KR20060081223A

KR20060081223A - 공조기의 터보팬

Info

Publication number: KR20060081223A
Application number: KR1020050001709A
Authority: KR
Inventors: 배준호; 김창준; 김욱
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2005-01-07
Filing date: 2005-01-07
Publication date: 2006-07-12
Also published as: KR100611011B1

Abstract

본 발명은 공조기의 터보팬에 관한 것으로, 링형상의 슈라우드(10)와, 상기 슈라우드(10)와 소정 간격을 두고 구비되고 구동모터의 회전축에 의해 축회전하는 허브(30)와, 상기 허브(30)의 원주방향을 따라 복수개가 소정간격을 두고 구비되고 외측단부(23) 중 슈라우드측 외측단부(23a)가 허브측 외측단부(23b) 보다 허브(30)의 회전중심에 인접하게 형성된 블레이드(20)로 구성되어 있다.

본 발명에 따르면, 블레이드 선단에서 토출되는 유동의 위상을 달리하여 공진현상을 억제함으로써 소음을 줄일 수 있고 토출면적을 크게 하여 적은 소비전력으로 동일 유량을 토출시킬 수 있어 팬효율을 향상시킬 수 있게 된다.

공조기, 냉장고, 터보팬, 블레이드, 소음, 공진

Description

공조기의 터보팬{ Turbo-fan in an air harmonizing system }

도 1은 종래의 기술에 따른 공조기의 터보팬을 나타낸 사시도,

도 2는 종래의 기술에 따른 공조기의 터보팬을 나타낸 일측면도,

도 3은 종래의 기술에 따른 공조기의 터보팬을 나타낸 측단면도,

도 4는 본 발명에 따른 공조기의 터보팬의 일실시예를 나타낸 사시도,

도 5는 본 발명의 일실시예를 나타낸 일측면도,

도 6은 본 발명의 일실시예를 나타낸 측단면도,

도 7은 본 발명에 따른 공조기의 터보팬의 다른 일실시예를 나타낸 측단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 슈라우드 11 : 공기흡입홀

20 : 블레이드 21 : 허브 접촉부

22 : 슈라우드 접촉부 23 : 외측단부

23a : 슈라우드측 외측단부 23b : 허브측 외측단부

24 : 내측단부 24a,24c : 슈라우드측 내측단부

24b,24d : 허브측 내측단부 30 : 허브

본 발명은 공조기의 터보팬에 관한 것으로, 특히 냉장고나 에어컨과 같은 공조기에 설치되어 공기를 강제 유동시키는 공조기의 터보팬에 관한 것이다.

일반적으로, 냉장고나 에어컨과 같은 공조기에는 냉기를 순환시키는 냉기순환팬과, 강제대류에 의한 열교환을 통해 기기를 냉각시키는 냉각팬과, 외부의 공기를 유입하는 공기흡입팬 등이 구비되어 있다.

상기 공조기에 사용되는 팬은 기기의 형상이나 사용목적에 따라 축류팬이나 터보팬, 시로코팬, 덕트팬 등 다양하다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 터보팬은 공기흡입홀(111)이 형성된 링형상의 슈라우드(110)와, 상기 슈라우드(110)와 소정 간격을 두고 구비되고 구동모터의 회전축에 의해 축회전하는 허브(130)와, 상기 허브(130)의 원주방향을 따라 복수개가 소정간격을 두고 구비되되 상기 허브(130)와 슈라우드(110)를 가로지르는 방향으로 연장되어 형성되고 상기 슈라우드(110)의 공기흡입홀(111)로 유입된 공기를 허브(130)의 반경방향으로 강제송풍시키는 블레이드(120)로 구성되어 있다.

상기 블레이드(120)는 상기 슈라우드(110)의 저면에 고정되어 슈라우드(110)와 함께 회전하게 되고, 상기 슈라우드(110)와 허브(130)의 사이 공간으로 공기가 출입할 수 있게 되며, 상기 블레이드(120)의 회전에 의해 허브(130)의 반경방향을 따라 외측으로 공기를 토출시키게 된다.

상기 슈라우드(110)의 전방에는 소정간격을 두고 오리피스(도면미도시)가 구비되고, 그 오리피스는 공조기의 일측에 구비되는 팬하우징(도면미도시)에 고정되어 구비된다.

상기 구동모터를 구동시키게 되면 상기 허브(130)가 축회전하여 블레이드(120)와 슈라우드(110)가 회전축을 중심으로 회전하게 되고, 이때 상기 슈라우드(110)의 공기흡입홀(111)로 외부의 공기를 유입하여 블레이드(120)의 외측 선단을 통해 팬의 측방으로 토출시킨다.

상기 블레이드(120)는 대략 사각판 형상으로 형성되고, 상단이 상기 슈라우드(110)의 저면에 고정되어 결합되고, 하단이 상기 허브(130)의 상부면에 고정되어 결합된다.

상기 블레이드(120)는 외측단부(123) 중 슈라우드측 외측단부(123a)와 허브측 외측단부(123b)가 허브(130)의 중심에서 동일한 거리에 위치되게 형성됨으로써 슈라우드측 외측단부(123a)로 토출되는 유동과 허브측 외측단부(123b)로 토출되는 유동이 동일한 위상을 가지므로 공진현상을 일으켜 소음을 증가시키는 문제점이 있었다.

또한, 상기 블레이드(120)와 블레이드(120)의 사이 공간으로 토출되는 유동은 유체의 관성으로 인해 슈라우드(110)에서 허브(130) 쪽으로 갈수록 토출량이 많은데, 상기 슈라우드측 외측단부(123a)와 허브측 외측단부(123b)가 허브(130)의 중심에서 동일한 거리에 위치되게 형성됨으로 인해 허브측 외측단부(123b)에 과부하가 걸려 팬 효율을 저하시키는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기한 바의 제반 문제점들을 해소하기 위해 안출된 것으로, 블레이드 선단에서 토출되는 유동의 위상을 달리하여 공진현상을 억제함으로써 소음을 줄일 수 있고 토출면적을 크게 하여 적은 소비전력으로 동일 유량을 토출시킬 수 있어 팬효율을 향상시킬 수 있는 공조기의 터보팬를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 공기흡입홀이 형성된 슈라우드와, 상기 슈라우드와 소정 간격을 두고 구비되는 허브와, 상기 허브의 원주방향을 따라 복수개가 소정간격을 두고 구비되고 상기 허브와 슈라우드를 가로지르는 방향으로 연장되어 형성되되 상기 허브의 반경방향으로 연장되어 형성되며 슈라우드측 외측단부가 허브측 외측단부 보다 허브의 회전중심에 인접하게 형성된 블레이드로 구성되어 있다.

상기 슈라우드와 허브는 서로 평행하게 소정간격을 두고 구비되고 각각 블레이드의 상부와 하부 일측을 덮어 슈라우드의 공기흡입홀로 유입된 공기를 블레이드의 측방으로 토출시키게 됨으로써 토출되는 유동은 블레이드의 외측단부를 통과하게 된다.

상기 블레이드는 허브와 슈라우드의 가장자리에 원주방향을 따라 소정간격을 두고 다수개가 구비되어 허브와 슈라우드 사이 공간을 통과하는 공기와 마찰접촉함으로써 공기를 강제 유동시키게 된다.

상기 블레이드는 외측단부가 경사지게 형성되어 그 외측단부의 슈라우드측 외측단부와 허브측 외측단부를 통과하는 유동의 위상이 달라지게 된다.

여기서, 상기 블레이드의 외측단부 중 슈라우드측 외측단부가 허브측 외측단부 보다 허브의 회전중심에 인접하게 형성되면 슈라우드측 외측단부를 통과하는 유동의 위상과 허브측 외측단부를 통과하는 유동의 위상이 달라지게 된다.

즉, 상기 블레이드는 슈라우드측 외측단부가 허브측 외측단부에 대하여 허브의 회전중심 쪽으로 함입되어 형성됨으로써 블레이드를 통과하는 공기가 허브측 외측단부 보다 슈라우드측 외측단부를 먼저 통과하여 블레이드를 벗어나게 되고, 그로 인해 위상이 달라지게 되는 것이다.

또한, 상기 블레이드의 외측단부 중 허브측 외측단부가 슈라우드측 외측단부 보다 허브의 회전중심에 인접하게 형성되더라도 슈라우드측 외측단부와 허브측 외측단부를 통과하는 유동의 위상이 달라지게 된다.

이와 같이 상기 블레이드의 외측단부가 경사지게 형성되면 그 외측단부를 통과하는 유동의 위상이 달라지게 되는데, 유입되는 공기의 관성에 의해 허브측 외측단부를 통과하는 유량이 더 크므로 슈라우드측 외측단부를 허브측 외측단부 보다 허브의 회전중심에 인접하게 형성하는 것이 바람직하다.

상기 블레이드의 내측단부는 슈라우드측 내측단부와 허브측 내측단부가 허브의 회전중심에 대하여 동일한 거리에 형성되어 있다. 이 경우 블레이드의 하단 직경이 상단 직경 보다 크게 된다.

또한, 상기 블레이드의 내측단부는 슈라우드측 내측단부가 허브측 내측단부 보다 허브의 회전중심에 인접하게 형성되는 것도 가능하고, 이와는 반대로 허브측 내측단부가 슈라우드측 내측단부 보다 허브의 회전중심에 인접하게 형성되는 것도 가능하다.

상기 블레이드는 슈라우드의 저면과 허브의 상부면에 대하여 수직하게 형성되는 것도 가능하고, 슈라우드의 저면과 허브의 상부면에 소정의 각도로 기울어지게 형성되는 것도 가능하다.

상기 블레이드는 회전중심에서 반경방향으로 형성되어 원심력을 이용하여 공기를 허브의 반경방향으로 토출시키게 되고, 회전중심에서 나선방향으로 형성됨으로써 토출되는 유동의 토크를 증가시켜 보다 원거리로 공기를 진행시킬 수 있게 된다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 4 내지 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 공조기의 터보팬의 일실시예를 설명한다.

본 실시예는 공기흡입홀(11)이 형성된 슈라우드(10)와, 상기 슈라우드(10)와 소정 간격을 두고 구비되고 구동모터의 회전축에 의해 축회전하는 허브(30)와, 상기 허브(30)의 원주방향을 따라 소정간격을 두고 구비되는 복수개의 블레이드(20)로 구성되어 있다.

상기 슈라우드(10)는 중앙에 원형의 공기흡입홀(11)이 형성된 링형상으로 형성되고, 저면이 다수개의 블레이드(20) 상단에 결합되어 블레이드(20)와 블레이드 (20) 사이의 공간 중 상부를 덮게 된다.

상기 허브(30)는 상기 슈라우드(10)와 소정간격을 두고 수평하게 구비되고, 상부면과 측면 가장자리를 따라 다수개의 블레이드(20)가 결합되어 블레이드(20)와 블레이드(20) 사이 공간 중 하부 일측을 덮게 된다.

이와 같이 상기 슈라우드(10)는 블레이드(20)의 상부를 덮고 상기 허브(30)는 블레이드(20)의 하부를 덮음으로써 공기흡입홀(11)로 유입되는 공기를 블레이드(20)의 측방으로 토출시키게 된다.

상기 블레이드(20)는 다수개가 상기 슈라우드(10)와 허브(30)의 원주방향을 따라 소정간격을 두고 연속하여 결합되어 있다.

상기 블레이드(20)는 상기 슈라우드(10)의 공기흡입홀(11)로 유입된 공기를 허브(30)의 반경방향으로 강제 유동시키는 역할을 하는 것으로, 허브(30)와 슈라우드(10)에 대하여 수직한 판형상으로 형성되고, 상기 허브(30)의 회전중심에 대하여 나선방향으로 연장되어 형성되어 있다.

상기 블레이드(20)는 허브 접촉부(21)와 슈라우드 접촉부(22) 및 내측단부(24), 외측단부(23)가 형성된 사각판 형상으로 형성되되, 외측단부(23) 중 슈라우드측 외측단부(23a)가 허브측 외측단부(23b) 보다 허브(30)의 회전중심에 인접하게 형성되고 허브측 내측단부와 슈라우드측 내측단부가 허브의 회전중심에 대하여 동일한 거리에 위치하게 형성되어 전체적으로 사다리꼴 형상으로 형성되어 있다.

즉, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 블레이드(20)의 외측단부(23)는 슈라우드측 외측단부(23a)에서 허브측 외측단부(23b)로 갈수록 외측으로 돌출되어 경사지 게 형성되고 상기 블레이드(20)의 내측단부(24)는 슈라우드측 내측단부(24a)와 허브측 내측단부(24b)가 내측으로 동일하게 돌출됨으로써 상기 블레이드(20)의 하단 직경(D1)이 상단 직경(D2) 보다 크게 형성되어 있다.

그로 인해, 상기 블레이드(20)의 슈라우드측 외측단부(23a)와 허브측 외측단부(23b)에서 유출되는 유동의 위상이 달라져 공진현상을 억제할 수 있게 된다.

또한, 상기 블레이드(20)의 허브측 외측단부(23b)의 길이가 동일한 상태에서 상기 블레이드(20)의 슈라우드측 외측단부(23a)가 허브측 외측단부(23b)에 비해 함입되어 경사지게 형성됨으로써 외측단부(23)가 경사지지 않은 것에 비해 토출면적이 증가하게 되고, 그로 인해 적은 소비전력으로 동일 유량을 토출시킬 수 있게 되어 터보팬의 효율을 증가시킬 수 있게 된다.

도 7을 참조하여 본 발명에 따른 공조기의 터보팬의 다른 일실시예를 설명한다.

본 실시예의 블레이드(20)는 외측단부(23) 중 슈라우드측 외측단부(23a)가 허브측 외측단부(23b) 보다 허브(30)의 회전중심에 인접하게 형성되고, 내측단부(24) 중 허브측 내측단부(24d)가 슈라우드측 내측단부(24c) 보다 허브(30)의 회전중심에 인접하게 형성되어 있다.

즉, 상기 블레이드(20)의 내측단부(24)도 상기 외측단부(23)와 마찬가지로 경사지게 형성되되 상기 슈라우드측 내측단부(24c)에서 허브측 내측단부(24d)로 갈수록 허브(30)의 중심에 가까운 형상으로 경사지게 형성되어 전체적으로 외측단부 (23)와 내측단부(24)가 서로 대칭되는 사다리꼴 형상을 이루고 있다.

본 실시예의 경우도 상기 블레이드(20)의 슈라우드측 외측단부(23a)와 허브측 외측단부(23b)를 통과하는 유동의 위상이 달라져 공진현상을 억제함으로써 소음을 저감시킬 수 있게 된다.

또한, 상기 블레이드(20)의 내측단부(24)에서 흡입면적이 넓어지고 외측단부(23)에서 토출면적이 넓어짐으로써 동일유량을 적은 소비전력으로 흡입하여 토출시킬 수 있어 팬효율을 증가시킬 수 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 공조기의 터보팬에 의하면, 블레이드 선단에서 토출되는 유동의 위상을 달리하여 공진현상을 억제함으로써 소음을 줄일 수 있고, 토출면적을 크게 하여 동일유량을 적은 소비전력으로 토출시킴으로써 팬효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims

공기흡입홀이 형성된 링형상의 슈라우드와;

상기 슈라우드와 소정 간격을 두고 구비되고, 구동모터의 회전축에 의해 축회전하는 허브와;

상기 허브의 원주방향을 따라 복수개가 소정간격을 두고 구비되고, 상기 허브와 슈라우드를 가로지르는 방향으로 연장되어 형성되되 상기 허브의 반경방향으로 연장되어 형성되며, 외측단부가 상기 슈라우드의 저면과 허브의 상부면에 대하여 수직하게 형성되고, 상기 슈라우드의 공기흡입홀로 유입된 공기를 허브의 반경방향으로 강제 유동시키는 블레이드;를 포함하는 공조기의 터보팬.
제1항에 있어서, 상기 블레이드는 슈라우드측 외측단부가 허브측 외측단부 보다 허브의 회전중심에 인접하게 형성된 것을 특징으로 하는 공조기의 터보팬.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 블레이드는 허브와 슈라우드에 대하여 수직한 판형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 공조기의 터보팬.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 블레이드는 허브의 회전중심에 대하여 나선방향으로 연장되어 형성된 것을 특징으로 하는 공조기의 터보팬.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 블레이드는 허브측 내측단부와 슈라우드측 내측단부가 허브의 회전중심에 대하여 동일한 거리에 위치하게 형성된 것을 특징으로 하는 공조기의 터보팬.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 블레이드는 허브측 내측단부가 슈라우드측 내측단부 보다 허브의 회전중심에 인접하게 형성된 것을 특징으로 하는 공조기의 터보팬.