KR20110089407A

KR20110089407A - Impeller for a fan

Info

Publication number: KR20110089407A
Application number: KR1020117011645A
Authority: KR
Inventors: 라스티스라브 안드레코; 아돌프 페이나우어; 미켈라 말리시
Original assignee: 베에스하 보쉬 운트 지멘스 하우스게랫테 게엠베하
Priority date: 2008-12-10
Filing date: 2009-11-16
Publication date: 2011-08-08
Also published as: RU2011124742A; CN102245905A; US20110229341A1; WO2010066540A1; DE102008054497A1; EP2376787A1; JP2012511657A

Abstract

팬용 임펠러는 샤프트용 리셉터클(8)이 형성되는 허브(1)를 가지며, 허브(1)에 고정되는 복수의 베인(2)을 갖는다. 하나 이상의 탄성 댐핑 몸체(6)는 베인(2)과 리셉터클(8) 사이에 배열되도록 허브(1) 상에 제공된다.The fan impeller has a hub 1 on which a shaft receptacle 8 is formed, and has a plurality of vanes 2 fixed to the hub 1. One or more elastic damping bodies 6 are provided on the hub 1 to be arranged between the vanes 2 and the receptacles 8.

Description

Impeller for Fans {IMPELLER FOR A FAN}

본 발명은 팬, 예를 들어 전기 설비 내에서 냉각 및/또는 공기 순환을 위한 빌트-인 팬(built-in fan) 또는 룸 팬(room fan)용 임펠러에 관한 것이다.
The present invention relates to a built-in fan or impeller for a room fan for cooling and / or air circulation in a fan, for example an electrical installation.

특히 소형 고속 팬의 경우에, 팬의 임펠러에 전달되는 구동 모터의 진동은 임펠러의 공진 주파수를 유발할 수 있다. 이에 따라 팬의 상당한 작동 소음이 발생되고, 추가로 임펠러의 재료 피로 및 시간이 지남에 따라 임펠러의 파괴를 야기할 수 있는 진동이 발생된다.
Particularly in the case of a small high speed fan, vibration of the drive motor transmitted to the impeller of the fan may cause a resonant frequency of the impeller. This results in significant operating noise of the fan, and further vibrations that can cause the impeller to break down and material fatigue over time.

본 발명의 목적은, 임펠러가 구동 모터의 가능한 진동에 둔감한 팬용 임펠러에 관한 것이다.The object of the present invention relates to a fan impeller in which the impeller is insensitive to possible vibration of the drive motor.

허브에 고정된 복수의 베인을 가지며 내부에 구동 샤프트용 리셉터클이 형성되는 허브를 갖는 팬 임펠러의 경우, 이러한 목적은 리셉터클과 베인 사이에 배열된 하나 이상의 탄성 댐핑 몸체를 갖는 허브에 의해 구현된다.In the case of a fan impeller having a plurality of vanes fixed to the hub and having a hub in which a receptacle for the drive shaft is formed, this object is achieved by a hub having one or more elastic damping bodies arranged between the receptacle and the vanes.

샤프트로부터의 진동이 베인에 전달되는 것을 감쇠시키기 위해, 베인의 서로에 대한 진동을 방지하는 한, 바람직하게 베인은 댐핌 몸체에 의해 리셉터클을 가지는 허브 내측 섹션에 연결되는 허브 외측 링에 고정된다.
To prevent the vibrations from the shaft from being transmitted to the vanes, the vanes are preferably secured to the hub outer ring which is connected to the hub inner section with the receptacle by the damping body, as long as the vanes are prevented from oscillating with each other.

제 1 특정 실시예에 따라서, 댐핑 몸체는 외측 링과 내측 섹션 사이의 환형 중간 공간을 점유할 수 있다.According to a first particular embodiment, the damping body can occupy an annular intermediate space between the outer ring and the inner section.

대안으로, 복수의 댐핑 몸체를 배열할 수 있으며, 이러한 댐핑 몸체들은 내측 섹션과 외측 실 사이의 환형 중간 공간 내에 주변방향으로 분포된다.Alternatively, a plurality of damping bodies can be arranged, which are distributed circumferentially in an annular intermediate space between the inner section and the outer seal.

바람직하게, 댐핑 몸체는 외측 링 및/또는 내측 섹션과 상이한 재료, 특히 고 탄성을 갖는 재료로 구성된다. 특히, 이 재료는 실리콘 또는 고무일 수 있다. Preferably, the damping body is composed of a material different from the outer ring and / or the inner section, in particular a material having high elasticity. In particular, this material may be silicone or rubber.

그러나, 복수의 주변방향으로 분포된 댐핑 몸체가 외측 링 및 내측 섹션과 일체로 구성되는 실시예도 또한 허용가능하다. 이 경우, 댐핑 몸체의 필요한 탄성은 외측 링 또는 내측 섹션보다 얇은 벽 두께를 갖는 상기 댐핑 몸체에 의해 구현될 수 있다.However, embodiments in which a plurality of circumferentially distributed damping bodies are configured integrally with the outer ring and the inner section are also acceptable. In this case, the required elasticity of the damping body can be realized by the damping body having a wall thickness thinner than the outer ring or the inner section.

댐핑 몸체가 링 또는 내측 섹션과 단일 부분으로 구성되지 않는다면, 링 및/또는 내측 섹션은, 링과 내측 섹션이 상반된 방향으로 회전할 수 없도록, 댐핑 몸체가 포지티브하게 계합되는 리세스를 갖는 것이 선호된다.If the damping body is not composed of a single part with the ring or inner section, the ring and / or inner section is preferably provided with a recess in which the damping body engages positively so that the ring and inner section cannot rotate in opposite directions. .

댐핑 몸체를 확고히 고정시키기 위해, 리세스는 언더컷될 수 있다(undercut).In order to fix the damping body firmly, the recess can be undercut.

내측 섹션은 바람직하게 리셉터클을 형성하는 중앙 슬리브를 포함하고, 슬리브 주위에서 환형으로 떨어져 형성된 환형 벽을 포함한다. 따라서, 슬롯형 슬리브를 둘러싸는 환형 스프링은 임펠러를 샤프트에 고정하기 위한 목적으로 도입될 수 있다.The inner section preferably includes a central sleeve forming a receptacle and includes an annular wall formed annularly about the sleeve. Thus, an annular spring surrounding the slotted sleeve can be introduced for the purpose of securing the impeller to the shaft.

중앙 슬리브와 환형 벽은 제조를 단순화하기 위해 단일의 부분으로 연결될 수 있다.The central sleeve and the annular wall can be connected in a single part to simplify manufacturing.

환형 슬리브를 환형 벽에 연결하는 연결 부분은 바람직하게 허브의 단부 면에 배열된다. 따라서, 축방향으로 연장된 중간 공간은 중앙 슬리브와 환형 벽 사이에 형성될 수 있으며, 상기 공간은 허브를 샤프트에 고정하도록 기능을 하는 축방향으로 연장된 스프링을 뻑뻑하지 않게 수용할 수 있다.The connecting portion connecting the annular sleeve to the annular wall is preferably arranged at the end face of the hub. Thus, an axially extending intermediate space can be formed between the central sleeve and the annular wall, which can accommodate axially extending springs that function to secure the hub to the shaft.

대안의 실시예에 따라서, 환형 스프링은 또한 내측 섹션을 둘러싸고, 하나 이상의 댐핑 몸체는 스프링에 대해 축방향으로 오프셋 설정되도록 내측 섹션과 외측 링 사이의 환형 중간 공간 내에 배열된다.
According to an alternative embodiment, the annular spring also surrounds the inner section and one or more damping bodies are arranged in the annular intermediate space between the inner section and the outer ring to be axially offset with respect to the spring.

임펠러는 바람직하게 냉장고와 같은 가정용 기기 내에 배열된 팬 내에서 사용된다. 따라서, 팬이 작동 시, 특히 압축기가 중지 상태에 있는 동안 바람직하지 못한 소음 수준이 방지될 수 있다.The impeller is preferably used in a fan arranged in a household appliance such as a refrigerator. Thus, undesirable noise levels can be prevented when the fan is operating, especially while the compressor is in a stopped state.

본 발명의 추가 특징과 장점은 첨부된 도면에 따르는 예시적인 실시예의 하기 기술 내용으로부터 도출된다.
Further features and advantages of the invention are derived from the following description of exemplary embodiments according to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따르는 임펠러의 단면도.
도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따르는 임펠러의 허브를 절단한 반경방향 단면도.
도 3은 제 3 실시예에 따르는 도 2와 유사한 단면도.
도 4는 제 4 실시예에 따르는 도 2와 유사한 단면도.
도 5는 제 5 실시예에 따르는 임펠러의 단면도.1 is a cross-sectional view of an impeller according to the present invention.
2 is a radial cross-sectional view of a hub of an impeller according to a second embodiment of the present invention;
3 is a sectional view similar to FIG. 2 according to a third embodiment;
4 is a sectional view similar to FIG. 2 according to a fourth embodiment;
5 is a sectional view of an impeller according to a fifth embodiment;

도 1에 도시된 임펠러는 실질적으로 원통형 형태의 허브(1)를 가지며, 상기 허브의 외측 주변으로부터 복수의 베인(vane, 2)이 돌출된다. 베인(2)의 개수는 상당히 가변적이며, 본원에 도시된 실시예는 4개의 베인(2)을 포함하고, 이들 중 단지 2개의 베인 만이 도면에 도시된다. 이러한 베인(2)은 허브(1)의 외측 링(3)에 일체로 연결된다. 복수의 실리콘 댐핑 몸체(damping body, 6)가 허브(1)의 내측 섹션(5)과 외측 링(3) 사이의 환형 중공(4) 내에서 동일한 간격으로 주변 방향으로 배열되고, 상기 내측 섹션(5)은 상기 외측 링(3) 내에 배열된다. 4개의 댐핑 몸체는 도면에서 2개의 횡단면도로 도시된다. 댐핑 몸체(6)는 내측 섹션(5)과 외측 링(3) 사이의 단지 마찰 연결부이다.The impeller shown in FIG. 1 has a substantially cylindrical hub 1, from which a plurality of vanes 2 protrude from the outer periphery of the hub. The number of vanes 2 is quite variable and the embodiment shown here comprises four vanes 2, of which only two vanes are shown in the figure. These vanes 2 are integrally connected to the outer ring 3 of the hub 1. A plurality of silicon damping bodies 6 are arranged in the circumferential direction at equal intervals in the annular hollow 4 between the inner section 5 of the hub 1 and the outer ring 3, and the inner section ( 5) is arranged in the outer ring 3. Four damping bodies are shown in two cross sectional views in the drawing. The damping body 6 is only a frictional connection between the inner section 5 and the outer ring 3.

내측 섹션(5)은 외측 환형 벽(7)을 포함하며, 상기 환형 벽에 대해 동심을 이루고 이에 의해 둘러싸이며, 허브(1)의 단부 면의 방향으로 개방된 슬리브(8)를 포함하고, 상기 단부 면은 구동 모터의 샤프트(도시되지 않음)를 수용하기 위해 관찰자(observer)로부터 이격되는 방향으로 대향된다. 관찰자를 향하는 단부 면을 향해 개방된 슬롯(9)은 슬리브(8)를 통해 가로방향으로 연장된다. 환형 벽(7)과 슬리브(8)는 반경방향으로 배향된 벽(10)에 의해 관찰자로부터 이격되는 방향으로 대향된 단부 면에서 단일의 부분으로 연결된다. 벽(10), 환형 벽(7) 및 슬리브(8)는 내측 섹션(3)의 단부 면의 방향으로 개방되는 환형 요홈(11)의 2개의 측벽과 기저부를 각각 형성하고, 상기 단부 면은 슬롯식 환형 인장 스프링(slotted annular tension spring, 12)을 수용하기 위해 관찰자를 향하여 대향된다. 슬리브(8)의 2개의 절반부가 인장 스프링(12)에 의해 서로 압축됨에 따라, 슬리브(8) 내에 수용되는 구동 샤프트 상에서 임펠러에 대해 확고한 억지 끼워맞춤(press fit)이 구현된다.The inner section 5 comprises an outer annular wall 7 and comprises a sleeve 8 concentric with and enclosed by the annular wall and open in the direction of the end face of the hub 1, and The end face is opposed in the direction away from the observer to receive the shaft (not shown) of the drive motor. The slot 9 which opens towards the end face towards the viewer extends transversely through the sleeve 8. The annular wall 7 and the sleeve 8 are connected in a single part at opposite end faces in the direction away from the viewer by the radially oriented wall 10. The wall 10, the annular wall 7 and the sleeve 8 respectively form two side walls and a base of the annular groove 11 which open in the direction of the end face of the inner section 3, the end face being a slot Facing the observer to receive a slotted annular tension spring 12. As the two halves of the sleeve 8 are compressed with each other by the tension spring 12, a firm press fit to the impeller is realized on the drive shaft received in the sleeve 8.

베인(2) 또는 외측 링(3)에 대한 임의의 불균일한 전달(샤프트 움직임에서)은 댐핑 몸체(6)에 의해 감쇠된다. 댐핑 몸체(6)가 환형 벽(7)과 내측 섹션(5)의 임의의 움직임을 서로에 대해 감쇠시키기 때문에, 이는 또한 베인(2)의 공진(sympathetic vibration)의 전개를 억제시킨다.Any nonuniform transmission (in shaft movement) to the vane 2 or the outer ring 3 is damped by the damping body 6. Since the damping body 6 attenuates any movement of the annular wall 7 and the inner section 5 with respect to each other, this also suppresses the development of the sympathetic vibration of the vanes 2.

댐핑 몸체(6)의 탄성 및 댐핑 기능에 의존하여, 공동(4)이 단일의 환형 댐핑 몸체(6)에 의해 완전히 점유되는 도 2(도 1에 도시된 선(II)을 절단한 횡단면)에 도시된 바와 같은 극단적인 경우에 도달될 때까지 댐핑 몸체의 개수 또는 이의 주변방향 크기를 효과적으로 증가시킬 수 있다.Depending on the elasticity and damping function of the damping body 6, in FIG. 2 (cross section cut line II shown in FIG. 1) the cavity 4 is completely occupied by a single annular damping body 6. It is possible to effectively increase the number of damping bodies or their circumferential size until an extreme case as shown is reached.

도 1 및 도 2에 도시된 실시예에서, 내측 섹션(5) 또는 외측 링(3)과 댐핑 몸체(6) 사이의 마찰은 내측 섹션(5)에 대한 링(3)의 임의의 영구적인 회전을 실질적으로 방지한다. 이를 위해, 댐핑 몸체(6)는 링(3)과 내측 섹션(5)에 대해 필요한 압력을 형성하기 위해 항시 탄성적으로 변형되어야 한다. 이는 팬이 낮은 온도에 노출되는 경우(예를 들어, 가정용 냉장고 내에서 차가운 공기를 순환하기 위해 이용될 때) 특히 문제가 있는 것으로 입증되었고, 이는 댐핑 몸체(6)에 대해 적합한 다수의 고무-탄성 재료가 낮은 온도에서 상당히 감소되는 탄성을 갖기 때문이다. 선택된 재료의 상이한 열팽창 계수도 또한 내측 섹션(5) 및/또는 링(3)과 댐핑 몸체(6) 사이의 마찰의 현저한 온도 의존성에 기여할 수 있다.In the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the friction between the inner section 5 or the outer ring 3 and the damping body 6 is such that any permanent rotation of the ring 3 with respect to the inner section 5. To substantially prevent. To this end, the damping body 6 must always be elastically deformed to create the necessary pressure on the ring 3 and the inner section 5. This proved to be particularly problematic when the fan is exposed to low temperatures (eg when used to circulate cold air in a domestic refrigerator), which is suitable for many damping bodies 6 This is because the material has elasticity that is significantly reduced at low temperatures. Different coefficients of thermal expansion of the selected material may also contribute to the marked temperature dependence of the friction between the inner section 5 and / or the ring 3 and the damping body 6.

내측 섹션(5)과 외측 링(3) 사이의 회전-방지 결합에도 불구하고, 온도를 고려하지 않고 감쇠된 탄성을 구현하기 위하여, 추가 구현된 실시예는 리세스를 제공하며, 상기 리세스 내부로 댐핑 몸체(6)가 링(3)과 내측 섹션(5)의 마주보는 표면 상에서 계합된다. 도 2에 도시된 바와 유사한 도 3의 단면도에 도시된 바와 같이, 도면부호(13) 및 (14)로 각각 지정된 외측 링(3)과 내측 섹션(5) 상의 리세스는 언더컷되고(undercut), H-형 횡단면을 갖는 댐핑 몸체(6)는 리세스(13, 14)의 언더컷 내에서 포지티브하게(positively) 계합된다면 댐핑 몸체의 특히 확고한 고정이 구현된다. 이 실시예에서, 밸런스 상태에서 댐핑 몸체(6)의 사전-인장은 요구되지 않고, 이에 따라 댐핑 몸체(6)는 내측 섹션(5)과 링(3) 사이에서 작용하는 토크에 다소 항복할 수 있다. 댐핑 몸체(6)를 보다 더 항복시킬수록(yield), 내측 섹션(5)과 링(3)의 서로에 대한 임의의 회전 전단의 공진 주파수(resonance frequency)가 더욱 작아진다. 모터 움직임의 임의의 주파수 성분으로부터 충분히 이격되도록 이러한 공진 주파수를 선택함으로써, 내측 섹션(5)에 대한 링(3)의 회전 전단은 효과적으로 방지될 수 있거나 또는 소음을 발생시키지 않는 수준으로 감쇠될 수 있다.Despite the anti-rotational coupling between the inner section 5 and the outer ring 3, in order to realize damped elasticity without regard to temperature, a further embodied embodiment provides a recess, the recess inside The furnace damping body 6 is engaged on the opposing surface of the ring 3 and the inner section 5. As shown in the cross-sectional view of FIG. 3 similar to that shown in FIG. 2, the recesses on the outer ring 3 and the inner section 5, designated by reference numerals 13 and 14, respectively, are undercut, A particularly firm fixing of the damping body is realized if the damping body 6 with an H-shaped cross section is engaged positively within the undercuts of the recesses 13, 14. In this embodiment, pre-tensioning of the damping body 6 in the balanced state is not required, so that the damping body 6 can yield somewhat to the torque acting between the inner section 5 and the ring 3. have. The more yielding the damping body 6, the smaller the resonance frequency of any rotational shear of the inner section 5 and the ring 3 with respect to each other. By choosing such a resonant frequency to be sufficiently spaced from any frequency component of the motor movement, the rotational shear of the ring 3 relative to the inner section 5 can be effectively prevented or attenuated to a level that does not generate noise. .

단순화된 변형예가 도 4에 도시된다. 이 경우, 실리콘으로 제조되고 내측 섹션(5) 및/또는 링(3)의 벽에 고정된 댐핑 몸체(6)는 내측 섹션(5) 및 링(3)과 일체로 성형된 좁은 브리지(bridge, 15)에 의해 대체되며, 이의 탄성은 내측 섹션(5)과 외측 링(3)에 비해 상당히 얇은 벽 두께로부터 기인된다.A simplified variant is shown in FIG. 4. In this case, the damping body 6 made of silicon and fixed to the wall of the inner section 5 and / or the ring 3 is a narrow bridge formed integrally with the inner section 5 and the ring 3. 15), its elasticity results from a significantly thinner wall thickness compared to the inner section 5 and the outer ring 3.

도 1과 유사한 추가 단순화된 실시예가 도 5에 도시된다. 이 실시예에서, 상기에서 고려된 실시예의 환형 벽(7)은 생략되고, 슬롯형 슬리브(8)는 허브(1)의 단부 면에서 반경방향 벽(16)에 의해 외측 링(베인(2)이 형성됨)에 일체로 연결되고, 상기 단부 벽은 샤프트의 모터를 향하여 대향된다. 벽(16)의 두께는 전술된 실시예에서 벽(10)의 두께보다 현저히 얇고, 이에 다라 허브(1)의 회전 축에 대해 가로지르는 축을 따라서 슬리브(8)에 대해 외측 링(3)의 진동이 허용된다. 동시에, 링(3)과 슬리브(8) 사이의 환형 요홈(18) 내로 압축되는 환형 댐핑 몸체(17)에 의해 이러한 임의의 진동이 상당히 감쇠된다.A further simplified embodiment similar to FIG. 1 is shown in FIG. 5. In this embodiment, the annular wall 7 of the embodiment contemplated above is omitted, and the slotted sleeve 8 is outer ring (vane 2) by the radial wall 16 at the end face of the hub 1. Is formed), and the end wall is opposed towards the motor of the shaft. The thickness of the wall 16 is significantly thinner than the thickness of the wall 10 in the above-described embodiment, thus oscillating the outer ring 3 with respect to the sleeve 8 along an axis transverse to the axis of rotation of the hub 1. This is allowed. At the same time, any such vibration is attenuated considerably by the annular damping body 17 which is compressed into the annular recess 18 between the ring 3 and the sleeve 8.

도 1에 관해 설명된 바와 같이, 슬리브(8) 내에 수용된 샤프트를 클램핑하기 위해(clamp) 인장 스프링(12)이 슬리브(8) 상으로 축방향으로 가압된다. 또한, 댐핑 몸체(17) 단독으로 슬리브(8)에 압력을 가하고 인장 스프링(12)을 생략할 수 있으며, 상기 압력은 샤프트를 클램핑하기 위한 목적으로 필요하다.As described with respect to FIG. 1, a tension spring 12 is axially pressed onto the sleeve 8 to clamp the shaft received in the sleeve 8. In addition, the damping body 17 alone may exert pressure on the sleeve 8 and omit the tension spring 12, which pressure is necessary for the purpose of clamping the shaft.

Claims

A fan, in particular a fan impeller for use in household appliances, comprising a hub 1 having a shaft receptacle 8 formed therein and having a plurality of vanes 2 fixed to the hub 1, the hub ( 1) An impeller characterized in that it has at least one elastic damping body (6, 15) arranged between the receptacle (8) and the vanes (2).

The vane 2 is fixed to the outer ring 3 of the hub 1, which is connected to the inner section 5 of the hub by damping bodies 6, 15. And the inner section (5) has a receptacle (8).

The impeller according to claim 2, characterized in that the damping body (6) occupies an annular intermediate space (4) between the inner section (5) and the outer ring (3).

The impeller according to claim 2, characterized in that the plurality of damping bodies 6, 15 are arranged in a circumferentially distributed manner in the annular intermediate space 4 between the inner section 5 and the outer ring 3. .

5. The impeller according to claim 4, wherein the ring (3) and / or the inner section (5) have a recess (13, 14) in which the damping body (6) is positively engaged.

Impeller according to claim 5, characterized in that the recess (13, 14) is undercut.

The impeller according to claim 2, wherein the damping body (6) consists of a material having a higher elasticity than the outer ring (3) and / or the inner section (5).

8. Impeller according to claim 7, characterized in that the material of the damping body (6) is silicone or rubber.

5. The impeller according to claim 4, wherein the damping body (15) consists of a single part together with the inner section (5) and the outer ring (3).

10. The inner section 5 according to claim 2, characterized in that the inner section 5 comprises a central sleeve 8 forming a receptacle and an annular wall formed in an annular shape around the sleeve 8. Impeller.

The impeller according to claim 10, wherein the annular spring (12) surrounds the slotted sleeve (8).

12. Impeller according to claim 10 or 11, characterized in that the central sleeve (8) and the annular wall (5) are connected in a single part.

The connection part 10, 16, according to claim 10, characterized in that the connecting parts 10, 16 connecting the central sleeve 8 to the annular wall 3 are arranged at the end face of the hub 1. Impeller.

14. The inner section according to claim 1, wherein the annular spring 12 surrounds the inner section 5 and the one or more damping bodies 17 are axially offset with respect to the spring 12. An impeller arranged in an annular intermediate space between the (5) and the outer ring (3).

A fan with an impeller according to any of the preceding claims.