KR20050039047A - 원심팬용 오리피스의 역류 방지 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 원심팬용 오리피스의 역류 방지 구조에 관한 것으로, 본 발명은 축방향으로 공기를 흡입한 후 반경방향으로 토출하는 원심팬의 입구측에 위치하도록 환형으로 형성하여 소정의 구조물에 결합하는 지지부와, 지지부의 내주연을 곡면지게 말아 흡입공기를 팬의 축방향으로 안내하도록 그 내주연을 원심팬의 입구쪽에 대향시키는 공기안내부를 포함한 원심팬의 오리피스에 있어서, 원심팬의 외주연에 근접되도록 배치하여 토출공기가 입구측으로 역류하는 것을 차단하도록 지지부와 공기안내부 사이에 공기차단부를 형성함으로써, 토출 공기의 풍량을 높여 원심팬과 이를 적용한 에어컨의 성능을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 토출 공기와 흡입 공기 사이의 유동소음을 줄여 사용상의 쾌적함을 높이고 원심팬과 이를 적용한 에어컨의 신뢰성을 높일 수 있다.

Description

원심팬용 오리피스의 역류 방지 구조{STRUCTURE FOR PROTECTING BACKFLOW OF ORIFICE IN CENTRIFUGAL FAN}

본 발명은 원심팬의 오리피스에 관한 것으로, 특히 토출공기가 흡입측으로 역류하는 것을 차단할 수 있는 원심팬용 오리피스의 역류 방지 구조에 관한 것이다.

일반적으로 원심팬은 다수 개의 날개를 원주방향으로 설치하여 그 원주방향으로 회전하면서 공기를 축방향으로 흡입한 후 반경방향으로 토출하는 것으로, 주로 각 날개의 폭이 넓고 양 측면이 편평한 터보팬(turbo fan)과 폭이 좁고 회전방향으로 곡면진 시로코팬(sirocco fan)이 알려져 있다.

이 중에서 터보팬은 축방향 입구에 유속을 조절하는 환형의 오리피스(orifice)를 설치하여 흡입공기를 안정화하고 있다.

도 1은 종래 오리피스를 구비한 터보팬을 창문형 에어컨의 실내팬으로 적용한 일례를 보인 횡단면도이다.

이에 도시한 바와 같이 종래의 창문형 에어컨은, 소정의 내부공간을 갖도록 형성하는 케이싱(10)과, 케이싱(10)내 일측에 설치하여 실외 공기로 열교환하는 실외측 열교환부(20)와, 케이싱(10)내 타측에 설치하여 실내 공기를 열교환하는 실내측 열교환부(30)로 구성한다.

케이싱(10)은 실외측의 양 측면에 실외측 공기흡입구(11)를 형성하고, 실외측의 전방면에 실외측 공기토출구(12)를 형성하고 있다.

또, 케이싱(10)은 실내측의 전방면에 실내측 공기흡입구(13)를 형성하고, 실내측의 전방면 상반부, 즉 실내측 공기흡입구(13)의 상측에 실내측 공기토출구(14)를 형성하고 있다.

실외측 열교환부(20)는 압축기(21)와, 이 압축기(21)에 냉매관으로 연결하여 실외공기와 열교환하면서 가스냉매를 액냉매로 변환하는 응축용 열교환기(22)와, 응축용 열교환기(22)의 안쪽에 설치하여 실외의 공기를 흡입하여 상기 응축용 열교환기(22)쪽으로 토출하는 축류팬(axial fan)으로 된 실외팬(23)으로 이루어져 있다.

실내측 열교환부(30)는 실외측 열교환부(20)의 응축용 열교환기(22)와 연결하여 액냉매를 저온저압의 가스냉매로 다시 변환하는 증발용 열교환기(31)와, 증발용 열교환기(31)의 안쪽에 설치하여 실내의 공기를 흡입하여 상기 증발용 열교환기(31)쪽으로 토출하는 원심팬(centrifugal fan)으로 된 실내팬(32)으로 이루어져 있다.

실내팬(32)은 실내 공기를 축방향으로 흡입하여 반경방향으로 토출하는 소위 터보팬으로 이루어지고, 그 축방향 입구측에는 실내 공기를 안정시켜 흡입되도록 하는 실내측 오리피스(33)를 설치하며, 실내팬(32)의 상측에는 그 실내팬(32)을 통과하는 실내 공기를 실내측 공기토출구(14)로 안내하는 실내측 공기안내판(34)을 설치하고 있다.

실내측 오리피스(33)는 도 2에서와 같이 환상으로 형성하여 그 외주연은 편평하게 평면부(33a)를 형성하는 반면 그 내주연은 실내팬(32)의 입구측에 중첩하도록 상기 실내팬(32)의 입구쪽으로 말아 곡면부(33b)를 형성하고 있다.

한편, 실외측 열교환부(20)와 실내측 열교환부(30)의 사이에는 케이싱(10) 내부를 실외측과 실내측으로 구획하는 격판(15)을 설치하고, 격판(15)에는 상기한 실외팬(23)과 실내팬(32)에 각각 결합하여 회전력을 전달하는 팬모터(40)를 설치하고 있다.

도면중 미설명 부호인 24는 실외측 쉬라우드, 25는 실외측 오리피스이다.

상기와 같은 종래 창문형 에어컨은 다음과 같이 작동한다.

즉, 에어컨에 전원을 인가하면 압축기(21)가 구동하여 냉매를 순환함과 아울러 팬모터(40)가 구동하여 실외의 공기와 실내의 공기를 실외측과 실내측으로 각각 흡입하여 각각의 열교환기(22)(31)와 열교환한 후 토출시키게 된다.

실외측에서는 실외팬(32)으로 축류팬을 설치함에 따라 케이싱(10)의 실외측 양 측면에 구비한 실외측 공기흡입구(11)(11)를 통해 실외 공기를 흡입하였다가 실내를 기준으로 후방면, 즉 실외를 향해 전방으로 구비한 실외측 공기토출구(12)를 통해 실외로 다시 배출한다. 이때 실외 공기는 실외측 열교환기인 응축용 열교환기(21)와 접촉하여 열교환기 내부의 냉매를 응축시키면서 더운 공기가 되어 배출된다.

반면, 실내측에서는 실내팬(32)으로 원심팬을 설치함에 따라 케이싱(10)의 전방측 하반부에 구비한 실내측 공기흡입구(13)를 통해 실내 공기를 흡입하였다가 케이싱(10)의 전방측 상반부에 수직하게 구비한 실내측 공기토출구(14)를 통해 실내로 다시 배출한다. 이때 실내 공기는 실내측 열교환기인 증발용 열교환기(31)와 접촉하여 열교환기 내부의 냉매를 증발시키면서 찬 공기가 되어 실내로 배출되는 것이었다.

그러나, 상기와 같은 종래 창문형 에어컨에 있어서는, 도 2에서와 같이 실내팬(32)인 터보팬의 입구측에 실내측 오리피스(33)를 설치하고 있으나, 이 실내측 오리피스(33)의 평면부와 실내팬(32)의 입구부 사이의 간격이 넓어 토출공기의 일부가 상대적으로 저압인 흡입측으로 역류하면서 유동소음을 가중시키고 풍량을 저하시키는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 원심팬용 오리피스가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 터보팬의 입구측에 설치하는 오리피스를 이용하여 토출공기가 팬의 흡입측으로 역류하는 것을 방지할 수 있는 원심팬용 오리피스의 역류 방지 구조를 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 축방향으로 공기를 흡입한 후 반경방향으로 토출하는 원심팬의 입구측에 위치하도록 환형으로 형성하여 소정의 구조물에 결합하는 지지부와, 지지부의 내주연을 곡면지게 말아 흡입공기를 팬의 축방향으로 안내하도록 그 내주연을 원심팬의 입구쪽에 대향시키는 공기안내부를 포함한 원심팬의 오리피스에 있어서, 원심팬의 외주연에 근접되도록 배치하여 토출공기가 입구측으로 역류하는 것을 차단하도록 지지부와 공기안내부 사이에 공기차단부를 형성하는 것을 특징으로 하는 원심팬용 오리피스의 역류 방지 구조를 제공한다.

이하, 본 발명에 의한 원심팬용 오리피스의 역류 방지 구조를 첨부도면에 도시한 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명 창문형 에어컨의 일례를 보인 횡단면도이고, 도 4는 본 발명 창문형 에어컨에서 실내측 오리피스를 보인 개략도이며, 도 5는 본 발명 창문형 에어컨에서 실내측 오리피스의 변형예를 보인 개략도이다.

이에 도시한 바와 같이 본 발명에 의한 원심팬용 오리피스를 구비한 창문형 에어컨은, 소정의 내부공간을 실외측과 실내측으로 구획하는 케이싱(10)과, 케이싱(10)내 일측에 설치하여 실외 공기로 열교환하는 실외측 열교환부(20)와, 케이싱(10)내 타측에 설치하여 실내 공기를 열교환하는 실내측 열교환부(30)로 구성한다.

케이싱(10)은 건물의 벽면에 수직한 실외측의 양 측면에 실외측 공기흡입구(11)를 형성하고, 건물의 벽면과 평행한 실외측의 전방면에 실외측 공기토출구(12)를 형성한다.

또, 케이싱(10)은 실내측의 전방면 하반부에 실내측 공기흡입구(13)를 형성하고, 실내측의 전방면 상반부에 실내측 공기토출구(14)를 형성한다.

실외측 열교환부(20)는 일측에 설치하여 냉매를 고온고압의 가스냉매로 압축하는 압축기(21)와, 이 압축기(21)에 냉매관으로 연결하여 실외공기와 열교환하면서 가스냉매를 액냉매로 변환하는 응축용 열교환기(22)와, 응축용 열교환기(22)의 안쪽에 설치하여 실외의 공기를 흡입하여 상기 응축용 열교환기(22)쪽으로 토출하는 실외팬(23)으로 이루어진다.

실내측 열교환부(30)는 실외측 열교환부(20)의 응축용 열교환기(22)와 연결하여 액냉매를 저온저압의 가스냉매로 다시 변환하는 증발용 열교환기(31)와, 증발용 열교환기(31)의 안쪽에 설치하여 실내의 공기를 흡입하여 상기 증발용 열교환기(31)쪽으로 토출하는 원심팬으로 된 실내팬(32)으로 이루어진다.

증발용 열교환기(31)는 실내측 열교환부(30)의 전방 수직면을 대부분 수용하여 실내측 공기흡입구(13)와 공기토출구(14) 사이에 위치할 수 있도록 대략 직육면체 모양으로 형성하고, 실내팬(32)은 케이싱(10)의 전방면 하반부에 구비한 실내측 공기흡입구(13)를 통해 공기를 전방측에서 흡입하여 전방면 상반부에 구비한 실내측 공기토출구(14)를 향해 토출할 수 있도록 원심팬으로 이루어진다.

또, 실내팬(32)은 실내 공기를 축방향으로 흡입하여 반경방향으로 토출하도록 원심팬 중에서도 터보팬으로 이루어지고, 그 축방향 입구측에는 실내 공기를 안정시켜 흡입되도록 하는 실내측 오리피스(100)를 설치하며, 실내팬(32)의 상측에는 그 실내팬(32)을 통과하는 실내 공기를 실내측 공기토출구(14)로 안내하는 실내측 공기안내판(34)을 설치하고 있다.

도 4에서와 같이 실내측 오리피스(100)는 케이싱(10) 또는 다른 구조물에 고정하는 지지부(110)와, 터보팬인 실내팬(32)의 입구측에 삽입하여 실내 공기를 안내하는 공기안내부(120)와, 지지부(110)와 공기안내부(120) 사이에 일체로 절첩하여 토출 공기의 역류를 차단하는 공기차단부(130)로 이루어진다.

지지부(110)는 측면투영시 공기안내부(120)의 끝단 보다 축방향으로 팬의 바깥쪽에 위치하도록 형성하고, 공기안내부(120)는 후술할 공기차단부(130)의 끝단에서 소정의 곡률로 곡면지게 실내팬(32)의 입구 방향으로 말아 형성한다.

또, 공기차단부(130)는 전술한 바와 같이 지지부(110)의 끝단에서 팬의 외주면에 근접한 방향으로 절곡하였다가 다시 반대방향으로 절곡한 후 상기한 공기안내부(120)를 형성하도록 절첩하여 형성한다.

여기서, 공기차단부(130)는 최대한 실내팬(32)의 외주면 근처로 긴밀하게 접근할 수 있도록 절첩하는 것이 실내팬(32)의 반경방향으로 토출한 공기가 입구측으로 역류하는 것을 차단하는데 바람직하다.

한편, 실외측 열교환부(20)와 실내측 열교환부(30)의 사이에는 케이싱(10) 내부를 실외측과 실내측으로 구획하는 격판(15)을 설치하고, 격판(15)에는 상기한 실외팬(23)과 실내팬(32)에 양측 회전축이 각각 결합하여 회전력을 전달하는 팬모터(40)를 설치한다.

도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.

도면중 미설명 부호인 24는 실외측 오리피스, 25는 실외측 공기안내판이다.

상기와 같은 본 발명 창문형 에어컨은 다음과 같은 작용 효과가 있다.

즉, 에어컨에 전원을 인가하면 압축기(21)가 구동하여 냉매를 응축용 열교환기(12)와 증발용 열교환기(31)로 순환시킴과 아울러 팬모터(40)가 함께 구동하여 실외 공기와 실내 공기를 각각 케이싱(10)의 실외측과 실내측으로 흡입한 후 실외 공기는 실외측 열교환기인 응축용 열교환기(22)와, 실내 공기는 실내측 열교환기인 증발용 열교환기(31)와 각각 열교환하면서 각 열교환기(22)(31)의 냉매를 상변화시키고 이 과정에서 실내 공기는 더운 공기로, 실내 공기는 찬공기로 각각 실외와 실내로 토출된다.

이때, 실내측에서는 실내팬(32)으로 터보팬을 설치함에 따라 공기가 축방향을 통해 실내팬(32)의 안쪽으로 흡입되었다가 그 중 실내팬(32)의 안쪽으로 흡입되는 대부분은 원심력에 의해 반경방향으로 토출되어 실내측 공기안내판(34)을 따라 실내측 공기토출구(14)로 배출되는 반면 실내팬(32)의 입구측에 가깝게 토출되는 공기는 상대적으로 저압인 팬의 입구쪽으로 되돌아 역류하려는 경향이 발생하나, 이 팬(32)의 입구측으로 역류하려는 토출 공기는 도 4에서와 같이 실내측 오리피스(100)의 공기차단부(130)에 막혀 실내팬(32)으로 역류하지 못하고 다시 실내측 공기안내판(34)을 따라 케이싱(10)의 실내측 공기토출구(14) 방향으로 유동하는 것이다.

한편, 본 발명에 의한 원심팬용 오리피스의 역류 방지 구조는 도 5에서와 같이 형성할 수도 있다.

즉, 실내측 오리피스(200)의 공기안내부(220)를 곡면지게 형성하되 그 공기안내부(220)의 일부가 공기차단부(230)의 역할을 하도록 하는 것이다.

이를 위해 실내측 오리피스(200)는 케이싱 등에 고정하는 지지부(210)를 형성하고, 지지부(210)의 안쪽에 곡면지게 말아 공기안내부(220)를 형성하며, 공기안내부(220)의 바깥쪽 곡면을 실내팬(32)의 외주면에 근접하도록 길게 연장하여 형성하는 공기차단부(230)를 형성한다.

여기서, 지지부(210)는 측면투영시 공기안내부(220)의 끝단 보다 실내팬(32)의 외주면에 더 가깝게, 축방향을 기준으로 실내팬(32)의 출구측으로 더욱 가깝게 형성하여 토출 공기가 실내팬(32)의 입구측으로 역류하는 것을 차단하는 것이다.

이렇게 하여, 공기가 축방향으로 흡입되어 반경방향으로 토출되는 원심팬에서 반경방향으로 토출된 토출 공기가 상대적으로 저압인 흡입측으로 다시 역류하는 것을 강제로 차단하여 토출 공기가 실내로 배출되도록 안내함으로써 토출 공기의 풍량을 높일 수 있을 뿐만 아니라 토출 공기가 흡입 공기와 충돌하면서 발생하는 유동소음을 줄일 수 있다.

본 발명에 의한 원심팬용 오리피스의 역류 방지 구조는, 반경방향으로 토출된 토출 공기가 흡입측으로 다시 역류하는 것을 차단할 수 있도록 오리피스에 공기차단부를 형성함으로써, 토출 공기의 풍량을 높여 원심팬과 이를 적용한 에어컨의 성능을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 토출 공기와 흡입 공기 사이의 유동소음을 줄여 사용상의 쾌적함을 높이고 원심팬과 이를 적용한 에어컨의 신뢰성을 높일 수 있다.

도 1은 종래 창문형 에어컨의 일례를 보인 횡단면도,

도 2는 종래 창문형 에어컨에서 실내측 오리피스를 보인 개략도,

도 3은 본 발명 창문형 에어컨의 일례를 보인 횡단면도,

도 4는 본 발명 창문형 에어컨에서 실내측 오리피스를 보인 개략도,

도 5는 본 발명 창문형 에어컨에서 실내측 오리피스의 변형예를 보인 개략도.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**

10 : 케이싱 11 : 실외측 공기흡입구

12 : 실외측 공기토출구 13 : 실내측 공기흡입구

14 : 실내측 공기토출구 15 : 격판

20 : 실외측 열교환부 21 : 압축기

22 : 응축용 열교환기 23 : 실외팬(원심팬)

24 : 실외측 오리피스 25 : 실외측 공기안내판

30 : 실내측 열교환부 31 : 증발용 열교환기

32 : 실내팬(원심팬) 34 : 실내측 공기안내판

100,200 : 실내측 오리피스 110,210 : 지지부

120,220 : 공기안내부 130,230 : 공기차단부

Claims (3)

1. 축방향으로 공기를 흡입한 후 반경방향으로 토출하는 원심팬의 입구측에 위치하도록 환형으로 형성하여 소정의 구조물에 결합하는 지지부와, 지지부의 내주연을 곡면지게 말아 흡입공기를 팬의 축방향으로 안내하도록 그 내주연을 원심팬의 입구쪽에 대향시키는 공기안내부를 포함한 원심팬의 오리피스에 있어서,

   원심팬의 외주연에 근접되도록 배치하여 토출공기가 입구측으로 역류하는 것을 차단하도록 지지부와 공기안내부 사이에 공기차단부를 형성하는 것을 특징으로 하는 원심팬용 오리피스의 역류 방지 구조.
2. 제1항에 있어서,

   공기차단부는 지지부와 공기안내부 사이를 적어도 한 번 이상 절첩하여 형성하는 것을 특징으로 하는 원심팬용 오리피스의 역류 방지 구조.
3. 제1항에 있어서,

   공기차단부는 공기안내부의 시작단이 끝단 보다 팬의 축방향으로 깊이 위치하도록 측면투영시 지지부를 팬의 입구측과 중첩시켜 형성하는 것을 특징으로 하는 원심팬용 오리피스의 역류 방지 구조.