KR20020030522A - The turbofan - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 공기 조화기나 환기 장치 등에 사용되는 터보팬에 관한 것으로서, 특히 날개의 구조를 변경하여 송풍 능력은 떨어지지 않으면서 소음 발생을 줄일 수 있도록 한 터보팬에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a turbofan used in an air conditioner, a ventilation device, and the like, and more particularly, to a turbofan that can reduce noise while changing the structure of a wing, without deteriorating a blowing capacity.
도 1은 종래 기술의 터보팬이 도시된 정면도 및 측단면도이다.1 is a front and side cross-sectional view of a prior art turbofan.
일반적으로 터보팬은 송풍기나 에어컨 등에 장착되는 원심팬의 일종으로서, 비교적 소음이 작고 송풍 효율이 높은 팬이다.In general, a turbo fan is a type of centrifugal fan installed in a blower, an air conditioner, or the like, and is a fan with relatively low noise and high blowing efficiency.
이와 같은 터보팬은 모터 축이 장착되는 동시에 팬의 외경 방향으로 연장되는 허브(10)와, 상기 허브(10)의 원주 방향으로 일정 간격마다 설치되어 공기를 강제 유동시키는 다수의 날개(30)와, 링형으로 형성되어 상기 날개(30)의 끝단에 설치되는 쉬라우드(20)로 이루어진다.Such a turbo fan is provided with a hub 10 which is mounted on a motor shaft and extends in the outer diameter direction of the fan, and a plurality of blades 30 installed at regular intervals in a circumferential direction of the hub 10 to force air flow; Is formed in a ring shape consists of a shroud 20 is installed at the end of the wing (30).
여기서 상기 쉬라우드(20)의 내경으로 이루어지는 흡입경(d0)은 상기 날개(30)가 형성하는 내경(d1)보다 약간 작거나 크게 형성되고, 상기 쉬라우드(20)와 허브(10) 사이에 형성되는 입구폭(h1)은 출구폭(h2) 보다 크게 형성된다.Here, the suction diameter (d 0 ) consisting of the inner diameter of the shroud 20 is slightly smaller or larger than the inner diameter (d 1 ) formed by the wing (30), the shroud 20 and the hub (10) The inlet width h 1 formed therebetween is formed larger than the outlet width h 2 .
그리고 상기 날개(30)는 그 형상이 후향(Backward curve) 구조로 이루어져 입구각(β1)과 출구각(β2)이 90°이하가 되도록 상기 허브(10)와 쉬라우드(20) 사이에 배열 설치된다.In addition, the wing 30 is formed in a backward curve structure between the hub 10 and the shroud 20 such that the inlet angle β 1 and the outlet angle β 2 are 90 ° or less. The array is installed.
이와 같은 날개(30)는 복수개의 내측 끝단부를 연결하는 내경(d1)과 복수개의 외측 끝단부를 연결하는 외경(d2)의 비(d1/d2)가 0.8 이하가 되도록 형성된다.The blade 30 is formed such that the ratio d 1 / d 2 of the inner diameter d 1 connecting the plurality of inner ends and the outer diameter d 2 connecting the plurality of outer ends is 0.8 or less.
도 2는 상기한 종래 기술의 터보팬에서 날개가 도시된 상세도로서, 상기 날개(30)는 팬의 회전 방향으로 양의 캠버각을 갖도록 형성된다.Figure 2 is a detailed view of the wing in the prior art turbofan, the wing 30 is formed to have a positive camber angle in the rotational direction of the fan.
즉, 상기 날개(30)는 캠버 라인(31)을 중심으로 반경 방향으로 바깥쪽인 볼록한 부분이 압력면(33)이 되고, 안쪽인 오목한 부분이 부압면(35)이 되도록 형성된다.That is, the blade 30 is formed such that the convex portion radially outward with respect to the camber line 31 becomes the pressure surface 33, and the inner concave portion becomes the negative pressure surface 35.
그러나, 상기와 같은 종래 기술의 터보팬에 있어서 동일한 폭을 갖는 조건에서 풍량을 늘이면서 흡입 소음을 줄이기 위해서는 내경(d1)을 크게 설계하여야 하는데, 이때에는 외경(d2)도 그만큼 커져야 하는 문제점이 있다.However, in the turbofan of the prior art as described above, in order to reduce the intake noise while increasing the air volume under the same width, the inner diameter d 1 must be designed to be large, and the outer diameter d 2 must be large. There is this.
물론, 터보팬의 외경(d2)을 크게 하지 않고 팬의 회전수를 증대시켜 풍량을 늘일 수 있으나 이때에는 흡입 소음이 증가하게 되는 문제점이 발생된다.Of course, the air volume can be increased by increasing the number of revolutions of the fan without increasing the outer diameter d 2 of the turbofan, but this causes a problem that the suction noise is increased.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 날개가 음의 캠버각을 갖도록 형성함과 아울러 흡입경이 커지도록 구성함으로써 팬의 외경을 크게 하지 않으면서도 충분한 송풍 능력이 유지되는 동시에 소음 발생을 줄일 수 있도록 하는 터보팬을 제공하는 데 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and by forming a wing having a negative camber angle and configured to increase the suction diameter, while maintaining a sufficient blowing capacity without increasing the outer diameter of the fan while generating noise To provide a turbo fan that can be reduced.
도 1은 종래 기술의 터보팬이 도시된 정면도 및 측단면도,1 is a front and side cross-sectional view showing a turbofan of the prior art,
도 2는 종래 기술의 터보팬 날개가 도시된 상세도,Figure 2 is a detailed view of the prior art turbofan blades,
도 3은 본 발명에 따른 제1 실시예의 터보팬이 도시된 정면도 및 측단면도,3 is a front view and a side cross-sectional view showing a turbofan of a first embodiment according to the present invention;
도 4는 본 발명에 따른 제1 실시예의 터보팬 날개가 도시된 상세도,Figure 4 is a detailed view of the turbofan blade of the first embodiment according to the present invention,
도 5는 본 발명에 따른 터보팬과 종래 터보팬의 소음 비교 그래프,5 is a noise comparison graph of the turbofan and the conventional turbofan according to the present invention,
도 6은 본 발명에 따른 제2 실시예의 터보팬이 도시된 정면도,6 is a front view showing a turbofan of a second embodiment according to the present invention;
도 7은 본 발명에 따른 제3 실시예의 터보팬이 도시된 측단면도이다.Fig. 7 is a side sectional view showing the turbofan of the third embodiment according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
50 : 허브 51 : 모터 장착부50: hub 51: motor mounting portion
60 : 쉬라우드 70 : 날개60: shroud 70: wings
71 : 캠버 라인 73 : 압력면71: camber line 73: pressure surface
75 : 부압면 d0: 흡입경75: negative pressure surface d 0 : suction mirror
d1: 내경 d2: 외경d 1 : inner diameter d 2 : outer diameter
h1: 입구폭 h2: 출구폭h 1 : inlet width h 2 : outlet width
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 터보팬은, 모터 축이 장착되는 허브와, 상기 허브의 원주 방향으로 설치되는 다수의 날개와, 링형으로 형성되어 상기 날개의 끝단에 설치되는 쉬라우드로 구성된 터보팬에 있어서, 상기 날개는 팬의 회전 방향으로 음의 캠버각을 갖도록 형성되고, 복수 개의 내측 끝단부를 연결하는 내경(d1)과 복수개의 외측 끝단부를 연결하는 외경(d2)의 비(d1/d2)가 0.75 ~ 8.85 가 되도록 형성된 것을 특징으로 하여 가능하게 된다.Turbo fan according to the present invention for realizing the above object is a hub to which the motor shaft is mounted, a plurality of blades installed in the circumferential direction of the hub, and a shroud formed in the ring shape is installed at the end of the blade In the turbofan configured, the blade is formed to have a negative camber angle in the rotational direction of the fan, the ratio of the inner diameter (d 1 ) connecting the plurality of inner ends and the outer diameter (d 2 ) connecting the plurality of outer ends. (d 1 / d 2 ) is characterized in that it is formed so that 0.75 ~ 8.85.
여기서 상기 쉬라우드의 내측 둘레면으로 이루어지는 흡입경(d0)이 상기 날개의 내경(d1)보다 크게 형성되고, 상기 흡입경(d0)과 내경(d1)의 비는 0.88 ~ 0.95 로 이루어진다.Here, the suction diameter (d 0 ) consisting of the inner peripheral surface of the shroud is formed larger than the inner diameter (d 1 ) of the blade, the ratio of the suction diameter (d 0 ) and the inner diameter (d 1 ) is 0.88 ~ 0.95 Is done.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명에 따른 제1 실시예의 터보팬이 도시된 정면도 및 측단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 제1 실시예의 터보팬 날개가 도시된 상세도이다.3 is a front view and a side cross-sectional view of the turbofan of the first embodiment according to the present invention, and FIG. 4 is a detailed view of the turbofan blade of the first embodiment according to the present invention.
본 발명에 따른 터보팬은 모터 축이 장착되는 동시에 팬의 외경 방향으로 연장되는 허브(50)와, 상기 허브(50)의 원주 방향으로 설치되어 송풍력을 발생시키는 다수의 날개(70)와, 링형으로 형성되어 상기 날개(70)의 끝단에 설치되는 쉬라우드(60)로 구성된다.Turbo fan according to the present invention is a motor shaft is mounted at the same time the hub 50 extending in the outer diameter direction of the fan, a plurality of blades 70 is installed in the circumferential direction of the hub 50 to generate a blowing force, Is formed in a ring shape is composed of a shroud 60 is installed at the end of the wing (70).
상기 허브(50)는 그 중앙부에 모터가 위치될 수 있도록 볼록하게 모터 장착부(51)가 형성된다.The hub 50 is formed with a convex motor mounting portion 51 so that the motor can be located at the center thereof.
상기 허브(50)와 쉬라우드(60)는 공기가 유입되는 입구폭(h1)과 공기가 토출되는 출구폭(h2)이 동일한 크기를 갖도록 평행하게 위치되고, 그 사이에 상기 날개(70)가 설치된다.The hub 50 and the shroud 60 are positioned in parallel so that the inlet width h 1 through which air is introduced and the outlet width h 2 through which the air is discharged have the same size, and the vanes 70 therebetween. ) Is installed.
상기 날개(70)는 팬의 회전 방향으로 음의 캠버각을 갖도록 형성되고, 복수 개의 내측 끝단부를 연결하는 내경(d1)과 복수개의 외측 끝단부를 연결하는 외경(d2)의 비(d1/d2)가 0.75 ~ 8.85 가 되도록 형성된다.The wing 70 is formed to have a negative camber angle of the rotation direction of the fan, ratio (d 1 of the inner diameter (d 1) and the outer diameter (d 2) for connecting a plurality of outer end portions for connecting a plurality of inner end portions / d 2 ) is 0.75 to 8.85.
즉, 상기 날개(70)는 종래 기술에 터보팬에 비하여 내외경비(d1/d2)가 커져서 날개(70)의 길이가 상대적으로 작게 형성되고, 회전 방향으로 음의 캠버각을 갖음에 따라 도 4에서와 같이 캠버 라인(71)을 중심으로 오목한 쪽이 압력면(73)이 되고, 볼록한 쪽이 부압면(75)이 되게 형성된다.That is, the blade 70 has a larger inner and outer ratio (d 1 / d 2 ) than the turbofan in the prior art, so that the length of the blade 70 is relatively small, and has a negative camber angle in the rotational direction. As shown in FIG. 4, the concave side is formed to be the pressure surface 73, and the convex side is the negative pressure surface 75.
그리고 상기 쉬라우드(60)의 내측 둘레면으로 이루어지는 흡입경(d0)이 상기 날개(70)의 내경(d1)보다 크게 형성되고, 상기 흡입경(d0)과 내경(d1)의 비(d1/d0)는 0.88 ~ 0.95 로 이루어진다.And the suction diameter (d 0 ) consisting of the inner circumferential surface of the shroud 60 is formed larger than the inner diameter (d 1 ) of the blade 70, the suction diameter (d 0 ) and the inner diameter (d 1 ) of The ratio d 1 / d 0 is comprised between 0.88 and 0.95.
이와 같이 팬의 흡입경(d0)이 내경(d1)보다 커짐에 따라 팬의 전체적인 입구 면적이 커지게 되고, 이에 따라 동일 풍량에서 유입속도가 줄어드는 효과를 얻을 수 있게 되어 흡입 소음을 줄일 수 있게 된다.In this way, as the suction diameter (d 0 ) of the fan becomes larger than the inner diameter (d 1 ), the overall inlet area of the fan is increased, thereby reducing the intake speed at the same air flow rate, thereby reducing the suction noise. Will be.
또한 상기 날개(70)는 팬의 회전 중심에서 한 날개의 내측 끝단부와 연결한선과, 중심에서 그 날개의 외측 끝단부와 연결한 선이 이루는 각(θ)이 15°~ 25°로 이루어져 종래 기술의 날개의 비하여 길이가 짧아지게 형성된다.In addition, the blade 70 is made of a 15 ° ~ 25 ° angle (θ) formed by a line connected to the inner end of the wing at the rotational center of the fan, and a line connected to the outer end of the wing at the center The length is shorter than the wings of the technology.
그리고 상기 날개(70)는 복수개가 상기 허브(50)와 쉬라우드(60) 사이에 등간격으로 설치된다.In addition, a plurality of wings 70 are installed at equal intervals between the hub 50 and the shroud 60.
도 5는 본 발명에 따른 터보팬과 종래 터보팬의 소음 비교 그래프로서, 종래 기술의 터보팬과 본 기술의 터보팬이 동일한 외경을 갖는 조건에서 액자형 에어컨의 실내기에 적용하여 동일 풍량 대비 소음 발생 정도를 비교하여 보면, 본 기술에 터보팬이 종래 기술의 터보팬에 비하여 소음이 저감되는 것을 알 수 있다.5 is a noise comparison graph between a turbo fan and a conventional turbo fan according to the present invention, and the noise generation to the same air volume is applied to an indoor unit of a frame type air conditioner under the condition that the conventional turbo fan and the turbo fan of the present technology have the same outer diameter. In comparison, it can be seen that the turbofan in the present technology reduces noise compared with the turbofan of the prior art.
도 6은 본 발명에 따른 제2 실시예의 터보팬이 도시된 정면도로서, 상기한 제1 실시예의 터보팬 날개가 등간격으로 설치되는 것과는 다르게 복수개의 날개(170)가 상기 허브(150)와 쉬라우드(170) 사이에 부등피치로 불규칙적으로 설치된 것을 나타내고 있다.FIG. 6 is a front view of the turbofan of the second embodiment according to the present invention. Unlike the turbofan blades of the first embodiment, which are installed at equal intervals, a plurality of wings 170 rest with the hub 150. It is shown that the wood 170 is irregularly installed with an uneven pitch.
즉, 각각의 날개(171,172,173,174) 사이의 각(θ1, θ2,θ3)이 서로 같지 않은 조건으로 배열 설치되는 것이다. 이와 같이 상기 날개를 불규칙한 간격으로 배열 설치할 경우 BPF(Blade Passing Frequency)를 저감시킬 수 있게 된다.That is, the angles θ 1 , θ 2 , θ 3 between the respective wings 171, 172, 173, 174 are arranged to be not equal to each other. As such, when the wings are arranged at irregular intervals, it is possible to reduce the BPF (Blade Passing Frequency).
도 7은 본 발명에 따른 제3 실시예의 터보팬이 도시된 측단면도이다.Fig. 7 is a side sectional view showing the turbofan of the third embodiment according to the present invention.
본 발명에 따른 제3 실시예의 터보팬은 상기한 제1 실시예의 터보팬과는 다르게 허브(250)의 외경(dh)이 날개(270)의 외경(d2)보다 작고, 쉬라우드(260)의 내경 즉, 흡입경(d0)보다 같거나 작게 형성된다.In the turbofan of the third embodiment according to the present invention, unlike the turbofan of the first embodiment described above, the outer diameter d h of the hub 250 is smaller than the outer diameter d 2 of the blade 270, and the shroud 260 is used. It is formed equal to or smaller than the inner diameter of ie, suction diameter d 0 .
이와 같은 제3 실시예의 터보팬은 허브(250)쪽에서 쉬라우드(260) 쪽 면이 막혀있지 않기 때문에 허브(250) 또는 쉬라우드(260)를 별도로 제작하여 날개(170)쪽에 부착하지 않고, 하나의 금형을 이용하여 한 번에 바로 팬을 성형할 수 있게 되어 제작 공정이 단순화됨과 아울러 제작비용을 줄일 수 있게 된다.Since the turbofan of the third embodiment is not connected to the wing 170 by making the hub 250 or the shroud 260 separately because the side of the shroud 260 is not blocked from the hub 250, By using the mold of the fan can be molded at once, the manufacturing process is simplified and the manufacturing cost can be reduced.
상기한 바와 같은 본 발명의 터보팬은 날개가 음의 캠버각을 갖도록 형성됨과 아울러 흡입경이 커지도록 구성되어 있기 때문에 팬의 외경을 크게 하지 않으면서도 충분한 송풍 능력이 유지되는 동시에 팬 작동시 발생하는 소음을 줄일 수 있는 이점이 있다.The turbofan of the present invention as described above is formed so that the blade has a negative camber angle and is configured to increase the suction diameter, the noise generated during fan operation while maintaining a sufficient blowing capacity without increasing the outer diameter of the fan There is an advantage to reduce.
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