KR101468739B1 - 공기 조화기 및 공기 조화기의 팬 어셈블리 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기 조화기 및 공기 조화기의 팬 어셈블리에 관한 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기 및 공기 조화기의 팬 어셈블리에 의하여, 팬 구동 과정에서 발생하는 유동 소음이 저감되는 효과가 있다.

팬, 허브, 블레이드

Description

공기 조화기 및 공기 조화기의 팬 어셈블리{Air conditioner and Fan assembly thereof}

본 발명은 공기 조화기 및 공기 조화기의 팬 어셈블리에 관한 것이다.

공기 조화기는 냉매와 실내 공기와의 열교환을 통하여 실내 공기가 실외 온도보다 낮게 또는 높게 유지되도록 하는 장치이다.

상세히, 상기 공기 조화기의 내부에는 냉매 사이클이 제공되고, 냉매 사이클을 통하여 상변화하는 냉매와 외부 공기가 열교환하게 된다. 그리고, 상기 냉매 사이클은, 냉매를 고온 고압으로 압축하는 압축기와, 상기 압축기를 통과한 냉매가 실외 공기와 열교환하는 응축기와, 상기 응축기를 통과한 냉매가 저온 저압으로 팽창되는 팽창변 및 상기 팽창변을 통과한 냉매가 실내 공기와 열교환하는 증발기로 구성된다. 여기서, 상기 공기 조화기가 냉방기로 사용될 경우, 상기 응축기는 실외 열교환기에 해당하고, 상기 증발기는 실내 열교환기에 해당한다.

더욱 상세히, 냉방용 공기 조화기의 경우, 상기 증발기는 실내기에 장착되고, 상기 응축기는 실외기에 장착된다. 그리고, 압축기와 팽창변은 실외기에 장착된다.

일반적으로 공기 조화기는, 응축기와 증발기가 하나의 케이스에 수용되는 일체형 공기 조화기와, 응축기와 증발기가 별개의 케이스에 수용되는 분리형 공기 조화기로 나뉠 수 있다. 그리고, 상기 공기 조화기의 실내기는, 설치 방식에 따라 상치형, 벽걸이형 및 천장형으로 구분되고, 기능에 따라 냉방용, 난방용 및 냉난방 겸용으로 구분된다.

도 1은 종래의 팬 어셈블리를 구성하는 허브의 부분 단면도이다.

도 1을 참조하면, 종래의 팬 어셈블리, 특히 터보팬을 구성하는 허브(1)는 도시된 바와 같이 그 두께(t)가 균일한 상태에서 연장되는 형태를 이룬다.

뿐만 아니라, 상기 허브(1)의 하단부 저면을 지나는 접선이 상기 허브(1)의 중심축, 즉 팬 어셈블리의 회전축과 직교되게 연장된다. 다시 말하면, 상기 허브(1)의 하단부는 수평하게 연장되는 구조를 이룬다.

상기와 같은 구조를 이루는 종래의 팬 어셈블리 구조에 의하면, 공기 흡입 과정에서 유동 소음이 증가하는 단점이 있다. 다시 말하면, 상기 허브(1)는 하단으로 갈수록 수평 단면의 직격이 커지는 형태로 이루어진다.

상세히, 상기 허브(1)의 단면을 볼 때, 하단부 직전까지는 수평선과 수직선 사이의 각도로 경사지게 연장되다가, 하단부에서 수평하게 연장되는 구조를 이룬다. 따라서, 상기 허브(1)의 표면을 따라 상측으로부터 하측으로 흘러 내리면서 방사상 퍼지는 공기는 상기 허브(1)의 하단부에서 갑자기 수평 방향으로 토출된다. 그리고, 수평하게 토출 방향이 전환되면서 허브(1)와 공기 간에 충돌 현상이 일어나면서 유동 소음이 발생하게 된다.

뿐만 아니라, 상기 허브(1)는 상단부로부터 하단으로 가면서 그 두께가 일정하게 유지되기 때문에, 상단부가 하단부에 비하여 상대적으로 강도가 약한 단점이 있다. 다시 말하면, 상기 허브(1)의 전체 자중은 상기 허브(1)의 상단부에서 지지되기 때문에, 상기 허브(1)의 상단부에서의 강도와 하단부에서의 강도가 다르게 유지될 필요가 있다. 그럼에도 불구하고, 상기 허브(1)는 그 두께가 동일하게 유지되기 때문에, 강도 유지가 용이하게 이루어지지 않는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 송풍팬 허브의 구조를 개선하여 유동 소음이 감소되고, 팬 어셈블리의 강도가 보강되는 공기 조화기의 팬 어셈블리 및 이를 구비한 공기 조화기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기 및 공기 조화기의 팬 어셈블리에는, 하단으로 갈수록 수평 단면의 직경이 커지는 형태의 허브; 상기 허브의 외주에 배열되는 복수 개의 블레이드;및 상기 블레이드의 상단에 안착되는 벨마우스가 포함되고, 상기 허브의 하단부는 수평면에 대하여 하향 경사지는 것을 특징으로 한다.

다른 측면에서의 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기 및 공기 조화기의 팬 어셈블리에는, 하측으로 갈수록 폭이 넓어지는 원추 형상의 허브; 상기 허브의 외측에 고정 배열되는 복수 개의 블레이드가 포함되고, 상기 허브의 상단부 두께와 하단부 두께가 서로 다른 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성을 이루는 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기 및 공기 조화기의 팬 어셈블리에 의하여, 팬 구동 과정에서 발생하는 유동 소음이 저감되는 효과가 있다.

또한, 송풍팬의 허브 두께가 바깥쪽으로 갈수록 얇아지는 구조에 의하여, 허브의 강도가 보강되는 효과가 있다.

이하에서는 본 발명의 사상을 구현하기 위한 구체적인 실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다. 본 발명의 사상은 제시되는 실시예 및 도면에 제한되지 아니하면, 본 발명의 사상이 유지되는 범위 내에서 실시예의 변경, 추가, 삭제가 가능함을 밝혀 둔다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 팬 어셈블리가 구비된 천장형 공기 조화기 실내기의 외관을 보여주는 사시도이고, 도 3은 상기 실내기의 종단면도이다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기 실내기의 구성을 설명하기 위하여, 실내 공기 흡입구가 형성되는 부분을 상부면으로, 팬 어셈블리가 안착되는 부분을 하부면으로 정의하여 설명하도록 한다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 천장형 공기 조화기의 실내기(10)에는, 외관을 둘러싸는 캐비닛(11)과, 상기 캐비닛(11)의 내측에 삽입되어 내부 부품을 보호하는 케이스(12)와, 상기 케이스(12)의 바닥면에 부착되는 베이스(13)와, 상기 케이스(12)의 내부에 제공되고, 상기 케이스(12)로부터 내측으로 이격되게 장착되는 열교환기(14)와, 상기 열교환기(14)의 내측에 제공되는 팬 어셈블리와, 상기 열교환기(14)의 상측에 안착되어 상기 열교환기(14) 표면에 형성되는 응축수를 받는 드레인팬(drain pan)(15)과, 상기 드레인팬(15)의 내측에 제공되어, 실내 공기 흡입을 가이드하는 쉬라우드(22)와, 상기 쉬라우드(22)의 가장자리에 안 착되는 컨트롤 박스(21)와, 상기 드레인팬(15)의 상측에 안착되어 상기 케이스(12)를 덮는 프런트 패널(18)이 포함된다.

상세히, 상기 열교환기(14)는 냉방 모드에서 증발기의 기능을 수행한다. 그리고, 상기 팬 어셈블리에는, 팬 모터(17)와, 상기 팬 모터(17)의 회전축에 연결되어 회전하면서 실내 공기를 흡입하는 송풍팬(16)이 포함된다. 그리고, 상기 송풍팬(16)은 축방향으로 공기를 흡입하여 반경 방향으로 토출하는 원심팬이 가능하며, 그 중에서 터보팬이 적용될 수 있다. 그리고, 상기 팬 모터(17)는 모터 마운트에 의하여 상기 베이스(13)에 고정 장착된다.

또한, 상기 프런트 패널(18)에는 실내 공기가 흡입되는 흡입 그릴(19)이 장착되고, 상기 흡입 그릴(19)의 저면에는 흡입되는 실내 공기를 정화하는 필터(20)가 장착된다. 그리고, 상기 프런트 패널(18)의 가장자리 네 면에는 흡입된 실내 공기가 토출되는 토출구(182)가 제공되고, 상기 토출구(182)는 루버(181)에 의하여 선택적으로 개폐된다.

또한, 상기 드레인 팬(15)의 저면에는 상기 열교환기(14)의 하단부가 수용되는 함몰부(152)가 형성된다. 상세히, 상기 함몰부(152)는 상기 열교환기(14)의 표면에 생성된 응축수가 낙하하여 고이는 공간으로서, 상기 함몰부(152)에 응축수 배수를 위한 배수 펌프(미도시)가 장착된다. 그리고, 상기 함몰부(152)로부터 이격되는 지점에는 소정 길이의 토출구(151)가 형성된다. 따라서, 상기 송풍팬(16)에 의하여 흡입된 실내 공기는 상기 열교환기(14)를 통과하면서 냉각된 후, 상기 토출구(151)를 통하여 다시 실내로 토출된다. 그리고, 상기 토출구(151)를 통과한 냉각 공기는 상기 프런트 패널(18)의 토출구(182)를 통하여 실내로 토출된다.

또한, 상기 쉬라우드(22)의 내측에는 실내 공기가 흡입되는 과정에서 유동 저항이 최소화되도록 하는 오리피스(22)가 소정 곡률로 만곡되어 형성된다. 그리고, 상기 오리피스(22)는 상기 송풍팬(16) 방향으로 원통 형상으로 연장된다.

또한, 상기 케이스(12)는 스티로폼과 같은 단열 소재로 이루어지고, 상기 캐비닛(11)은 상기 케이스(12)의 강도를 보강하기 위하여 금속 판재로 이루어질 수 있다. 그리고, 상기 베이스(13)는 상기 팬모터(17)를 지지할 수 있도록 금속 판재로 이루어지고, 강도 보강을 위한 포밍부가 형성된다.

상세히, 상기 송풍팬(16)에는, 하단으로 갈수록 직경이 커지는 워추형의 허브(161)와, 상기 허브(161)의 외주면에 소정 간격을 두고 배열되는 블레이드(162) 및 상기 블레이드(162)의 상단에 안착되는 벨마우스(163)가 포함된다.

더욱 상세히, 상기 허브(161)의 상단부는 상기 블레이드(162)의 상단부보다 낮게 형성되고, 상기 허브(161)의 상단부 저면에는 팬 모터의 회전축이 결합된다. 그리고, 상기 블레이드(162)는 상기 허브(161)의 중심으로부터 외측으로 소정 간격 이격된 지점으로부터 방사상으로 소정 길이 연장되며, 외측으로 갈수록 사이클론 형상으로 휘어지는 구조를 이룬다.

또한, 상기 벨마우스(163)는 상기 허브(161)의 바깥쪽으로 라운드지게 형성된다. 따라서, 상기 쉬라우드(22)의 중심부에 형성되는 오리피스를 통하여 흡입된 실내 공기가 상기 허브(161) 및 블레이드(162)를 따라 반경 방향으로 토출되도록 가이드한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 팬 어셈블리의 허브 구조를 보여주는 부분 단면도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 팬 어셈블리의 송풍팬(16)을 구성하는 허브(161)는, 상술한 바와 같이 하측으로 갈수록 직경이 확장되는 원추 형태로 이루어진다.

상세히, 상기 허브(161)의 단부는 하측으로 갈수록 확장되는 형태로 연장되며, 단부의 저면을 지나는 접선이 상기 송풍팬(16)의 회전 중심축과 이루는 각도(θ)가 90도 이상이 되도록 하측으로 경사지게 연장된다. 상기와 같이, 허브(161)의 단부가 방사상으로 확장됨과 동시에, 수평 상태보다 하측으로 더 경사지게 형성됨으로써, 상기 허브(161)의 표면을 따라 하강하는 공기의 유동이 매끄럽게 이어지게 된다. 만일, 상기 허브(161)의 단부가 수평 상태로 확장되는 경우, 하향 이동하는 공기의 흐름이 수평하게 바뀌게 되어, 유동 저항에 따른 속도 저하를 유발할 수 있다. 뿐만 아니라, 상기 허브(161)의 표면을 따라 흐르는 공기가 상기 열교환기(14)의 최하단부까지 안내되지 못하게 된다.

반면에, 상기 허브(161)의 단부가 수평 상태보다 하향 경사지게 형성됨으로써, 상기 허브(161)의 표면을 따라 흐르는 공기는 유동 저항을 받지 않게 된다. 그리고, 상기 허브(161)의 표면을 따라 흐르는 공기는 하측으로 안내되어 상기 열교환기(14)의 최하단부까지 이르게 된다. 이는 도 3의 단면도로부터 명확히 알 수 있을 것이다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 팬 어셈블리의 허브 구조를 보여주는 부분 단면도이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 팬 어셈블리를 구성하는 송풍팬(16)의 허브(161)는 바깥쪽으로 갈수록 두께가 얇아지는 형태로 이루어진다.

상세히, 상기 허브(161)의 상단부 쪽 두께(t1)가 하단부의 두께(t2)보다 더 두껍게 형성된다. 상기 허브(161)의 전체 하중은 중심부, 즉 송풍팬(16)의 회전 중심이 되는 상단부에 집중된다. 따라서, 상기 허브(161)의 상단부 중심의 강도가 가장 크게 되도록 허브(161)의 두께를 설정하는 것이 바람직하다. 상기와 같은 이유로부터, 상기 허브(161)의 단부로부터 중심으로 갈수록 두께가 두꺼워지도록 하는 것이 강도 측면에서 유리하다고 하겠다.

상기 허브(161)의 두께가 중심으로부터 단부로 갈수록 얇아지도록 함과 동시에, 허브(161) 하단부가 회전 중심축과 90도 이상 하향 경사지도록 함으로써, 송풍팬(16)의 강도가 보강됨과 동시에, 송풍팬(16)의 회전시 흡입되는 공기에 의한 유동 저항 및 소음이 감소되는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 종래의 팬 어셈블리를 구성하는 허브의 부분 단면도.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 팬 어셈블리가 구비된 천장형 공기 조화기 실내기의 외관을 보여주는 사시도.

도 3은 상기 실내기의 종단면도.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 팬 어셈블리의 허브 구조를 보여주는 부분 단면도.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 팬 어셈블리의 허브 구조를 보여주는 부분 단면도.

Claims (8)

1. 회전축을 구비하는 팬 모터;

   상기 팬 모터의 회전축에 연결되며, 하단으로 갈수록 수평 단면의 직경이 커지는 형태의 허브;

   상기 허브의 외주에 배열되는 복수 개의 블레이드;및

   상기 블레이드의 상단에 안착되며, 상기 허브의 바깥쪽으로 라운드지게 연장되는 벨마우스가 포함되고,

   상기 허브의 하단부는 수평면에 대하여 하향 경사지도록 연장되며,

   상기 허브의 하단부의 저면을 지나는 접선이 상기 팬 모터의 회전축과 이루는 각도가 90도보다 크고,

   상기 허브의 하단부 외경은 상기 벨마우스의 내경보다 작거나 같은 것을 특징으로 하는 공기 조화기의 팬 어셈블리.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 허브는 하단으로 갈수록 두께가 얇아지는 것을 특징으로 하는 공기 조화기의 팬 어셈블리.
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 제 1 항에 따른 팬 어셈블리가 구비된 공기 조화기.

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