KR20120023319A - 공기조화기용 터보팬 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 공기조화기용 터보팬에 관한 것으로, 주판의 내측에서 외주측으로 연장되는 제 1 블레이드부와, 주판의 내측에서 외주측으로 연장되되, 제 1 블레이드부보다 상기 주판의 회전방향과 반대쪽으로 더 치우치도록 연장되고, 공기가 흡입되는 선단의 일부가 절개된 제 2 블레이드부를 포함하여, 풍량을 증가시키고 소음발생을 감소시킨 공기조화기용 터보팬에 관한 것이다.

Description

공기조화기용 터보팬{A turbo fan for air conditioner}
본 발명은 공기조화기용 터보팬에 관한 것으로, 보다 상세하게는 충분한 풍량을 유지하면서 효과적으로 정압상승시킬 수 있는 공기조화기용 터보팬에 관한 것이다.
일반적으로, 송풍팬은 날개차 또는 로터의 회전력에 의해 공기를 압송하기 위한 수단으로 사용되고 있으며, 냉장고, 공기조화기, 청소기 등에 두루 적용되고 있다. 특히, 송풍팬은 공기의 흡입 및 토출방법 또는 그 형상에 따라 축류팬, 시로코팬, 터보팬으로 구분된다.
이들 중, 터보팬은 공기를 팬의 축방향으로부터 유입하여 블레이드 사이사이, 즉 팬의 측면부를 통해 방사상으로 토출하는 방식으로서, 공기가 자연스럽게 팬의 내부로 유입되어 외부로 토출되므로 덕트가 필요치 않으며, 비교적 대형제품인 천장부착형 공기조화기 등에 많이 적용된다.
그러나, 상기한 바와 같은 종래의 터보팬에서 정압을 상승시키기 위해서는 블레이드의 길이를 늘려야 하나, 블레이드의 길이가 늘어나면 각 블레이드들 사이로 흡입되는 공기의 양이 줄어들어 결과적으로 터보팬에 의해 송풍되는 풍량이 줄어는 문제가 있었다.
본 발명은, 풍량확보와 정압상승을 동시에 만족할 수 있는 공기조화기용 터보팬을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 블레이드의 길이를 증가시키지 않고도 공기와의 접촉면적을 더 넓힐 수 있는 공기조화기용 터보팬을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 공기조화기용 터보팬은 회전력을 제공하는 모터에 의해 회전하는 주판; 일단이 상기 주판과 연결되고, 상기 주판상에 원주방향을 따라 일정 간격으로 배치되는 복수의 블레이드; 및 상기 복수의 블레이드의 각 타단을 연결하는 슈라우드를 포함하고, 상기 블레이드는, 일단이 상기 주판과 연결되고, 상기 주판의 내측에서 외주측으로 연장되는 제 1 블레이드부; 및 일단이 상기 슈라우드와 연결되고, 상기 주판의 내측에서 외주측으로 연장되되, 상기 제 1 블레이드부보다 상기 주판의 회전방향과 반대쪽으로 더 치우치도록 연장되고, 공기가 흡입되는 선단의 일부가 절개된 제 2 블레이드부를 포함한다.
본 발명의 공기조화기용 터보팬은, 동일한 회전속도 하에서 풍량감소 없이도 효과적으로 정압을 상승시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 공기조화기용 터보팬은 블레이드의 길이를 증가시키지 않고도 공기와의 접촉면적을 넓힐 수 있다. 따라서, 충분한 풍량을 확보하면서도 효과적으로 정압을 상승시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 공기조화기용 터보팬은, 슈라우드측과 허브측에서의 유동상태를 고르게 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 공기조화기용 터보팬은 블레이드의 선단 사이로 흡입되는 공기의 양을 늘려 풍량을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기용 터보팬의 사시도이다.
도 2 및 도 3은 도 1 에 도시된 블레이드를 도시한 확대 사시도이다.
도 4는 도 1에 도시된 블레이드를 주판상에 수직으로 투영한 것을 도시한 수직투영도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기용 터보팬에서의 회전속도에 따른 풍량을 비교예와 비교한 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기용 터보팬에서 풍량에 따른 소음발생량을 비교예와 비교한 그래프이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정해질 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기용 터보팬의 사시도이다. 도 2 및 도 3은 도 1 에 도시된 블레이드를 도시한 확대 사시도이다. 도 4는 도 1에 도시된 블레이드를 주판상에 수직으로 투영한 것을 도시한 수직투영도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기용 터보팬(1)은 회전력을 제공하는 모터(미도시)에 의해 회전하는 주판(10)과, 일단이 주판(10)과 연결되고, 주판(10) 상에서 원주방향을 따라 일정 간격으로 배치되는 복수의 블레이드(30)와, 주판(10)과 대향하도록 배치되어 각 블레이드(30)의 타단을 연결하고, 터보팬(1)의 회전시 공기가 유입되도록 중앙부에 흡입구(21)가 형성된 환형의 슈라우드(20)를 포함한다.
터보팬(1)이 회전함에 따라 슈라우드(20)의 흡입구(21)를 통해 흡입된 공기는 블레이드(30)의 선단(leading edge, 31)들 사이를 통해 유입되고, 블레이드(30)의 정압면(33)으로부터 가해지는 압력에 의해 압력이 상승한 후, 블레이드(30)의 후단(tailing edge, 32)들 사이를 통해 방사상으로 토출된다.
이하, 블레이드(30)의 양면을 각각 정의함에 있어서, 대기압보다 높은 압력이 작용하는 면으로 터보팬(1)의 회전방향을 향하는 면을 정압면(33)으로 정의하고, 정압면(33)과 반대쪽의 면으로 대기압보다 낮은 압력이 작용하는 면을 부압면(34)으로 정의한다.
블레이드(30)는 제 1 블레이드부(30a)와 제 1 블레이드부(30b)보다 주판(10)의 회전 방향과 반대쪽으로 더 치우치도록 연장되는 제 2 블레이드부(30b)를 포함한다.
제 1 블레이드부(30a)는 일단이 주판(10)과 연결되고, 제 2 블레이드부(30b)는 일단이 슈라우드(20)와 연결되고, 제 1 블레이드부(30a)의 타단과 제 2 블레이드부(30b)의 타단은 블레이드 연결부(30c)에 의해 상호 연결된다. 여기서, 제 1 블레이드부(30a)와 제 2 블레이드부(30b)는 제1 선단(31a)으로부터 연장되되, 제 2 블레이드부(30b)는 제 1 블레이드부(30a) 보다 주판(10)의 회전 방향과 반대쪽으로 더 치우치도록 형성된다. 제 1 블레이드부(30a), 제 2 블레이드부(30b) 및 블레이드 연결부(30c)은 사출성형 등에 의해 일체로 성형될 수 있다.
이하, 블레이드(30)를 주판(10)에 수직으로 투영한 수직투영면 상에서(도 4참조), 블레이드(30)가 주판(10)의 회전축(rotational axis, c)을 중심으로 한 소정의 원주(S)와 만나는 교점에서, 블레이드(30)가 상기 교점을 지나며 원주와 접하는 접선과 이루는 각도를 상기 교점에서의 날개각으로 정의한다. 또한, 도 4에는 제 1 블레이드부(30a)의 정압면(33a)과 제 2 블레이드부(30b)의 정압면(33b)을 수직투영하여 날개각이 표시되어 있으며, 이하에서 언급하는 날개각은 제 1 블레이드부(30a)의 정압면(33a) 및 제 2 블레이드부(30b)의 정압면(33b)을 기준으로 한다.
도 4를 참조하면, 블레이드(30)는 제 1 선단(31a)으로부터 주판(10)의 외주측으로 연장되되, 제 1 블레이드부(30a)가 제 2 블레이드부(30b) 보다 주판(10)의 회전방향과 반대쪽으로 치우치도록 연장된다. 즉, 주판(10)의 회전축(c)을 기준으로 취한 소정의 원주(S)가 제 1 블레이드부(30a)와 제 2 블레이드부(30b)와 만나는 각 교점에서 날개각을 상호 비교할 시, 제 1 블레이드부(30a)의 날개각이 제 2 블레이드부(30b)의 날개각보다 크다. (w11>w21, w12>w22)
또한, 제 1 블레이드부(30a) 및 제 2 블레이드부(30b)는 주판(10)의 외주측으로 갈수록 점차 날개각이 증가한다. (w11<w12, w21<w22) 여기서, 제 1 블레이드부(30a)는 공기가 흡입되는 선단(31a)으로부터 공기가 토출되는 후단(32a)로 갈수록 날개각이 점점 증가하고, 마찬가지로 제 2 블레이드부(30b)도 공기가 흡입되는 선단(31a)으로부터 공기가 토출되는 후단(32b)로 갈수록 점점 날개각이 증가하나, 제 1 블레이드부(30a)의 후단(32a)에서의 날개각(w12)이 제 2 블레이드부(30b)의 후단(32b)에서의 날개각(w22)보다 크다.
한편, 제 1 블레이드부(30a)는 선단의 일부가 절개된다. 따라서, 블레이드(30)의 선단(31)은 제 1 선단(31a)과, 회전축(c)으로부터의 거리가 상기 제 1 선단(31a)까지보다 긴 제 2 선단(31b)로 구성된다. 이러한 구조는, 제 2 선단(31b)들 사이를 지나며 흡입되는 공기의 양을 증가시킬 수 있기 때문에 풍량을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.
슈라우드(20)는 흡입구(21)를 통해 흡입된 공기가 슈라우드(20)의 외주연측으로 부드럽게 유동할 수 있도록, 내측면이 소정의 곡률을 갖는 곡면으로 형성된다. 또한, 제 2 블레이드부(30b)는 슈라우드(20)와 연결되는 단부가 슈라우드(20)의 내측면에 대응하여 곡면을 이룬다.
한편, 제 1 블레이드부(30a)는 주판(10)과 실질적으로 수직하게 연결될 수 있고, 제 2 블레이드부(30b)는 슈라우드(20)와 실질적으로 수직하게 연결될 수 있다. 이 경우, 제 1 블레이드부(30a)와 주판(10)의 연결부 또는 제 2 블레이드부(30b)와 슈라우드(20)의 연결부에서 와류의 발생을 억제할 수 있으며, 소음이 감소되는 효과가 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기용 터보팬에서의 회전속도에 따른 풍량을 비교예와 비교한 그래프이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기용 터보팬에서 풍량에 따른 소음발생량을 비교예와 비교한 그래프이다.
도 5 내지 도 6에 각각 도시된 그래프(a)는 비교예의 터보팬에서 측정된 데이터를 도시한 것으로, 여기서 상기 비교예의 터보팬에 구비되는 블레이드는, 제 1 블레이드부(30a)를 수직투영한 것과 같이(도 4 참조), 선단에서의 날개각이 w11이 되고 후단에서의 날개각이 w12가 되도록 날개각이 점점 증가하는 단일 블레이드로 구성된다. 도 5 내지 도 6에 도시된 그래프(b)는 본원발명의 일 실시예에 따른 터보팬(1)에서 측정된 데이터를 도시한 것이다.
도 5를 참조하면, 본원발명의 일 실시예에 따른 터보팬(1)은 동일한 회전속도에서 비교예보다 많은 풍량을 송풍하는 것을 알 수 있고, 이는 제 2 블레이드부(30b)의 선단 일부가 절개됨으로써 보다 많은 양의 공기가 흡입될 뿐만 아니라, 제 1 블레이드부(30a)보다 주판(10)의 회전방향과 반대쪽으로 치우친 제 2 블레이드부(30b)에 의해 비교예보다 정압상승 측면에서 효과적이기 때문이다.
도 6을 참조하면, 본원발명의 일 실시예에 따른 터보팬(1)은 동일한 풍량을 송풍할 시, 비교예보다 소음이 감소함을 알 수 있다. 이는, 제 1 블레이드부(30a) 보다 주판(10)의 회전방향과 반대쪽으로 치우치도록 제 2 블레이드부(30b)가 형성되어 공기의 유동 흐름이 원활해지고, 제 1 블레이드부(30a)의 정압면적이 제 2 블레이드부(30b)의 정압면적보다 작아, 상대적으로 주판(10)측에서 발생하는 소음양이 감소하였기 때문이다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (7)

  1. 회전력을 제공하는 모터에 의해 회전하는 주판;
    일단이 상기 주판과 연결되고, 상기 주판상에 원주방향을 따라 일정 간격으로 배치되는 복수의 블레이드; 및
    상기 복수의 블레이드의 각 타단을 연결하는 슈라우드를 포함하고,
    상기 블레이드는,
    일단이 상기 주판과 연결되고, 상기 주판의 내측에서 외주측으로 연장되는 제 1 블레이드부; 및
    일단이 상기 슈라우드와 연결되고, 상기 주판의 내측에서 외주측으로 연장되되, 상기 제 1 블레이드부보다 상기 주판의 회전방향과 반대쪽으로 더 치우치도록 연장되고, 공기가 흡입되는 선단의 일부가 절개된 제 2 블레이드부를 포함하는 공기조화기용 터보팬.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 블레이드부는,
    상기 주판의 회전축으로부터 상기 절개된 부분의 선단까지의 거리가 상기 주판의 회전축에서 상기 제 1 블레이드부의 선단까지의 거리보다 긴 공기조화기용 터보팬.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 블레이드는,
    상기 제 1 블레이드부와 제 2 블레이드부를 연결하는 블레이드 연결부를 더 포함하고,
    상기 제 1 블레이드부와 제 2 블레이드부 및 블레이드 연결부는 일체로 형성되는 공기조화기용 터보팬.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 블레이드부와 제 2 블레이드부는 각각 상기 주판의 외주측으로 갈수록 날개각이 증가하되,
    수직투영면 상에서 상기 주판의 회전축을 중심으로 한 소정의 원주와 상기 제 1 블레이드부가 만나는 교점에서의 상기 제 1 블레이드부의 날개각이, 상기 소정의 원주와 상기 제 2 블레이드부가 만나는 교점에서의 상기 제 2 블레이드부의 날개각보다 큰 공기조화기용 터보팬.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 블레이드부의 정압면적이 상기 제 2 블레이드부의 정압면적보다 작은 공기조화기용 터보팬.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 블레이드부는 상기 주판과 수직하게 연결되는 공기조화기용 터보팬.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 블레이드부는 상기 슈라우드와 수직하게 연결되는 공기조화기용 터보팬.
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