KR100400472B1 - 터보팬 - Google Patents

Abstract

본 발명은 터보팬에 관한 것으로서, 특히 축방향으로 유입된 공기 중 허브와 부딪히는 공기를 흡입구 측으로 안내함으로 토출되는 공기의 속도가 균일하도록 하는 터보팬에 관한 것이다.

본 발명에 따른 터보팬은 흡입유로를 형성하는 쉬라우드와, 상기 쉬라우드와 대향되게 배치되어 곡선면의 토출유로를 형성하는 외경면의 둘레방향으로 토출구가 형성된 허브와, 상기 허브와 쉬라우드 사이에 설치되어 원심력에 의해 축방향으로 흡입된 공기를 직각방향으로 강제 토출시키는 날개로 구성되는 터보팬에 있어서, 상기 허브는 축방향으로 유입된 공기가 허브와 부딪혀서 허브의 곡선면을 따라 토출됨으로 상대적으로 토출속도가 빠른 외경면측의 공기를 상대적으로 토출속도가 느린 쉬라우드측으로 안내함으로 토출부로 토출되는 공기의 속도를 균일하게 하는 가이드부가 형성되는 것으로 토출되는 공기의 속도를 균일하게 분배함으로 동일 풍량에서의 소음을 저감시킬 수 있다.

Description

터보팬 { a turbo-fan }

본 발명은 터보팬에 관한 것으로서, 특히 축방향으로 유입된 공기 중 허브와 부딪히는 공기를 흡입구 측으로 안내되도록 함으로 토출되는 공기의 속도가 균일하도록 하는 터보팬에 관한 것이다.

일반적으로 터보팬은 날개차 또는 로터의 회전력에 의해 발생되는 기체의 원심력을 이용하여 기체를 압송하는 원심팬의 일종으로, 이러한 터보팬은 축방향으로 공기를 흡입하여 날개의 사이사이 즉 팬의 측면부로 토출되는 방식으로 공기가 팬의 내부로 유입되어 외부로 토출됨으로 많은 풍량을 발생시킬 수 있어 대형 공기조화기 등에 주로 사용된다.

도 1은 종래기술에 따른 터보팬이 도시된 평면도이고, 도 2는 도 1의 A-A선에 따른 단면도이다.

종래 기술에 따른 터보팬은 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 중앙에 모터축이 장착되어 회전하며 토출 유로를 형성하는 허브(2)와, 상기 허브(2)의 전방에 방사형으로 부착되어 원심력에 의해 공기를 흡입하여 강제 유동시키는 날개(4)와, 상기 허브(2)와 대향되게 배치되도록 상기 날개(4)의 하단을 따라 연결되어 흡입되는 공기의 유로를 형성하는 쉬라우드(6)로 구성된다.

여기서, 상기 허브(2)는 중앙에 모터축과 연결되는 홀(2h)이 형성됨과 동시에 외경 방향으로 연장되는 외경면을 형성하되 토출되는 유로를 곡선면으로 형성하고, 전방측 개방된 공간에는 공기가 유입되는 흡입부(8)가 형성되며, 날개의 외주 둘레로 날개에 의해 가압된 공기가 토출되는 토출부(10)가 형성된다.

상기 허브(2)의 외경면에는 날개(4)의 상면이 상기 외경면의 둘레방향으로 다수개가 부착되되 상기 날개(4)는 회전방향에 따라 형상이 결정되는 백워드 스윕(backward sweep) 모양이 되고, 회전시 원심력에 의하여 날개의 압력면(4a)과 부압면(4b)이 형성된다.

그리고, 상기 쉬라우드(6)는 상기 날개(4)의 하면을 연결하여 상기 날개(4)를 지지하도록 링형으로 형성된다.

상기와 같이 구성된 종래 기술에 따른 터보팬의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

모터가 작동되어 모터와 연결된 허브(2) 및 상기 허브(2)에 고정된 날개(4)와 쉬라우드(6)가 모터축을 중심으로 회전하게 되면, 공기는 쉬라우드(6) 내측으로 즉 흡입부(8)로 유입되어 허브(2)의 곡선면에 부딪혀 토출부(10)로 안내됨과 동시에 날개의 부압면(4b)에 부딪히며 압축되어 상기 허브의 토출부(10)로 토출된다.

그러나, 종래의 터보팬은 흡입된 공기가 곡선면을 형성하는 허브에 의해 토출부 측으로 안내되긴 하지만 빠른 속도로 유입되는 공기는 허브에 부딪혀서 허브의 곡선면을 따라 토출됨으로 상대적으로 외경면측의 토출속도가 흡입부측 즉 시라우드측의 토출속도보다 빠르게 형성되기 때문에 와류를 형성하여 소음을 발생시키고, 이로 인하여 송풍효율을 떨어뜨리는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 축방향으로 유입된 공기 중 허브와 부딪혀 허브의 곡선면을 따라 토출됨으로 상대적으로 토출속도가 빠른 외경면측의 공기를 상대적으로 토출속도가 느린 쉬라우드측으로 안내함으로 토출부로 토출되는 공기의 유동속도분포를 균일하도록 형성함으로써, 소음을 저감시키고, 송풍효율을 증대시키는 터보팬을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 터보팬이 도시된 평면도,

도 2는 도 1의 A-A선에 따른 단면도,

도 3은 본 발명에 따른 터보팬의 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

52 : 허브 54 : 날개

56 : 쉬라우드 58 : 흡입부

60 : 토출부 62 : 가이드부

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 터보팬은 흡입유로를 형성하는 쉬라우드와, 상기 쉬라우드와 대향되게 배치되어 곡선면의 토출유로를 형성하는 외경면의 둘레방향으로 토출구가 형성된 허브와, 상기 허브와 쉬라우드 사이에 설치되어 원심력에 의해 축방향으로 흡입된 공기를 직각방향으로 강제 토출시키는 날개로 구성되는 터보팬에 있어서, 상기 허브는 축방향으로 유입된 공기가 허브와 부딪혀서 허브의 곡선면을 따라 토출됨으로 상대적으로 토출속도가 빠른 외경면측의 공기를 상대적으로 토출속도가 느린 쉬라우드측으로 안내함으로 토출부로 토출되는 공기의 속도를 균일하게 하는 가이드부가 형성된다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

상기 본 발명에 따른 터보팬은 도 3에 도시된 바와 같이 흡입되는 공기의 유로를 형성하는 쉬라우드(56)와, 상기 쉬라우드(56)에 의해 연결되며 흡입되는 공기를 강제 유동시키는 다수의 날개(54)와, 상기 쉬라우드(56)와 대향되게 배치되어 둘레방향에는 상기 날개(54)가 부착되고 중앙에는 모터가 연결되며 토출되는 공기의 유동속도가 위치에 상관없이 균일하도록 형성하는 허브(52)로 구성된다.

상기 쉬라우드(56)는 상기 날개(54)의 하단을 연결하는 링형의 형상으로 축방향으로 흡입되는 공기의 와류를 방지하기 위하여 공기가 흡입되는 부분에 설치되어 완만한 곡선면을 형성한다.

상기 날개(54)는 회전방향에 따라 형상이 결정되는 백워드 스윕(backwardsweep) 모양이 되고, 회전시 원심력에 의하여 날개의 압력면(4a)과 부압면(4b)이 형성되며, 하단은 상기 쉬라우드(56)에 의해 연결되고, 상단은 상기 허브(52)에 부착된다.

상기 허브(52)는 중앙에 모터축과 연결되는 홀(52h)이 형성됨과 동시에 외경방향으로 연장되는 외경면을 형성하되 토출되는 유로를 곡선면으로 형성하고, 전방측 개방된 공간에는 공기가 유입되는 흡입부(58)가 형성되며, 날개(54)의 외주 둘레방향으로는 상기 날개(54)가 부착되어 가압된 공기가 토출되는 토출부(60)가 형성된다.

여기서, 상기 허브(52)에는 축방향으로 유입된 공기가 허브(52)와 부딪혀서 토출되기 때문에 상대적으로 토출속도가 빠른 외경면측의 공기를 상대적으로 토출속도가 느린 쉬라우드(56)측으로 안내하는 가이드부(62)가 상기 외경면의 둘레 전체에 형성된다.

상기 가이드부(62)는 상기 외경면의 둘레로부터 상기 쉬라우드(56) 측으로 일정 경사각(θ)을 이루어 완만한 곡선면이 형성된 것이다.

따라서, 상기 허브(52)의 중앙으로 흡입되어 상기 허브(52)에 부딪힌 공기는 상기 가이드부(62)에 의해 상대적으로 토출속도가 느린 쉬라우드(56) 측으로 보내어져 쉬라우드(56)측 공기의 유동속도를 보강하게 됨으로 상기 토출부(60)의 토출유동속도는 전체적으로 균일하게 형성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

모터가 작동되어 모터와 연결된 허브(52) 및 상기 허브(52)에 부착된날개(54)와 쉬라우드(56)가 모터축을 중심으로 회전하게 되면, 공기는 쉬라우드(56) 내측으로 즉 흡입부(58)로 유입되어 허브(56)의 곡선면에 부딪혀 토출부(60)로 안내됨과 동시에 날개(54)에 부딪히며 압축되어 상기 허브(52)의 토출부(60)로 토출된다.

여기서, 상기 허브(52)와 부딪혀서 허브(52)의 곡선면을 따라 토출부(60)로 안내되는 공기는 상기 허브(52)의 외경면 둘레에 형성된 가이드부(62)에 의해 쉬라우드(56) 측으로 안내되기 때문에 상대적으로 토출속도가 빠른 외경면측의 공기가 상대적으로 토출속도가 느린 쉬라우드(56) 측에 보강됨으로 토출속도는 전체적으로 균일하게 된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 터보팬은 축방향으로 유입된 공기 중 허브와 부딪혀 허브의 곡선면을 따라 토출됨으로 상대적으로 토출속도가 빠른 외경면측의 공기를 상대적으로 토출속도가 느린 쉬라우드측으로 안내하는 가이드부를 허브의 외경면에 형성됨으로 토출부로 토출되는 공기의 유동속도분포를 균일하게 형성함으로써, 소음을 저감시킬 뿐 아니라 송풍효율을 증대시킬 수 있는 이점이 있다.

Claims (2)

1. 흡입유로를 형성하는 쉬라우드와, 상기 쉬라우드와 대향되게 배치되어 곡선면의 토출유로를 형성하는 외경면의 둘레방향으로 토출구가 형성된 허브와, 상기 허브와 쉬라우드 사이에 설치되어 원심력에 의해 축방향으로 흡입된 공기를 직각방향으로 강제 토출시키는 날개로 구성되는 터보팬에 있어서,

   상기 허브는 축방향으로 유입된 공기가 허브와 부딪혀서 허브의 곡선면을 따라 토출됨으로 상대적으로 토출속도가 빠른 외경면측의 공기를 상대적으로 토출속도가 느린 쉬라우드측으로 안내함으로 토출부로 토출되는 공기의 속도를 균일하게 하는 가이드부가 형성된 것을 특징으로 하는 터보팬.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 가이드부는 축방향으로 유입된 공기 중 허브와 부딪힌 공기가 상대적으로 토출속도가 느린 쉬라우드 측으로 안내되도록 하기 위하여 상기 허브의 외경으로부터 상기 쉬라우드 측으로 일정 경사각을 이루어 완만한 곡선면이 형성된 것을 특징으로 하는 터보팬.