KR20240051598A - 팬, 및 그 팬을 사용하는 공조기 - Google Patents

팬, 및 그 팬을 사용하는 공조기 Download PDF

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KR20240051598A
KR20240051598A KR1020220131462A KR20220131462A KR20240051598A KR 20240051598 A KR20240051598 A KR 20240051598A KR 1020220131462 A KR1020220131462 A KR 1020220131462A KR 20220131462 A KR20220131462 A KR 20220131462A KR 20240051598 A KR20240051598 A KR 20240051598A
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uneven
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박근태
오시영
천인범
최석호
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엘지전자 주식회사
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Abstract

실시예에 따른 팬은, 가운데에 놓이는 허브; 및 상기 허브에 방사방향으로 마련하는 적어도 두 개의 블레이드를 포함할 수 있다.

Description

팬, 및 그 팬을 사용하는 공조기{Fan and air conditioning apparatus using the same}
본 발명은 팬, 그 팬을 사용하는 공조기에 관한 것이다.
공조기는 공기조화를 수행하는 기기이다. 공조기는 냉동사이클을 이용하여 공기조화를 수행할 수 있다. 공조기는 실내기와 실외기로 나뉠 수 있다. 팬은 공조기에 설치하여 풍동을 일으키는 장치이다.
팬이 회전하여 공기를 송풍할 수 있다. 팬은 허브와 블레이드로 이루어질 수 있다. 블레이드의 형상에 따라서 팬의 효율과 소음이 달라질 수 있다. 팬의 효율을 높이고 소음특성을 개선하는 기술로서 팬의 팁에 요철을 제공할 수 있다. 종래 기술로 JP2009036187A 프로펠러 팬이 개시된 바가 있다.
상기 문헌은 블레이드의 팁에 얇은 요철을 제공하는 기술을 개시된다. 상기 기술에서 상기 요철은 블레이드의 몸체보다 얇게 제공되어 강성이 약하다. 상기 기술은 최적화가 이루어지지 못한 문제점이 있다. 공조기는 현대 생활에 필수불가결한 기기로서, 대량으로 보급되어있다. 따라서, 약간의 효율 상승도 큰 기술적인 진보가 되고, 산업적인 파급효과도 크다. 예를 들어, 2,000만 대의 공조기에서 1와트의 소비전력절감은 2,000만와트의 전력절감으로 이어질 수 있는 것이다.
JP2009036187A 프로펠러 팬
본 발명은 블레이드의 익단누설유동, 및 익단누설와류를 제어하는 과제로 한다.
본 발명은 공조기의 성능을 개선시키는 것을 과제로 한다.
본 발명은 팬, 및 공조기의 소음을 낮추는 것을 과제로 한다.
본 발명은 팬 및 팬 주위의 구성부품을 최적화하는 것을 과제로 한다.
본 발명의 기술적 과제는 [발명을 실시하기 위한 구체적인 내용]에도 개시되어 있다.
실시예에 따른 팬은, 가운데에 놓이는 허브; 및 상기 허브에 방사방향으로 마련하는 적어도 두 개의 블레이드를 포함할 수 있다.
선택적으로, 상기 블레이드는, 상기 허브와 인접하는 루트; 및 상기 루트의 반대쪽에 요철부를 가지는 팁을 가질 수 있다. 선택적으로, 상기 요철부는, 상기 요철부의 중심(C)은 코드길이대비 60%이내일 수 있다. 선택적으로, 상기 요철부의 요철주기(I)는 날개반경길이의 8~12%의 범위일 수 있다. 선택적으로, 상기 요철부에 제공되고 함몰하는 요부의 깊이(D)는 2mm이하일 수 있다.
선택적으로, 상기 요철부에 제공되는 요부의 깊이는, 상기 블레이드의 스팬의 1%이상 0.5%이하일 수 있다.
선택적으로, 상기 블레이드는 여섯 개일 수 있다.
선택적으로, 상기 요철부는 방사방향의 길이가 변할 수 있다.
선택적으로, 상기 요철부는 방사방향의 두께가 변하지 않을 수 있다.
선택적으로, 상기 요부는 세 개일 수 있다.
선택적으로, 상기 요철부는 돌출하는 돌부를 가질 수 있다.
선택적으로, 상기 돌부는 두 개일 수 있다.
상기 팬을 제조하는 장치는, 상금형 및 하금형 두 개만 포함할 수 있다. 이에 따라서 팬을 간단하게 제조할 수 있다.
선택적으로, 상기 요철부의 중심(C)은 코드길이대비 60%이내인 것, 상기 요철부의 요철주기(I)는 날개반경길이의 8~12%의 범위인 것, 및 상기 요철부에 제공되고 함몰하는 요부의 깊이(D)는 2mm이하인 것, 중에서 적어도 두 개를 만족할 수 있다.
선택적으로, 상기 요철부의 중심(C)은 코드길이대비 60%이내인 것, 상기 요철부의 요철주기(I)는 날개반경길이의 8~12%의 범위인 것, 및 상기 요철부에 제공되고 함몰하는 요부의 깊이(D)는 2mm이하인 것, 모든 조건을 만족할 수 있다.
실시예의 공조기는, 공기와 열교환하는 열교환기; 열교환된 공기를 상방으로 배출하는 팬; 상기 팬을 회전시키기 위하여 팬의 하방에 놓이는 모터; 및 상기 팬을 감싸는 쉬라우드를 가질 수 있다.
선택적으로, 상기 쉬라우드는, 상방으로 갈수록 직경이 줄어들고 공기가 상방으로 유입하는 흡입부; 상기 흡입부의 상부에 놓이고 흡입된 공기가 블레이드의 작용에 의해서 밀리는 중간부; 및 상기 중간부의 상부에 놓이고 공기가 외부로 밀려나가는 토출부를 가질 수 있다.
선택적으로, 상기 쉬라우드의 상단은 상기 팬이 상단보다 위에 놓일 수 있다. 선택적으로, 상기 쉬라우드의 하단은 상기 팬의 하단보다 아래에 놓일 수 있다. 선택적으로, 상기 모터의 하단은 상기 쉬라우드의 하단보다 아래에 놓일 수 있다.
선택적으로, 상기 공조기는 압축기를 가질 수 있다.
선택적으로, 상기 토출부는 상방으로 갈수록 직경이 커지는 부분을 가질 수 있다.
선택적으로, 상기 토출부는 상방으로 갈수록 직경이 커지지 않는 부분을 가질 수 있다.
선택적으로, 상기 팬의 높이를 H라고 할 때, 상기 중간부는 0.2~0.5H의 상하길이를 가질 수 있다.
선택적으로, 상기 팬의 높이를 H라고 할 때, 상기 토출부는 0.2H 이상의 상하길이를 가질 수 있다.
선택적으로, 상기 토출부의 상하길이는 상기 중간부보다 짧을 수 있다.
선택적으로, 상기 팬의 높이를 H라고 할 때, 상기 흡입부는 0.5~1.0H 의 길이를 가질 수 있다.
선택적으로, 상기 흡입부는 상기 중간부 및 상기 토출부보다 길 수 있다.
선택적으로, 상기 흡입부는 상기 중간부와 상기 토출부를 합한 길이보다 길 수 있다.
선택적으로, 상기 팬의 높이를 H라고 할 때, 상기 팬의 하단위치(P)는 상기 쉬라우드의 하단에서 0.22~0.3H의 상부에 놓일 수 있다.
선택적으로, 상기 팬의 하단위치(P)는 상기 중간부 및 상기 토출부보다 길 수 있다.
선택적으로, 상기 팬의 하단위치(P)는 상기 중간부와 상기 토출부를 합한 길이보다 짧을 수 있다.
선택적으로, 상기 팬의 하단위치(P)는 상기 흡입부의 길이보다 짧을 수 있다.
상기 공조기에 사용되는 블레이드의 요철부는, 상기 요철부의 중심(C)은 코드길이대비 60%이내인 것, 상기 요철부의 요철주기(I)는 날개반경길이의 8~12%의 범위인 것, 및 상기 요철부에 제공되고 함몰하는 요부의 깊이(D)는 2mm이하인 것, 중에서 적어도 하나를 만족할 수 있다.
본 발명에 따르면 블레이드의 익단누설유동, 및 익단누설와류를 적극적으로 제어하여, 팬의 효율을 상승시킬 수 있다.
본 발명은 공조기의 소비전력을 절감할 수 있다.
본 발명은 공조기의 소음특성을 반영하여 주가 되는 소음을 줄여서, 소음저감효과를 최대화할 수 있다.
본 발명은 쉬라우드와 팬의 구성을 최적화함으로써, 공조기에 적합한 송풍시스템을 제시한다.
본 발명의 효과는 [발명을 실시하기 위한 구체적인 내용]에도 개시되어 있다.
도 1은 실시예에 따른 팬의 사시도와 누설와류 작용을 보이는 도면.
도 2는 실시예에 따른 블레이드의 평면도.
도 3은 실시예에 따른 요철부의 형상을 나타내는 도면.
도 4와 도 5는 블레이드에서 누설유동과 누설와류의 생성위치를 전산유체역학(CFD: Computational Fluid Dynamics)으로 모사한 도면으로서, 도 4는 입체도 도 5는 단면도.
도 6과 도 7은 요철부의 중심위치의 변화에 대응하는 효율개선, 소음증가량을 설명하는 도면.
도 9는 요철부의 주기에 따른 효율그래프이고, 도 10은 요철부의 주기에 따른 소음량을 보이는 도면.
도 11은 요부의 깊이에 따른 효율그래프.
도 12는 요부의 깊이에 따른 소음그래프.
도 13은 실시예에 따른 블레이드의 사시도.
도 14는 도 13의 1-1'의 단면도.
도 15는 실시예에 따른 팬을 제조하는 금형을 보이는 도면.
도 16은 실시예에 따른 공조기의 사시도.
도 17은 실시예에 따른 공조기에서 팬의 주변부를 보이는 도면.
도 18은 도 17의 2-2'의 단면도.
도 19는 도 17의 3-3'의 단면도.
도 20은 실시예에 따른 다수의 실시예를 보이는 도표.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명의 사상은 이하의 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 및 추가 등에 의해서 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명 사상의 범위 내에 포함될 수 있다.
도면이 설명에 있어서, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략할 수 있다.
이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
본 명세서에 개시된 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 실시예에 따른 팬의 사시도와, 누설와류 작용을 보이는 도면이다.
도 1(a)를 참조하면, 팬(10)은 허브(20)와, 허브에 설치되는 블레이드(1)를 포함할 수 있다. 적어도 두 개 이상의 블레이드를 방사상으로 허브에 설치할 수 있다. 적어도 두 개 이상의 블레이드는 서로 이격할 수 있다. 도면에는 네 개의 블레이드를 예시한다. 상기 팬은 축류팬일 수 있다.
상기 블레이드는, 공기유동방향의 전방에 압력면(2a)을 가질 수 있다. 상기 블레이드는, 공기유동방향의 후방에 흡입면(2b)을 가질 수 있다. 상기 압력면에는 공기가 밀리는 면으로 고압일 수 있다. 상기 흡입면은 공기가 당겨지는 면으로 저압일 수 있다. 두 면의 사이에는 압력차가 있을 수 있다. 상기 압력차에 의해서, 압력면에서 흡입면으로 공기유동이 있을 수 있다. 이때 공기유동은 상기 공기유동방향에 대하여 역류방향이다.
도 1(b)를 참조하면, 상기 블레이드(1)의 팁과 상기 블레이드를 둘러싸는 쉬라우드(30)의 사이에는 간격이 있다. 상기 간격은 상기 흡입면과 상기 압력면을 연결하는 공간이 될 수 있다. 상기 공간을 통하여 익단누설유동(이하, 누설유동이라고 약칭하는 경우도 있다)이 있을 수 있다. 상기 누설유동은 익단누설와류(이하, 누설와류라고 약칭하는 경우도 있다)로 발달할 수 있다. 상기 누설와류는 공기유동방향으로 공기유동을 막는 폐색효과를 일으켜서, 유동의 불안정, 및 효율저하를 일으킨다.
본 발명은 상기 누설유동 및 상기 누설와류를 제어하고 줄이는 것이 일 과제이다. 이를 통하여 팬의 효율을 개선시킬 수 있다.
도 2는 실시예에 따른 블레이드의 평면도이다.
도 2를 참조하면, 블레이드(1)는, 허브와 인접하는 루트(3), 허브에서 이격하는 팁(4), 회전방향 앞쪽의 전단(5), 회전방향 뒷쪽의 후단(6)을 가진다. 상기 팁(4)에는 함몰하는 적어도 두 개 이상의 요부(7)를 가질 수 있다. 상기 요부는 팁에서 루트를 향하여 오목하게 들어갈 수 있다. 상기 요부(7)는 세 개를 제공할 수 있다. 상기 팁(4)은, 두 개의 상기 요부의 사이에는 돌출하는 돌부(8)를 가질 수 있다. 상기 돌부는 상기 요부에 비교할 때 돌출하는 것을 의미할 수 있다. 상기 요부와 상기 돌부는 이어질 수 있다. 상기 요부 또는 상기 돌부는 같은 형상의 구조를 반복할 수 있다. 상기 요부 또는 상기 돌부는 소정의 주기로 반복할 수 있다.
상기 팁 중에서, 상기 요부와 상기 돌부가 있는 부분을 요철부라고 할 수 있다. 상기 요철부는 같은 형상을 반복할 수 있다. 상기 요철부는 소정의 구조가 소정의 주기로 반복할 수 있다. 상기 요부와 상기 돌부의 깊이는 삼각함수의 곡선형으로 정의할 수 있다. 상기 요부와 상기 돌부의 깊이는 선형으로 정의할 수 있다. 상기 돌부는 제공하지 않을 수 있다. 예를 들어, 유선형의 팁에 상기 요부를 이어서 제공할 수도 있다. 다른 예로, 유선형의 팁에 상기 요부를 소정의 주기로 제공할 수도 있다. 또 다른 예로, 유선형의 팁에 적어도 두 개의 상기 요부를 소정의 간격으로 제공할 수도 있다.
상기 요철부의 형상은, 요부의 깊이(D), 요철부의 요철주기(I), 및 요철부의 중심(C)을 설계 인자로 정의할 수 있다. 실시예의 팬은, 상기 적어도 세 개의 인자 중의 적어도 하나를 적용할 수 있다.
도 3은 실시예에 따른 요철부의 형상을 나타내는 도면이다. 가로축은, 리딩에지(LE: leading edge)에서 시작하여 트레일링에지(TE: Trailing edge)의 상대적인 위치를 나타낸다. 예를 들어, 가로축의 0은 리딩에지이고 1은 트레일링에지이다. 세로축은, 요부의 깊이(Depth)를 허브에서 팁까지의 길이(span)로 나눈 값이다. 도 3을 참조하면, 요철부는 세 개의 요부(7)를 가질 수 있다.
상기 요철부의 설계인자 및 그 바람직한 설계인자에 대하여 상세하게 설명한다.
먼저, 상기 요철부의 중심(C)에 대하여 설명한다. 도 4와 도 5는 블레이드에서 누설유동과 누설와류의 생성위치를 전산유체역학(CFD: Computational Fluid Dynamics)으로 모사한 도면이다. 도 4는 입체를 도 5는 단면을 보인다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 코드길이의 60%까지의 범위에서 누설유동과 누설와류가 발생하는 것을 알 수 있다. 도 5(d)에서 코드길이대비 60%를 넘어서면서 와류가 없어지는 것을 볼 수 있다. 이에 따라서, 요철부의 중심(C), 즉 요철부의 코드방향위치는 코드길이대비 60%이내가 되도록 할 수 있다.
도 6과 도 7은 요철부의 중심위치의 변화에 대응하는 효율개선, 소음증가량을 보인다.
도 6을 참조하면, 60%를 넘어서면서 효율개선이 없어지는 것을 확인할 수 있었다. 도 7을 참조하면, 60%를 넘어서면서 소음이 크게 증가하는 것을 확인할 수 있었다.
상기 요철부의 요철주기(I)에 대하여 설명한다. 도 8은 익단누설와류의 생성주파수를 보여주는 그래프이다. 도 8에서 수평축은 무차원수이고, 수직축은 에너지이다. 상기 무차원수는 주파수*날개반경길이/날개회전속도를 나타낸다.
도 8을 참조하면, A영역에서 에너지가 급격히 증가하는 것을 볼 수 있다. 상기 A영역의 중심무차원수는 10에 해당할 수 있다. 이 무차원수에 대응하여 길이 스케일로 변환하면, 날개반경길이의 10%에 해당할 수 있다. 이에 따라서, 요철부의 요철주기(I)는 날개반경길이의 8~12%의 범위를 제안할 수 있다.
상기 요철부의 요철주기(I)를 블레이드의 반경의 8~12%로 설계할 수 있다. 이에 따라서, 와류가 생성되는 생성주파수와 일치하는 교란을 발생시킬 수 있다. 이에 따르면, 와류가 줄어들고, 효율이 상승하고, 소음이 줄어들 수 있다.
도 9는 요철부의 주기에 따른 효율그래프이고, 도 10은 요철부의 주기에 따른 소음량을 보인다. 도 9와 도 10을 참조하면, 블레이드의 반경이 284mm일 때 대략 요철부의 주기가 30mm일때 효율이 가장 많이 상승하고, 소음이 감소하는 것을 확인할 수 있다.
상기 요부의 깊이(D)에 대하여 설명한다. 상기 요부의 깊이가 깊어질수록 블레이드의 유효면적이 감소하고, 소음이 증가할 수 있다. 이에 대하여 실험을 수행한 결과를 제시한다.
도 11은 요부의 깊이에 따른 효율그래프이고, 도 12는 요부의 깊이에 따른 소음그래프이다. 도 11 및 도 12에 따르면, 요부의 깊이가 1.5mm영역에서 효율상승이 가장 클 수 있다. 요부의 깊이가 2mm보다 커지면 효율개선이 없어질 수 있다. 요부의 깊이가 1.5mm보다 커지면 소음이 서서히 증가할 수 있다. 상기 블레이드의 반경은 284mm일 수 있다.
상기 요부의 깊이는 2mm이하로 할 수 있다. 요부의 깊이는 블레이드의 스팬의 1%이하일 수 있다. 요부의 깊이는 블레이드의 스팬의 0.5%이상일 수 있다.
도 13은 실시예에 따른 블레이드의 사시도이고, 도 14는 도 13의 1-1'의 단면도이다.
도 13 및 도 14를 참조하면, 블레이드(1)의 요철부는 방사방향으로 두께변화가 없을 수 있다. 요철부의 방사방향으로는 두께변화는 공학적으로 무시 가능한 수준으로 없을 수 있다. 상기 요부(7) 및 상기 돌부(8)를 제공하기 위하여, 블레이드의 두께변화를 이용하지 않을 수 있다. 상기 요부(7) 및 상기 돌부(8)를 제공하기 위하여 블레이드의 두께는 일정할 수 있다. 블레이드의 요철부에서, 상기 블레이드의 방사방향 길이변화가 있을 수 있다. 블레이드의 방사방향 길이가 변함으로써, 상기 요부(7) 및 상기 돌부(8)를 제공할 수 있다. 상기 블레이드의 방사방향 길이변화는 요부와 돌부를 제공할 수 있다.
상기 블레이드의 두께는, 요철부 및 요철부 외부에서 동일하게 유지할 수 있다. 이에 따라서, 상기 요철부에서도 블레이드는 충분한 강성을 가질 수 있다. 이에 따라서, 블레이드가 고속회전하더라도, 요철부에 집중되는 응력에 의한 요철부의 피로파괴를 방지할 수 있다.
상기 블레이드의 두께가 요철부에서 유지될 수 있다. 상기 블레이드는 요철부에서 소정의 두께를 가질 수 있다. 이에 따라서 팬을 제조하기 위한 금형을 간단히 할 수 있다. 이에 따라서, 팬의 제조공정을 간단히 할 수 있다. 이에 따라서, 팬의 제조수율을 향상시킬 수 있다.
도 15는 실시예에 따른 팬을 제조하는 금형을 보이는 도면이다.
도 15를 참조하면, 실시예의 팬을 제조하기 위하여, 하금형(31)과 상금형(32) 두 개로 충분할 수 있다. 예를 들어, 두께가 달라지는 판상부재, 및 얇은 부분을 제조하기 위한 별도의 금형블럭이나 코어가 필요없는 장점이 있다. 예를 들어, 상금형 및 하금형으로 내부공간을 제공하고, 그 내부공간에 사출액을 주입하고, 경화를 기다린 후 빼내기만 하면 된다. 이에 따르면, 금형이 단순해질 수 있다. 이에 따르면, 제조공정이 간략해질 수 있다. 이에 따르면, 불량품의 발생이 줄어들 수 있다.
도 16은 실시예에 따른 공조기의 사시도이다. 실시예의 공조기는 실외유닛일 수 있다. 실외유닛은 실외에 놓여서 외부공기와 열교환을 수행할 수 있다.
도 16을 참조하면, 공조기(100)는 압축기(101)를 포함할 수 있다. 상기 압축기는 냉매를 압축할 수 있다. 공조기(100)는 열교환기(102)를 포함할 수 있다. 공조기(100)는 팬(10)을 포함할 수 있다. 상기 팬(10)은 공조기(100)의 상방으로 공조기의 내부공기를 토출할 수 있다. 상기 팬은 외부공기가 공조기 내부로 유입하도록 할 수 있다. 이때 외부공기는 열교환기를 통과할 수 있다. 외부공기는 열교환기와 열을 교환할 수 있다. 여기서 상방은 중력방향과 반대방향일 수 있다.
상기 팬은 두 개가 나란히 놓일 수 있다. 상기 팬은 두 개가 제공되어 풍량을 증가시킬 수 있다. 상기 팬은 밀집하게 놓일 수 있다.
도 17은 실시예에 따른 공조기에서 팬의 주변부를 보이는 도면이다.
도 17을 참조하면, 팬(10)은 허브에 여섯 개의 블레이드가 놓일 수 있다. 블레이드와 이격하는 주변에는 쉬라우드(11)가 놓일 수 있다. 허브의 아래쪽에는 모터(103)가 마련될 수 있다. 쉬라우드(11)는 팬을 모두 감쌀 수 있다. 상기 쉬라우드의 상단은 상기 팬의 상단보다 위에 놓일 수 있다. 상기 쉬라우드의 하단은 상기 팬의 하단보다 아래에 놓일 수 있다. 상기 모터의 상단은 상기 쉬라우드의 하단보다 위에 놓일 수 있다. 상기 모터의 하단은 상기 쉬라우드의 하단보다 아래에 놓일 수 있다.
도 18은 도 17의 2-2'의 단면도로서, 인접하는 두 팬을 연결하는 방향의 단면도이다. 도 19는 도 17의 3-3'의 단면도로서, 인접하는 팬과 독립하는 방향의 단면도이다.
도 18 및 도 19를 참조하면, 상기 쉬라우드(11)는 공기가 상방으로 유입하는 흡입부(11a)를 가질 수 있다. 흡입부는 상방으로 갈수록 직경이 줄어들 수 있다. 상기 쉬라우드(11)는 공기가 블레이드의 작용에 의해서 밀리는 중간부(11b)를 가질 수 있다. 중간부는 직경의 변화가 없을 수 있다. 상기 쉬라우드(11)는 공기가 밀려나가는 토출부(11c)를 가질 수 있다. 상기 쉬라우드는 오리피스의 기능을 수행할 수 있다.
상기 토출부는 상방으로 갈수록 직경이 커질 수 있다(도 19참조). 상기 토출부(11c)는 인접하는 두 개의 팬이 연결하는 방향에서는 토출부의 직경변화가 없을 수 있다(도 18참조). 이는 두 개의 팬을 좁은 공간에 놓이도록 하기 위한 구성일 수 있다. 이를 통하여 작은 수준의 풍량손실은 있을 수 있다. 그러나, 공조기의 내부공간을 더욱 컴팩트하고 경제적으로 제공할 수 있다.
상기 팬(10)의 위치(P)는 흡입부(11a)의 하단보다 높을 수 있다. 상기 팬의 높이(H)는 상기 토출부(11c)의 상단보다 아래일 수 있다. 상기 팬의 높이(H)는 상기 팬의 하단위치(P)에서 상방으로 소정길이 연장할 수 있다. 상기 팬의 높이(H)는 상기 흡입부(11a)와 소정의 관계를 가질 수 있다. 상기 팬의 높이(H)는 중간부(11b)와 소정의 관계를 가질 수 있다. 상기 팬의 높이(H)는 토출부(11c)와 소정의 관계를 가질 수 있다.
상기 팬의 높이를 H라고 할 때, 상기 중간부(11b)는 0.2~0.5H 의 길이를 가질 수 있다. 이에 따르면, 누설유동 및 누설와류를 작게 할 수 있다. 상기 팬의 높이를 H라고 할 때, 상기 토출부(11c)는 0.2H 이상의 길이를 가질 수 있다. 상기 토출부(11c)의 길이는 상기 중간부(11b)보다 짧게 할 수 있다. 이에 따르면, 토출유동을 신속하게 확장시킬 수 있다. 상기 팬의 높이를 H라고 할 때, 상기 흡입부(11a)는 0.5~1.0H 의 길이를 가질 수 있다. 상기 흡입부(11a)는, 상기 중간부(11b) 및 상기 토출부(11c)보다 길 수 있다. 상기 흡입부(11a)는, 상기 중간부(11b)와 상기 토출부(11c)를 합한 길이보다 길 수 있다.
상기 팬의 하단위치(P)는 0.22~0.3H 의 길이를 가질 수 있다. 상기 팬의 하단위치(P)는, 상기 중간부(11b) 및 상기 토출부(11c)보다 길 수 있다. 상기 팬의 하단위치(P)는, 상기 중간부(11b)와 상기 토출부(11c)를 합한 길이보다 짧을 수 있다. 상기 팬의 하단위치(P)는, 상기 흡입부(11a)의 길이보다 짧을 수 있다.
상기되는 구성에 따르면, 팬의 효율을 상승시킬 수 있다. 이에 따라서 공조기의 효율을 상승시킬 수 있다. 상기되는 구성에 따르면, 팬의 소음을 줄일 수 있다. 이에 따라서 공조기의 소음을 줄일 수 있다.
도 20은 다수의 실시예를 보이는 도표이다.
도 20을 참조하면, PT22-1, PT05-1-1이 가장 바람직한 것을 확인할 수 있다. 실시예의 경우에 팬의 효율이 상승하는 것을 볼 수 있다. 팬이 효율상승은 소전효과가 증가하는 것을 확인할 수 있다. 팬이 소음은 실시예의 경우에 가장 작은 것을 확인할 수 있었다.
본 발명에 따르면, 팬의 형상을 개선함으로써, 소비전력을 절감하고, 소음을 감소시킬 수 있다. 수없이 많은 공조기에 적용됨으로써, 산업적으로 큰 효과를 얻을 수 있다.
1:블레이드
7:요부
8:돌부
10:팬
11:쉬라우드

Claims (20)

  1. 가운데에 놓이는 허브; 및
    상기 허브에 방사방향으로 마련하는 적어도 두 개의 블레이드를 포함하고,
    상기 블레이드는,
    상기 허브와 인접하는 루트; 및
    상기 루트의 반대쪽에 요철부를 가지는 팁을 가지고,
    상기 요철부는,
    상기 요철부의 중심(C)은 코드길이대비 60%이내인 것,
    상기 요철부의 요철주기(I)는 날개반경길이의 8~12%의 범위인 것, 및
    상기 요철부에 제공되고 함몰하는 요부의 깊이(D)는 2mm이하인 것, 중에서 적어도 하나를 만족하는 팬.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 요철부에 제공되는 요부의 깊이는, 상기 블레이드의 스팬의 1%이상 0.5%이하인 팬.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 블레이드는 여섯 개인 팬.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 요철부는 방사방향의 길이가 변하는 팬.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 요철부는 방사방향의 두께가 변하지 않는 팬.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 요부는 세 개인 팬.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 요철부는 돌출하는 돌부를 가지는 팬.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 돌부는 두 개인 것
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 팬을 제조하는 장치로서, 상금형 및 하금형 두 개만 포함하는 팬 성형장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 요철부의 중심(C)은 코드길이대비 60%이내인 것,
    상기 요철부의 요철주기(I)는 날개반경길이의 8~12%의 범위인 것, 및
    상기 요철부에 제공되고 함몰하는 요부의 깊이(D)는 2mm이하인 것, 중에서 적어도 두 개를 만족하는 팬.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 요철부의 중심(C)은 코드길이대비 60%이내인 것,
    상기 요철부의 요철주기(I)는 날개반경길이의 8~12%의 범위인 것, 및
    상기 요철부에 제공되고 함몰하는 요부의 깊이(D)는 2mm이하인 것, 모두를 만족하는 팬.
  12. 공기와 열교환하는 열교환기;
    열교환된 공기를 상방으로 배출하는 팬;
    상기 팬을 회전시키기 위하여 팬의 하방에 놓이는 모터; 및
    상기 팬을 감싸는 쉬라우드를 가지고,
    상기 쉬라우드는, 상방으로 갈수록 직경이 줄어들고 공기가 상방으로 유입하는 흡입부;
    상기 흡입부의 상부에 놓이고 흡입된 공기가 블레이드의 작용에 의해서 밀리는 중간부; 및
    상기 중간부의 상부에 놓이고 공기가 외부로 밀려나가는 토출부를 가지고,
    상기 쉬라우드의 상단은 상기 팬이 상단보다 위에 놓이고, 상기 쉬라우드의 하단은 상기 팬의 하단보다 아래에 놓이고, 상기 모터의 하단은 상기 쉬라우드의 하단보다 아래에 놓이는 공조기,
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 공조기는 압축기를 가지는 공조기.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 토출부는 상방으로 갈수록 직경이 커지는 부분을 가지는 공조기.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 토출부는 상방으로 갈수록 직경이 커지지 않는 부분을 가지는 공조기.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 팬의 높이를 H라고 할 때, 상기 중간부는 0.2~0.5H의 상하길이를 가지는 공조기.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 팬의 높이를 H라고 할 때, 상기 토출부는 0.2H 이상의 상하길이를 가지고, 상기 토출부의 상하길이는 상기 중간부보다 짧은 공조기.
  18. 제 12 항에 있어서,
    상기 팬의 높이를 H라고 할 때, 상기 흡입부는 0.5~1.0H 의 길이를 가지거나, 상기 흡입부는 상기 중간부 및 상기 토출부보다 길거나, 상기 흡입부는 상기 중간부와 상기 토출부를 합한 길이보다 긴 공조기.
  19. 제 12 항에 있어서,
    상기 팬의 높이를 H라고 할 때, 상기 팬의 하단위치(P)는 상기 쉬라우드의 하단에서 0.22~0.3H의 상부에 놓이거나, 상기 팬의 하단위치(P)는 상기 중간부 및 상기 토출부보다 길거나, 상기 팬의 하단위치(P)는 상기 중간부와 상기 토출부를 합한 길이보다 짧거나, 상기 팬의 하단위치(P)는 상기 흡입부의 길이보다 짧은 공조기.
  20. 제 12 항에 있어서,
    상기 팬은,
    가운데에 놓이는 허브; 및
    상기 허브에 방사방향으로 마련하는 적어도 두 개의 블레이드를 포함하고,
    상기 블레이드는,
    상기 허브와 인접하는 루트; 및
    상기 루트의 반대쪽에 요철부를 가지는 팁을 가지고,
    상기 요철부는,
    상기 요철부의 중심(C) 코드길이대비 60%이내인 것,
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