KR20000040209A - 송풍기용 스크롤 하우징 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자렌지 기능과 배기 기능을 동시에 갖춘 후드 겸용 전자렌지(over the range : OTR)에서 가스렌지에서 발생되는 연기 및 냄새를 배출하기 위하여 설치된 송풍기에 관한 것으로서, 특히 2중 경사각을 갖는 스크롤 하우징을 적용하여 토출구에서의 유속분포에 따라 토출구 형상에 변화를 줌으로써 토출되는 유동의 손실을 줄여 토출량이 증대되는 동시에 저소음화를 실현할 수 있는 송풍기용 스크롤 하우징(Scroll housing used for ventilation fan)에 관한 것이다.

상기와 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 임펠러와, 상기 임펠러에 의한 유체의 유동을 안내하는 스크롤 하우징을 포함하는 송풍기에 있어서, 상기 스크롤 하우징은 그 토출구 컷오프쪽 면의 중앙부가 외측방향으로 돌출되게 형성되고, 상기 토출구의 돌출부는 그 단면이 'V'자형으로 형성되며, 상기 돌출부는 상기 임펠러의 회전축에 대한 양쪽 경사각이 10˚에서 40˚범위안에 있는 것을 특징으로 한다.

Description

송풍기용 스크롤 하우징

본 발명은 전자렌지 기능과 배기 기능을 동시에 갖춘 후드 겸용 전자렌지(over the range : OTR)에서 가스렌지에서 발생되는 연기 및 냄새를 배출하기 위하여 설치된 송풍기에 관한 것으로서, 특히 2중 경사각을 갖는 스크롤 하우징을 적용하여 토출구에서의 유속분포에 따라 토출구 형상에 변화를 줌으로써 토출되는 유동의 손실을 줄여 토출량이 증대되는 동시에 저소음화를 실현할 수 있는 송풍기용 스크롤 하우징에 관한 것이다.

도 1은 후드 겸용 전자렌지의 정면도이고, 도 2는 후드 겸용 전자렌지의 측면도이다.

일반적으로, 송풍기는 유체를 이송시키는 기계장치로서, 다양한 기계장치에 널리 사용되고 있다.

특히, 전자렌지 기능과 배기 기능을 동시에 갖춘 후드 겸용 전자렌지(over the range : OTR)에서는 하부에 설치된 가스렌지(미도시)에서 발생되는 냄새와 연기를 배기하기 위하여 송풍기인 양흡입 시로코 팬(sirocco fan)이 사용되는데, 상기 후드 겸용 전자렌지는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 가열실(1a)이 형성된 케이스(1)와, 상기 케이스(1)에 공급되는 음식물을 조리하기 위하여 전파를 발사하는 마그네트론(magnetron)(2)과, 상기 마그네트론(1)을 냉각시키는 냉각 팬(fan)(3)과, 상기 케이스(1)에 형성된 유로를 통하여 하부에 설치된 가스렌지(미도시)에서 발생된 냄새와 연기가 배기되도록 모터(11)와 연결된 시로코 팬인 송풍기(10)로 구성된다.

상기한 바와 같이 구성된 후드 겸용 전자렌지는 전자렌지로서 동작하는 경우에는 일반 전자렌지의 동작과 마찬가지이고, 하부에 설치된 가스렌지가 동작하는 경우에는 상기 가스렌지에서 발생되는 냄새와 연기는 상기 캐비닛(1)에 형성된 유로를 따라 상기 송풍기(10)에 의해 외부로 배기된다.

미설명 부호 F는 유동의 흐름을 나타낸다.

참조된 도면, 도 3은 종래 송풍기의 일부가 절개된 정면도이고, 도 4는 종래 송풍기의 좌측면도이며, 도 5는 토출구에서의 유속 분포가 도시된 도면이다.

종래의 송풍기(20)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 유체의 유동이 일어나도록 회전되는 임펠러(impeller)(21)와, 상기 임펠러(21)에 의해 흡입되는 유체를 안내하는 동시에 유체의 흡입구(22a) 및 토출구(22b)가 형성된 스크롤 하우징(scroll housing)(22)과, 상기 흡입구(22a)에 끝단에 흡입되는 유체의 유동을 안내하도록 설치되는 벨마우스(23)로 구성된다.

상기에서, 상기 임펠러(21)는 회전되는 복수개의 블레이드(blade)(21a)와, 상기 블레이드(21a)를 연결하여 지지하는 림(rim)(22b)으로 구성되고, 상기 스크롤 하우징(22)은 중앙에 상기 임펠러(21)에 의해 유체가 흡입되는 흡입구(22a)가 형성되고 있고, 상기 흡입구(22a)를 거쳐 흡입된 유체가 안내되어 토출되는 토출구(22b)가 형성되어 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 송풍기의 동작을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 임펠러(21)가 회전되고, 회전되는 상기 임펠러(21)의 블레이드(21a)에 의해 상기 스크롤 하우징(22)의 흡입구(22a)를 통하여 유체가 흡입된다.

상기 흡입구(22a)를 통하여 흡입된 유체는 상기 토출구(22b)의 기준이 되는 컷오프(cutoff)(C)로부터 점차 확대되는 상기 스크롤 하우징(22)의 유로를 지나 상기 토출구(22b)를 통하여 외부로 배기된다. 즉, 상기 흡입구(22a)를 통하여 흡입된 유체는 일정한 정압으로 회복되면서 상기 토출구(22b)를 통하여 외부로 배기된다.

그러나, 종래의 송풍기(20)는 상기 스크롤 하우징(22)의 토출구(22b)가 임펠러(21)의 회전축과 평행한 직사각형의 형상이기 때문에 도 5에 도시된 바와 같이 상기 토출구(22b)에서의 유속 분포를 LDV(Laser doppler Velocimeter)실험을 통해 확인해 본 결과 상기 토출구(22b)에서 상당한 유동손실이 발생되는 것을 알 수 있다. 이로 인해, 상기 스크롤 하우징(22)과 임펠러(21)를 따라 흐르면서 압력이 회복된, 즉 정압 상승된 유동은 상기 토출구(22b) 모서리 부분에서 경계층의 성장으로 인해 넓은 손실지역을 형성하게 되고, 이러한 상기 토출구(22b)에서의 유동손실은 풍량을 저해하는 요인으로 작용할 뿐만 아니라, 소음을 증대시키는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 토출구가 경사각을 갖도록 구성되어 실험에서 나타나는 손실지역의 유로는 좁히고 유속이 크게 나타나는 지역의 유로는 넓혀줌으로써 유량이 증대되고 소음이 감소되는 송풍기용 스크롤 하우징을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 후드 겸용 전자렌지의 정면도,

도 2는 후드 겸용 전자렌지의 측면도,

도 3은 종래 송풍기의 일부가 절개된 정면도,

도 4는 종래 송풍기의 좌측면도,

도 5는 토출구에서의 유속 분포가 도시된 도면,

도 6은 본 발명에 의한 송풍기의 일부가 절개된 정면도,

도 7은 본 발명에 의한 송풍기의 좌측면도,

도 8은 본 발명에 의한 송풍기의 일부 구성요소인 임펠러에서의 유속분포를 벡터를 사용하여 도시한 도면,

도 9는 본 발명에 의한 송풍기의 토출구에서의 유속 분포가 도시된 도면,

도 10은 본 발명과 종래기술의 풍량에 대한 정압을 비교한 그래프,

도 11은 본 발명과 종래기술의 풍량에 대한 소음을 비교한 그래프이다.

도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명

50 : 송풍기 51 : 임펠러 51a : 블레이드 51b : 림 52 : 스크롤 하우징 52a : 흡입구 52b : 토출구 52c : 내측면 52d : 바깥면 53 : 벨마우스 C' : 컷오프 IN : 흡입유동 OUT : 토출유속 θ, θ' : 경사각도

본 발명은 임펠러와, 상기 임펠러에 의한 유체의 유동을 안내하는 스크롤 하우징을 포함하는 송풍기에 있어서,

상기 토출구의 돌출부는 그 단면이 'V'자형으로 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 돌출부는 상기 임펠러의 회전축에 대한 양쪽 경사각이 10˚에서 40˚범위안에 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 토출구에 형성된 경사각은 10도에서 40도인 것을 특징으로 한다.

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

우선 참조된 도면, 도 6은 본 발명에 의한 송풍기의 일부가 절개된 정면도이고, 도 7은 본 발명에 의한 송풍기의 좌측면도이며, 도 8은 본 발명에 의한 송풍기의 일부 구성요소인 임펠러에서의 유속분포를 벡터를 사용하여 도시한 도면이고, 도 9는 본 발명에 의한 송풍기의 토출구에서의 유속 분포가 도시된 도면이며, 도 10은 본 발명과 종래기술의 풍량에 대한 정압을 비교한 그래프이고, 도 11은 본 발명과 종래기술의 풍량에 대한 소음을 비교한 그래프이다.

본 발명에 의한 송풍기(50)는 도 6 내지 도 9에 도시된 바와 같이 유체가 이송되도록 회전되는 임펠러(51)와, 상기 임펠러(51)에 의한 유체의 유동을 안내하고 흡입구(52a) 및 토출구(52b)가 형성된 스크롤 하우징(52)과, 상기 스크롤 하우징(52)의 흡입구(52a)를 통하여 흡입되는 유체의 유동을 안내하도록 상기 흡입구(52a)의 끝단에 설치되는 벨마우스(53)로 구성된다.

상기에서, 상기 임펠러(51)는 날개인 복수개의 블레이드(51a)와, 상기 블레이드(51a)를 지지하는 림(51b)으로 구성된다.

특히, 상기 스크롤 하우징(52)은 상기 토출구(52b)의 내측면(52c)이 안쪽으로 경사지게 형성된 바, 그 경사각도(θ, θ')는 10도에서 40도 정도이다.

미설명 부호 52d는 스크롤 하우징(52)의 바깥면을, C'는 컷오프를, IN은 흡입유동을, OUT는 토출유속을 각각 나타낸다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 송풍기의 동작 및 작용을 설명하면 다음과 같다.

모터(미도시)가 회전되면, 상기 모터에 연결된 상기 임펠러(51)가 회전되고, 상기 임펠러(51)의 회전에 의해 상기 스크롤 하우징(52)의 흡입구(52a)로 유체가 흡입되며, 흡입된 유체는 상기 스크롤 하우징(52)의 벽면을 따라 상기 토출구(52b)로 이송된다.

그 후, 상기 스크롤 하우징(52)을 따라 이송되는 유체는 상기 토출구(52b)를 통과하여 외부로 토출된다.

특히, 상기 스크롤 하우징(52)의 토출구(52b)의 내측면(52c)은 안쪽으로 상기 경사각도(θ, θ')로 경사지도록 형성되어 있으므로 종래기술에 비해 상기 토출구(52b)를 통과하여 토출되는 유체의 유량이 증대되게 된다.

왜냐하면, 상기 임펠러(51)에 의해 발생되는 유체의 토출유속(OUT)은 도 8에 도시된 바와 같이 상기 임펠러(51)의 좌우측 부위에서 그 유속이 손실되어 작게 나타나고, 그 중앙부위에서는 그 토출유속(OUT)이 크게 나타나게 되며, 그에 따라 상기 토출구(52b)는 토출유속(OUT)분포가 크게 나타나는 부위를 중심으로 상기 내측면(52c)으로 경사지게 형성되어 있기 때문이다.

즉, 종래의 스크롤 하우징의 토출구에서 유동의 경계층으로 인한 손실 및 역류로 인한 손실 등에 의해 나타나는 손실지역의 유로는 좁혀 손실지역을 줄이고, 유속이 크게 나타나는 지역에서는 유로를 넓혀 토출유량이 증대되도록 한 것이다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 송풍기(50)에서 상기 토출구(52c)에서의 유속분포를 LDV로 측정한 것은 도 9에 도시되어 있고, 도시된 바와 같이 중앙부위와 상기 스크롤 하우징의(52) 바깥면(52d)의 유속이 크게 증대된 것을 알 수 있다.

한편, 도 10은 종래기술과 본 발명을 풍량에 따른 정압을 실험에 의해 비교한 그래프로서, 같은 정압이라도 본 발명의 경우가 종래기술에 비하여 풍량이 크게 증대된 것을 알 수 있고, 도 11은 종래기술과 본 발명을 풍량에 따른 소음(dB)을 실험에 의해 비교한 그래프로서, 두 가지의 경우 모두 풍량이 증대될수록 소음이 증대되나, 같은 풍량에서 본 발명의 경우가 종래기술에 비하여 소음이 현저히 감소된 것을 알 수 있다.

이와 같이, 본 발명에 의한 송풍기용 스크롤 하우징은 상기 스크롤 하우징(52)의 토출구(52b)가 유속이 큰 쪽으로 경사지게 형성되어 있으므로 토출되는 풍량이 증대되고, 풍량이 증대되어 소음으로 나타나는 에너지 중의 일부가 유동에 대한 에너지로 변환되므로 같은 풍량에서 현저히 소음이 감소되는 효과를 제공한다.

Claims (3)

1. 임펠러와, 상기 임펠러에 의한 유체의 유동을 안내하는 스크롤 하우징을 포함하는 송풍기에 있어서,

   상기 스크롤 하우징은 그 토출구 컷오프쪽 면의 중앙부가 외측방향으로 돌출되게 형성된 것을 특징으로 하는 송풍기용 스크롤 하우징.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 토출구의 돌출부는 그 단면이 'V'자형으로 형성된 것을 특징으로 하는 송풍기용 스크롤 하우징.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 돌출부는 상기 임펠러의 회전축에 대한 양쪽 경사각이 10˚에서 40˚범위안에 있는 것을 특징으로 하는 송풍기용 스크롤 하우징.