KR100280009B1 - 저소음 고풍량 시로코 팬 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유동 저항을 이기고 원하는 곳에 공기를 이동시켜 기구물을 냉각시키거나 냉각 또는 가열된 공기의 열원을 이동시킬 수 있도록 유체에 동압 및 정압을 전달하는 시로코 팬에 관한 것으로서, 특히 유체가 흡입되도록 회전되는 임펠러와, 상기 임펠러를 통하여 흡입된 유체가 이동되는 팬 하우징과, 상기 임펠러를 통하여 유체가 흡입되는 흡입구에 설치되어 유체의 이동을 안내하는 벨마우스를 포함하여 구성된 시로코 팬에 있어서, 상기 벨마우스는 그 단면 형상이 반원으로 형성되고, 상기 흡입구를 통하여 흡입되는 유체의 3차원 유동에 맞도록 상기 임펠러의 회전축 방향을 중심으로 한 방위각에 따라 내곽선과 외곽선의 차이가 다른 비등방형으로 이루어져; 흡입되는 유체의 3차원 유동에 맞도록 상기 벨마우스가 비등방형으로 이루어지므로 흡입되는 유체의 저항이 감소되어 풍량이 증대되고 동시에 유체의 저항에 따른 소음도 감소되는 효과를 제공하는 저소음 고풍량 시로코 팬(low noise and high performance sirocco fan)에 관한 것이다.

Description

저소음 고풍량 시로코 팬

본 발명은 유동 저항을 이기고 원하는 곳에 공기를 이동시켜 기구물을 냉각시키거나 냉각 또는 가열된 공기의 열원을 이동시킬 수 있도록 유체에 동압 및 정압을 전달하는 시로코 팬에 관한 것으로서, 특히 유체가 유입되는 흡입구에 유체의 이동을 안내하도록 설치되는 벨 마우스의 형상을 3차원 유동에 맞도록 변경하여 소음은 저감되고 효율은 향상되는 저소음 고풍량 시로코 팬에 관한 것이다.

종래의 시로코 팬은 제1도 및 제2도에 도시된 바와 같이 복수개의 블레이드 (b1ade)(11)로 이루어지고 회전되면서 유체의 유동을 발생시키는 임펠러 (impeller)(10)와, 상기 임펠러(10)를 통하여 흡입된 유체가 그 이동방향을 바꾸어 이동되고 외부로 토출되는 스크롤(scroll)형상의 팬 하우징(fan housing)(20)으로 구성되는데, 상기 임펠러(10)로 유입되는 흡입구(20a)의 주위에는 유체의 이동이 안내될 수 있도록 벨마우스(30)가 설치되어 있다.

여기서, 유체는 상기 임펠러(10)의 회전축 방향(Z)으로 흡입된 후, 상기 임펠러(11)를 통과하면서 등압을 얻고, 상기 팬 하우징(20)의 내부를 따라 회전되면서 일부의 등압을 정압으로 회복한 후 외부로 토출된다.

특히, 제2도에 도시된 바와 같이 상기 벨마우스(30)는 상기 임펠러(10)의 회전축 방향(Z)을 기준으로 한 방위각에 따른 단면 형상이 동일한 등방형으로 이루어져 있다.

그러나. 종래의 시로코 팬은, 상기 벨마우스(30)가 상기 임펠러(10)의 회전축 방향(Z)을 기준으로 한 방위각에 따른 단면 형상이 동일한 등방형으로 이루어져 있는 것에 대하여 상기 벨마우스(30)를 통하여 흡입되는 유체는 상기 팬 하우징(20)이 단순한 원통형으로 이루어진 것이 아니므로 복잡한 3차원 유동을 하게 되어 상기 벨마우스(30)를 통한 유체의 흡입이 원활하게 이루어지지 않고, 그에 따른 소음이 발생되며, 흡입되는 유량이 감소되는 문제점이 있다.

한편, 제3도 및 제4도에 도시된 종래의 시로코 팬은 출입구(20a)에서 유체의 원활한 흡입이 이루어지도록 벨마우스(30′)의 형상을 변경한 것으로서, 상부로 약간 돌출된 형태이다.

상기와 같이 개선된 상기 벨마우스(30′)를 적용하는 경우에는, 제1도 및 제2도에 도시된 돌출되지 않은 벨마우스(30)를 적용하는 것보다는 성능이 향상되고, 아울러 소음의 측면에서도 유리하다.

그러나, 제3도 및 제4도에 도시된 상기 벨마우스(30′)를 적용한 시로코 팬은 제1도 및 제2도에 도시된 벨마우스(30)와 마찬가지로 상기 임펠러(10)의 회전축 방향(Z)을 기준으로 한 방위각에 따른 단면 형상이 동일한 등방형으로 이루어져 있므므로 흡입이 활발하여 유입속도가 큰 지역에서는 오히려 상기 벨마우스(30′)의 형상이 흡입구(20a)를 차단시키는 역할을 하게 되어 유체의 유동을 방해하는 저항으로 작용하게 된다. 즉, 등방형의 벨마우스(30, 30′)를 사용하는 경우에는 벨마우스(30, 30′)를 통과한 직후의 흡입측 유속은 임펠러(10)와 팬 하우징(20) 내부의 3차원 유동특성으로 인해 불균일한 분포를 보이게 된다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 벨마우스의 형상이 시로코 팬의 3차원 특성에 맞도록 비등방형으로 이루어져 균일한 흡입 유동장을 구현함으로써 흡입구에서 발생되는 소음이 저감되고 동시에 풍량이 증대되는 저소음 고풍량 시로코 팬을 제공하는데 그 목적이 있다.

제1도는 종래기술에 의한 시로코 팬의 일부가 절개된 사시도.

제2도는 제1도에 도시된 XX선에 의한 벨마우스의 단면도.

제3도는 다른 종래기술에 의한 시로코 팬의 일부가 절개된 사시도.

제4도는 제2도에 도시된 YY선에 의한 벨 마우스의 단면도.

제7도는 본 발명의 제 1실시예에 의한 벨마우스의 평면도와 AA선에 의한 단면도.

제8도는 본 발명의 제 2실시예에 의한 벨 마우스의 평면도와 BB선에 의한 단면도.

제9도는 본 발명의 제 3실시예에 의한 벨마우스의 평면도와 CC선에 의한 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

50,60,70 : 벨마우스 51,61 : 흡입구

70b : 외곽선 70b : 내곽선

Z : 회전축 방향

본 발명은 유체가 흡입되도록 회전되는 임펠러와, 상기 임펠러를 통하여 흡입된 유체가 이동되는 팬 하우징과, 상기 임펠러를 통하여 유체가 흡입되는 흡입구에 설치되어 유체의 이동을 안내하는 벨 마우스를 포함하여 구성된 시로코 팬에 있어서, 상기 벨 마우스는 그 단면 형상이 반원으로 형성되고, 상기 흡입구를 통하여 흡입되는 유체의 3차원 유동에 맞도록 상기 임펠러의 회전축 방향을 중심으로 한 방위각에 따라 내곽선과 외곽선의 차이가 다른 비등방형으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 벨 마우스는 상기 임펠러의 회전축 방향을 중심으로 한 방위각에 따라 내곽선과 외곽선의 차이가 부분적으로 일정치 않은 것을 특징으로 한다.

또한,, 상기 벨 마우스는 상기 임펠러의 회전축 방향을 중심으로 한 방위각에 따라 내곽선과 외각선의 차이가 전체에 걸쳐 일정치 않은 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 실시예를 참조된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

우선 참조된 도면, 제7도는 본 발명의 제 1실시예에 의한 벨마우스의 평면도와 AA선에 의한 단면도이고, 제8도는 본 발명의 제 2실시예에 의한 벨마우스의 평면도와 BB선에 의한 단면도이고, 제9도는 본 발명의 제 3실시예에 의한 벨마우스의 평면도와 CC선에 의한 단면도이다.

본 발명의 제 1실시예에 의한 시로코 팬은 제7도에 도시된 바와 같이 그 구성은 종래의 시로코 팬과 같으나, 벨마우스(50)의 형태가 다른 것이다.

즉, 상기 벨마우스(50)는 그 형태가 상부로 돌출된 형상이되, 임펠러(미도시)의 회전축 방향(Z)을 기준으로 한 방위각에 따라 그 단면 형태가 다른 것으로써, 특히 상기 벨마우스(50)의 단면 형태가 일부분에서 다르게 나타나도록 비등방형으로 형성시킨 것이다.

따라서, 상기 벨마우스(50)의 내외부 반경의 차를 a, a′, b, b′로 표시할 때, 상기 a는 a′와 같으나 b는 b′와 다르게 형성되어 있고, 상기 벨마우스(50)를 AA선에 의해 절단한 경우의 단면에서는 V부분의 반경 r_o와 r_i가 W부분의 반경 r_o′와 r_i′보다 크다.

물론, 반대로 V부분의 반경 r_o와 r_i가 W부분의 반경 r_o′와 r_i′^′보다 작게 형성시킬 수 있다.

상기와 같이 비등방형으로 형성시킨 상기 벨마우스(50)의 설치는 흡입구(51)로 유입되는 유체의 3차원 유동에 맞도록 잘 설치해야 하는데, 여러 번에 걸쳐 방위각을 달리하여 가장 효율이 좋게 나타나는 위치에 설치하는 것이 바람직하다.

상기한 바와 같이 상기 벨마우스(50)의 형태를 임펠러의 회전축 방향(Z)에 대한 방위각에 따라 부분적으로 다르게 형성시키게 되면, 상기 벨마우스(50)를 통과하여 흡입되는 유체의 유동이 시로코 팬을 흐르는 유체의 3차원 유동에 맞도록 각각의 부분에 따라 유동의 흐름이 다르게 되어 유동량이 증대될 뿐만 아니라 유체의 저항도 줄어들어 소음이 저감되게 된다.

한편, 본 발명의 제 2실시예에 의한 시로코 팬은 제8도에 도시된 바왁 같이 벨마우스(60)의 내외부 반경의 차를 전단면에 걸쳐 다르게 형성시킨 것으로, 상기 벨마우스(60)의 내외부를 이루는 원의 반경의 중심에 일정량의 편심량(ε)을 주어 편심시킴으로써 간단히 비등방형으로 제작할 수 있다.

물론, 제 1실시예와 마찬가지로 BB선에 의한 단면형상은 V부분의 반경 r_o와 r_i가 W부분의 반경 r_o′와 r_i′보다 크게 나타나게 되고, 또한 V부분의 반경 r_o와 r_i가 W부분의 반경 r_o′와 r_i′보다 작게 나타나도록 형성시킬 수 있다.

상기한 바와 같이 본 발명의 제 2실시예에 의한 시로코 팬에 상기 벨마우스(60)를 설치하는 경우는, 임펠러(미도시)의 회전축 방향(Z)에 대한 방위각에 따라 여러 번 위치를 달리하여 가장 효율이 증대되는 곳에 설치하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 벨다우스(60)를 장착한 시로코 팬은 등방형의 벨 마우스를 장착한 시로코 팬에 비해 흡입되는 유체의 3차원 유동에 더욱 적합하므로 흡입구(61)로 흡입되는 흡입량이 증대되고, 유동저항이 줄어들어 소음이 저감된다.

한편, 본 발명의 제 3실시예에 의한 시로코 팬은 제9도에 도시된 바와 같이 벨마우스(70)의 내외부 반경의 차를 전단면에 걸쳐 다르게 형성시킨 것으로, 상기 벨마우스(70)의 내외부를 이루는 원호의 반경의 중심은 동일하게 구성하되, 외곽선(70a)은 원으로 형성시키고 내곽선(70b)은 타원으로 형성시켜 비등방형으로 이루어 지도록 한 것이다.

또한, 상기 내곽선(70b)을 이루는 타원은 회전축 방향(Z)의 방위각에 따라 그 반경이 다르도록 형성시킨 것이다.

따라서, CC선에 의한 단면 형상에서 제 1 및 제 2실시예와 마찬가지로 V부분의 반경 r_o와 r_i가 W부분의 반경 r_o′와 r_i′보다 크게 나타나게 되고, 또한 V부분의 반경 r_o와 r_i가 W부분의 반경 r_o′와 r_i′보다 작게 나타도록 형성시킬 수 있다.

상기와 바와 같은 상기 벨마우스(70)를 적용하는 경우에도 상기 벨마우스 (70)를 효율이 가장 높게 나타나는 방위각의 위치를 확인하여 사용하는 것이 바람직하고, 그렇게 함으로써 저소음과 고풍량의 시로코 팬을 제작할 수 있다.

이와 같이, 본 발명에 의한 저소음 고풍량 시로코 팬은 흡입되는 유체의 3차원 유동에 맞도록 상기 벨마우스(60, 60, 70)가 비등방형으로 이루어지므로 흡입되는 유체의 저항이 감소되어 풍량이 증대되고 동시에 유체의 저항에 따른 소음도 감소되는 효과를 제공한다.

Claims (4)

1. 유체가 흡입되도록 회전되는 임펠러와, 상기 임펠러를 통하여 흡입된 유체가 이동되는 팬 하우징과, 상기 임펠러를 통하여 유체가 흡입되는 출입구에 설치되어 유체의 이동을 안내하는 벨 마우스를 포함하여 구성된 시로코 팬에 있어서, 상기 벨 마우스는 그 단면 형상이 반원으로 형성되고, 상기 흡입구를 통하여 흡입되는 유체의 3차원 유동에 맞도록 상기 임펠러의 회전축 방향을 중심으로 한 방위각에 따라 내곽선과 외곽선의 차이가 다른 비등방형으로 이루어진 것을 특징으로 하는 저소음 고풍량 시로코 팬,
2. 제1항에 있어서, 상기 벨 마우스는 상기 임펠러의 회전축 방향을 중심으로 한 방위각에 따라 내곽선과 외곽선의 차이가 부분적으로 일정치 않도록 상기 내곽선이 반지름이 다른 두 개 이상의 원으로 이루어진 것을 특징으로 하는 저소음 고풍량 시로코 팬.
3. 제1항에 있어서, 상기 벨 마우스는 상기 임펠러의 회전축 방향을 중심으로 한 방위각에 따라 내곽선과 외각선의 차이가 전체에 걸쳐 일정치 않도록 상기 내곽선의 중심이 상기 외곽선의 중심에 대하여 일정량 편심된 원으로 이루어진 것을 특징으로 하는 저소음 고풍량 시로코 팬.
4. 제1항에 있어서, 상기 벨 마우스는 상기 내곽선과 외곽선의 중심은 일치하고, 상기 내곽선은 상기 임펠러의 회전축 방향을 중심으로 한 방위각에 따라 반지름이 다른 복수개의 타원으로 이루어진 것을 특징으로 하는 저소음 고풍량 시로코 팬.