KR100495157B1 - 터보팬 및 이를 갖춘 공기조화기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 터보팬 및 이를 갖춘 천장형 공기조화기에 관한 것으로, 특히 터보팬 토출공기의 유동소음을 줄일 수 있고, 터보팬의 송풍능력을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.

본 발명에 따른 터보팬은 중심이 구동모터의 축에 결합되는 회전판과, 상기 회전판 전면의 외주부에 형성되며 방사상으로 배열되는 다수의 블레이드와, 상기 회전판 전방의 상기 블레이드의 선단부에 결합되는 링 형상의 슈라우드를 포함하는 터보팬에 있어서, 상기 회전판과 상기 슈라우드의 출구 쪽 내면에 다수의 딤플이 형성된 것이다.

Description

터보팬 및 이를 갖춘 공기조화기{TURBOFAN AND AIR CONDITIONER WITH THE SAME}

본 발명은 터보팬 및 이를 갖춘 천장형 공기조화기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 터보팬의 출구 측 유동소음이 줄고 토출방향으로의 송풍이 원활하도록 하는 터보팬 및 이를 갖춘 천장형 공기조화기에 관한 것이다.

터보팬(TURBOFAN)은 날개차가 회전할 때 발생하는 기체의 원심력을 이용해 기체를 송풍하는 원심팬의 일종으로, 통상적인 공기조화기에서 공기의 송풍용으로 사용되고 있다.

도 1은 종래 터보팬의 구성을 보인 단면도이다. 도시한 바와 같이, 터보팬(1)은 중심부에 구동모터(미도시)의 축이 결합되는 원형의 회전판(2)을 구비하고, 회전판(2)의 전면 외주부에 형성되며 방사상으로 배열되는 다수의 블레이드(3)를 구비한다. 또 터보팬(1)은 회전판(2) 전면과 이격되는 전방의 각 블레이드(3) 단부에 결합되는 링 형상의 슈라우드(4)를 구비한다. 그리고 이러한 터보팬(1)의 송풍동작은 구동모터의 동작으로 회전을 할 때 원심력에 의해서 슈라우드(4)의 입구(4a)를 통해 중앙부로 유입되는 공기가 반경방향으로 토출된다.

그러나 이러한 터보팬(1)은 출구를 통해 반경방향으로 토출되는 공기의 유속이 빠르기 때문에 토출되는 공기가 터보팬(1) 출구 주변의 공기와 접하면서 출구와 인접한 위치에서 심한 난류유동이 발생하는 문제가 있었고, 이러한 난류유동으로 인해 송풍능력이 저하될 뿐 아니라 유동소음의 발생이 큰 문제가 있었다. 즉 종래의 터보팬(1)은 출구로 빠르게 토출되는 공기가 출구 주변의 공기와 접촉하게 되면서 회전판(2)과 슈라우드(4)의 외주연 부근에서 심한 와류가 생기기 때문에 유동소음이 큰 문제가 있었다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 터보팬 출구와 근접한 위치에서 생기던 와류가 출구와 이격된 위치에서 생기도록 하여 유동소음을 줄일 수 있고, 송풍능력을 향상시킬 수 있도록 하는 터보팬 및 이를 갖춘 공기조화기를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 터보팬은 중심이 구동모터의 축에 결합되는 회전판과, 상기 회전판 전면의 외주부에 형성되며 방사상으로 배열되는 다수의 블레이드와, 상기 회전판 전방의 상기 블레이드의 선단부에 결합되는 링 형상의 슈라우드를 포함하는 터보팬에 있어서, 상기 회전판과 상기 슈라우드의 출구 쪽 내면에 다수의 딤플이 형성된 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 본체케이스와, 상기 본체케이스의 내면에 고정된 구동모터와, 상기 구동모터의 축에 장착되는 터보팬과, 상기 본체케이스 내부의 상기 터보팬 외곽 둘레에 설치되는 열교환기를 포함하며, 상기 터보팬은 중심이 상기 구동모터의 축에 결합되는 회전판과, 상기 회전판 전면의 외주부에 형성되며 방사상으로 배열되는 다수의 블레이드와, 상기 블레이드의 선단부에 결합되는 링 형상의 슈라우드를 포함하는 공기조화기에 있어서, 상기 터보팬 출구 쪽의 상기 회전판과 상기 슈라우드 내면에 다수의 딤플이 형성된 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 터보팬이 채용된 천장형 공기조화기의 구성을 나타낸 단면도이다. 이에 도시한 바와 같이, 천장형 공기조화기는 천장(20) 내부로 진입되어 설치되는 상자형의 본체케이스(30)와, 본체케이스(30)의 개방된 하면에 결합되며 둘레가 천장의 개구(21)를 덮는 천장패널(40)을 구비한다.

본체케이스(30) 내부에는 중앙에 실내공기의 순환을 위한 것으로 하부로부터 공기를 흡입하여 반경방향으로 토출시키는 터보팬(50)과, 이 터보팬(50)을 구동시키는 구동모터(31)가 설치된다. 이때 구동모터(31)는 본체케이스(30) 내측 상면(30a)의 중앙에 고정된다. 또 터보팬(50)의 주위에는 터보팬(50)으로부터 토출되는 공기의 열교환을 위한 것으로 터보팬(50)의 둘레를 감싸는 구조로 배치된 사각통 형상의 열교환기(33)가 설치된다. 그리고 열교환기(33)의 하부에는 열교환 과정에서 생성된 응축수를 모아서 배출할 수 있도록 응축수받이(34)가 설치된다. 응축수받이(34)는 천장패널(40)을 통해 지지된다.

천장패널(40)에는 중앙에 실내공기의 흡입을 위한 흡입구(41)가 형성되고, 흡입구(41)의 외측으로 좁고 길게 마련된 다수의 토출구(42)가 형성된다. 또 천장패널(40)의 흡입구(41)에는 공기청정을 위한 필터(43)가 설치되고, 필터(43)의 내측으로는 흡입되는 공기를 터보팬(50)의 중심부로 안내하도록 중앙에 개구(35a)가 형성된 공기안내판(35)이 설치된다. 이때 공기안내판(35)의 외측은 응축수받이(34)에 고정된다.

본체케이스(30) 내부에 설치되는 터보팬(50)은 도 3과 도 4에 도시한 바와 같이, 중심부에 구동모터(31)의 축이 결합되는 허브(51a)가 일체로 성형된 원형의 회전판(51)을 구비하고, 회전판(51)의 전면 외주부에 형성되며 방사상으로 배열되는 다수의 블레이드(52)를 구비한다. 또 터보팬(50)은 회전판(51) 전면과 이격되는 전방에 각 블레이드(52)의 단부를 지지함과 동시에 공기의 흐름을 안내할 수 있도록 각 블레이드(52)에 결합되는 링 형상의 슈라우드(53)를 구비한다.

또한 본 발명에 따른 터보팬(50)은 도 3 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 송풍이 원활해지고 토출 유동소음이 감소되도록 하기 위해 터보팬(50)의 출구 쪽 내면, 즉 슈라우드(53)와 회전판(51)의 출구 쪽 내면에 다수의 딤플(52)이 형성된다. 이 딤플(52)은 송풍과정에서 공기가 터보팬(50)의 출구를 통해 토출되기 전에 슈라우드(53) 및 회전판(51)의 출구 쪽 내면과 접하면서 경계부분에 약간의 난류가 형성되도록 하고, 이를 통해 토출되는 공기의 활동성이 커지도록 함으로써 토출되는 공기의 와류생성 지점이 터보팬(50)의 출구와 이격된 외곽 쪽으로 이동하도록 한다.

이러한 구성은 딤플(54)을 통해 출구와 인접하는 터보팬(50)의 내부에서 미리 약간의 난류유동이 생겨 공기의 운동성이 활발해지도록 함으로써 공기가 토출된 후 주변공기와 접촉하여 와류가 생기더라도 이 와류의 생성지점이 터보팬(50)의 출구와 이격되도록 하여 출구 쪽의 유동소음이 감소되고 송풍이 개선될 수 있도록 한 것이다.

다음은 이러한 터보팬을 갖춘 천장형 공기조화기의 동작을 설명한다.

구동모터(31)의 동작으로 터보팬(50)이 회전하면, 천장패널(40) 중앙의 흡입구(41)를 통해 흡입되는 실내공기가 필터(43)를 지나면서 정화된 후 공기안내판(35)의 개구(35a)를 통해 터보팬(50)의 중앙으로 유입된다. 또 터보팬(50) 중앙으로 유입된 실내공기는 터보팬(50)의 회전력에 의해 터보팬(50)의 둘레방향(열교환기 쪽)으로 선회하며 토출된다. 그리고 터보팬(50)으로부터 토출된 공기는 열교환기(33)를 통과하면서 냉기가 된 후, 천장패널(40) 둘레의 토출구(42)를 통해 다시 실내공간으로 공급됨으로써 실내공간의 냉방을 수행한다.

이러한 동작이 이루어질 때 본 발명은 터보팬(50)의 출구를 통해 토출되는 공기가 터보팬(50) 출구 쪽 내면에 형성된 딤플(54)의 작용에 의해 토출공기의 유동소음이 줄고 열교환기(33) 쪽으로의 송풍이 개선된다. 더 상세히 설명하면, 터보팬(50)은 그 내부를 통과하는 공기 중에서 슈라우드(53)의 내면과 회전판(51) 내면에 근접한 상태로 유동을 하는 공기가 딤플(54)의 영향에 의해 슈라우드(53)와 회전판(51) 내면과의 경계부분에서 약간의 난류유동이 생기도록 하고, 이를 통해 토출되는 공기의 입자들이 다양한 방향으로 활발한 운동을 하도록 한다. 그리고 활발한 운동성을 가지고 토출되는 공기는 터보팬(50)으로부터 토출되는 공기와 출구 측 공기의 접촉을 통해 생기는 와류의 발생지점을 터보팬(50)의 출구와 이격된 외곽 쪽(열교환기와 근접하는 쪽)으로 이동시키는 역할을 한다. 따라서 터보팬(50) 출구와 근접하는 주위에서는 와류가 생기지 않게 되므로 토출공기의 유동소음이 줄고 송풍이 개선된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 터보팬 출구 쪽 내면에 형성된 딤플의 작용에 의해 터보팬 출구 쪽의 와류 생성지점이 터보팬의 출구와 이격된 외곽으로 이동하기 때문에 터보팬의 소음이 줄어들고 송풍능력이 향상되는 효과가 있다.

도 1은 종래의 터보팬의 구성을 보인 단면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 터보팬을 갖춘 천장형 공기조화기의 구성을 나타낸 단면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 터보팬의 구성을 보인 사시도이다.

도 4는 본 발명에 따른 터보팬의 구성을 보인 단면도이다.

도 5는 본 발명에 따른 터보팬의 요부 상세도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

30: 본체케이스, 31: 구동모터,

33: 열교환기, 34: 응축수받이,

40: 천장패널, 41: 흡입구,

42: 토출구, 50: 터보팬,

51: 회전판, 52: 블레이드,

53: 슈라우드, 54: 딤플.

Claims (2)

1. 중심이 구동모터의 축에 결합되는 회전판과, 상기 회전판 전면의 외주부에 형성되며 방사상으로 배열되는 다수의 블레이드와, 상기 회전판 전방의 상기 블레이드의 선단부에 결합되는 링 형상의 슈라우드를 포함하는 터보팬에 있어서,

   상기 회전판과 상기 슈라우드의 출구 쪽 내면에 다수의 딤플이 형성된 것을 특징으로 하는 터보팬.
2. 본체케이스와, 상기 본체케이스의 내면에 고정된 구동모터와, 상기 구동모터의 축에 장착되는 터보팬과, 상기 본체케이스 내부의 상기 터보팬 외곽 둘레에 설치되는 열교환기를 포함하며, 상기 터보팬은 중심이 상기 구동모터의 축에 결합되는 회전판과, 상기 회전판 전면의 외주부에 형성되며 방사상으로 배열되는 다수의 블레이드와, 상기 블레이드의 선단부에 결합되는 링 형상의 슈라우드를 포함하는 공기조화기에 있어서,

   상기 터보팬 출구 쪽의 상기 회전판과 상기 슈라우드 내면에 다수의 딤플이 형성된 것을 특징으로 하는 공기조화기.