KR20070000897A - 터보팬 - Google Patents

Abstract

본 발명은 허브와 쉬라우드 사이에 복수개의 블레이드가 수직하도록 설치되어 공기를 축방향으로 흡입하여 반경방향으로 토출시키는 터보팬에 관한 것으로서, 특히 반경방향 이외의 방향으로 토출유동을 안내할 수 있는 터보팬에 관한 것이다.

본 발명에 따른 터보팬은 모터축이 내주단에 연결되어 동력을 전달하는 허브와, 상기 허브와 축방향으로 이격된 위치에서 내주단과 외주단 사이가 완만하게 형성되어 흡입공기를 축방향으로부터 반경방향으로 안내하는 쉬라우드와, 상기 허브의 외주단과 상기 쉬라우드의 외주단 사이에 수직하도록 원주방향으로 이격 설치되어 흡입공기를 반경방향으로 토출되도록 송풍시키는 복수개의 블레이드로 이루어진 터보팬에 있어서, 상기 블레이드를 따라 유동되는 공기의 유로가 길어지도록 상기 허브의 횡단면이 만곡되도록 형성된 유동전환부을 더 포함하도록 구성된다.

터보팬, 허브, 쉬라우드, 블레이드, 유동전환부, 액자형 공기조화기, 천정형 공기조화기, 실내기

Description

터보팬 {TURBO FAN}

도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 터보팬이 적용된 액자형 공기조화기용 실내기가 도시된 사시도 및 분해사시도,

도 3은 본 발명에 따른 터보팬의 장착구조가 도시된 평단면도,

도 4는 본 발명에 따른 터보팬이 도시된 평단면도,

도 5는 종래 및 본 발명에서 터보팬 작동시 흡입유량에 따른 흡입저항이 도시된 그래프이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

10 : 케이스 12 : 에어 가이드

14a,14b,14c : 토출그릴 16 : 에어 필터

20 : 전면패널 30 : 증발기

32 : 드레인 팬 40 : 오리피스

42 : 가이드 홀 44 : 컨트롤박스

46 : 조작버튼 50 : 터보팬

52 : 허브 54 : 쉬라우드

56 : 블레이드 58 : 유동전환부

60 : 모터 62 : 모터축

64 : 탄성재질 66 : 모터 지지대

본 발명은 허브와 쉬라우드 사이에 복수개의 블레이드가 수직하도록 설치되어 공기를 축방향으로 흡입하여 반경방향으로 토출시키는 터보팬에 관한 것으로서, 특히 반경방향 이외의 방향으로 토출유동을 안내할 수 있는 터보팬에 관한 것이다.

일반적으로 터보팬은 공기를 축방향으로 흡입하여 반경방향으로 토출시키되, 그 높이가 낮게 형성되더라도 상대적으로 송풍량이 많은 반면, 유동이 90°로 급속하게 풍향이 변경됨에 따라 유동저항이 커서 소음이 크게 발생되는데, 이와 같은 터보팬은 팬 자체의 크기에 비해 송풍량이 많기 때문에 설치공간이 제한된 천정형 공기조화기용 실내기 또는 액자형 공기조화기용 실내기에 많이 사용된다.

최근 액자형 공기조화기용 실내기는 디자인 측면에서 미려할 뿐 아니라 설치공간을 작게 차지하여 많이 출시되고 있는데, 이러한 액자형 공기조화기용 실내기는 각종 그림 등이 그려진 전면패널이 박형의 직육면체 케이스 전면에 설치되는 동시에 그 내측에 증발기 및 터보팬이 내장되도록 구성된다.

구체적으로, 액자형 공기조화기용 실내기의 구성을 살펴보면, 전면이 개방된 케이스 전면에 개폐 가능하도록 전면패널이 설치되고, 상기 케이스와 전면패널 사 이에 흡입구가 형성되는 동시에 상기 케이스의 양측면 및 바닥면에 토출구가 형성되며, 상기 케이스 내측에는 증발기, 터보팬 및 모터가 겹쳐지도록 설치되는 동시에 상기 증발기와 터보팬 사이에 공기의 유동을 안내하는 오리피스가 설치된다.

특히, 상기 터보팬은 상기 모터와 연결되어 동력을 전달하는 허브 및 이와 축방향으로 이격된 링 형상의 쉬라우드와, 그 사이에 원주방향으로 복수개가 배열된 블레이드로 이루어지되, 상기 터보팬의 쉬라우드가 상기 전면패널을 향하도록 설치된다.

따라서, 상기 터보팬이 작동됨에 따라 실내공기가 상기 흡입구를 통하여 축방향으로 흡입되고, 이러한 실내공기는 상기 증발기를 통과하면서 냉매와 열교환 작용을 통하여 냉각된 다음, 상기 오리피스에 의해 상기 터보팬으로 흡입유동이 안내된다.

이후, 상기 오리피스에 의해 축방향으로 안내된 흡입유동은 상기 터보팬의 쉬라우드, 블레이드 및 허브를 통과하여 반경방향으로 유동되어 각 토출구를 통하여 토출된다.

그러나, 종래의 터보팬이 적용된 액자형 공기조화기용 실내기에서 모서리 벽면에도 설치할 수 있도록 토출구를 케이스의 양측면과 전면 사이의 모서리 부분에 형성되도록 하고, 이에 따라 터보팬에 의해 반경방향으로 토출되는 토출유동이 케이스의 양측면과 전면 사이의 모서리 부분에 형성된 토출구로 안내되는 동안 유로가 90°~ 180°사이로 급격하게 변하여 유동저항이 크게 작용하고, 결과적으로 소음이 많이 발생될 뿐 아니라 유동손실 역시 커지는 문제점이 있다.

물론, 종래의 터보팬이 천정형 공기조화기용 실내기에 적용되더라도 전면에 흡입구 및 토출구가 모두 형성되고, 이에 따라 터보팬에 의해 반경방향으로 토출되는 토출유동이 케이스의 전면에 형성된 토출구로 안내되는 동안 역시 유동저항이 크게 작용하여 소음 발생 및 유동 손실의 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 축방향으로 흡입된 공기를 반경방향에 대해 경사진 각도로 토출되도록 하여 다양한 토출유동을 구현할 수 있는 터보팬을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 터보팬은 모터축이 내주단에 연결되어 동력을 전달하는 허브와, 상기 허브와 축방향으로 이격된 위치에서 내주단과 외주단 사이가 완만하게 형성되어 흡입공기를 축방향으로부터 반경방향으로 안내하는 쉬라우드와, 상기 허브의 외주단과 상기 쉬라우드의 외주단 사이에 수직하도록 원주방향으로 이격 설치되어 흡입공기를 반경방향으로 토출되도록 송풍시키는 복수개의 블레이드로 이루어진 터보팬에 있어서, 상기 블레이드를 따라 유동되는 공기의 유로가 길어지도록 상기 허브의 횡단면이 만곡되도록 형성된 유동전환부로 구성된다.

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

도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 터보팬이 적용된 액자형 공기조화기용 실내기가 도시된 사시도 및 분해사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 터보팬의 장착구조 및 터보팬이 도시된 평단면도이다.

본 발명에 따른 터보팬이 적용된 액자형 공기조화기용 실내기는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 전면이 개방되어 흡입구가 형성되는 동시에 양측면 및 바닥면에 토출구가 형성된 박형의 케이스(10)와, 상기 케이스(10)의 전면에 개폐 가능하게 설치된 전면패널(20)과, 상기 케이스(10)에 내장되어 냉매가 순환되는 증발기(30)와, 상기 증발기(30) 배면에 위치되어 상기 증발기를 통과한 냉기를 축방향으로 안내하는 동시에 흡입유동과 토출유동을 구획하는 오리피스(40)와, 상기 오리피스(40) 배면에 위치되어 송풍력을 발생시켜 실내공기를 상기 흡입구로부터 흡입하여 상기 증발기(30)를 통과하도록 한 다음, 상기 토출구로 토출시키는 터보팬(50) 및 모터(60)를 포함하여 구성된다.

물론, 이와 같은 실내기(100)는 압축기, 응축기, 모세관 또는 전자팽창밸브와 같은 팽창수단을 포함하는 실외기(미도시)와 연결되도록 설치되고, 냉매가 압축기, 응축기, 팽창수단, 증발기(30)를 통과하는 동시에 실내공기 및 실외공기가 각각 증발기(30) 및 응축기를 통과하도록 송풍되도록 구성된다.

보다 상세하게, 상기 실내기(100)의 각 구성부품을 살펴보면, 상기 케이스(10)는 전면이 개방된 박형의 직육면체 형상으로 형성되어 내부에 각종 구성부품의 수용공간이 형성되고, 그 내측에 모서리에는 상기 터보팬(50)에 의해 유동되는 흡 입유동을 안내할 수 있도록 에어 가이드(12)가 일체로 형성되기도 한다.

이때, 상기 케이스(10)의 전면에는 내부 구성부품이 보이지 않을 뿐 아니라 소음을 차단시킬 수 있도록 상기 전면패널(20)이 개폐 가능하게 설치되어 상기 전면패널(20) 개방시 실내공기가 흡입되도록 하고, 상기 케이스(10)의 양측면 및 바닥면에는 토출풍향을 조절할 수 있도록 토출그릴(14a,14b,14c)이 설치되어 상기 토출그릴(14a,14b,14c)을 통하여 냉기가 토출되도록 한다.

추가로, 상기 케이스(10)의 전면 내측에는 흡입되는 실내공기로부터 먼지 등을 걸러주는 에어필터(16) 및 집진기(미도시)가 설치되되, 상기 에어필터(16) 및 집진기는 청소가 가능하도록 탈거 가능하게 장착된다.

이때, 상기 에어필터(16)는 상기 케이스(10)의 전면 양내측에 형성된 가이드 돌기(미도시) 사이로 슬라이딩 삽입될 수 있도록 설치되어 흡입공기로부터 먼지 등의 이물질을 걸러주도록 작동되고, 상기 집진기는 상기 에어필터(16) 전면에 고정되도록 설치되어 전원 공급시 먼지 등을 모아주도록 작동된다.

다음, 상기 전면패널(20)은 하단이 상기 케이스(10)의 전면 하측에 힌지 연결되어 상단이 설정각도로 개폐될 수 있도록 설치되되, 하단 양측에 힌지축이 스텝모터(미도시)와 연결되어 자동적으로 개폐될 수 있다.

이때, 상기 전면패널(20)은 상기 케이스(1O)의 전면으로부터 간극을 두고 위치되어 하단을 중심으로 개폐되더라도 상기 케이스(10)의 전면과 간섭되지 않도록 한다.

물론, 상기 전면패널(20)은 적어도 하나 이상의 패널로 구성되어 각각의 패 널이 수평하게 설치되어 동시에 설정각도로 개폐되도록 설치될 수도 있다.

다음, 상기 증발기(30)는 상기 실외기 측의 압축기, 응축기, 팽창수단과 연결되어 냉동사이클을 구성하되, 냉매관에 복수개의 핀이 설치되도록 구성되어 상기 케이스(10) 전면 내측에 설치되며, 그 냉매관을 통과하는 냉매가 복수개의 핀에 의해 실내공기와 열교환 작용을 하도록 하여 냉기를 생성한다.

물론, 상기 증발기(30)는 상기 케이스(10) 내측에 설치될 수 있도록 박형의 직육면체 형상으로 형성되되, 전면형상이 상기 케이스(10)처럼 정사각형 형상으로 형성되도록 한다.

다음, 상기 오리피스(40)는 흡입공기를 난류가 일어나지 않도록 상기 터보팬(50)의 중심으로 안내하도록 중앙에 볼록한 링 형상으로 가이드 홀(42)이 형성되며, 상기 가이드 홀(42) 이외의 부분은 평평하게 형성되어 상기 터보팬(50)으로 흡입되는 냉기와 상기 터보팬(50)을 통과하여 토출되는 냉기를 구획하도록 한다.

주가로, 상기 오리피스(40)의 전면 상측에는 상기 터보팬(50) 및 전면패널(20) 등의 작동을 조절하는 컨트롤박스(44)가 설치되되, 상기 터보팬(50)을 구동시키는 모터(40) 및 상기 전면패널(20)을 설정각도로 개폐시키는 스텝모터로 공급되는 전원을 제어하는 동시에 상기 집진기로 공급되는 전원 역시 제어한다.

물론, 상기 컨트롤박스(44)는 별도로 실내기의 작동을 사용자가 직접 조작할 수 있도록 각종 조작버튼(46)과 직접 연결되거나, 자체적으로 리모콘 등으로부터 작동제어신호를 입력받을 수 있도록 구성하여 각종 구성부품의 작동을 제어하며, 나아가 디스플레이부(미도시)와 연결되어 상기 디스플레이부를 통하여 실내기의 작 동상태를 사용자가 직접 볼 수 있도록 표시한다.

다음, 상기 터보팬(50)은 상기 증발기(30)를 통과하도록 실내공기를 축방향으로 흡입하여 반경방향과 축방향 사이로 토출시키도록 하되, 역시 상기 케이스(10) 내측에 설치될 수 있도록 그 두께는 얇게 형성되는 반면, 흡입풍향을 늘리기 위하여 직경은 크게 형성하는 것이 바람직하다.

이때, 상기 터보팬(50)은 상기 모터(60)와 연결될 수 있도록 중앙에 고깔 형상인 원판형 허브(52)와, 상기 허브(52)와 축방향으로 이격되도록 위치되어 흡입유동을 안내하도록 축방향으로 완만하게 경사진 링 형상의 쉬라우드(54)와, 상기 허브(52)와 쉬라우드(54) 사이에 원주방향으로 일정간격을 두고 복수개가 위치된 블레이드(56)로 이루어지되, 상기 허브(52)를 따라 안내되는 토출유동이 반경방향과 축방향 사이로 토출되도록 상기 허브(52)의 외주단 측에 유동전환부(58)가 완만하게 형성된다.

구체적으로, 상기 유동전환부(58)는 상기 허브(52)의 외주단 측에 횡단면을 기준으로 볼 때, 반경방향과 축방향 사이로 만곡되도록 형성되되, 상기 터보팬(50)의 축방향으로 유입되어 반경방향과 축방향 사이로 토출됨에 따라 상기 터보팬(50) 자체에서 90°~180°로 유동이 전환되기 때문에 유동저항을 줄일 수 있고, 상기 허브(52)의 외주단 측에 상기 유동전환부(58)가 형성됨에 따라 상기 블레이드(56) 역시 상기 유동전환부(58)와 연결되도록 형성되기 때문에 상기 블레이드(56)의 반경방향 길이가 더 길어지게 되어 상기 블레이드(56)에 의해 송풍되는 풍량이 늘어나게 된다.

이때, 상기 유동전환부(58)의 형상은 그 만곡된 곡률이 상기 케이스(10) 내부의 터보팬(50)의 설치위치 및 상기 케이스(10)에 형성된 토출구 위치에 따라 달라지되, 상기 터보팬(50)의 외주단과 상기 케이스(10)의 토출구 사이의 유로저항을 최소화할 수 있는 가상의 유로가 형성하는 설치각도에 따라 결정된다.

즉, 상기 유동전환부(58)를 포함하는 터보팬(50)은 상기 케이스(10)의 배면 측에 터보팬(50)이 설치되는 동시에 상기 케이스(10)의 양측면 토출구는 전면 측에 위치되거나, 상기 케이스(10)의 양측면 토출구는 양측면과 전면 사이의 모서리 부분에 위치되는 경우에 적용되는 것이 바람직하다.

상기와 같이 구성된 터보팬(50)은 상기 모터(60)에 의해 회전 구동되되, 모터축(62)이 상기 허브(52)에 끼움되도록 상기 터보팬(50)의 배면 측에 설치되고, 상기 모터축(62)과 허브(52) 사이에는 동력 전달을 완충시킬 뿐 아니라 진동을 흡수할 수 있도록 탄성재질(64)이 설치된다.

물론, 상기 터보팬(50)은 상기 쉬라우드(54)가 상기 케이스(10)의 전면을 향하도록 설치되고, 상기 모터(60)는 상기 케이스(10)의 내측 배면에 모터 지지대(66)에 의해 고정되도록 설치된다.

도 5는 종래 및 본 발명에서 터보팬 작동시 흡입유량에 따른 흡입저항이 도시된 그래프이다.

상기와 같이 액자형 공기조화기용 실내기에 적용된 종래의 터보팬 및 본 발명의 터보팬에서 각각 흡입유량 및 소음을 도 5를 참조로 하여 살펴보면, 종래의 터보팬은 허브가 수평하게 형성됨에 따라 축방향으로 흡입된 공기를 반경방향으로 토출시키고, 이와 같이 토출된 토출유동은 다시 반경방향과 축방향 사이로 추가적으로 유동전환되기 때문에 유동저항이 상대적으로 크게 나타나는 반면, 본 발명의 터보팬(50)은 허브(52)에 완만하도록 유동전환부(58)가 형성됨에 따라 축방향으로 흡입된 공기를 반경방향과 축방향 사이로 안내하여 토출시키기 때문에 유동저항이 상대적으로 작게 나타나며, 이와 같은 현상은 흡입유량이 커질수록 종래의 터보팬보다 본 발명의 터보팬(50)에서 유동저항이 더 크게 감소되는 것을 볼 수 있다.

이상에서, 본 발명은 본 발명의 실시예 및 첨부도면에 기초하여 액자형 공기조화기용 실내기에 적용된 터보팬을 예로 들어 상세하게 설명하였으나, 천정형 공기조화기 등과 같이 다양한 곳이 적용이 가능하다. 따라서, 이상의 실시예들 및 도면에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않으며, 본 발명의 범위는 후술한 특허청구범위에 기재된 내용에 의해서만 제한될 것이다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 터보팬은 허브의 외주단 측에 만곡되도록 유동전환부가 형성됨으로 축방향으로 흡입된 공기가 유동전환부를 통과하면서 반경방향과 축방향 사이로 유동이 안내되어 토출되기 때문에 팬 자체에서 토출유동이 90°~ 180°로 다양하게 유동전환이 이루어짐으로 유로 전환에 따른 유동저항을 줄일 수 있어 소음을 줄이는 동시에 유동 손실을 저감시킬 수 있는 이점이 있다.

Claims (2)

1. 모터축이 내주단에 연결되어 동력을 전달하는 허브와,

   상기 허브와 축방향으로 이격된 위치에서 내주단과 외주단 사이가 완만하게 형성되어 흡입공기를 축방향으로부터 반경방향으로 안내하는 쉬라우드와,

   상기 허브의 외주단과 상기 쉬라우드의 외주단 사이에 수직하도록 원주방향으로 이격 설치되어 흡입공기를 반경방향으로 토출되도록 송풍시키는 복수개의 블레이드로 이루어진 터보팬에 있어서,

   상기 블레이드를 따라 유동되는 공기의 유로가 길어지도록 상기 허브의 횡단면이 만곡되도록 형성된 유동전환부가 포함된 것을 특징으로 하는 터보팬.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 유동전환부는 축방향으로 흡입된 공기를 반경방향과 축방향 사이의 경사진 방향으로 토출시킬 수 있도록 만곡된 것을 특징으로 하는 터보팬.

Images