KR100413177B1

KR100413177B1 - 원심 다익 팬

Info

Publication number: KR100413177B1
Application number: KR10-2001-0063896A
Authority: KR
Inventors: 김재원
Original assignee: 학교법인 선문학원; 김재원
Priority date: 2001-10-17
Filing date: 2001-10-17
Publication date: 2003-12-31
Also published as: US20030077174A1; JP2003120587A; KR20030032232A

Abstract

본 발명은 원심 다익 팬에 관한 것으로서, 다수의 블레이드가 원형으로 배열되고, 상기 다수의 블레이드의 일측단이 설치되는 단부판을 구비한 원심 다익 팬에 있어서, 상기 단부판의 중간부에는 공기 입구를 향하여 돌출된 허브가 구비되고, 상기 허브의 돌출높이(Hb)는 팬 직경(Df)의 0.3배 이하로 되어 있으므로, 상기 허브에 구동 모터를 취부하게 되는데, 전체 구조물의 크기를 소형화하면서 유량손실을 최소화하여, 팬 성능의 현저한 저하를 방지하는 효과가 있다.

Description

원심 다익 팬{multi-blade centrifugal fan}

원심 송풍기는 팬의 축방향으로 공기가 유입하여 공기 입구에 대해 90도 방향으로 토출되는데, 가정용 공기 조화기의 패키지 에어콘 등에 많이 사용되고 있다.

이러한 원심 송풍기는 도1 및 도2에 도시한 바와 같이, 다수의 블레이드(2)가 원형으로 배열된 원심 다익 팬(4)과, 상기 원심 다익 팬(4)의 외측에 설치되어 와선형으로 통풍로를 형성하는 스크롤 케이싱(6)을 구비한다.

상기 스크롤 케이싱(6)에서 원심 다익 팬(4)의 축방향에는 공기가 유입하는 공기 입구(8)가 형성되고, 상기 공기 입구(8)에 대해 90도 방향으로 공기 출구(10)가 형성되며, 상기 원심 다익 팬(4)은 상기 다수의 블레이드의 일측단이 설치되는 단부판(12)을 구비한다.

상기 단부판(12)의 중간부에는 공기 입구를 향하여 돌출된 허브가 구비되고, 상기 허브의 공간(S)에는 모터(M)가 수용되어 설치되어 있다.

원심 송풍기의 성능을 결정하는 인자들은 Cut-off 간격, 스크롤 케이싱의 형상, 블레이드의 형상등 여러가지가 있으며, 이들 인자에 대한 많은 연구가 이루어져 소음을 감소시키고 효율을 높이는 원심 송풍기가 개발되어 있다.

최근 가정용 패키지 에어콘 등에 장착되는 송풍기는 가전제품의 소형화 추세에 발맞추어, 도2에 도시한 바와 같이, 상기 단부판(12)의 중간부에는 공기 입구를 향하여 돌출된 허브를 형성하고, 상기 허브의 공간(S)에는 구동 모터(M)를 수용 설치하여, 송풍기 전체의 크기를 줄이고 있다.

그런데, 돌출된 허브는 필연적으로 공기의 흡입 유동에 저항을 주어 팬의 성능을 저하시키고 있지만, 허브의 돌출높이와 팬의 성능에 대한 연구가 이루어지지 않아서 모터를 취부하기 위한 허브의 적절한 돌출높이가 제시되지 않았다. 따라서, 송풍기의 소형화를 이루고 있으나 팬의 성능의 저하를 감수해야 한다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 송풍기의 소형화를 이루면서 팬 성능의 현저한 저하를 방지하는 원심 다익 팬을 제공하는 데 있다.

도1은 일반적인 원심 송풍기를 나타내는 개략 단면도,

도2는 도1에서 화살표 A-A선에 따른 단면도,

도3은 본 발명에 의한 원심 다익 팬의 사시도,

도4는 본 발명의 제1실시예에 의한 원심 다익 팬의 개략 단면도,

도5는 본 발명의 제2실시예에 의한 원심 다익 팬의 개략 단면도,

도6은 도4의 원심 다익 팬의 허브의 돌출높이를 변화시키면서 팬의 성능을 시험한 그래프.

도7은 도5의 원심 다익 팬의 허브의 돌출높이를 변화시키면서 팬의 성능을 시험한 그래프이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

20, 120 : 원심 다익팬 22 : 블레이드

24 : 단부판 26 : 지지링

28 : 허브 30 : 보스

32 : 지지 리브 34 : 구멍

본 발명은, 다수의 블레이드가 원형으로 배열되고, 상기 다수의 블레이드의 일측단이 설치되는 단부판을 구비한 원심 다익 팬에 있어서, 상기 단부판의 중간부에는 공기 입구를 향하여 돌출된 허브가 구비되고, 상기 허브의 돌출높이(Hb)는 팬 직경(Df)의 0.3배 이하인 것을 특징으로 한다.

상기 허브는 공기 입구측의 직경이 작은 원뿔대 형상인 것이 바람직하다.

상기 허브는 원통형상으로 이루어질 수도 있다.

그리고, 상기 허브의 측면에는 허브의 수용공간에 설치되는 모터의 열을 식히도록 다수의 구멍이 형성되어 있는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명의 실시예에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도3 및 도4는 본 고안의 제1실시예를 나타낸다. 도시한 바와 같이, 원심 다익 팬(20)은, 다수의 블레이드(22)가 일정한 간격을 두고 원형으로 배열되고, 상기 다수의 블레이드(22)의 일측단(모터 부착측)에는 단부판(24)이 설치되고, 상기 다수의 블레이드(22)의 타측단(공기 입구측)에는 지지링(26)이 설치되어, 전체적으로 원통형을 이루고 있다.

상기 단부판(24)의 중간부는 공기 입구를 향하여 돌출되어 허브(28)를 이루고 있고, 상기 허브의 돌출높이(Hb)는 팬 직경(Df)의 0.3배 이하이다. 상기 허브(28)는 공기 입구측의 직경이 작은 원뿔대 형상이며, 그 모서리는 라운딩되어 있다. 상기 허브(28)는 상기 단부판과 일체로 형성되거나 별도의 부재로 형성될 수 있다.

상기 허브(28)의 중앙 상측면에는 후술하는 모터의 모터축이 삽입되어 고정되는 보스(30)가 돌출형성되고, 상기 보스(30)의 외측면에는 다수의 지지 리브(32)가 구비되어 있다. 상기 허브(28)의 하측에 형성된 수용공간(S)에는 구동 모터(M)가 수용되어 그 모터축이 상기 보스(30)에 끼워져 고정된다. 또한, 상기 구동 모터(M)는 그 외측면 또는 하측단면이 원심 다익 팬(20)을 싸고 있는 스크롤 케이싱(도시안됨)에 의해 지지 고정된다.

그리고, 상기 허브(28)의 측면에는 허브의 수용공간(S)에 설치된 모터의 열을 식히도록 다수의 구멍(34)이 형성된다.

상기 지지링(26)의 팬의 외측면에 밀착하여 고정된 테이며, 다수의 블레이드(22)을 일정한 간격으로 유지시켜 지지한다.

한편, 도5는 본 발명의 제2실시예에 의한 원심 다익 팬(120)을 나타낸다. 본실시예의 단부판(124)은 그 허브(128)가 원통형이다. 상기 허브(128)는, 그 돌출높이(Hb)가 팬 직경(Df)의 0.3배 이하이고, 단부판(124)의 모서리는 라운딩되어 있다. 블레이드(122), 지지링(126), 보스(130), 지지리브(132), 허브의 측면에 형성된 구멍(도시안됨) 등의 구성은 도4(제1실시예)의 구성과 동일하다.

도6은 원뿔대 형의 허브를 가진 원심 다익 팬에서, 허브의 돌출높이(Hb)를 팬 외경(Df)의 0배(허브가 돌출되지 않은 상태), 0.25배, 0.33배, 0.48배, 0.59배로 변화시키면서 성능시험을 한 결과로서, 정압(ψ: 무차원)에 대한 유량(φ: 무차원)을 나타낸 그래프이다.

시험조건은 다음과 같다.

시험장치 : 미국공조학회(ASHRAE) 규격에 준하여 설계, 제작된 1.5 ~ 50 m³/min의 유량범위를 갖는 풍동.

시험방법 : KSB 6311에 의거하여 진행.

시험에 사용된 원뿔대 형의 허브를 가진 원심 다익 팬은, 팬의 높이(Hf)가 팬 외경(Df)의 0.47배이고, 그 허브의 최대직경(Db1)은 팬 외경(Df)의 0.55배인 것이고, 그 허브의 최소직경(Db2)은 팬 외경(Df)의 0.51배이며, 블레이드의 폭(Fw)은 팬 외경(Df)의 0.09배이다.

그래프에 나타난 바와 같이, 허브의 돌출높이(Hb)가 팬 외경(Df)의 0.25배 및 0.33배인 원심 다익 팬은, 허브가 돌출되지 않은 원심 다익 팬(Hb = 0)의 그래프에 거의 근접하고 있음을 알수 있다.

다음 표는 도6의 그래프를 수치화한 것으로서, 허브의 돌출높이(Hb)가 0 인원심 다익팬의 유량(최대 유량)에 대한 돌출된 허브의 유량 감소비를 나타낸다.

허브의 돌출높이	0.25Df	0.33Df	0.48Df	0.59Df
유량 감소비(최대유량 대비)	2%	4%	8%	12%

도7은 원통형의 허브를 가진 원심 다익 팬에서, 허브의 돌출높이(Hb)를 팬 외경(Df)의 0배(허브가 돌출되지 않은 상태), 0.30배, 0.41배, 0.55배, 0.66배로 변화시키면서 성능시험을 한 결과로서, 정압(ψ: 무차원)에 대한 유량(φ: 무차원)을 나타낸 그래프이다.

시험 장치 및 시험방법은 원뿔대 형의 허브를 가진 원심 다익 팬의 시험과 동일하며, 시험에 사용된 원통형의 허브를 가진 원심 다익 팬은, 팬의 높이(Hf)가 팬 외경(Df)의 0.47배이고, 그 허브의 직경(Db)은 팬 외경(Df)의 0.51배인 것이고, 블레이드의 폭(Fw)은 팬 외경(Df)의 0.09배이다.

그래프에 나타난 바와 같이, 허브의 돌출높이(Hb)가 팬 외경(Df)의 0.30배인 원심 다익 팬은, 허브가 돌출되지 않은 원심 다익 팬(Hb = 0)의 그래프에 거의 근접하고 있음을 알 수 있다.

다음 표는 도7의 그래프를 수치화한 것으로서, 허브의 돌출높이(Hb)가 0 인 원심 다익팬의 유량(최대 유량)에 대한 돌출된 허브의 유량 감소비를 나타낸다.

허브의 돌출높이	0.30Df	0.41Df	0.55Df	0.66Df
유량 감소비(최대유량 대비)	5%	15%	20%	22%

상기한 그래프 및 표에서 나타난 바와 같이, 허브가 돌출되면 성능이 감소하기는 하지만, 급격한 성능감소는 허브의 형상에 거의 관계없이 허브의 돌출높이(Hb)가 팬 외경(Df)의 약 0.40배 이상에서 생김을 알 수 있으며, 성능의감소를 최소하도록 허브의 돌출높이(Hb)가 팬 외경(Df)의 약 0.30배 이하인 것이 바람직함을 알 수 있다.

본 발명에 의한 원심 다익 팬에 의하면, 허브에 구동모터를 취부하게 되는데, 전체 구조물의 크기를 소형화하면서 유량손실을 최소화하여, 팬 성능의 현저한 저하를 방지하는 효과가 있다.

Claims

다수의 블레이드가 원형으로 배열되고, 상기 다수의 블레이드의 일측단이 설치되는 단부판을 구비한 원심 다익 팬에 있어서,

상기 단부판의 중간부에는 공기 입구를 향하여 돌출된 허브가 구비되고,

상기 허브의 돌출높이(Hb)는 팬 직경(Df)의 0.3배 이하인 것을 특징으로 하는 원심 다익 팬.
제1항에 있어서,

상기 허브는 공기 입구측의 직경이 작은 원뿔대 형상인 것을 특징으로 하는 원심 다익 팬.
제1항에 있어서,

상기 허브는 원통형상인 것을 특징으로 하는 원심 다익 팬.
제1항에 있어서,

상기 허브의 측면에는 허브의 수용공간에 설치되는 모터의 열을 식히도록 다수의 구멍이 형성된 것을 특징으로 하는 원심 다익 팬.