KR102000258B1

KR102000258B1 - 2단 원심형 블로워

Info

Publication number: KR102000258B1
Application number: KR1020180166574A
Authority: KR
Inventors: 장춘만; 이상문
Original assignee: 한국건설기술연구원
Priority date: 2018-12-20
Filing date: 2018-12-20
Publication date: 2019-07-15

Abstract

본 발명은 1단 임펠러로부터 배출된 공기 흐름을 제어하여 2단 임펠러로 공급되는 공기의 손실을 최소화할 수 있는 2단 원심형 블로워에 관한 것이다. 본 발명은 모터에 의해 회전하여 외부의 공기를 흡입하는 1단 임펠러; 상기 1단 임펠러의 후단에 배치되고, 고정 설치되는 복수의 날개로 이루어지며, 상기 복수의 날개 사이에 적어도 하나의 유동 가이드가 설치되어 상기 1단 임펠러를 통과한 공기의 유로를 제어하는 스테이터; 및 상기 스테이터의 후단에 배치되고, 상기 모터에 의해 회전하여 상기 스테이터를 통과한 공기를 외부로 배출하는 2단 임펠러를 포함하는 2단 원심형 블로어가 제공된다.

Description

2단 원심형 블로워{2 STEP RADIAL BLOWER}

본 발명은 2단 원심형 블로워에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 1단 임펠러로부터 배출된 공기 흐름을 제어하여 2단 임펠러로 공급되는 공기의 손실을 최소화할 수 있는 2단 원심형 블로워에 관한 것이다.

일반적으로, 송풍기는 임펠러를 회전시켜 공기를 이송시키는 기계로, 공기입구와 공기출구의 압력비가 1.1 미만인 것을 팬(fan)이라 하고 압력비가 1.1 이상 2.0 미만인 것을 블로워(blower)라고 하는데, 팬과 블로워를 통상적으로 송풍기라고 한다.

블로워는 공기의 이송방향과 임펠러의 축이 이루는 각도에 따라 원심형(와류형) 블로워와 축류형 블로워로 구분된다. 원심형 블로워는 공기가 임펠러의 반경 방향으로 이송되는 송풍기이고, 축류형 블로워는 공기가 임펠러의 축방향과 같은 방향으로 이송되는 송풍기이다.

2단 원심형 블로워는 2개의 원심형 임펠러를 하나의 모터 연결 축에 고정하여 2개의 원심형 임펠러가 동일한 회전수로서 구동되도록 설계되어 있다. 2단 원심형 블로워는 1단 임펠러와 2단 임펠러 사이에 스테이터가 설치되고, 스테이터를 통해 1단 원심형 임펠러에서 발생된 회전 유동(circulation flow)을 균일하게 하여 2단 원심형 임펠러에 공급하도록 한다.

종래의 2단 원심형 블로워는 1단 임펠러와 2단 임펠러를 모터의 일 축에 연결하여 1단 임펠러와 2단 임펠러가 모터에 의해 회전하도록 하고, 스테이터의 날개를 내측 케이싱에 고정 설치하고 있으나, 이러한 구조는 1단 임펠러의 출구 유동각에 의해 스테이터의 날개 끝단에서 유동 박리 현상이 발생하여 유로 손실에 따라 블로워 효율을 저하시키고, 스테이터의 날개 내부에서 회전 유동(선회 유동)이 발생하여 유동을 방해함에 따라 블로워 효율을 저하시키는 문제점이 있다.

또한, 종래의 2단 원심형 블로워는 전 후방에 연결되는 시스템의 부하 변동에 따라 유량이 변하게 되어 임펠러 및 스테이터의 유입각이 변하게 되어, 스테이터의 날개 입구의 유입각 변화를 발생시켜 설계와는 다른 유입각으로 스테이터의 날개면에 유동 박리로 인한 유로 손실을 발생시키는 문제점이 있다.

따라서, 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 1단 임펠러로부터 배출된 공기 흐름을 제어하여 2단 임펠러로 공급되는 공기의 손실을 최소화할 수 있는 2단 원심형 블로워를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 스테이터 날개의 구조 개선을 통해 스테이터 날개 부압면에서 유입각의 편파로 인해 발생하는 유동 박리 영역, 스테이터 날개 압력면에서 형성되는 가속화 영역, 및 유동 박리 영역과 가속화 영역의 속도 차이에 의해 발생하는 재순환 영역을 최소화하여, 스테이터 내의 유로 손실을 저감시킬 수 있는 2단 원심형 블로워를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

본 발명의 해결과제는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 본 발명의 목적들 및 다른 특징들을 달성하기 위한 본 발명의 일 관점에 따르면, 모터에 의해 회전하여 외부의 공기를 흡입하는 1단 임펠러; 상기 1단 임펠러의 후단에 배치되고, 고정 설치되는 복수의 날개로 이루어지며, 상기 복수의 날개 사이에 적어도 하나의 유동 가이드가 설치되어 상기 1단 임펠러를 통과한 공기의 유로를 제어하는 스테이터; 및 상기 스테이터의 후단에 배치되고, 상기 모터에 의해 회전하여 상기 스테이터를 통과한 공기를 외부로 배출하는 2단 임펠러를 포함하는 2단 원심형 블로어가 제공된다.

본 발명에 있어서, 내측 후면에 상기 스테이터의 복수의 날개가 고정 설치되고, 상기 1단 임펠러와 상기 스테이터를 감싸도록 형성되어 상기 1단 임펠러와 상기 스테이터 사이의 유로를 형성하는 제1 케이싱을 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 1단 임펠러 및 상기 스테이터를 감싸는 제1 케이싱과 상기 2단 임펠러를 감싸도록 형성되어 상기 제1 케이싱과 상기 2단 임펠러 사이의 유로를 형성하는 제2 케이싱을 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 유동 가이드는 상기 스테이터의 날개 후면에서 상기 날개의 외측 끝단에 연결되고, 일정 길이의 곡선을 가지도록 형성되어 상기 날개와의 사이에 빈 공간이 형성되는 유동박리 방지 가이드로 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 유동박리 방지 가이드는 일단이 상기 날개의 외측 끝단에 연결되고 타단이 상기 날개로부터 일정 거리 이격되도록 형성되어 상기 빈 공간이 오픈되는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 유동박리 방지 가이드는 일단이 상기 날개의 외측 끝단에 연결되고 타단이 상기 날개에 부착되어 상기 빈 공간이 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 유동박리 방지 가이드는 상기 날개의 후면과 상기 곡선의 최대 곡률 사이의 간격(FPG1)이 하기 수학식1

[수학식1]

FPG1 < 0.3 * WP1

(여기에서, WP1은 상기 날개 사이의 피치(pitch); 0보다 큰 양의 유리수) 을 만족하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 유동박리 방지 가이드는 상기 모터의 회전 중심에서 상기 곡선의 최대 곡률까지의 반경(FPG2)이 하기 수학식2

[수학식2]

FPG2 > 0.7 * SR

(여기에서, SR은 상기 모터의 회전 중심에서 상기 날개의 외측 끝단까지의 반경; 0보다 큰 양의 유리수) 를 만족하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 유동 가이드는 상기 스테이터의 날개와 날개 사이에서 일정 길이의 곡선을 가지도록 형성되는 재순환 유동 방지 가이드로 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 재순환 유동 방지 가이드는 상기 모터의 회전 중심에서 상기 곡선의 최소 반경(RCFPG1)이 하기 수학식3

[수학식3]

RCFPG1 < 0.5 * SR

(여기에서, SR은 상기 모터의 회전 중심에서 상기 날개의 외측 끝단까지의 반경; 0보다 큰 양의 유리수) 을 만족하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 재순환 유동 방지 가이드는 상기 모터의 회전 중심에서 상기 곡선의 최대 반경(RCFPG2)이 하기 수학식4

[수학식4]

RCFPG2 > 0.6 * SR

본 발명에 있어서, 상기 재순환 유동 방지 가이드는 상기 날개의 후면과 상기 모터의 회전 중심에서 상기 곡선의 최대 반경에 해당하는 끝단까지의 거리(RCFPG3)가 하기 수학식5

[수학식5]

RCFPG3 > 0.3 * WP2

(여기에서, WP2는 상기 날개 끝단에서의 피치(pitch); 0보다 큰 양의 유리수) 를 만족하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 유동 가이드는 상기 스테이터의 날개 끝단에 원형 또는 타원형으로 형성되어 상기 스테이터로 유입되는 공기의 유입각을 변화시키는 유입각 가이드로 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 유입각 가이드는 직경(FRG)이 하기 수학식 6

[수학식6]

1.5 * t < FRG < 3 * t

(여기에서, t는 상기 스테이터의 날개 두께; 0보다 큰 양의 유리수) 을 만족하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 2단 원심형 블로워는 다음과 같은 효과를 제공한다.

본 발명은 1단 임펠러로부터 배출된 공기 흐름을 제어하여 2단 임펠러로 공급되는 공기의 손실을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 스테이터 날개의 구조 개선을 통해 스테이터 날개 부압면에서 유입각의 편파로 인해 발생하는 유동 박리 영역, 스테이터 날개 압력면에서 형성되는 가속화 영역, 및 유동 박리 영역과 가속화 영역의 속도 차이에 의해 발생하는 재순환 영역을 최소화하여, 스테이터 내의 유로 손실을 저감시킬 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 2단 원심형 블로워를 도시한 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 2단 원심형 블로워의 공기 흐름을 도시한 도면이다.
도 3a는 본 발명에 따른 2단 원심형 블로워의 스테이터를 도시한 도면이다.
도 3b는 일반적인 스테이터의 날개에 의한 공기 유동 특성을 도시한 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 2단 원심형 블로워의 스테이터에 설치되는 유동박리 방지 가이드를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 2단 원심형 블로워의 스테이터에 설치되는 재순환 유동 방지 가이드를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 2단 원심형 블로워의 스테이터에 설치되는 유입각 가이드를 도시한 도면이다.

본 발명의 추가적인 목적들, 특징들 및 장점들은 다음의 상세한 설명 및 첨부 도면으로부터 보다 명료하게 이해될 수 있다.

본 발명의 상세한 설명에 앞서, 본 발명은 다양한 변경을 도모할 수 있고, 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 아래에서 설명되고 도면에 도시된 예시들은 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 명세서에 기재된 "...부", "...유닛", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 2단 원심형 블로워에 대하여 도 1 내지 도 6을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 2단 원심형 블로워를 도시한 개략도이고, 도 2는 본 발명에 따른 2단 원심형 블로워의 공기 흐름을 도시한 도면이고, 도 3a는 본 발명에 따른 2단 원심형 블로워의 스테이터를 도시한 도면이고, 도 3b는 일반적인 스테이터의 날개에 의한 공기 유동 특성을 도시한 도면이고, 도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 2단 원심형 블로워의 스테이터에 설치되는 유동박리 방지 가이드를 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명에 따른 2단 원심형 블로워의 스테이터에 설치되는 재순환 유동 방지 가이드를 도시한 도면이며, 도 6은 본 발명에 따른 2단 원심형 블로워의 스테이터에 설치되는 유입각 가이드를 도시한 도면이다.

일반적인 2단 원심형 블로워는 외부 공기 또는 가스를 홉입하는 흡입구와 공기 또는 가스를 외부로 배출하는 토출구를 구비하는 커버, 커버의 내부에 설치된 1단 임펠러 및 2단 임펠러, 1단 임펠러와 2단 임펠러를 회전시키는 모터, 1단 임펠러와 2단 임펠러 사이에 구비되어 1단 임펠러에서 흡입된 공기를 2단 임펠러로 이동시키는 스테이터로 구성된다.

도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 2단 원심형 블로워(100)는 모터(10)에 의해 회전하여 외부의 공기를 흡입하는 1단 임펠러(110), 1단 임펠러(110)의 후단에 배치되고, 고정 설치되는 복수의 날개(122)로 이루어지며, 복수의 날개(122) 사이에 적어도 하나의 유동 가이드가 설치되어 1단 임펠러(110)를 통과한 공기의 유로를 제어하는 스테이터(120), 및 스테이터(120)의 후단에 배치되고, 모터(10)에 의해 회전하여 스테이터(120)를 통과한 공기를 외부로 배출하는 2단 임펠러(130)를 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 2단 원심형 블로워(100)는 1단 임펠러(110)와 스테이터(120) 사이의 유로를 형성하는 제1 케이싱(140) 및 제1 케이싱(140)과 2단 임펠러(130) 사이의 유로를 형성하는 제2 케이싱(150)을 더 포함한다.

1단 임펠러(110)는 동일한 간격을 가지면서 방사형으로 배치되는 복수의 블레이드로 이루어지고, 중심이 모터(10)의 회전축과 연결되어 모터(10)에 의해 회전할 수 있다.

1단 임펠러(110)는 모터(10)에 의해 회전하여 복수의 블레이드가 회전하게 되면 외부의 공기 또는 가스를 흡입하여 후단에 배치되는 스테이터(120)로 전달할 수 있다.

1단 임펠러(110)는 제1 케이싱(140)에 의해 스테이터(120)와 감싸질 수 있다. 즉, 제1 임펠러(110)는 스테이터(120)와 제1 케이싱(140) 내에 구비될 수 있다.

스테이터(120)는 1단 임펠러(110)의 후단에 배치되어 1단 임펠러(110)를 통과한 공기의 유동을 균일화시킬 수 있다. 이를 위해 스테이터(120)는 동일한 간격을 가지면서 방사형으로 배치되는 복수의 날개(122)로 이루어질 수 있다.

스테이터(120)는 1단 임펠러(110)와 제1 케이싱(140) 내에 구비될 수 있으며, 제1 케이싱(140)의 내측 후면에 복수의 날개(122)가 고정 설치될 수 있다.

즉, 본 발명에 따른 2단 원심형 블로워(100)는 모터(10)에 의해 1단 임펠러(110)와 2단 임펠러(130)만 회전하고, 제1 케이싱(140)에 고정 설치되는 복수의 날개(122)로 이루어지는 스테이터(120)가 회전하지 않는 구조로 형성될 수 있다.

도 3a는 스테이터(120)의 형상을 도시한 것으로, 방사형으로 배치되는 복수의 날개(122)를 포함하고, 중심에서 모터(10)의 회전축이 통과하기 위한 홀(H)이 형성될 수 있다. 여기에서 스테이터(120)는 제1 케이싱(140)에 고정되는 구성이기 때문에 제1 케이싱(140)에 홀(H)이 형성되는 것으로 표현하여도 무방하다.

스테이터(120)는 복수의 날개(122) 사이에 적어도 하나의 유동 가이드(125a, 125b, 125c)가 설치되어 1단 임펠러(110)를 통과한 공기의 유로를 제어할 수 있다.

도 3b를 참조하면, 일반적으로 스테이터(120)는 날개(122)의 내부에서 공기 유동이 발생하게 되는데, 1단 임펠러(110)를 통과한 공기의 절대 유속에 의한 유입 방향에 따라 스테이터(120) 날개(122)의 후면(즉, 부압면; suction surface) 선단에서 유입각의 편차에 인해 박리 영역(separation region)이 발생한다. 박리 영역은 압력 손실과 함께 날개(122)의 유로를 방해하기 때문에 유로 저항으로 인해 2단 원심형 블로워(100)의 성능을 저하시킨다.

또한, 스테이터(120)는 날개(122)의 전면(즉, 압력면; pressure surface)에서 가속화된 강한 유속이 형성되는 가속화 영역(acceleration region)이 형성된다. 이러한 박리 영역과 가속화 영역 사이에는 속도 차이로 인한 재순환 영역(recirculation region)이 발생하고, 재순환 영역으로 인해 날개(122) 사이의 유로를 방해하여 유로 저항으로 인해 2단 원심형 블로워(100)의 성능을 저하시킨다.

본 발명에 따른 2단 원심형 블로워(100)는 스테이터(120)에 유동 가이드(125a, 125b, 125c)를 설치하여 기존 날개(122) 사이에서 발생했었던 박리 영역, 가속화 영역, 및 재순환 영역의 발생을 최소화하여 유로 손실을 저감시킬 수 있는 특징이 있다.

이하에서 스테이터(120)의 유동 가이드(125a, 125b, 125c)에 대하여 설명한다.

일 실시예에서, 도 4a 및 도 4b를 참조하면, 유동 가이드는 스테이터(120)의 날개(122) 후면에서 날개(122)의 외측 끝단에 연결되고, 날개(122)의 두께와 동일한 두께를 가지면서 일정 길이의 곡선을 가지도록 형성되어 날개(122)와의 사이에 빈 공간(E)이 형성되는 유동박리 방지 가이드(125a)로 이루어질 수 있다.

도 4a에 도시된 바와 같이 유동박리 방지 가이드(125a)는 일단(125a-1)이 날개(122)의 외측 끝단에 연결되고 타단(125a-2)이 날개(122)로부터 일정 거리 이격되도록 형성되어 빈 공간(E)이 오픈될 수 있다.

유동박리 방지 가이드(125a)는 빈 공간(E)이 오픈됨에 따라 날개(122)의 후면에서 발생되는 부분적인 박리 유동을 빈 공간(E) 안으로 유입시켜 박리에 의한 유로 막힘을 방지할 수 있다.

도 4b에 도시된 바와 같이, 유동박리 방지 가이드(125a)는 일단(125a-1)이 날개(122)의 외측 끝단에 연결되고 타단(125a-2)이 날개(122)에 부착되어 빈 공간(E)이 폐쇄될 수 있다.

유동박리 방지 가이드(125a)는 날개(122)의 후면과 곡선의 최대 곡률 사이의 간격(FPG1)이 아래의 수학식1을 만족하도록 형성될 수 있다.

[수학식1]

FPG1 < 0.3 * WP1

여기에서, WP1은 날개(122) 사이의 피치(pitch)에 해당하고, 0보다 큰 양의 유리수로 구현될 수 있다. 날개(122) 사이의 피치는 모터(10)의 중심에서 유동박리 방지 가이드(125a)의 곡선의 최대 곡률에 해당하는 지점까지를 반경(즉, 아래 수학식2에서 설명할 FPG2에 해당함)으로 하여 형성되는 원형에서 날개(122)와 중첩되는 점 사이의 거리에 해당한다.

유동박리 방지 가이드(125a)는 모터(10)의 회전 중심에서 곡선의 최대 곡률까지의 반경(FPG2)이 하기 수학식2를 만족하도록 형성될 수 있다.

[수학식2]

FPG2 > 0.7 * SR

여기에서, SR은 모터(10)의 회전 중심에서 날개(122)의 외측 끝단까지의 반경에 해당하고, 0보다 큰 양의 유리수로 구현될 수 있다.

다른 일 실시예에서, 도 5를 참조하면, 유동 가이드는 스테이터(120)의 날개(122)와 날개(122) 사이에서 날개(122)의 두께와 동일한 두께로 일정 길이의 곡선을 가지도록 형성되는 재순환 유동 방지 가이드(125b)로 이루어질 수 있다.

재순환 유동 방지 가이드(125b)는 스테이터(120)의 날개(122) 내부에서 발생하는 재순환 영역을 분리하여 날개(122) 내에서의 재순환 영역에 의한 유로 막힘을 최소화할 수 있다.

재순환 유동 방지 가이드(125b)는 모터(10)의 회전 중심에서 곡선의 최소 반경(RCFPG1), 즉, 모터(10)와 가장 가까운 끝단이 시작되는 지점(125b-2)이 하기 수학식3을 만족하도록 형성될 수 있다.

[수학식3]

RCFPG1 < 0.5 * SR

또한, 재순환 유동 방지 가이드(125b)는 모터(10)의 회전 중심에서 곡선의 최대 반경(RCFPG2), 즉, 모터(10)와 가장 먼 끝단이 끝나는 지점(125b-1)이 하기 수학식4를 만족하도록 형성될 수 있다.

[수학식4]

RCFPG2 > 0.6 * SR

재순환 유동 방지 가이드(125b)는 스테이터(120) 날개(122)의 후면 끝단과 모터(10)의 회전 중심에서 곡선의 최대 반경에 해당하는 끝단(125b-1)까지의 거리(RCFPG3)가 하기 수학식5를 만족하도록 형성될 수 있다.

[수학식5]

RCFPG3 > 0.3 * WP2

여기에서, WP2는 날개(122) 끝단에서의 피치(pitch)에 해당하고, 0보다 큰 양의 유리수로 구현될 수 있다.

또 다른 일 실시예에서, 도 6을 참조하면, 유동 가이드는 스테이터(120)의 날개(122) 끝단(즉, 입구 측)에 원형 또는 타원형으로 형성되어 스테이터(120)로 유입되는 공기의 유입각을 변화시키는 유입각 가이드(125c)로 이루어질 수 있다.

유입각 가이드(125c)는 대략 원기둥 형태로 형성되고, 모터(10) 방향으로의 날개(122) 깊이와 동일한 길이를 가지도록 형성되어 날개(122)와 일체화될 수 있다.

유입각 가이드(125c)는 직경(FRG)이 하기 수학식 6을 만족하도록 형성될 수 있다.

[수학식6]

1.5 * t < FRG < 3 * t

여기에서, t는 스테이터(120)의 날개(122) 두께에 해당하고, 0보다 큰 양의 유리수로 구현될 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 2단 원심형 블로워(100)는 유동 가이드로서 유동박리 방지 가이드(125a), 재순환 유동 방지 가이드(125b), 및 유입각 가이드(125c) 각각에 대하여 설명하였지만, 유동박리 방지 가이드(125a), 재순환 유동 방지 가이드(125b), 및 유입각 가이드(125c) 중 적어도 하나 이상이 형성되어 성능 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 도면에서는 하나의 스테이터(120) 날개(122) 또는 날개(122) 사이에만 유동박리 방지 가이드(125a), 재순환 유동 방지 가이드(125b), 및 유입각 가이드(125c)가 형성됨이 도시되어 있지만, 모든 날개(122)에 형성되어 성능 효율을 향상시킬 수 있다.

2단 임펠러(130)는 스테이터(120)의 후단에 배치되고, 동일한 간격을 가지면서 방사형으로 배치되는 복수의 블레이드로 이루어지며, 중심이 모터(10)의 회전축과 연결되어 모터(10)에 의해 회전할 수 있다.

2단 임펠러(130)는 모터(10)에 의해 회전하여 복수의 블레이드가 회전하게 되면 1단 임펠러(110)와 스테이터(120)를 통과한 공기 또는 가스를 외부로 배출할 수 있다.

2단 임펠러(130)는 제2 케이싱(150)에 의해 제1 케이싱(140)과 감싸질 수 있다. 즉, 제2 임펠러(130)는 1단 임펠러(110) 및 스테이터(120)를 감싸는 제1 케이싱(140)과 함께 제2 케이싱(150) 내에 구비될 수 있다.

제1 케이싱(140)은 대략 장방형으로 형성되어 1단 임펠러(110)와 스테이터(120)를 감싸도록 형성되고, 1단 임펠러(110)와 스테이터(120) 사이에서 유로가 형성되도록 할 수 있다. 이때 제1 케이싱(140)은 외부의 공기가 1단 임펠러(110)로 유입될 수 있도록 중심부에서 일정 반경의 홀이 형성될 수 있다.

제1 케이싱(140)은 내측 후면에 스테이터(120)의 복수의 날개(122)가 고정 설치되고, 내측 후면에 적어도 하나의 유동 가이드(125a, 125b, 125c)가 설치될 수 있다.

제2 케이싱(150)은 1단 임펠러(110) 및 스테이터(120)를 감싸는 제1 케이싱(140)과 2단 임펠러(130)를 감싸도록 형성되어 제1 케이싱(140)과 2단 임펠러(130) 사이에서 유로가 형성되도록 할 수 있다. 이때 제2 케이싱(150)은 공기가 외부로 배출될 수 있도록 상단부에서 일정 반경의 홀이 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 2단 원심형 블로워(100)는 제1 케이싱(140)과 제2 케이싱(150)에 의해 1단 임펠러(110), 스테이터(120), 및 2단 임펠러(130)를 통과하는 공기의 흐름, 즉 공기의 유로가 형성될 수 있다.

도 2를 참조하면, 2단 원심형 블로워(100)는 1단 임펠러(110)와 스테이터(120)의 유로(F) 형성을 위해 1단 임펠러(110)와 스테이터(120)를 감싸는 제1 케이싱(140)을 구비하고, 2단 임펠러(130)의 유로(F) 형성을 위해 제2 케이싱(150)을 구비하고 있으며, 모터(10)의 회전에 따라 1단 임펠러(110)와 2단 임펠러(130)가 회전하게 되면 도면에 도시된 바와 같은 유로(F)를 형성하며 외부 공기가 이동할 수 있다.

본 명세서에서 설명되는 실시 예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시 예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 2단 원심형 임펠러
110: 1단 임펠러
120: 스테이터
130: 2단 임펠러
140: 제1 케이싱
150: 제2 케이싱
10: 모터

Claims

모터에 의해 회전하여 외부의 공기를 흡입하는 1단 임펠러;
상기 1단 임펠러의 후단에 배치되고, 고정 설치되는 복수의 날개로 이루어지며, 상기 복수의 날개 사이에 적어도 하나의 유동 가이드가 설치되어 상기 1단 임펠러를 통과한 공기의 유로를 제어하는 스테이터; 및
상기 스테이터의 후단에 배치되고, 상기 모터에 의해 회전하여 상기 스테이터를 통과한 공기를 외부로 배출하는 2단 임펠러를 포함하고,
상기 유동 가이드는
상기 스테이터의 날개 후면에서 상기 날개의 외측 끝단에 연결되고, 일정 길이의 곡선을 가지도록 형성되어 상기 날개와의 사이에 빈 공간이 형성되며, 일단이 상기 날개의 외측 끝단에 연결되고 타단이 상기 날개로부터 일정 거리 이격되도록 형성되어 상기 빈 공간이 오픈되거나 또는 일단이 상기 날개의 외측 끝단에 연결되고 타단이 상기 날개에 부착되어 상기 빈 공간이 폐쇄되는 유동박리 방지 가이드와,
상기 스테이터의 날개 끝단에 원형 또는 타원형으로 형성되어 상기 스테이터로 유입되는 공기의 유입각을 변화시키는 유입각 가이드로 이루어지는
2단 원심형 블로어.
제1항에 있어서,
내측 후면에 상기 스테이터의 복수의 날개가 고정 설치되고, 상기 1단 임펠러와 상기 스테이터를 감싸도록 형성되어 상기 1단 임펠러와 상기 스테이터 사이의 유로를 형성하는 제1 케이싱을 더 포함하는
2단 원심형 블로어.
제1항에 있어서,
상기 1단 임펠러 및 상기 스테이터를 감싸는 제1 케이싱과 상기 2단 임펠러를 감싸도록 형성되어 상기 제1 케이싱과 상기 2단 임펠러 사이의 유로를 형성하는 제2 케이싱을 더 포함하는
2단 원심형 블로어.
삭제
삭제
삭제
제1항에 있어서,
상기 유동박리 방지 가이드는
상기 날개의 후면과 상기 곡선의 최대 곡률 사이의 간격(FPG1)이 하기 수학식1
[수학식1]
FPG1 < 0.3 * WP1
(여기에서, WP1은 상기 날개 사이의 피치(pitch); 0보다 큰 양의 유리수)
을 만족하도록 형성되는 것을 특징으로 하는
2단 원심형 블로어.
제1항에 있어서,
상기 유동박리 방지 가이드는
상기 모터의 회전 중심에서 상기 곡선의 최대 곡률까지의 반경(FPG2)이 하기 수학식2
[수학식2]
FPG2 > 0.7 * SR
(여기에서, SR은 상기 모터의 회전 중심에서 상기 날개의 외측 끝단까지의 반경; 0보다 큰 양의 유리수)
를 만족하도록 형성되는 것을 특징으로 하는
2단 원심형 블로어.
제1항에 있어서,
상기 유동 가이드는
상기 스테이터의 날개와 날개 사이에서 일정 길이의 곡선을 가지도록 형성되는 재순환 유동 방지 가이드로 이루어지는
2단 원심형 블로어.
제9항에 있어서,
상기 재순환 유동 방지 가이드는
상기 모터의 회전 중심에서 상기 곡선의 최소 반경(RCFPG1)이 하기 수학식3
[수학식3]
RCFPG1 < 0.5 * SR
(여기에서, SR은 상기 모터의 회전 중심에서 상기 날개의 외측 끝단까지의 반경; 0보다 큰 양의 유리수)
을 만족하도록 형성되는 것을 특징으로 하는
2단 원심형 블로어.
제9항에 있어서,
상기 재순환 유동 방지 가이드는
상기 모터의 회전 중심에서 상기 곡선의 최대 반경(RCFPG2)이 하기 수학식4
[수학식4]
RCFPG2 > 0.6 * SR
(여기에서, SR은 상기 모터의 회전 중심에서 상기 날개의 외측 끝단까지의 반경; 0보다 큰 양의 유리수)
를 만족하도록 형성되는 것을 특징으로 하는
2단 원심형 블로어.
제9항에 있어서,
상기 재순환 유동 방지 가이드는
상기 날개의 후면과 상기 모터의 회전 중심에서 상기 곡선의 최대 반경에 해당하는 끝단까지의 거리(RCFPG3)가 하기 수학식5
[수학식5]
RCFPG3 > 0.3 * WP2
(여기에서, WP2는 상기 날개 끝단에서의 피치(pitch); 0보다 큰 양의 유리수)
를 만족하도록 형성되는 것을 특징으로 하는
2단 원심형 블로어.
삭제
제1항에 있어서,
상기 유입각 가이드는
직경(FRG)이 하기 수학식 6
[수학식6]
1.5 * t < FRG < 3 * t
(여기에서, t는 상기 스테이터의 날개 두께; 0보다 큰 양의 유리수)
을 만족하도록 형성되는 것을 특징으로 하는
2단 원심형 블로어.