KR20070050562A

KR20070050562A - 원심팬

Info

Publication number: KR20070050562A
Application number: KR1020050107923A
Authority: KR
Inventors: 최근형; 김정용
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2005-11-11
Filing date: 2005-11-11
Publication date: 2007-05-16
Also published as: KR100738702B1

Abstract

본 발명에 따른 원심팬은 원형의 주판; 상기 주판으로부터 일정 간격이 제공된 상태에서 대응되고 원형테의 형상으로 제공되는 쉬라우드; 및 상기 주판과 상기 쉬라우드의 사이 간격부에 다수개가 등 간격으로 제공되고, 공력학적 부하가 커짐에 따라서 내측부를 회전중심으로 하여 회전되는 임펠러가 포함된다.

본 발명에 의해서 원심팬은 넓은 범위의 운전영역에서 최적의 상태로 동작이 가능한 장점을 얻을 수 있고, 다양한 운전 조건 및 상황에 대해서도 저소음 및 고효율의 동작성능을 구현할 수 있는 장점이 있다. 또한, 단일의 원심팬이 다양한 사용조건에서 넓게 사용될 수 있게 됨으로써, 동일하거나 유사한 구조의 원심팬이 다른 환경에 대해서도 널리 사용될 수 있기 때문에 결국에는 원심팬의 원가를 절감시킬 수 있는 장점이 있다.

원심팬

Description

원심팬{Centrifugal fan}

도 1은 본 발명에 따른 원심팬의 사시도.

도 2는 본 발명에 따른 원심팬의 분해 사시도.

도 3은 임펠러의 사시도.

도 4 내지 도 6은 임펠러의 이동시의 가이드 작용을 설명하는 도면으로서, 도 4는 공역학적 부하가 작아서 임펠러가 회전되지 않은 상태를 도시하고 있고, 도 5는 공역학적 부하가 증가중이거나 감소중인 상태를 도시하고 있고, 도 6은 공역학적 부하가 커서 임펠러가 완전히 회전된 상태를 도시하는 도면.

도 7은 공역학적 부하에 저항하여 임펠러가 탄성지지되는 탄성지지구조를 설명하는 도면.

도 8은 유량 대비 팬효율을 보이는 그래프.

도 9는 유량 대비 전소음레벨을 보이는 그래프.

도 10과 도 11은 원심팬에서 임펠러의 설치각도가 변하는 것을 보다 정확하게 도시하는 도면으로서, 도 10은 원심팬이 저속회전하여 임펠러의 회전이 거의 없는 경우의 원심팬의 사시도이고, 도 11은 원심팬이 고속회전하여 임펠러의 회전이 일정정도 발생한 경우의 원심팬의 사시도.

도 12는 본 발명의 제 2 실시예에 적용되는 탄성지지구조를 설명하는 임펠러 부분의 사시도.

도 13은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 탄성지지구조를 설명하는 주판부분의 사시도.

도 14는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 탄성지지구조를 설명하는 주판부분의 사시도.

도 15는 본 발명의 제 5 실시예에 따른 탄성지지구조를 설명하는 주판부분의 사시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 쉬라우드 2 : 제 1 각도고정판 3 : 임펠러

4 : 제 2 각도고정판 5 : 주판

본 발명은 원심팬에 관한 것으로서, 상세하게는 원심팬의 임펠러의 설치각도가 능동적으로 가변되도록 함으로써, 다양한 원심팬의 회전속도에 대하여 고효율 최적의 상태로 회전이 가능한 원심팬에 관한 것이다.

원심팬은 축류팬에 대응되는 팬의 종류로서, 축방향으로 흡입되는 공기를 반경방향으로 가압 토출하는 형태의 팬이다. 이러한 원심팬은 축류팬에 비하여 높은 정합을 낼 수 있기 때문에 덕트 시스템에서 널리 사용되고 있다.

상기 원심팬의 성능을 좌우하는 인자로서는 임펠러의 형상, 임펠러의 개수, 설치각도, 원심팬의 직경, 임펠러의 내외경비등이 있고, 본원발명은 특히 임펠러의 설치각도에 대하여 주된 관심을 가지고 있다.

대개의 경우에, 상기 임펠러의 설치각도는 운전부하가 작아가 원심팬의 회전속도가 낮은 경우에는 임펠러의 설치각도가 클수록 효율이 높게 나타난다. 그리고, 원심팬의 회전속도가 높은 경우에는 임펠러의 설치각도가 작을수록 높은 효율을 나타낸다. 물론, 이러한 관계는 일차원적으로 나타나지는 않고, 임펠러의 설치각도에 따라서 최적의 효율을 얻을 수 있는 회전속도가 정해지는 형태로 나타나게 된다. 즉, 특정의 임펠러 설치각도에서 특정의 임펠러 회전속도에서 최적의 효율을 나타내게 되고, 그 이하 또는 그 이하의 회전속도에서는 팬의 효율이 저하되는 현상을 보이게 되는 것이다.

또한, 일정한 임펠러의 설치각도에서 적당한 팬의 회전속도를 나타낼 수 있는 범위를 벗어나서 원심팬이 회전되는 경우에는 소음의 양 또한 급격하게 증가되는 양상을 보이는 것이 일반적이다.

본 발명은 상기되는 배경하에서 제한되는 것으로서, 넓은 범위의 원심팬의 운전영역에서 최적의 상태로 동작가능한 원심팬을 제안하는 것을 목적으로 한다.

또한, 다양한 운전 조건에 대하여 저 소음 및 고 효율 동작성능을 얻을 수 있는 원심팬을 제안하는 것을 목적으로 한다.

또한, 단일의 원심팬이 다양한 사용조건에서 넓게 사용될 수 있게 됨으로써, 원심팬의 제조비를 절감시킬 수 있는 원심팬을 제안하는 것을 목적으로 한다.

상기되는 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 원심팬은 원형의 주판; 상기 주판으로부터 일정 간격이 제공된 상태에서 대응되고 원형테의 형상으로 제공되는 쉬라우드; 및 상기 주판과 상기 쉬라우드의 사이 간격부에 다수개가 등 간격으로 제공되고, 공력학적 부하가 커짐에 따라서 내측부를 회전중심으로 하여 회전되는 임펠러가 포함된다.

다른 측면에 따른 본 발명의 원심팬은 주판; 상기 주판에 대응되어 놓이는 쉬라우드; 상기 주판과 쉬라우드의 사이 간격부에서 회전가능하게 제공되는 임펠러; 및 상기 임펠러의 복원위치를 탄성지지하는 탄성지지구조가 포함된다.

또 다른 측면에 따른 본 발명의 원심팬은 주판; 상기 주판에 대응되어 놓이는 쉬라우드; 상기 주판과 쉬라우드의 사이 간격부에서 회전가능하게 제공되는 복수개의 임펠러; 및 상기 임펠러에 공역학적 부하가 가하여 질 때, 상기 복수개의 임펠러가 서로 동일한 각도로 회전되어 부하에 대응하도록 하는 동일각 회전구조가 포함된다.

제안되는 본 발명에 의해서 단일 구조의 원심팬이 다양한 운전 조건에서 사용될 수 있는 장점이 있고, 나아가서 단일의 설치환경에서 다양하게 주어지는 환경에 적극적으로 대응하여 원심팬이 고효율 및 저소음을 운전가능하게 되는 장점이 있다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 첨부되는 실시예에 제한되지 아니하고 본 발명의 사상 을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 구성요소의 부가, 변경, 삭제 및 추가에 의해서 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이또한 본 발명 사상의 범위 내에 포함된다고 할 것이다.

<제 1 실시예>

도 1은 본 발명에 따른 원심팬의 사시도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 원심팬은 하측에 원형으로 제공되는 주판(5)과, 상기 주판(5)에 대응하여 상측에 원형테 형상으로 제공되는 쉬라우드(1)와, 상기 쉬라우드(1)와 주판(5)의 사이 간격부에 다수개 제공되는 임펠러(3)가 포함된다. 상기 임펠러(3)는 운전부하 다시 말하면 공역학적 부하에 대응하여 그 설치각도가 변경된다.

또한, 전체 임펠러(3)의 설치각도가 동일하게 가변되도록 하기 위하여, 전체 임펠러(3)의 설치각도를 동일하게 고정하는 제 1 각도고정판(도 2의 2참조)와, 제 2 각도고정판(4)이 포함된다. 상기 제 1 각도고정판(2)은 상기 쉬라우드(1)의 내측면에 실질적으로 면접하여 놓이고, 상기 제 2 각도고정판(4)은 상기 주판(5)의 상측면에 실질적으로 면접하여 놓이게 된다.

또한, 상기 임펠러(3)의 설치각도가 임펠러(3)에 가하여지는 공역학적 부하에 따라서 적극적을 달라지도록 하기 위하여 임펠러(3)를 지지하는 소정의 지지구조가 더 제공된다. 상기 임펠러 지지구조는 임펠러가 회전운동되도록 하기 위한 회전지지구조와 탄성부재에 의해서 공역학적인 힘이 저항할 수 있도록 하는 탄성지지구조가 제공되는 것이 바람직할 것이다.

도 1을 참조하여, 본 발명 원심팬의 동작을 간단하게 설명한다.

상기 원심팬은 상기 주판(5)의 하방에 제공되는 도시되지 아니한 모터에 의해서 회전력을 제공받아서, 전체적으로 원심팬이 회전하게 된다. 그리고, 상기 원심팬의 회전속도가 가변됨에 따라서 상기 임펠러(3)에 가하여지는 공역학적 부하가 달라지게 된다. 이와 같이 공역학적 부하가 달라짐에 따라서 임펠러의 설치각도는 변하게 된다. 예를 들면, 공역학적 부하가 커지게 되면 임펠러가 밀려서 상기 임펠러(3)의 입구각 및 출구각의 설치각도가 작게 가변되고, 마찬가지로 공역학적 부하가 작아지게 되면 임펠러는 원래의 위치로 복원되어 상기 임펠러(3)의 입구각 및 출구각등의 설치각도가 크게 된다.

이와 같이, 원심팬의 회전속도가 작은 경우에는 입구각 및 출구각이 크게 되고 원심팬의 회전속도가 큰 경우에는 입구각 및 출구각이 작아지게 됨으로써, 원심팬의 부하조건에 따라서 최적의 상태로 원심팬이 동작될 수 있는 장점이 있다. 상세하게는, 공역학적 부하에 따라서 임펠러의 설치각도가 가변되어 상대적인 저속상태나 상대적인 고속상태나 무관하게 고효율 및 저소음의 상태로 임펠러가 동작될 수 있는 것이다.

도 2는 본 발명에 따른 원심팬의 분해 사시도이다.

도 2를 참조하면, 최상측에서 부터 원심팬은 쉬라우드(1)와 제 1 각도고정판(2)과 임펠러(3)와 제 2 각도고정판(4)과 주판(5)이 놓여있고, 그 순서로 각각이 결합된다.

또한, 상기 임펠러(3)는 복수개가 등간격으로 제공되고, 상기 임펠러(3)는 내측의 지지점과 외측의 지지점에 의해서 각각이 지지되는데, 임펠러(3)의 내측지지구조는 상기 회전지지구조를 이루면서 회전의 중심점을 이루게 되고, 임펠러(3)의 외측지지구조는 상기 회전지지구조를 이루면서 회전되는 끝단부를 이루게 된다.

상기 임펠러(3)의 내측지지구조를 상세하게 설명한다. 상기 임펠러(3)에는 내측단부에서 상하방향으로 각각 돌출되는 제 2 돌기(32)와 제 4 돌기(34)가 제공되어, 상기 돌기(32)(34)를 회전중심으로 하여 상기 임펠러(3)는 회전이 가능하게 된다. 그리고, 상기 임펠러(3)의 외측단부에서 상하방향으로 각각 돌출되는 제 1 돌기(31)와 제 3 돌기(33)가 제공되어, 상기 돌기(31)(33)에 의해서 임펠러(3)의 외측단부가 일정각도로 회전될 수 있게 된다.

또한, 상기 제 2 돌기(32)는 상기 쉬라우드(1)의 제 1 삽입홀(12)을 통하여 원심팬의 상측으로 돌출되고 제 2 고정부재(62)에 의해서 고정된다. 이때, 상기 제 2 돌기(32)는 회전이 불가능하게 고정되는 것이 아니고 빠지지 않도록 하는 범위내에서 회전이 가능하게 고정된다. 이와 같은 고정 작용은 제 4 돌기(34)가 상기 주판(5)의 제 2 삽입홀(52)을 통과하여 제 4 고정부재(64)에 의해서 고정되는 방식에도 동일하게 적용된다. 이러한 임펠러의 내측지지구조에 의해서 상기 임펠러(3)는 내측단부에서 회전가능하게 지지되어, 공력학적 부하가 걸릴 때에는 부하가 가하여지는 방향으로 회전될 수 있게 된다.

상기 임펠러(3)의 외측지지구조를 상세하게 설명한다. 상기 임펠러(30에는 외측단부에서 상하방향으로 각각 돌출되는 제 1 돌기(31)와 제 3 돌기(33)가 제공되어 상기 돌기(31)(33)에 의해서 상기 임펠러(3)는 일정방향으로 가이드되는 상태 에서 회전된다.

상세하게, 상기 제 1 돌기(31)는 상기 제 1 각도고정판(2)의 제 2 가이드홀(21)과 상기 쉬라우드(1)의 제 1 가이드홀(11)를 통하여 원심팬의 상측으로 돌출되고 제 1 고정부재(61)에 의해서 고정된다. 이때, 상기 제 1 돌기(31)는 움직임이 불가능하게 고정되는 것이 아니고 빠지지 않도록 하는 범위내에서 동작이 가능하게 상기 제 1 고정부재(61)에 의해서 고정된다. 이와 같은 고정 작용은 제 3 돌기(33)가 제 2 각도고정판(4)의 제 3 가이드홀(41)과 주판(5)의 제 4 가이드홀(51)을 통과하여 제 3 고정부재(63)에 의해서 고정되는 방식에도 동일하게 적용된다. 이러한 임펠러의 외측지지구조에 의해서 상기 임펠러(3)는 외측단부에서 공력학적 부하가 걸릴 때에는 부하가 가하여지는 일정의 방향으로 이동할 수 있게 된다.

도 4 내지 도 6은 상기 제 1 돌기(31)와 제 3 돌기(33)의 이동과정을 설명하는 도면이다. 먼저, 도 4는 공역학적 부하가 작아서 임펠러가 회전되지 않은 상태-임펠러의 입구각 및 출구각이 큰 상태-를 도시하고 있고, 도 5는 공역학적 부하가 증가중이거나 감소중인 상태-임펠러의 입구각 및 출구각이 중간정도인 상태-를 도시하고 있고, 도 6은 공역학적 부하가 커서 임펠러가 완전히 회전된 상태-임펠러의 입구각 및 출구각이 최소인 상태-를 도시하고 있다.

도 5를 참조하여 상기 제 3 돌기(33)에 의한 임펠러(3)의 가이드 작용을 설명한다. 상기 제 3 가이드홀(41)은 방사상을 연장되는 장홀의 형상으로 되어 있고, 상기 제 4 가이드홀(51)은 방사상으로 비스듬히 경사진 상태로 연장되는 장홀의 형상으로 이루어져 있다. 그리고, 상기 가이드홀(41)(51)이 겹쳐지는 사이 공간에 상 기 제 3 돌기(33)가 동시에 삽입되어 있다. 이 상태에서, 공역학적 부하에 의해서 임펠러(3)가 밀리게 되면 상기 제 3 돌기(33)에 의해서 가이드되어 임펠러(3)의 내측지지구조를 중심으로 하여 회전하게 된다. 그리고, 공역학적 부하가 크면-회전속도가 크면-도 5의 상태에서 도 6의 상태로 좀 더 많이 밀리게 되고, 공역학적 부하가 작으면-회전속도가 작으면-도 5의 상태에서 도 4의 상태로 원래의 위치로 복귀하게 되는 것이다.

한편, 상기 제 2 각도고정판(4)의 상기 제 3 가이드홀(41)은 설명되는 바와 같은 제 3 돌기(33)의 가이드 작용과 함께, 다수개인 임펠러(3)가 동일한 각도로 회전되도록 하는 동일각 회전구조로서도 동작된다. 상세하게 설명하면, 어느 하나의 임펠러(3)가 공역학적 부하에 의해서 밀리게 되면, 상기 제 3 돌기(33)는 상기 제 4 가이드홀(51)을 따라서 밀리게되는데, 이때에 상기 제 3 돌기(33)는 상기 제 3 가이드홀(41)도 밀게된다. 그러므로, 상기 제 2 각도고정판(4)은 상기 주판(5)에 대하여 회전하게 되고, 상기 제 2 각도고정판(4)이 회전되면 다른 제 3 가이드홀(41)에 삽입되어 있는 다른 제 3 돌기(33)도 먼저 회전된 다른 제 3 돌기(33)와 동일한 각도로 회전되는 것이다.

결국, 공역학적 부하에 의해서 어느 하나의 임펠러(3)가 회전되면 다른 임펠러(3)도 동일하게 회전하게 된다. 그러므로, 임펠러(3)의 설치각도가 불균일하게 됨으로써 발생되는 소음 및 진동 발생이 억제되는 장점을 얻을 수 있다.

한편, 도 4 내지 도 6에서는 상기 제 3 돌기(33)와 제 3 가이드홀(41)과 제 4 가이드홀(51)간의 상호작용을 중심으로 하여 설명을 하고 있지만, 이는 제 1 돌 기(31)와 제 1 가이드홀(11)과 제 2 가이드홀(21)에 대해서도 동일하게 적용될 수 있을 것이므로, 제 1 돌기(31)에 의한 임펠러(3)의 가이드 작용에 대해서는 그 설명을 원용하고 자세한 설명은 생략한다. 이와 같이 상기 임펠러(3)의 외측지지구조와 동일각 회전구조는 임펠러(3)의 상측 및 하측 모두에 제공되어 있기 때문에, 모든 임펠러(3)는 공역학적 부하가 가하여질 때 설치각도가 모두 동일할 뿐만 아니라 상하방향으로 볼 때 비틀어질 염려가 없는 장점을 더 얻을 수 있다.

다시 도 2를 참조하면, 상기 주판(5)의 상면에는 제 2 안내부(53)가 제공되고, 상기 쉬라우드(1)의 하면에는 제 1 안내부(13)가 제공된다. 그리고, 상기 제 2 안내부(53)와 대응되는 위치에서 상기 임펠러(3)의 상면 및 하면에는 제 1 돌출부(35)와 제 2 돌출부(36)가 형성되어 있다. 상기 안내부(13)(53)와 돌출부(35)(36)는 상기 임펠러(3)의 회전스토핑구조로서 동작된다.

상기 회전스토핑구조를 보다 상세하게 설명하면, 상기 돌출부(35)(36)는 상기 임펠러(3)의 상면 및 하면의 안쪽부분에서 바깥쪽 부분에 비하여 융기되는 형상으로 제공되는 것이고, 상기 안내부(13)(53)는 상기 돌출부(35)(36)가 안착되는 위치에서 쉬라우드(1)의 하면 및 주판(5)의 상면이 함몰되어 제공되는 것이다. 그러므로, 상기 돌출부(35)(36)는 상기 안내부(13)(53)의 내부에 놓여서 그 이상은 회전될 수 없고, 그로 인하여 공역학적 부하가 역방향으로 작용하거나 공역학적 부하가 지나치게 과도하게 작용하더라도 임펠러(3)가 일정각도 이상은 회전되지 않게 됨으로써, 임펠러(3)의 안정적인 동작을 얻어낼 수 있는 장점이 있다.

한편, 상기 가이드홀(11)(21)(41)(51)의 양 단부에 상기 돌기(32)(34)에 닿 으면서 임펠러(3)의 회전이 정지되는 동작도 임펠러의 회전스토핑구조로 작용되는 것을 용이하게 이해할 수 있을 것이다.

상기되는 바에 의해서 임펠러의 회전지지구조로서 임펠러의 내측지지구조 및 임펠러의 외측지지구조와, 임펠러의 동일각회전구조와, 임펠러의 회전스토핑구조가 설명되었다. 이러한 설명을 바탕으로 하여 상기 임펠러(3)의 회전동작을 도 3에 제시되는 임펠러(3)의 사시도를 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

도 3을 참조하면, 상기 임펠러(3)의 하측에는 제 2 각도고정판(4)과 주판(5)이 놓여있다. 물론, 도시되지는 아니하였으나, 임펠러(3)의 상측에는 제 1 각도고정판(2)과 쉬라우드(1)가 놓여있는 것을 용이하게 그려볼 수 있을 것이다.

공역학적 부하가 강하게 작용할 경우에, 상기 임펠러(3)는 제 2, 제 4 돌기가 형성되는 내측단부를 회전중심으로 하여 상기 제 1, 제 3 돌기에 의해서 외측단부가 가이드된 상태에서 회전하게 된다. 예를 들면, 가상선으로 표시되는 상태는 공역학적 부하가 큰 상태로서 임펠러(3)는 많이 회전되어 있고, 실선으로 표시되는 상태는 공역학적 부하가 작은 상태로서 임펠러(3)가 회전되어 있지 아니한 상태를 도시하고 있다.

이러한 임펠러(3)의 회전동작 중에 작용되는 각각의 구조를 보다 상세하게 설명한다.

먼저, 상기 제 1 돌기(31) 및 제 3 돌기(33)등에 적용되는 임펠러의 내측지지구조에 의해서 임펠러(3)는 상기 돌기(31)(33)를 회전중심으로 하여 공력학적 부하에 의해서 임펠러의 설치각도가 변화될 수 있게 된다. 그리고, 상기 제 2 돌기 (32) 및 제 4 돌기(34)등에 적용되는 상기 임펠러의 외측지지구조에 의해서 임펠러(3)에 공력학적인 힘이 가하여질 때, 임펠러(3)는 일정방향으로 가이드되면서 상하좌우로 정확한 각도로 이동할 수 있다. 그리고, 상기 각도고정판(2)(4)등에 적용되는 상기 동일각회전구조에 의해서 복수개의 임펠러(3)는 그 전부가 동일한 각도로 회전될 수 있게 된다. 그리고, 제 1, 제 3 가이드홀(11)(41)과 안내부(13)(53)와 돌출부(35)(36)에 의해서 작용되는 상기 임펠러의 회전스토핑구조에 의해서 임펠러(3)에 가하여지는 공역학적 부하가 역방향으로 가하여지거나 과도하게 크게 가하여지는 경우에도 임펠러의 파손없이 원심팬은 안전하게 견고하게 동작될 수 있게 된다.

도 7은 공역학적 부하에 저항하여 임펠러가 탄성지지되는 탄성지지구조를 설명하는 도면이다.

도 7을 참조하면, 임펠러의 탄성지지구조를 제공하기 위하여, 상기 제 2 돌기(32)는 상기 제 1 삽입홀(12)에 삽입되고, 상기 삽입홀(12)의 내측면에는 스프링(38)이 설치되고, 상기 제 2 돌기(32)의 양면은 비교적 편평하게 깎여져 지지면(37)을 이루고 있다. 물론, 스프링이 돌기측에 형성되고 지지면이 삽입홀측에 형성되는 것도 가능한 것은 당연하다.

이 상태에서 상기 제 2 돌기(32)가 회전되면, 상기 지지면(37)과 상기 스프링(38)의 접촉면이 비틀어지기 때문에 스프링(38)의 복원력이 지지면(37)에 가하여진다. 이러한 복원력이 임펠러(3)의 회전에 저항하는 힘을 제공하는 것은 당연하고, 그렇기 때문에, 임펠러(3)에 공역학적 부하가 가하져지더라도 일정한 힘의 범 위 내에서는 임펠러(3)는 회전되지 않게 된다.

한편, 상기되는 제 2 돌기(32) 및 제 1 삽입홀(12)과 관련되는 구조는 상기 제 4 돌기(34) 및 제 2 삽입홀(52)에도 마찬가지로 적용될 수 있을 것이다. 이와 같이 임펠러(3)의 상측과 하측에 모두 상기 탄성지지구조가 적용되는 경우에는 공역학적 부하에 따라서 저항하는 탄성력이 그만큼 더 커지기 때문에 원심팬의 최적적용 회전수의 범위가 조절가능한 장점을 얻을 수 있다. 물론, 임펠러(3)의 상측과 하측에 가하여지는 탄성력이 동일하게 됨으로써 임펠러의 상하방향의 뒤틀림을 방지할 수 있는 것도 물론이다.

물론, 상기 제 2 돌기(32)에 탄성력을 가할 수 있는 다양한 수단은 설명되는 것에 제한되지 않고 어떠한 다른 형식으로 제공될 수 있는 것은 당연한 일이다.

설명되는 바와 같은 실시예에 의해서 본원발명의 원심팬은 운전조건이 달라지는 경우에도 원심팬의 임펠러의 설치각도가 적극적으로 달라지는 것에 의해서 팬의 효율이 높고 소음이 저감되는 효과를 얻을 수 있게 되는데, 이하에서는 실험데이터를 참조하여 그 효과를 가시적으로 보이도록 한다.

도 8은 유량 대비 팬효율을 보이는 그래프이고, 도 9는 유량 대비 전소음레벨을 보이는 그래프이다. 물론, 유량은 원심팬의 회전속도를 늘리는 것에 의해서 발생되는 것은 가정할 수 있다.

도 8을 참조하면, 임펠러의 설치각도가 작은 경우의 효율곡선(73)은 팬의 회전속도가 높은 경우에 높은 효율을 얻을 수 있는 것을 알 수 있고, 임펠러의 설치각도가 큰 경우의 효율곡선(72)는 팬의 회전속도가 낮은 경우에 높은 효율을 얻을 수 있는 것을 알 수 있다. 이에 반하여, 본 발명에 따른 원심팬은 팬의 회전속도에 따라서 임펠러의 설치각도가 점진적으로 감소되는 방향으로 가변되기 때문에, 일정한 범위 내에서는 팬의 회전속도와 무관하게 최대의 효율을 얻을 수 있는 것을 볼 수 있다.

여기서, 임펠러의 설치각도가 작은 경우의 효율곡선은, 본 발명의 임펠러(3)에 공역학적 부하가 최대로 가하여져서 임펠러가 최대로 회전된 상태에서의 임펠러의 설치각도로 볼 수 있고, 임펠러의 설치각도가 큰 경우의 효율곡선은, 본 발명의 임펠러(3)의 공역학적 부하가 적어서 임펠러가 전혀 회전되지 않은 상태에서의 임펠러의 설치각도로 볼 수 있을 것이다.

도 9를 참조하면, 임펠러의 설치각도가 큰 경우의 소음곡선(74)는 유량이 증가함에 따라서 비교적 가파르게 소음이 증가되는 것을 볼 수 있고, 임펠러이 설치각도가 작은 경우의 소음곡선(76)은 유량이 증가함에 따라서 비교적 완만하게 소음이 증가되는 것을 볼 수 있다.

이에 반하여, 본 발명의 원심팬은 임펠러의 설치각도가 유량이 증가함에 따라서 점진적으로 감소하는 본 발명의 경우의 소음곡선(75)을 참조하면, 유량이 작은 경우나 유량이 많은 경우나 소음의 발생량이 완만하게 증가되는 것을 볼 수 있다.

도 10과 도 11은 원심팬에서 임펠러의 설치각도가 변하는 것을 보다 정확하게 도시하는 도면으로서, 도 10은 원심팬이 저속회전하여 임펠러의 회전이 거의 없는 경우를 도시하고 있고, 도 11은 원심팬이 고속회전하여 임펠러의 회전이 일정정 도 발생한 경우를 도시하고 있다.

도 10 및 도 11에 제시되는 바와 같이 원심팬이 고속으로 회전하면, 공역학적 부하에 의해서, 임펠러(3)는 화살표에 제시되는 방향으로 이동되는 것임을 용이하게 알 수 있을 것이다.

제시되는 실시예에 더하여 본 실시예는 다음과 같은 추가적인 변형례를 더 가져갈 수 있을 것이다. 먼저, 상기 돌기(31)(32)(33)(34)가 임펠러(3)에 형성되는 것으로 제한되는 것이 아니라, 돌기는 쉬라우드(1) 및/또는 주판(5)에 제공되고 상기 임펠러(3)에는 홈만이 제공되는 것도 용이하게 제안할 수 있고, 이 경우에도 마찬가지로 동작이 이루어지는 것은 당연하다.

또한, 쉬라우드와 주판이 양자간에 고정되기만 하면, 상기 고정부재(61)(62)(63)(64)가 별도로 제공됨이 없이 돌기가 가이드 홀에 삽입되는 동작만으로도 용이하게 본 발명의 원심팬이 제작될 수도 있을 것이다.

이와 같은 다수의 변형가능성은 자명한 것으로서 자세한 설명은 생략한다.

<제 2 실시예>

본 발명의 제 2 실시예는 다른 부분은 제 1 실시예와 동일하고, 탄성지지구조의 구조형식이 달라지는 것이 특징적으로 다르다. 그러므로, 본 실시예의 설명에 있어서 제시되지 아니한 부분은 상기 제 1 실시예의 설명을 원용하는 것으로 한다.

도 12는 본 발명의 제 2 실시예에 적용되는 탄성지지구조를 설명하는 임펠러 부분의 사시도이다.

도 12을 참조하면, 안내부(13)(53)의 내면에 형성되는 제 2 스프링(81)이 더 포함된다. 물론, 두개의 상기 안내부(13)(53) 중에서 어느 하나의 안내부에만 스프링(81)이 제공될 수도 있을 것이다.

상세하게 상기 스프링(81)은 안내부의 내측 턱에 그 양단이 지지되고, 가운데 부분은 볼록하게 돌출되는 형상으로 부드러운 곡선형으로 제공된다. 그러므로, 상기 임펠러(3)가 공력학적 부하에 의해서 밀리게 되면, 스프링(81)의 가운데 부분에 먼저 닿게 되고 스프링(81)은 탄성변형된다. 상기 스프링(81)의 탄성변형력은 임펠러(3)를 미는 복원력으로 작용되어 탄성지지구조로서의 역할이 수행된다.

상기 제 1 실시예는 임펠러의 회전중심부에 제공되는 돌기에 복원력을 가하는 것을 특징으로 하는 것임에 반하여, 본 실시예는 임펠러의 전면에 직접적으로 복원력을 가하는 것이 특징적으로 다르다.

<제 3 실시예>

본 발명의 제 3 실시예는 다른 부분은 상기 제 1 실시예와 동일하고, 탄성지지구조의 형식이 달라지는 것이 특징적으로 다르다. 그러므로, 본 실시예의 설명에 있어서 제시되지 아니한 부분은 상기 제 1 실시예의 설명을 원용하는 것으로 한다.

도 13은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 탄성지지구조를 설명하는 주판부분의 사시도이다.

도 13을 참조하면, 주판(5)의 가운데 부분에는 리브(54)가 돌출되고, 상기 제 2 각도고정판(4)의 중심으로는 연장부(42)가 연장형성되고, 상기 리브(54)와 연장부(42)의 사이에는 제 3 스프링(82)이 삽입되어 있다. 이 상태에서 상기 각도고정판(4)이 상기 주판(5)에 대하여 상대적으로 회전되면 상기 각도고정판(4)은 제 3 스프링(82)에 의해서 밀리게 되므로 결국 돌기를 거쳐서 임펠러(3)의 회전을 막는 복원력으로 작용하게 된다.

본 실시예는 각도고정판(4)의 회전시에 복원력을 가하는 것을 특징으로 하는 것으로서, 상기 제 1 각도고정판(2)에 동일한 양상의 탄성지지구조가 장착되는 것도 쉬운 일이다.

<제 4 실시예>

본 발명의 제 4 실시예는 다른 부분은 상기 제 1 실시예와 동일하고, 탄성지지구조의 형식이 달라지는 것이 특징적으로 다르다. 그러므로, 본 실시예의 설명에 있어서 제시되지 아니한 부분은 상기 제 1 실시예의 설명을 원용하는 것으로 한다.

도 14는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 탄성지지구조를 설명하는 주판부분의 사시도이다.

도 14를 참조하면, 상기 제 4 가이드홀(51)의 안쪽에는 제 4 스프링(83)이 더 장착되어 있다. 그러므로, 임펠러(4)가 회전되어 돌기(33)가 밀리는 경우에는 상기 제 4 스프링(83)이 이를 방해하게 된다. 상기 제 4 스프링(83)의 복원력은 제 3 돌기(33)를 거쳐서 상기 임펠러(4)의 회전에 대하여 복원력을 작용하게 된다.

본 실시예는 임펠러(3)의 끝단부에 제공되는 돌기(33)의 회전시에 복원력을 가하는 것에 그 특징이 있다. 상기 돌기(33)와 제 4 가이드홀(51)의 관계는 쉬라우드(1)에 형성되는 제 1 가이드홀(11)과 제 1 돌기(31)에 대해서도 동일하게 적용될 수 있을 것이다.

<제 5 실시예>

본 발명의 제 5 실시예는 다른 부분은 상기 제 1 실시예와 동일하고, 탄성지지구조의 형식이 달라지는 것이 특징적으로 다르다. 그러므로, 본 실시예의 설명에 있어서 제시되지 아니한 부분은 상기 제 1 실시예의 설명을 원용하는 것으로 한다.

도 15는 본 발명의 제 5 실시예에 따른 탄성지지구조를 설명하는 주판부분의 사시도이다.

도 15를 참조하면, 상기 제 2 각도고정판(4)에 형성되는 제 3 가이드홀(41)의 내부에 제 4 스프링(84)이 삽입되어 있다. 상기 제 4 스프링(84)은 상기 제 3 돌기(33)가 밀릴 때, 그에 대응하는 복원력을 발생시켜서 상기 임펠러(3)가 회전되지 못하도록 하는 복원력을 제공한다.

본 실시예는 임펠러(3)의 끝단부에 제공되는 돌기(33)의 회전시에 복원력을 가하는 것에 그 특징이 있는 것은 상기 제 4 실시예와 동일하고, 다만 복원력이 제 2 각도고정판(4)와 제 3 돌기(33)와 연계되어 발생되는 것이 특징적으로 다르다. 또한, 본 실시예의 경우에, 상기 돌기(33)와 제 3 가이드홀(41)의 관계는 제 1 돌기(31)와 제 2 가이드홀(21)에 대해서도 동일하게 적용될 수 있을 것이다.

상기 제 2 실시예 내지 상기 제 5 실시에는 상기 임펠러의 회전에 대하여 복원력을 가하는 탄성지지구조가 다른 것에 있어서 차이가 있는 것을 알 수 있고, 이와 같은 탄성지지구조는 다수의 형식이 동시에 적용될 수도 있고 스프링의 스프링상수에 의해서 적용될 수도 있을 것이다. 다만, 특정 크기의 원심팬에 요구되는 환경, 특히 회전속도에 따라서 어느 정도의 탄성력이 가하여지는 것이 적당한 지에 따라서 선택적으로 적용되는 것이 바람직할 것이다.

본 발명에 의해서 원심팬은 넓은 범위의 운전영역에서 최적의 상태로 동작이 가능한 장점을 얻을 수 있다. 그리고, 다양한 운전 조건 및 상황에 대해서도 저소음 및 고효율의 동작성능을 구현할 수 있는 장점이 있다.

또한, 단일의 원심팬이 다양한 사용조건에서 넓게 사용될 수 있게 됨으로써, 동일하거나 유사한 구조의 원심팬이 다른 환경에 대해서도 널리 사용될 수 있기 때문에 결국에는 원심팬의 원가를 절감시킬 수 있는 장점이 있다.

Claims

원형의 주판;

상기 주판으로부터 일정 간격이 제공된 상태에서 대응되고 원형테의 형상으로 제공되는 쉬라우드; 및

상기 주판과 상기 쉬라우드의 사이 간격부에 다수개가 등 간격으로 제공되고, 공력학적 부하가 커짐에 따라서 내측부를 회전중심으로 하여 회전되는 임펠러가 포함되는 원심팬.
제 1 항에 있어서,

상기 임펠러는, 상기 공역학적 부하가 커질 때, 상기 임펠러의 입구각 및 출구각이 작아지는 방향으로 회전되는 원심팬.
제 1 항에 있어서,

상기 임펠러의 회전각도가 일정범위로 제한되도록 하는 회전스토핑구조가 포함되는 원심팬.
주판;

상기 주판에 대응되어 놓이는 쉬라우드;

상기 주판과 쉬라우드의 사이 간격부에서 회전가능하게 제공되는 임펠러; 및

상기 임펠러의 복원위치를 탄성지지하는 탄성지지구조가 포함되는 원심팬.
제 4 항에 있어서,

상기 탄성지지구조는 복수개의 다른 구조에 의해서 함께 가하여지는 원심팬.
제 4 항에 있어서,

상기 탄성지지구조는 상기 임펠러의 상측과 하측에 함께 설치되는 원심팬.
주판;

상기 주판에 대응되어 놓이는 쉬라우드;

상기 주판과 쉬라우드의 사이 간격부에서 회전가능하게 제공되는 복수개의 임펠러; 및

상기 임펠러에 공역학적 부하가 가하여 질 때, 상기 복수개의 임펠러가 서로 동일한 각도로 회전되어 부하에 대응하도록 하는 동일각 회전구조가 포함되는 원심팬.
제 7 항에 있어서,

상기 동일각 회전구조에는,

모든 임펠러에 연결된 상태에서, 상기 쉬라우드 및/또는 상기 주판에 실질적으로 접하여 회전됨으로써, 어느 한 임펠러의 회전시에 다른 임펠러도 회전시키는 각도고정판이 포함되는 원심팬.
제 7 항에 있어서,

상기 동일각 회전구조는 상기 임펠러의 상측 및 하측에 전부 제공되는 원심팬.