KR20040042621A

KR20040042621A - Turbo fan

Info

Publication number: KR20040042621A
Application number: KR1020020071185A
Authority: KR
Inventors: 김승천; 박영민
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2002-11-15
Filing date: 2002-11-15
Publication date: 2004-05-20
Also published as: KR100459191B1

Abstract

PURPOSE: A turbo fan is provided to increase an amount of wind to be generated and to reduce noise by designing inner and outer diameters of a shroud of the turbo fan such that the shroud has an optimal diameter ratio. CONSTITUTION: A turbo fan(50) includes a hub(51) installed at a rotating shaft of a motor, a plurality of blades(53) installed at an outer peripheral portion of the hub(51), and a shroud(54) installed at an end of an air intake section of the blades(53). A center of the hub(51) is protruded toward the air intake section and a rim section of the hub(51) is vertically formed with respect to the rotating shaft so that air is easily exhausted to an exterior. A plurality of cooling holes are formed at a center portion of the hub(51) so that a part of air cools the motor by passing through the cooling holes.

Description

Turbo fan

본 발명은 터보팬의 관한 것으로, 더욱 상세하게는 송풍성능을 향상시키고 소음을 감소시키는 터보팬에 관한 것이다.The present invention relates to a turbofan, and more particularly to a turbofan to improve the blowing performance and reduce the noise.

일반적으로 송풍팬은 모터의 회전력에 의해 공기를 송풍시키기 위한 수단으로 사용되고 있으며, 냉장고, 공기조화기 및 청소기 등 다양한 산업분야에 적용되고 있다.In general, the blowing fan is used as a means for blowing air by the rotational force of the motor, and is applied to various industrial fields such as a refrigerator, an air conditioner, and a cleaner.

이러한 송풍팬은 공기의 흡입 및 토출 방법에 따라 축류팬, 시로코팬, 터보팬 등으로 구분된다.The blower fan is classified into an axial fan, a sirocco fan, a turbo fan, and the like according to a method of suctioning and discharging air.

이 중에서, 상기 터보팬(turbo fan)은 공기를 회전축방향으로 흡입하여 각 블레이드 사이사이를 통해 원심방향으로 토출하는 구조이다. 이러한 터보팬은 공기를 팬의 내부로 흡입한 후에 외부로 토출하므로, 공기의 유동을 안내하기 위해 덕트를 별도로 설치할 필요가 없다. 또, 터보팬은 송풍량이 비교적 많이 필요한 천정부착형 공기조화기와 같은 대형 제품에 적용되는 것이 일반적이다.Among these, the turbo fan is a structure in which air is sucked in the rotational axis direction and discharged in the centrifugal direction between the blades. Since the turbo fan sucks air into the fan and discharges it to the outside, there is no need to install a duct separately to guide the flow of air. In addition, a turbo fan is generally applied to a large product such as a ceiling mounted air conditioner that requires a relatively large amount of blowing air.

도 1은 일반적인 터보팬을 나타낸 사시도로서 이를 참조하면, 상기 터보팬(10)은 모터의 회전축에 연결되는 허브(11)와, 상기 허브의 테두리부를 따라 다수개 형성된 에어포일(airfoil) 형상의 블레이드(12)와, 상기 블레이드의 끝단부에 설치되는 고리형상의 쉬라우드(13)로 구성된다.1 is a perspective view showing a general turbo fan, the turbo fan 10 is a hub 11 connected to the rotating shaft of the motor, and a plurality of blades of airfoil (airfoil) formed along the edge of the hub And a ring-shaped shroud 13 provided at the end of the blade.

공기를 일방향으로 토출시키기 위한 일체형 터보팬(허브에서 쉬라우드 내경을 제외한 나머지 부분을 제거한 터보팬)의 용량에 따라 허브 직경, 쉬라우드의 크기 및 팬폭비(쉬라우드 외경에 대한 팬폭의 길이) 등을 고려하여 설계된다. 이때, 상기 허브 직경은 풍량 및 소음과 밀접한 관계를 가지며, 상기 팬폭비는 쉬라우드(13)의 내외경비와 허브 직경과의 관계에 따라 송풍 성능과 소음 특성에 많은 영향을 미친다.Hub diameter, shroud size and fan width ratio (length of fan width to shroud outer diameter) depending on the capacity of the integrated turbofan (turbofan removed from the hub except the shroud diameter) for discharging air in one direction Is designed in consideration of. At this time, the hub diameter has a close relationship with the air volume and the noise, and the fan width ratio has a great influence on the blowing performance and the noise characteristics according to the relationship between the inner and outer expenses of the shroud 13 and the hub diameter.

따라서, 상기 터보팬은 용량에 따라 일정한 허브 직경과 팬폭비로 형성되어야 하지만, 상기 터보팬의 송풍량을 증대시키고 소음을 감소시키기 위해서는 결정된 팬폭비에 따른 쉬라우드의 내외경비가 최적으로 설계되어야 한다.Therefore, the turbo fan should be formed with a constant hub diameter and fan width ratio according to the capacity, but in order to increase the blowing amount of the turbo fan and reduce the noise, the inside and outside ratio of the shroud according to the determined fan width ratio should be optimally designed.

상기한 제반 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 터보팬의 쉬라우드 내외경비와 팬폭비를 최적으로 설계하여 송풍량이 증대되고 소음을 감소시키도록 함을 그 목적으로 한다.In order to solve the above problems, an object of the present invention is to optimally design the inner and outer ratio of the shroud and the fan width ratio of the turbo fan to increase the air volume and reduce the noise.

도 1은 일반적인 터보팬을 나타낸 사시도.1 is a perspective view showing a general turbo fan.

도 2는 본 발명에 따른 터보팬을 나타낸 정면도.2 is a front view showing a turbofan according to the present invention.

도 3은 도 2의 터보팬을 나타낸 측면도.3 is a side view of the turbofan of FIG. 2;

도 4는 본 발명에 따른 터보팬의 쉬라우드 내외경비와 팬폭비와의 관계를 나타낸 그래프.Figure 4 is a graph showing the relationship between the inner and outer ratio of the shroud and fan width ratio of the turbofan according to the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

50 : 터보팬 51 : 허브50: turbo fan 51: hub

53 : 블레이드 54 : 쉬라우드53: blade 54: shroud

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 허브에 다수개의 블레이드가 연결되고, 상기 블레이드의 외측 일단부에 쉬라우드가 연결되는 터보팬에 있어서, 상기 터보팬의 쉬라우드 내경을라 하고, 쉬라우드 외경을라 하고, 팬폭을 W라 하며, 팬폭비를, 쉬라우드 내외경비를라 할 경우, 상기 터보팬은 팬폭비와 쉬라우드 내외경비가인 관계를 갖도록 형성됨을 특징으로 하는 터보팬을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a turbo fan in which a plurality of blades are connected to a hub and a shroud is connected to an outer end of the blade. And shroud outside diameter The fan width is W, and the fan width ratio is , Shroud internal and external In the case of the turbo fan, the fan width ratio and the shroud inside and outside cost Provided is a turbofan, characterized in that it is formed to have a phosphorus relationship.

이하, 본 발명에 따른 터보팬의 실시예에 관해 참조된 도 2 및 도 4를 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, an embodiment of a turbofan according to the present invention will be described with reference to FIGS. 2 and 4.

도 2는 본 발명에 따른 터보팬을 나타낸 정면도이고, 도 3은 도 2의 터보팬을 나타낸 측면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 터보팬의 쉬라우드 내외경비와 팬폭비와의 관계를 나타낸 그래프이다.Figure 2 is a front view showing a turbo fan according to the present invention, Figure 3 is a side view showing the turbo fan of Figure 2, Figure 4 is a graph showing the relationship between the shroud inner and outer ratio and the fan width ratio of the turbo fan according to the present invention to be.

도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 터보팬(50)은 모터의 회전축에 설치되는 허브(51)와, 상기 허브의 테두리부에 설치되는 다수개의 블레이드(53)와, 상기 블레이드의 공기 흡입측 끝단에 설치되는 쉬라우드(54)를 포함하여 구성된다.2 and 3, the turbo fan 50 may include a hub 51 installed on a rotation shaft of a motor, a plurality of blades 53 installed on an edge of the hub, and an air suction side of the blade. It is configured to include a shroud 54 is installed at the end.

상기 허브(51)는 중심부가 공기 흡입측으로 볼록하게 형성되며, 테두리부가 회전축에 대략 수직하게 형성되어 흡입 공기가 원활하게 토출되도록 한다. 또, 상기 허브(51)의 중심부에는 다수개의 냉각홀(52)이 형성되어 상기 중심부로 유입된 공기의 일부가 냉각홀(52)을 통과하여 모터를 냉각시키도록 한다.The hub 51 has a central portion formed convexly toward the air intake side, and an edge portion is formed substantially perpendicular to the rotation axis to allow the intake air to be smoothly discharged. In addition, a plurality of cooling holes 52 are formed in the center of the hub 51 so that a part of the air introduced into the center passes through the cooling holes 52 to cool the motor.

이러한 허브(51)의 테두리부에는 다수개의 블레이드(53)가 일정 간격마다 설치되는데, 상기 블레이드(53)는 에어포일(airfoil) 형상으로 형성되며 상기 허브(51)의 반경방향에 대해 소정의 경사를 이루도록 설치된다.A plurality of blades 53 are installed at the edges of the hub 51 at regular intervals, and the blades 53 are formed in an airfoil shape and have a predetermined inclination with respect to the radial direction of the hub 51. It is installed to achieve.

그리고, 상기 블레이드(53)의 공기 흡입측 끝단에는 링형상의 쉬라우드(54)가 설치되어, 공기 흡입 및 토출을 원활하게 안내한다.In addition, a ring-shaped shroud 54 is installed at the air suction side end of the blade 53 to smoothly guide air intake and discharge.

이와 같은 터보팬(50)은 용량의 크기에 따라 허브 직경, 쉬라우드(54) 내외경비, 팬폭 및 팬폭비 등이 일정하게 형성된다.The turbo fan 50 has a hub diameter, a shroud 54 inside and outside ratio, a fan width, a fan width ratio, etc. are formed uniformly according to the size of the capacity.

도 3을 참조하면, 상기 허브 직경을, 쉬라우드 내경을라 하고, 쉬라우드 외경을라 하고, 팬폭을 W라 하며, 팬폭비를, 쉬라우드 내외경비를라 하는 경우, 상기 터보팬(50)은 팬폭비()와 쉬라우드 내외경비()가인 관계를 갖도록 형성된다.Referring to Figure 3, the hub diameter , Shroud bore And shroud outside diameter The fan width is W, and the fan width ratio is , Shroud internal and external In the case of, the turbo fan 50 is a fan width ratio ( ) And shroud internal and external expenses ( )end It is formed to have a phosphorus relationship.

이 때, 상기 터보팬(50)은 허브(51)직경()과 쉬라우드(54) 내경()이≤인 관계를 갖도록 형성되는 것이 바람직하다. 이는 일체형 터보팬(50) 의 쉬라우드(54)를 사출 성형하기 위해, 상기 허브 직경을 쉬라우드(54)의 내경보다작거나 같게 형성한 것이다.At this time, the turbo fan 50 has a diameter of the hub (51) ) And shroud (54) inner diameter ( )this ≤ It is preferable to be formed to have a phosphorus relationship. This is to form the hub diameter less than or equal to the inner diameter of the shroud 54, for injection molding the shroud 54 of the integral turbofan 50.

이렇게 형성된 터보팬(50)은 쉬라우드 내외경비()와 팬폭비()를 도 4의 실선과 같은 비율로 형성되는 것이 바람직하다. 여기서, 도 4의 그래프는 쉬라우드(54) 내외경비와 팬폭비를 도 4의 점선 및 실선과 같이 설계하여 실험한 것으로서, 상기 쉬라우드(54) 냉경비와 팬폭비를 도 4의 실선과 같이 설계하였을 때에 상대적으로 소음이 감소되고 송풍량이 증가되는 것을 알 수 있었다.The turbo fan 50 formed in this way has a shroud internal and external cost ( ) And fan width ratio ( ) Is preferably formed at the same ratio as the solid line of FIG. 4. Here, the graph of FIG. 4 is designed by experimenting with the inner and outer ratio of the shroud 54 and the fan width ratio as shown by the dotted line and solid line of FIG. When designing, it was found that the noise was reduced and the air flow was increased.

이와 같이 구성된 터보팬의 작용에 관해 설명하기로 한다.The operation of the turbofan configured as described above will be described.

상기 터보팬(50)이 모터의 구동력에 의해 회전되면, 외기는 터보팬(50)의 회전축 전방으로부터 터보팬(50)으로 흡입된다.When the turbo fan 50 is rotated by the driving force of the motor, the outside air is sucked into the turbo fan 50 from the front of the rotation shaft of the turbo fan 50.

이때, 상기 쉬라우드(54)에 가까이 유입된 공기는 대부분이 허브(51)에 부딪치지 않고 상기 블레이드(53)의 작용에 의해 원심방향으로 배출된다. 즉, 상기 쉬라우드(54)의 내경에서 소정 거리의 영역에 유입된 공기는 원심방향으로 원활히 배출된다.At this time, most of the air introduced near the shroud 54 is discharged in the centrifugal direction by the action of the blade 53 without hitting the hub 51. That is, the air flowing into the region of the predetermined distance from the inner diameter of the shroud 54 is smoothly discharged in the centrifugal direction.

이와 동시에, 허브(51)의 중심부 근처로 흡입된 공기는 허브에 부딪친 후에 원심방향으로 토출된다. 이 경우, 상기 흡입 공기의 일부는 유선형으로 형성된 허브를 따라 원활하게 배출되지만, 흡입 공기의 다른 일부는 허브에 부딪쳐 난류를 형성한다. 또한, 상기 허브(51)의 중심부 근처로 흡입된 공기의 일부는 허브의 중심부에 형성된 냉각홀(52)을 통과하여 모터를 냉각시킨다.At the same time, the air sucked near the center of the hub 51 is discharged in the centrifugal direction after hitting the hub. In this case, a part of the intake air is smoothly discharged along the streamlined hub, while another part of the intake air hits the hub to form turbulence. In addition, a part of the air sucked near the center of the hub 51 passes through the cooling hole 52 formed in the center of the hub to cool the motor.

이러한 터보팬(50)은 도 4와 같이 쉬라우드(54) 내외경비가 클 경우 팬폭비를 감소시키고 상기 쉬라우드(54) 내외경비가 작을 경우 팬폭비를 감소시킴으로써, 공기의 송풍성능을 향상시킴과 아울러 소음을 감소시킨다.The turbo fan 50 reduces the fan width ratio when the inner and outer ratios of the shroud 54 are large, as shown in FIG. 4, and reduces the fan width ratio when the inner and outer ratios of the shroud 54 are small, thereby improving air blowing performance. And also reduce noise.

상기 터보팬을 도 4과 같이 형성하여 실험한 일예를 들면, 상기 터보팬(50)의 팬폭비 작을 경우, 상기 쉬라우드(54)의 내경(ds)을 약 10% 가량 줄이면 소음이 약 1dB정도 줄어드는 것에 비해, 상기 터보팬(50)의 팬폭비가 클 경우, 상기 쉬라우드(54)의 내경(ds)을 약 10% 줄이면 소음이 약 3dB 정도 줄어드는 것을 알 수 있었다.For example, the turbo fan is formed as shown in FIG. 4. For example, when the fan width ratio of the turbo fan 50 is small, when the inner diameter ds of the shroud 54 is reduced by about 10%, the noise is about 1 dB. In contrast, when the fan width ratio of the turbo fan 50 is large, when the inner diameter ds of the shroud 54 is reduced by about 10%, the noise is reduced by about 3 dB.

이와 같이, 본 발명은 쉬라우드 내외경비에 따라 팬폭비를 최적으로 설계함으로써 공기의 토출성능을 향상시키고 소음을 감소시키는데 기술적 사상이 있다.As described above, the present invention has a technical idea of improving the air discharge performance and reducing noise by optimally designing the fan width ratio according to the shroud inside and outside ratios.

상술한 바와 같이, 본 발명은 일체형 터보팬에 있어서 상기 쉬라우드 내외경비와 팬폭비를 최적으로 설계함으로써, 상기 터보팬의 송풍 성능을 향상시키고 소음을 감소시키는 효과가 있다.As described above, the present invention has an effect of improving the blowing performance and reducing the noise of the turbofan by optimally designing the shroud inner and outer ratios and the fan width ratio in the integrated turbofan.

Claims

In the turbofan is a plurality of blades are connected to the hub, the shroud is connected to the outer end of the blade,

The inner diameter of shroud of the turbofan And shroud outside diameter The fan width is W, and the fan width ratio is , Shroud internal and external If you do

The turbo fan has a fan width ratio and a shroud inside and outside cost Turbo fan characterized in that formed to have a relationship.

The method of claim 1,

The turbofan has a hub diameter ( ) And shroud bore ( )this ≤ Turbo fan characterized in that formed to have a relationship.