WO2023058877A1 - 공기 조화기용 실내기 - Google Patents

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WO2023058877A1
WO2023058877A1 PCT/KR2022/011864 KR2022011864W WO2023058877A1 WO 2023058877 A1 WO2023058877 A1 WO 2023058877A1 KR 2022011864 W KR2022011864 W KR 2022011864W WO 2023058877 A1 WO2023058877 A1 WO 2023058877A1
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shroud
inlet
bell mouth
air
annular member
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PCT/KR2022/011864
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이노우에노조무
고토신지
사토세이지
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삼성전자 주식회사
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    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
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    • F24F1/38—Fan details of outdoor units, e.g. bell-mouth shaped inlets or fan mountings

Definitions

  • the present invention relates to an indoor unit for an air conditioner having a centrifugal fan.
  • An indoor unit for an air conditioner sucks indoor air through an intake port. After passing through heat exchange with the heat exchanger, the sucked air is discharged back into the room through the exhaust port.
  • An indoor unit for an air conditioner includes a centrifugal fan that sucks indoor air through an intake port and discharges indoor air through an exhaust port. Part of the air ejected from the outlet of the centrifugal fan and directed to the exhaust port may flow into the inlet of the centrifugal fan through a gap between a shroud and a bell mouth. In this way, the flow of air re-introduced from the outlet of the centrifugal fan to the inlet is called leakage flow (recirculation flow). Leakage flow (recirculation flow) can cause deterioration of blowing performance and noise of the centrifugal fan.
  • Japanese Unexamined Patent Publication No. 2010-133297 discloses that a sealing wall with a U-shaped cross section covering the air intake side end of a shroud is provided on the outer circumference of the air outlet of the bell mouth to lengthen the leakage flow path and increase the air flow resistance. A technique for reducing the leakage flow rate is disclosed.
  • An indoor unit for an air conditioner includes a centrifugal fan that sucks in air through an air inlet and ejects air through an air outlet, and a heat exchanger that exchanges heat with airflow generated by the centrifugal fan.
  • a centrifugal fan has a main plate to which a rotating shaft of a motor is connected. A plurality of blades are bonded to the main plate and arranged at equal intervals in the circumferential direction.
  • the shroud is bonded to the blade opposite the main plate.
  • the shroud is an annular member having an opening in the center.
  • the bell mouth is located inside the shroud. A gap is formed between the shroud and the bell mouth to allow the recirculation flow to pass through.
  • the bell mouth has an inner diameter that gradually enlarges toward the upstream side.
  • An annular member is provided on the outer periphery of the bell mouth. The annular member is located at an upstream side in the direction of the rotation axis from the inlet of the shroud and spaced apart from the inlet of the shroud.
  • the annular member is formed on an annular flat plate portion spaced apart from the upstream end of the shroud inlet portion and opposite to the upstream end portion of the shroud inlet portion, and a curved surface having a smooth outer surface formed on the outer circumferential portion of the surface of the annular flat plate portion facing the shroud side. has a protrusion.
  • An indoor unit for an air conditioner includes a centrifugal fan that sucks in air through an air inlet and ejects air through an air outlet, and a heat exchanger that exchanges heat with airflow generated by the centrifugal fan.
  • a centrifugal fan has a main plate to which a rotating shaft of a motor is connected. A plurality of blades are bonded to the main plate and arranged at equal intervals in the circumferential direction.
  • the shroud is bonded to the blade opposite the main plate.
  • the bell mouth is located inside the shroud.
  • the bell mouth has an inner diameter that gradually enlarges toward the upstream side.
  • An annular member is provided on the outer periphery of the bell mouth.
  • the annular member is located at an upstream side in the direction of the rotation axis from the inlet of the shroud and spaced apart from the inlet of the shroud.
  • a communication passage communicating along the rotational axis direction is formed between the annular member and the bell mouth.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an indoor unit for an air conditioner according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a partially enlarged cross-sectional view showing one embodiment of a structure for reducing recirculation flow.
  • Fig. 3a is a schematic diagram defining the distance between a bell mouth and a plurality of portions on an annular member from an upstream end of the shroud.
  • 3B is a graph showing an example of the distance between a bell mouth and multiple portions on an annular member from an upstream end of the shroud.
  • 3C is a graph showing an example of fluid frictional loss at multiple locations on a bell mouth and an annular member.
  • FIG. 4 is a partially enlarged cross-sectional view showing an embodiment of a structure for reducing a recirculation flow.
  • FIG. 5 is a partially enlarged cross-sectional view showing an embodiment of a structure for reducing a recirculation flow.
  • FIG. 6 is a partially enlarged cross-sectional view showing an embodiment of a structure for reducing a recirculation flow.
  • an indoor unit 100 for an air conditioner according to an embodiment of the present disclosure is a ceiling-embedded type.
  • An air inlet H1 and an air outlet H2 are formed on the lower surface of the indoor unit 100 for an air conditioner.
  • at least one air inlet H1 is formed in the central portion of the lower surface, and at least one, for example, four air outlets H2 are formed to surround the air inlet H1.
  • the four air outlets H2 are formed corresponding to the four sides of a quadrangle in plan view.
  • the shape, number, and arrangement of the air inlet H1 and the air outlet H2 are not limited thereto.
  • one or more air outlets H2 may have an annular shape surrounding the air inlet H1.
  • the indoor unit 100 for an air conditioner may include a centrifugal fan 2 and a heat exchanger 3 .
  • the centrifugal fan 2 and the heat exchanger 3 are accommodated inside the indoor unit 100 for an air conditioner.
  • the centrifugal fan 2 sucks air into the indoor unit 100 for an air conditioner through the air inlet H1 and blows the air out of the indoor unit 100 for the air conditioner through the air outlet H2.
  • the air flow generated by the centrifugal fan 2 comes into contact with the heat exchanger 3 to exchange heat.
  • the heat exchanger 3 may be arranged to surround the periphery of the centrifugal fan 2 .
  • the air sucked in by the centrifugal fan 2 through the air intake port H1 is heat-exchanged by the heat exchanger 3 and then blown into the room through the air outlet port H2.
  • the centrifugal fan 2 may include a main plate 21 , a plurality of blades 22 , a shroud 23 , and a bell mouth 24 .
  • the main plate 21 has a boss portion 21a.
  • the rotation shaft 41 of the motor 4 is connected to the center of the boss portion 21a.
  • the main plate 21 is connected to the rotating shaft 41 of the motor 4 .
  • the planar shape of the main plate 21 may be a disc shape.
  • a protrusion 21b is formed at the center of the main plate 21 .
  • the protruding portion 21b protrudes from the downstream side to the upstream side, for example, based on the flow direction of the air flow described later.
  • the plurality of blades 22 may be bonded to one surface 21-1 of the main plate 21 on which the protrusion 21b is formed.
  • the plurality of blades 22 may be arranged at equal intervals in the circumferential direction (rotational direction).
  • the plurality of blades 22 may be formed from the outer circumferential surface 21b-1 of the protrusion 21b formed in the central portion of the main plate 21 to the outer circumference 21c of the main plate 21. The specific configuration of the blade 22 will be described later.
  • the shroud 23 is positioned opposite the main plate 21 .
  • the shroud 23 has an annular shape joined to the other ends 22b of the plurality of blades 22 and has an opening 23-1 in the center. Air is sucked in through the central opening 23-1 of the shroud 23. Air is ejected through an opening 23-2 formed between the shroud 23 and the main plate 21.
  • the bell mouth 24 is located on the upstream side of the shroud 23 in the rotation axis direction. In other words, the bell mouth 24 is located on the upstream side of the shroud 23 with respect to the air flow direction.
  • the downstream end of the bell mouth 24 (FIG. 2: 24a) is located inside the shroud 23.
  • the bell mouth 24 may have a shape in which an inner diameter gradually increases from the downstream end 24a toward the upstream side.
  • a gap 28 exists between the shroud 23 and the bell mouth 24 so that the shroud 23 does not interfere with the bell mouth 24 while the centrifugal fan 2 rotates.
  • the centrifugal fan 2 of the present disclosure has a structure for reducing the recirculation flow RF2. 2 is a partially enlarged cross-sectional view showing an embodiment of a structure for reducing a recirculation flow RF2. Referring to FIGS. 1 and 2 , the centrifugal fan 2 has a circular annular member (recirculation flow reducing member) 25 .
  • the annular member 25 may be installed on the outer periphery 24-1 of the bell mouth 24.
  • the annular member 25 is spaced apart from the upstream end 23a (here, the lower end) of the inlet portion (opening 23-1) of the shroud 23 on the upstream side (here, lower side) in the direction of the rotation axis with a gap therebetween. do.
  • the annular member 25 may include an annular plate portion (first portion) 251 and a protrusion (second portion) 252 protruding from the annular flat portion 251 toward the shroud 23. .
  • the annular plate part 251 may be supported by the bell mouth 24 .
  • the annular plate portion 251 may extend outward in the radial direction from the outer circumferential portion 24-1 of the bell mouth 24.
  • the annular plate portion 251 is spaced upstream from the upstream end portion 23a of the inlet portion of the shroud 23 and faces the upstream end portion 23a of the inlet portion of the shroud 23 with a gap therebetween.
  • the protruding portion 252 may be formed on the outer periphery of the surface 251a facing the shroud 23 in the annular flat plate portion 251 .
  • the protruding portion 252 is located outside the inlet portion of the shroud 23 in the radial direction. In other words, the protruding portion 252 is located radially outward from the upstream end portion 23a of the inlet portion of the shroud 23 .
  • An outer surface of the protrusion 252 may be a smooth (soft) curved surface.
  • the cross-sectional shape of the outer surface of the protrusion 252 may be a partial circular shape or a beading shape.
  • the upper end (downstream end) of the protruding portion 252 is located upstream (here, lower) than the upstream end 23a of the inlet portion of the shroud 23 in the direction of the rotation axis.
  • the annular plate portion 251 has a closest portion 25x closest to the upstream end portion 23a of the inlet portion of the shroud 23.
  • the nearest portion 25x is a portion opposite to the upstream end portion 23a of the shroud 23 in the rotation axis direction.
  • the protrusion 252 is spaced farther from the upstream end 23a of the inlet of the shroud 23 than the nearest portion 25x.
  • a part of the air RF toward the gap 28 between the shroud 23 and the bell mouth 24 is discharged from the indoor unit 100 for an air conditioner through the heat exchanger 3. and the recirculation flow RF2 may flow toward the gap 28 between the shroud 23 and the bell mouth 24.
  • the annular member 25 by providing the annular member 25, a part RF2 of the recirculation flow RF may not easily flow into the gap 6 between the shroud 23 and the bell mouth 24. .
  • the outer surface of the protruding portion 252 is a smooth (soft) curved surface, the passage through which the recirculation flow RF2 flows is substantially S-shaped, and the recirculation flow RF2 flows in a substantially S-shape. As a result, as shown in FIG. 2, the amount of recirculation flow RF2 can be reduced.
  • the recirculation flow RF2 introduced into the gap 28 between the shroud 23 and the bell mouth 24 is the outer circumferential surface of the bell mouth 24 in front of the downstream end 24a of the bell mouth 24 ( 24-1) and flows into the centrifugal fan 2.
  • the recirculation flow RF2 flows into the inside of the centrifugal fan 2 along the flow direction and the inner circumferential surface 24-2 of the bell mouth 24. Since the flow directions of the air streams 27 do not cross each other, the recirculation flow RF2 and the air stream 27 can naturally merge with each other. Since the inflow of the recirculation flow RF2 into the centrifugal fan 2 is made smoothly, the turbulence of the air flow inside the passage through which the recirculation flow RF2 flows and inside the centrifugal fan 2 is suppressed, Noise can be reduced.
  • the protruding portion 252 is farther from the upstream end 23a of the shroud 23 than the nearest portion 25x of the annular plate portion 251, the recirculation flow RF2 flows into the gap 28. During this process, fluid friction loss can be suppressed, and the flow shape of the recirculation flow RF2 flowing into the inlet of the shroud 23 can be made substantially S-shaped.
  • Fig. 3A is a schematic diagram defining the distance between the bell mouth 24 and a number of parts on the annular member 25 from the upstream end 23a of the shroud 23.
  • 3B is a graph showing an example of the distance between the bell mouth 24 and multiple parts on the annular member 25 from the upstream end 23a of the shroud 23.
  • FIG. 3C is a graph showing an example of fluid friction loss at multiple locations on the bell mouth 24 and toroidal member 25.
  • a gap is provided from the inlet portion of the shroud 23 to the upstream side in the direction of the rotation axis.
  • the air discharged by the centrifugal fan 2 is re-introduced into the inside of the centrifugal fan 2 through the gap 28 between the shroud 23 and the bell mouth 24.
  • the amount of air that is, the amount of recirculation flow (RF2) can be reduced. Also, windage loss of the centrifugal fan 2 can be reduced.
  • the sealing wall has a U-shaped structure covering the air intake side end of the shroud. Therefore, there is a risk that the shroud and/or the bell mouth may be damaged due to mutual contact interference caused by vibration during transport or operation of the centrifugal fan.
  • the area of the portion where the sealing wall and the shroud are located in close proximity that is, the opposing area, is large, fluid friction loss due to viscosity in the vicinity of the flow path surface increases, windage loss increases, and the blowing performance of the centrifugal fan may deteriorate. there is.
  • the annular member 25 is spaced apart from the upstream end 23a of the inlet portion of the shroud 23 and installed opposite to the annular member 25.
  • the recirculation flow (RF2) flows along the annular plate portion 251 after flowing along the protrusion 252, that is, the recirculation flow RF2 flows in an approximately S-shape, and the flow resistance of the recirculation flow RF2 becomes longer as the flow resistance increases. . As a result, the amount of recirculation flow RF2 can be reduced.
  • annular member 25 is composed of the annular flat plate portion 251 and the protruding portion 252, damage to the shroud 23 or the bell mouth 24 due to interference can be prevented. Further, since the opposing surface between the annular member 25 and the shroud 23 can be made relatively small, fluid friction loss can be reduced and windage loss can be reduced. In addition, since the outer surface of the protruding portion 252 is a smooth curved surface, turbulence caused by the edge of the protruding portion 252 can be suppressed and noise can be reduced.
  • Embodiments of the centrifugal fan 2 and the indoor unit 100 for an air conditioner using the centrifugal fan 2 of the present disclosure are not limited to the above-described embodiments.
  • FIG. 4 is a partially enlarged cross-sectional view showing one embodiment of a structure for reducing a recirculation flow.
  • a communication passage 26 may be formed between the annular member 25 and the bell mouth 24 to communicate along the rotation axis direction (here, the vertical direction).
  • the communication passage 26 includes a condensed portion 261 in which the cross-sectional area of the passage gradually decreases from the inlet side (upstream side), and an enlarged portion 262 in which the cross-sectional area of the passage gradually increases from the outlet side (downstream side) of the condensed portion 261.
  • the communication passage 26 can function as an orifice. As the flow velocity of the airflow RF3 flowing along the communication passage 26 increases, it flows toward the inlet of the shroud 23 . By increasing the flow velocity of the airflow RF3 flowing through the communication flow path 26, it is possible to suppress the recirculation flow RF2 from flowing toward the inner circumferential side of the centrifugal fan 2 when flowing into the inside of the centrifugal fan 2.
  • the communication passage 26 is formed by the annular member 25, for example, the inner circumferential surface 251b of the annular plate portion 251 and the outer circumferential surface 24-1 of the bell mouth 24, between which is formed in With this configuration, the airflow RF3 flowing through the communication passage 26 flows along the outer circumferential surface 24-1 of the bell mouth 24. Also, the width of the communication passage 26 is narrower than the gap 28 between the shroud 23 and the bell mouth 24. Accordingly, without increasing the amount of the air flow RF3, that is, the leakage flow amount, the air flow RF3 flowing out from the communication flow passage 26 relatively to the inner circumferential side with respect to the recirculation flow RF2 in the vicinity of the passage outlet of the recirculation flow RF2. ) can be easily formed.
  • the effect of the annular member 25 shown in Fig. 4 having the communication passage 26 can be confirmed from the simulation results. For example, it is possible to compare the air flow simulation result when the annular member 25 shown in FIG. 4 is applied and the air flow simulation result when the annular member 25 shown in FIG. 4 is not applied. there is. In the case where the annular member 25 is not provided, the speed of the recirculation flow (leakage flow) RF2 is high, and the flow of the recirculation flow RF2 toward the inner circumferential side of the centrifugal fan 2 can be confirmed.
  • the annular member 25 In the case where the annular member 25 is provided, compared to the case where it is not, it can be confirmed that the speed of the recirculation flow RF2 is lowered so that the main stream of the recirculation flow RF2 flows easily to the outer circumferential side of the centrifugal fan 2. there is. That is, by providing the annular member 25, the mainstream of the recirculation flow RF2 can flow in the outer circumferential direction where the work load of the blade 22 is large.
  • 5 is a partially enlarged cross-sectional view showing an embodiment of a structure for reducing a recirculation flow. 5, when the recirculation flow (RF2) flows into the inlet of the shroud 23 by making the front end 231 including the upstream end 23a of the inlet of the shroud 23 a smooth (soft) curved surface. It can also suppress turbulence.
  • the cross-sectional shape of the tip portion 231 including the upstream end portion 23a of the inlet portion of the shroud 23 may be a partial circular shape or a beading shape.
  • FIG. 6 is a partially enlarged cross-sectional view showing an embodiment of a structure for reducing a recirculation flow.
  • the bell mouth 24 and the annular member 25 may be integrally molded.
  • mechanical strength can be secured by a connecting portion (not shown) connecting the bell mouth 24 and the annular member 25.
  • a communication passage 26 is formed between the annular member 25 and the bell mouth 24 to communicate along the direction of the rotation axis.
  • the communication passage 26 is constituted using the inner circumferential surface of the annular member 25 and the outer circumferential surface 24-1 of the bell mouth 24.
  • a passage forming wall 253 spaced apart from the outer circumferential surface 24-1 of the bell mouth 24 may be formed at the inner circumferential edge of the annular member 25.
  • the passage cross-sectional area of the communication passage 26 in Fig. 6 gradually expands from the inlet side to the outlet side.
  • a shape is a shape that prevents an undercut shape from being formed in a mold in injection molding using a mold.
  • a member in which the bell mouth 24 and the annular member 25 are integrated has a shape that is easy to manufacture by injection molding.
  • the width of the communication passage 26 is narrower than the gap 28 between the shroud 23 and the bell mouth 24, the passage of the recirculation flow RF2 without increasing the amount of the air flow RF3, that is, the leakage flow amount. In the vicinity of the outlet, the air flow RF3 flowing out of the communication flow path 26 can be easily formed on the inner circumferential side relative to the recirculation flow RF2.
  • An object of the present disclosure is to reduce a recirculation flow in a centrifugal fan of an indoor unit for an air conditioner and prevent damage to a shroud or a bell mouth due to contact. Further, an object of the present disclosure is to reduce air loss in a centrifugal fan of an indoor unit for an air conditioner.
  • An indoor unit for an air conditioner includes a centrifugal fan that sucks in air through an air inlet and ejects air through an air outlet, and a heat exchanger that exchanges heat with airflow generated by the centrifugal fan.
  • the centrifugal fan the main plate to which the rotating shaft of the motor is connected; a plurality of blades bonded to the main plate and arranged at equal intervals in a circumferential direction; an annular member having an opening in the center, a shroud coupled to the blade facing the main plate; a bell mouth positioned inside the shroud, having a gap between the shroud and the shroud so that the recirculating flow can pass, and having an inner diameter gradually enlarged toward an upstream side; and an annular member located on an outer circumferential portion of the bell mouth and spaced apart from the inlet of the shroud on an upstream side of the inlet of the shroud in a rotation axis direction, wherein the annular member is upstream of the inlet of the shroud.
  • annular plate part spaced apart from the side end and opposed to the upstream end of the inlet of the shroud; It is formed on the outer circumference of the surface facing the shroud side of the annular flat plate part, and has a protruding part whose outer surface is a smooth curved surface.
  • the centrifugal fan configured as described above, by providing an annular member with a gap from the inlet of the shroud, the recirculation flow is reduced, damage to the shroud or bell mouth due to contact is prevented, and windage is reduced.
  • the recirculating flow flows along the annular flat plate portion after flowing along the protruding portion, that is, flows substantially in an S-shape, so that the passage length of the recirculating flow becomes longer and the flow resistance increases. As a result, the recirculation flow can be reduced.
  • the annular member is composed of an annular flat plate portion and a protruding portion, damage to the shroud or bell mouth due to contact can be prevented, and fluid friction loss between the annular member and the shroud is reduced to reduce windage can reduce
  • the outer surface of the protruding portion is a smooth curved surface, generation of turbulent flow due to the edge of the protruding portion can be suppressed, and generation of noise can be suppressed.
  • the inlet of the shroud is not covered so as to physically block it, but the gap between the shroud and the annular member and the outer circumferential end of the annular member protrude in consideration of the flow of the recirculating flow.
  • the cross-sectional shape of the outer surface of the protruding part may be a partial circular shape.
  • the protruding portion may be located outside the inlet of the shroud in the radial direction.
  • the protruding portion is closer to the upstream end of the inlet portion of the shroud of the annular plate portion than the nearest portion of the shroud. It may be located further apart from the upstream end of the inlet portion of the.
  • a communication passage communicating along the rotation axis direction may be formed between the annular member and the bell mouth.
  • the communication passage By means of the communication passage, an air flow flowing along the outer circumferential surface of the bell mouth can be formed, and by this air flow, the flow of the recirculation flow can be made to follow the inner circumferential surface of the shroud.
  • turbulent flow due to flow separation can be suppressed, and blowing noise can be reduced while improving blowing performance.
  • the communication passage may have an enlarged portion in which a cross-sectional area of the passage gradually expands from the inlet side to the outlet side.
  • the communication passage may have a constricted section in which a cross-sectional area of the passage is gradually reduced at an inlet side of the enlarged section.
  • the communication passage may be formed between an inner circumferential surface of the annular plate portion and an outer circumferential surface of the bell mouth. A width of the communication passage may be narrower than a gap between the shroud and the bell mouth.
  • An indoor unit for an air conditioner includes a centrifugal fan that sucks in air through an air inlet and ejects air through an air outlet, and a heat exchanger that exchanges heat with airflow generated by the centrifugal fan.
  • the centrifugal fan the main plate to which the rotating shaft of the motor is connected; a plurality of blades bonded to the main plate and arranged at equal intervals in a circumferential direction; a circular-shaped member having an opening in the center, a shroud coupled to the blade facing the main plate; a bell mouth installed inside the shroud and gradually expanding its inner diameter toward the upstream side; and an annular member installed on the outer circumference of the bell mouth with a gap therebetween from the inlet of the shroud upstream in the direction of the rotation axis from the inlet of the shroud, wherein a gap between the annular member and the bell mouth is provided.
  • a communication passage communicating along the direction of the rotation axis may be formed.
  • the communication passage may have an enlarged portion in which the passage cross-sectional area gradually expands from the inlet side to the outlet side.
  • the communication passage may have a constriction portion gradually reducing a cross-sectional area of the passage at an inlet side of the enlargement portion.
  • the communication flow path functions as an orifice
  • the air flow can flow into the inlet portion of the shroud while increasing the flow velocity of the air flow flowing through the communication flow path. Further, by increasing the flow velocity of the air flow flowing through the communication passage, it is possible to suppress the recirculation flow from flowing toward the inner circumferential side when flowing into the inside of the centrifugal fan.
  • the communication passage may be formed between the annular member and the outer circumferential surface of the bell mouth. According to this, a centrifugal fan having a simple structure having a communication passage can be implemented.
  • a width of the communication passage may be narrower than a gap formed between the shroud and the bell mouth to allow the recirculation flow to pass. According to this, the flow of the recirculating flow can be made to follow the inner circumferential surface of the shroud efficiently. Further, it is possible to easily form an air flow flowing out of the communication flow passage on the inner circumferential side of the recirculation flow in the vicinity of the flow passage outlet of the recirculation flow without increasing the leakage flow amount.
  • the communication passage may have an enlarged portion gradually expanding a cross-sectional area of the passage from an inlet side to an outlet side, and a constricted portion gradually reducing a cross-sectional area of the passage at an inlet side of the enlarged portion.
  • centrifugal fan of the present invention can also be used for other blowers.

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Abstract

개시된 공기 조화기용 실내기는 원심 팬을 구비한다. 원심 팬은, 중심에 모터의 회전축이 접속되는 메인 플레이트와, 메인 플레이트에 접합되어 둘레 방향으로 등간격으로 배치된 복수의 블레이드와. 복수의 블레이드에 메인 플레이트에 대향하여 접착되는 슈라우드와, 슈라우드의 내측이자 상류측에 위치되는 벨 마우스를 구비한다. 벨 마우스의 외주부에는 슈라우드의 입구부로부터 하방으로 간극을 두고 원환상 부재가 설치된다. 원환상 부재는 슈라우드의 입구부로부터 이격되어 대향되게 위치되는 원환상 평판부와, 원환상 평판부에 있어서의 슈라우드 측을 향하는 면의 외주부에 형성되고 외면이 매끄러운 곡면인 돌출부를 구비한다.

Description

공기 조화기용 실내기
본 발명은 원심 팬을 구비하는 공기 조화기용 실내기에 관한 것이다.
공기 조화기용 실내기는 흡기구를 통하여 실내의 공기를 흡입한다. 흡입된 공기를 열교환기와의 열교환을 거친 후에 다시 배기구를 통하여 실내로 배출된다. 공기 조화기용 실내기는 흡기구를 통하여 실내의 공기를 흡입하고 배기구를 통하여 실내로 배출하는 원심 팬을 구비한다. 원심 팬의 출구에서 분출되어 배기구로 향하는 공기의 일부가 슈라우드(shroud)와 벨 마우스(bell mouth) 사이의 간극을 통하여 원심 팬의 입구로 유입될 수 있다. 이처럼 원심 팬의 출구로부터 입구로 재유입되는 공기의 흐름을 누설 유동(재순환류)이라 한다. 누설 유동(재순환류)은 원심 팬의 송풍 성능 저하와 소음의 원인이 될 수 있다.
일본특허공개 2010－133297호 공보에는 벨 마우스의 공기 유출구의 외주에, 슈라우드의 공기 흡입측 단부를 덮는 U자 형상의 단면을 갖는 실링 벽을 설치하여, 누설 유동 유로를 길게 하고, 기류 저항을 크게 하여 누설 유동량을 저감하는 기술이 개시되어 있다.
본 개시의 일 측면에 따른 공기 조화기용 실내기는, 공기 흡입구를 통하여 공기를 흡입하고, 공기 분출구를 통하여 공기를 분출하는 원심 팬과, 원심 팬에 의하여 생기는 기류와 열교환하는 열교환기를 포함한다. 원심 팬은, 모터의 회전축이 접속되는 메인 플레이트를 구비한다. 복수의 블레이드는 메인 플레이트에 접합되어 둘레 방향으로 등간격으로 배치된다. 슈라우드는 메인 플레이트에 대향되게 블레이드에 접합된다. 슈라우드는 중앙에 개구를 갖는 원환 형상의 부재이다. 벨 마우스는 슈라우드의 내측에 위치된다. 재순환류가 통과될 수 있도록 슈라우드와 벨 마우스 사이에 간극이 형성된다. 벨 마우스는 상류측을 향해 서서히 확대되는 내경을 갖는다. 벨 마우스의 외주부에 원환상 부재가 마련된다. 원환상 부재는 상기 슈라우드의 입구부로부터 회전축 방향의 상류측에 상기 슈라우드의 입구부와 이격되게 위치된다. 원환상 부재는, 슈라우드의 입구부의 상류측 단부로부터 이격되어 슈라우드의 입구부의 상류측 단부와 대향되는 원환상 평판부와, 원환상 평판부의 슈라우드 측을 향하는 면의 외주부에 형성되고 외표면이 매끄러운 곡면인 돌출부를 갖는다.
본 개시의 일 측면에 따른 공기 조화기용 실내기는, 공기 흡입구를 통하여 공기를 흡입하고, 공기 분출구를 통하여 공기를 분출하는 원심 팬과, 원심 팬에 의하여 생기는 기류와 열교환하는 열교환기를 포함한다. 원심 팬은, 모터의 회전축이 접속되는 메인 플레이트를 구비한다. 복수의 블레이드는 메인 플레이트에 접합되어 둘레 방향으로 등간격으로 배치된다. 슈라우드는 메인 플레이트에 대향되게 블레이드에 접합된다. 벨 마우스는 슈라우드의 내측에 위치된다. 벨 마우스는 상류측을 향해 서서히 확대되는 내경을 갖는다. 벨 마우스의 외주부에 원환상 부재가 마련된다. 원환상 부재는 상기 슈라우드의 입구부로부터 회전축 방향의 상류측에 상기 슈라우드의 입구부와 이격되게 위치된다. 원환상 부재와 벨 마우스와의 사이에 회전축 방향을 따라 연통되는 연통 유로가 형성된다.
이와 같이 구성에 의하면, 재순환류를 저감함과 더불어, 접촉에 의한 슈라우드 또는 벨 마우스의 파손을 방지하는 것 및 풍손을 저감하는 것이 가능하다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 공기 조화기용 실내기의 개략적인 단면도이다.
도 2는 재순환류를 감소시키기 위한 구조의 일 실시예를 보여주는부분 확대 단면도이다.
도 3a는 슈라우드의 상류측 단부로부터 벨 마우스 및 원환상 부재 상의 다수의 부분 사이의 거리를 정의하는 모식도이다.
도 3b는 슈라우드의 상류측 단부로부터 벨 마우스 및 원환상 부재 상의 다수의 부분 사이의 거리의 일 예를 나타내는 그래프이다.
도 3c는 벨 마우스 및 원환상 부재 상의 다수의 부분에서의 유체 마찰 손실의 일 예를 나타내는 그래프이다.
도 4는　재순환류를 감소시키기 위한 구조의 일 실시예를 보여주는 부분 확대 단면도이다.
도 5는　재순환류를 감소시키기 위한 구조의 일 실시예를 보여주는 부분 확대 단면도이다.
도 6은　재순환류를 감소시키기 위한 구조의 일 실시예를 보여주는 부분 확대 단면도이다.
본 명세서에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다. 명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. 이하에 본 개시에 관한 세탁기의 실시예들에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 이하에 본 개시에 관한 원심 팬 및 이를 이용한 공기 조화기용 실내기의 실시예들을 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 공기 조화기용 실내기의 개략적인 단면도이다. 도 1을 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 따른 공기 조화기용 실내기(100)는 천장 매립형이다. 공기 조화기용 실내기(100)의 하면에 공기 흡입구(H1)와 공기 분출구(H2)가 형성되어 있다. 본 실시예에서, 하면의 중앙부에 적어도 하나의 공기 흡입구(H1)가 형성되어 있고, 공기 흡입구(H1)를 둘러싸도록 적어도 하나, 예를 들어 4개의 공기 분출구(H2)가 형성되어 있다. 본 실시예에서, 4개의 공기 분출구(H2)는 평면에서 보아 사각형의 4변에 대응하여 형성되어 있다. 다만, 공기 흡입구(H1)와 공기 분출구(H2)의 형상, 개수, 배치는 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 하나 이상의 공기 분출구(H2)는 공기 흡입구(H1)를 둘러싸는 환형일 수도 있다.
공기 조화기용 실내기(100)는 원심 팬(2)과 열교환기(3)를 구비할 수 있다. 원심 팬(2)과 열교환기(3)는 공기 조화기용 실내기(100) 내부에 수용된다. 원심 팬(2)은 공기 흡입구(H1)를 통하여 공기를 공기 조화기용 실내기(100)의 내부로 흡입하고, 공기 분출구(H2)를 통하여 공기를 공기 조화기용 실내기(100)의 외부로 분출한다. 원심 팬(2)에 의해 생기는 기류는 열교환기(3)와 접촉하여 열교환된다. 열교환기(3)는 원심 팬(2)의 주위를 둘러싸도록 배치될 수 있다. 원심 팬(2)에 의해 공기 흡입구(H1)를 통하여 흡입된 공기는 열교환기(3)에 의해 열교환된 후, 공기 분출구(H2)를 통하여 실내로 분출된다.
일 실시예에 따른 원심 팬(2)은, 도 1에 도시한 바와 같이, 메인 플레이트(21), 복수의 블레이드(22), 슈라우드(23), 및 벨 마우스(24)를 구비할 수 있다.
메인 플레이트(21)는 보스부(21a)를 구비한다. 보스부(21a)의 중심에 모터(4)의 회전축(41)이 연결된다. 이에 의하여, 메인 플레이트(21)는 모터(4)의 회전축(41)에 연결된다. 메인 플레이트(21)의 평면 형상은 원반 형상일 수 있다. 메인 플레이트(21)의 중앙부에는 돌출부(21b)가 형성되어 있다. 돌출부(21b)는 예를 들어 후술하는 기류의 흐름 방향을 기준으로 하여 하류측에서 상류측으로 돌출된다.
복수의 블레이드(22)는 메인 플레이트(21)에 있어서 돌출부(21b)가 형성된 일면(21-1)에 접합될 수 있다. 복수의 블레이드(22)는 둘레 방향(회전 방향)으로 등간격으로 배치될 수 있다. 복수의 블레이드(22)는 메인 플레이트(21)의 중앙부에 형성된 돌출부(21b)의 외측 둘레면(21b-1)으로부터 메인 플레이트(21)의 외주(21c)에 걸쳐 형성될 수 있다. 블레이드(22)의 구체적 구성은 후술한다.
슈라우드(23)는 메인 플레이트(21)에 대향하여 위치된다. 슈라우드(23)는 복수의 블레이드(22)의 타단부(22b)에 접합된 원환 형상으로서, 중앙에 개구(23-1)를 갖는다. 슈라우드(23)의 중앙의 개구(23-1)를 통하여 공기가 흡입된다. 슈라우드(23)와 메인 플레이트(21) 사이에 형성되는 개구(23-2)를 통하여 공기가 분출된다.
벨 마우스(24)는 슈라우드(23)에 대해 회전축 방향의 상류측에 위치된다., 다시 말하면, 벨 마우스(24)는 공기의 흐름 방향을 기준으로 하여 슈라우드(23)의 상류측에 위치된다. 벨 마우스(24)의 하류측 단부(도 2: 24a)는 슈라우드(23)의 내측에 위치된다. 벨 마우스(24)는 하류측 단부(24a)로부터 상류측으로 갈수록 내경이 점차 확대되는 형상일 수 있다. 원심 팬(2)이 회전되는 동안에 슈라우드(23)가 벨 마우스(24)와 간섭되지 않도록, 슈라우드(23)와 벨 마우스(24) 사이에 간극(28)이 존재한다.
원심 팬(2)의 출구, 예를 들어 개구(23-2)로부터 분출되는 공기의 일부(RF)는 슈라우드(23)와 벨 마우스(24) 사이의 간극(28) 쪽으로 향하며, 그 중 일부(재순환류)(RF2)는 슈라우드(23)와 벨 마우스(24) 사이의 간극(28)을 통과하여 원심 팬(2) 내부로 유입될 수 있다(도 1 참조). 본 개시의 원심 팬(2)은 재순환류(RF2)를 감소시키기 위한 구조를 갖는다. 도 2는 재순환류(RF2)를 감소시키기 위한 구조의 일 실시예를 보여주는 부분 확대 단면도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 원심 팬(2)은 원환상 부재(재순환류 감소 부재)(25)를 구비한다. 일 실시예로서, 원환상 부재(25)는 벨 마우스(24)의 외주부(24-1)에 설치될 수 있다. 원환상 부재(25)는 슈라우드(23)의 입구부(개구(23-1))의 상류측 단부(23a)(여기서는 하단부)로부터 회전축 방향의 상류측(여기서는 하방)으로 간극을 두고 이격되게 위치된다.
원환상 부재(25)는 원환상 평판부(제1부분)(251)와 원환상 평판부(251)로부터 슈라우드(23)를 향하여 돌출된 돌출부(제2부분)(252)를 구비할 수 있다. 원환상 평판부(251)는 벨 마우스(24)에 지지될 수 있다. 원환상 평판부(251)는 벨 마우스(24)의 외주부(24-1)로부터 직경 방향으로 외측으로 연장될 수 있다. 원환상 평판부(251)는 슈라우드(23) 입구부의 상류측 단부(23a)로부터 상류측으로 이격되어 슈라우드(23) 입구부의 상류측 단부(23a)와 간극을 두고 대향된다. 돌출부(252)는 원환상 평판부(251)에 있어서의 슈라우드(23)와 대향된 면(251a)의 외주부에 형성될 수 있다. 돌출부(252)는 슈라우드(23)의 입구부보다 직경 방향으로 외측에 위치된다. 다시 말하면, 돌출부(252)는 슈라우드(23)의 입구부의 상류측 단부(23a)보다 직경 방향으로 외측에 위치된다. 돌출부(252)의 외표면은 매끄러운(부드러운) 곡면일 수 있다. 예를 들어, 돌출부(252)의 외표면의 단면 형상은 부분 원형상 또는 비딩(beading) 형상일 수 있다. 돌출부(252)의 상단부(하류측 단부)는 슈라우드(23) 입구부의 상류측 단부(23a)보다 회전축 방향으로 상류측(여기서는 하측)에 위치된다. 도 2에 도시한 바와 같이, 원환상 평판부(251)는 슈라우드(23) 입구부의 상류측 단부(23a)에 가장 근접하는 최근접부(25x)를 가진다. 본 실시예에서 최근접부(25x)는 슈라우드(23)의 상류측 단부(23a)에 대해 회전축 방향으로 대향되는 부분이다. 돌출부(252)는 슈라우드(23) 입구부의 상류측 단부(23a)로부터 최근접부(25x)보다 더 멀리 이격된다. 슈라우드(23) 입구부의 상류측 단부(23a)와 원환상 평판부(251) 사이의 최단 거리, 예를 들어 슈라우드(23) 입구부의 상류측 단부(23a)와 최근접부(25x) 사이의 거리를 L1이라 하고, 슈라우드(23) 입구부의 상류측 단부(23a)와 돌출부(252) 사이의 거리(최단 거리)를 L2라 할 때에, L1＜L2 이다.
도 2를 참조하면, 슈라우드(23)와 벨 마우스(24) 사이의 간극(28) 쪽으로 향하며 공기(RF) 중에서 일부(RF1)는 열교환기(3)를 거쳐서 공기조화기용 실내기(100)로부터 배출되고, 재순환류(RF2)는 슈라우드(23)와 벨 마우스(24)의 간극(28) 쪽으로 흐를 수 있다. 본 실시예에 따르면, 원환상 부재(25)를 마련함으로써, 슈라우드(23)와 벨 마우스(24)의 간극(6)으로 재순환류(RF)의 일부(RF2)가 잘 유입되지 않게 될 수 있다. 또한, 돌출부(252)의 외면이 매끄러운(부드러운) 곡면이므로, 재순환류(RF2)가 흐르는 유로가 대략 S자형이 되어 재순환류(RF2)가 대략 S자 형상으로 흐른다. 그 결과, 도 2에 도시한 바와 같이, 재순환류(RF2)의 양을 줄일 수 있다. 또한, 슈라우드(23)와 벨 마우스(24)의 간극(28)으로 유입된 재순환류(RF2)가 벨 마우스(24)의 하류측 단부(24a)의 앞에서 벨 마우스(24)의 외측 둘레면(24-1)을 따르면서 원심 팬(2)의 내부로 유입된다. 이때, 벨 마우스(24)의 하류측 단부(24a) 부근에서, 재순환류(RF2)의 흐름 방향과 벨 마우스(24)의 내주면(24-2)을 따라 원심 팬(2)의 내부로 유입되는 기류(27)의 흐름의 방향이 서로 교차하지 않으므로, 재순환류(RF2)와 기류(27)가 자연스럽게 서로 합류될 수 있다. 재순환류(RF2)의 원심 팬(2)의 내부로의 유입이 매끄럽게 이루어지므로, 재순환류(RF2)가 흐르는 유로 내부 및 원심 팬(2)의 내부에서 공기의 흐름이 난류화되는 것이 억제되고, 노이즈가 저감될 수 있다. 또한, 돌출부(252)가 원환상 평판부(251)의 최근접부(25x)보다 슈라우드(23)의 상류측 단부(23a)로부터 더 멀리 떨어져 있으므로, 재순환류(RF2)가 간극(28)으로 유입되는 과정에서 유체 마찰 손실이 억제될 수 있으며, 슈라우드(23)의 입구부로 유입되는 재순환류(RF2)의 흐름 모양을 대략 S자 모양으로 할 수 있다.
도 3a는 슈라우드(23)의 상류측 단부(23a)로부터 벨 마우스(24) 및 원환상 부재(25) 상의 다수의 부분 사이의 거리를 정의하는 모식도이다. 도 3b는 슈라우드(23)의 상류측 단부(23a)로부터 벨 마우스(24) 및 원환상 부재(25) 상의 다수의 부분 사이의 거리의 일 예를 나타내는 그래프이다. 도 3c는 벨 마우스(24) 및 원환상 부재(25) 상의 다수의 부분에서의 유체 마찰 손실의 일 예를 나타내는 그래프이다. 도 3a, 도 3b, 및 도 3c를 참조하면, 본 개시의 실시예에 따르면 , 원환상 부재(25)에 있어서 최근접부(25x) 이외의 부분에서의 유체 마찰 손실과 불필요한 토크 증가가 억제되는 것을 알 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 공기 조화기용 실내기(100)에 의하면, 벨 마우스(24)의 외주부(24-1)에 있어서, 슈라우드(23)의 입구부로부터 회전축 방향의 상류측에 간극을 두고 설치된 원환상 부재(25)를 마련함으로써, 원심 팬(2)에 의하여 배출되는 공기 중에서 슈라우드(23)와 벨 마우스(24)의 간극(28)을 통하여 원심 팬(2)의 내부로 재유입되는 공기의 양, 즉 재순환류(RF2)의 양을 줄일 수 있다. 또한, 원심 팬(2)의 풍손(windage loss)을 줄일 수 있다. 또한, 벨 마우스(24)와 원환상 부재(25)가 슈라우드(23)의 단부(23a)로부터 이격되어 있으므로, 원심 팬(2)의 운반, 공기 조화기용 실내기(100)의 운반, 및 원심 팬(2)의 동작 중에 벨 마우스(24) 및 원환상 부재(25)와 슈라우드(23)의 단부(23a)와의 접촉에 의한 슈라우드(23) 및/또는 벨 마우스(24)의 파손을 저감 내지 방지할 수 있다.
벨 마우스의 공기 유출구의 외주에, 슈라우드의 공기 흡입측 단부를 덮는 U자 형상의 단면을 갖는 실링 벽을 설치한 종래의 구조에 따르면, 실링 벽이 슈라우드의 공기 흡입측 단부를 덮는 U자 구조를 이루고 있어서, 원심 팬의 수송시 또는 동작 중의 진동에 의한 상호 접촉 간섭에 의하여 슈라우드 및/또는 벨 마우스가 파손될 우려가 있다. 또한, 실링 벽과 슈라우드가 근접되게 위치한 부분의 면적, 즉 대향 면적이 커서, 유로 표면 부근의 점성에 의한 유체 마찰 손실이 커지고, 풍손(windage loss)이 증대되어 원심 팬의 송풍 성능이 저하될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 원심 팬(2) 및 공기 조화기용 실내기(100)에 따르면, 원환상 부재(25)가 슈라우드(23) 입구부의 상류측 단부(23a)로부터 이격되어 대향 설치된 원환상 평판부(251)와, 원환상 평판부(251)의 슈라우드(23)측을 향하는 면(251)의 외주부에 형성되고 외표면이 매끄러운 곡면인 돌출부(252)를 가지고 있으므로, 재순환류(RF2)는 돌출부(252)를 따라 흐른 후에 원환상 평판부(251)를 따라 흐른다, 즉, 재순환류(RF2)가 대략 S자 형상으로 흐르게 되고, 재순환류(RF2)의 유로 길이가 길어져 유동 저항이 커진다. 그 결과, 재순환류(RF2)의 양을 줄일 수 있다. 또한, 원환상 부재(25)를 원환상 평판부(251) 및 돌출부(252)로 구성하고 있으므로, 간섭에 의한 슈라우드(23) 또는 벨 마우스(24)의 파손을 방지할 수 있다. 또한, 원환상 부재(25)와 슈라우드(23) 사이의 대향면을 상대적으로 작게 할 수 있으므로, 유체 마찰 손실을 작게 하여 풍손을 저감할 수 있다. 또한, 돌출부(252)의 외면을 매끄러운 곡면으로 하고 있으므로, 돌출부(252)의 에지에 의한 난류를 억제하여 노이즈를 저감할 수 있다.
본 개시의 원심 팬(2) 및 이를 채용한 공기 조화기용 실내기(100)의 실시예는 전술한 실시예에 한정되지 않는다.
예컨대, 도 4는　재순환류를 감소시키기 위한 구조의 일 실시예를 보여주는 부분 확대 단면도이다. 도 4를 참조하면, 원환상 부재(25)와 벨 마우스(24) 사이에 회전축 방향(여기서는 상하방향)을 따라 연통하는 연통 유로(26)가 형성될 수도 있다.
연통 유로(26)는 입구측(상류측)으로부터 유로 단면적이 서서히 축소되는 축소부(261)과, 축소부(261)의 출구측(하류측)으로부터 유로 단면적이 서서히 확대되는 확대부(262)를 구비할 수 있다. 연통 유로(26)는 오리피스로서 기능할 수 있다. 연통 유로(26)를 따라서 흐르는 기류(RF3)의 유속이 빨라지면서, 슈라우드(23)의 입구부로 흐른다. 연통 유로(26)를 흐르는 기류(RF3)의 유속을 증대시킴으로써, 재순환류(RF2)가 원심 팬(2)의 내부로 유입될 때 원심 팬(2)의 내주측으로 향하는 것을 억제할 수 있다.
연통 유로(26)는 원환상 부재(25), 예를 들어 원환상 평판부(251)의 내측 둘레면(251b)과 벨 마우스(24)의 외측 둘레면(24-1)에 의하여, 그 사이에 형성된다. 이와 같은 구성에 의해, 연통 유로(26)를 흐른 기류(RF3)는 벨 마우스(24)의 외측 둘레면(24-1)을 따라 흐른다. 또한, 연통 유로(26)의 폭은 슈라우드(23)와 벨 마우스(24)의 간극(28)보다 좁다. 이에 따라, 기류(RF3)의 양, 즉 누설 유동량을 증가시키지 않고도 재순환류(RF2)의 유로 출구 부근에서 재순환류(RF2)에 대하여 상대적으로 내주측에 연통 유로(26)로부터 유출되는 기류(RF3)를 용이하게 형성할 수 있다.
연통 유로(26)를 구비하는 도 4에 도시된 원환상 부재(25)의 효과는 시뮬레이션 결과로부터 확인될 수 있다. 예를 들어, 도 4에 도시된 원환상 부재(25)를 적용한 경우의 기류 흐름의 시뮬레이션 결과와 도 4에 도시된 원환상 부재(25)를 적용하지 않은 경우의 기류 흐름의 시뮬레이션 결과를 비교할 수 있다. 원환상 부재(25)를 마련하지 않은 경우에는, 재순환류(누설 유동)(RF2)의 속도가 크고, 재순환류(RF2)가 원심 팬(2)의 내주측으로 흐름을 확인할 수 있다. 원환상 부재(25)를 마련한 경우에는, 그렇지 않은 경우에 비하여, 재순환류(RF2)의 속도가 저하되어 재순환류(RF2)의 주류가 원심 팬(2)의 외주측으로 용이하게 흐르게 되는 것을 확인할 수 있다. 즉, 원환상 부재(25)를 마련함으로써, 블레이드(22)의 일량이 큰 외주 방향으로 재순환류(RF2)의 주류를 흘려 보낼 수 있다.
도 5는　재순환류를 감소시키기 위한 구조의 일 실시예를 보여주는 부분 확대 단면도이다. 도 5를 참조하면, 슈라우드(23)의 입구부의 상류측 단부(23a)를 포함하는 선단부(231)를 매끄러운(부드러운) 곡면으로 하여 재순환류(RF2)가 슈라우드(23)의 입구부로 유입될 때 난류가 되는 것을 억제할 수도 있다. 예를 들어, 슈라우드(23)의 입구부의 상류측 단부(23a)를 포함하는 선단부(231)의 단면 형상은 부분 원형상 또는 비딩(beading) 형상일 수 있다.
도 6은　재순환류를 감소시키기 위한 구조의 일 실시예를 보여주는 부분 확대 단면도이다. 도 6을 참조하면, 벨 마우스(24)와 원환상 부재(25)를 일체로 성형할 수도 있다. 벨 마우스(24)와 원환상 부재(25)를 일체로 성형함으로써, 벨 마우스(24)와 원환상 부재(25)를 연결하는 연결부(미도시)에 의해 기계적 강도를 확보할 수 있다.
원환상 부재(25)와 벨 마우스(24) 사이에 회전축 방향을 따라 연통되는 연통 유로(26)가 형성되어 있다. 연통 유로(26)는 원환상 부재(25)의 내측 둘레면과 벨 마우스(24)의 외측 둘레면(24-1)을 이용하여 구성되어 있다. 구체적으로, 원환상 부재(25)의 내주 가장자리에 벨 마우스(24)의 외측 둘레면(24-1)로부터 이격된 유로 형성 벽부(253)를 형성할 수 있다. 유로 형성 벽부(253)의 길이를 적절히 결정함으로써, 연통 유로(26)를 원하는 유로 길이로 설정할 수 있다. 이와 같이 연통 유로(26)의 유로 길이를 설정함으로써, 벨 마우스(24)의 외측 둘레면(24-1)을 따라 흐르는 기류(RF3)의 유량을 용이하게 조정할 수 있다.
또한, 도 6의 연통 유로(26)는 입구측으로부터 출구측에 걸쳐 유로 단면적이 서서히 확대된다. 이와 같은 형상은, 금형을 이용하는 사출 성형에 있어서, 금형에 언더컷 형상이 생기지 않게 하는 형상이다. 따라서, 벨 마우스(24)와 원환상 부재(25)가 일체로 된 부재가 사출 성형으로 제조하기 쉬운 형상이 된다. 또한, 연통 유로(26)의 폭은 슈라우드(23)와 벨 마우스(24)의 간극(28)보다 좁으므로, 기류(RF3)의 양, 즉 누설 유동량을 증가시키지 않고도 재순환류(RF2)의 유로 출구 부근에서 재순환류(RF2)에 대하여 상대적으로 내주측에 연통 유로(26)로부터 유출되는 기류(RF3)를 용이하게 형성할 수 있다.
본 개시는 공기 조화기용 실내기의 원심 팬에 있어서 재순환류를 저감함과 더불어, 접촉에 의한 슈라우드 또는 벨 마우스의 파손을 방지하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 개시는 공기 조화기용 실내기의 원심 팬에 있어서 풍손을 저감하는 것을 목적으로 한다.
본 개시의 일 측면에 따른 공기 조화기용 실내기는, 공기 흡입구를 통하여 공기를 흡입하고, 공기 분출구를 통하여 공기를 분출하는 원심 팬;과, 원심 팬에 의하여 생기는 기류와 열교환하는 열교환기;를 포함하며, 상기 원심 팬은, 모터의 회전축이 접속되는 메인 플레이트; 상기 메인 플레이트에 접합되어 둘레 방향으로 등간격으로 배치된 복수의 블레이드; 중앙에 개구를 갖는 원환 형상의 부재로서, 상기 메인 플레이트에 대향되게 상기 블레이드에 접합되는 슈라우드; 상기 슈라우드의 내측에 위치되고, 재순환류가 통과될 수 있도록 상기 슈라우드와의 사이에 간극을 가지며, 상류측을 향해 서서히 내경이 확대되는 벨 마우스; 및 상기 벨 마우스의 외주부에, 상기 슈라우드의 입구부로부터 회전축 방향의 상류측에 상기 슈라우드의 입구부와 이격되게 위치되는 원환상 부재;를 구비하고, 상기 원환상 부재는, 상기 슈라우드의 입구부의 상류측 단부로부터 이격되어 상기 슈라우드의 입구부의 상류측 단부와 대향되는 원환상 평판부; 상기 원환상 평판부의 상기 슈라우드 측을 향하는 면의 외주부에 형성되고, 외표면이 매끄러운 곡면인 돌출부를 갖는다.
이와 같이 구성된 원심 팬에 의하면, 슈라우드의 입구부와 간극을 두고 원환상 부재를 설치함으로써, 재순환류를 저감함과 더불어, 접촉에 의한 슈라우드 또는 벨 마우스의 파손을 방지하는 것, 및 풍손을 저감하는 것이 가능하다.
재순환류는 돌출부를 따라 흐른 후에 원환상 평판부를 따라 흐르는, 즉, 대략 S자 형상으로 흐름으로써, 재순환류의 유로 길이가 길어지고, 유동 저항이 커진다. 그 결과, 재순환류가 저감될 수 있다. 또한, 원환상 부재를 원환상 평판부 및 돌출부로 구성하고 있으므로, 접촉에 의한 슈라우드 또는 벨 마우스의 파손을 방지할 수 있고, 또한, 원환상 부재와 슈라우드와의 사이의 유체 마찰 손실을 작게 하여 풍손을 저감할 수 있다. 또한, 돌출부의 외면을 매끄러운 곡면으로 하고 있으므로, 돌출부의 에지에 의한 난류의 발생을 억제하여 노이즈의 발생을 억제할 수 있다.
본 개시에 따르면, 슈라우드의 입구를 물리적으로 막도록 덮는 것이 아니라, 재순환류의 흐름을 고려하여 슈라우드와 원환상 부재와의 간극, 및 원환상 부재의 외주 단부를 돌출시키는 형상으로 함으로써, 재순환류의 흐름을 대략 S자 형상으로 하고, 재순환류의 유량의 저감과 난류 발생의 억제를 양립시킬 수 있다.
돌출부의 외표면을 매끄러운 곡면으로 하기 위한 구체적인 실시 형태로서는, 상기 돌출부의 외표면의 단면 형상은 부분 원형상일 수 있다.
슈라우드의 입구부로 유입되는 재순환류의 흐름을 대략 S자 형상으로 하기 위한 일 실시예로서, 돌출부는 슈라우드의 입구부보다 직경 방향 외측에 위치될 수 있다.
유체 마찰 손실을 억제하면서 슈라우드의 입구부로 유입되는 재순환류의 흐름을 대략 S자 형상으로 하기 위한 일 실시예로서, 돌출부는 원환상 평판부의 슈라우드의 입구부의 상류측 단부에 가장 근접하는 최근접부보다 슈라우드의 입구부의 상류측 단부로부터 더 이격되게 위치될 수 있다.
원환상 부재와 벨 마우스와의 사이에 회전축 방향을 따라 연통되는 연통 유로가 형성될 수 있다. 연통 유로에 의해, 벨 마우스의 외측 둘레면을 따라 흐르는 기류를 형성할 수 있고 이 기류에 의해, 재순환류의 흐름이 슈라우드의 내측 둘레면을 따르게 할 수 있다. 그 결과, 흐름의 박리에 의한 난류를 억제할 수 있고, 송풍 성능을 향상하면서 송풍 노이즈를 저감할 수 있다.
연통 유로는 입구측으로부터 출구측으로 유로 단면적이 서서히 확대되는 확대부를 가질 수 있다. 연통 유로는 확대부의 입구 측에 유로 단면적이 서서히 축소하는 축소부를 가질 수 있다. 연통 유로는 원환상 평판부의 내측 둘레면과 벨 마우스의 외측 둘레면 사이에 형성될 수 있다. 연통 유로의 폭은 슈라우드와 벨 마우스 사이의 간극보다 좁을 수 있다.
본 개시의 일 측면에 따른 공기 조화기용 실내기는, 공기 흡입구를 통하여 공기를 흡입하고, 공기 분출구를 통하여 공기를 분출하는 원심 팬;과, 원심 팬에 의하여 생기는 기류와 열교환하는 열교환기;를 포함하며, 상기 원심 팬은, 모터의 회전축이 접속되는 메인 플레이트; 상기 메인 플레이트에 접합되어 둘레 방향으로 등간격으로 배치된 복수의 블레이드; 중앙에 개구를 갖는 원황 형상의 부재로서, 상기 메인 플레이트에 대향되게 상기 블레이드에 접합되는 슈라우드; 상기 슈라우드의 내측에 설치되고, 상류측을 향해 서서히 내경이 확대되는 벨 마우스; 및 상기 슈라우드의 입구부로부터 회전축 방향의 상류측에 상기 슈라우드의 입구부로부터 간극을 두고 상기 벨 마우스의 외주부에 설치되는 원환상 부재;를 구비하고, 상기 원환상 부재와 상기 벨 마우스와의 사이에 회전축 방향을 따라 연통되는 연통 유로가 형성될 수 있다.
이와 같이 구성에 의하면, 원환상 부재에 의하여 재순환류를 저감함과 더불어 접촉에 의한 슈라우드 또는 벨 마우스의 파손을 방지하는 것, 및 풍손을 저감하는 것이 가능하다. 또한, 연통 유로를 형성함으로써, 벨 마우스의 외측 둘레면을 따라 흐르는 기류를 형성할 수 있고, 이 기류에 의해 재순환류의 흐름을 슈라우드의 내측 둘레면을 따르게 할 수 있다. 그 결과, 흐름의 박리에 의한 난류를 억제할 수 있고, 송풍 성능을 향상하면서 송풍 노이즈를 저감할 수 있다.
연통 유로의 구체적인 실시 형태로서는, 상기 연통 유로는, 입구측으로부터 출구측으로 유로 단면적이 서서히 확대되는 확대부를 가질 수 있다. 또한, 상기 연통 유로는 상기 확대부의 입구 측에 유로 단면적이 서서히 축소되는 축소부를 가질 수 있다.
이와 같은 구성에 의해, 연통 유로가 오리피스로서 기능함으로써, 연통 유로를 흐르는 기류의 유속을 증대시키면서, 슈라우드의 입구부로 기류를 흘릴 수 있다. 또한, 연통 유로를 흐르는 기류의 유속을 증대시킴으로써, 재순환류가 원심 팬의 내부로 유입될 때 내주측으로 향하는 것을 억제할 수 있다.
일 실시예로서, 상기 연통 유로는 상기 원환상 부재와 상기 벨 마우스의 외측 둘레면 사이에 형성될 수 있다. 이에 의하면, 연통 유로를 갖는 심플한 구조의 원심 팬이 구현될 수 있다.
일 실시예로서, 상기 연통 유로의 폭은 상기 슈라우드와 상기 벨 마우스 사이에 재순환류가 통과되도록 형성되는 간극보다 좁을 수 있다. 이에 의하면, 재순환류의 흐름을 효율적으로 슈라우드의 내측 둘레면을 따르게 할 수 있다. 또한, 누설 유동량을 증가시키지 않고, 재순환류의 유로 출구 부근에서 재순환류의 내주측에 연통 유로로부터 유출되는 기류를 용이하게 형성할 수 있다. 일 실시예로서, 상기 연통 유로는 입구측으로부터 출구측으로 유로 단면적이 서서히 확대되는 확대부와, 상기 확대부의 입구 측에 유로 단면적이 서서히 축소하는 축소부를 가질 수 있다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 원심 팬을 이용한 공기 조화기용 실내기에 대해 설명하였지만, 본 발명의 원심 팬은 그 밖의 송풍기에 이용할 수도 있다.
기타, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되지 않고, 그 취지를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능함은 언급할 필요도 없다.

Claims (15)

  1. 공기 흡입구를 통하여 공기를 흡입하고, 공기 분출구를 통하여 공기를 분출하는 원심 팬;
    상기 원심 팬에 의하여 생기는 기류와 열교환하는 열교환기;를 포함하며,
    상기 원심 팬은,
    모터의 회전축이 접속되는 메인 플레이트;
    상기 메인 플레이트에 접합되어 둘레 방향으로 등간격으로 배치된 복수의 블레이드;
    중앙에 개구를 갖는 원환 형상의 부재로서, 상기 메인 플레이트에 대향되게 상기 블레이드에 접합되는 슈라우드;
    상기 슈라우드의 내측에 위치되고, 재순환류가 통과될 수 있도록 상기 슈라우드와의 사이에 간극을 가지며, 상류측을 향해 서서히 내경이 확대되는 벨 마우스; 및
    상기 벨 마우스의 외주부에, 상기 슈라우드의 입구부로부터 회전축 방향의 상류측에 상기 슈라우드의 입구부와 이격되게 위치되는 원환상 부재;를 구비하고,
    상기 원환상 부재는,
    상기 슈라우드의 입구부의 상류측 단부로부터 이격되어 상기 슈라우드의 입구부의 상류측 단부와 대향되는 원환상 평판부;
    상기 원환상 평판부의 상기 슈라우드 측을 향하는 면의 외주부에 형성되고, 외표면이 매끄러운 곡면인 돌출부를 갖는 공기 조화기용 실내기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 돌출부의 외표면의 단면 형상은 부분 원형상인 공기 조화기용 실내기.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 돌출부는 상기 슈라우드의 입구부보다 직경 방향으로 외측에 위치되는 공기 조화기용 실내기.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 원환상 평판부는 상기 슈라우드의 입구부의 상류측 단부에 가장 근접하는 최근접부를 가지며,
    상기 돌출부는 상기 최근접부보다 상기 슈라우드의 입구부의 상류측 단부로부터 더 이격된 공기 조화기용 실내기.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 원환상 부재와 상기 벨 마우스와의 사이에 회전축 방향을 따라 연통되는 연통 유로가 형성된 공기 조화기용 실내기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 연통 유로는 입구측으로부터 출구측으로 유로 단면적이 서서히 확대되는 확대부를 갖는 공기 조화기용 실내기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 연통 유로는 상기 확대부의 입구 측에 유로 단면적이 서서히 축소하는 축소부를 갖는 공기 조화기용 실내기.
  8. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연통 유로는 상기 원환상 평판부의 내측 둘레면과 상기 벨 마우스의 외측 둘레면 사이에 형성되는 공기 조화기용 실내기.
  9. 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연통 유로의 폭은 상기 슈라우드와 상기 벨 마우스 사이의 상기 간극보다 좁은 공기 조화기용 실내기.
  10. 공기 흡입구를 통하여 공기를 흡입하고, 공기 분출구를 통하여 공기를 분출하는 원심 팬;
    상기 원심 팬에 의하여 생기는 기류와 열교환하는 열교환기;를 포함하며,
    상기 원심 팬은,
    모터의 회전축이 접속되는 메인 플레이트;
    상기 메인 플레이트에 접합되어 둘레 방향으로 등간격으로 배치된 복수의 블레이드;
    중앙에 개구를 갖는 원환 형상의 부재로서, 상기 메인 플레이트에 대향되게 상기 블레이드에 접합되는 슈라우드;
    상기 슈라우드의 내측에 설치되고, 상류측을 향해 서서히 내경이 확대되는 벨 마우스; 및
    상기 슈라우드의 입구부로부터 회전축 방향의 상류측에 상기 슈라우드의 입구부로부터 간극을 두고 상기 벨 마우스의 외주부에 설치되는 원환상 부재;를 구비하고,
    상기 원환상 부재와 상기 벨 마우스와의 사이에 회전축 방향을 따라 연통되는 연통 유로가 형성되어 있는 공기 조화기용 실내기.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 연통 유로는 입구측으로부터 출구측으로 유로 단면적이 서서히 확대되는 확대부를 갖는 공기 조화기용 실내기.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 연통 유로는 상기 확대부의 입구 측에 유로 단면적이 서서히 축소하는 축소부를 갖는 공기 조화기용 실내기.
  13. 제10항 내지 제12항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연통 유로는 상기 원환상 부재와 상기 벨 마우스의 외측 둘레면 사이에 형성되는 공기 조화기용 실내기.
  14. 제10항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연통 유로의 폭은 상기 슈라우드와 상기 벨 마우스 사이에 재순환류가 통과되도록 형성되는 간극보다 좁은 공기 조화기용 실내기.
  15. 제10항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연통 유로는 입구측으로부터 출구측으로 유로 단면적이 서서히 확대되는 확대부와, 상기 확대부의 입구 측에 유로 단면적이 서서히 축소하는 축소부를 갖는 공기 조화기용 실내기.
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