KR20130064384A - A impeller fan - Google Patents

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KR20130064384A KR1020110130970A KR20110130970A KR20130064384A KR 20130064384 A KR20130064384 A KR 20130064384A KR 1020110130970 A KR1020110130970 A KR 1020110130970A KR 20110130970 A KR20110130970 A KR 20110130970A KR 20130064384 A KR20130064384 A KR 20130064384A
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Abstract

PURPOSE: An impeller fan utilized for a blower is provided to set a retreat angle of a main portion, the number of guide wings, and an angle of each guide wings of an impeller, thereby improving the efficiency of the blower. CONSTITUTION: An impeller fan utilized for a blower comprises an upper plate unit(10), a lower plate unit(20), and vertical guide wings(30). An opening(11) is formed on the center of the upper plate unit. A protruded edge portion(12) is formed along an edge portion of the opening. The upper plate unit is formed into a ring shape which is inclined downwardly to an outer side from the protruded edge portion. A flat disc(21) is formed on the center of the lower plate unit. A disc inclined downwardly is formed along an edge portion of the center of the lower plate unit. A central axis hole(24) and a joining hole are formed on the center of the center of the flat disc. The vertical wings form an upper and lower joining edge portions between the upper and lower plate units. A retreat angle of the disc inclined downwardly of the lower plate unit is 17.5-35 degrees, and the angle of the guide blades is 15 degrees.

Description

송풍기에 사용되는 관류형 팬. {a impeller fan}Perfusion fans used in blowers. {a impeller fan}

본 발명은 송풍기에 사용되는 관류형 팬에 관한 것이다.The present invention relates to a once-through fan for use in a blower.

송풍기에 사용되는 관류형 팬은 기계실, 전기실, 발전기실, 주차장 급.배기용 등으로 널리 사용되고 있다. 공조용으로 널리 사용되는 있는 원심형 팬이나 다익 팬의 경우, 건물 바닥의 설치공간이 커서 공간 활용상의 효율성이 저하되는데 반해 관류형 팬은 소형 경량이면서 효율이 높고 지상공간을 이용할 수 있기 때문에 공조장비가 차지하는 바닥면적을 줄임으로써 공간활용도를 높일 수 있다.Perfusion fans used in blowers are widely used in machinery rooms, electrical rooms, generator rooms, and parking supply and exhaust. In the case of centrifugal fans or multi-role fans, which are widely used for air conditioning, the efficiency of space utilization is reduced due to the large installation space on the floor of the building, whereas the perfusion fan is small, light weight, high efficiency, and can use ground space. Space utilization can be increased by reducing the floor area occupied.

그런데, 관류형 팬의 성능은 임펠러의 형태, 임펠러 주관의 후퇴각, 안내 안내깃의 수 및 안내 안내깃의 각 등에 의하여 토출량에 큰 편차를 보인다.  However, the performance of the flow-through fan shows a large variation in the discharge amount due to the shape of the impeller, the retreat angle of the impeller main body, the number of guide guides and the angle of the guide guides.

본 발명은 송풍기에 사용되는 관류형 팬에 관한 것으로, 임펠러 주관의 후퇴각, 안내깃의 수 및 안내깃의 각의 수치를 결정하여 가장 효율이 좋은 송풍기에 사용되는 관류형 팬을 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention relates to a through-flow fan used in the blower, and to determine the value of the angle of retreat of the impeller pipe, the number of guide feathers and the angle of the guide feather to provide a flow-through fan used for the most efficient blower. There is this.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명 송풍기용 임펠러는, 중앙이 개구부를 이루되 그 연부를 따라 돌출연부를 형성하고, 이 돌출연부로 부터 외측으로 갈수록 하향경사지게 링형을 이루는 상판부와; 원형 판체의 중앙부는 평판을 이루되 그 연부를 따라 하향경사진 원형판을 형성하고, 평판상의 중앙부에는 중심축공 및 결합공을 형성한 하판부; 및 상기 상,하판부의 사이에서 고정되도록 상, 하 결합연부를 형성한 수직 안내깃들을 포함하는 송풍기용 임펠러에 있어서,  The impeller for the blower of the present invention for achieving the above object, the central portion forms an opening, and forms a protruding edge along the edge thereof, and the upper plate portion which is inclined downward toward the outside from the protruding edge; A central portion of the circular plate body forms a flat plate and forms a downwardly inclined circular plate along the edge thereof, and a central plate portion includes a lower plate portion having a central shaft hole and a coupling hole; In the blower impeller comprising a vertical guide blades formed in the upper, lower coupling edges to be fixed between the upper and lower plate,

상기 하판부의 하향 경사진 원형판의 후퇴각은 30도 내지 40도 범위이며, 수직 안내깃의 수는 12이며, 수직 안내깃의 각은 75도인 것을 특징으로 한다.  The retreat angle of the downwardly inclined circular plate of the lower plate is in the range of 30 degrees to 40 degrees, the number of vertical guide vanes is 12, and the angle of the vertical guide vanes is 75 degrees.

상기한 본 발명 송풍기용 임펠러의 안내깃은 그 상, 하단부측에 체결편을 적어도 2개 이상 형성하고, 이 안내깃이 고정되어지는 상, 하판부에는 이 체결편이 넣어지는 체결공을 각각 형성하여 결합됨이 바람직하다.  The guide blade of the impeller for the blower of the present invention is formed at least two fastening pieces on the upper side, the lower end side, and the fastening holes into which the fastening piece is inserted are respectively formed in the upper and lower plate portions to which the guide feather is fixed. Preferably combined.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 하판부의 하향 경사진 원형판의 후퇴각은 17.5도 내지 35도 범위이며, 안내깃 각은 15도로 함으로써 단지 경사진 하나의 원통형 벽면 외측에서 다수 안내깃을 수직/고정하는 것에 비하여 흡배기력이 향상된다.As described above, in the present invention, the retreat angle of the downwardly inclined circular plate of the lower plate is in the range of 17.5 degrees to 35 degrees, and the guide feather angle is 15 degrees to vertically / fix a plurality of guide feathers only on one inclined cylindrical wall outside. Compared with that, the intake and exhaust force is improved.

도 1은 본 발명 송풍기용 임펠러의 사시도이고, 도 2는 본 발명 송풍기용 임펠러의 분해도이다.
도 3은 수직단면도이다.
도 4는 실험을 위하여 여러 각도의 후퇴각으로 된 임펠러 모양을 나타내는 도면이다.
도 5는 임펠러의 후퇴각에 따른 관류형 팬의 유량계수와 압력계수의 변화를 나타내는 도면이다.
도 6은 임펠러의 후퇴각에 따른 관류형 팬의 유량계수와 총합효율의 변화를 나타내는 도면이다.
도 7은 후퇴각의 변환에 따른 관류형 팬의 유량계수와 압력계수의 변화를 나타내는 도면이다.
도 8은 후퇴각의 변화에 따른 관류형 팬의 유량계수와 총합효율의 변화를 나타내는 도면이다.
도 9는 임펠러 model 1의 출구속도분포를 나타내는 도면이다.
도 10은 임펠러 model 2의 출구속도분포를 나타내는 도면이다.
도 11은 임펠러 model 3의 출구속도분포를 나타내는 도면이다.
도 12는 임펠러 model 4의 출구속도분포를 나타내는 도면이다.1 is a perspective view of the impeller for the blower of the present invention, Figure 2 is an exploded view of the impeller for the blower of the present invention.
3 is a vertical sectional view.
4 is a view showing the impeller shape of the retreat angle of various angles for the experiment.
5 is a view showing a change in the flow coefficient and the pressure coefficient of the flow-through fan according to the retraction angle of the impeller.
6 is a view showing a change in the flow coefficient and the total efficiency of the flow-through fan according to the retraction angle of the impeller.
7 is a view showing the change in the flow coefficient and pressure coefficient of the flow-through fan according to the conversion of the retraction angle.
8 is a view showing a change in the flow coefficient and the total efficiency of the flow-through fan according to the change in the retraction angle.
9 is a view showing the outlet velocity distribution of the impeller model 1.
10 is a view showing the outlet velocity distribution of the impeller model 2.
11 is a view showing the outlet velocity distribution of the impeller model 3.
12 is a view showing the outlet velocity distribution of the impeller model 4.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면에 따라 구체적으로 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

첨부 도면중 도 1은 본 발명 송풍기용 임펠러의 사시도이고, 도 2는 본 발명 송풍기용 임펠러의 분해도이다. 1 is a perspective view of the impeller for the blower of the present invention, and FIG. 2 is an exploded view of the impeller for the blower of the present invention.

상기 도면에 따르는 본 발명 송풍기용 임펠러는 중앙이 개구부(11)를 이루되 그 연부를 따라 돌출연부(12)를 형성하고, 이 돌출연부(12)로 부터 외측으로 갈수록 하향경사지게 링형판체를 이루며, 이 링형판체에는 수개의 체결공(13)을 형성한 상판부(10)와, 원형 판체의 중앙부(21)는 평판을 이루되 그 연부를 따라 하향경사진 원형판(22)을 형성하고, 이 원형판에는 수개의 체결공(23)을 형성하며, 상기 중앙부(21)에는 중심축공(24) 및 결합공(25)을 형성한 하판부(20); 및 상기 상,하판부(10)(20)의 사이에서 고정되도록 상,하 결합돌기(32)를 형성한 안내깃들(30)로 이루어지며, 이 결합돌기(32)를 상기 체결공(13)(23)에 각각 체결되어 고정된다. The impeller for the blower of the present invention according to the above drawings forms a protruding edge 12 along the edge thereof in the center thereof, and forms a ring-shaped plate body to be inclined downward toward the outside from the protruding edge 12. The ring-shaped plate body has an upper plate portion 10 having several fastening holes 13 formed therein, and a central portion 21 of the circular plate body forms a flat plate, and forms a circular plate 22 inclined downward along the edge thereof. A plurality of fastening holes 23, and the central portion 21 includes a lower plate portion 20 having a central shaft hole 24 and a coupling hole 25; And guide guides 30 having upper and lower coupling protrusions 32 formed to be fixed between the upper and lower plate portions 10 and 20, and the coupling protrusions 32 are coupled to the fastening hole 13. It is fastened to each of 23 and is fixed.

이때, 상기 하판부의 하향 경사진 원형판의 후퇴각은 30도 내지 40도 범위이며, 수직 안내깃의 수는 12이며, 수직 안내깃의 각은 75도이다.  At this time, the retreat angle of the downwardly inclined circular plate of the lower plate is in the range of 30 degrees to 40 degrees, the number of vertical guide vanes is 12, the angle of the vertical guide vanes is 75 degrees.

특히 상기 하판부의 하향 경사진 원형판의 후퇴각은 35로 하는 것이 바람직하다.  In particular, the retreat angle of the downwardly inclined circular plate of the lower plate is preferably 35.

첨부 도면중 도 3은 본 발명 송풍기용 임펠러의 단면도이다.  3 is a cross-sectional view of the impeller for the blower of the present invention.

이 도면에서 도시하는 송풍기용 임펠러는 상기 상,하판부(10)(20)의 사이에 밀착되는 체결연부(31)를 상하단에 형성하고, 여기에 리벳하기 위한 체결공(34)를 형성하여서 된다.  The impeller for the blower shown in this figure forms a fastening edge 31 in close contact with the upper and lower plate portions 10 and 20 at the upper and lower ends, and forms a fastening hole 34 for riveting the upper and lower ends thereof. .

상기 안내깃(30)는 첨부 도면중 도 3에서 도시하는 바와같이 그 상,하단부측에 체결공(34)을 적어도 2개 이상 형성한 체결연부(31)를 형성하여 리벳/결합하여서 된다.  As shown in FIG. 3 of the accompanying drawings, the guide feather 30 is formed by riveting / combining the fastening edges 31 having at least two fastening holes 34 formed on the upper and lower end sides thereof.

이와 같이 이루어진 본 발명은 상,하판부(10)(20)사이에 안내깃(30)을 결합함에 있어 먼저는 상, 하 체결공(13)(23)에 각각 결합돌기(32)를 끼워넣고 비트는 방법으로 다수 결합하여서 되며, 특히 바람직하게는 도 3에서 도시하는 바와 같이 안내깃(30)의 체결연부(31)의 체결공(34)와 상,하판부(10)(20)의 체결공(13)(23)에 대응시킨 뒤 여기에 리벳을 끼워놓고 리벳팅하여 간단하게 결합이 이루어지게 된다.  In the present invention made as described above, in coupling the guide feather 30 between the upper and lower plate portions 10 and 20, first, the coupling protrusions 32 are inserted into the upper and lower fastening holes 13 and 23, respectively. Bits may be combined in a number of ways, and particularly preferably fastening the fastening hole 34 of the fastening edge portion 31 of the guide feather 30 and the upper and lower plate portions 10 and 20, as shown in FIG. Corresponding to the balls (13) and (23) after the rivets are put here and riveting is simply made.

한편, 임펠러 주관의 후퇴각, 안내깃 각의 변화는 관류형 팬의 성능에 커다란 영향을 미친다.   On the other hand, the retraction angle of the impeller main body and the change of the guide feather angle have a great influence on the performance of the perfusion fan.

이러한 영향을 살펴보기 위하여 도 4와 같이 후퇴각이 0도인 원심 임펠러를 기본으로 하여, 주관의 후퇴각을 17.5도, 35도, 52.5도로 변화시킨 4종의 임펠러 모형을 이용하여 안내깃수를 8개로 고정시켜놓고 성능특성을 분석하였다.  In order to examine these effects, as shown in FIG. 4, the guide feathers are set to eight by using four impeller models in which the retreat angle of the main pipe is changed to 17.5 degrees, 35 degrees, and 52.5 degrees, based on a centrifugal impeller with a retreat angle of 0 degrees. Fixed and analyzed performance characteristics.

관류형 팬의 성능을 분석하기 위하여 임펠러의 회전수를 1,750rpm으로 유지하였다.  In order to analyze the performance of the through-flow fan, the rotation speed of the impeller was maintained at 1,750 rpm.

후퇴각 및 안내깃각의 변화에 따른 성능특성을 분석하기 위하여 동일한 실험을 반복하였으며, 측정된 자료는 유량계수, 압력계수 및 총합 효율로 변환하였다.  The same experiments were repeated to analyze the performance characteristics of the retreat angle and guide vane angle. The measured data were converted into flow coefficient, pressure coefficient and total efficiency.

도4는 임펠러 주관의 후퇴각의 변화에 따른 관류형 팬의 유량과 압력간의 관계를 도시한 것이고 도 5는 관류형 팬의 총합효율을 나타내는 곡선이다.  Figure 4 shows the relationship between the flow rate and the pressure of the flow through fan according to the change of the retraction angle of the impeller main pipe, Figure 5 is a curve showing the total efficiency of the flow through fan.

도 5에 나타나 있는 바와 같이 후퇴각이 증가함에 따라 최대유량에 큰 변화가 있고 최대 종합효율점의 위치가 유량이 이동함을 알 수 있다. 또한, 후퇴각이 증가함에 따라 도 5와 같이 전형적인 원심형, 혼류형, 측류형 팬의 성능특성곡선과 유사하게 변해 간다는 것을 알 수 있다.  As shown in FIG. 5, as the retreat angle increases, there is a large change in the maximum flow rate, and the position of the maximum total efficiency point can be seen that the flow rate moves. In addition, it can be seen that as the retreat angle increases, the characteristics of the typical centrifugal, mixed, and side flow fans are changed similarly as shown in FIG. 5.

도 6와 도 7과 같이 안내깃각의 30도인 경우와 45도인 경우는 유량변화에 따른 압력 및 총합효율의 변화가 거의 유사했고, 안내깃각이 15도인 경우 유량이 높은 쪽으로 이동할수록 동일한 유량계수에서 이들보다 높은 압력을 보이며 그 증가폭은 점점 증가한다는 것을 알 수 있었다. 또한 최대효율의 경우 안내깃각 15도인 경우는 유량이 더 높은 쪽에 위치함을 알 수 있었다.   In the case of 30 degrees and 45 degrees of the guide vane angle as shown in FIGS. 6 and 7, the changes in pressure and total efficiency were almost similar to the flow rate change, and when the guide vane angle was 15 degrees, the higher the flow rate, the higher the flow rate. At higher pressures, the increase was gradually increasing. In addition, the maximum efficiency was found to be located at the higher flow rate at the guide angle of 15 degrees.

따라서, 임펠러의 후퇴각 35도에 대하여 최적의 안내깃각은 15도임을 알 수 있다.   Therefore, it can be seen that the optimal guide vane angle is 15 degrees with respect to the retracted angle of 35 degrees of the impeller.

PHOENICS(Ver. 3.4) code를 사용하여 후퇴각의 변화에 따른 임펠러의 내부유동의 변화를 고찰하였다.  The PHOENICS (Ver. 3.4) code was used to investigate the change of the internal flow of the impeller according to the retraction angle.

이때 유동상태는 다음 표와 같이 총합효율이 최대가 되는 유량에서의 흐름특성을 분석하였다.  At this time, the flow conditions were analyzed for the flow characteristics at the maximum flow efficiency as shown in the following table.

도 8은 model 1의 임펠러 출구에서의 속도분포를 나타내는 그림으로 위치에 따라 배출속도의 형태가 크게 변한다는 것을 알 수 있다. 배출속도는 임펠러의 주판 부근이 주관부근에 비해 크고, 압력면 부근에 비해 흡입면 부근에서의 배출속도가 크게 나타난다. 측판 부근에서의 속도가 감소하는 현상은 유체가 흡입구 측판 입구부분에서 흐름이 박리되어 임펠러 출구에서도 재부착하지 못하고 역류가 발생하기 때문이다.  8 is a diagram showing the velocity distribution at the impeller outlet of the model 1, it can be seen that the shape of the discharge velocity is greatly changed depending on the position. The discharge speed is larger in the vicinity of the main plate of the impeller than in the vicinity of the main pipe, and the discharge speed is larger in the vicinity of the suction surface than in the vicinity of the pressure surface. The decrease in velocity near the side plate is due to the flow of fluid at the inlet side plate inlet, which prevents reattachment at the impeller outlet and backflow.

도 9내지 도 11은 모델 2, 모델 3, 모델 4의 경우, 임펠러 출구에서의 속도를 나타내는 그림이다. 모델 2의 경우, 도 8에서와 같이 측판에서는 역류가 급격히 감소함을 알 수 있으며, 모델 3의 경우, 그림 9에서와 같이 전반적으로 출구속도가 안정되지만, 모델 4의 경우, 도 10에서와 같이 측판에서의 출구속도가 매우 불안정하게 생성된다는 것을 알 수 있다.  9 to 11 are diagrams showing speeds at the impeller outlet in the case of Models 2, 3, and 4; In case of Model 2, as shown in FIG. 8, the reverse flow is rapidly reduced in the side plate. In case of Model 3, the exit velocity is generally stabilized as shown in Figure 9, but in Model 4, as shown in FIG. It can be seen that the exit velocity at the side plate is very unstable.

결론적으로, 관류형 유량은 임펠러의 후퇴각이 급격히 증가할 수록 증가하며, 최대효율은 후퇴각이 17.5도 내지 35도 사이에서 형성되나, 후퇴각이 이 범위를 초과하면 효율이 저하된다. 이러한 원인은 임펠러 내부와 임펠러 출구에서의 유동이 매우 불안정 해지기 때문으로 판단된다.  In conclusion, the perfusion flow rate increases as the retraction angle of the impeller increases rapidly, and the maximum efficiency is formed between 17.5 degrees and 35 degrees, but when the retraction angle exceeds this range, the efficiency decreases. This is because the flow inside the impeller and at the impeller outlet becomes very unstable.

또한 안내깃각이 15도인 경우, 안내깃각 30도와 45도인 경우에 비해 보다 넓은 최대유량 범위를 보이며 최대효율점을 유량이 높은 쪽으로 이동하게 한다.  In addition, when the guide vane angle is 15 degrees, it shows a wider maximum flow rate range than the guide vane angle 30 degrees and 45 degrees, and moves the maximum efficiency point toward the higher flow rate.

10 : 상판부 11 : 개구부 12 : 돌출연부 13: 체결공 30: 안내깃DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Upper plate part 11 Opening part 12 Protrusion edge part 13: Fastening hole 30: Guide feather

Claims (2)

중앙이 개구부를 이루되 그 연부를 따라 돌출연부를 형성하고, 이 돌출연부로 부터 외측으로 갈수록 하향경사지게 링형을 이루는 상판부와; 원형 판체의 중앙부는 평판을 이루되 그 연부를 따라 하향경사진 원형판을 형성하고, 평판상의 중앙부에는 중심축공 및 결합공을 형성한 하판부; 및 상기 상,하판부의 사이에서 고정되도록 상, 하 결합연부를 형성한 수직안내깃들을 포함하는 송풍기용 임펠러에 있어서,
상기 상기 하판부의 하향 경사진 원형판의 후퇴각은 17.5도 내지 35도 범위이며, 안내깃깃각은 15도인 송풍기용 임펠러.An upper plate portion having a central portion forming an opening portion and forming a protruding edge along the edge thereof, the upper plate portion being inclined downward from the protruding edge toward the outside; A central portion of the circular plate body forms a flat plate and forms a downwardly inclined circular plate along the edge thereof, and a central plate portion includes a lower plate portion having a central shaft hole and a coupling hole; In the blower impeller comprising a vertical guide blades formed in the upper, lower coupling edges to be fixed between the upper and lower plate,
The angle of retreat of the downwardly inclined circular plate of the lower plate is in the range of 17.5 degrees to 35 degrees, and the angle of the guide feather is 15 degrees. 상기 하판부의 하향 경사진 원형판의 후퇴각은 35도인 송풍기용 임펠러.
Blower impeller of the downwardly inclined circular plate of the lower plate portion is 35 degrees.
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