KR101348035B1

KR101348035B1 - 원심 팬, 성형용 금형 및 유체 이송 장치

Info

Publication number: KR101348035B1
Application number: KR1020127008841A
Authority: KR
Inventors: 마사끼 오쯔까; 유끼시게 시라이찌
Original assignee: 샤프 가부시키가이샤
Priority date: 2009-09-09
Filing date: 2010-09-07
Publication date: 2014-01-03
Also published as: EP2476911A4; CN102483071A; JP2011058413A; EP2476911B1; KR20120061963A; CN102483071B; EP2476911A1; SG178913A1; EG26911A; MY153386A; AU2010293543A1; CA2773098A1; WO2011030750A1; US9388823B2; JP4761323B2; US20120171026A1

Abstract

원심 팬은, 둘레 방향으로 서로 간격을 두고 설치되는 복수의 팬 블레이드(21)를 구비한다. 팬 블레이드(21)는, 공기가 유입하는 전방 테두리부(26)와, 공기가 유출하는 후방 테두리부(27)를 갖는다. 팬 블레이드(21)에는, 전방 테두리부(26)와 후방 테두리부(27) 사이에서 연장되는 날개면(23)이 형성된다. 날개면(23)은, 원심 팬(10)의 회전 방향의 측에 배치되는 정압면(25)과, 정압면(25)의 이측에 배치되는 부압면(24)으로 이루어진다. 팬 블레이드(21)는, 원심 팬의 회전축에 직교하는 평면에 의해 절단된 경우에, 정압면(25) 및 부압면(24)에 각각 오목부(56) 및 오목부(57)가 형성되는 날개 단면 형상을 갖는다. 이와 같은 구성에 의해, 우수한 송풍 능력을 발휘하는 원심 팬, 그 원심 팬의 제조에 사용되는 성형용 금형 및 그 원심 팬을 구비하는 유체 이송 장치를 제공할 수 있다.

Description

원심 팬, 성형용 금형 및 유체 이송 장치{CENTRIFUGAL FAN, MOLDING DIE, AND FLUID FEEDER}

본 발명은, 일반적으로는 원심 팬, 성형용 금형 및 유체 이송 장치에 관한 것이며, 보다 특정적으로는 공기 조화기나 공기 청정기 등에 사용되는 원심 팬, 그 원심 팬의 제조에 사용되는 성형용 금형 및 그 원심 팬을 구비하는 유체 이송 장치에 관한 것이다.

종래의 원심 팬에 대해서, 예를 들어 일본 특허 공개 평5-106591호 공보에는, 송풍 효과를 향상시키는 것을 목적으로 한 송풍기용 시로코(sirocco) 팬이 개시되어 있다(특허문헌 1). 특허문헌 1에 개시된 송풍기용 시로코 팬은, 복수의 블레이드가 등간격으로 방사상 또한 링 형상으로 배치되어 형성되어 있다. 각 블레이드에는, 시로코 팬의 중공 부분으로부터 도입된 공기를 송풍하기 위한 서브 블레이드가 설치되어 있다.

또한, 일본 특허 공개 제2009-28681호 공보에는, 기류의 순환 효율을 높임으로써, 풍량을 증대시키지 않고, 실내의 공기 환경의 개선 효과를 크게 높이는 것을 목적으로 한 공기 청정기가 개시되어 있다(특허문헌 2). 특허문헌 2에 개시된 공기 청정기에 있어서는, 실내의 공기를 도입하기 위한 흡입구와, 흡입구로부터 도입된 공기 중에 존재하는 진애 등을 제거하는 에어 필터와, 에어 필터에 의해 처리된 공기를 실내로 송출하는 분출구와, 공기를 흡입구부터 분출구까지 이동시키는 송풍기를 구비하여 구성되어 있다. 송풍기에는, 시로코 팬이 사용되고 있다.

일본 특허 공개 평5-106591호 공보 일본 특허 공개 제2009-28681호 공보

최근, 지구 환경의 보전을 위하여, 가정용 전기 기기의 새로운 에너지 절약화가 요구되고 있다. 예를 들어, 공기 조화기(에어 컨디셔널)나 공기 청정기와 같은 전기 기기의 효율은, 거기에 내포되는 송풍기의 효율에 크게 의존하는 것이 알려져 있다. 또한, 송풍기에 회전 물체로서 설치된 팬 블레이드의 중량을 경량화함으로써, 팬 블레이드를 회전 구동하기 위한 모터의 소비 전력이 저감하여, 송풍기 또는 유체 이송 장치로서의 효율이 향상하는 것이 알려져 있다.

그러나, 팬 블레이드의 단면 형상으로서 채용되는 날개형(aerofoil)은, 애당초 항공기의 날개에 대한 적용을 상정하고 있어, 주로 항공 공학 분야에 있어서 발견된 것이다. 이로 인해, 날개형의 팬 블레이드는, 주로 높은 레이놀즈수(Reynolds number) 영역에서 최적화되어 있어, 가정용의 공기 조화기나 공기 청정기라는 낮은 레이놀즈수 영역에서 사용되는 팬 블레이드의 단면으로서는, 반드시 적절하다고는 할 수 없다.

또한, 팬 블레이드의 단면 형상으로서 날개형이나 이중 원호가 채용되는 경우, 팬 블레이드의 전방 테두리로부터 30 내지 50％의 범위로 후육부(厚肉部)가 존재한다. 이로 인해, 팬 블레이드의 중량이 커져, 회전 시의 마찰 손실 등이 증대하는 원인이 된다. 그러나, 간단히 팬 블레이드를 경량화하는 것만으로는, 팬 블레이드의 강도가 저하하여, 깨짐이나 그 밖의 품질 불량이 발생할 우려가 있다.

이상의 이유로, 가정용의 공기 조화기나 공기 청정기와 같은 전기 기기의 에너지 절약화를 위하여, 낮은 레이놀즈수 영역에서 사용되는 팬 블레이드로서 적절한 날개 단면 형상이 요구되고 있다. 또한, 양항비(揚抗比)가 높고, 또한 얇고 가볍고, 강도가 높은, 날개 단면 형상이 요구되고 있다.

송풍기에 사용되는 팬으로서는, 팬의 회전 중심측으로부터 그 반경 방향으로 공기를 송출하는 원심 팬이 있다. 그 원심 팬의 용도의 대표적인 예로서, 공기 조화기를 들 수 있다. 가정용 전기 기기의 새로운 에너지 절약화가 요구되는 가운데, 공기 조화기의 저소비 전력화는 우선순위가 높다. 이 공기 조화기의 저소비 전력화를 위하여, 풍량을 증가시키고 싶다는 요청이 있다. 풍량을 증가시키면 열교환기의 증발이나 응축의 성능이 증가하여, 그만큼, 압축기의 소비 전력을 저감시킬 수 있다. 그러나, 풍량을 증가시키면, 팬의 소비 전력은 증대하기 때문에, 압축기에 있어서의 소비 전력의 저감분과 팬의 소비 전력의 증대분의 공제(控除)가 저소비 전력화된 만큼이 되어, 팬의 풍량을 증가시키는 효과를 최대한으로 얻을 수는 없다. 또한, 팬의 풍량을 증가시키는 수단으로서, 동일한 팬에 의해 회전 수를 올리는 경우, 공기 조화기의 소음이 증대해 버린다.

또한, 원심 팬의 용도의 다른 예로서, 공기 청정기를 들 수 있다. 공기 청정기의 요청으로서, 집진 능력의 증가, 즉 풍량 증가와, 저소음화가 있지만, 이들 2개 사이에는 이율배반의 관계가 있다. 이와 같은 과제에 대하여, 상술한 특허문헌 2에 개시된 공기 청정기에 있어서는, 분출구로부터 송출되는 공기의 흐름 방향을 적당한 각도로 설정함으로써, 공기 청정기의 흡입구 및 분출구로부터의 소음을 대폭 저감시키고, 또한 풍량을 증가시켜 집진 능력을 대폭 향상시키고 있다.

그러나, 한층 더한 집진 능력의 증가, 즉 풍량 증가와, 저소음화의 요청이 있고, 이들을 만족하기 위해서는, 공기 청정기의 흡입구 및 분출구로부터의 소음의 저감뿐만 아니라, 공기를 송출하는 원심 팬의 소음을 근본적으로 저감해야 한다. 또한, 풍량 증가를 위해서는, 원심 팬의 회전 수를 높일 필요가 있다. 원심 팬의 회전 수를 높이는 경우, 팬에 대한 입력의 저감이 필요하다. 또한, 팬 블레이드의 강도를, 원심 팬의 회전 수의 증가에 수반하여 발생하는 원심력의 증대를 능가할 만큼 증대시킬 필요가 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 상기의 과제를 해결하는 것이며, 우수한 송풍 능력을 발휘하는 원심 팬, 그 원심 팬의 제조에 사용되는 성형용 금형 및 그 원심 팬을 구비하는 유체 이송 장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 원심 팬은, 둘레 방향으로 서로 간격을 두고 설치되는 복수의 블레이드부를 구비한다. 블레이드부는, 공기가 유입하는 전방 테두리부와, 공기가 유출하는 후방 테두리부를 갖는다. 블레이드부에는, 전방 테두리부와 후방 테두리부 사이에서 연장되는 날개면이 형성된다. 날개면은, 원심 팬의 회전 방향의 측에 배치되는 정압면과, 정압면의 이측(裏側; back side)에 배치되는 부압면으로 이루어진다. 블레이드부는, 원심 팬의 회전축에 직교하는 평면에 의해 절단된 경우에, 정압면 및 부압면에 오목부가 형성되는 날개 단면 형상을 갖는다.

이렇게 구성된 원심 팬에 의하면, 원심 팬의 회전 시에, 전방 테두리부로부터 유입하여, 날개면을 통과하여, 후방 테두리부로부터 유출하는 공기 흐름이 발생한다. 이때, 오목부에 공기 흐름의 소용돌이(2차 흐름)가 생성됨으로써, 날개면을 통과하는 공기 흐름(주류)은, 오목부에 발생한 소용돌이의 외측을 따라 흐른다. 이에 의해, 블레이드부는, 소용돌이가 형성된 만큼 날개 단면 형상이 후육화된 후육익과 같은 거동을 나타낸다. 결과적으로, 원심 팬의 송풍 능력을 향상시킬 수 있다.

또한 바람직하게는, 블레이드부는, 전방 테두리부와 후방 테두리부 사이에서 연장되는 날개 단면 형상의 중심선이 복수 개소에서 굴곡하여 이루어지는 굴곡부를 갖는다. 오목부는, 굴곡부에 의해 형성된다. 이렇게 구성된 원심 팬에 의하면, 굴곡부에 의해 형성된 오목부에 공기 흐름의 소용돌이가 생성되기 때문에, 원심 팬의 송풍 능력을 향상시킬 수 있다.

또한 바람직하게는, 굴곡부는, 적어도 1개소에서 오목부의 깊이가 블레이드부의 두께보다 커지도록 굴곡한다. 이렇게 구성된 원심 팬에 의하면, 오목부에 공기 흐름의 소용돌이를 보다 확실하게 생성할 수 있다.

또한 바람직하게는, 오목부는, 전방 테두리부의 근방에 형성된다. 이렇게 구성된 원심 팬에 의하면, 전방 테두리부의 근방에 있어서 오목부에 의한 상기 효과가 발생하여, 높은 양력을 발생시킬 수 있다. 또한, 굴곡부의 형성에 의해, 전방 테두리부의 근방에 있어서 블레이드부의 강도를 향상시킬 수 있다.

또한 바람직하게는, 오목부는, 전방 테두리부와 후방 테두리부 사이의 날개 중앙부에 형성된다. 이렇게 구성된 원심 팬에 의하면, 날개 중앙부에 있어서 오목부에 의한 상기 효과가 발생하여, 블레이드부가 날개로서 안정된 능력을 발휘할 수 있다. 또한, 굴곡부의 형성에 의해, 날개 중앙부에 있어서 블레이드부의 강도를 향상시킬 수 있다.

또한 바람직하게는, 오목부는, 원심 팬의 회전축 방향에서의 날개면의 한쪽 단부로부터 다른 쪽 단부까지 연장되어 형성된다. 이렇게 구성된 원심 팬에 의하면, 원심 팬의 회전축 방향에서의 날개면의 한쪽 단부로부터 다른 쪽 단부까지 연장되어 형성되는 오목부에, 공기 흐름의 소용돌이가 생성되기 때문에, 원심 팬의 송풍 능력을 더 효과적으로 향상시킬 수 있다.

또한 바람직하게는, 오목부는, 정압면 및 부압면에, 전방 테두리부와 후방 테두리부를 연결하는 방향에서 반복하여 나타나도록 형성된다. 이렇게 구성된 원심 팬에 의하면, 정압면 및 부압면에 반복하여 나타나는 오목부에 공기 흐름의 소용돌이가 생성되기 때문에, 원심 팬의 송풍 능력을 더 효과적으로 향상시킬 수 있다.

또한 바람직하게는, 정압면에 형성되는 오목부가, 부압면에서 볼록부를 구성하고, 부압면에 형성되는 오목부가, 정압면에서 볼록부를 구성한다. 이렇게 구성된 원심 팬에 의하면, 정압면 및 부압면에 오목부가 형성되는 날개 단면 형상을 용이하게 얻을 수 있다.

또한 바람직하게는, 날개 단면 형상에서, 오목부는 날개면에 나타나는 볼록부 사이에 형성된다. 오목부와 볼록부는, 전방 테두리부와 후방 테두리부를 연결하는 방향에서 교대로 배열되어 형성된다. 이렇게 구성된 원심 팬에 의하면, 볼록부 사이에 형성된 오목부에 공기 흐름의 소용돌이가 생성되기 때문에, 송풍 능력을 더 효과적으로 향상시킬 수 있다.

또한 바람직하게는, 블레이드부는, 전방 테두리부와 후방 테두리부 사이에서 거의 일정한 두께의 날개 단면 형상을 갖는다. 이렇게 구성된 원심 팬에 의하면, 거의 일정한 두께의 날개 단면 형상을 갖는 블레이드부를 사용한 경우에도, 송풍 능력을 향상시킬 수 있다.

또한 바람직하게는, 원심 팬은 수지에 의해 형성된다. 이렇게 구성된 원심 팬에 의하면, 경량이면서 또한 고강도의 수지제의 원심 팬을 실현할 수 있다.

본 발명에 따른 성형용 금형은, 상술에 기재된 원심 팬을 성형하기 위하여 사용된다. 이렇게 구성된 성형용 금형에 의하면, 경량이면서 또한 고강도의 수지제의 원심 팬을 제조할 수 있다.

본 발명에 따른 유체 이송 장치는, 상술한 어느 하나에 기재된 원심 팬과, 원심 팬에 연결되어, 복수의 블레이드부를 회전시키는 구동 모터로 구성되는 송풍기를 구비한다. 이렇게 구성된 유체 이송 장치에 의하면, 송풍 능력을 높게 유지하면서, 구동 모터의 소비 전력을 저감시킬 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 우수한 송풍 능력을 발휘하는 원심 팬, 그 원심 팬을 구비하는 성형용 금형 및 그 원심 팬을 구비하는 유체 이송 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 있어서의 원심 팬을 도시하는 사시도이다.
도 2는 도 1 중의 II-II선 상을 따른 원심 팬의 단면도이다.
도 3은 도 2 중의 팬 블레이드의 날개면 상에서 발생하는 현상을 모식적으로 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 형태 2에 있어서의 원심 팬을 도시하는 단면도이다.
도 5는 도 1 중의 원심 팬의 제1 변형예를 도시하는 단면도이다.
도 6은 도 1 중의 원심 팬의 제2 변형예를 도시하는 단면도이다.
도 7은 도 1 중의 원심 팬의 제3 변형예를 도시하는 단면도이다.
도 8은 도 1 중의 원심 팬의 제4 변형예를 도시하는 단면도이다.
도 9는 도 1 중의 원심 팬의 제5 변형예를 도시하는 단면도이다.
도 10은 도 1 중의 원심 팬의 제조 시에 사용되는 성형용 금형을 도시하는 단면도이다.
도 11은 도 1 중의 원심 팬을 사용한 송풍기를 도시하는 단면도이다.
도 12는 도 11 중의 XII-XII선 상을 따른 송풍기를 도시하는 단면도이다.
도 13은 도 1 중의 원심 팬을 사용한 공기 청정기를 도시하는 단면도이다.
도 14는 본 실시예에 있어서, 원심 팬의 풍량과 구동용의 모터의 소비 전력의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 15는 본 실시예에 있어서, 원심 팬의 풍량과 소음값의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 16은 본 실시예에 있어서, 원심 팬의 압력 유량 특성을 나타내는 그래프이다.
도 17은 도 16 중의 각 풍량에 있어서의 정압 효율(정압×풍량/입력)을 나타내는 그래프이다.

본 발명의 실시 형태에 대해서, 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 이하에서 참조하는 도면에서는, 동일하거나 또는 그것에 상당하는 부재에는, 동일한 번호가 부여되어 있다.

(실시 형태 1)

도 1은, 본 발명의 실시 형태 1에 있어서의 원심 팬을 도시하는 사시도이다. 도 2는, 도 1 중의 II-II선 상을 따른 원심 팬의 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시 형태에 있어서의 원심 팬(10)은, 복수의 팬 블레이드(21)를 갖는다. 원심 팬(10)은, 전체적으로 대략 원통형의 외관을 갖고, 복수의 팬 블레이드(21)는, 그 대략 원통형의 측면에 배치되어 있다. 원심 팬(10)은, 수지에 의해 일체로 형성되어 있다. 원심 팬(10)은, 도 1 중에 도시한 가상 상의 중심축(101)을 중심으로, 화살표(103)로 나타내는 방향으로 회전한다.

원심 팬(10)은, 회전하는 복수의 팬 블레이드(21)에 의해, 내주측으로부터 도입한 공기를 외주측으로 송출하는 팬이다. 원심 팬(10)은, 원심력을 이용하여, 팬의 회전 중심측으로부터 그 반경 방향으로 공기를 송출하는 팬이다. 원심 팬(10)은, 시로코 팬이다. 원심 팬(10)은, 가정용 전기 기기 등의 팬에 적용되는 낮은 레이놀즈수 영역의 회전 수로 사용된다.

원심 팬(10)은, 지지부로서의 외주 프레임(12) 및 외주 프레임(13)을 더 갖는다. 외주 프레임(12, 13)은, 중심축(101)을 중심으로 환상으로 연장되어 형성되어 있다. 외주 프레임(12)과 외주 프레임(13)은, 중심축(101)의 축방향으로 거리를 두고 배치되어 있다. 본 실시 형태에서는, 외주 프레임(13)에, 원심 팬(10)을 구동 모터에 연결하기 위한 보스(boss)부(16)가 일체로 형성되어 있다.

복수의 팬 블레이드(21)는, 중심축(101)을 중심으로 하는 둘레 방향으로 서로 간격을 두고 배치되어 있다. 복수의 팬 블레이드(21)는, 중심축(101)을 중심으로 하는 둘레 방향에 있어서 등간격으로 배치되어 있다. 복수의 팬 블레이드(21)는, 중심축(101)의 축방향에 있어서의 양단부에 있어서, 외주 프레임(12) 및 외주 프레임(13)에 의해 지지되어 있다. 팬 블레이드(21)는, 외주 프레임(13) 상에 세워 설치되고, 외주 프레임(12)을 향하여 중심축(101)의 축방향을 따라 연장되도록 형성되어 있다.

복수의 팬 블레이드(21)는, 서로 동일 형상을 갖는다. 팬 블레이드(21)는, 전방 테두리부(26) 및 후방 테두리부(27)를 갖는다. 전방 테두리부(26)는, 팬 블레이드(21)의 내주측의 단부에 배치되어 있다. 후방 테두리부(27)는, 팬 블레이드(21)의 외주측의 단부에 배치되어 있다. 팬 블레이드(21)는, 전방 테두리부(26)로부터 후방 테두리부(27)를 향하여 중심축(101)을 중심으로 하는 둘레 방향으로 경사져 형성되어 있다. 팬 블레이드(21)는, 전방 테두리부(26)로부터 후방 테두리부(27)를 향하여 원심 팬(10)의 회전 방향으로 경사져 형성되어 있다.

팬 블레이드(21)에는, 정압면(25) 및 부압면(24)으로 이루어지는 날개면(23)이 형성되어 있다. 정압면(25)은, 원심 팬(10)의 회전 방향의 측에 배치되고, 부압면(24)은, 정압면(25)의 이측에 배치되어 있다. 원심 팬(10)의 회전 시, 날개면(23) 상에서 공기 흐름이 발생하는 것에 수반하여, 정압면(25)에서 상대적으로 크고, 부압면(24)에서 상대적으로 작아지는 압력 분포가 발생한다. 팬 블레이드(21)는, 정압면(25)측이 오목해지고, 부압면(24)측이 볼록해지도록, 전방 테두리부(26)와 후방 테두리부(27) 사이에서 전체적으로 만곡한 형상을 갖는다.

도 2 중에는, 원심 팬(10)의 회전축인 중심축(101)에 직교하는 평면으로 절단한 경우의 팬 블레이드(21)의 날개 단면 형상이 도시되어 있다.

팬 블레이드(21)는, 중심축(101)의 축방향의 어느 위치에서 절단되어도 동일한 날개 단면 형상을 갖도록 형성되어 있다. 팬 블레이드(21)는, 박육의 날개 단면 형상을 갖도록 형성되어 있다. 팬 블레이드(21)는, 전방 테두리부(26)와 후방 테두리부(27) 사이에서 거의 일정한 두께(정압면(25)과 부압면(24) 사이의 길이)를 갖도록 형성되어 있다.

팬 블레이드(21)는, 날개면(23)의 정압면(25)에 오목부(56)가 형성되고, 날개면(23)의 부압면(24)에 오목부(57)가 형성되는 날개 단면 형상을 갖는다.

보다 구체적으로는, 정압면(25)에는, 복수의 오목부(56(오목부: 56p, 56q))가 형성되어 있다. 정압면(25)에는, 복수의 볼록부(51(볼록부: 51p, 51q, 51r))가 더 형성되어 있다. 볼록부(51)는, 원심 팬(10)의 회전 방향을 향하여 돌출되어 형성되어 있다. 서로 인접하여 배치된 볼록부(51) 사이의 골 부분에 의해, 오목부(56)가 형성되어 있는데, 예를 들어 볼록부(51p)와 볼록부(51q) 사이의 골 부분에 의해 오목부(56p)가 형성되어 있다. 오목부(56)와 볼록부(51)는, 전방 테두리부(26)와 후방 테두리부(27)를 연결하는 방향에서 교대로 배열되어 형성되어 있다. 오목부(56)는, 대략 V자 형상의 단면 형상을 갖는다.

부압면(24)에는, 복수의 오목부(57(오목부: 57p, 57q))가 형성되어 있다. 부압면(24)에는, 복수의 볼록부(52(볼록부: 52p, 52q, 52r))가 더 형성되어 있다. 볼록부(52)는, 원심 팬(10)의 회전 방향과는 반대 방향을 향하여 돌출되어 형성되어 있다. 서로 인접하여 배치된 볼록부(52) 사이의 골 부분에 의해, 오목부(57)가 형성되어 있는데, 예를 들어 볼록부(52p)와 볼록부(52q) 사이의 골 부분에 의해 오목부(57p)가 형성되어 있다. 오목부(57)와 볼록부(52)는, 전방 테두리부(26)와 후방 테두리부(27)를 연결하는 방향에서 교대로 배열되어 형성되어 있다. 오목부(57)는, 대략 V자 형상의 단면 형상을 갖는다.

오목부(56)와 볼록부(52)는, 각각 정압면(25) 및 부압면(24)의 표리(表裏) 대응하는 위치에 형성되어 있고, 볼록부(51)와 오목부(57)는, 각각 정압면(25) 및 부압면(24)의 표리 대응하는 위치에 형성되어 있다. 본 실시 형태에서는, 정압면(25)에 형성되는 오목부(56)가, 부압면(24)에서 볼록부(52)를 구성하고, 부압면(24)에 형성되는 오목부(57)가, 정압면(25)에서 볼록부(51)를 구성한다. 정압면(25) 및 부압면(24)에 있어서 표리 대응하여 형성되는 오목부 및 볼록부는, 서로 동일한 단면 형상을 갖는다.

본 실시 형태에서는, 정압면(25)에 형성되는 오목부와, 부압면(24)에 형성되는 오목부는 동일 수이다. 이에 한정하지 않고, 정압면(25)에 형성되는 오목부가 부압면(24)에 형성되는 오목부보다 많은 수이어도 좋고, 부압면(24)에 형성되는 오목부가 정압면(25)에 형성되는 오목부보다 많은 수이어도 좋다.

오목부(56, 57)는, 중심축(101)의 축방향을 따라 연장되는 홈 형상을 이룬다. 오목부(56, 57)로 이루어지는 홈부는, 중심축(101)의 축방향에 있어서의 팬 블레이드(21)의 한쪽 단부와 다른 쪽 단부 사이에서 연속적으로 연장되어 형성되어 있다. 오목부(56, 57)로 이루어지는 홈부는, 중심축(101)의 축방향에 있어서의 팬 블레이드(21)의 한쪽 단부와 다른 쪽 단부 사이에서 직선상으로 연장되어 형성되어 있다.

도 2 중에는, 팬 블레이드(21)의 날개 단면 형상의 두께 방향(정압면(25)과 부압면(24)을 연결하는 방향)에 있어서의 중심선(106)이 도시되어 있다. 팬 블레이드(21)는, 팬 블레이드(21)의 날개 단면 형상의 중심선(106)이 전방 테두리부(26)와 후방 테두리부(27) 사이의 복수 개소에서 굴곡하는 굴곡부(41)를 갖는다. 오목부(56, 57)는, 그 굴곡부(41)에 의해 형성되어 있다.

본 실시 형태에서는, 굴곡부(41)가 전방 테두리부(26)의 근방에 배치되어 있고, 그 결과, 오목부(56, 57)가 전방 테두리부(26)의 근방에 형성되어 있다. 보다 구체적으로는, 볼록부(51p)가 전방 테두리부(26)에 형성되고, 오목부(56p) 및 볼록부(52p)와, 볼록부(51q) 및 오목부(57p)와, 오목부(56q) 및 볼록부(52q)와, 볼록부(51r) 및 오목부(57q)와, 볼록부(52r)가, 볼록부(51p)부터 예시한 순서대로 연속적으로 배열되어 형성되어 있다. 오목부(56, 57)는, 중심선(106)의 전체 길이를 전방 테두리부(26)와 후방 테두리부(27) 사이에서 이등분한 경우에, 전방 테두리부(26)에 가까운 측에 형성되어 있다.

굴곡부(41)는, 적어도 1개소에서, 오목부(56, 57)의 깊이(T)가 팬 블레이드(21)의 두께(t)보다 커지도록 굴곡한다. 굴곡부(41)는, 전방 테두리부(26)와 후방 테두리부(27)를 연결하는 방향에 있어서, 꺾임 방향이 교대로 반대 방향으로 되도록 형성되어 있다.

팬 블레이드(21)는, 전방 테두리부(26)에 상대적으로 가까운 영역에 꺾임 각도가 큰 굴곡부(41)를 갖고, 전방 테두리부(26)에 상대적으로 먼 영역에 꺾임 각도가 작은 굴곡부(41')를 갖는다. 팬 블레이드(21)는, 후방 테두리부(27)에 인접하는 영역에, 후방 테두리부(27)로부터 전방 테두리부(26)를 향하여 만곡하면서 연장하는 만곡부(43)를 갖는다.

도 3은, 도 2 중의 팬 블레이드의 날개면 상에서 발생하는 현상을 모식적으로 도시하는 도면이다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 원심 팬(10)을 회전시키면, 도 1 중의 화살표(102)로 나타낸 바와 같이, 전방 테두리부(26)로부터 유입하여, 날개면(23) 상을 통과하여, 후방 테두리부(27)로부터 유출하는 공기 흐름이 발생한다. 이때, 날개면(23)에 형성된 오목부(56, 57)에 공기 흐름의 소용돌이(32)(2차 흐름)가 생성됨으로써, 날개면(23) 상을 통과하는 공기 흐름(31)(주류)은, 오목부(56, 57)에 발생한 소용돌이(32)의 외측을 따라 흐른다.

이에 의해, 팬 블레이드(21)는, 박육의 날개 단면 형상을 가짐에도 불구하고, 소용돌이(32)가 형성된 오목부(56, 57)의 깊이만큼 날개 단면 형상이 후육화된 후육익과 같은 거동을 나타낸다. 이 결과, 오목부(56, 57)가 형성된 전방 테두리부(26)의 근방에서 발생하는 양력을 대폭 증대시킬 수 있다. 또한, 굴곡부(41)에 의한 굴곡 구조에 의해 팬 블레이드(21)의 강도를 향상시킬 수 있다. 이 결과, 원심 팬(10)의 강도에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

이상에서 설명한, 본 발명의 실시 형태 1에 있어서의 원심 팬(10)의 구조에 대하여 정리하여 설명하면 본 실시 형태에 있어서의 원심 팬(10)은, 둘레 방향으로 서로 간격을 두고 설치되는 복수의 블레이드부로서의 팬 블레이드(21)를 구비한다. 팬 블레이드(21)는, 공기가 유입하는 전방 테두리부(26)와, 공기가 유출하는 후방 테두리부(27)를 갖는다. 팬 블레이드(21)에는, 전방 테두리부(26)와 후방 테두리부(27) 사이에서 연장되는 날개면(23)이 형성된다. 날개면(23)은, 원심 팬(10)의 회전 방향의 측에 배치되는 정압면(25)과, 정압면(25)의 이측에 배치되는 부압면(24)으로 이루어진다. 팬 블레이드(21)는, 원심 팬(10)의 회전축으로서의 중심축(101)에 직교하는 평면에 의해 절단된 경우에, 정압면(25) 및 부압면(24)에 각각 오목부(56) 및 오목부(57)가 형성되는 날개 단면 형상을 갖는다.

이렇게 구성된, 본 발명의 실시 형태 1에 있어서의 원심 팬(10)에 의하면, 가정용 전기 기기 등의 팬에 적용되는 낮은 레이놀즈수 영역에서, 팬 블레이드(21)의 회전에 따라 발생하는 양력을 대폭 증대시킬 수 있다. 이에 의해, 원심 팬(10)의 구동을 위한 소비 전력을 저감시킬 수 있다.

또한, 본 실시 형태에 있어서의 원심 팬(10)에 있어서는, 굴곡부(41)에 의해 팬 블레이드(21)의 강도를 향상시키면서, 그만큼 팬 블레이드(21)를 박육화할 수 있다. 이에 의해, 원심 팬(10)을 경량화하거나, 저비용화하거나 할 수 있다. 이상의 이유에 의해, 양항비가 높고, 또한, 얇고 가볍고, 강도가 높은 날개 단면 형상을 갖는 원심 팬(10)을 실현할 수 있다.

(실시 형태 2)

도 4는, 본 발명의 실시 형태 2에 있어서의 원심 팬을 도시하는 단면도이다. 도 4는, 실시 형태 1에 있어서의 도 2에 대응하는 도면이다. 본 실시 형태에 있어서의 원심 팬은, 실시 형태 1에 있어서의 원심 팬(10)과 비교하여, 기본적으로 마찬가지의 구조를 구비한다. 이하, 중복되는 구조에 대해서는 그 설명을 반복하지 않는다.

도 4를 참조하면, 본 실시 형태에서는, 팬 블레이드(21)가, 날개면(23)의 정압면(25)에 오목부(66)가 형성되고, 날개면(23)의 부압면(24)에 오목부(67)가 형성되는 날개 단면 형상을 갖는다.

정압면(25)에는, 복수의 볼록부(61(볼록부: 61p, 61q))가 더 형성되어 있다. 볼록부(61)는, 원심 팬의 회전 방향을 향하여 돌출되어 형성되어 있다. 볼록부(61p)와 볼록부(61q)의 골 부분에 의해, 오목부(66)가 형성되어 있다. 오목부(66)와 볼록부(61)는, 전방 테두리부(26)와 후방 테두리부(27)를 연결하는 방향에서 교대로 배열되어 형성되어 있다. 오목부(66)는, 1변이 개구된 대략 직사각형의 단면 형상을 갖는다. 오목부(66)는, 대략 직사각형의 단면 형상을 규정하는 저면과 한 쌍의 측면으로 형성되어 있고, 저면으로부터 멀어짐에 따라 한 쌍의 측면간의 거리가 서서히 증대하는 형상을 갖는다.

부압면(24)에는, 복수의 볼록부(62(볼록부: 62p, 62q))가 더 형성되어 있다. 볼록부(62)는, 원심 팬의 회전 방향과는 반대 방향을 향하여 돌출되어 형성되어 있다. 볼록부(62p)와 볼록부(62q) 사이의 골 부분에 의해 오목부(67)가 형성되어 있다. 오목부(67)와 볼록부(62)는, 전방 테두리부(26)와 후방 테두리부(27)를 연결하는 방향에서 교대로 배열되어 형성되어 있다. 오목부(67)는, 대략 V자 형상의 단면 형상을 갖는다.

오목부(66, 67)는, 팬 블레이드(21)의 날개 단면 형상의 중심선(106)이 전방 테두리부(26)와 후방 테두리부(27) 사이의 복수 개소에서 굴곡하는 굴곡부(41)에 의해 형성되어 있다.

본 실시 형태에서는, 굴곡부(41)가 전방 테두리부(26)와 후방 테두리부(27) 사이의 날개 중앙부에 배치되어 있고, 그 결과, 오목부(66, 67)가 날개 중앙부에 형성되어 있다. 보다 구체적으로는, 오목부(66) 및 오목부(67)는, 각각 중심선(106)의 전체 길이 방향에 있어서, 전방 테두리부(26) 및 후방 테두리부(27)로부터 소정의 길이만큼 이격된 위치에 형성되어 있다. 팬 블레이드(21)는, 전방 테두리부(26)에 인접하는 영역에, 전방 테두리부(26)로부터 후방 테두리부(27)를 향하여 만곡하면서 연장되는 만곡부(42)를 갖고, 후방 테두리부(27)에 인접하는 영역에, 후방 테두리부(27)로부터 전방 테두리부(26)를 향하여 만곡하면서 연장되는 만곡부(43)를 갖는다. 오목부(66) 및 오목부(67)는, 만곡부(42)와 만곡부(43) 사이에 형성되어 있다.

굴곡부(41)는, 전방 테두리부(26)와 후방 테두리부(27)를 연결하는 방향에 있어서, 꺾임 방향이 연속하여 동일 방향이 되는 개소를 포함하고, 이 개소의 굴곡부(41)에 의해, 대략 직사각형의 단면 형상을 갖는 오목부(66)가 형성되어 있다.

오목부(66, 67)가 팬 블레이드(21)의 날개 중앙부에 형성되는 경우, 날개 중앙부에서 발생하는 기류의 박리를 억제한다는 효과가 더 얻어진다. 이에 의해, 원심 팬에서 발생하는 광대역 소음을 효과적으로 억제할 수 있다.

이렇게 구성된, 본 발명의 실시 형태 2에 있어서의 원심 팬에 의하면, 실시 형태 1에 기재된 효과를 마찬가지로 얻을 수 있다.

(실시 형태 3)

본 실시 형태에서는, 실시 형태 1에 있어서의 원심 팬(10)의 각종 변형예에 대하여 설명한다.

도 5는, 도 1 중의 원심 팬의 제1 변형예를 도시하는 단면도이다. 도 5를 참조하면, 팬 블레이드(21)는, 날개면(23)의 정압면(25)에 오목부(76)가 형성되고, 날개면(23)의 부압면(24)에 오목부(77)가 형성되는 날개 단면 형상을 갖는다. 정압면(25)에는, 복수의 오목부(76)가 형성되어 있다. 정압면(25)에는, 복수의 볼록부(71)가 더 형성되어 있다. 인접하는 볼록부(71) 사이의 골 부분에 의해, 오목부(76)가 형성되어 있다. 부압면(24)에는, 복수의 오목부(77)가 형성되어 있다. 부압면(24)에는, 복수의 볼록부(72)가 더 형성되어 있다. 인접하는 볼록부(72) 사이의 골 부분에 의해 오목부(77)가 형성되어 있다.

본 변형예에서는, 오목부(76) 및 오목부(77)가, 1변이 개구된 대략 직사각형의 단면 형상을 갖는다. 정압면(25)에 형성되는 오목부(76)가, 부압면(24)에서 볼록부(72)를 구성하고, 부압면(24)에 형성되는 오목부(77)가, 정압면(25)에서 볼록부(71)를 구성한다.

팬 블레이드(21)는, 전방 테두리부(26)와 후방 테두리부(27) 사이에서 거의 일정한 두께를 갖는다. 오목부(76, 77)가, 팬 블레이드(21)의 날개 단면 형상의 중심선(106)이 전방 테두리부(26)와 후방 테두리부(27) 사이의 복수 개소에서 굴곡하는 굴곡부(41)에 의해 형성되어 있다. 굴곡부(41)는, 꺾임 방향이 2회 연속하여 동일 방향으로 되고, 다음에 2회 연속하여 그 반대 방향으로 되는 사이클을 복수회, 반복하도록 형성되어 있다.

본 변형예에 일례를 기재한 바와 같이 날개면(23)에 형성되는 오목부의 단면 형상은, V자 형상에 한정되지 않고, 직사각형 형상이나 그 밖의 형상이어도 좋다.

도 6은, 도 1 중의 원심 팬의 제2 변형예를 도시하는 단면도이다. 도 6을 참조하면, 본 변형예에서는, 오목부(76)와 오목부(77)가, 각각 정압면(25) 및 부압면(24)의 표리 대응하는 위치에 형성되어 있고, 볼록부(71)와 볼록부(72)가, 각각 정압면(25) 및 부압면(24)의 표리 대응하는 위치에 형성되어 있다. 팬 블레이드(21)는, 전방 테두리부(26)와 후방 테두리부(27) 사이에서, 오목부(76) 및 오목부(77)가 형성된 위치에서 상대적으로 작고, 볼록부(71) 및 볼록부(72)가 형성된 위치에서 상대적으로 커지는 두께를 갖는다.

본 변형예에 기재한 바와 같이, 팬 블레이드(21)는 전방 테두리부(26)와 후방 테두리부(27) 사이에서 다른 두께를 가져도 좋다. 또한, 정압면(25) 및 부압면(24) 사이에서, 오목부(76, 77)와 볼록부(71, 72)가 서로 어긋난 위치에 형성되어도 좋다.

도 7은, 도 1 중의 원심 팬의 제3 변형예를 도시하는 단면도이다. 도 7을 참조하면, 본 변형예에서는, 오목부(76)와 볼록부(72)가, 각각 정압면(25) 및 부압면(24)의 표리 대응하는 위치에 형성되어 있고, 볼록부(71)와 오목부(77)가, 각각 정압면(25) 및 부압면(24)의 표리 대응하는 위치에 형성되어 있다. 팬 블레이드(21)는, 오목부(76) 및 볼록부(72)가 형성된 위치와, 볼록부(71) 및 오목부(77)가 형성된 위치 사이에서, 서로 동등해지는 두께를 갖는다.

본 변형예에 기재한 바와 같이, 본 발명은, 정압면(25)에 형성되는 오목부(76)가 부압면(24)에서 볼록부(72)를 구성하고, 부압면(24)에 형성되는 오목부(77)가 정압면(25)에서 볼록부(71)를 구성하는 구조에 한정되지 않는다.

도 8은, 도 1 중의 원심 팬의 제4 변형예를 도시하는 단면도이다. 도 4를 참조하면, 본 변형예에서는, 팬 블레이드(21)는, 전체적으로 전방 테두리부(26)의 근방에서 가장 두께가 커지고, 그 위치로부터 후방 테두리부(27)를 향함에 따라 두께가 서서히 작아지는, 날개형(aerofoil)의 날개 단면 형상을 갖는다. 팬 블레이드(21)에는, 그 날개형으로 연장되는 날개면(23)의 표면으로부터 오목해지도록 오목부(76, 77)가 형성되어 있다.

본 변형예에 일례를 기재한 바와 같이, 팬 블레이드(21)는, 전체적으로 박육의 단면 형상을 갖는 구조에 한정되지 않고, 날개형이나 다른 단면 형상이어도 좋다. 팬 블레이드(21)는, 도 5 중에 도시한 바와 같이, 오목부(76) 및 오목부(77)를 굴곡부(41)에 의해 형성하는 구조에 한정되지 않고, 본 변형예와 같이, 오목부(76) 및 오목부(77)를 평면 형상 혹은 만곡면 형상으로 연장되는 날개면(23)을 부분적으로 오목하게 함으로써 형성하는 구조이어도 좋다.

도 9는, 도 1 중의 원심 팬의 제5 변형예를 도시하는 단면도이다. 도 9를 참조하면, 본 변형예에서는, 오목부(76, 77)가, 팬 블레이드(21)의 날개 단면 형상의 중심선(106)이 전방 테두리부(26)와 후방 테두리부(27) 사이의 복수 개소에서 절곡되는 굴곡부(41)에 의해 형성되어 있다. 굴곡부(41)는, 둥그스름해지도록 절곡되어 형성되어 있다. 팬 블레이드(21)는, S자 형상의 날개 단면 형상을 갖는다. 날개면(23)(정압면(25) 및 부압면(24))은, 전방 테두리부(26)와 후방 테두리부(27) 사이에서 연속적으로 만곡하면서 연장되어 있다.

본 변형예에 기재한 바와 같이, 오목부(76, 77)를 형성하는 굴곡부(41)는, 코너부를 이루도록 절곡되어 형성되는 경우뿐만 아니라, 둥그스름해지도록 절곡되어 형성되어도 좋다.

이렇게 구성된, 본 발명의 실시 형태 3에 있어서의 원심 팬에 의하면, 실시 형태 1에 기재된 효과를 마찬가지로 얻을 수 있다.

(실시 형태 4)

본 실시 형태에서는, 도 1 중의 원심 팬(10)의 제조 시에 사용되는 성형용 금형, 도 1 중의 원심 팬(10)을 사용한 송풍기 및 공기 청정기에 대하여 설명을 행한다.

도 10은, 도 1 중의 원심 팬의 제조 시에 사용되는 성형용 금형을 도시하는 단면도이다. 도 10을 참조하면, 성형용 금형(110)은, 고정측 금형(114) 및 가동측 금형(112)을 갖는다. 고정측 금형(114) 및 가동측 금형(112)에 의해, 원심 팬(10)과 대략 동일 형상이며, 유동성의 수지가 주입되는 캐비티(116)가 규정되어 있다.

성형용 금형(110)에는, 캐비티(116)에 주입된 수지의 유동성을 높이기 위한 도시하지 않은 히터가 설치되어도 좋다. 이러한 히터의 설치는, 예를 들어 유리 섬유 함유 AS 수지와 같은 강도를 증가시킨 합성 수지를 사용하는 경우에 특히 유효하다.

도 11은, 도 1 중의 원심 팬을 사용한 송풍기를 도시하는 단면도이다. 도 12는, 도 11 중의 XII-XII선 상을 따른 송풍기를 도시하는 단면도이다. 도 11 및 도 12를 참조하면, 송풍기(120)는, 외장 케이싱(126) 내에, 구동 모터(128)와, 원심 팬(10)과, 케이싱(129)을 갖는다.

구동 모터(128)의 출력축은, 원심 팬(10)의 보스부(16)에 연결되어 있다. 케이싱(129)은, 유도벽(129a)을 갖는다. 유도벽(129a)은, 원심 팬(10)의 외주 상에 배치되는 대략 3/4 원호에 의해 형성되어 있다. 유도벽(129a)은, 팬 블레이드(21)의 회전에 의해 발생하는 기류를 팬 블레이드(21)의 회전 방향으로 유도하면서, 기류의 속도를 증대시키도록 형성되어 있다.

케이싱(129)에는, 흡입부(130) 및 분출부(127)가 형성되어 있다. 흡입부(130)는, 중심축(101)의 연장 상에 위치하여 형성되어 있다. 분출부(127)는, 유도벽(129a)의 일부로부터 유도벽(129a)의 접선 방향의 한쪽에 개방되어 형성되어 있다. 분출부(127)는, 유도벽(129a)의 일부로부터 유도벽(129a)의 접선 방향의 한쪽에 돌출된 각통 형상을 이루고 있다.

구동 모터(128)의 구동에 의해, 원심 팬(10)이 화살표(103)로 나타내는 방향으로 회전한다. 이때, 공기가 흡입부(130)로부터 케이싱(129) 내에 도입되고, 원심 팬(10)의 내주측 공간(131)으로부터 외주측 공간(132)으로 송출된다. 외주측 공간(132)으로 송출된 공기는, 화살표(104)로 나타내는 방향을 따라 둘레 방향으로 흘러, 분출부(127)를 통하여 외부로 송풍된다.

도 13은, 도 1 중의 원심 팬을 사용한 공기 청정기를 도시하는 단면도이다. 도 13을 참조하면, 공기 청정기(140)는, 하우징(144)과, 송풍기(150)와, 덕트(145)와, (HEPA: High Efficiency Particulate Air Filter) 필터(141)를 갖는다.

하우징(144)은, 후방벽(144a) 및 천장벽(144b)을 갖는다. 하우징(144)에는, 공기 청정기(140)가 설치된 실내의 공기를 흡입하기 위한 흡입구(142)가 형성되어 있다. 흡입구(142)는, 후방벽(144a)에 형성되어 있다. 하우징(144)에는, 청정 공기를 실내를 향하여 방출하는 분출구(143)가 더 형성되어 있다. 분출구(143)는, 천장벽(144b)에 형성되어 있다. 일반적으로, 공기 청정기(140)는, 후방벽(144a)을 실내의 벽에 대향시키도록 하여 벽옆에 설치된다.

필터(141)는, 하우징(144)의 내부에 있어서, 흡입구(142)와 대향하여 배치되어 있다. 흡입구(142)를 통하여 하우징(144) 내부에 도입된 공기는, 필터(141)를 통과함으로써, 이물질이 제거되어 청정 공기로 된다.

송풍기(150)는, 실내의 공기를 하우징(144) 내부로 흡인함과 함께, 필터(141)에 의해 청소된 공기를, 분출구(143)를 통하여 실내로 송출하기 위하여 설치되어 있다. 송풍기(150)는, 원심 팬(10)과, 케이싱(152)과, 구동 모터(151)를 갖는다. 케이싱(152)은, 유도벽(152a)을 갖는다. 케이싱(152)에는, 흡입부(153) 및 분출부(154)가 형성되어 있다.

덕트(145)는, 송풍기(150)의 상방에 설치되고, 청정 공기를 케이싱(152)으로부터 분출구(143)로 유도하는 유도 풍로로서 설치되어 있다. 덕트(145)는, 그 하단부가 분출부(154)에 이어지고, 그 상단부가 개방된 각통형을 이룬 형상을 갖는다. 덕트(145)는, 분출부(154)로부터 분출된 청정 공기를, 분출구(143)를 향하여 층류로 유도하도록 구성되어 있다.

이와 같은 구성을 구비하는 공기 청정기(140)에 있어서는, 송풍기(150)의 구동에 의해, 팬 블레이드(21)가 회전하여, 실내의 공기가 흡입구(142)로부터 하우징(144) 내로 흡입된다. 이때, 흡입구(142) 및 분출구(143) 사이에 공기 흐름이 발생하여, 흡입된 공기에 포함되는 진애 등의 이물질은 필터(141)에 의해 제거된다.

필터(141)를 통과하여 얻어진 청정 공기는, 케이싱(152) 내부로 흡입된다. 이때, 케이싱(152) 내로 흡입된 청정 공기는, 팬 블레이드(21) 둘레의 유도벽(152a)에 의해 층류가 된다. 층류로 된 공기는, 유도벽(152a)을 따라 분출부(154)로 유도되고, 분출부(154)로부터 덕트(145) 내로 송풍된다. 공기는, 분출구(143)로부터 외부 공간을 향하여 방출된다.

이렇게 구성된, 본 발명의 실시 형태 4에 있어서의 공기 청정기(140)에 의하면, 송풍 능력이 우수한 원심 팬(10)을 사용함으로써, 구동 모터(151)의 소비 전력을 저감시킬 수 있다. 이에 의해, 에너지 절약화에 공헌 가능한 공기 청정기(140)를 실현할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 공기 청정기를 예로 들어 설명했지만, 이 밖에, 예를 들어 공기 조화기(에어 컨디셔널)나 가습기, 냉각 장치, 환기 장치 등의 유체를 송출하는 장치에, 본 발명에 있어서의 원심 팬을 적용하는 것이 가능하다.

(실시 형태 5)

본 실시 형태에서는, 도 1 중에 도시하는 원심 팬(10)과, 날개면(23)에 오목부 및 볼록부가 형성되어 있지 않은 팬 블레이드를 구비하는, 비교를 위한 원심 팬을, 각각 도 13 중에 도시한 공기 청정기(140)에 내장하고, 그 공기 청정기(140)를 사용하여 행한 각종 실시예에 대하여 설명한다.

이하에 설명하는 실시예에서는, φ200mm의 직경, 70mm의 높이를 갖는 원심 팬(10) 및 비교를 위한 원심 팬을 사용하여, 팬 블레이드(21)의 크기나 배치 등, 오목부 및 볼록부의 유무를 제외한 형상은 동일하게 했다.

도 14는, 본 실시예에 있어서, 원심 팬의 풍량과 구동용의 모터의 소비 전력의 관계를 나타내는 그래프이다. 도 14를 참조하면, 본 실시예에서는, 원심 팬(10)을 사용한 경우와, 비교를 위한 원심 팬을 사용한 경우, 각각에 있어서, 풍량을 변화시키면서, 각 풍량에 있어서의 구동용의 모터의 소비 전력을 측정했다. 측정 결과, 원심 팬(10)은, 비교를 위한 원심 팬과 비교하여, 동일 풍량에 있어서의 구동용의 모터의 소비 전력이 저감하는 것을 확인할 수 있었다.

도 15는, 본 실시예에 있어서, 원심 팬의 풍량과 소음값의 관계를 나타내는 그래프이다. 도 15를 참조하면, 본 실시예에서는, 원심 팬(10)을 사용한 경우와, 비교를 위한 원심 팬을 사용한 경우, 각각에 있어서, 풍량을 변화시키면서, 각 풍량에 있어서의 소음값을 측정했다. 측정 결과, 원심 팬(10)은, 비교를 위한 원심 팬과 비교하여, 동일 풍량에 있어서의 소음값이 저감하는 것을 확인할 수 있었다.

도 16은, 본 실시예에 있어서, 원심 팬의 압력 유량 특성을 나타내는 그래프이다. 도 16을 참조하면, 도면 중에는, 일정 회전 수에 있어서의 원심 팬(10) 및 비교를 위한 원심 팬의 압력 유량 특성(P: 정압-Q: 풍량)이 나타나 있다. 도 17은, 도 16 중의 각 풍량에 있어서의 정압 효율(정압×풍량/입력)을 나타내는 그래프이다.

도 16 및 도 17을 참조하면, 원심 팬(10)은, 비교를 위한 원심 팬과 비교하여, 동일 회전 수에 있어서의 P-Q 특성이 향상했다. 또한, 동일 풍량 시에 있어서의 정압 효율이 향상하여, 모터 효율이 대폭 개선되었다.

또한, 이상에서 설명한 실시 형태 1 내지 3에 기재된 원심 팬의 구조를 적절히 조합하여, 새로운 원심 팬을 구성해도 좋다. 또한, 실시 형태 4에 있어서 설명한 성형용 금형 및 유체 이송 장치는, 실시 형태 1 내지 3에 기재된 각종 원심 팬이나, 그들의 조합에 의해 구성되는 원심 팬에도 적용된다.

금회 개시된 실시 형태는 모든 점에서 예시이며 제한적인 것이 아니라고 생각되어야 한다. 본 발명의 범위는 상기한 설명에서가 아니라, 청구범위에 의해 나타나고, 청구범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.

<산업상 이용가능성>

본 발명은, 주로 공기 청정기나 공기 조화기 등의 송풍 기능을 갖는 가정용 전기 기기에 적용된다.

10: 원심 팬
12, 13: 외주 프레임
16: 보스부
21: 팬 블레이드
23: 날개면
24: 부압면
25: 정압면
26: 전방 테두리부
27: 후방 테두리부
31: 공기 흐름
32: 소용돌이
41: 굴곡부
42, 43: 만곡부
51, 52, 61, 62, 71, 72: 볼록부
56, 57, 66, 67, 76, 77: 오목부
101, 106: 중심선
110: 성형용 금형
112: 가동측 금형
114: 고정측 금형
116: 캐비티
120, 150: 송풍기
126: 외장 케이싱
127, 154: 분출부
128, 151: 구동 모터
129, 152: 케이싱
129a, 152a: 유도벽
130, 153: 흡입부
131: 내주측 공간
132: 외주측 공간
140: 공기 청정기
141: 필터
142: 흡입구
143: 분출구
144: 하우징
144a: 후방벽
144b: 천장벽
145: 덕트

Claims

원심 팬으로서,
공기가 유입하는 전방 테두리부(26)와, 공기가 유출하는 후방 테두리부(27)를 갖고, 둘레 방향으로 서로 간격을 두고 설치되는 복수의 블레이드부(21)를 구비하고,
상기 블레이드부(21)에는, 상기 전방 테두리부(26)와 상기 후방 테두리부(27) 사이에서 연장되고, 원심 팬의 회전 방향의 측에 배치되는 정압면(25)과, 상기 정압면(25)의 이측(裏側; back side)에 배치되는 부압면(24)으로 이루어지는 날개면(23)이 형성되고,
상기 블레이드부(21)는, 원심 팬의 회전축에 직교하는 평면에 의해 절단된 경우에, 상기 정압면(25) 및 상기 부압면(24)에 오목부가 형성되는 날개 단면 형상을 갖고,
상기 블레이드부(21)는, 상기 전방 테두리부(26)와 상기 후방 테두리부(27) 사이에서 연장하는 상기 날개 단면 형상의 중심선(106)이 복수 개소에서 굴곡하여 이루어지고, 상기 후방 테두리부(27)보다 상기 전방 테두리부(26)에 가까운 영역에 배치되는 굴곡부(41)를 갖고,
상기 오목부는, 상기 굴곡부(41)에 의해 형성되며,
상기 굴곡부(41)는, 상기 전방 테두리부(26)와 상기 후방 테두리부(27)를 연결하는 방향에서, 구부림 방향이 교대로 반대 방향이 되도록 형성되는, 원심 팬.
삭제
제1항에 있어서,
상기 굴곡부(41)는, 적어도 1개소에서, 상기 오목부의 깊이가 상기 블레이드부(21)의 두께보다 커지도록 굴곡하는, 원심 팬.
삭제
삭제
제1항에 있어서,
상기 오목부는, 원심 팬의 회전축 방향에서의 상기 날개면(23)의 한쪽 단부로부터 다른 쪽 단부까지 연장되어 형성되는, 원심 팬.
제1항에 있어서,
상기 오목부는, 상기 정압면(25) 및 상기 부압면(24)에, 상기 전방 테두리부(26)와 상기 후방 테두리부(27)를 연결하는 방향에서 반복하여 나타나도록 형성되는, 원심 팬.
제1항에 있어서,
상기 정압면(25)에 형성되는 상기 오목부가, 상기 부압면(24)에서 볼록부를 구성하고, 상기 부압면(24)에 형성되는 상기 오목부가, 상기 정압면(25)에서 볼록부를 구성하는, 원심 팬.
제1항에 있어서,
상기 날개 단면 형상에서, 상기 오목부는 상기 날개면(23)에 나타나는 볼록부 사이에 형성되고,
상기 오목부와 상기 볼록부는, 상기 전방 테두리부(26)와 상기 후방 테두리부(27)를 연결하는 방향에서 교대로 배열되어 형성되는, 원심 팬.
제1항에 있어서,
상기 블레이드부(21)는, 상기 전방 테두리부(26)와 상기 후방 테두리부(27) 사이에서 거의 일정한 두께의 상기 날개 단면 형상을 갖는, 원심 팬.
제1항에 있어서,
수지에 의해 형성되는, 원심 팬.
제11항에 기재된 원심 팬을 성형하기 위하여 사용되는 성형용 금형으로서,
상기 원심 팬과 동일 형상을 갖고, 유동성 수지가 주입되는 캐비티를 구비하는, 성형용 금형.
제1항에 기재된 원심 팬과, 상기 원심 팬에 연결되어, 복수의 상기 블레이드부(21)를 회전시키는 구동 모터(128, 151)로 구성되는 송풍기(120, 150)를 구비하는, 유체 이송 장치.