KR100300604B1 - Blower - Google Patents
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Abstract
본 발명은 소위 시로코 팬(sirocco fan)으로 불리는 송풍기에 관한 것으로서, 특히 임펠러에 의해 흡입된 공기의 유동을 안내하는 스크롤 하우징의 토출영역에서의 곡률반경을 크게 설계함으로써 스크롤 하우징 폭의 증가 없이 풍량을 향상시킬 수 있는 송풍기에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a blower called a sirocco fan, and in particular, by designing a large radius of curvature in the discharge area of the scroll housing for guiding the flow of air sucked by the impeller, thereby increasing the air volume without increasing the scroll housing width. A blower that can be improved.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 공기의 유동이 발생되도록 회전되는 임펠러와, 상기 임펠러에 의해 흡입된 공기가 점차 확대되는 유로를 따라 안내되고 아키메딕 곡선에 비하여 흡입영역에서는 그 팽창각도가 작고 토출영역에서는 그 팽창각도가 크게 될 수 있도록 팽창각도가 변화되는 스크롤 하우징을 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object is an impeller that is rotated so that the flow of air is generated, the air sucked by the impeller is guided along the flow path is gradually enlarged and its expansion angle is smaller in the suction region than the archimedic curve The discharge area is characterized by including a scroll housing in which the expansion angle is changed so that the expansion angle thereof is increased.
Description
본 발명은 소위 시로코 팬(sirocco fan)으로 불리는 송풍기에 관한 것으로서, 특히 임펠러에 의해 흡입된 공기의 유동을 안내하는 스크롤 하우징의 토출영역에서의 곡률반경을 크게 설계함으로써 스크롤 하우징 폭의 증가 없이 풍량을 향상시킬 수 있는 송풍기에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a blower called a sirocco fan, and in particular, by designing a large radius of curvature in the discharge area of the scroll housing for guiding the flow of air sucked by the impeller, thereby increasing the air volume without increasing the scroll housing width. A blower that can be improved.
일반적으로, 소위 시로코 팬이라 불리는 송풍기(10)는 보통 공기를 이송시키는데 널리 사용되는 장치로서, 도 1에 도시된 바와 같이 공기가 흡입되어 토출될 수 있도록 공기의 유동을 발생시키는 임펠러(impeller)(11)와, 상기 임펠러(11)에의해 흡입된 공기의 유동을 안내하는 스크롤 하우징(12)으로 구성된다.In general, the so-called blower 10, called a sirocco fan, is a device widely used for conveying air, and as shown in FIG. 1, an impeller for generating a flow of air to be sucked and discharged as shown in FIG. 11) and a scroll housing 12 for guiding the flow of air sucked by the impeller 11.
여기서, 상기 임펠러(11)는 림(11b)에 의해 지지되는 복수개의 블레이드(11a)가 설치되어 있고 모터 등의 구동부에 연결되어 회전될 수 있도록 구성되어 있다. 그리고, 상기 스크롤 하우징(12)은 전방에 형성된 흡입구(12a)를 통하여 벨마우스(13)의 안내에 따라 흡입된 공기가 토출구(12b)의 기준이 되는 컷오프 위치(C)로부터 점차 확대되는 유로를 따라 토출구(12b)를 통하여 토출될 수 있도록 설계되어 있다. 즉, 구동부에 연결된 임펠러(11)가 회전하게 되면 흡입구(12a) 전방의 공기가 흡입되고, 스크롤 하우징(12)의 점차 확대되는 유로를 따라 상기 토출구(12b)로 이동된 다음, 공기는 토출구(12b) 부근에서 동압에너지를 정압에너지로 회복하면서 토출구(12b)를 통과하여 외부로 토출되게 된다. 따라서, 스크롤 하우징(12)의 설계에 따라 송풍기(10)에서 발생되는 소음과 풍량이 민감하게 변하게 되기 때문에 소음은 저감시키고 풍량은 증대시킬 수 있는 스크롤 하우징의 설계가 연구되고 있는 추세이다.Here, the impeller 11 is provided with a plurality of blades 11a supported by the rim 11b and connected to a driving unit such as a motor so as to be rotated. The scroll housing 12 has a flow path in which air sucked in accordance with the guidance of the bell mouse 13 through the inlet 12a formed at the front thereof is gradually enlarged from the cutoff position C, which is a reference of the outlet 12b. Therefore, it is designed to be discharged through the discharge port 12b. That is, when the impeller 11 connected to the driving unit rotates, the air in front of the suction port 12a is sucked and moved to the discharge port 12b along the gradually expanding flow path of the scroll housing 12, and then the air is discharged ( 12b) is discharged to the outside through the discharge port (12b) while recovering the dynamic pressure energy to the static pressure energy in the vicinity. Therefore, the design of the scroll housing that can reduce the noise and increase the air volume is being studied because the noise and air volume generated in the blower 10 are sensitively changed according to the design of the scroll housing 12.
미설명 부호 θ는 기준각도를, Cθ는 컷오프의 위치(C)가 시작되는 컷오프 시작각을 각각 나타낸다.Reference numeral θ denotes a reference angle, and Cθ denotes a cutoff starting angle at which the position C of the cutoff starts.
참조된 도면, 도 2는 종래기술에 의한 송풍기의 스크롤 하우징을 아키메딕(archimedic) 곡선을 사용하여 설계한 경우와 지수함수(exponential) 곡선을 사용하여 설계한 경우의 정면도이고, 도 3은 종래기술에 의한 송풍기의 스크롤 하우징을 아키메딕 곡선을 사용하여 설계한 경우와 지수함수 곡선을 사용하여 설계한 경우의 팽창각을 도시한 그래프이다.2 is a front view of a case in which a scroll housing of a blower according to the related art is designed using an archimedic curve and an exponential curve, and FIG. 3 is a related art. This is a graph showing the expansion angle when the scroll housing of the blower is designed using an archimetic curve and when using an exponential curve.
종래의 송풍기 스크롤 하우징(20)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 아키메딕 곡선(A)을 사용한 경우와 지수함수 곡선(E)을 사용한 경우로 양분할 수 있다.The conventional blower scroll housing 20 may be divided into a case of using an archimetic curve A and a case of using an exponential function curve E, as shown in FIGS. 2 and 3.
상기에서, 아키메딕 곡선(A)을 사용하여 스크롤 하우징(20)의 외경을 작도하는 방법은 스크롤 하우징(20)의 외경이 결정되어 있을 경우 평균유속이론에 따라 곡률반경이 비례적으로 증가하도록 한 구조로서, 팽창각도가 α이고 그 때의 기준각도가 θ°일 때의 곡률반경(R0)은 수학식 1에 의해 계산된다.In the above, a method of constructing the outer diameter of the scroll housing 20 by using the archimedic curve A is such that the radius of curvature increases proportionally according to the average flow rate theory when the outer diameter of the scroll housing 20 is determined. As a structure, the radius of curvature R 0 when the expansion angle is α and the reference angle at that time is θ ° is calculated by Equation (1).
여기서, d2는 스크롤 하우징(20)의 외경을 나타낸다.Here, d 2 represents the outer diameter of the scroll housing 20.
그리고, 자유 와류이론에 의해 곡률반경이 지수 함수적으로 증가하는 지수함수 곡선(E)을 사용한 스크롤 하우징(20)은 팽창각도가 αe이고 그 때의 기준각도가 θ°일 때의 곡률반경(R0)은 수학식 2에 의하여 계산된다.The scroll housing 20 using the exponential function curve E whose curvature radius increases exponentially by the free vortex theory has a curvature radius R when the expansion angle is αe and the reference angle is θ °. 0 ) is calculated by Equation 2.
미설명 부호 20a는 스크롤 하우징의 흡입구를, 20b는 스크롤 하우징의 토출구를, C는 컷오프 위치를, Cθ는 컷오프 시작각을 각각 나타낸다.Reference numeral 20a denotes a suction port of the scroll housing, 20b denotes a discharge port of the scroll housing, C denotes a cutoff position, and Cθ denotes a cutoff starting angle, respectively.
그러나, 종래의 송풍기는 아키메딕 곡선(A)을 사용한 경우나 지수함수곡선(E)을 사용한 경우 모두 스크롤 하우징의 폭(W)은 곡률반경(R0)이 기준각도(θ) 180° 일 때의 폭(W180)과 곡률반경(R0)이 기준각도(θ) 360° 일 때의 폭(W360)을 합한 것이 된다. 따라서, 임펠러의 외경(ψ)이 결정되고 스크롤 하우징의 폭(W)이 한정되면 스크롤 하우징의 최대 팽창각도는 고정되어 진다. 예를 들어, 임펠러의 외경(ψ)이 80㎜이고 스크롤 하우징의 폭(W)이 117㎜로 한정되었을 경우 아키메딕 곡선(A)에서의 최대 팽창각도 α는 5.6°가 되며 기준각도 180° 에서의 폭(W180)은 52.3㎜, 기준각도 360°에서의 폭(W360)은 65.6㎜가 된다. 또한, 지수함수 곡선(E)에서는 최대 팽창각 αe는 4.5°가 되고, 기준각도 180°에서의 폭(W180)은 51.2㎜가 되며, 기준각도 360°에서의 폭(W360)은 65.5㎜가 된다. 이렇듯 종래의 스크롤 하우징의 작도에서는 임펠러의 외경(ψ)이 결정되고 스크롤 하우징의 최대 폭이 한정되면 스크롤 하우징의 최대 팽창각도는 고정되게 되고, 따라서 풍량에 영향을 크게 미치는 인자인 팽창각도를 크게 하기 위해서는 임펠러의 외경(ψ)을 증대시킬 수밖에 없는 문제점이 있다.However, in the case of a conventional blower using either an archimetic curve (A) or an exponential function curve (E), the width W of the scroll housing is obtained when the radius of curvature R 0 is 180 ° of the reference angle θ. Is the sum of the width W180 and the width W360 when the radius of curvature R 0 is 360 ° of the reference angle θ. Therefore, when the outer diameter φ of the impeller is determined and the width W of the scroll housing is defined, the maximum expansion angle of the scroll housing is fixed. For example, when the outer diameter (ψ) of the impeller is 80 mm and the width (W) of the scroll housing is limited to 117 mm, the maximum inflation angle α in the archimedic curve (A) is 5.6 ° and the reference angle is 180 °. The width W180 is 52.3 mm, and the width W360 at the reference angle 360 ° is 65.6 mm. In the exponential function curve E, the maximum expansion angle αe becomes 4.5 °, the width W180 at the reference angle 180 ° is 51.2 mm, and the width W360 at the reference angle 360 ° is 65.5 mm. . As described above, in the conventional scroll housing, when the outer diameter ψ of the impeller is determined and the maximum width of the scroll housing is limited, the maximum expansion angle of the scroll housing is fixed, thus increasing the expansion angle, which is a factor that greatly affects the air volume. In order to increase the outer diameter (ψ) of the impeller there is a problem.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 아키메딕 곡선을 변형하여 스크롤 하우징의 흡입영역에서는 그 팽창각도를 적게 하고 토출영역에서는 그 팽창각도를 크게 하여 풍량의 증대를 가져올 수 있는 송풍기를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, by modifying the archimetic curve to reduce the expansion angle in the suction area of the scroll housing and increase the expansion angle in the discharge area to increase the air volume. The purpose is to provide a blower.
도 1은 일반적인 송풍기의 일부가 절개된 정면도,1 is a front view in which a part of a general blower is cut away;
도 2는 종래기술에 의한 송풍기의 스크롤 하우징을 아키메딕(archimedic) 곡선을 사용하여 설계한 경우와 지수함수(exponential) 곡선을 사용하여 설계한 경우의 정면도,2 is a front view of a scroll housing of a conventional blower designed using an archimedic curve and an exponential curve;
도 3은 종래기술에 의한 송풍기의 스크롤 하우징을 아키메딕 곡선을 사용하여 설계한 경우와 지수함수 곡선을 사용하여 설계한 경우의 팽창각을 도시한 그래프,3 is a graph showing the inflation angle when the scroll housing of the blower according to the prior art is designed using an archimetic curve and when using an exponential curve;
도 4는 본 발명에 의한 송풍기의 스크롤 하우징을 종래기술과 비교한 정면도,4 is a front view comparing the scroll housing of the blower according to the present invention with the prior art,
도 5는 본 발명에 의한 송풍기의 스크롤 하우징의 곡률반경을 종래기술과 비교한 그래프,5 is a graph comparing the radius of curvature of the scroll housing of the blower according to the present invention with the prior art,
도 6은 본 발명에 의한 송풍기와 종래기술의 아키메딕 곡선에 의한 송풍기의 풍량에 따른 정압을 비교한 그래프이다.Figure 6 is a graph comparing the static pressure according to the air volume of the blower according to the present invention and the blower according to the archimedic curve of the prior art.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명><Explanation of symbols on main parts of the drawings>
51 : 임펠러 51a : 블레이드 52 : 스크롤 하우징51 impeller 51a blade 52 scroll housing
A : 아키메딕 곡선 C : 컷오프 위치 Cθ : 컷오프 시작각A: Archimedic curve C: Cutoff position Cθ: Cutoff start angle
E : 지수함수 곡선 IN : 흡입구 M : 변형곡선E: Exponential curve IN: Inlet M: Strain curve
OUT : 토출구 R0: 곡률반경 S : 시스템 저항곡선OUT: Outlet R 0 : Radius of curvature S: System resistance curve
W : 스크롤 하우징의 폭 α1, α2, α3: 팽창각도W: Width of scroll housing α 1 , α 2 , α 3 : Expansion angle
θ : 기준각도 ψ : 임펠러의 외경θ: reference angle ψ: outer diameter of impeller
본 발명은 공기의 유동이 발생되도록 회전되는 임펠러와, 상기 임펠러에 의해 흡입된 공기가 점차 확대되는 유로를 따라 안내되고 아키메딕 곡선에 비하여 흡입영역에서는 그 팽창각도가 작고 토출영역에서는 그 팽창각도가 크게 될 수 있도록 팽창각도가 변화되는 스크롤 하우징을 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention is directed to an impeller rotated to generate a flow of air, and the air sucked by the impeller is guided along a flow path that is gradually enlarged, the expansion angle is smaller in the suction region and the expansion angle in the discharge region compared to the archimedic curve And a scroll housing in which the inflation angle is changed to be larger.
이하, 본 발명의 실시예를 참조된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
우선 참조된 도면, 도 4는 본 발명에 의한 송풍기의 스크롤 하우징을 종래기술과 비교한 정면도이고, 도 5는 본 발명에 의한 송풍기의 스크롤 하우징의 곡률반경을 종래기술과 비교한 그래프이며, 도 6은 본 발명에 의한 송풍기와 종래기술의 아키메딕 곡선에 의한 송풍기의 풍량에 따른 정압을 비교한 그래프이다.4 is a front view comparing the scroll housing of the blower according to the present invention with the prior art, and FIG. 5 is a graph comparing the radius of curvature of the scroll housing of the blower according to the present invention with the prior art. Is a graph comparing the static pressure according to the air volume of the blower according to the present invention and the blower according to the conventional archimetic curve.
본 발명에 의한 송풍기는 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이 복수개의 블레이드(51a)가 설치된 임펠러(51)와, 상기 임펠러(51)의 회전에 의해 흡입된 공기를 안내하고 아키메딕 곡선(A)을 변형한 변형곡선(M)에 의해 설계된 스크롤 하우징(52)으로 구성된다.As shown in FIGS. 4 to 6, the blower according to the present invention guides the impeller 51 provided with the plurality of blades 51a and the air sucked by the rotation of the impeller 51, and the archimedic curve A It is composed of a scroll housing 52 designed by the deformation curve (M) is modified ().
여기서, 상기 스크롤 하우징(52)은 기준각도(θ)에 따라 팽창각도(α1, α2, α3)를 다르게 변화시킨 것으로 기준각도(θ)를 기준으로 흡입구(IN) 부근의 흡입영역인 컷오프 위치(C)에서 180° 사이에서의 팽창각도(α2)는 아키메딕 곡선(A)에 비하여 작게 하고, 토출구(OUT) 부근의 토출영역에서의 팽창각도(α3)는 크게 하여 구성한 것이다.Here, the scroll housing 52 is a different suction angle (α 1 , α 2 , α 3 ) in accordance with the reference angle (θ) is a suction area near the suction port (IN) based on the reference angle (θ) The expansion angle α 2 between the cutoff positions C and 180 ° is smaller than that of the archimetic curve A, and the expansion angle α 3 in the discharge region near the discharge port OUT is increased. .
상기 표 1에서 A는 아키메딕 곡선을, E는 지수함수 곡선을 각각 나타낸다.In Table 1, A represents an archimetic curve and E represents an exponential curve.
도 4에 본 발명에 의한 변형곡선(M)의 스크롤 하우징(52)과 종래기술의 아키메딕 곡선(A)에 의한 스크롤 하우징과 지수함수 곡선(E)에 의한 스크롤 하우징이 도시되어 있는데, 상기 표 1 및 도 5에 도시된 바와 같이 컷오프 위치(C)로부터 180°까지는 본 발명에 의한 스크롤 하우징의 곡률반경(R0)이 종래기술에 비하여 작게 설계되어 있고, 180°로부터 360°사이에서는 본 발명에 의한 스크롤 하우징의 곡률반경(R0)이 크게 증가하여 360°에서는 종래기술에 비하여 곡률반경(R0)이 크게 나타난다.4 shows the scroll housing 52 of the deformation curve M according to the invention, the scroll housing according to the prior art archimetic curve A, and the scroll housing according to the exponential curve E. As shown in FIG. 1 and FIG. 5, the radius of curvature R 0 of the scroll housing according to the present invention from the cutoff position C to 180 ° is designed to be smaller than that of the prior art, and the present invention is used between 180 ° and 360 °. the radius of curvature of the scroll housing according to the (R 0) is the significant increase in 360 ° when large radius of curvature (R 0) as compared to the prior art.
즉, 도 5에 도시된 바와 같이 기준각도(θ) 0°에서 컷오프 위치(C)까지의팽창각도를 α1, 컷오프 위치(C)로부터 180°까지의 팽창각도를 α2, 180°로부터 360°까지의 팽창각도를 α3라 할 때, 본 발명에 의한 송풍기의 스크롤 하우징(52)은 종래기술에 비하여 α1은 증가한 것이고, α2는 아주 많이 감소한 것이며, α3는 다시 증가하도록 설계한 것이다. 그리고, 도 5에 도시된 M'는 본 발명에 의한 스크롤 하우징의 급격히 변화하는 팽창각도(α1, α2, α3)에 따라 설계된 것을 나타내고, M은 M'의 급격한 팽창각도(α1, α2, α3)의 변화를 줄이기 위해 곡선을 사용하여 커브 피팅(curve fitting)한 것이다.That is, as shown in FIG. 5, the expansion angle from the reference angle θ 0 ° to the cutoff position C is α 1 , and the expansion angle from the cutoff position C to 180 ° is α 2 , 180 ° to 360 °. When the inflation angle up to α 3 , the scroll housing 52 of the blower according to the present invention has increased α 1 , α 2 has been greatly reduced compared to the prior art, and α 3 is designed to increase again. . In addition, M 'shown in FIG. 5 indicates that it is designed according to the rapidly changing inflation angles α 1 , α 2 , α 3 of the scroll housing according to the present invention, and M is a sudden inflation angle α 1 , Curve fitting using curves to reduce the change in α 2 , α 3 ).
종래기술에서 설명한 예와 마찬가지로 임펠러의 외경(ψ)이 80㎜이고, 스크롤 하우징의 폭(W)이 117㎜로 한정되었을 경우 본 발명에 의한 스크롤 하우징(52)의 팽창각도 α3는 약 8.2°가 되어 스크롤 하우징(52)의 크기를 동일하게 하여도 풍량이 종래기술에 비하여 크게 늘어난다. 이때, 기준각도(θ) 180°에서의 폭(W180)은 48.15㎜가 되고, 기준각도(θ) 360°에서는 폭(W360)이 68.83㎜가 된다.Similarly to the example described in the prior art, when the outer diameter ψ of the impeller is 80 mm and the width W of the scroll housing is limited to 117 mm, the expansion angle α 3 of the scroll housing 52 according to the present invention is about 8.2 °. Even if the size of the scroll housing 52 is the same, the air volume is greatly increased as compared with the prior art. At this time, the width W180 at the reference angle θ 180 ° is 48.15 mm, and at the 360 ° of the reference angle θ, the width W360 is 68.83 mm.
한편, 도 6은 본 발명에 의한 송풍기와 종래기술에 의한 송풍기의 풍량에 대한 정압을 비교한 그래프로서, 본 발명에 의한 변형곡선(M)을 사용하여 설계된 송풍기가 종래기술의 아키메딕 곡선(A)을 사용하여 설계된 송풍기에 비하여 단품자체의 풍량이 증가할 뿐만 아니라 시스템 저항곡선(S)이 직선적으로 증가할 때에도 풍량이 증대된 것을 알 수 있다.On the other hand, Figure 6 is a graph comparing the static pressure of the air volume of the blower according to the invention and the conventional blower according to the present invention, the blower designed using the deformation curve (M) according to the present invention is a prior art archimetic curve (A Compared to the blower designed using), it can be seen that the amount of air flow is increased even when the system resistance curve (S) increases linearly as well as the air volume of the unit itself.
이와 같이, 본 발명에 의한 송풍기는 흡입영역에서는 팽창각도를 줄이고 토출영역에서는 팽창각도를 크게 하여 스크롤 하우징의 폭이 커지지 않도록 한 것으로 동일 풍량의 송풍기 설계시 풍량의 이득으로 송풍기의 체적을 줄일 수 있다.As described above, the blower according to the present invention reduces the inflation angle in the suction area and increases the inflation angle in the discharge area so that the width of the scroll housing does not increase. Accordingly, the volume of the blower can be reduced by the gain of the air volume when designing the blower with the same air flow rate. .
또한, 토출영역에서의 팽창각도 확대로 토출면적이 크게 되므로 토출속도를 정압으로 쉽게 변환시켜 운전소음의 저감 및 풍량의 증대를 구현할 수 있다.In addition, since the discharge area is increased by expanding the expansion angle in the discharge area, it is possible to easily convert the discharge speed to the static pressure to reduce the operation noise and increase the air volume.
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| KR1019990019969A KR100300604B1 (en) | 1999-06-01 | 1999-06-01 | Blower |
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| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100300604B1 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100955574B1 (en) * | 2003-06-04 | 2010-04-30 | 한라공조주식회사 | Scroll Case of a Blower Unit for an Air Conditioning System of Automobile |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4644135A (en) * | 1983-08-29 | 1987-02-17 | The Marley Company | Wall mounted forced air electric heater |
| JPH01170798A (en) * | 1987-12-24 | 1989-07-05 | Nippon Denso Co Ltd | Centrifugal blower |
| US5570996A (en) * | 1994-06-27 | 1996-11-05 | American Standard Inc. | Compact centrifugal fan |
| JPH1137096A (en) * | 1997-07-17 | 1999-02-09 | Zexel Corp | Blower unit |
-
1999
- 1999-06-01 KR KR1019990019969A patent/KR100300604B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4644135A (en) * | 1983-08-29 | 1987-02-17 | The Marley Company | Wall mounted forced air electric heater |
| JPH01170798A (en) * | 1987-12-24 | 1989-07-05 | Nippon Denso Co Ltd | Centrifugal blower |
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| JPH1137096A (en) * | 1997-07-17 | 1999-02-09 | Zexel Corp | Blower unit |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20010001016A (en) | 2001-01-05 |
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