KR0150860B1 - 횡류팬 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 저소음이고, 고효율, 동시에 날개형상의 팬길이의 변경이 용이하고 신뢰성이 높고 저렴한, 공기조화기의 실내팬 등에 적절한 횡류팬 및 그 제조방법 및 제조장치에 관한 것으로서,

원판형상 또는 고리형상의 칸막이판(25)의 한 면에 복수의 날개(24)를 고리형상으로 배치하여 소정각도 경사지게 하여 일체로 세워 설치함으로써 1개의 날개바퀴(26)를 일체로 성형하고, 이들 복수의 날개를 갖는 날개바퀴(26)끼리를 축방향으로 차례로 겹쳐 쌓아 고정하며, 그 적층 양단의 날개바퀴의 한쪽의 각 날개(24) 선단에 단판(22)을 고정하는 한편, 다른쪽의 상기 칸막이판(25)에 회전축을 결합하게 하는 보스부(27)가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

횡류팬 및 그 제조방법

제1도는 본 발명에 따른 횡류팬의 한 실시예의 사시도.

제2도는 제1도에서 나타낸 실시예의 분해사시도.

제3도는 제1도의 상세 확대도.

제4도는 제2도에서 나타낸 날개바퀴의 일례의 사시도.

제5도는 제2도에서 나타낸 날개바퀴의 다른 일례의 사시도.

제6도는 제4도의 저면도.

제7도는 제6도의 주요부 확대도.

제8도는 제1도에서 나타낸 실시예의 횡류팬의 날개의 경사각을 나타내는 사시도.

제9도는 제8도에서 나타낸 날개의 경사각과 비틀림각을 나타내는 주요부 확대 사시도.

제10도는 제6도에서 나타낸 날개바퀴의 날개부착 피치를 나타내는 저면도.

제11도는 제2도 등에서 나타내는 일체 성형의 날개바퀴를 종래의 평행노크핀에 의해 금형으로 빼내는 방법을 나타내는 주요부 확대사시도.

제12도는 제2도 등에서 나타내는 날개바퀴를 형에서 빼내기 위한 이젝터장치의 사시도.

제13도는 제12도에서 나타내는 이젝터 블록에 의해 제2도 등에서 나타내는 날개바퀴를 하금형에서 빼내는 상태를 나타내는 사시도.

제14도는 제13도에서 나타내는 날개바퀴의 부분확대 사시도.

제15도는 제13도에서 나타내는 날개바퀴의 변형예의 부분확대 사시도.

제16도는 본 발명의 다른 실시예의 일부를 잘라낸 분해사시도.

제17도는 종래의 공기조화기에 있어서의 실내기의 일례의 종단면도.

제18도는 제17도의 종래의 횡류팬의 사시도.

제19(a) 도는 제18도에서 나타낸 종래 횡류팬의 회전음의 분포도.

제19(b)도 내지 제19(e) 도는 제1도 등에서 나타내는 각 실시예의 회전음의 분포도.

제20도는 종래의 다른 횡류팬의 사시도.

제21도는 제20도에서 나타낸 횡류팬의 분해사시도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

21, 41 : 횡류팬 22, 23 : 단판

24, 43 : 날개 24a : 날개 전방 가장자리(직선)

24b : 날개 전방 가장자리(곡선) 24c : 날개 근원부

246 : 날개 선단부 25 : 간막이판

25a : 원호형상 결합 홈 25b : 중심구멍

26 : 날개바퀴 27 : 보스부

28 : 축 29 : 날개의 경사각

30 : 비틀림각 31 : 평행 노크핀

32 : 캠식 이젝터 장치 33 : 이젝터 샤프트

34 : 스큐 캠 플레이트 35 : 이젝터 블럭

36 : 하금형 37 : 받침대

37a : 원형돌기부 37b : 결합홈

본 발명은 공기조화기의 실내팬 등에 적절한 횡류팬 및 그 제조방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 몰드성형한 복수의 날개를 갖는 날개바퀴를 축방향으로 차례로 겹쳐 쌓아 고정한 횡류팬 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 이러한 종류의 횡류팬을 실내팬으로 하여 조립한 공기조화기의 일례로서는 제17도에 나타내는 것이 있다. 이것은 실내기(1)의 본체 케이싱(2)의 전면(2a)에 흡입 그릴(3)과 토출 그릴(4)을 도면에서 상하로 설치하고, 이들 흡입 그릴(3)과 토출 그릴(4)은 팬케이싱(5)내의 통풍포(6)에 의해 통하고 있다.

그리고 이 통풍로(6)에는 실내측 열교환기(7)의 하류측에 실내팬으로서 횡류팬(8)을 설치하고, 흡입 그릴(3)로부터 본체 케이싱(2)내로 흡입된 실내 공기를 실내측 열교환기(7)에서 열교환하고, 냉풍 또는 온풍을 횡류팬(8)에 의해 토출 그릴(4)로부터 실외로 다시 한번 송풍하여 냉방 또는 난방하도록 이루어져 있다.

그리고 이 종류의 종래의 횡류팬(8)은 예를 들면 제18도에 나타내는 바와 같이 좌우 한쌍의 원판형상의 단판(8a, 8b)사이에 팬축(0)에 대하여 평행을 이루는 복수의 긴 날개(8c)가 둘레방향으로 소정의 피치를 두고 가로로 부착되고, 축방향 중간부에는 고리형상의 간막이판(86)이 축방향으로 소정의 피치로 병설되어 있다.

또한 횡류팬(8)은 제17도에서 나타내는 팬케이싱(5)과 노즈(9)와 함께 송풍기를 구성하고, 노즈(9)와 팬케이싱(5)과 횡류팬(8)과의 틈 부근에서는 흡입부분과 토출부분으로 나뉘어져 있다. 특히 이 2개소의 틈부분에서는 횡류팬(8)의 긴 날개(8c)에 대한 유속방향이 역전하기 때문에 큰 압력변동이 발생하여 송풍소음의 주 원인이 되고 있다.

이 압력변동에 의한 소음은 횡류팬(8)의 긴 날개(8c)의 장수×회전수 (rps)로 나타내어지는 주파수(Hz)의 날개 피치음이라고 일컬어지는 소음(PA) 으로서 제19(a)도의 소음파형(N)과 같이 발생하고, 압력변동파형이 급격하기 때문에 이것을 기본파로 하는 고조파(배음(PB))도 발생하기 쉬운 특성이 있다.

또한 제19(a)도는 횡류팬(8)의 길이가 예를 들면 직경이 88mm, 전체길이가 593mm, 긴 날개(8c)의 장수가 35장이고, 긴 날개(8c)가 팬축(0)과 평행이고, 회전수 20회/sec로 운전했을 때(PA=700Hz, PB=1400Hz)의 송풍기 소음(N)의 분석도를 나타내고 있다.

그리고 횡류팬(8)과 노즈(9) 및 팬케이싱(5)과의 틈은 작게 하는 만큼 회전수당 송풍이 증가하는 경향이 있지만, 이 부분에서의 압력변동도 커지기 때문에 회전음(N)이 커지고 그 고조파성분도 증가한다. 이 틈은 어느 정도까지는 작은 편이 풍량의 증가분이 커지기 때문에 동일 풍량시의 소음값이 내려가고, 송풍성능이 올라가는 경향이 있지만, 너무 이 틈을 작게 하면 회전음(N)이 상대적으로 커져서 귀에 거슬리는 등 듣기에 바람직하지 않기 때문에 이들의 틈은 너무 작게 할 수 없다.

또한 긴 날개(8c)의 길이 방향이 팬축(0)과 평행으로 성형되어 있는 종래의 횡류팬(8)을 사용한 송풍기에서는 횡류팬(8)과 함께 송풍기를 구성하는 노즈(9), 팬 케이싱(5)은 팬축(0)과 평행으로 구성되어 있기 때문에 1장 1장의 긴 날개(8c)는 노즈(9) 및 팬 케이싱(5)과의 각 틈부근을 긴 날개(8c)의 길이방향 전체가 동시에 단시간에 통과하여 긴 날개(8c)의 길이만큼의 공간에서 동시에 압력변동이 발생하려고 하기 때문에 1장의 긴 날개(8c)에서 발생하는 압력변동의 총화가 크고, 파형의 왜곡도 크기 때문에 고조파성분이 매우 발생하기 쉬웠다(제19(a)도). 이 파형왜곡은 노즈(9), 팬케이싱(5)과 긴 날개(8c)의 평행도에 의해 크게 변화하여 고조파의 수나 크기가 변화하기 쉽다. 즉 긴 날개(8c)를 팬축(0)과 평행으로 만든 횡류팬(8)를 사용한 송풍기에서는 회전음(N)의 고조파 성분으로 개체차가 매우 발생하기 쉽다. 이와 같은 고조파는 일반적으로 소음에 포함되면, 귀에 거슬리는 음이 되기 쉬운 성질이 있다. 또한 풍량을 증가하기 위해 노즈(9)와의 틈, 팬케이싱(5)과의 틈을 좁히면 회전음(N)이 현저하게 커지기 때문에 틈을 너무 작게 할 수 없으며, 따라서 풍량도 늘릴 수 없었다.

그래서 일본국 실용신안 공고공보 제 84-39196 호, 공개공보 제 81-2092 호, 공개공보 제 81-45196 호에 각각 기재된 횡류팬은 날개를 팬축(0)에 대하여 비평행으로 형성함으로써 압력변동을 연속적으로 발생시켜서 상기 회전소음(N)을 줄이는 것이 제안되고 있다.

이것을 실현하기 위해서는 일반적으로 제20도에서 도시한 횡류팬(10)과 같이 복수의 긴 날개(11)를 수 장의 원반형상의 간막이판(12)에 관통시키고, 이들 긴 날개(11)를 복수의 간막이판(12)과 좌우 한쌍의 단판(13a, 13b)에 고정한 후, 비트는 외력을 가하여 소성변형시키거나 또는 제21도에서 나타내는 횡류팬(14)과 같이 복수의 긴 날개(15)에 외력을 가하여 비튼 상태에서 복수의 간막이판(16)과 좌우 한쌍의 단판(17a, 17b)에 고정하고 있다.

또한 일본국 실용신안 공고공보 제 84-19838 호에 기재된 횡류팬에서는 간막이판의 한쪽면상에 팬축에 평행인 복수의 날개를 빽빽히 채우고, 다른 면에 날개와 동수의 결합 홈을 설치한 날개바퀴를 사용하여 이 날개바퀴의 날개의 선단부를 다른 날개바퀴의 간막이판상의 결합 홈에 끼워 맞춰서 연결하여 1개의 횡류팬으로 조립하고 있지만, 끼워맞추기 위해서 날개를 홈에 눌러 넣을 때에 날개 선단부를 소정방향으로 비틀도록 홈형상을 설정하고 있다.

(1) 그런데 이와 같이 날개에 외력을 가하여 변형시키는 종래의 횡류팬 에서는 날개 재료 내부에 잔류 응력(stress)이 크게 남아 길이 정밀도를 확보하는 것이 어렵기 때문에 송풍기의 성능에 불규칙함이 발생하기 쉽다. 또한 이와 같은 잔류 응력을 감소시키기 위해서는 장시간의 어닐링이 필요하다. 한편 날개 재료에 응력을 남기지 않도록 하기 위해서는 날개 자체를 길이방향으로 원호형상으로 형성하는 방법이 있지만, 깎는 방법에 의하면 재료에 낭비가 발생하고, 또한 깎는 공정이 증가한다.

(2) 또한, 일본국 실용신안 공고공보 제 84-39196 호에 기재된 횡류팬 에서는 긴 날개를 비튼 상태에서 성형한 후 조립해 가기 때문에 긴 날개의 잔류 응력은 작아도 되지만, 다음의 (3)의 과제가 있다.

(3) 일반적으로 횡류팬에 외부에서 충격이 가해지면 날개와 간막이판의 접합부에 응력이 집중한다. 그 때문에 그 접합부에서 파괴변형이 일어나기 쉬운 성질이 있다.

따라서 긴 날개를 간막이판의 홈이나 구멍에 끼워 넣어 성형하는 경우는 날개와 간막이판과의 접합수단으로서 코킹(calking) 또는 접착을 생각할 수 있지만, 어느 방법이나 접합부분의 강도·강성은 낮고, 비교적 작은 외력의 작용으로도 접합부분의 소성변형이 일어나기 쉬워 간막이판과 날개와의 설치각도가 변화해 버리기 쉽다.

또한 팬축심에 대한 날개의 형상, 특히 팬축심과의 비평행도를 안정되게 제조하는 것이 어렵고, 제조오차가 증대하여 송풍성능에도 큰 불규칙함이 발생한다.

또한 이와 같은 종래의 코킹방식에서는 공작성을 높이기 위해서 압착점 이외의 부분에 틈을 만드는 것이 통상이지만, 횡류팬에서는 날개면에 축방향으로 기류가 발생하고, 이 기류가 간막이판에 심하게 충돌하기 때문에 이 코킹용의 틈에 축방향의 기류가 흘러 들어 피리부는 소리가 생기는 과제가 있다.

(4) 일본국 실용신안 공고공보 제 84-19838 호에 기재된 횡류팬은 날개의 용접홈을 절구형상으로 형성하여 두고, 날개의 용접시에 비틀도록 구성되어 있으며, 날개의 길이 차이가 있는 제품을 용이하게 제조하는 것이 가능하지만, 일단 성형한 날개를 조립시에 외력을 가하여 비틈변형시키기 때문에 상기(1)과 동일한 과제가 발생한다.

그래서 본 발명은 이와 같은 사정을 고려하여 실시된 것으로, 그 목적은 저소음이고 고효율, 또한 날개형상이나 팬길이의 변경이 용이하고 신뢰성이 높으며, 저렴한 횡류팬 및 그 제조방법을 제공함에 있다.

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해서 다음과 같이 구성된다.

본원의 제 1 발명은, 원판형상 또는 고리형상의 간막이판의 일면에 복수의 날개를 고리형상으로 배치하여 일체 성형하여 세워 설치함으로써 1개의 다중 날개바퀴를 형성하고, 상기 1개의 다중 날개바퀴의 간막이판의 다른면에 다른 1개의 다중 날개바퀴의 선단부를 고착하는 것에 의해 복수 개의 다중 날개바퀴 끼리를 팬축 방향으로 순차적으로 겹쳐 쌓아 구성한 횡류팬에 있어서, 상기 겹쳐 쌓은 양단의 다중 날개바퀴의 한쪽 날개 선단부에 단판을 고정하는 한편, 다른쪽의 상기 간막이판에 회전축을 결합하는 보스부를 형성하고, 상기 복수의 날개는 팬축 방향에 대해서 소정 각도 기울어져 있으며, 상기 간막이판에 둘레 방향에 복수 종류의 피치로 고리형상으로 세워 설치되고 상기 축 방향으로 인접하는 다중 날개바퀴 끼리는 축심둘레에서 소정 각도 어긋나 연결되며, 상기 날개의 선단부는 변형되는 일없이 상기 간막이판의 다른면에 고착되는 것을 특징으로 한다.

또한 본원의 제 2 발명에서 날개는 그 길이방향으로 직선상으로 형성되는 동시에 회전방향측으로 소정각도 경사지게 세워 설치되어 있다.

또한 본원의 제 3 발명에서 날개는 그 회전축에 수직인 단면의 두께가 근원측에서 선단측으로 감에 따라서 작아지도록 형성되어 있다. 본원의 제 4 발명은, 각 하나의 날개의 근원부와 선단부의 양 앞 가장자리 끼리를 연결하는 접선과, 상기 선단부 앞 가장자리로부터 팬축에 내려 그은 선이 이루는 각도가 90℃이상이고, 상기 날개의 근원부와 선단부의 양 뒤 가장자리 끼리를 연결하는 접선과, 상기 근원부 뒤 가장자리로부터 팬축에 내려 그은 선이 이루는 각도가 90℃이상인 것을 특징으로 한다.

또한, 본원의 제 5 발명에서는, 원판형상 또는 고리형상의 간막이판의 한면에 복수의 날개를 고리형상으로 배치하여 팬축에 대하여 소정 각도 경사시켜 일체로 세워 설치하도록 1개의 다중 날개바퀴를 성형틀내에서 사출성형하는 공정과, 상기 다중 날개바퀴를 팬축 주위로 회전시키면서 상기 성형틀로부터 뽑아 내는 공정과, 상기 1개의 다중 날개바퀴 간막이판의 다른 면에 다른 1개의 다중 날개바퀴 날개의 선단부를 변형시키지 않고 고착하는 것에 의해 복수 개의 다중 날개바퀴끼리를 축방향으로 순차적으로 겹쳐 쌓는 공정, 및 상기 겹쳐 쌓은 양단의 다중 날개바퀴의 한쪽 날개의 선단부에 단판을 고착하는 한편, 다른쪽의 상기 간막이판에 회전축을 결합하는 보스부를 형성하는 공정으로 이루어지는 횡류팬의 제조방법이다.

복수의 날개를 갖는 날개바퀴를 축방향으로 차례로 겹쳐 쌓아 고정하고 횡류팬을 일체로 형성하기 때문에, 제조가 간단하고 저렴한 데다가 그 날개바퀴의 적층수를 적절하게 선택함으로써 팬축길이의 변경이 용이하다. .또한 날개바퀴끼리를 둘레방향으로 적절하게 벗어나게 하는, 즉 날개의 경사의 설정이 용이하고, 날개 형상도 임의로 설정할 수 있다.

복수의 날개는 팬축방향에 대하여 소정각도 경사시켜 성형되고, 복수 개의 다중 날개바퀴를 축방향으로 겹쳐 쌓는 한편, 날개의 선단부는 변형되는 일없이 간막이판의 다른 면에 고착되기 때문에, 날개 및 고착부에 잔류응력이 생기는 일이 없고 치수정밀도를 충분히 확보할 수 있으며 충격에 대해서도 튼튼한 횡류팬을 얻을 수 있다.

그리고 복수의 날개를 간막이판의 한 면에 경사지게 세워 설치함으로써 팬축에 대하여 비평행으로 형성하고 있기 때문에, 이 날개를 갖는 횡류팬과 노즈와 팬케이싱의 틈에서 발생하는 압력을 연속적으로 변동시킬 수 있다. 이 때문에 횡류팬의 회전음을 줄일 수 있다.

또한 각 날개와 간막이판을 일체로 성형하기 때문에 이들 날개와 간막이판과의 설치 각도의 정밀도를 안정적으로 향상시켜서 송풍성능의 불규칙함을 저감할 수 있고, 또한 각 날개를 간막이판에 코킹할 필요가 없기 때문에, 날개의 비틀림 각도를 크게 취할 수 있고, 또 간막이판에 코킹용의 틈을 설치할 필요가 없기 때문에 이 틈에 기류가 유입하여 발생하는 피리부는 소리를 방지할 수 있다.

복수의 날개를 간막이판에 그 둘레방향으로 복수 종류의 설치 피치로 설치하고 있기 때문에 복수 날개의 경사형상에 의해 줄어든 회전음의 피크 주파수를 분산시킬 수 있다. 이 때문에 귀에 거슬림을 줄여 청감을 개선할 수 있다.

축방향으로 이웃하는 날개바퀴끼리가 축심둘레로 소정각도 벗어나 있기 때문에 간막이판을 좁혀서 이웃하는 각 날개에서 발생하는 음압파끼리를 서로 없애도록 위상차를 둘 수 있다. 이 때문에 날개의 경사형상에 의해 줄어든 회전음을 더 한층 저감할 수 있다.

날개는 그 길이방향으로 직선상으로 형성되는 동시에 회전방향측으로 소정각도 경사지게 세워 설치되어 있기 때문에 날개바퀴의 성형틀의 제조가 용이한 데다가 날개의 길이방향인장 및 압축강도가 향상하여 성형틀에서 날개바퀴를 뺄 때의 마찰을 줄여 형의 수명을 연장할 수 있다.

또한 날개바퀴의 제품 강도가 향상하여 신뢰성이 증가하고, 또 강도 향상만큼 날개 두께를 박형으로 형성하여 경량화하고 송풍량을 증가시킬 수 있다.

각 날개의 축직각 단면의 두께를 그 근원에서 선단으로 향하여 끝이 가늘게 형성되었기 때문에, 사출성형후의 날개바퀴를 형에서 뺄 때의 마찰력을 줄여 빼내기 쉽게 하는 동시에 성형성을 양호하게 할 수 있다.

이하 본 발명의 실시예를 제1도 내지 제16도에 기초하여 설명한다. 또한 제1도 내지 제16도 중 동일 또는 상당부분에는 동일부호를 붙이고 있다.

제1도는 본 발명의 한 실시예의 전체 구성의 사시도, 제2도는 제1도의 분해 사시도, 제 3(a)도, 제3(b)도는 제1도의 상세 사시도이고, 이들 도면에 있어서 횡류팬(21)은 예를 들면 제 17도에서 나타내는 공기조화기의 실내기(1)에 실내팬으로서 조립하는 경우 등에 적절한 횡류팬이고, 좌우 한쌍의 단판(22, 23)사이에 횡단면이 원호형상인 복수의 날개(24)를 동심상으로 고리형상으로 배치하는 동시에 소정각도 경사지게 하여 가로로 걸쳐 고정하고 있으며, 각 날개(24)의 축방향 중간부에는 고리형상(링상)의 간막이판(25)을 축방향으로 소정의 피치로 설치하고 있으며, 팬축(0) 둘레로 회전함으로써 축과 대략 직각 방향으로 송풍하도록 이루어져 있다.

횡류팬(21)은 제2도에 나타내는 바와 같이 일체성형의 복수의 날개를 갖는 날개바퀴(26)를 축방향으로 차례로 동심상으로 고정하고 있으며, 제2도 중 오른쪽 끝의 날개바퀴(26)의 단판(23)은 원판형상 또는 고리형상의 간막이판(25)의 외면에 도시하지 않은 모터 등의 회전축을 멈춤 나사 등에 의해 탈착 자유롭게 결합하게 하는 보스부(27)를 동심상으로 일체, 또는 일체적으로 형성하고 있다.

한편 제2도 중 왼쪽 끝의 단판(22)은 그 도면중 오른쪽에 이웃하는 날개바퀴(26)의 각 날개(24)의 선단부를 각 결합 홈(22a)내에 끼워 넣어 고정되게 하는 것이고, 그 외면 중앙부에는 동심상으로 축(28)을 일체, 또는 일체적으로 돌출되게 설치하고 있다.

그리고 각 날개바퀴(26)는 제2도, 제4도에 나타내는 바와 같이 고리형상의 간막이판(25)의 한 면에 이웃하는 날개바퀴(26)의 각 날개(24)의 선단부를 각각 끼워 넣어 고착하는 원호형상의 결합 홈(25a)을 성형하는 한편, 간막이판(25)의 다른 면에는 복수의 날개(24)를 둘레방향으로 소정의 설치피치를 두어 사출성형등에 의해 일체로 세워 설치하고 있다.

각 날개(24)는 그 횡단면 형상이 회전방향에 대하여 앞을 향하여 경사지는 원호형상을 이루고, 그 회전방향 전방 가장자리(24a)가 회전방향으로 팬축(0) 에 대하여 소정각도 직선적으로 경사지도록 간막이판(25)에 일체로 몰드성형 되어 있다.

단 제5도에 나타내는 바와 같이 각 날개(24)를 그 회전방향 전방 가장자리(24b)가 곡선적으로 경사지도록 일체로 성형해도 좋다.

또한 각 날개(24)는 바닥면도인 제6도와_그 부분확대도인 제7도에 나타내는 바와 같이 그 횡단면의 두께를 간막이판(25)측의 근원부(24c)에서 날개 선단부(24d)로 향하여 점차 얇아지도록 끝이 가늘게 형성하는 동시에, 날개 근원부(24c)와 날개 선단부(24d)의 양 전방 가장자리부(외부둘레 가장자리부)를 서로 연결하는 전방 가장자리(24a)의 외형선에 접하는 접선(Lo)과, 날개 선단부(24d) 전방 가장자리에서 팬축(0)으로 내린 수선(So)이 이루는 각도(θo)가 90℃이상(θo≥90°)이고, 또 날개 근원부(24c)와 날개 선단부(24d)의 양 후방 가장자리부(내부둘레 가장자리부)를 서로 연결하는 후방 가장자리(24e)의 외형선에 접하는 접선(Li)과, 날개 근원부(24c) 후방 가장자리에서 팬축(0)에 내린 수선(Si)이 이루는 각도(θi)가 90°이상(θi≥90°)이 되도록 형성되어 있다.

그리고 제8도, 제9도에 나타내는 바와 같이 횡류팬(21)은 축방향으로 이웃하는 각 날개바퀴(26)를 예를 들면 회전방향으로 소정의 날개의 경사각 (29)으로 벗어나서 차례로 동심상으로 연결 고착하고 있다.

이 경우 각 날개(24)는 그 전방 가장자리부(24a)의 선단이 제9도에 있어서 파선으로 나타내는 수선보다도 회전방향으로 비틀림각(30)만큼 경사지게 간막이판(25)에 고정되어 있으며, 이 비틀림각(30)은 상기 날개의 경사각(29)보다도 작은 값으로 설정되어 있다.

또한 제10도에 나타내는 바와 같이 각 날개바퀴(26)는 각 간막이판 (25)상의 각 날개(24)의 둘레 방향의 설치 피치를 예를 들면 3종류(Pa, Pb, Pc)이상으로 설정하고 있다.

다음에 상기 날개바퀴(26)를 예를 들면 사출성형에 의해 일체로 형성한 후 금형(성형틀)에서 빼내는 방법 및 장치에 대하여 설명한다.

종래 사출성형품을, 예를 들면 금형의 상형에서 분리한 하형에서 빼내는 경우는 제11도에 나타내는 바와 같이 복수의 평행 노크핀(31)을 날개바퀴(26)의 간막이판(25)의 아래면에 맞대어 밀어 올리는 방법을 생각할 수 있지만, 이 방법으로는 각 날개(24)가 간막이판(25)에 대하여 소정각도 경사져 있기 때문에 금형에서 간단하게 빼낼 수 없으며 무리하게 빼내려고 하면 날개(24) 등이 파손해 버린다.

그래서 본 발명자들은 날개바퀴(26)를 그 회전축 둘레로 각 날개(24)의 경사방향으로 회전시키면서 금형에서 빼내는 방법을 제안하고 그것을 위한 이젝터 장치를 발명 했다.

제12도는 그 이젝터 장치(32)의 일례의 주요부 사시도이고, 이것은 축심둘레로 회전하는 이젝터 샤프트(33)에 캠 구조에 의해 스큐 캠 플레이트(34)를 연동 자유롭게 설치하고, 이젝터 샤프트(33)를 회전시키면서 상하 움직이도록 되어 있다. 이젝터 샤프트(33)의 상단부상에는 이젝터 블럭(35)을 연결하고 있다.

이젝터 블럭(35)은 제13도에도 나타내는 바와 같이 예를 들면 상하로 분리가능한 금형의 상금형(도시하지 않음)이 하금형(36)에서 분리되었을 때에 날개바퀴(26)를 그 축심둘레로 회전시키면서 하금형(36)으로부터 아래방향 으로 빼내는 원반형상의 받침대(37)를 갖는다.

이 받침대(37)는 날개바퀴(26)의 성형시에는 하금형(36)과 함께 날개바퀴(26)의 간막이판(25)에 상당하는 부분을 형성하고, 이 받침대(37)의 원형의 돌출부(37a)는 간막이판(25)의 중심구멍(25b)에 상당하는 크기를 갖는다.

또한 돌출부(37a)의 외부둘레부 윗면상에는 제14도에서도 나타내는 바와 같이 간막이판(25)의 내면(아래면)에 설치된, 예를 들면 직사각형상의 돌출부(25c)가 걸고 빼냄 자유롭게 끼워 넣는 결합 홈(37b)이 각각 형성되고, 받침대(37)가 회전하면서 날개바퀴(26)를 들어 올릴 때에 확실하게 날개바퀴(26)가 받침대(37)의 움직임에 따르도록 되어 있다. 또한 간막이판(25)의 각 돌출부(25c)는 제15도에서 나타내는 바와 같이 원구멍(25d)이어도 좋고, 이 경우는 각 원구멍(25d)에 걸고 빼냄 자유롭게 끼워 맞추는 돌출부를 이젝터 블럭(35)에 돌출되게 설치할 필요 가 있다.

따라서 이 날개바퀴(26)를 제조하는 경우는 우선 도시하지 않은 금형의 상금형과 하금형(36) 및 받침대(37)를 겸해서 형성되는 공간에 수지재료가 사출되어 날개바퀴(26)가 성형된다.

그 후 상금형이 하금형에서 분리되어 이젝터 샤프트(33)가 날개바퀴(26)를 하금형으로부터 배출하도록 가동한다. 그 때 스큐 캠 플레이트(34)에 의해 이젝터 샤프트(33)가 도면중 화살표 A의 방향으로 회전한다. 이것에 따라서 이젝터 블럭(35) 및 받침대(37)도 회전하고, 이것으로 성형된 날개바퀴(26)의 간막이판(25)도 회전하게 된다. 따라서 날개바퀴(26)는 회전하면서 하금형(36)으로부터 빼낸다.

다음에 본 실시예에 의한 소음감소효과를 제19(b)도 내지 제19(e)도에 기초하여 설명한다. 또한 제19(b)도 내지 제19(e)도는, 종래예의 소음분포를 나타내는 제19(a)도의 실험 데이타를 얻은 실험방법과 동일한 조건에 의해 실시된 결과를 나타내고 있다. 즉 횡류팬의 길이와 날개(24)의 장수, 단위시간당 회전수를 종래예 실험과 동일하게 하고 있다.

우선 본 실시예는 제1도 등에 나타내는 바와 같이 각 날개(24)를 팬축(0)에 대하여 경사지게 하여 비평행으로 형성하고 있기 때문에 횡류팬(21)과, 제17도에서 나타내는 노즈(9) 및 팬케이싱(5)과의 틈에서 발생하는 압력이 연속적으로 변동한다. 이 때문에 날개의 경사각(29)을 설치하지 않고, 또 각 날개(24)의 둘레방향 설치피치를 등간격으로 한 경우라도 제19(b)도에 나타내는 바와 같이 회전음 피크값(PA)과, 그 배음 피크값(PB)을 함께 저감할 수 있다.

또한 날개(24)를 팬축(0)에 대하여 경사지게 하는 동시에 날개의 경사각(29)을 설치한 경우에는 간막이판(25)을 좁혀서 이웃하는 날개(24)에서 발생하는 음압파를 날개의 경사각(29)에 의해 서로 없애도록 위상차를 둘 수 있기 때문에 날개(24)의 경사형상에 의해 저감시킨 회전음의 전체를 제19(c)도에 나타내는 바와 같이 더 한층 저감할 수 있다.

또 복수의 날개(24)의 둘레방향의 설치 피치를 복수 종류(Pa∼Pc) 설정하는 동시에 날개의 경사각(29)을 설치하는 경우는 제19(e)도에 나타내는 바와 같이 각 날개(24)의 경사형상에 의해 줄인 회전음(N)을 더 한층 줄이고, 또 남은 날개 피치음의 주파수 성분을 분산시킬 수 있으며, 귀에 거슬리는 느낌을 개선하여 청감을 개선할 수 있다.

그리고 본 실시예는 간막이판(25)과 각 날개(24)를 일체성형한 날개바퀴 (26)의 복수개를 축방향으로 연결 고정했기 때문에 그 갯수를 적절하게 조정함으로써 횡류팬(21) 전체 길이의 변경이 용이한 데다가 날개의 경사각(29)을 적절하게 선택함으로써 날개(24)의 형상변경도 매우 용이하고, 제조 가격을 줄일 수 있다.

또한 날개바퀴(26)는 날개(24)와 간막이판(25)을 일체 성형했기 때문에 다음의 제효과가 있다.

(1) 날개(24)를 종래예와 같이 후가공에서 비틀 필요가 없고, 잔류왜곡이 발생하지 않기 때문에 날개(24)와 간막이판(25)의 강도를 향상시킬 수 있는 데다가 날개(24)와 간막이판(25)과의 설치 각도 등의 부품 치수의 정밀도를 안정되게 향상시킬 수 있기 때문에 송풍성능의 불규칙함을 줄일 수 있다.

(2) 날개(24)의 비틀림각(30)을 종래의 수법이상으로 크게 잡아서 대폭적인 소음저감이 도모된다. 이것에 대하여 제20도에서 나타내는 종래의 코킹 구조의 횡류팬(10)에서는 상기한 바와 같이 비틀림각을 크게 잡으면, 코킹강도가 떨어진다. 그래서 날개(11)에 왜곡이 크게 남기지 않도록 하기 위해서는 평판을 원호형상으로 커트하지 않으면 안되고 재료에 낭비가 발생하는 과제가 있다.

(3) 간막이판(25)부근에서 종래 발생한 피리부는 소리 등의 이상음이 발생하지 않는다. 즉 횡류팬(21)에서는 날개(24)면상에서 축방향의 흐름이 반드시 발생하기 때문에 간막이판(25)에 기류가 심하게 충돌하는 특성이 있다. 이 때문에 종래의 코킹 방식으로는 공작성을 높이기 위해서 압착점 이외의 부분에 틈을 만드는 것이 통상이었다. 그러나 이 틈에는 축방향의 기류가 흘러들어 피리 부는 소리가 생기는 문제가 있지만, 본 실시예에서는 간막이판(25)에는 관통하는 틈이 없기 때문에 이것이 원인이 되는 피리부는 소리 등의 이상음은 거의 발생하지 않는다.

그리고 사출성형후 날개바퀴(26)를 그 축심둘레로 회전시키면서 하금형(36)에서 빼내기 때문에 이 날개바퀴(26)를 형에서 빼낼 때의 마찰력을 줄일 수 있으며 빼냄이 용이하게 되는 데다가 성형성이 양호하게 된다. 또한 각 날개(24)를 끝이가는 형상으로 형성하고 있기 때문에 금형으로부터 한층 용이하게 빼낼 수 있다.

또한 각 날개(24)의 전방, 후방 가장자리부(24a, 24e)의 접선(Lo, Li)과, 팬축(0)의 수선(So, Si)이 이루는 각도(θo, θi)를 모두 90°이상으로 설정하고 있기 때문에 날개바퀴(26)를 금형에서 회전시키면서 빼낼 때에 각 날개(24)의 전방, 후방 가장자리부(24a, 24e)가 형에 접촉하지 않게 되어, 날개바퀴(26)의 응력(stress)을 저감하여 강도를 높이는 동시에 형의 마찰이 감소하여 형수명이 연장된다.

또한 상기 실시예에서는 간막이판(25)의 일면에 날개(24)를 일체로 세워 설치한 경우에 대해서 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것이 아니라 예를 들면 제16도에서 나타내는 횡류팬(41)과 같이 고리형상의 간막이판 (42)의 양면에 복수의 날개(43)를 각각 일체로 세워 설치해도 좋다.

이상 설명한 바와 같이, 본원 제1의 발명은 복수의 날개를 갖는 날개바퀴를 축방향으로 차례로 겹쳐 쌓아 고정하여 횡류팬을 일체로 형성하기 때문에, 제조가 간단하고 또한 저렴하며 그 날개바퀴의 적층수를 적절하게 선택함으로써 팬축길이의 변경이 용이하다. 복수의 날개는 팬축방향에 대하여 소정각도 경사시켜 성형되고, 복수 개의 다중 날개바퀴를 축방향으로 겹쳐 쌓는 한편, 날개의 선단부는 변형되는 일없이 간막이판의 다른 면에 고착되기 때문에, 날개 및 고착부에 잔류 응력이 생기는 일이 없고 치수정밀도를 충분히 확보할 수 있으며 충격에 대해서도 튼튼한 횡류팬을 얻을 수 있다. 또 날개바퀴끼리를 둘레방향으로 적절하게 벗어나게 하는, 즉 날개의 경사각의 설정이 용이하고, 그 때문에 날개형상도 임의로 설정할 수 있다.

그리고 복수의 날개를 간막이판의 일면에 경사지게 세워 설치함으로써 팬축에 대하여 비평행으로 형성하고 있기 때문에 이 날개를 갖는 횡류팬과 노즈와 팬케이싱의 틈에서 발생하는 압력을 연속적으로 변동시킬 수 있기 때문에 횡류팬의 회전음을 저감할 수 있다.

또한 각 날개와 간막이판을 일체로 성형하기 때문에 이들 날개와 간막이판과의 설치 각도의 정밀도를 안정적으로 향상시켜서 송풍성능의 불규칙함을 저감할 수 있는 데다가 각 날개를 간막이판에 코킹할 필요가 없기 때문에 날개의 비틀림각을 크게 취할 수 있는 데다가, 간막이판에 코킹용의 틈을 설치할 필요가 없기 때문에 이 틈에 기류가 유입하여 발생하는 피리부는 소리를 방지할 수 있다.

본원의 제1발명은 복수의 날개를 간막이판에 그 둘레방향으로 복수종류의 설치피치로 설치되어 있기 때문에 복수 날개의 경사형상에 의해 줄어든 회전음의 피크 주파수를 분산시킬 수 있다. 이 때문에 귀에 거슬림을 저감하여 청감을 개선할 수 있다.

본원의 제1발명은 축방향으로 이웃하는 날개바퀴끼리가 축심둘레로 소정각도 벗어나 있기 때문에 간막이판을 좁혀 이웃하는 각 날개에서 발생하는 음압파 끼리를 없애도록 위상차를 둘 수 있다. 이 때문에 날개의 경사형상에 의해 줄어든 회전음을 더 한층 저감할 수 있다.

본원의 제 2 발명은 날개를 그 길이방향으로 직선상으로 늘이도록 형성하는 동시에 회전방향측으로 소정각도 경사지게 세워 설치하고 있기 때문에, 날개바퀴의 성형틀의 제조가 용이하며, 또한 날개의 길이방향 인장 및 압축강도가 향상하여 성형틀에서 날개바퀴를 빼낼 때의 마찰을 줄여 형수명을 연장할 수 있다.

또한 날개바퀴의 제품 강도가 향상하여 신뢰성이 증가하고 또 그 때문에 날개 두께를 박형으로 형성하여 경량화하고 송풍량을 증가시킬 수 있다.

본원의 제 3 발명은 각 날개의 축직각단면의 두께를 그 근원에서 선단을 향하여 끝이 가늘게 형성했기 때문에 사출성형후의 날개바퀴를 형에서 뺄 때의 마찰력을 줄여 빼내기 쉬운 동시에 성형성을 양호하게 할 수 있다.

Claims (5)

1. 원판형상 또는 고리형상의 간막이판의 일면에 복수의 날개를 고리형상으로 배치하여 일체 성형하여 세워 설치함으로써 1개의 다중 날개바퀴를 형성하고, 상기 1개의 다중 날개바퀴의 간막이판의 다른면에 다른 1개의 다중 날개바퀴의 선단부를 고착하는 것에 의해 복수 개의 다중 날개바퀴 끼리를 팬 축 방향으로 순차적으로 겹쳐 쌓아 구성한 횡류팬에 있어서, 상기 겹쳐 쌓은 양단의 다중 날개바퀴의 한쪽 날개 선단부에 단판을 고착하는 한편, 다른쪽의 상기 간막이판에 회전축을 결합하는 보스부를 형성하고, 상기 복수의 날개는 팬축 방향에 대해서 소정 각도 기울어져 있으며, 상기 간막이판의 둘레 방향으로 복수 종류의 피치로 고리형상으로 세워 설치되고, 상기 축 방향으로 인접하는 다중 날개바퀴 끼리는 축심둘레에서 소정 각도 어긋나 연결되며, 상기 날개의 선단부는 변형되는 일 없이 상기 간막이판의 다른면에 고착되는 것을 특징으로 하는 횡류팬.
2. 제 1 항에 있어서, 날개는 그 길이 방향으로 직선형상으로 형성됨과 동시에, 회전 방향측으로 소정각도 기울어져 세워 설치되는 것을 특징으로 하는 횡류팬.
3. 제 1 항에 있어서, 날개는 그 회전축에 수직인 단면의 두께가 근원측으로부터 선단측으로 감에 따라 작아지도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 횡류팬.
4. 원판형상 또는 고리형상의 간막이판의 한면에 복수의 날개를 고리형상으로 배치하여 팬축에 대하여 소정 각도 경사시켜 일체로 세워 설치하도록 1개의 다중 날개바퀴를 성형틀내에서 사출성형하는 공정; 상기 다중 날개바퀴를 팬축 주위로 회전시키면서 상기 성형틀로부터 뽑아내는 공정; 상기 1개의 다중 날개바퀴 간막이판의 다른 면에 다른 1개의 다중 날개바퀴 날개의 선단부를 변형시키지 않고 고착하는 것에 의해 복수 개의 다중 날개바퀴끼리를 축방향으로 순차적으로 겹쳐 쌓는 공정; 및 상기 겹쳐 쌓은 양단의 다중 날개바퀴의 한쪽 날개의 선단부에 단판을 고착하는 한편, 다른쪽의 상기 간막이판에 회전축을 결합하는 보스부를 형성하는 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 횡류팬의 제조방법.
5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 각 하나의 날개의 근원부와 선단부의 양 앞 가장자리 끼리를 연결하는 접선과 상기 선단부 앞 가장자리로부터 팬축에 내려 그은 선이 이루는 각도가 90°이상이고, 상기 날개의 근원부와 선단부의 양 뒤 가장자리 끼리를 연결하는 접선과 상기 근원부 뒤 가장자리로부터 팬축에 내려 그은 선이 이루는 각도가 90°이상인 것을 특징으로 하는 횡류팬.