KR20170024903A

KR20170024903A - 원심팬 및 그를 갖는 공기조화기

Info

Publication number: KR20170024903A
Application number: KR1020150120494A
Authority: KR
Inventors: 조남준; 이감규; 양동근; 정백영
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2015-08-26
Filing date: 2015-08-26
Publication date: 2017-03-08
Also published as: CN106481574A; US20170058914A1; EP3135918A1; CN106481574B; US10132328B2; KR101788008B1; EP3135918B1

Abstract

본 발명의 원심팬은, 주판의 양측으로 배치된 제 1 블레이드와 제 2 블레이드에 각각 대응하여 팬 하우징에 제 1 볼록부와 제 2 볼록부를 형성함으로써, 상기 제 1 블레이드에 의해 발생된 유동과 제 2 블레이드에 의해 발생된 유동을 상기 제 1 블록부와 제 2 볼록부가 분담하여 안내한다.

Description

원심팬 및 그를 갖는 공기조화기{CENTRIFUGAL FAN AND AIR CONDITIONER HAVING THE SAME}

본 발명은 원심팬 및 그를 갖는 공기 조화기에 관한 것이다.

송풍기는 바람을 일으켜 보내는 기계이다. 이러한 송풍기는 여러 산업 분야에서 사용되며, 특히, 실내 공기를 공조시키는 공기 조화기에 적용되어, 실내의 냉방 또는 난방을 위한 공기를 송풍하는데 사용된다.

상기 송풍기는 회전 모터와, 상기 모터에 의해 고속으로 회전되며, 이때 생기는 원심력에 의해 공기를 외부로 내보내는 원심팬을 포함한다.

상기 원심팬은 상기 모터의 회전축과 연결된 주판과, 상기 주판 상에서 원주방향을 따라 배열된 다수개의 블레이드로 이루어진 임펠러와, 내측으로 상기 임펠러가 수용되는 공간을 제공하는 팬 하우징을 포함한다.

상기 팬 하우징은, 상기 회전축 방향으로 공기가 유입되는 흡입구와, 상기 임펠러가 회전하며 방사상으로 밀어낸 공기를 상기 회전축과 직교하는 방향으로 토출하는 토출구를 가지며, 상기 임펠러와의 사이에 상기 토출구 측으로 공기의 유동을 안내하는 스크롤 형태의 유로를 형성하는 팬 하우징을 포함한다.

양흡입형 원심팬 또는 송풍기의 경우, 임펠러의 주판의 양면에 각각 블레이드들이 배열되고, 이에 대응하여 팬 하우징에도 주판의 양쪽으로 각각 흡입구가 형성된다.

특히, 양 흡입형 원심팬(또는, 송풍기)의 경우 상기 주판을 기준으로 양측에서 각각 블레이드들에 의해 기류가 형성되고, 이렇게 형성된 유동이 팬 하우징에 의해 마련된 하나의 공간 내에서 섞이기 때문에, 팬 하우징 내에서 유동이 교란되고, 이로 인한 여러가지 문제가 발생될 수 있다. 특히, 기외 정압이 커질수록, 팬 하우징 내에 와류가 발생되고, 그로 인한 이상 소음의 발생, 기내 정압의 하강, 풍량 감소 등의 여러가지 문제가 발생되어 팬의 전반적인 성능 또는 효율이 떨어지는 문제가 있었다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 첫째, 양흡입형 원심팬과, 이를 갖는 공기 조화기에서 팬 하우징 내에서의 유동을 개선시킨 원심팬과 이를 포함하는 공기조화기를 제공하는 것이다.

둘째, 와류나 이상 소음 등의 발생을 억제한 원심팬과 이를 포함하는 공기 조화기를 제공하는 것이다.

셋째, 기외 정압이 높은 환경에서도 안정적으로 풍량을 확보할 수 있는 원심팬과 이를 포함하는 공기 조화기를 제공하는 것이다.

본 발명의 원심팬은 회전 가능한 임펠러와, 내측에 상기 임펠러가 배치되고, 상기 임펠러의 회전 중심선을 따라 기류를 흡입하는 제 1, 2 흡입구와, 상기 회전 중심선과 직교하는 방향으로 기류를 토출시키는 토출구를 갖는 팬 하우징을 포함하고, 상기 팬 하우징은 상기 제 1 흡입구가 형성된 제 1 플레이트와, 상기 제 1 플레이트와의 사이에 상기 임펠러가 수용되는 공간을 제공하고, 상기 제 2 흡입구가 형성된 제 2 플레이트와, 상기 제 1 플레이트와 상기 제 2 플레이트 사이를 연결하며, 상기 임펠러의 외측에서 원주방향을 따라 연장되어, 상기 제 1, 2 흡입구를 통해 흡입된 공기를 상기 토출구 측으로 안내하는 측벽을 포함하고, 상기 임펠러는 상기 제 1 흡입구를 대향하는 제 1 면과, 상기 제 2 흡입구를 대향하는 제 2 면을 갖는 주판과, 상기 제 1 면 상에서 원주방향을 따라 배열된 다수개의 제 1 블레이드와, 상기 제 2 면 상에서 원주방향을 따라 배열된 다수개의 제 2 블레이드를 포함하고, 상기 측벽은 상기 회전 중심선으로부터 멀어지는 방향으로 볼록하고, 상기 제 1 블레이드의 외측에서 원주방향을 따라 연장되는 제 1 볼록부와, 상기 회전 중심선으로부터 멀어지는 방향으로 볼록하고, 상기 제 2 블레이드의 외측에서 원주방향을 따라 연장되는 제 2 볼록부를 포함한다.

상기 측벽은 원주방향을 따라 스크롤 형태로 감기는 곡면구간을 포함할 수 있고, 상기 제 1 볼록부 및 상기 제 2 볼록부는 상기 곡면구간에 형성될 수 있다. 상기 곡면구간에서 상기 제 1 볼록부 및 상기 제 2 볼록부는 각각, 상기 임펠러의 회전 방향을 따라 연장되는 중에, 내측면이 상기 회전 중심선으로부터의 점점 멀어지는 배사증가구간과, 상기 배사증가구간을 지난 이후 상기 회전 중심선과 점점 가까워지는 배사감소구간을 포함할 수 있다.

상기 회전 중심선과 나란한 소정의 평면으로 상기 측벽을 절단한 소정의 단면들을 취할 시, 상기 단면 상에서 상기 제 1 볼록부의 내측면은 상기 회전 중심선으로부터 최대로 이격된 제 1 최대 볼록 지점이 상기 제 1 블레이드의 길이에 대응하는 구간에 위치할 수 있고, 상기 단면 상에서 상기 제 2 볼록부의 내측면은 상기 회전 중심선으로부터 최대로 이격된 제 2 최대 볼록 지점이 상기 제 2 블레이드의 길이에 대응하는 구간에 위치할 수 있다. 상기 단면들 상에서의, 상기 제 1 최대 볼록 지점들은 상기 회전 중심선과 직교하는 공통의 제 1 평면 상에 위치할 수 있고, 상기 제 2 최대 볼록 지점들은 상기 회전 중심선과 직교하는 공통의 제 2 평면 상에 위치할 수 있다.

상기 제 1 볼록부의 내측면과 상기 제 2 볼록부의 내측면은 회전 중심선과 직교하는 소정의 평면을 기준으로 대칭인 형태로 이루어질 수 있다. 상기 제 1 블레이드와 상기 제 2 블레이드는 동일한 길이를 가질 수 있다.

상기 제 1 볼록부와 상기 제 2 볼록부는 서로 연결될 수 있고, 상기 제 1 볼록부와 상기 제 2 볼록부의 연결부는 상기 회전 중심선과 직교하는 소정의 평면 상에 위치할 수 있다.

본 발명의 원심팬 및 공기조화기는 양쪽 흡입구를 통해 흡입되는 균일한 풍량이 흡입되어 임펠러가 보다 균형적으로 회전되는 효과가 있다.

둘째, 주판의 양측에 배치된 블레이드들에 의해 발생한 유동을 팬 하우징의 제 1 볼록부와 제 2 볼록부가 분담하여 안내하기 때문에, 유동간의 충돌로 인한 난류의 발생을 줄일 수 있다.

셋째, 팬 하우징에 형성된 볼록부 내에서 공기가 스크롤 유로를 따라 완만한 속도 구배를 이루며 이동되어, 소음이 감소되는 효과가 있다.

넷째, 주판을 기준으로 양측의 유동이 균일해져, 결과적으로 토출구를 통해 균일한 유동이 토출되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원심팬을 도시한 것이다.
도 2는 팬 하우징의 사시도이다.
도 3은 팬 하우징의 평면도이다.
도 4는 원심팬의 각 부분들의 단면을 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화기를 도시한 것이다.

본발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본발명의 개시가 완전하도록 하고, 본발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원심팬을 도시한 것이다. 도 2는 팬 하우징의 사시도이다. 도 3은 팬 하우징의 평면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 원심팬(100)은 회전 가능하게 구비되는 임펠러(110)와, 내측에 임펠러(110)가 배치되는 팬 하우징(120)을 포함할 수 있다.

임펠러(110)는 모터(미도시)에 의해 회전될 수 있다. 도 1에 표시된 "C"는 임펠러(110)의 회전 중심이 되는 선(이하, "회전 중심선"이라고 함.)으로써, 임펠러(110)는 회전 중심선(C)을 따라 연장되는 회전축을 갖는 모터에 의해 회전될 수 있다.

팬 하우징(120)은 임펠러(110)의 회전 중심선(C)을 따라 기류를 흡입하는 한 쌍의 흡입구(122h, 124h)와, 회전 중심선(C)과 직교하는 방향으로 기류를 토출시키는 토출구(127)를 갖는다.

팬 하우징(120)은 제 1 흡입구(122h)가 형성된 제 1 플레이트(122)와, 제 1 플레이트(122)와의 사이에 임펠러(110)가 수용되는 공간을 제공하고, 제 1 흡입구(122h)와 반대 방향으로 기류가 유입되는 제 2 흡입구(124h)가 형성된 제 2 플레이트(124)를 포함한다.

각각의 흡입구(122h, 124h) 둘레를 따라 팬 하우징(120) 내측으로 돌출된 링형의 흡입 가이드(122a, 124a)가 형성될 수 있고, 흡입 가이드(122a, 124a)로 둘러 쌓인 내측으로 오리피스(131)가 삽입될 수 있다.

임펠러(110)는 주판(111)과, 주판(111)의 양면에 각각 배치되는 다수개의 블레이드(112, 114)를 포함한다. 주판(111)은 모터의 회전축과 결합되고, 제 1 흡입구(122h)를 대향하는 제 1 면(111a)과, 제 2 흡입구(124h)를 대향하는 제 2 면(111b)을 가지며(도 4의 (a)참조.), 제 1 면(111a) 상에는 원주방향을 따라 다수개의 제 1 블레이드(112)가 배열되고, 제 2 면(111b) 상에는 원주방향을 따라 다수개의 제 2 블레이드(114)가 배열된다.

다수개의 제 1 블레이드(112)의 일단은 환형의 제 1 림(113)에 의해 서로 연결되고, 다수개의 제 2 블레이드(114)의 일단은 환형의 제 2 림(115)에 의해 서로 연결된다.

제 1 플레이트(122)와 제 2 플레이트(124)는 측벽(125)에 의해 연결되며, 측벽(125)은 임펠러(110)의 외측에서 원주방향을 따라 연장되어, 제 1, 2 흡입구(122h, 124h)를 통해 흡입된 공기를 토출구(127) 측으로 안내한다.

제 1 플레이트(122)와 제 2 플레이트(124)는 토출구(127) 측으로 갈수록 서로 간의 거리가 멀어지도록 배치될 수 있다. 제 1, 2 플레이트(122, 124)는 주판(111)의 제 1 면(111a)과 제 2 면(111b)으로부터 등거리에 위치하는 평면(O)에 대해 서로 대칭으로 배치되며, 각각의 플레이트(122, 124)는 주판(111)에 대해 소정의 각도(α)를 이룰 수 있다. 토출구(127)를 통해 기류가 더 넓은 영역으로 확산되면서 토출될 수 있어, 원심팬(100)이 배치된 공간(예를들어, 케이싱(2) 내부, 도 5 참조.) 내로 구석구석까지 기류가 가해질 수 있다.

측벽(125)은, 제 1 블레이드(112)와의 사이에, 회전 중심선(C)으로부터 멀어지는 방향으로 볼록한 제 1 공간(SP1)을 형성하는 제 1 볼록부(142)를 포함할 수 있다. 제 1 볼록부(142)는, 제 1 공간(SP1)을 규정하는 내측면이 회전 중심선(C)으로부터 최대로 이격된 지점이 제 1 블레이드(112)가 배치된 구간에 대응하여 형성될 수 있다.

즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 회전 중심선(C)과 나란한 소정의 평면(바람직하게는, 회전 중심선(C)이 속하는 평면)으로 팬 하우징(120)을 절단하여 단면들을 취할 시, 제 1 볼록부(142)의 내측면은 상기 단면 상에서 회전 중심선(C)으로부터 최대로 이격된 지점(M1, 제 1 최대 볼록 지점)이 제 1 블레이드(112)의 길이에 대응하는 구간(B1)에 위치한다. 다시 말해, 주판(111)의 제 1 면(111a)으로부터 제 1 블레이드(112)의 길이방향을 따라 높이를 정의할 시, 상기 단면 상에서 제 1 최대 볼록 지점(M1)은 제 1 면(111a)으로부터의 제 1 블레이드(112)의 길이를 넘지 않는 높이에 위치한다.

또한, 팬 하우징(120)의 단면(예를 들어, 도 1) 상에서, 제 1 볼록부(142)의 내측면은 최대 볼록 지점(M1)의 양측으로 갈수록 점점 회전 중심선(C)과 가까워지며, 최대 볼록 지점(M1)의 일측에서는 주판(111)의 위치와 대응하는 지점에서 회전 중심선(C)과 가장 근접하며, 타측에서는 제 1 플레이트(122)와의 연결부에서 회전 중심선(C)과 가장 근접하다.

측벽(125)은, 제 1 블레이드(114)와의 사이에, 회전 중심선(C)으로부터 멀어지는 방향으로 볼록한 제 2 공간(SP2)을 형성하는 제 2 볼록부(143)를 포함할 수 있다. 제 2 볼록부(143)는, 제 2 공간(SP2)을 규정하는 내측면이 회전 중심선(C)으로부터 최대로 이격된 지점이 제 2 블레이드(114)가 배치된 구간에 대응하여 형성될 수 있다.

즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 회전 중심선(C)과 나란한 소정의 평면(바람직하게는, 회전 중신선(C)이 속하는 평면)으로 팬 하우징(120)을 절단한 단면을 취할 시, 제 2 볼록부(143)의 내측면은 상기 단면 상에서 회전 중심선(C)으로부터의 최대로 이격된 지점(M2, 제 2 최대 볼록 지점)이 제 2 블레이드(114)의 길이에 대응하는 구간(B2)에 위치한다. 다시 말해, 주판(111)의 제 2 면(111b)으로부터 제 2 블레이드(114)의 길이방향을 따라 높이를 정의할 시, 상기 단면 상에서, 제 2 최대 볼록 지점(M2)은 제 2 면(111b)으로부터의 제 2 블레이드(114)의 길이를 넘지 않는 높이에 위치한다.

또한, 팬 하우징(120)의 단면(예를 들어, 도 1) 상에서, 제 2 볼록부(143)의 내측면은 최대 볼록 지점의 양측으로 갈수록 점점 회전 중심선(C)과 가까워지며, 최대 볼록 지점의 일측에서는 주판(111)의 위치와 대응하는 지점에서 회전 중심선(C)과 가장 근접하며, 타측에서는 제 2 플레이트(124)와의 연결부에서 회전 중심선(C)과 가장 근접하다.

제 1 볼록부(142)와 제 2 볼록부(143)는 서로 연결될 수 있으며, 이 경우, 팬 하우징(120)의 단면 상에서, 제 1 볼록부(142)와 제 2 볼록부(143)는 "W"형태를 이룬다. 바람직하게는, 제 1 볼록부(142)와 제 2 볼록부(143)는 평면(O)을 기준으로 대칭되는 형태를 이루며, 이 경우 제 1 볼록부(142)와 제 2 볼록부(143)의 연결부는 회전 중심선(C)과 직교하는 소정의 평면(예를 들어, 평면(O)) 상에 위치할 수 있다. 제 1 블레이드(112)와 제 2 블레이드(114)는 동일한 길이를 갖는 것이 바람직하다.

도 3은 곡면구간(140)과 평면구간(125a)이 만나는 지점(θ=0°)을 기준으로 임펠러(110)의 회전 방향(ω)을 따라 90°단위로 각도를 표시하고 있다. 도 4의 (a)는 원심팬(100)을 도 3의 A-A를 따라 절개하였을 시 θ=90°지점에서의 단면을 도시한 것이고, 도 4의 (b)는 원심팬(100)을 도 3의 B-B를 따라 절개하였을 시 θ=180°지점에서의 단면을 도시한 것이고, 도 4의 (c)는 원심팬(100)을 도 3의 A-A를 따라 절개하였을 시 θ=270°지점에서의 단면을 도시한 것이고, 도 4의 (d)는 원심팬(100)을 도 3의 B-B를 따라 절개하였을 시 θ=0°지점에서의 단면을 도시한 것이다.

도 3을 참조하면, 측벽(125)은 토출구(127)로부터 일정한 영역까지는 평평한 평면구간(125a)으로 이루어질 수 있고, 평면구간(125a)으로부터 원주방향을 따라 스크롤 형태로 감기는 곡면구간(140)으로 이루어질 수 있다. 제 1 볼록부(142)와 제 2 볼록부(143)는 곡면구간(140)에 형성될 수 있다.

팬 하우징(120)은 임펠러(110)의 외측으로 제 1 플레이트(122), 제 2 플레이트(124) 및 측벽(125)에 의해 한정되는 스크롤 형태의 유로(이하, "스크롤 유로"라고 정의함.)를 구성하며, 임펠러(110)의 회전에 의해 상기 스크롤 유로를 따라 공기가 이동된다.

각각의 볼록부(142, 143)에서 임펠러(110)의 외측단(즉, 블레이드(112, 114)로부터 기류의 분리가 이루어지는 블레이드(112, 114)의 외연(trailing edge))과 볼록부(142, 143)의 내측면 사이의 간격을 유로의 폭이라고 정의할 시, 상기 유로의 폭은 평면구간(125a)으로부터 상기 스크롤 유로를 따라 진행할수록 점점 줄어들어, 상기 스크롤 유로가 끝나는 지점(F)에서 최소가 된다. 이하, 스크롤 유로가 끝나는 지점(F)을 컷오프(Cut-off) 지점이라고 정의한다. 측벽(125)에서 컷오프 지점(F)으로부터 토출구(127)에 이르는 구간(125b)은, 토출구(127)로 기류를 안내하는 구간(이하, “확산구간”이라고 함.)으로, 토출구(127)측으로 갈수록 점점 평면구간(125a)으로부터 멀어진다.

제 1 플레이트(122)와 제 2 플레이트(124)는 실질적으로 같은 형태로써, 측벽(125)의 각 구간에 대응하는 외측 둘레(S)를 갖는다. 보다 상세하게, 외측 둘레(S)는 평면구간(125a)과 대응하는 직선 구간(S1)과, 상기 스크롤 유로에 대응하여 직선 구간으로부터 컷오프 지점(F)까지 연장되는 곡선 구간(S2)과, 확산구간(125b)에 대응하여 컷오프 지점(F)으로부터 토출구(127)까지 연장되는 구간(S3)으로 구분될 수 있다.

제 1 플레이트(122)의 외측 둘레(S)와 제 2 플레이트(124)의 외측 둘레는 실질적으로 동일한 형태로써, 바람직하게는 회전 중심선(C)을 따라 바라볼 시 양 외측 둘레들은 서로 완전히 중첩된다.

외측 둘레(S)를 구성하는 곡선 구간(S2)은, 회전 중심선(C)과의 거리가 직선 구간(S1)과 연결되는 지점으로부터 컷오프 지점(F)으로 갈수록 점점 줄어든다. 곡선 구간(S2)은 바람직하게는 아르키메데스 곡선 또는 로그 함수를 따른 곡선이나 반드시 이에 한정되어야 하는 것은 아니다.

임펠러(110)의 회전 방향(ω)은 도 3에 도시된 바와 같이, 회전 중심선(C)에 대해 시계 반대방향이다. 여기서, 임펠러(110)의 회전 방향(ω)과 같은 방향으로 증가되는 각도(θ)를 정의하고, 그 기준을 평면구간(125a)과 볼록부(142, 143)가 만나는 경계(θ=0°)로 두기로 한다.

회전 중심선(C)과 나란한 방향(바람직하게는, 회전 중심선(C)이 속하는 평면)으로 곡면구간(140)을 절단한 소정의 단면들(예를 들어, 도 4에 도시된 단면들)을 취할 시, 제 1 볼록부(142)의 내주면이 회전 중심선(C)으로부터 최대 거리가 되는 지점(즉, 제 1 최대 볼록 지점)들을 잇는 곡선(Pa(1))은 회전 중심선(C)과 직교하는 하나의 공통된 제 1 평면 상에 위치하며, 상기 제 1 평면은 실질적으로 주판(111)과 제 1 림(113) 사이에 위치될 수 있다.

또한, 제 2 볼록부(143)의 내주면이 회전 중심선(C)으로부터 최대로 이격된 지점들을 잇는 곡선(Pa(2)) 역시 회전 중심선(C)과 직교하는 하나의 공통된 제 1 평면 상에 위치하며, 상기 제 2 평면은 실질적으로 주판(111)과 제 2 림(115) 사이에 위치될 수 있다.

한편, 컷오프 지점(F)은 대략 θ=90°부근에 위치할 수 있으며, 임펠러(110)의 회전 중심에 대해 컷오프 지점(F)과 반대쪽 영역에서, 각각의 볼록부(142, 143)의 내주면은 회전 중심선(C)으로부터의 거리가 최대가 된다. 이 지점은 θ=180°도 θ=360°사이에 위치하며, 실시예에서는 대략 θ=270°지점에 위치되나, 반드시 이에 한정되어야 하는 것은 아니다.

각각의 볼록부(142, 143)는 θ=90°와 θ=180° 사이에서부터 시작되어 임펠러(110)의 회전 방향(ω)을 따라 연장되며, 이때, 일정 지점까지는 최대 볼록 지점이 회전 중심선(C)으로부터 점점 멀어진다. 즉, 곡선(Pa(1), Pa(2))의 곡률반경은 볼록부(142, 143)가 시작되는 부분(도 4의 (a))에서부터 점점 감소하다가, 회전 중심선(C)으로부터 거리가 최대가 되는 지점에서 최소가 되며(이때의 곡률은 R2), 이후에는 볼록부(142, 143)가 끝나는 부분(예를 들어,도 4의 (d))까지 점점 증가된다. (R1>R2, R2=최소 곡률 반경)

한편, 곡면구간(140)에서 제 1 볼록부(142) 및 제 2 볼록부(143)는 각각, 임펠러(110)의 회전 방향(ω)을 따라 연장되는 중에, 내측면이 회전 중심선(C)으로부터의 점점 멀어지는 배사증가구간(예를 들어, 도 3에서 90°<θ<270°인 구간)과, 배사증가구간을 지난 이후 회전 중심선(C)과 점점 가까워지는 배사감소구간(예를 들어, 도 3에서 270°<θ<360°인 구간)을 포함할 수 있다.

측벽(125)에 형성된 제 1 볼록부(142)와 제 2 볼록부(143)는 스크롤 유로의 내측 공간을 확장시켜, 임펠러(110)에 의해 압송된 기류가 보다 원활하게 이송되도록 하며, 특히, 임펠러(110)에 의해 토출된 유동이 볼록구간(140)에서 측벽(125)의 내측면에 급격하게 충돌하지 않고, 상기 내측면을 따라 완만하게 방향이 전환됨으로써, 유동의 손실이 감소하고 송풍 효율이 향상된다.

임펠러(110)는 주판(111)을 기준으로 양측으로 제 1 블레이드(112)에 의한 유동과 제 2 블레이드(114)에 의한 유동을 함께 발생시키는데, 이때 각각의 블레이드(112, 114)에 의해 발생한 유동을 제 1 볼록부(142)와 제 2 볼록부(143)가 분담하여 안내하기 때문에, 유동간의 충돌로 인한 난류의 발생이 저감되고, 각각의 볼록부(142, 143) 내에서 공기가 스크롤 유로를 따라 완만한 속도 구배를 이루며 이동되어, 소음이 감소되는 효과도 있다. 특히, 주판(111)을 기준으로 양측의 유동이 균일해져, 결과적으로 토출구(127)를 통해 균일한 유동이 토출되는 효과가 있다.

또한, 볼록부(142, 143) 내에서의 유동이 원활하게 진행됨으로써 압력 손실이 방지되고, 이와 함께 동압의 정압으로의 변환이 우수하여, 측벽(125)의 내주면 상에서 뿐만 아니라, 팬 하우징(120) 내의 전 영역에서 전반적으로 높은 압력이 유지될 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화기를 도시한 것이다. 도 5를 참조하면, 공기 조화기(1)는 실내로 냉풍 또는 열풍을 토출하여 실내 공기를 조화시키는 것으로, 모터(170)와, 모터(170)에 의해 구동되는 원심팬(100)을 포함한다. 원심팬(100)은 실질적으로 도 1 내지 도 4를 참조하여 전술한 원심팬(100)과 동일하다. 이하, 전술한 실시예와 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하고, 이에 대한 설명은 전술한 바에 따르기로 하고 생략한다.

공기 조화기(1)는 내측으로 원심팬(100)과 모터(170)가 배치되는 공간을 제공하는 케이싱(2)을 포함하며, 케이싱(2) 내에는 열교환기(4)가 더 구비될 수 있다. 케이싱(2)에는 기외 공기(실내 또는 실외 공기)를 흡입하는 흡기구(2a)와, 케이싱(2) 내에서 열교환기(4)와 접촉하며 온도가 조절된 공기를 실내로 토출하는 공조 공기 토출구(2b)가 구비될 수 있다. 흡기구(2a)를 통해 케이싱(2) 내로 흡입된 공기가 열교환기(4)를 통과하며 온도가 조절된 후, 송풍기(100a)에 의해 압송되어 공조 공기 토출구(2b)를 통해 실내로 토출된다.

공기 조화기(1)는 히트펌프(heat pump)를 포함할 수 있으며, 열교환기(4)는 상기 히트펌프를 구성하는 것으로, 케이싱(2) 내의 공기와의 열교환을 통해 원심팬(100)으로 흡입되는 공기를 냉각 또는 가열시킨다. 상기 히트펌프는 압축기(미도시)에 의해 냉매가 폐쇄 루프 구조의 밀폐된 배관을 따라 순환하도록 구성되며, 열교환기(4)는 상기 밀폐된 배관의 일부를 구성하는 것으로, 냉매가 열교환기(4)를 통과하는 중에 케이싱(2) 내의 공기와 열교환된다.

실내 냉각시(냉방 전용 공기 조화기 또는 냉난방 공기 조화기의 냉방 모드)에는 열교환기(4)가 냉매를 증발시키는 증발기로써 작용하며, 실내 난방시(난방 전용 공기 조화기 또는 냉난방 공기 조화기의 난방 모드)에는 열교환기(4)가 냉매를 응축시키는 응축기로써 작용할 수 있다. 다만, 이에 한하지 않고, 본 발명의 공기 조화기는 케이싱(2) 내의 공기를 가열 또는 냉각시키기 위해 기 공지된 다양한 형태의 가열 또는 냉각 장치(예를들어, 수냉식 냉각 장치)를 구비할 수도 있다.

모터(170)는 원심팬(100)의 회전 중심선(C)을 따라 정렬된 회전축(170a)을 포함할 수 있으며, 회전축(170a)은 주판(111)과 결합될 수 있다. 모터(170)는 원심팬(100)의 양 흡입구 중 어느 하나의 일측에 배치될 수 있다.

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

회전 가능한 임펠러; 및
내측에 상기 임펠러가 배치되고, 상기 임펠러의 회전 중심선을 따라 기류를 흡입하는 제 1, 2 흡입구와, 상기 회전 중심선과 직교하는 방향으로 기류를 토출시키는 토출구를 갖는 팬 하우징을 포함하고,
상기 팬 하우징은,
상기 제 1 흡입구가 형성된 제 1 플레이트;
상기 제 1 플레이트와의 사이에 상기 임펠러가 수용되는 공간을 제공하고, 상기 제 2 흡입구가 형성된 제 2 플레이트; 및
상기 제 1 플레이트와 상기 제 2 플레이트 사이를 연결하며, 상기 임펠러의 외측에서 원주방향을 따라 연장되어, 상기 제 1, 2 흡입구를 통해 흡입된 공기를 상기 토출구 측으로 안내하는 측벽을 포함하고,
상기 임펠러는,
상기 제 1 흡입구를 대향하는 제 1 면과, 상기 제 2 흡입구를 대향하는 제 2 면을 갖는 주판;
상기 제 1 면 상에서 원주방향을 따라 배열된 다수개의 제 1 블레이드; 및
상기 제 2 면 상에서 원주방향을 따라 배열된 다수개의 제 2 블레이드를 포함하고,
상기 측벽은,
상기 회전 중심선으로부터 멀어지는 방향으로 볼록하고, 상기 제 1 블레이드의 외측에서 원주방향을 따라 연장되는 제 1 볼록부; 및
상기 회전 중심선으로부터 멀어지는 방향으로 볼록하고, 상기 제 2 블레이드의 외측에서 원주방향을 따라 연장되는 제 2 볼록부를 포함하는 원심팬.
제 1 항에 있어서,
상기 측벽은,
원주방향을 따라 스크롤 형태로 감기는 곡면구간을 포함하고,
상기 제 1 볼록부 및 상기 제 2 볼록부는,
상기 곡면구간에 형성되는 원심팬.
제 2 항에 있어서,
상기 곡면구간에서 상기 제 1 볼록부 및 상기 제 2 볼록부는 각각,
상기 임펠러의 회전 방향을 따라 연장되는 중에, 내측면이 상기 회전 중심선으로부터의 점점 멀어지는 배사증가구간과, 상기 배사증가구간을 지난 이후 상기 회전 중심선과 점점 가까워지는 배사감소구간을 포함하는 원심팬.
제 1 항에 있어서,
상기 회전 중심선과 나란한 소정의 평면으로 상기 측벽을 절단한 소정의 단면들을 취할 시, 상기 단면 상에서 상기 제 1 볼록부의 내측면은 상기 회전 중심선으로부터 최대로 이격된 제 1 최대 볼록 지점이 상기 제 1 블레이드의 길이에 대응하는 구간에 위치하고,
상기 단면 상에서 상기 제 2 볼록부의 내측면은 상기 회전 중심선으로부터 최대로 이격된 제 2 최대 볼록 지점이 상기 제 2 블레이드의 길이에 대응하는 구간에 위치하는 원심팬.
제 4 항에 있어서,
상기 단면들 상에서의, 상기 제 1 최대 볼록 지점들은 상기 회전 중심선과 직교하는 공통의 제 1 평면 상에 위치하고, 상기 제 2 최대 볼록 지점들은 상기 회전 중심선과 직교하는 공통의 제 2 평면 상에 위치하는 원심팬.
제 4 항에 있어서,
상기 제 1 볼록부의 내측면과 상기 제 2 볼록부의 내측면은 회전 중심선과 직교하는 소정의 평면을 기준으로 대칭인 형태로 이루어진 원심팬.
제 6 항에 있어서,
상기 제 1 블레이드와 상기 제 2 블레이드는 동일한 길이를 갖는 원심팬.
제 4 항에 있어서,
상기 제 1 볼록부와 상기 제 2 볼록부는 서로 연결되고,
상기 제 1 볼록부와 상기 제 2 볼록부의 연결부는 상기 회전 중심선과 직교하는 소정의 평면 상에 위치하는 원심팬.