KR20000016729U - 다익 원심 팬 - Google Patents

Abstract

본 고안은 공기를 이송시키는 다익 원심 팬(Multiblade fan)에 관한 것으로서, 특히 공기가 흡입되는 흡입구의 형상과 공기에 운동에너지를 전달하는 임펠러의 위치를 변경함으로써 와류발생이 억제하여 풍량이 증대되는 동시에 저소음화를 실현할 수 있는 다익 원심 팬에 관한 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 고안은 흡입구 끝단이 외측방향으로 돌출된 일정한 원호로 이루어진 돌출부가 형성되고, 상기 돌출부의 끝단에는 직선부가 형성된 팬 하우징과;

상기 흡입구가 형성된 패널의 동일 높이에 끝단이 위치되도록 설치된 임펠러를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

다익 원심 팬 {Multiblade fan}

본 고안은 공기를 이송시키는 다익 원심 팬(Multiblade fan)에 관한 것으로서, 특히 공기가 흡입되는 흡입구의 형상과 공기에 운동에너지를 전달하는 임펠러의 위치를 변경함으로써 와류발생이 억제하여 풍량이 증대되는 동시에 저소음화를 실현할 수 있는 다익 원심 팬에 관한 것이다.

일반적으로, 다익 원심 팬은 보통 시로코 팬(sirocco fan)이라고도 불리는데, 공기를 이송시키는 원심 송풍기의 하나로서 기계장치에서 공기를 이송시키기 위해 널리 사용되고 있다.

참조된 도면, 도 1은 종래기술에 의한 다익 원심 팬의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 AA선에 의한 단면도이다.

종래의 다익 원심 팬은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 구동부(미도시)에 연결되어 회전됨으로써 공기의 유동을 일으키는 임펠러(10)와, 상기 임펠러(10)에 의해 흡입되는 공기의 유동을 안내하는 스크롤 형상의 팬 하우징(20)과, 상기 팬 하우징(20)의 흡입구(20a)에 흡입되는 유동을 안내하도록 설치된 벨마우스(30)로 구성된다.

여기서, 상기 임펠러(10)는 공기의 유동을 생성시키는 복수개의 날개(11)와, 상기 날개(11)를 지지하는 림(rim)(12)으로 구성되고, 상기 팬 하우징(20)은 흡입구(20a)와 토출구(20b)가 형성되어 있으며 그 형상은 공기가 이동되는 유로의 단면적이 상기 토출구(20b)의 기준이 되는 컷오프(cut off)(C)의 위치로부터 일정한 비율로 증가되는 스크롤 형상을 하고 있다. 그리고, 상기 벨마우스(30)는 흡입되는 공기의 와류 발생을 저하시킬 수 있도록 상기 팬 하우징(20) 내측으로 일정한 원호를 사용하여 설계된 것이다.

상기에서, 상기 임펠러(10)에 연결된 구동부가 상기 임펠러(10)를 회전시키게 되면 상기 임펠러(10)가 회전되고, 상기 임펠러(10)의 회전에 의해 상기 흡입구(20a)로 흡입된 공기는 상기 임펠러(10)의 날개(11)로부터 운동에너지를 전달받아 더욱 가속되어 상기 팬 하우징(20)으로 이송된다. 그 다음 공기는 상기 팬 하우징(20)의 안내를 따라 토출구(20b)로 이송되는데 이때 상기 임펠러(10)로부터 전달받은 운동에너지의 일부가 정압으로 변하게 되고 공기의 나머지 운동에너지도 상기 토출구(20b)에서 정압으로 변환되어 상기 토출구(20b) 후단에 있는 유로저항을 이기면서 공간으로 토출되게 되는 것이다.

그러나, 종래의 다익 원심 팬은 도 2에 도시된 바와 같이 상기 벨마우스(30)의 설치를 위하여 상기 임펠러(10)의 높이가 상기 팬 하우징(20)의 높이보다 낮게 설치되어 상기 임펠러(10)와 상기 팬 하우징(20) 사이에 공간이 존재하게 되고 그에 따라 유동이 고르게 흐르지 못하고 와류를 발생하게 된다. 따라서 와류의 발생에 따른 풍량의 감소와 소음의 발생이 나타나는 문제점이 있다.

또한, 종래에 이러한 와류발생을 억제하고자 흡입구(20a)에 유동 안내가이드를 설치한 예가 있는데, 이 경우 안내가이드의 면에서 난류 경계층이 생성되고 안내가이드 등의 끝단에서 복잡한 난류가 생성되어 임펠러(10)의 날개(11)로 유입된다. 임펠러(10)로 유입된 유동의 난류성분은 임펠러(10)의 날개(11)에 부딪히면서 소음을 발생시키게 되는데 이러한 소음이 다익 원심 팬에서 발생되는 소음의 주요 원인임은 이미 잘 알려진 사실이다. 더불어, 이로 인한 소음은 특정한 주파수에서 발생하지 않고 넓은 영역의 주파수 대역에서 발생되는 광대역 소음을 발생시키게 되므로 소음저감을 위한 흡차음 등의 추후 소음대책에도 어려움이 발생된다. 따라서 안내가이드를 설치한 경우 공력 성능의 상승은 도모할 수 있으나 정음화에는 오히려 불리하여 소음의 저감을 기대할 수 없는 문제점이 있다.

본 고안은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 팬 하우징의 흡입구 끝단을 상측으로 돌출하도록 형성시키고 임펠러와 팬 하우징의 높이를 동일하게 맞춤으로써 와류의 발생을 억제하여 성능의 상승과 정음화를 구현할 수 있는 다익 원심 팬을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래기술에 의한 다익 원심 팬의 사시도,

도 2는 도 1에 도시된 AA선에 의한 단면도,

도 3은 본 고안에 의한 다익 원심 팬의 단면도,

도 4는 본 고안과 종래기술의 정압에 따른 풍량을 비교한 그래프,

도 5는 본 고안과 종래기술의 주파수에 따른 소음을 비교한 그래프이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

50 : 임펠러 51 : 날개 52 : 회전축

60 : 팬 하우징 60a : 흡입구 61 : 돌출부

61a : 직선부 R : 원호

본 고안은 흡입구 끝단이 외측방향으로 돌출된 일정한 원호로 이루어진 돌출부가 형성되고, 상기 돌출부의 끝단에는 직선부가 형성된 팬 하우징과;

상기 흡입구가 형성된 패널의 동일 높이에 끝단이 위치되도록 설치된 임펠러를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 흡입구는 그 직경이 상기 임펠러 직경의 0.8 ~ 0.9배인 것을 특징으로 한다.

이하, 본 고안의 실시예를 참조된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

우선, 참조된 도면, 도 3은 본 고안에 의한 다익 원심 팬의 단면도이고, 도 4는 본 고안과 종래기술의 정압에 따른 풍량을 비교한 그래프이며, 도 5는 본 고안과 종래기술의 주파수에 따른 소음을 비교한 그래프이다.

본 고안에 의한 다익 원심 팬은 도 3에 도시된 바와 같이 복수개의 날개(51)로 이루어지고 구동부(미도시)에 연결되어 회전되는 임펠러(50)와, 상기 임펠러(50)에 의해 흡입된 공기를 안내하는 스크롤 형상의 팬 하우징(60)으로 구성된다.

특히, 상기 임펠러(50)는 상기 팬 하우징(60)의 높이와 동일한 높이에 위치하도록 설치되어 있고, 상기 팬 하우징(60)의 흡입구(60a)에는 일정한 원호(R)를 사용하여 설계된 돌출부(61)가 형성되어 있으며, 상기 돌출부(61)의 끝단은 일정높이까지 직선으로 이루어져 직선부(61a)를 형성하고 있다.

그리고, 상기 흡입구(60a)의 직경은 상기 임펠러(50) 직경의 0.8 ~ 0.9배로 구성하는 것이 바람직한데, 이것은 상기 흡입구(60a)의 직경이 상기 임펠러(50) 직경의 0.8배 이하인 경우에는 풍량이 급격히 감소하게 되고, 상기 임펠러(50)의 직경이 0.9배 이상인 경우에는 불안정한 유동이 발생되기 때문이다.

또한, 상기 돌출부(61)에 형성되는 원호(R)의 반경은 상기 흡입구(60a)의 직경과 임펠러(50)의 직경의 차이를 고려하여 설계하되 상기 임펠러(50) 직경의 0.01 ~ 0.1배 사이에서 최적점이 존재하므로 그 범위 내에서 설계하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 직선부(61a)의 길이(L)는 상기 임펠러(50) 직경의 0.01 ~ 0.1배 사이로 형성하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 구성된 본 고안에 의한 다익 원심 팬의 동작을 설명하면 다음과 같다.

상기 임펠러(50)가 구동부의 회전동력을 전달받아 회전하게 되면 상기 흡입구(60a)로 공기가 흡입되고, 그 공기는 상기 임펠러(50)의 날개에 의해 운동에너지를 전달받으면서 상기 팬 하우징(60)으로 이동된 다음, 상기 팬 하우징(60)의 안내를 받아 토출구(미도시)를 통과하면서 그 운동에너지가 정압으로 변환되어 외부로 토출되게 된다.

여기서, 상기 흡입구(60a)에서의 공기 유동을 살펴보면, 상기 흡입구(60a)의 측면유동은 상기 직선부(61a)에 의해 그 유입이 방지되므로 측면유동에 의한 흡입유동의 교란이 방지되고, 상기 직선부(61a)를 통과한 유동은 상기 원호(R)의 안내에 따라 흐르면서 상기 임펠러(50)의 회전축(52)과 수직인 상기 팬 하우징(60)의 수평판인 측판을 따라 흐르는 것이 가능하게 되며, 상기 흡입구(60a)를 통과한 유동은 상기 임펠러(50)와 상기 팬 하우징(60) 사이의 간격이 존재하지 않으므로 그 곳에서 발생되던 와류가 억제된다.

한편, 도 4는 본 고안과 종래기술에 의한 다익 원심 팬의 성능을 비교한 그래프로서, 본 고안에 의한 팬이 종래기술에 의한 팬 보다 그 정압이 높은 것을 알 수 있고, 따라서 풍량이 증대된다.

도 5는 본 고안과 종래기술에 의한 다익 원심 팬의 소음을 비교한 그래프로서, 본 고안에 의한 팬이 종래기술에 의한 팬 보다 거의 모든 주파수 대역에서 소음이 저감된 것을 알 수 있다.

이와 같이, 본 고안에 의한 다익 원심 팬은 상기 임펠러(50)와 상기 팬 하우징(60)간에 간격이 거의 존재하지 않게 되므로 상기 임펠러(50)의 전체부분을 유동생성에 사용할 수 있게 되어 성능이 향상되는 효과를 제공한다.

또한, 상기 흡입구(60a)에 별도의 안내가이드를 설치할 필요가 없고 상기 흡입구(60a)에서 발생되는 와류가 상기 돌출부(61)에 의해 억제되므로 소음이 저감되는 효과를 제공한다.

더불어, 본 고안은 동일 크기의 팬 하우징(60)에 대하여 종래 보다는 크기가 큰 임펠러(50)를 적용할 수 있으므로 전체 팬의 성능을 향상시킬 수 있고, 반대로 크기가 동일한 임펠러(50)에 크기가 종래 보다는 작은 팬 하우징(60)을 적용할 수 있으므로 소형화도 기대할 수 있다.

Claims (2)

1. 흡입구 끝단이 외측방향으로 돌출된 일정한 원호로 이루어진 돌출부가 형성되고, 상기 돌출부의 끝단에는 직선부가 형성된 팬 하우징과;

   상기 흡입구가 형성된 패널의 동일 높이에 끝단이 위치되도록 설치된 임펠러를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 다익 원심 팬.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 흡입구는 그 직경이 상기 임펠러 직경의 0.8 ~ 0.9배인 것을 특징으로 하는 다익 원심 팬.