KR19990083641A

KR19990083641A - 원심 송풍기용 하우징

Info

Publication number: KR19990083641A
Application number: KR1019990036423A
Authority: KR
Inventors: 니란잔젠딜랄험배드
Original assignee: 티. 제이. 드쥐르; 포드 모터 캄파니
Priority date: 1998-04-02
Filing date: 1999-08-31
Publication date: 1999-11-25
Also published as: US5997246A; EP0947705A3; EP0947705A2

Abstract

본원 발명은 원심 팬 또는 송풍기 등에 사용되는 하우징에 관한 것이다. 이 하우징은 팬 또는 송풍기의 작동 중에 발생되는 음색적 소음(tonal noise)을 감소시키기 위한 쐐기형 부재를 구비한다. 이 쐐기형 부재는 하우징 챔버의 내부 표면상에 배치된다.

Description

원심 송풍기용 하우징{HOUSING FOR A CENTRIFUGAL BLOWER}

본 발명은 일반적으로 원심 팬 또는 송풍기용 하우징에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 작동 중에 발생된 소음을 감소시키는 원심 팬 또는 송풍기용 볼류트형 하우징(volute housing)에 관한 것이다.

원심 팬 또는 송풍기는 다양한 공조 요소를 통해 공기를 강제 유동시키는 자동차, 공조 및 환기 산업에 통상 사용된다. 전형적인 원심 송풍기에 있어서, 송풍기 또는 팬의 회전에 의해 개구를 통해 하우징 내로 공기가 유입된다. 이 공기는 하우징 주위로 강제되어 공기 출구 단부 밖으로 배출된다. 어떤 상황에서는, 불필요한 소리(whistling) 또는 다른 음색적 소음이 이러한 공기 유동에 의해 발생될 수도 있다. (본원에 사용되는 바와 같이, 음색적 소음은 n이 1, 2, 3 등이고, B가 팬 휘일의 블레이드의 개수이고, N이 팬 휘일의 1분당 회전 속도일 때 (nBN/60)에 해당되는 주파수 성분의 소음을 의미한다.) 이러한 소음은 팬 블레이드가 송풍기 차단(cut-off) 영역, 즉 송풍기 하우징의 출구 단부에 아주 인접한 목부(necked down portion)를 통과할 때 발생되는 압력 펄스에 주로 기인한다. 이런 소음을 감소시키기 위해 하우징에 대한 다양한 변경이 제안되었다.

이러한 소음을 감소시키기 위한 가장 일반적인 방법은 송풍기의 차단 영역의 형태를 변경시키는 것이었다. 이는 회전하는 블레이드가 차단 영역을 통과할 때에 압력(또는 압력 펄스 형태)의 갑작스런 증가를 효과적으로 감소시키기 위해 이 영역에서 하우징의 측면을 경사지게 하거나 변경시킴으로써 수행되었다. 보다 점진적인 차단 영역의 경사가 음색적 소음에는 필요하지만 하우징 및 그 조립체의 공기 유동성 및 생산성에 영향을 끼칠 수도 있다.

따라서, 그 성능에 영향을 주지 않고서도 원심 송풍기에 의해 발생되는 음색적 소음을 감소시키는 것이 바람직하다. 본 발명의 목적은 송풍기의 성능에 영향을 주지 않고서도 경제적인 방법으로 음색적 소음을 감소시키는 것이다.

도1은 본 발명에 의해 구성된 원심 팬 또는 송풍기의 분해 사시도.

도2는 도1의 선 2-2를 따른 단면도.

도3은 도1의 선 3-3을 따른 단면도.

도4는 본 발명에 의해 구성된 원심 팬 또는 송풍기의 대체 실시예의 분해 사시도.

도5는 본 발명에 의해 구성된 원심 팬 또는 송풍기의 다른 실시예의 분해 사시도.

도6은 도5의 선 6-6을 따른 단면도.

도7은 본 발명에 의해 구성된 원심 팬 또는 송풍기의 또다른 실시예의 분해 사시도.

도8은 도7의 선 8-8을 따른 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 송풍기/팬 조립체

12 : 팬 휘일

18 : 하우징

20, 22 : 하우징 부분

24, 28 : 측벽

26 : 유체 입구 개구

32 : 주변 벽

50, 56, 60, 62 : 쐐기형 부재

본 발명은 반경 방향 평면에서 대향 외부 모서리를 따라 상호 결합되고 각각이 측벽을 갖는 한 쌍의 하우징 부분을 구비한, 원심 팬 또는 송풍기 등의 볼류트형 하우징을 제공함으로써 종래 기술에 의한 송풍기 설계의 문제점을 극복하는 것이다. 이 하우징은 동일 축을 갖고 측벽 중의 하나를 통과하도록 배치된 일반적으로 원형인 유체 입구 개구를 포함한다. 상기 하우징은, 측벽들 사이에 배치되고, 내부 표면과 외부 표면과 볼류트형 챔버를 한정하고, 유체 배출 단부에서 종료되는 볼류트형 주변 벽을 구비한다. 쐐기형 부재는 송풍기 휘일의 유체 배출 단부에 인접한 볼류트형 주변 벽의 내부 표면에 고정되고, 소정의 거리만큼 동일 축을 향해 반경방향 내향으로 연장한다. 일 실시예에 있어서, 쐐기형 부재는 소정의 위치에서 볼류트형 주변 벽의 내부 표면상에 배치된 길고, 일반적으로 중실(solid)이고, 직사각형 형태의 부재를 구비한다. 쐐기형 부재는 하우징의 배출 단부로부터 볼류트형 주변 벽의 반경방향 원주의 대략 절반만큼 연장한다.

본 발명은 제조성이 아주 양호하고 경제적인 방법으로 성능을 저하시키지 않고서도 음색적 소음을 감소시키는 장점을 제공한다.

본 발명의 이러한 목적 및 다른 목적과 장점은 첨부 도면과 이하의 상세한 설명 및 청구범위에 의해 명백하게 될 것이다.

도면에 의하면, 도1 내지 도3은 본 발명에 의한 원심 송풍기/팬 조립체를 도시하고 있다. 원심 송풍기 조립체(10)는 입구 링(16) 주위에 배치된 다수의 팬 블레이드(14)와 팬 휘일(12)의 허브를 구비한 팬 휘일(12)을 포함한다. 팬 휘일(12)은 각각의 원주 주위로 연장하는 외부 립부(lip; 23)에서 상호 결합되는 2개의 하우징 부분, 즉 입구 하우징 커버(20)와 출구 하우징 커버(22)에 의해 형성되는 하우징(18) 내에 배치된다. 입구 하우징 커버(20)는 자동차 차량의 플리넘(plenum) 내에서 발견되는 다양한 가열 요소, 환기 요소 및 공조 요소를 통해 일정 체적의 공기를 제공하기 위해 일정 체적의 공기가 이를 통해 팬 휘일(12)에 의해 흡입되는 입구 개구(26)를 갖는 측벽(24)을 구비한다. 출구 하우징 커버(22)는 팬 휘일(12)과 상호 작용하여 결합하기 위해 팬 모터가 이를 통해 위치될 수 있는 (도시되지 않은) 개구를 구비할 수도 있는 측벽(28)을 또한 포함한다. 입구 표면(34)과 외부 표면(36)을 갖는 볼류트형 주변 벽(32)은 측벽(24, 28) 사이에 배치된다. 볼류트형 주변 벽(32)과 측벽(24, 28)은 볼류트형 챔버(40)와 플리넘 내의 가열 요소, 환기 요소 및 공조 요소 내로 또한 이들을 향해 공기가 통과하는 출구 단부(42)를 형성한다. 원심 송풍기 조립체는 팬을 회전시켜 볼류트형 챔버(40) 주위의 하우징의 입구 단부와 원심 송풍기 조립체(10)의 출구 또는 출구 단부(42)를 통해 공기를 흡입하기 위해 원심 팬(12)과 결합되는 축(46)을 갖는 모터(44)를 더 구비한다. 모터 축(46)은 팬 휘일의 회전축과 동일 축상의 축 A-A를 형성한다.

송풍기 하우징(18)은 볼류트형 외부 벽(32)의 내부 표면(34)에 고정된 쐐기형 부재(50)를 구비한다. 이 쐐기형 부재(50)는 본원에서 개시하는 바와 같이 다양한 형상을 취한다. 이 쐐기형 부재(50)는 차단 영역과 쐐기형 부재를 통과하는 팬 휘일 블레이드에 의해 발생되는 음색적 소음을 감소시킨다.(최종 소음은 보다 낮으며 차단 영역 근처의 압력 펄스와 쐐기형 부재 영역으로부터의 펄스에 기인한 소음의 합계이다.) 이들 2개의 압력 펄스는 상호 작용하여 송풍기 내에서 발생된 음색적 소음을 평형시키는 것으로 믿어진다. 본원에서 개시된 바와 같은 쐐기형 부재가 사용될 때 음색적 소음이 감소된 것을 나타내는 해석적 데이터가 얻어졌다.

도1 내지 도3에 도시된 바와 같이, 쐐기형 부재(50)는 송풍기의 차단 영역(54)에 아주 인접한 곳에서부터 이 송풍기의 반경방향 원주의 대략 절반까지 연장하는 단차진 벽 부재(52)와 같은 형상을 갖는다. 단차진 벽 부재(52)는 송풍기 모터의 동일 축을 향해 대략 6.35 내지 12.7 ㎜(1/4 내지 1/2 inch) 정도 반경방향 내향으로 연장한다. 양호한 실시예에 있어서, 벽(52)은 송풍기 하우징(18)의 반경방향 원주의 대략 1/3만큼 연장한다. 양호하게는, 단차진 벽(52)은 이 부분이 조립될 때 하우징 부분(22)과 일체로 성형된다. 선택적으로는, 벽(52)은 접착 결합 또는 나사 결합과 같은 공지된 체결 방법으로 내부 표면에 기계적으로 고정된다. 도1에 도시된 바와 같이, 이 벽은 측벽(28)으로부터 출구 하우징 커버(22)의 원주 립부(23)의 대략 중간 정도까지 연장한다.

도4 내지 도8은 원심 팬 또는 송풍기 하우징에 사용되는 쐐기형 부재(50)의 대체 실시예를 도시한다. 이해를 돕기 위해 동일한 요소는 동일한 도면 부호로 지칭된다. 도4에 있어서, 단차진 벽 형태의 쐐기형 부재(52)는 도1에 도시된 직선형 단부 대신에 경사진 단부(56)를 갖는 것으로 도시된다. 도5 및 도6은 긴 부재 형태를 갖는 쐐기형 부재(60)를 도시한다. 이 쐐기형 부재(60)는 송풍기 하우징 주위로 원주 거리의 대략 1/3만큼 연장한다.

도7 및 도8은 본 발명의 또다른 실시예를 도시한다. 도7 및 도8에 있어서, 쐐기형 부재(62)는 하우징 부분(20, 22) 상에 형성된다. 이 쐐기형 부재(62)는 각 하우징 부분이 상호 결합될 때 쐐기형 부재(62)의 반부들이 일부품 부재를 형성하기 위해 상호 접촉하도록 각 하우징 부분에 인접하게 형성된다.

쐐기형 부재의 형태 및 배치의 최적화는 하우징의 크기, 이 하우징을 통과하는 공기의 체적, 팬 휘일의 속도, 블레이드의 형상 및 차단 영역의 기하학적 형태를 포함하는 많은 인자들에 의해 영향을 받는다. 전술한 쐐기형 부재들은 설명적인 실시예로 도시된다. 많은 다양한 변경이 당업자에게 명백히 발생될 수 있다. 모든 등가의 것을 포함하여 후속의 청구범위만이 본 발명의 범위를 정의하는 것이다.

본 발명에 의하면, 제조성이 아주 양호하고 경제적인 방법으로 원심 송풍기의 성능에 영향을 주지 않고서도 원심 송풍기에 의해 발생되는 음색적 소음을 감소시킬 수 있다.

Claims

원심 팬 또는 송풍기 등에 사용되는 볼류트형 하우징에 있어서,

각각 측벽을 가지며, 반경방향 평면에서 대향 주변 모서리를 따라 각각 결합된 한 쌍의 하우징 부분과,

상기 각 측벽을 통과하여 배치되고 동일한 축을 갖는 일반적으로 원형인 유체 입구 개구와,

상기 측벽 사이에 배치되고, 내부 표면과 외부 표면과 볼류트형 챔버를 형성하고, 유체 배출 단부에서 종료하는 볼류트형 주변 벽과,

상기 유체 배출 단부에 인접하게 상기 볼류트형 외부 벽의 내부 벽에 고정되고, 소정의 거리만큼 동일 축을 향해 반경방향 내향으로 연장하고, 상기 하우징의 배출 단부로부터 볼류트형 주변 벽의 반경방향 원주의 대략 1/3만큼 연장하는 길고 중실인 직사각형 부재를 구비하는 쐐기형 부재를

포함하는 것을 특징으로 하는 볼류트형 하우징.
제1항에 있어서, 상기 쐐기형 부재는 한 쌍의 하우징 부분 중의 각각에 결합되는 것을 특징으로 하는 볼류트형 하우징.
제1항에 있어서, 상기 쐐기형 부재는 한 쌍의 하우징 부분의 각각에 일체형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 볼류트형 하우징.
제1항에 있어서, 상기 쐐기형 부재는 하우징 반부 상의 쐐기형 부재가 대향의 쐐기형 부재와 결합하도록 대향의 주변 모서리에 인접하게 한 쌍의 하우징 부분의 각각에 일체형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 볼류트형 하우징.