KR970009834B1 - 횡류팬의 임펠러 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

횡류팬의 임펠러

제1도는 일반적인 에어콘의 실내기를 보인 단면도.

제2도는 종래 기술에 의한 임펠러의 일례를 보인 측면도.

제3도는 종래 기술에 의한 임펠러의 날개 피치각을 보인 부분 확대도.

제4도는 종래 기술에 의한 임펠러의 소음 주파수 특성을 보인 도표.

제5도는 종래 기술에 의한 임펠러의 다른 예를 보인 사시도.

제6도는 본 발명에 의한 횡류팬 임펠러의 날개 피치각을 보인 부분 확대도.

제7도는 본 발명에 의한 임펠러의 소음 주파수 특성을 보인 도표.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 본체 2,3 : 열교환기

4 : 임펠러 5 : 리어 가이드

6 : 스테빌라이져 20 : 날개

본 발명은 횡류팬(cross flow fan), 씨로코팬(sirocco fan), 토보 팬(turbo fan)등과 같은 팬(fan)에 관한 것으로, 특히 BPF(Blade Passing Frequency)를 감소시켜 소음 발생을 저감시킬 수 있게 한 횡류팬의 임펠러에 관한 것이다.

일반적인 에어콘의 실내기는, 제1도에 도시한 바와 같이, 실내기 본체(1)와, 상기 본체(1)의 내부에 설치되어 흡입공기를 열교환시키는 열교환기(2)(3)와, 상기 본체(1)의 내부로 공기를 흡입함과 아울러 열교환기(2)(3)에 의하여 열교혼된 공기를 본체(1)의 외부로 배출시키는 임펠러(4)와, 본체(1)의 내부에서 유동의 형상을 결정하고 정압을 회복시키려는 리어 가이더(rear guider)(5)와, 유동을 안정화시키는 스테빌라이져(stabilizer)(6)로 구성되어 있다.

상기 임펠러(4)는 제2도 및 제3도에 도시한 바와 같이, 날개(9) 사이의 각 피치각(pitch angle)(α1)이 등간격으로 설계되어 있다.

도면중 미설명 부호 7은 임펠러(4)와 리어 가이드(5) 사이의 최소 근접 지점, 8은 임펠러(4)와 스테빌라이져(6)의 최소 근접 지점, 9는 임펠러(4)의 날개를 보인 것이다.

상기한 에어콘의 실내기는, 임펠러(4)의 회전에 의하여 외부의 공기가 본체(1)의 내부로 흡입되어 열교환기(2)(3)를 지나면서 열교환이 되는 것이며, 이후 열교환된 공기는 리어 가이드(5) 및 스테빌라이져(6)의 안내를 받으며 본체(1)의 외부로 배출된다.

이때, 임펠러(4)가 회전하면서 임펠러(4)와, 리어 가이드(5) 및 스테빌라이져(6)의 최소 근접 지점(7)(8)에서 서로의 간섭이 발생됨으로써 제4도에 도시한 바와 같이, 임펠러(4)의 날개(9)수×회전수(㎐)의 배수에서 주파수 피크(peak)가 뜨게 된다.

통상적으로 회류팬은 특히 실내기에 많이 사용되므로 BPF와 같은 불쾌한 소음(피리소리)를 제거하는 것이 매우 중요하다.

이 소음을 제거하기 위하여는 각 주파수가 서로 간섭하게 하여 그 피크(peak)를 분산시켜야 한다.

종래의 기술에 의하여 각 주파수를 서로 간섭하도록 하여, 소음을 제거하는 기술의 일례가 제5도에 도시되어 있다.

즉, 유니트 팬(unit fan)(10)을 적어도 1단 이상으로 구성하고, 각 유니트 팬(10)의 날개(9)와, 날개(9) 사이의 각도를 3°~4°정도 엇갈리게 하거나, 또는 제1도에 도시한 임펠러(4)와 리어 가이드(5)사이의 최소 근접 지점(7)과, 임펠러(4)와 스테빌라이져(6)의 최소 근접 지점(8)의 갭(gap)을 넓히는 방법이 알려지고 있다.

그러나, 상기한 바와 같은, 종래 기술에 의한 횡류팬의 소음 저감 기술은 다음과 같은 문제점이 있는 것이었다.

즉, 전자의 경우와 같이, 각 유니트 팬(10)의 날개(9)와, 날개(9) 사이의 3°~4°정도 엇갈리게 하여도 소음 저감 효과를 크게 기대할 수 없는 단점이 있었으며, 후자의 경우와 같이, 임펠러(4)와 리어 가이드(5) 사이의 최소 근접지점(7)과, 임펠러(4)와 스테빌라이져(6)의 최소 근접 지점(8)의 갭(gap)을 넓히게 되면, 임펠러94)와 스테빌라이져(6)의 최소 근접 지점(8)의 갭(gap)을 넓히게 되면, 임펠러(4)의 효율이 현저하게 저하되는 등의 여러 문제점이 있었다.

본 발명의 주 목적은 BPF(Blade Passing Frequency)를 감소시킴으로써 소음발생을 저감시킬 수 있도록 한 횡류팬의 임펠러를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 임펠러의 성능을 저하시키는 임펠러, 스테빌라이져, 리어 가이드의 변경이나, 각각의 갭의 변화없이 BPF를 감소시킴으로써 소음 발생을 저감시킬 수 있도록 한 횡류팬의 임펠러를 제공함에 있다.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 적어도 1단 이상으로 구성되는 유니트 팬의 날개 피치각이 sine 함수의 주기성을 갖도록 형성함을 특징으로 하는 횡류팬의 임펠러가 제공된다.

이하, 본 발명에 의한 횡류팬을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

제1도를 참고로 하여, 통상 BPF소음을 임펠러(4)의 날개(9)와 가장 가까운 물체, 즉 리어 가이드(5) 및 스테빌라이져(6)와의 간섭 소음이라 정의하면, 각각 발생되는 소음의 주파수를 다르게 하여 서로 간섭하도록 함으로써 하모닉 소음(harmonic noise)의 발생 방지 효과로 BPF 소음을 저감시킬 수 있다.

본 발명에 의한 횡류팬은, 적어도 1단 이상의 유니트 팬을 구비한 횡류팬을 전제로 하여, 상기 유니트 팬의 날개 피치각을 주기성을 갖도록 형성하여 구성한 것이다.

상기 임펠러 날개 피치각의 주기성은 함수로 표현되도록 하되, 특히 사인(sine)함수로 표현하도록 함을 특징으로 한다.

즉, 본 발명에 의한 횡류팬은, 제6도에 도시한 바와 같이, 날개 피치각(α1)(α2)을 sine함수를 이용하여 주기적으로 배열함으로써 각각의 날개(20)에서 발생되는 주파수가 서로 간섭하게 하여, BPF 소음의 피크를 주변 주파수로 분산시키도록 한 것이다.

이와 같은 본 발명에 의한 횡류팬에 의하면, 제7도에 도시한 바와 같이, BPF 소음이 감소되어 날카로운 피리 소리가 저감됨으로써 심한 거부감을 느끼지 않게 된다.

이때, 풍량의 저하, 또는 정압 감소등의 현상은 일어나지 않으며, 생산 원가가 증대되는 경우도 없다.

이하, 본 발명에 의한 횡류팬의 일실시례를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

먼저, 본 발명에 의하여 sine함수로 표현되는 식은 아래와 같다.

여기서,

예를들어, 35개의 날개(20)를 가진 팬 둘레 전체를 5등분 하면, 전체가 72degree의 등간격으로 5개 영역으로 나누어지는데, 이때 전체 둘레를 A=5, N=1, B=360, θ1=72, θ2=144, …로 지정하여 상기한 식(1)을 1회 적용하면, 다음과 같이 전체 분할 영역이 각각 틀려진다.

이때, 각 영역에서 동일 날개수인 7개를 배치하고, 다시 각 영역에서 N=3, B=72, A=1을 지정하고, 식(1)을 각 영역마다 1회 적용하면, 다음 값이 얻어진다.

상기한 바와 같은 방법은 횡류팬의 전체 영역을 균등하게 분할하고, 그 안에 동일 갯수의 날개(20)를 배치한 후, 다시 sine함수를 이용하여 재배치하는 방법이다.

한편, 상기한 식(1)을 대신하여 다음의 sine 함수식(2)를 이용할 수 있다.

본 발명의 다른 실시례에 의하면, 팬의 전체 영역을 균등하게 분할하는 것이 아니라 비균등으로 분할하여 다시 그 영역안에 동일한 갯수의 날개(20)를 배치하고, 그 날개(20)의 간격을 다시 비등간격으로 조절하는 방법도 가능하다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 팬은, 적어도 1단 이상으로 구성되는 유니트 팬의 날개 피치각을 sine 함수의 주기성을 갖도록 형성함으로써 제7도에 도시한 바와 같이, BPF(Blade Passing Frequency)의 발생을 저감시켜 공기조화기, 송풍기 등의 운전시 보다 쾌적한 환경을 유지하는 등의 효과가 있다.

Claims (1)

1. 적어도 1단 이상으로 구성되는 유니트 팬의 날개 피치각을 sine 함수의 주기성을 갖도록 형성함을 특징으로 하는 횡류팬의 임펠러.