KR20030032232A - multi-blade centrifugal fan - Google Patents
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Abstract
Description
원심 송풍기는 팬의 축방향으로 공기가 유입하여 공기 입구에 대해 90도 방향으로 토출되는데, 가정용 공기 조화기의 패키지 에어콘 등에 많이 사용되고 있다.Centrifugal blowers are introduced in the axial direction of the fan and discharged in a 90 degree direction with respect to the air inlet, and are widely used in package air conditioners of domestic air conditioners.
이러한 원심 송풍기는 도1 및 도2에 도시한 바와 같이, 다수의 블레이드(2)가 원형으로 배열된 원심 다익 팬(4)과, 상기 원심 다익 팬(4)의 외측에 설치되어 와선형으로 통풍로를 형성하는 스크롤 케이싱(6)을 구비한다.As shown in Figs. 1 and 2, the centrifugal blower is provided with a centrifugal multi-function fan 4 in which a plurality of blades 2 are arranged in a circular shape, and is installed outside the centrifugal multi-function fan 4 for vortex ventilation. And a scroll casing 6 forming a furnace.
상기 스크롤 케이싱(6)에서 원심 다익 팬(4)의 축방향에는 공기가 유입하는 공기 입구(8)가 형성되고, 상기 공기 입구(8)에 대해 90도 방향으로 공기 출구(10)가 형성되며, 상기 원심 다익 팬(4)은 상기 다수의 블레이드의 일측단이 설치되는 단부판(12)을 구비한다.In the scroll casing 6, an air inlet 8 through which air flows is formed in the axial direction of the centrifugal multi-function fan 4, and an air outlet 10 is formed in a 90 degree direction with respect to the air inlet 8. The centrifugal blade fan 4 has an end plate 12 on which one end of the plurality of blades is installed.
상기 단부판(12)의 중간부에는 공기 입구를 향하여 돌출된 허브가 구비되고, 상기 허브의 공간(S)에는 모터(M)가 수용되어 설치되어 있다.The middle portion of the end plate 12 is provided with a hub protruding toward the air inlet, the motor (M) is accommodated in the space (S) of the hub is installed.
원심 송풍기의 성능을 결정하는 인자들은 Cut-off 간격, 스크롤 케이싱의 형상, 블레이드의 형상등 여러가지가 있으며, 이들 인자에 대한 많은 연구가 이루어져 소음을 감소시키고 효율을 높이는 원심 송풍기가 개발되어 있다.There are many factors that determine the performance of the centrifugal blower, such as the cut-off interval, the shape of the scroll casing, and the shape of the blade. A lot of researches on these factors have been carried out to reduce the noise and increase the efficiency.
최근 가정용 패키지 에어콘 등에 장착되는 송풍기는 가전제품의 소형화 추세에 발맞추어, 도2에 도시한 바와 같이, 상기 단부판(12)의 중간부에는 공기 입구를 향하여 돌출된 허브를 형성하고, 상기 허브의 공간(S)에는 구동 모터(M)를 수용 설치하여, 송풍기 전체의 크기를 줄이고 있다.In recent years, in accordance with the trend of miniaturization of home appliances, a blower mounted in a household package air conditioner, as shown in FIG. 2, forms a hub protruding toward an air inlet in the middle of the end plate 12, The drive motor M is accommodated and installed in the space S, and the size of the whole blower is reduced.
그런데, 돌출된 허브는 필연적으로 공기의 흡입 유동에 저항을 주어 팬의 성능을 저하시키고 있지만, 허브의 돌출높이와 팬의 성능에 대한 연구가 이루어지지 않아서 모터를 취부하기 위한 허브의 적절한 돌출높이가 제시되지 않았다. 따라서, 송풍기의 소형화를 이루고 있으나 팬의 성능의 저하를 감수해야 한다는 문제점이 있었다.By the way, the protruding hub inevitably deteriorates the fan performance by resisting the suction flow of air, but since the study of the hub protruding height and the fan's performance has not been conducted, the proper protruding height of the hub for mounting the motor Not presented. Therefore, although the blower has been miniaturized, there has been a problem in that the performance of the fan must be reduced.
따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 송풍기의 소형화를 이루면서 팬 성능의 현저한 저하를 방지하는 원심 다익 팬을 제공하는 데 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a centrifugal multi-function fan that prevents a significant decrease in fan performance while miniaturizing the blower.
도1은 일반적인 원심 송풍기를 나타내는 개략 단면도,1 is a schematic cross-sectional view showing a general centrifugal blower,
도2는 도1에서 화살표 A-A선에 따른 단면도,2 is a cross-sectional view taken along the line A-A in FIG.
도3은 본 발명에 의한 원심 다익 팬의 사시도,3 is a perspective view of a centrifugal multi-purpose fan according to the present invention;
도4는 본 발명의 제1실시예에 의한 원심 다익 팬의 개략 단면도,4 is a schematic cross-sectional view of a centrifugal multi-purpose fan according to a first embodiment of the present invention;
도5는 본 발명의 제2실시예에 의한 원심 다익 팬의 개략 단면도,5 is a schematic cross-sectional view of a centrifugal multi-role fan according to a second embodiment of the present invention;
도6은 도4의 원심 다익 팬의 허브의 돌출높이를 변화시키면서 팬의 성능을 시험한 그래프.FIG. 6 is a graph illustrating the performance of the fan while varying the height of protrusion of the hub of the centrifugal multi-function fan of FIG. 4; FIG.
도7은 도5의 원심 다익 팬의 허브의 돌출높이를 변화시키면서 팬의 성능을 시험한 그래프이다.FIG. 7 is a graph illustrating the performance of the fan while changing the height of protrusion of the hub of the centrifugal multi-function fan of FIG.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
20, 120 : 원심 다익팬 22 : 블레이드20, 120: centrifugal double fan 22: blade
24 : 단부판 26 : 지지링24: end plate 26: support ring
28 : 허브 30 : 보스28: Hub 30: Boss
32 : 지지 리브 34 : 구멍32: support rib 34: hole
본 발명은, 다수의 블레이드가 원형으로 배열되고, 상기 다수의 블레이드의 일측단이 설치되는 단부판을 구비한 원심 다익 팬에 있어서, 상기 단부판의 중간부에는 공기 입구를 향하여 돌출된 허브가 구비되고, 상기 허브의 돌출높이(Hb)는 팬 직경(Df)의 0.3배 이하인 것을 특징으로 한다.In the present invention, a plurality of blades are arranged in a circular shape, the centrifugal multi-role fan having an end plate provided with one end of the plurality of blades, the middle portion of the end plate is provided with a hub protruding toward the air inlet The height of the hub Hb is characterized in that less than 0.3 times the fan diameter (Df).
상기 허브는 공기 입구측의 직경이 작은 원뿔대 형상인 것이 바람직하다.The hub is preferably in the shape of a truncated cone having a small diameter at the air inlet side.
상기 허브는 원통형상으로 이루어질 수도 있다.The hub may have a cylindrical shape.
그리고, 상기 허브의 측면에는 허브의 수용공간에 설치되는 모터의 열을 식히도록 다수의 구멍이 형성되어 있는 것이 바람직하다.In addition, the side of the hub is preferably formed with a plurality of holes to cool the heat of the motor installed in the receiving space of the hub.
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도3 및 도4는 본 고안의 제1실시예를 나타낸다. 도시한 바와 같이, 원심 다익 팬(20)은, 다수의 블레이드(22)가 일정한 간격을 두고 원형으로 배열되고, 상기 다수의 블레이드(22)의 일측단(모터 부착측)에는 단부판(24)이 설치되고, 상기 다수의 블레이드(22)의 타측단(공기 입구측)에는 지지링(26)이 설치되어, 전체적으로 원통형을 이루고 있다.3 and 4 show a first embodiment of the present invention. As shown in the figure, the centrifugal multi-purpose fan 20 has a plurality of blades 22 arranged in a circle at regular intervals, and an end plate 24 at one end (motor attachment side) of the plurality of blades 22. The support ring 26 is provided in the other end (air inlet side) of the said plurality of blades 22, and has comprised the cylinder shape as a whole.
상기 단부판(24)의 중간부는 공기 입구를 향하여 돌출되어 허브(28)를 이루고 있고, 상기 허브의 돌출높이(Hb)는 팬 직경(Df)의 0.3배 이하이다. 상기 허브(28)는 공기 입구측의 직경이 작은 원뿔대 형상이며, 그 모서리는 라운딩되어 있다. 상기 허브(28)는 상기 단부판과 일체로 형성되거나 별도의 부재로 형성될 수 있다.The middle portion of the end plate 24 protrudes toward the air inlet to form a hub 28, the protruding height Hb of the hub being 0.3 times or less of the fan diameter Df. The hub 28 is shaped like a truncated cone with a small diameter on the air inlet side, and the corner is rounded. The hub 28 may be integrally formed with the end plate or may be formed as a separate member.
상기 허브(28)의 중앙 상측면에는 후술하는 모터의 모터축이 삽입되어 고정되는 보스(30)가 돌출형성되고, 상기 보스(30)의 외측면에는 다수의 지지 리브(32)가 구비되어 있다. 상기 허브(28)의 하측에 형성된 수용공간(S)에는 구동 모터(M)가 수용되어 그 모터축이 상기 보스(30)에 끼워져 고정된다. 또한, 상기 구동 모터(M)는 그 외측면 또는 하측단면이 원심 다익 팬(20)을 싸고 있는 스크롤 케이싱(도시안됨)에 의해 지지 고정된다.A boss 30 is formed to protrude from a central upper side of the hub 28 to which a motor shaft of a motor described later is inserted and fixed, and a plurality of support ribs 32 are provided on an outer surface of the boss 30. . A drive motor M is accommodated in the accommodation space S formed at the lower side of the hub 28, and the motor shaft is fitted into the boss 30 and fixed. In addition, the drive motor M is supported and fixed by a scroll casing (not shown) whose outer surface or lower end surface surrounds the centrifugal multi-function fan 20.
그리고, 상기 허브(28)의 측면에는 허브의 수용공간(S)에 설치된 모터의 열을 식히도록 다수의 구멍(34)이 형성된다.In addition, a plurality of holes 34 are formed at the side of the hub 28 to cool the heat of the motor installed in the accommodation space S of the hub.
상기 지지링(26)의 팬의 외측면에 밀착하여 고정된 테이며, 다수의 블레이드(22)을 일정한 간격으로 유지시켜 지지한다.The frame is fixed in close contact with the outer surface of the fan of the support ring 26, the plurality of blades 22 are maintained at regular intervals to support.
한편, 도5는 본 발명의 제2실시예에 의한 원심 다익 팬(120)을 나타낸다. 본실시예의 단부판(124)은 그 허브(128)가 원통형이다. 상기 허브(128)는, 그 돌출높이(Hb)가 팬 직경(Df)의 0.3배 이하이고, 단부판(124)의 모서리는 라운딩되어 있다. 블레이드(122), 지지링(126), 보스(130), 지지리브(132), 허브의 측면에 형성된 구멍(도시안됨) 등의 구성은 도4(제1실시예)의 구성과 동일하다.5 shows a centrifugal multi-purpose fan 120 according to a second embodiment of the present invention. In the end plate 124 of this embodiment, the hub 128 is cylindrical. The hub 128 has a protruding height Hb of 0.3 times or less the fan diameter Df, and the edge of the end plate 124 is rounded. The configuration of the blade 122, the support ring 126, the boss 130, the support rib 132, the hole formed in the side of the hub (not shown), etc. is the same as that of FIG. 4 (the first embodiment).
도6은 원뿔대 형의 허브를 가진 원심 다익 팬에서, 허브의 돌출높이(Hb)를 팬 외경(Df)의 0배(허브가 돌출되지 않은 상태), 0.25배, 0.33배, 0.48배, 0.59배로 변화시키면서 성능시험을 한 결과로서, 정압(ψ: 무차원)에 대한 유량(φ: 무차원)을 나타낸 그래프이다.Fig. 6 shows the hub height Hb of the centrifugal multi-focal pan with a truncated cone hub at 0 times (without protruding hub), 0.25 times, 0.33 times, 0.48 times, and 0.59 times the pan outer diameter Df. As a result of the performance test while changing, it is a graph which shows the flow volume (φ: dimensionless) with respect to static pressure (ψ: dimensionless).
시험조건은 다음과 같다.The test conditions are as follows.
시험장치 : 미국공조학회(ASHRAE) 규격에 준하여 설계, 제작된 1.5 ~ 50 m3/min의 유량범위를 갖는 풍동.Test equipment: A wind tunnel with a flow range of 1.5 to 50 m 3 / min, designed and manufactured according to the American Society of Air Conditioning (ASHRAE) standard.
시험방법 : KSB 6311에 의거하여 진행.Test Method: Proceed according to KSB 6311.
시험에 사용된 원뿔대 형의 허브를 가진 원심 다익 팬은, 팬의 높이(Hf)가 팬 외경(Df)의 0.47배이고, 그 허브의 최대직경(Db1)은 팬 외경(Df)의 0.55배인 것이고, 그 허브의 최소직경(Db2)은 팬 외경(Df)의 0.51배이며, 블레이드의 폭(Fw)은 팬 외경(Df)의 0.09배이다.The centrifugal multi-role fan with a truncated hub used in the test has a height Hf of 0.47 times the fan outer diameter Df and a maximum diameter Db1 of the hub 0.55 times the fan outer diameter Df. The minimum diameter Db2 of the hub is 0.51 times the fan outer diameter Df, and the blade width Fw is 0.09 times the fan outer diameter Df.
그래프에 나타난 바와 같이, 허브의 돌출높이(Hb)가 팬 외경(Df)의 0.25배 및 0.33배인 원심 다익 팬은, 허브가 돌출되지 않은 원심 다익 팬(Hb = 0)의 그래프에 거의 근접하고 있음을 알수 있다.As shown in the graph, the centrifugal multi-fan with the hub height Hb of 0.25 and 0.33 times the fan outer diameter Df is close to the graph of the centrifugal multi-pan fan without hub protruding (Hb = 0). You can see.
다음 표는 도6의 그래프를 수치화한 것으로서, 허브의 돌출높이(Hb)가 0 인원심 다익팬의 유량(최대 유량)에 대한 돌출된 허브의 유량 감소비를 나타낸다.The following table is the numerical value of the graph of FIG. 6, where the height of the protrusion Hb of the hub represents the flow rate reduction ratio of the protruding hub with respect to the flow rate (maximum flow rate) of the zero-personal double fan.
도7은 원통형의 허브를 가진 원심 다익 팬에서, 허브의 돌출높이(Hb)를 팬 외경(Df)의 0배(허브가 돌출되지 않은 상태), 0.30배, 0.41배, 0.55배, 0.66배로 변화시키면서 성능시험을 한 결과로서, 정압(ψ: 무차원)에 대한 유량(φ: 무차원)을 나타낸 그래프이다.Fig. 7 shows the change in the height of the hub height Hb from 0 times (without protruding hub), 0.30 times, 0.41 times, 0.55 times, and 0.66 times in the centrifugal multi-function pan with a cylindrical hub. As a result of the performance test, the graph shows the flow rate (φ: dimensionless) against the static pressure (ψ: dimensionless).
시험 장치 및 시험방법은 원뿔대 형의 허브를 가진 원심 다익 팬의 시험과 동일하며, 시험에 사용된 원통형의 허브를 가진 원심 다익 팬은, 팬의 높이(Hf)가 팬 외경(Df)의 0.47배이고, 그 허브의 직경(Db)은 팬 외경(Df)의 0.51배인 것이고, 블레이드의 폭(Fw)은 팬 외경(Df)의 0.09배이다.The test apparatus and test method are the same as those of the centrifugal multi-focal pan with a truncated cone-shaped hub. The centrifugal multi-focal pan with a cylindrical hub used in the test has a fan height (Hf) of 0.47 times the fan outer diameter (Df). The diameter Db of the hub is 0.51 times the fan outer diameter Df, and the width Fw of the blade is 0.09 times the fan outer diameter Df.
그래프에 나타난 바와 같이, 허브의 돌출높이(Hb)가 팬 외경(Df)의 0.30배인 원심 다익 팬은, 허브가 돌출되지 않은 원심 다익 팬(Hb = 0)의 그래프에 거의 근접하고 있음을 알 수 있다.As shown in the graph, the centrifugal multi-role pan whose hub height Hb is 0.30 times the fan outer diameter Df shows that the hub is almost close to the graph of the non-protruding centrifugal multi-role pan Hb = 0. have.
다음 표는 도7의 그래프를 수치화한 것으로서, 허브의 돌출높이(Hb)가 0 인 원심 다익팬의 유량(최대 유량)에 대한 돌출된 허브의 유량 감소비를 나타낸다.The following table is the numerical value of the graph of FIG. 7, which shows the ratio of the flow rate reduction of the protruding hub to the flow rate (maximum flow rate) of the centrifugal multi-foil fan having the height of the hub Hb of zero.
상기한 그래프 및 표에서 나타난 바와 같이, 허브가 돌출되면 성능이 감소하기는 하지만, 급격한 성능감소는 허브의 형상에 거의 관계없이 허브의 돌출높이(Hb)가 팬 외경(Df)의 약 0.40배 이상에서 생김을 알 수 있으며, 성능의감소를 최소하도록 허브의 돌출높이(Hb)가 팬 외경(Df)의 약 0.30배 이하인 것이 바람직함을 알 수 있다.As shown in the above graphs and tables, although the performance decreases when the hub protrudes, the sudden decrease in performance causes the protrusion height Hb of the hub to be about 0.40 times or more the fan outer diameter Df regardless of the shape of the hub. It can be seen that, and to minimize the reduction in performance it can be seen that the protrusion height (Hb) of the hub is preferably about 0.30 times or less of the fan outer diameter (Df).
본 발명에 의한 원심 다익 팬에 의하면, 허브에 구동모터를 취부하게 되는데, 전체 구조물의 크기를 소형화하면서 유량손실을 최소화하여, 팬 성능의 현저한 저하를 방지하는 효과가 있다.According to the centrifugal multi-role fan according to the present invention, the driving motor is mounted on the hub, and the flow loss is minimized while minimizing the size of the entire structure, thereby preventing a significant deterioration of the fan performance.
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