KR100382485B1 - 원심형 송풍기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 회전차로부터 토출되는 유체가 회전차의 반경 방향을 따라 이동하면서 회전축 방향으로 유속이 불균일해지는 것을 완화시키고자 하는데 그 목적이 있다.

상기 목적은 유체가 흡입되는 벨 마우스(26)를 구비한 흡입면(22)과, 상기 흡입면(22)에 대향되게 위치된 바닥면(21)과, 상기 흡입면(22)과 상기 바닥면(21)을 연결하는 스크롤형의 격벽(23)으로 이루어진 하우징과, 상기 하우징 내부에 설치된 회전차(10)를 구비한 원심형 송풍기에 있어서; 상기 회전차(10) 주위의 상기 흡입면(22) 내측에 돌출부(30)를 구비한 원심형 송풍기를 제공함으로서 달성될 수가 있다. 여기서, 상기 돌출부는 상기 회전차(10)의 반경방향을 따라 상기 흡입면(22)을 기준으로 그 높이가 점차 높아진후 낮아지는 단면 형상을 갖는 것이 바람직하며, 보다 상세하게는 상기 돌출부는 상기 돌출부는 반원형, 반타원형, 반유선형중 어느 하나의 단면을 갖을 수 있다.

Description

원심형 송풍기{Centrifugal Fan}

본 발명은 스크롤 케이스내에서 유동하는 공기의 흐름을 원활하게 하여 소음은 줄이고 공기량은 증대시킨 원심형 송풍기에 관한 것이다.

도 1a는 종래의 원심형 송풍기의 조립 사시도이고, 도 1b는 종래 원심형 송풍기의 사시도이다. 도 1a 및 도 1b를 참조하면, 종래의 원심형 송풍기는 회전차(10)와, 이 회전차(10)의 외면을 감싸는 하우징, 스크롤 케이스(20)로 대별된다.

상기 회전차(10)는 디스크(disk)형의 주판(11)과, 상기 주판(11)의 중심에 설치된 회전축(12)과, 상기 회전축(12)과 평행하게 상기 주판(11)의 원주면을 따라 설치된 복수개의 블레이드(13)와, 상기 블레이드(13) 각각의 자유단에 고정되어 상기 블레이드(13)를 고정시키는 고리 형상의 림(14)(rim)으로 구성되어 있다. 여기서 상기 회전차(10)의 림(14)이 설치된 부분은 공기가 흡입되는 흡입구를 형성하게 된다.

상기 스크롤 케이스(20)는 상기 주판(11)에 인접하며 상기 회전축(12)이 관통하는 바닥면(21)과, 상기 림(14)부에 인접한 흡입면(22)과, 상기 바닥면(21)과 흡입면(22)의 사이를 연결하는 격벽(23)으로 구성된다. 여기서 상기 격벽(23)은 상기 회전축(12), 즉 상기 회전차(10)를 스크롤형으로 감싸도록 형성되어 있다. 상기 격벽(23)은 그 시작단 및 끝단이 상기 흡입면(22) 및 바닥면(21)과 더불어 공기가 토출되는 토출구(24)를 형성하도록 연장되어 있다. 또한, 상기 회전차(10)의림(14)부에 인접한 흡입면(22)에는 상기 흡입구와 거의 동일한 크기의 개공(25)이 형성되어 있다. 이 개공(25)을 통하여 상기 흡입구로 공기가 유입되는데 흡입 유동을 균일하게 하여 성능을 높이고 소음을 저감할 수 있도록 상기 개공(25)의 내주면에는 벨 마우스(26)(bell mouth)가 설치되어 있다.

이와 같이 구성되는 원심형 송풍기가 작동하게 되면, 상기 회전축(12)이 회전하여 회전차(10)가 회전하게 된다. 여기서 상기 블레이드(13)의 내측단은 외측단 비해 반경이 작으므로 블레이드(13)의 내측단은 외측단에 비해 저속이 되게 된다. 따라서 상기 회전차(10)의 내부는 고압이 되고 외부는 저압이 되므로 공기는 상기 벨 마우스(26)와 흡입구를 통해 회전차(10) 내부로 이동한다. 이후 공기는 블레이드(13)를 통과하면서 회전차(10)의 반경 방향 외측으로 토출되게 된다. 계속해서 공기는 상기 회전차(10)의 외주면과 스크롤 케이스(20)의 내면이 이루는 유로를 따라 이동한 후 토출구(24)를 통해 토출되게 된다.

여기서, 상기 회전차(10)로부터 토츨되는 공기는 축방향으로 이동하다가 방향을 전환하여 회전축(12)에 수직한 주판(11)을 따라 토출되게 된다. 이는 공기가 회전차(10)에 의해 흡입되어 토출되기까지 90°정도의 급격한 유동 방향의 변화가 있음을 의미한다.

도 2는 종래의 원심형 송풍기에 따른 회전차의 반경 방향을 따라 평균유속을 측정한 유동 단면의 개략도이다, 도 2를 참조하면 회전축(12)을 따라 흡입면(22)측에 인접한 공기의 속도가 가장 느리고 바닥면(21)측에 근접한 블레이드(13)를 통해 토출된 공기기 속도가 가장 빠르다는 것을 알 수 있다. 이러한 속도의 차이는흡입면(22)측에서의 토출을 방해하여 와류를 발생시킨다.

도 3은 종래 원심형 송풍기의 토출구(24)로부터 토출되는 공기의 유동 단면을 예시하는 개략도로서, 흡입면(22)측에 발생된 와류에 의해 토출되는 기류의 불균일을 잘 예시하고 있다. 상기 흡입면(22)측에서의 상기 와류 성분은 공기의 토출을 원활하게 하지 못하여 풍량을 저하시키고, 와류를 유발하여 광대역의 소음을 유발하게 된다.

본 발명은 회전차로부터 토출되는 유체가 회전차의 반경 방향을 따라 이동하면서 회전축 방향으로 유속이 불균일해지는 것을 완화시키고자 하는데 그 목적이 있다.

상기 목적은 유체가 흡입되는 벨 마우스를 구비한 흡입면과, 상기 흡입면에 대향되게 위치된 바닥면과, 상기 흡입면과 상기 바닥면을 연결하는 스크롤형의 격벽으로 이루어진 하우징과, 상기 하우징 내부에 설치된 회전차를 구비한 원심형 송풍기에 있어서; 상기 회전차 주위의 상기 흡입면 내측에 돌출부를 구비한 원심형 송풍기를 제공함으로서 달성될 수가 있다.

도 1a는 종래 원심형 송풍기의 조립 사시도

도 1b는 종래 원심형 송풍기의 사시도

도 2는 종래의 원심형 송풍기에 따른 회전차의 반경 방향을 따라 평균 유속을 측정한 유동 단면의 개략도

도 3은 종래 원심형 송풍기의 토출구로부터 토출되는 공기의 유동 단면을 예시하는 개략도

도 4는 본 발명에 따른 원심형 송풍기의 회전차 반경 방향을 따라 평균 유속을 측정한 유동 단면의 개략도

도 5는 본 발명에 따른 원심형 송풍기의 토출구로부터 토출되는 공기의 유동 단면을 예시하는 개략도

*도면 부호에 대한 간단한 설명*

10: 회전차 20: 스크롤 케이스

22: 흡입면 26: 벨 마우스

21: 바닥면 23: 격벽

30: 돌출부

이하 도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명의 원심형 송풍기를 설명한다. 도 4는 본 발명에 따른 원심형 송풍기의 회전차 반경 방향을 따라 평균 유속을 측정한 유동 단면의 개략도이고, 도 5는 본 발명의 원심형 송풍기의 토출구로부터 토출되는 공기의 유동 단면을 예시하는 개략도이다. 도 4 및 도 5를 설명함에 있어, 종래와 동일한 구성 부품에 대해서는 종래와 동일한 도면부호를 사용하였다.

도 4를 참조하면 본 발명의 원심형 송풍기는 유체가 흡입되는 벨 마우스(26)를 구비한 흡입면(22)과, 상기 흡입면(22)에 대향되게 위치된 바닥면(21)과, 상기 흡입면(22)과 상기 바닥면(21)을 연결하는 스크롤형의 격벽(23)으로 이루어진 하우징 즉, 스크롤 케이스(20)와, 상기 하우징 내부에 설치된 회전차(10)를 기본 구성으로 한다.

본 발명은 이러한 원심형 송풍기의 구성에 있어서, 회전차(10) 주위의 상기 흡입면(22) 내측에 돌출부(30)를 구비한 것에 그 특징이 있다. 상기 돌출부(30)는 상기 회전차(10)의 반경방향을 따라 상기 흡입면(22)을 기준으로 그 높이가 점차 높아진 후 낮아지는 단면 형상을 갖고 있다. 보다 상세하게는 유체와 접촉하는 상기 돌출부(30)의 외주면은 곡선형 즉, 반원형, 반타원형, 반유선형중 어느 하나의 단면을 갖는 것이 바람직하다. 여기서 반원형, 반타원형, 반유선형으로 형성하는 이유는 상기 흡입면(22)과 접하는 상기 돌출부(30)의 저부(33)를 상기 흡입면(22)에 대응하는 형상 즉, 평면으로 형성하여야 하기 때문이다. 도 4, 5에서는 예시적으로 상기 돌출부(30)가 유선형인 것으로 나타내었다.

한편 상기 회전차(10)의 회전축(12) 방향을 따른 상기 돌출부(30)의 저부(33)에서 외주면 정점까지의 거리(t)는 상기 흡입면(22) 내측면과 회전차(10) 사이의 최단 거리(L) 보다 크게 하는 것이 바람직하다. 이는 t가 L 보다 작은 경우 흡입면(22)측의 저속의 공기는 바닥면(21)측의 고속의 유체로 안내되지 못하고 돌출부(30)위를 그대로 지나가 버리기 때문이다.

또한, 상기 돌출부(30)는 상기 회전차(10)의 주위를 따라 상기 흡입면(22) 내측에 연속적으로 위치될 수도 있으며 불연속적으로 위치될 수도 있다. 즉, 이경우 흡입면(22)에 형성된 돌출부는 입체적 관점에서 고리형태를 이루게 된다.이와 같은 실시예의 차이는 다양한 원심형 송풍기의 특성에 따라 선택되어질 수 있다. 여기서 상기 돌출부(30)를 불연속적으로 원호형을 이루도록 형성하고 그 수를 최소 예를 들어 한 개로 하여야 한다면 상기 돌출부(30)는 상기 스크롤 케이스(20)의 토출구(24)에 인접한 측에 위치시키는 것이 바람직하다. 이는 토출구(24)측에 설치된 돌출부(30)가 유체의 속도를 제어하고 흐름을 안정화시키는데 있어서 가장 효과적으로 작용할 수 있기 때문이다.

상기 돌출부(30)는 상기 흡입면(22)과 별도로 제작되어 고정되어질 수 있다. 돌출부(30)의 고정위치는 상기 벨 마우스(26)측에 인접시켜 저속의 유체가 와류를 발생시키기 전에 바닥면(21)측의 고속의 유체로 안내되도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 돌출부(30)는 상기 벨 마우스(26)와 일체로 형성하여 벨 마우스(26)를 상기 흡입면(22)에 설치하는 것만으로서도 돌출부(30)가 동시에 설치될 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 이는 별도의 작업을 통해 돌출부(30)를 고정해야하는 수고를 덜 수 있게 된다.

이와 같이 구성되는 원심형 송풍기의 돌출부(30)의 선단(31)은 흡입면(22)측의 저속의 유체를 바닥면(21)측의 고속의 유체로 안내하게 된다. 또한, 유체가 진행하여 돌출부(30)의 끝단(32)으로 이동하게 되면 유체의 운동에너지는 압력 에너지로 전환되게 된다. 이는 돌출부(30)의 끝단(32)이 디퓨져(diffuser)의 역할을 하여 토출구(24)에서의 토출 유속을 회전축(12) 방향에 있어서 편차없이 균일하게 유지시키게 됨을 의미한다. 도 5는 돌출부(30)에 의해 토출구(24)에서의 공기 흐름이 균일한 것을 잘 예시하고 있다.

이와 같이 상기 돌출부에 의해 토출구에서의 회전축 방향에 따른 유체의 유속이 일정하게 유지되므로 종래 축방향 속도 성분의 차이에 의해 발생되었던 와류와 광대역 소음을 제거할 수가 있게 된다. 또한, 와류 성분에 의해 토출구의 일부가 막히는 현상도 해소되어 원심형 송풍기의 토출 유량을 증가시킬수 있다.

Claims (11)

1. 유체가 흡입되는 벨 마우스를 구비한 흡입면과, 상기 흡입면에 대향되게 위치된 바닥면과, 상기 흡입면과 상기 바닥면을 연결하는 스크롤형의 격벽으로 이루어진 하우징과, 상기 하우징 내부에 설치된 회전차를 구비한 원심형 송풍기에 있어서;

   상기 흡입면 내측에 회전차 주위를 따라 돌출부가 구비되되, 상기 돌출부는 상기 회전차의 반경방향을 따라 상기 흡입면을 기준으로 그 높이가 점차 높아진후 낮아지는 곡선형의 단면 형상을 가지며,

   상기 회전차에 연결된 회전축 방향을 따른 상기 돌출부의 저부에서 외주면 정점까지의 거리는 상기 흡입면 내측면과 회전차 사이의 최단 거리 보다 큰 것을 특징으로 하는 원심형 송풍기.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 돌출부는 반원형, 반타원형, 반유선형중 어느 하나의 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 원심형 송풍기.
5. 삭제
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 돌출부는 상기 회전차의 주위를 따라 상기 흡입면 내측에 연속적으로 위치된 것을 특징으로 하는 원심형 송풍기.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 돌출부는 상기 회전차의 주위를 따라 상기 흡입면 내측에 불연속적으로 위치된 것을 특징으로 하는 원심형 송풍기.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 돌출부는 상기 하우징의 토출구 방향에만 위치된 것을 특징으로 하는 원심형 송풍기.
9. 제 6 항 내지 제 8 항중 어느 한 항에 있어서,

   상기 돌출부는 상기 흡입면에 고정된 것을 특징으로 하는 원심형 송풍기.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 돌출부는 상기 벨 마우스측에 인접한 것을 특징으로 하는 원심형 송풍기.
11. 제 6 항 내지 제 8 항중 어느 한 항에 있어서,

    상기 돌출부는 상기 벨 마우스와 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 원심형 송풍기.