33) 외측면과 그 쉬라우드(33) 외측면과 대면되는 상기 공간형성부재(11)에 의해 형성되는 정체 공간(D)내에 상기 채움부재(50)가 설치됨으로써 상기 토출유로(F)를 따라 유동하는 공기의 유동 저항이 최소화되어 공기의 유동이 원활하게 된다. 즉, 상기 터보 팬의 쉬라우드(33) 외측면과 그 쉬라우드(33) 외측면과 대면되는 상기 공간형성부재(11)에 의해 형성되는 정체 공간(D)내에 상기 채움부재(50)가 설치되므로 상기 터보 팬(30)의 회전력에 의해 상기 토출유로(F)로 유동하는 공기의 유동이 상기 정체 공간(D)으로 유입되는 것이 방지되어 그 정체 공간(D)으로 유입되어 발생되는 와류 발생을 방지하게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 팬의 와류발생 방지구조는 구동모터의 구동력에 의해 회전하는 팬의 회전력에 의해 공기의 유동이 발생되는 과정에서 상기 팬 및 공기 유로의 구조적 특성에 의한 와류, 즉 볼텍스 유동의 발생을 방지하게 됨으로써 공기의 유동을 원활하게 하여 유동 손실을 최소화할 뿐만 아니라 소음 발생을 최소화하여 신뢰성을 높일 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 케이싱 내부에 고정 결합되어 공기 유로를 형성하는 공간형성부재와 상기 공간형성부재에 고정 결합되어 그 내부로 공기가 유동하는 오리피스와, 상기 오리피스와 연통되도록 쉬라우드가 구비되어 모터의 구동력을 전달받아 회전하면서 유동을 발생시키는 팬과, 상기 팬의 쉬라우드 외면 및 그에 대면되는 상기 공간형성부재에 의해 형성되는 정체 공간에 채워져 그 정체 공간으로 유동의 유입을 방지할 뿐만 아니라 유동 저항을 방지하는 채움부재를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 팬의 와류발생 방지구조.
2. 제1항에 있어서, 상기 채움부재는 상기 팬의 쉬라우드 외면과 상응 형태를 갖도록 환형의 곡면으로 형성되는 내측 채움면부와 그 내측 채움면부의 일측에 상기 팬의 외주선상 방향으로 연장 형성되어 환형면을 이루는 외측 채움면부가 구비되어 상기 공간형성부재에 고정 결합되는 것을 특징으로 하는 팬의 와류발생 방지구조.