KR200173233Y1 - 소음 저하용 원심 송풍기 임펠러의 구조 - Google Patents

Abstract

원심송풍기의 구동시 발생하는 소음을 절감시키기 위한 원심송풍기 소음저하용 임펠러의 구조에 관한 것으로, 종래의 임펠러의 형태는 변경하지 않고 종래의 임펠러 깃(5) 사이에 길이가 짧은 소음저하용 깃(8)을 삽입함으로써 임펠러의 깃끝(4)과 차단면(7)의 간격을 증가시켜, 임펠러의 깃끝(4)이 차단면(7)과 교차할때의 발생하는 압력의 맥동현상을 부드럽게 하여줌으로써 원심송풍기가 구동될 때 발생되는 소음을 감소시킬수 있게한 소음저하용 깃(8)을 갖는 임펠러의 형상으로써 모든 원심송풍기의 임펠러에 적용할 수 있게 한 것을 특징으로 한 소음저하용 원심송풍기 임펠러의 구조이다.

Description

소음저하용 원심송풍기 임펠러의 구조{Impeller structure of centrifugal fan for reducing noise}

본 고안은 원심송풍기에서 발생하는 소음을 감소시키는 원심송풍기 임펠러의 구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 소음저하용 원심송풍기 임펠러는 원심송풍기에서 발생하는 소음을 감소시켜 이로 인한 소음공해를 낮출 수 있다.

원심송풍기에서 발생하는 소음은 케이싱내에서 임펠러가 회전할 때, 임펠러깃이 주변 케이싱의 형상이 급격히 변화하는 부위, 즉 차단면을 통과할 때 발생하는 급격한 압력변화에 기인하는 간섭음, 그리고 깃 주변이나 토출구 등에서 발생하는 난류에 의한 소용돌이음이 있으며, 기계적 소음으로는 베어링의 마모 등에 의한 소음, 송풍기 구조물의 일부가 공진하여 발생하는 구조소음, 그리고 송풍기가 장착된 구조물이 진동하여 발생하는 고체음 등을 생각할 수 있다. 원심송풍기의 경우, 기계적 소음은 일반적으로 크게 문제가 되지 않을 뿐만 아니라 이는 송풍기의 진동과 밀접한 관련이 있으며, 공기역학적 소음이 주된 소음발생의 원인이므로 원심송풍기의 소음을 감소시키기 위하여는 임펠러 깃의 설계나 케이싱 설계시 공기역학적 측면을 고려해야 한다.

도 2 는 종래의 원심송풍기의 구조를 나타내는 것으로써, 이는 흡입구(1), 임펠러(2), 케이싱(3)으로 구성되며, 케이싱(3)은 임펠러(2)를 감싸는 형태로써, 기체가 흡입구(1)로 유입되고, 임펠러(2)의 깃(5)을 통과하면서 에너지를 공급받아 토출구(6)로 배출된다.

상기, 도 2 에서와 같이 원심송풍기의 임펠러(2)가 회전할 때, 임펠러(2)의 깃끝(4)은 케이싱(3)의 차단면(7)과 연속적으로 교차하며, 압력이 맥동현상을 일으켜 소음을 발생시키므로 임펠러(2)의 형태를 수정함으로써 원심송풍기에서 발생하는 소음을 감소시킬 수 있다는 가능성을 제공하여 준다.

차단면(7)은 케이싱(3)측에서 임펠러(2)의 깃끝(4)과 가장 가까운 케이싱(3)의 하단부이다.

또한, 상기 케이싱(3)은 나선형으로 되어 있으며, 케이싱(3)의 끝단부에는 토출구(6)가 연결되므로 케이싱(3)은 차단면(7)과 토출구(6) 사이에서 불연속적인 부분이 생긴다. 임펠러(2)가 케이싱(3)내에서 회전할 때, 차단면(7)에서부터 토출구(6)까지는 원활하게 운동을 하게 되며, 임펠러(2)에서 발생되는 유량과 압력도 이 구간내에서는 원활하게 발생하여 토출구(6)로 토출된다. 그러나, 임펠러(2)의 입장에서 기체를 토출구(6)로 토출시킨 후 차단면(7)을 통과하게 되는데, 차단면(7)은 임펠러(2)와 케이싱(3) 사이의 간격이 가장 좁은 곳이기 때문에 급격하게 공간이 좁아지고 압력이 변동하게 되며, 깃(5)이 차단면(7)을 통과할 때마다 주기적(periodic pulse)인 맥동으로 인하여 간섭소음이 발생하게 된다. 이때 주기적인 맥동은 임펠러(2)의 깃(5)수가 증가함에 따라 증가하게 되므로 임펠러 깃(5)이 차단면(7)을 통과하는 횟수를 감소시켜 소음을 감소시킬 수 있다. 그러나, 일방적으로 임펠러 깃(5)수를 감소시키면, 임펠러(2)에서 발생시키는 정압이 감소하므로 임펠러(2)의 성능에 문제가 되므로 임펠러 깃(5)수를 감소시키지 않고 임펠러(2) 출구측의 구조적인 환경을 개선하여 발생되는 정압은 유지시키고 임펠러(2)의 깃(5)이 차단면(7)을 통과할 때의 환경을 개선하여 줌으로써 간섭소음을 감소시키는 것이 중요하다.

도 3 은 일본 특허초록공보 평5-3211981(1993.12.07)호의 고안내용을 도시한 것으로서, 원심임펠러의 흡입구(1) 부분의 길이가 제거되어 주깃(main blade)(11)보다 길이가 짧은 보조깃(12)을 주깃(11) 사이에 장착하는 것이다. 이러한 방법은 원심임펠러의 흡입구(1)를 통하여 통과하는 유량이 많을 경우, 흡입구(1)에서의 난류유동에 의한 손실을 감소시키고, 유동을 원활히 하여 원심임펠러에서 발생되는 압력이 감소되지 않도록 하는 것이 주목적인 장치로써 소음감소효과는 효과가 없는 것이다.

상기, 일본 특허초록공보 평5-3211981(1993.12.07)호와 같은 고안내용은 이미 오래 전에 원심압축기에서 사용되는 원심임펠러에 적용된 것으로 그 형태는 도 4 에 예시된다(참고문헌 1). 도 4에서 보조깃(12)은 스플리터(splitter)로써, 많은 유량이 흡입구(1)를 통과할 때 흡입구(1)에서의 흡입면적을 증가시켜 주는 역할을 하여 흡입구(1)에서의 손실을 감소시킨다. 일본 특허초록공보 평5-3211981호와 같은 고안내용은 스플리터(splitter)의 개념과 동일한 것이다.

본 고안의 목적은 임펠러가 회전할 때 케이싱의 차단면에서의 맥동현상으로 인하여 발생하는 소음을 감소시키는 것으로서 원심송풍기의 구동시 발생하는 소음을 절감시키기 위한 원심송풍기 소음저하용 임펠러의 구조이며 종래의 임펠러의 형태는 변경하지 않고 종래의 임펠러 깃 사이에 길이가 짧은 소음저하용 깃을 삽입함으로써 임펠러의 깃끝과 차단면의 간격을 증가시켜, 임펠러의 깃끝이 차단면과 교차할때의 발생하는 압력의 맥동현상을 부드럽게 하여줌으로써 원심송풍기가 구동될 때 발생되는 소음을 감소시킬 수 있게 한 소음저하용 깃을 갖는 임펠러의 구조이다.

모든 원심송풍기의 임펠러에 적용할 수 있는 소음저하용 원심송풍기 임펠러의 구조로 완성되어 있다.

도 1 은 본 고안의 소음저하용 원심송풍기 임펠러의 구조를 나타낸 개략 단면도

도 2 는 종래 원심송풍기의 임펠러와 케이싱의 구조를 나타낸 개략 단면도

도 3 은 종래의 구조를 나타낸 개략도

도 4 는 종래의 스플리터(Splitter)가 장착된 원심임펠러의 형태를 나타낸 개략도

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

(1) : 흡입구 (2) : 임펠러

(3) : 케이싱 (4) : 깃끝

(5) : 주깃 (6) : 토출구

(7) : 차단면 (8) : 소음저하용 깃

이하, 첨부된 도면 도 1을 참조하여 본 고안의 실시예를 구체적으로 설명한다.

도 1 은 본 고안의 소음저하용 깃(8)을 갖는 원심송풍기 임펠러(2)의 구조를 나타낸 것으로서, 임펠러 주깃(5) 사이에 길이가 짧은 소음저하용 깃(8)을 삽입하여 종래의 임펠러(2)를 수정함으로써 임펠러(2)의 깃끝(4)과 차단면(7)의 간격을 증가시켜, 소음저하용 임펠러 깃끝(4)이 차단면(7)과 교차할 때 발생하는 압력의 맥동현상을 부드럽게 하여줌으로써 원심송풍기가 구동될 때 발생되는 소음을 감소시킬 수 있음을 요지로 한다.

다시 말하자면 원심송풍기 임펠러(2)가 회전할 때, 임펠러(2)의 깃끝(4)은 케이싱(3)측에서 임펠러(2)의 깃끝(4)과 가장 가까운 차단면(7)과 연속적으로 교차하며, 이때 압력이 맥동현상을 일으켜 소음을 발생시키므로 종래의 임펠러(2)의 형태는 변경하지 않고 종래의 임펠러 주깃(5) 사이에 길이가 짧은 소음저하용 깃(8)을 삽입함으로써 임펠러(2)의 깃끝(4)과 차단면(7)의 간격을 증가시켜, 임펠러(2)의 깃끝(4)이 차단면(7)과 교차할때의 발생하는 압력의 맥동현상을 부드럽게 하여줌으로써 원심송풍기가 구동될 때 발생되는 소음을 감소시킬 수 있게 한 소음저하용 깃(8)을 갖는 임펠러(2)의 구조로써 모든 원심송풍기의 임펠러(2)에 적용할 수 있게 한 것이다.

그러므로, 도 1 에서와 같이 임펠러 주깃(5)사이에 길이가 짧은 소음저하용 보조깃(8)을 삽입함으로써 임펠러(2)의 출구에 공간을 확보하여 임펠러 깃끝(4)과 케이싱(3) 차단면(7)사이의 간격을 증가시키고 임펠러 깃끝(4)이 차단면(7)을 통과하는 실제적인 펄스(pulse)를 감소시켜, 임펠러(2)의 깃끝(4)이 차단면(7)과 교차할 때 발생하는 압력의 맥동현상을 부드럽게 하여줌으로써 원심송풍기가 구동될 때 발생되는 소음을 감소시킬 수 있게 한 것으로, 종래의 일본 특허초록공보 평5-3211981(1993.12.07)호에 관련한 내용과 본 고안은 근본적인 원리가 다르고, 적용하는 방법 및 효과면에서도 차이가 크기 때문에 본 고안은 일본 특허초록공보 평5-3211981(1993.12.07)호와는 무관한 것이다.

본 고안은 원심송풍기의 임펠러 주깃 사이에 길이가 짧은 소음저하용 깃을 삽입함으로써 임펠러의 출구에 공간을 확보하여 임펠러 깃끝과 케이싱 차단면 사이의 간격을 증가시키고 임펠러 깃끝이 차단면을 통과하는 실제적인 펄스를 감소시켜 임펠러의 깃끝이 차단면과 교차할 때 발생하는 압력의 맥동현상을 부드럽게 하여 원심송풍기가 구동될 때 발생되는 소음을 감소시킬 수 있도록 한 매우 유용한 고안인 것이다.

[참고문헌]

1. T.S. Luu, M.M. Abdelrahman, Y. Ribaud, 'Transonic Flow Analysis in an Impeller Equipped with Splitter Blades', The 25th Annual International Gas Turbine Conference and Exhibit and the 22nd Annual Fluid Engineering Conference, New Orleans, Louisiana, March 9 - 13, 1980.

Claims (1)

1. 나선형인 케이싱(3) 끝단부에 토출구(6)가 형성되고 케이싱(3) 내부에 임펠러(2)와 흡입구(1)가 내장되며 임펠러(2)에 다수개의 깃이 형성되고 임펠러(2) 외측에 케이싱(3)의 차단면(7)과 연속적으로 교차하는 깃끝(4)이 형성된 원심송풍기와, 또 이 원심송풍기에 2중깃이 설치된 구조에 있어서,

   상기, 케이싱(3) 내부에 내장된 임펠러(2)의 주깃(5) 사이에 길이가 짧은 소음저하용 깃(8)을 삽입 설치함으로서 임펠러(2)의 출구에 공간을 확보하여 임펠러 깃끝(4)과 케이싱(3) 차단면(7)사이의 간격을 증가시키고 임펠러 깃끝(4)이 차단면(7)을 통과하는 실제적인 펄스를 감소시켜, 임펠러(2)의 깃끝(4)이 차단면(7)과 교차할 때 발생하는 압력의 맥동현상을 부드럽게 하여줌으로써 원심송풍기가 구동될 때 발생되는 소음을 감소시킬 수 있게 한 것을 특징으로 하는 소음저하용 원심송풍기 임펠러의 구조.