KR880000522B1 - Axial-flow fan - Google Patents

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KR880000522B1
KR880000522B1 KR1019850004320A KR850004320A KR880000522B1 KR 880000522 B1 KR880000522 B1 KR 880000522B1 KR 1019850004320 A KR1019850004320 A KR 1019850004320A KR 850004320 A KR850004320 A KR 850004320A KR 880000522 B1 KR880000522 B1 KR 880000522B1
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blade
angle
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구라오 나까지마
요시미 이와무라
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미쓰비시전기 주식회사
카다야마히도 하지로
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Abstract

An axial flow fan for reducing noise caused by air-flow has parameters satifying following conditions that BR=0.15-0.2 DT, DB=1.01-1.05 DT, lx=0-0.04 DT where BR; half radius of curved edge of the outer frame, DT; outer radius of the fan DB; inner radius of the bell mouth, lx; distance between back part of the outer wing of the fan and the end part of the duct.

Description

축류(軸流)팬Axial flow fan

제1도는 종래의 축류날개의 전면 형상도.1 is a front shape diagram of a conventional axial flow wing.

제2도는 본 발명의 한실시예의 의한 축류팬의 분해사시도.2 is an exploded perspective view of an axial fan according to an embodiment of the present invention.

제3도는 상기 한실시예에 있어서의

Figure kpo00001
θ의 정의를 나타낸 전면(前面)형상도.3 is a diagram illustrating the above embodiment.
Figure kpo00001
Front surface diagram showing the definition of θ.

제4도는

Figure kpo00002
z의 정의를 나타낸 회전축을 포함한 평면에 대한 회전투영도.4 is
Figure kpo00002
Rotational projection about the plane containing the axis of rotation representing the definition of z.

제5도는 날개의 익단면을 나타낸 단면도.5 is a cross-sectional view showing the tip of the wing.

제6도는 날개의 상호 위치를 보인 전면형상도.6 is a front view showing the mutual position of the wings.

제7도는 날개의 대한 흐름의 상대관계를 보인 날개단면도.7 is a cross-sectional view of the wing showing the relative relationship of flow to the wing.

제8도는

Figure kpo00003
z의 변화에 대한 비소음 레벨과 개방점소음 레벨의 값을 보인 실험결과에 의한 특성도.8 is
Figure kpo00003
Characteristic diagram from the experimental results showing the values of non-noise level and open-point noise level for the change of z.

제9도는

Figure kpo00004
θ의 변화에 대한 비소음레벨과 개방소음레벨의 값을 나타낸 실험결과에 의한 특성도.9 is
Figure kpo00004
Characteristic diagram from the experimental results showing the values of non-noise level and open noise level with respect to θ change.

제10도는 θt의 변화에 대한 소음레벨과 개방점소음레벨의 값을 나타낸 실험결과에 의한 특성도.10 is a characteristic diagram based on experimental results showing the values of the noise level and the open point noise level for a change in θ t.

제11도는

Figure kpo00005
t의 변화에 대한 비소음레벨 ks와 개방점소음레벨의 값을 나타낸 실험결과에 의한 특성도.11 is
Figure kpo00005
Characteristic diagram from the experimental results showing the values of the non-noise level ks and the open point noise level for the change of t.

제12도는 날개와 벨마우스(bellmouth)를 나타낸 측면도.12 is a side view showing wings and bellmouth.

제13도는 벨마우스의 R부의 크기와 개방점 레벨의 관계를 나타낸 특성도다.13 is a characteristic diagram showing the relationship between the size of the R portion of the bell mouse and the opening point level.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 날개1: wing

1b : 날개전연(前緣)부1b: Wing leading edge

1a : 날개선단부1a: wing tip

1b' : 전면투영도에 있어서의 날개의 전연부1b ': leading edge of wing in front projection

1' : 전면투영도에 있어서의 날개1 ': Wings in front projection

1c : 날개후연부1c: wing trailing edge

1a' : 전면투영도에 있어서의 날개 선단1a ': wing tip in front projection

1c' : 전면투영도에 있어서의 날개후연부1c ': wing trailing edge in front projection

1d : 날개외주부1d: wing outer peripheral

4 : 회전방향4: direction of rotation

5c : 상대적 캠버선5c: relative camber wire

1d' : 전면투영도에 있어서의 날개외주부1d ': Wing circumference in front projection

5 : 캠버(camber)선5: Camber line

6 : 회전축평행선6: parallel axis of rotation axis

2 : 보스(boss)2: boss

5a : 날개부압면(負壓面)5a: wing pressure surface

7 : 날개면유입벡터(vector)7: wing surface inflow vector

3' : 회전축3 ': axis of rotation

5b : 날개압력면5b: wing pressure surface

8 : 압력면측 박리역8: pressure-side peeling area

9 : 날개사이의 흐름에 의한 원심력9: centrifugal force due to flow between wings

9a : 원심력의 날개부 압면의 법선분력(法線分力)9a: Normal component force of the blade pressing of centrifugal force

9b : 원심력의 날개부 압면의 평행분력9b: Parallel component of the pressure-sensitive surface of the wing of centrifugal force

Rt : 날개의 외주부(外周部)반경Rt: radius of outer periphery of the wing

Re : 날개 선단위치반경Re: Wing tip position radius

Rb : 보스반경Rb: Boss radius

R : 반경R: radius

RR: 익현선(翼弦線)중심점R R : Ikhyeon Line Center

PR' : 전면투영도에 있어서의 익현선 중심점P R ': Center of Ikji Line in the front projection

Pt : 날개 외주부의 익현선 중심점Pt: Ikji center point of the outer circumference of the wing

Pt' : 전면투영도에 있어서의 날개 외주부의 익현선 중심점Pt ': Center point of the guiding line of the outer periphery of the wing in the front projection

Pb : 보스외주의 익현선중심점Pb: Ikseon center point of boss outsourcing

Pb' : 전면투여도에 있어서의 보스외주의 익현선 중심점Pb ': Iksi Center Point of Boss Outsourcing in Total Dose

O : 전면투영도에 있어서의 보스의 원점O: origin of boss in front projection

X : X축X: X axis

Figure kpo00006
: 반경R에 있어서의 익현선 중심점의 X축에 대한 각도
Figure kpo00006
Is the angle to the X axis of the center of the chord line at radius R.

Sc : Pb를 지나 회전축과 직교하는 평면Sc: Plane perpendicular to the axis of rotation past Pb

Ls : 반경R의 익현선 중심점과 Sc평면간의 거리Ls is the distance between the center line of the leading line of radius R and the Sc plane

Figure kpo00007
: Sc 평면과 선분 Pb. PR의 이루는 각도
Figure kpo00007
: Sc plane and line segment Pb. Angle of P R

L : 익현의 길이 PR: 원호날개의 기준반경L: Length of blade string P R : Reference radius of arc blade

DB : 벨마우수의 내경 θ : 캠버(camber)각DB: Inner diameter of Bell Mausu θ: Camber angle

t : 날개의 주방향 취부피치(pitch) BR : 벨마우스의 R부의 크기t: Pitch in the circumferential direction of the blade BR: Size of R part of the bell mouse

Figure kpo00008
: 날게 엇갈림각 DT : 임펠러의 외경
Figure kpo00008
: Flying angle DT: Outer diameter of impeller

ℓx : 벨마우수 단부와 임펠러 외주부의 후연과의 거리ℓx: Distance between the bellows water end and the trailing edge of the impeller outer circumference

본 발명은 환기팬이나 에어콘등에 쓰이는 축류팬에 관한 것이며, 특히 그 공기력소음을 극한까지 낮출 수 있는 축류팬을 제공하는 것이다.The present invention relates to an axial flow fan for use in a ventilation fan, an air conditioner, and the like, and more particularly, to provide an axial flow fan capable of lowering the aerodynamic noise.

축류팬은 공조기나 환기팬 등에 널리 쓰이고 있으며, 그 팬에서 발생하는 소음을 가급적 낮추는 것은 사회적으로 매우 중대하다. 그러나, 팬에서 발생하는 소음을 극력 낮추고 또 팬의 공기력 성능을 떨어뜨리지 않도록하는 저소음팬의 설계수법은 확립되어 있지 않고 있으며, 개개의 제품에 대응한 그때뿐의 시행착오적인 설계수법이 적용되어왔다.Axial fans are widely used in air conditioners, ventilation fans, etc., and it is very socially important to reduce the noise generated by the fans as much as possible. However, the design method of the low noise fan that lowers the noise generated by the fan as much as possible and does not lower the aerodynamic performance of the fan has not been established, and only the trial and error design method corresponding to each product has been applied. .

이들의 종래기술중 일본국특공소 50-39241호에서 볼 수 있는 임페러의 전면형상을 회전방향으로 돌출시킨것과 같은 형상으로 하는 것등의 수법이 많이 쓰이고 있었다.Among these prior arts, many methods have been used, such as forming the front shape of an impeller projected in Japanese Patent Application No. 50-39241 such as to protrude in the rotational direction.

제1도는 그 특허에 의한 임펠러의 전면현상을 보인것이며, 1은 임펠러의 날개, 2는 날개(1)를 붙이는 보스, 1a는 날개(1)의 선단부, R는 임펠러의 외경반경, Re는 날개선단부(1a)의 반경이다.Figure 1 shows the front phenomenon of the impeller according to the patent, 1 is the impeller wing, 2 is the boss attaching the wing (1), 1a is the tip of the wing (1), R is the outer radius of the impeller, Re is the wing This is the radius of the tip 1a.

종래 이형태의 임펠러의 경우 위주부의 위치의 결정방법 및 전연부의 결정방법에 관하여 명확한 판단기술은 없으며, 단순히 전면형상의 특이성만으로 형상을 규정하는 등의 방법이 적용되어왔다.In the conventional impeller of this type, there is no clear judgment technique regarding the method of determining the position of the circumferential part and the method of determining the leading edge, and a method of simply defining the shape only by the specificity of the front shape has been applied.

제1도에 있어서 날개선단부(1a)은 반경비 Re/Rt=0.88인곳에 있으며, 임펠러의 외주부 가까이 Re/Rt≒1.0의 곳에는 없음으로써 가장 일분량이 큰 날개외주부의 면적을 실질적으로 줄이게되고, 공기력성능의 저하를 초래케하여 소음이 증대한다.In FIG. 1, the blade tip portion 1a is located at a radius ratio Re / Rt = 0.88, and there is no Re / Rt ≒ 1.0 near the outer circumference of the impeller, thereby substantially reducing the area of the wing outer circumference having the largest portion. As a result, noise is increased by causing a decrease in aerodynamic performance.

축류팬에 있어서의 날개 선단부는 공기역학적으로 보아 매우 중요하며, 그 형상이 회전축방향에 대하여 큰R형상을 가진다고 하는 것은 유체에 대하여 큰 저항이 되고 날개 전연선단부에서의 전연박리의 유인(誘因)이 되며, 날개면에서 발생하는 소음을 증가시키게 된다.The tip of the blade in the axial fan is very important from the aerodynamic point of view. The fact that the shape has a large R shape in the direction of the rotation axis is a great resistance to the fluid and the induction of the leading edge peeling from the leading edge of the blade It increases the noise generated from the wing surface.

또 종래의 임펠러에서는 날개에 대한 흐름을 단순한 2차원흐름으로 생각하여 형상을 결정하고 있으므로 개방점에 있어서의 소음특성의 개선은 가능하여도 실제의 팬의 사용형태인 정압발생시에 있어서의 소음특성을 대폭적으로 개선할 수는 없다.In addition, in the conventional impeller, the flow of the wing is considered to be a simple two-dimensional flow, and the shape is determined. Therefore, the noise characteristics at the opening point can be improved, but the noise characteristics at the time of static pressure generation, which is the actual fan use mode, can be determined. There is no big improvement.

따라서 일본국 특공소 50-939241호와 같은 형상의 팬에서는 날개형상에 대한 3차원적인 취급이 도무지 되어 있지 않으므로, 팬구성을 이같이 하더라도 소음특성을 비약적으로 향상시키고 초저소음의 축류팬을 구성할 수는 없다.Therefore, the fan of the shape such as Japanese Special Public Service No. 50-939241 has no three-dimensional handling of the wing shape. Therefore, even in the fan configuration, the noise characteristics can be dramatically improved and an ultra-low noise axial fan can be constructed. There is no.

본 발명 및 본 발명의 다른 발명에서는 종래의 축류팬이 가진 결점을 개선하기 위하여 이루어진 것이며, 임페러의 3차원적 형상을 명확함으로써 현재까지 없었던 초저소음이 축류 임펠러를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.The present invention and the other invention of the present invention was made in order to improve the shortcomings of the conventional axial flow fan, and an object of the present invention is to provide an axial impeller with ultra low noise, which has not existed until now by clarifying the three-dimensional shape of the impeller.

본 발명의 한 실시예를 도면으로 설명한다.An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

제2도는 3개의 날개형상의 본 실시예에 의한 축류팬의 사시도이며, 벨마우스부를 분해하여 표시한다. 1은 3차원형상을 가진 날개, 1a는 날개선단부, 1b는 날개전연부, 1c는 날개후연부, 1d는 날개외주부, 2는 날개(1)을 달기위한 보스, 3은 임펠러의 회전축, 4는 회전방향이다.2 is a perspective view of the axial flow fan according to this embodiment in the shape of three wings, and the bell mouse portion is disassembled and displayed. 1 is a three-dimensional wing, 1a is a wing tip, 1b is a wing leading edge, 1c is a wing trailing edge, 1d is a wing outer periphery, 2 is a boss for attaching a wing (1), 3 is an axis of rotation of the impeller, and 4 is The direction of rotation.

이 날개는 도면에서 아다시피 날개형상의 독특한 것이며, 지금까지 존재하지 않았던 형상이다.This wing, as you know in the drawing, is unique in the shape of a wing and has not existed until now.

그러면 구체적으로 본 발명에 의한 축류팬을 구성하는 인자(因子)를 나타낸다.Specifically, the factors constituting the axial flow fan according to the present invention are shown.

이 임펠러는 팬을 구성하는 여러 인자를 명확화함으로써 날개의 3차원 형상을 구체적으로 정의할 수 있도록 한 것이며, 방대한 시험결과에서 얻어진 최적형상이다. 축류팬의 3차원형상을 결정하기 위한 중요한 파라미터로서 본 발명에서는 날개의 익현선 중심점(PR)의 위치를 규정하고 있다.The impeller is designed to specifically define the three-dimensional shape of the wing by clarifying various factors that make up the fan, and is the optimal shape obtained from the vast test results. As an important parameter for determining the three-dimensional shape of the axial fan, the present invention defines the position of the blade center line P R of the blade.

제3도는 회전축(3)과 직교하는 평면에, 날개(1)를 투영한 때의 투영도이며, 1'는 날개(1)의 투영면상의 날개형상, 2는 보스, 3은 회전축이며, 회전축(3)에서 반경 R의 원통면에서 날개(1)를 절단한 때의 투영면에 있어서의 원호 1bR'-P'R-1CR' 날개단면형상이 된다.3 is a projection view when the blade 1 is projected on a plane orthogonal to the rotation axis 3, 1 'is a wing shape on the projection surface of the blade 1, 2 is a boss, 3 is a rotation axis, and the rotation axis 3 ) is the arc 1bR'-P 'R -1CR' wing cross-sectional shape in the plane when the cutting blade (1) in a cylindrical surface of radius R in.

여기에서 PR'는 원호 1bR'-1CR'의 중심점이며, 투영면에 있어서의 익현선 중간점이 된다.Here, P R 'is the center point of circular arc 1bR'-1CR', and becomes the midpoint of the free line on a projection surface.

투영면에 있어서의 PR'의 위치를 명확화하기 위하여 보스반경(Rb)의 원통면에서 날개(1)를 절단한 때의 투영면에 있어서의 보스부익현선중심점을 Pb'으로 하고 회전축(3)의 투영면에 있어서의 위치 0를 잇는 직선 Pb'-0을 X축, 0을 원점으로 한 좌표계를 투영면상에 형성한다.In order to clarify the position of P R ′ on the projection surface, the boss subordinate line center point on the projection surface at the time of cutting the blade 1 from the cylindrical surface of the boss radius Rb is Pb 'and A coordinate system with a straight line Pb'-0 connecting the position 0 on the projection surface on the X axis and 0 as the origin is formed on the projection surface.

Pθ'는 익현선중심선(PR')에서의 익현선중심점궤적(Pb'-PR'-Pt')의 접선과 반경(R)과 이루는 각도를 표시한다.Pθ 'chord line is the center line (P R' represents a chord center line trajectory tangent to the radius (R) with an angle of (Pb'-P R '-Pt' ) in).

또 대시(') 기호가 붙은 부호는 투영면에 있어서의 각 부분을 표시한다.In addition, the code | symbol with a dash (') symbol shows each part in a projection surface.

상기 좌표계에 있어서의 PR'-0와 X축이 이루는 각도를

Figure kpo00009
로 하고, 거리를 R로 하면, PR'의 위치는 (R,
Figure kpo00010
)라고 하는 극좌표로 표현할 수 있다.The angle between P R '-0 and the X axis in the coordinate system
Figure kpo00009
If the distance is R, the position of P R 'is (R,
Figure kpo00010
Can be expressed in polar coordinates.

이 발명에서는 직선 Pt'-0와 X축의 이루는 각도를

Figure kpo00011
라 하면
Figure kpo00012
(Rt : 날개끝반경, Rb : 보스반경)로 부여하고
Figure kpo00013
=40°-50°로 하고 있다.In this invention, the angle formed by the straight line Pt'-0 and the X-axis
Figure kpo00011
If
Figure kpo00012
(Rt: radius of wing tip, Rb: radius of boss)
Figure kpo00013
= 40 ° -50 °.

이와 같이하여 익현선중심점(PR)의 위치를 회전축(3)과 직교하는 평면상으로 정의할 수 있으므로, 다음에 축방향 위치를 정의한다.In this way, since the position of the shipwreck center point P R can be defined on a plane orthogonal to the rotation axis 3, the axial position is defined next.

제4도는 제3도에 있어서의 보스부 익현선중심점 Pb'에서 외주부 익현선중심점 Pt'까지의 반경방향의 궤적 Pn'-PR'-Pt'에 관하여 임의의 반경 R에 있어서의 익현선중심점 PR을 평면(OX)면에, 반경(R)로 회전투영한 익현선중심점 PR의 반경방향 분포 및 날개(1)의 동일위치에서의 단면을 표시한다. 도면에서, 9는 임펠러 회전시의 원심력, 9a, 9b는 원심력(9)의 각부 압면 법선분력 및 접선방향분력, 화살표 A는 기체의 유입방향을 표시한다.FIG. 4 shows the airfoil center point at an arbitrary radius R with respect to the radial trajectory Pn'-P R '-Pt' from the boss airfoil center point Pb 'in FIG. 3 to the outer peripheral airfoil center point Pt'. Pr is plotted on the plane OX plane, the radial distribution of the center line of the shipboard line P R, which is projected by the radius R , and the cross section at the same position of the blade 1. In the figure, 9 is the centrifugal force at the time of impeller rotation, 9a and 9b are the pressure-sensitive normal component and tangential component of each part of the centrifugal force 9, and arrow A indicates the inflow direction of the gas.

여기서 보스(2)의 외주부에 있어서의 날개(1)의 익현선중심점Pb를 지나 회전축(3)과 직교하는 평면 Sc면을 생각한다.Here, a planar Sc plane orthogonal to the rotation axis 3 is considered, passing through the chord line center point Pb of the blade 1 in the outer peripheral portion of the boss 2.

임의의 반경 R에 있어서의 익현선중심점을 PR로 하였을 때 상기 Sc평면과 PR점과의 거리를 Ls, 보스부 익현선중심점(Pb)와 Sc평면이 이루는 각도는

Figure kpo00014
라고 하면
Figure kpo00015
로 된다. 따라서 Ls 또는
Figure kpo00016
를 규정하여 반경 R을 부여하므로서 익현선중심점 PR의 축방향위치를 정의할 수가 있다.When the center of the ship line at an arbitrary radius R is P R , the distance between the Sc plane and the P R point is Ls, and the angle between the boss part ship center point Pb and the Sc plane is
Figure kpo00014
Say
Figure kpo00015
It becomes Thus Ls or
Figure kpo00016
By specifying the radius R to define the axial position of the ship center point P R.

임펠러를 구성하기 위하여는 상기 익현선중심점 PR를 상대적인 원점으로 하고, 여기에 캠버가 주어진 날개단면을 형성하고, 날개면 전체를 매끄러운 곡면으로 하면된다. 제5도는 익현선중심점 PR을 상대원점으로 하여 날개면을 형성하였을 때 날개(1)를 반경R의 원통면에서 절단하고, 그 단면을 2차원 평면으로 전개한 때의 전개도를 보인다. 날개의 그 캠버선(5)은 본 실시예에서는 한원호를 쓰고 있으므로 그 원호를 형성하기 위하여 중심각θ, 원호를 형성하는 반경을 (PR), 날개의 전연을 (1b), 후연을 (1c)로 한다.In order to construct an impeller, the blade line center point P R may be a relative origin, and a wing section given by a camber may be formed thereon, and the entire wing surface may be a smooth curved surface. FIG. 5 shows a developed view when the blade 1 is cut from the cylindrical surface of radius R when the wing surface is formed with the ship center line P R as the relative origin, and the cross section is developed in a two-dimensional plane. Since the camber wire 5 of the blade uses a circular arc in this embodiment, the center angle θ, the radius of the circular arc (P R ), the leading edge of the blade (1b), and the trailing edge (1c) are used to form the circular arc. Shall be.

이 한실시예에서는 θ의 반경방향분포를

Figure kpo00017
로 하고 이때
Figure kpo00018
는 날개끝에서의 캠버각, 즉 날개끝에서의 캠버선의 중심각,
Figure kpo00019
는 날개보스부에서의 캠버각, 즉 날개보스부에서의 캠버선의 중심각을 부여하고
Figure kpo00020
=20°-30°,
Figure kpo00021
=27°-37°,
Figure kpo00022
<
Figure kpo00023
로 한다. 날개를 붙이는 위치는 익현선
Figure kpo00024
와 회전축(3)과 평행한 직선(6)간의 각도를 엇갈림각
Figure kpo00025
로 하고,
Figure kpo00026
를 반경방향으로 분포되도록 결정한다.In this embodiment, the radial distribution of θ
Figure kpo00017
At this time
Figure kpo00018
Is the camber angle at the tip of the wing, that is, the center angle of the camber line at the tip of the wing,
Figure kpo00019
Denotes the camber angle at the wing boss, that is, the center angle of the camber line at the wing boss.
Figure kpo00020
= 20 ° -30 °,
Figure kpo00021
= 27 ° -37 °,
Figure kpo00022
<
Figure kpo00023
Shall be. Wing position is winged
Figure kpo00024
And the angle between the straight line (6) parallel to the axis of rotation (3)
Figure kpo00025
With
Figure kpo00026
Determine to distribute radially.

Figure kpo00027
의 반경반향분포를
Figure kpo00028
로 하여 이때
Figure kpo00029
는 날개끝에서의 엇갈림각,
Figure kpo00030
는 날개 보스부에서의 엇갈림각으로 하고
Figure kpo00031
=62°-72°,
Figure kpo00032
=53°-63°,
Figure kpo00033
>
Figure kpo00034
로 하고 있다.In other words
Figure kpo00027
Radial distribution of
Figure kpo00028
At this time
Figure kpo00029
Is the cross angle at the tip of the wing,
Figure kpo00030
Is the cross angle at the wing boss
Figure kpo00031
= 62 ° -72 °,
Figure kpo00032
= 53 ° -63 °,
Figure kpo00033
>
Figure kpo00034
I am doing it.

L는 익현의 길이이며, 제6도에 보인 날개사이의 원주방향거리T를 사용하여 T/L라는 패러미터로서, 반경 방향의 날개의 크기를 한정한다.L is the length of the chord, and is a parameter called T / L using the circumferential distance T between the wings shown in FIG. 6 to define the size of the blade in the radial direction.

이와 같이 5개의 패라미터를 독자적 값으로 함으로써 초저소음의 축류임페러가 얻어짐을 아래에 기술한다.As described above, an ultra-low noise axial impeller is obtained by setting the five parameters as independent values.

팬을 저소음화할 경우, 가장 간단한 방법은 회전수를 떨어뜨려서 팬의 기류음(氣流音)을 내리는 방법이다. 그러나 이 방법을 쓰면 음은 내려가지만 팬으로서의 기본적인 기능이 대폭으로 저하한다.If the fan is to be quiet, the simplest method is to lower the speed of the fan to lower the airflow. However, this method reduces the sound, but greatly reduces the basic function of the fan.

즉 풍량이 저하하여 정압상승을 얻지못한다. 여기서 임페러의 플로우패턴(flow pattern)(기류의 선회방향속도성분의 반경방향분포)을 자유와류(Cu×R=일정, Cu : 기류의 선회방향속도성분, R : 반경, 기류의 반경방향의 각운동량이 일정날개의 보스부에서 외주부까지 일정하게 일을 시킨다. 이경우는 유선(流線)의 반경 방향분포는 입구에서 출구까지 대략일정하다)에서 주속(周速)의 큰 날개의 외주부에서 큰일을 시키는 강제 와류(Cu=Rx정수, Cu기류의 선회방향속도성분, R : 반경, 기류의 각운동량이 반경에 비례하여 증대한다)의 플로우패턴으로하여, 풍량, 정압을 떨어뜨리지 않고 팬의 회전수를 내려서 소음을 낮추려고 하고 있었다. 그러나 날개면으로 유입하는 공기는 외부에서 강제력을 주지않는 한 스스로의 플로우패턴이 소용돌이가 없는 퍼텐셜(potential)의 흐름이 되어 있다.In other words, the air volume decreases, so that a static pressure increase cannot be obtained. Here, the flow pattern of the impeller (radial distribution of the swirling velocity component of the airflow) is defined as a free vortex (Cu × R = constant, Cu: swirling velocity component of the airflow, R: radius, and radial direction of the airflow. The angular momentum constantly works from the boss to the outer periphery of the blade, in which case the radial distribution of the streamline is approximately constant from the inlet to the outlet. It is a flow pattern of forced vortex (Cu = Rx constant, rotational velocity component of Cu air flow, R: radius, and angular momentum of air flow increases in proportion to the radius). I was trying to lower the noise. However, the air flowing into the wing surface has a potential flow without vortex as long as the flow pattern is not forced from the outside.

따라서 임페러의 익간호를 강제와류로 하더라고, 날개에 유입하기전의 흐름은 자유와류(흐름의 축유입 속도는 임페러의 각 반경위치에 있어서 일정)으로 흐르고 있으므로 강제와류로 설계한 임페러로서는 임페러의 보스 가까이에서는 제7도에 보이듯이 상대적 유입각도 ε가 크게된다.Therefore, even though the impeller wing is forced vortex, the flow before flowing into the wing flows into the free vortex (the axial flow velocity of the flow is constant at each radial position of the impeller). Near the ferro boss, as shown in FIG. 7, the relative inlet angle ε becomes large.

날개(1)에 대한 무충돌 유입각은 γ이므로 ε>γ의 경향이 강하므로 임페러에 유입하는 흐름(7)은 날개의 압력면(5b)에서 전연박리를 일으키고 박리역(8)이 증대함으로써 날개에서 발생한 영속주파수 소음이 증대한다.Since the collision-free inflow angle to the wing 1 is γ, the tendency of ε> γ is strong, so that the flow 7 entering the impeller causes detachment at the pressure surface 5b of the wing and the peeling zone 8 increases. This increases the continuous frequency noise generated by the blades.

이 경향은 풍량이 많은 개방점 가까이에서 현저하게 된다. 즉 풍량이 증가함으로써 상대유입각 ε가 점점 커지고 박리역(8)이 증가하기 때문이다.This tendency is prominent near the open point with a lot of airflow. That is, as the amount of air increases, the relative inflow angle ε gradually increases and the peeling region 8 increases.

따라서 개방점 가까이에서의 소음을 낮추려고 날개의 엇갈림각

Figure kpo00035
을 줄여가면, 정압이 발생된 경우 반대로 받음각(sttack angle) α가 지나치게 커져서 부압면(5a)에서의 박리가 생겨 날개는 실속(失速)한다.Thus the wing angle of the wing to lower the noise near the opening point
Figure kpo00035
When the pressure decreases, on the contrary, when the stacking angle α is excessively large, peeling occurs on the negative pressure surface 5a, causing the blade to stall.

여기에서 개방점 가까이에서의 소음도 낮게하고 정압이 발생한 때의 소음도 낮게하기 위하여는 날개의 전연형상을 최적화할 필요가 있다.Here, it is necessary to optimize the leading edge shape of the wing to lower the noise near the opening point and lower the noise when the static pressure is generated.

본 발명에서는 상기 특성을 얻기 위하여 익현선중심점의 3차원적인 분포상태를 규정하고, 임페러의 전체형상을 결정하는것이다.In the present invention, in order to obtain the above characteristics, the three-dimensional distribution of the center of the shipwreck is defined and the overall shape of the impeller is determined.

여기서 본 발명에 있어서의 기본날개형상을 결정하는 파라미터의 값을 다음에 보인다.Here, the value of the parameter which determines the basic wing shape in this invention is shown next.

Figure kpo00036
(반경방향일정)
Figure kpo00036
(Radial schedule)

Figure kpo00037
Figure kpo00037

Figure kpo00038
Figure kpo00038

Figure kpo00039
Figure kpo00039

T/L=1.05(반경방향 일정)T / L = 1.05 (radius constant)

(Rt : 날개끝반경, Rb : 날개보스반경)(Rt: Wing Tip Radius, Rb: Wing Boss Radius)

기본날개에서는

Figure kpo00040
의 반경반향분포를 반경 R에 대하여 선형으로 하고 있으므로, 제3도에 있어서의 익현 선중심점 PR'에 잇어서의 익현선중심점 궤적 Pb'- PR'-Rt'의 접손과 반경 R이 이루는 각도 Pθ'는 보스부에서 날개선단을 향함에 따라 급격히 그 각도가 증대한다.In the basic wing
Figure kpo00040
Since the radial distribution of is linear with respect to the radius R, the angle between the fold and the radius R of the chord center point trajectory Pb'- P R '-Rt' following the chord center point P R 'in FIG. The angle Pθ 'is rapidly increased as the tip of the boss moves toward the tip of the blade.

여기서 부가하여 익현선 중심점 PR

Figure kpo00041
가 되도록 배치함으로써 날개 전연부에서의 흐름에 대하여 날개의 실질적인 캠버선의 형상은(5c)처럼 캠버가θ가 적어진 상태가 된다.Add here the center of the pimple line P R
Figure kpo00041
By arranging so as to be, the shape of the actual camber wire of the blade with respect to the flow at the blade leading edge becomes a state in which the camber is small as (5c).

즉 날개전연에 유입하는 흐름에 있어서는 실질적인 날개위의 유선형상은 날개가 회전함으로써 유체에 대하여 원심력이 작용하므로 반경방향으로 직교방향에서 유입하는 행태로서가 아니라 조금 외주방향을 향한 제3도에 있어서의 (7)과 같은 형태로 유입하므로 상대적으로 날개전연과, 조금 날개면에 들어온 곳에서의 유선위치가 축방향에 대하여 지나치게 변화하는 일이 없는 상태가 된다.In other words, in the flow flowing into the blade leading edge, the streamline shape substantially on the wing has a centrifugal force acting on the fluid due to the rotation of the blade, so that it is not a behavior flowing in the orthogonal direction in the radial direction. Since it flows in the form as shown in (7), the blade leading edge and the position of the streamline at the point where the wing surface is slightly entered are not changed excessively in the axial direction.

이와 같은 유선형태가 되면 날개의 유입하는 흐름(7)이 무충돌로 유입하는 상태, 즉ε≒Υ이라는 상태를 달성할 수가 있으며, 압력면측에서의 박리역(8)은 소멸하고 소음의 발생이 매우작게된다.In such a streamlined form, it is possible to achieve a state in which the inflowing flow 7 of the blades flows into a collision-free state, that is, ε ≒ Υ, and the peeling region 8 at the pressure side disappears and noise is generated very much. Becomes smaller.

Figure kpo00042
Figure kpo00043
의 조합은 기본형의 것이 가장 좋지만, 팬을 설계함에 있어서 축방향치수의 제한 등에 의하여 이 값을 변경하여 쓰지 않으면 안되는 경우도 있다.
Figure kpo00042
Wow
Figure kpo00043
The combination of is best of the basic type, but in designing the fan, this value may need to be changed due to the limitation of the axial dimension.

그래서 실험적으로 각마다 미터를 가장 최적치로 정해놓고, 한편 값을 바꾼 날개를 몇가지 제작하여 실험한 결과, 제8도, 제9도와 같은 결과가 나왔다.Therefore, experimentally, the meter was set to the optimum value for each, and the experiments were made with several wings with different values, and the results were as shown in FIG. 8 and FIG.

제8도에서 아다시피

Figure kpo00044
의 값은 12.5°-32.5°사이에 있으면 최소비소음레벨 ks의 값은 충분히 적으며, 매우 저소음이다. 여기서 비소음레벨 ks(폰)은 다음식과 같이 정의한다.As you know from Figure 8
Figure kpo00044
When the value of is between 12.5 ° and 32.5 °, the minimum specific noise level ks is small enough and very low noise. The non-noise level ks (phone) is defined as follows.

Ks=SPL-10×ℓog(Q Ps2.5)Ks = SPL-10 × Log (Q Ps2.5)

SPL=소음레벨(폰) Q=유량(㎥/min)SPL = noise level (phone) Q = flow rate (㎥ / min)

Ps=정압(mmAq)Ps = static pressure (mmAq)

또 개방점의 소음레벨만을 보면

Figure kpo00045
가 커지면 커질수록 소음레벨은 저하하고 있지만
Figure kpo00046
=32.5°이상에서의 그 저하도가 포화해 있으며 강도면에서보아도
Figure kpo00047
의 최대치는 32.5°이다.If you look only at the noise level
Figure kpo00045
The bigger the, the lower the noise level.
Figure kpo00046
The degree of degradation above = 32.5 ° is saturated,
Figure kpo00047
The maximum value of is 32.5 °.

제9도에서는

Figure kpo00048
의 값에 의한 비소음레벨의 변화와 개방점에서의 소음레벨의 변화를 나타내고 있다.In Figure 9
Figure kpo00048
The change in the non-noise level and the noise level at the open point are shown by the value of.

도면에서도 아다시피

Figure kpo00049
>40°의 조건을 충족시키면 소음레벨은 매우 저하한다.As you know from the drawings
Figure kpo00049
When the condition of> 40 ° is met, the noise level is very low.

실질적으로는

Figure kpo00050
은 큰쪽이 소음은 저하하는 경향에 있지만, 굴곡강도의 점에서 보아 최대 50°정도가 한계이다.Practically
Figure kpo00050
The larger the tends to lower the noise, the maximum is about 50 ° in terms of flexural strength.

따라서

Figure kpo00051
=40°∼50°사이에 값이 존재하면 소음은 충분히 낮출 수가 있다.therefore
Figure kpo00051
If the value is between 40 ° and 50 °, the noise can be lowered sufficiently.

또 전연현상을 최적화하기 위하여 상기와 같이

Figure kpo00052
Figure kpo00053
에 반경방향으로 분포되도록 하였으므로 날개면이 전체적으로 흡입축에 기우는 부분이 많아지고, 그 때문에 날개면 위를 원호위의 궤적을 그리면서 통과해가는 익간의 흐름에 의하여 원심력이 날개 부압면에 크게 작용한다.In order to optimize the leading edge phenomenon,
Figure kpo00052
and
Figure kpo00053
Since the wing surface is distributed to the suction shaft as a whole, the centrifugal force acts largely on the wing negative pressure surface by the flow of vanes passing on the wing surface while drawing the trajectory of the arc. do.

즉 제4도에 있어서 원심력(9)의 부압면측 법선분력(9a)이 부암면(5a) 위에 발달하는 속도경계층에 대하여 큰 압축력이 되고, 경계층을 매우 얇게 만들 수 있다.That is, in FIG. 4, the negative pressure surface side normal component 9a of the centrifugal force 9 becomes a large compressive force with respect to the velocity boundary layer which develops on the sub-rock surface 5a, and can make a boundary layer very thin.

부압면(5a)측에서 발생하는 공기력소음은 경계층 두께에 선형으로 비례하기 때문에 경계층을 얇게 만들수가 있다는 것은 발생소음을 저하시키는 것이된다.Since aerodynamic noise generated on the negative pressure surface 5a side is linearly proportional to the thickness of the boundary layer, the fact that the boundary layer can be made thinner reduces noise generated.

여기에 더하여 경계층에 부압면 측 법선분력(9a)과 같은 압출력이 작용하므로 저풍량역에 있어서의 날개의 받음각 증대에 의한 부압면(5a)상의 경계층 박리에 대하여 강한 억제작용이 생겨 날개가 실속(失速)하지 않게되고 보다 넓은 동작영역을 얻을 수가 있다.In addition, since the extrusion force acts on the boundary layer such as the negative pressure side component normal force 9a, a strong restraint action is generated against the separation of the boundary layer on the negative pressure surface 5a due to the increase in the angle of attack of the wing in the low wind volume region. (I) not to make it possible to obtain a wider operating range.

다음에 날개의 기능요소의 하나인 캠버각 θ 및 엇갈림각

Figure kpo00054
의 분포에 관하여 풀이한다.Next, the camber angle θ and stagger angle, one of the functional elements of the wing
Figure kpo00054
Solve for the distribution of.

캠버각 θ는 원호익 형상의 임펠러의 경우 날개엘레멘트가 행하는 일량을 결정하는 중요한 양이다.The camber angle θ is an important amount for determining the amount of work done by the wing element in the case of an arc-shaped impeller.

일반적으로 θ가크면 클수록 날개는 동일회전시에 보다 많이 일을 하지만, θ가 커지면 소음도 증대하는 경향에 있다. 그래서 다른 파리미터는 모두 기본형의 것을 쓰고, θ의 분포방법을 바꾼 몇가지의 날개에 관하여 소음을 측정한 결과, 제10도를 얻었다.In general, the larger the θ, the more the blades work at the same rotation. However, the larger the θ, the more the noise tends to increase. Thus, all other parameters were of the basic type, and noise was measured on several wings which changed the distribution method of θ, and thus obtained 10 degrees.

즉,

Figure kpo00055
In other words,
Figure kpo00055

라는 분포식에 있어서,

Figure kpo00056
로 하여 실험을 하면, 비소음레벨은
Figure kpo00057
의 곳에서 충분히 적어지고, 매우 저소음의 날개가 됨을 알 수가 있다.In the distribution equation,
Figure kpo00056
If you experiment with, the noise level is
Figure kpo00057
It becomes small enough in the place, and it turns out that it becomes the wing of very low noise.

또 도시는 하고 있지 않지만

Figure kpo00058
의 값을 27°∼37°로까지 변화시켜도 이 경향은 변하지 않은 것을 부기하여둔다. 날개의 엇갈림 각
Figure kpo00059
의 분포에 관하여도 상기한 바와 같이
Figure kpo00060
Figure kpo00061
를 최적화하고, 날개전연부에서의 플로우패턴을 자유와류에 가까운 것으로 하고 있으므로, 상대적 유입각ε에 관하여, 날개의 엇갈림각
Figure kpo00062
도 강한 영향을 준다.The city is not doing
Figure kpo00058
It is noted that this tendency did not change even if the value of? Was changed to 27 ° to 37 °. Wing cross angle
Figure kpo00059
As described above with respect to the distribution of
Figure kpo00060
Wow
Figure kpo00061
And the flow pattern at the leading edge of the wing is close to the free vortex, so the blade shift angle with respect to the relative inflow angle ε
Figure kpo00062
Also has a strong impact.

여기서 날개의 엇갈림각

Figure kpo00063
의 분포시키는 방법을The staggered angle of the wing here
Figure kpo00063
How to distribute

Figure kpo00064
Figure kpo00064

로 하고, 다른 파라미터를 모두 기본형상으로 하여 몇가지 날개에 대하여 소음을 측정해 보면, 제11도에서 같은 결과를 얻을 수 있었다.By measuring the noise of several wings with all other parameters as the basic shape, the same result can be obtained from FIG.

도면에서 아다시피

Figure kpo00065
=62°∼72°또한
Figure kpo00066
, 즉
Figure kpo00067
=53°∼63°로 하면 매우 저소음의 팬을 얻을 수 있음이 명확하다.As you know from the drawing
Figure kpo00065
= 62 ° to 72 °
Figure kpo00066
, In other words
Figure kpo00067
It is clear that a fan with very low noise can be obtained by setting it to 53 degrees-63 degrees.

또 본발명에서는 피치현비 T/L=1.05로 하고 있다. 즉 동일 일량에 대하여 익현의 길이 L가 길면 길수록 캠버각θ을 작게할 수 있으므로 소음이 저하하는 것은 제10도에서 보아도 분명하다.In the present invention, the pitch suspension ratio T / L = 1.05. In other words, the longer the length L of the blade with respect to the same amount, the smaller the camber angle θ, so that the noise decreases.

그러나 한장의 판에서 프레스 등을 써서 날개를 형성할 때 T/L=1.0이 한계이며, 플라스틱 성형을 할 경우도 저렴한 날개의 경우 형의 관계에서 이 값이 한계가 된다.However, T / L = 1.0 is the limit when forming a wing using a press or the like on a single plate, and even in the case of plastic molding, this value is a limit in the relationship between molds.

한편 T/L을 크게하는 것은 상기와 같이 소음을 증대시키는 원인이 된다.On the other hand, increasing T / L causes noise to increase as described above.

따라서 T/L의 최대치로서는 소음이 2폰(phon) 정도증대되는 T/L=1.2가 한계치가 된다.Therefore, the maximum value of T / L is the limit value of T / L = 1.2, in which noise increases by about two phons.

또 반경방향의 T/L의분포에 관하여는 날개면 전연을 전기한대로 특수형상으로 하기 위하여 반경방향으로 거의 일정하게 하는 것이 좋고, 특히 외주부에서 T/L을 극단적으로 크게하는 것은 소음의 증대를 초래한다.In terms of the radial T / L distribution, it is better to make it almost constant in the radial direction in order to make the edge of the wing surface as special shape as before, and especially increasing the T / L at the outer periphery causes an increase in noise. do.

강도면에서 본 발명에 의한 축류임펠러를 보면 기본적으로 익현선중심점을 원추대 면상에 배열한 구조이며, 캠버각 θ의 분포시키는 방법을 외주부에 24.5°, 보스부에서 32°로 하였으므로, 날개의 전체형상은 반경 방향에 대하여 만곡시킨 곡면형상이되고 종래의 평면형상의 날개에 비해서 매우 굴곡 강도가 증가하고 있다.In terms of strength, the axial flow impeller according to the present invention basically has a structure in which the blade center point is arranged on the surface of the cone, and the method of distributing the camber angle θ is 24.5 ° at the outer circumference and 32 ° at the boss. Has a curved shape curved in the radial direction, and the flexural strength is much higher than that of a conventional planar blade.

그 때문에 종래에는 3㎜ 두께이상의 판을 쓰지 않으며 안되었던 날개에 대하여도 2㎜ 정도의 판으로 날개를 구성하면 되므로, 재료비를 매우 저감시킬 수 있다.Therefore, since the blade may be formed by a plate of about 2 mm even for a blade that has not been used with a plate having a thickness of 3 mm or more, the material cost can be greatly reduced.

또 날개두께를 얇게 할 수 있으므로, 팬의 중량의 경감화가 도모되고 이때문에 모터의 부하가 저감되어 보다 적은 출력의 모터로 구동할 수가 있고, 에너지 절약이 가능하다. 또 날개부 압면의 경계층을 강하게 압축할 수 있는 구조로 하였으므로 날개면상에 생기는 2차흐름도 억제되므로 효율증가 등의 잇점도 있다.In addition, since the blade thickness can be made thinner, the weight of the fan can be reduced, thereby reducing the load on the motor and driving the motor with a smaller output, thereby saving energy. In addition, since the boundary layer of the pressure side of the wing portion is designed to be strongly compressed, the secondary flow generated on the wing surface is also suppressed, which also increases the efficiency.

또 본 실시예는 날개매수가 3장의 것에 관하여 말하였지만, 필수파라미터를 상기와 같이하면 날개장수에 상관없이 동일한 효과를 얻게된다.In addition, in the present embodiment, the number of the number of wings is about three, but if the necessary parameters are set as described above, the same effect is obtained regardless of the number of wings.

또 상기한 날개를 보다 저소음의 팬으로 하여 사용할 경우, 벨마우스(bell mouth)와의 조합이 중요하게 된다. 여기서 계통적인 벨마우스와의 조합시험을 행하여 개방점 가까이에서 매우 소음레벨이 낮아지는 벨마우스형상을 구성하였다. 소음레벨을 저하시키기 위하여는 가급적 날개면에 유입하는 흐름의 날개에 대한 상대속도를 적게할 필요가 있다.In addition, when the wing is used as a fan of lower noise, the combination with a bell mouth becomes important. Here, a systematic test with a systematic bell mouse was performed to form a bell mouse shape that was very low in noise level near the opening point. In order to reduce the noise level, it is necessary to reduce the relative speed with respect to the wing of the flow flowing into the wing surface as much as possible.

즉 날개에 대한 흡입의 흐름은 날개의 외주부에서도 유입하는 형상으로 할 필요가 있다.In other words, the flow of suction to the wings needs to be shaped to flow in the outer peripheral part of the wings.

제12도는 본 발명에 사용한 벨마우스와 임펠러의 상대위치관계를 보인 도면이며, (10)은 벨마우스본체이며 (10a)는 회전축(3)과 직교하는 벨마우스(10)의 흡입평면, (10b)는 벨마우스(10)의 R부분, (7)은 공기류이다.12 is a view showing the relative positional relationship between the bell mouse and the impeller used in the present invention, (10) is the bell mouse body (10a) is the suction plane of the bell mouse 10 orthogonal to the rotation axis (3), (10b) ) Is the R portion of the bell mouse (10), (7) is the air flow.

여기서 개방점 가까이에서의 소음레벨을 낮추는 타이프의 기본 벨마우스형상을 표시한다.Here, the basic bell mouse shape of the type that lowers the noise level near the opening point is indicated.

BR=0.75DTBR = 0.75DT

DB=1.017DTDB = 1.017DT

ℓx=0ℓx = 0

여기에서 DT는 임펠러의 직경, BR은 벨마우스(10)의 R부의 크기, DB는 벨마우스(10)의 내경, lx은 벨마우스(10)의 종단부와 날개(1)의 외주부 후단간의 거리다.Where DT is the diameter of the impeller, BR is the size of the R portion of the bell mouse 10, DB is the inner diameter of the bell mouse 10, and lx is the distance between the end of the bell mouse 10 and the rear end of the outer periphery of the wing 1. .

상기한 날개(1)는 흡입측으로 돌출한 돌출부의 체적이 크고, 날개(1)의 외주부에서보다 큰 일을 하고 있으며, 더우기 전연부(1b)에서는 자유와류적 특징을 가지고 있으므로, 이 특징을 살려서 개방점 가까이에서의 소음을 낮추는 벨마우스 형상이 필요하다.Since the wing 1 has a large volume of the protruding portion protruding to the suction side, and is larger than the outer periphery of the wing 1, moreover, the leading edge 1b has a free vortex characteristic. There is a need for a bell mouse shape that reduces noise near the open point.

본 발명에 의한 벨마우스(10)는 흡입의 흐름에 될 수 있는 한 난류를 발생시키지 않도록 흡입평면(10a)을 가지고 있으므로, 흡입의 흐름은 상기 평면(10a)를 따라서 날개(1)에 공기류(7)로서 유입한다.Since the bell mouse 10 according to the present invention has a suction plane 10a so as not to generate turbulence as much as possible in the flow of suction, the flow of suction is a flow of air to the wings 1 along the plane 10a. Inflow as (7).

통상의 벨마우스(10)는 흡입평면(10a)이 없으므로 벨마우스(10)의 선단부에서 흐름이 박리되고 난류가 임펠러내로 들어온다. 본 발명의 벨마우스(10)의 경우는 선단에서의 박리가 없으므로 일반적으로 말하는 흡입난류에 의한 날개의 비정상양력(揚力)변도에 의한 소음발생이 극히작다.Since the conventional bell mouse 10 has no suction plane 10a, the flow is separated at the tip of the bell mouse 10 and turbulence flows into the impeller. In the case of the bell mouse 10 of the present invention, since there is no peeling at the tip, noise generation due to abnormal lift variation of the wing due to suction turbulence is generally very small.

이 벨마우스는 직선덕트부를 갖지 않은 단순 R형상을 가지기 때문에, 날개(1)의 주위의 공기의 흐름은 하등장해를 받는 일 없이 날개(1)에 유입이 된다.Since the bell mouse has a simple R shape having no straight duct, the air flow around the blade 1 flows into the blade 1 without being injured.

그 위에 날개(1)의 외주부에서 날개(1)에 유입하는 흐름이 증가하기 때문에 날개의 전연부에서 유입하는 공기의 흐름의 속도가 감소하고, 날개(1)에 대한 상대유입각ε가 감소한다. 그 때문에 날개의 전연에서 유입하는 흐름은 유량이 많음에도 불구하고, 날개(1)의 무충돌로 유입하는 비율이 증가하고 개방점가까이의 소음발생에 관한 주원인이되는 날개의 전연부의 압력면측 박리를 억제할 수 없어 소음레벨은 대폭저하한다.The flow rate of the air flowing in the leading edge of the wing decreases and the relative inflow angle ε with respect to the wing 1 decreases because the flow flowing into the wing 1 from the outer circumference of the wing 1 increases thereon. . Therefore, although the flow flowing from the leading edge of the wing has a high flow rate, the rate of inflow to the collision of the wing 1 increases and the pressure surface side peeling of the leading edge of the wing, which is the main cause of the noise generation near the opening point, is prevented. It cannot be suppressed and the noise level is drastically reduced.

일 벨마우스 및 날개를 기기에 조합시켜 사용할 경우, 치수적인 제약이나 터진그릴(grille)의 영향으로 기본벨마우스 형상을 변경하지 않으면 안되는 일도 있으므로 벨마우스의 R의 크기 BR을 변화시켜서 특성시험을 하였다.When one bell mouse and a wing are used in combination, the basic bell mouse shape may have to be changed due to dimensional constraints or grille, so the characteristics of the bell mouse R were changed. .

단, 다른형상은 모두 기본형상으로 하였다.In addition, all other shapes were made into the basic shape.

제13도는 벨마우스(10)의 R와 크기BR에 대한 개방점 소음레벨의 값을 나타낸 특성도이며, BR=0.05DT∼0.2DT이면 소음레벨이 충분히 낮은 축류팬을 제공할 수가 있다. 벨마우스의 내경 DB에 관하여는 임펠러의 외경 DT에 가까우면 내경 DB에 관하여는 임펠러의 외경 DT에 가까우면 가까울수록 유효동작범위가 넓어지지만 제작성의 관점에서 DB=1.01DT가 한계이다.FIG. 13 is a characteristic diagram showing the values of the open point noise level for R and size BR of the bell mouse 10. If BR = 0.05DT to 0.2DT, an axial fan having a sufficiently low noise level can be provided. With regard to the inner diameter DB of the bell mouse, the closer to the outer diameter DT of the impeller, the closer the outer diameter DT of the impeller to the inner diameter DB, the wider the effective operating range. However, DB = 1.01DT is limited in terms of manufacturability.

개방점소음을 저하시키는 타이프의 축류팬에서는 DB가 다소크게되어도 소음레벨은 개방점에서는 지나치게 변화하지 않는 경향이 있지만, 실제기기에 붙여서 사용하면 정압이 발생되므로 극단적으로 DB를 크게할 수는 없다.In the axial fan of type that reduces open point noise, the noise level tends not to change too much at the open point even if the DB is slightly larger.

그래서 서어징(surging)의 특성도 만족시키면서, 또 개방점 소음을 충분히 낮출 수가 있는 한계칫수법으로서 DB=1.05DT라는 값을 얻었다. 도시에서는 없지만, 이 경우의 서어징 한계점은 개방품량의 95%인 것을 부기하여둔다. 또 벨마우스(10)의 단부와 날개(1)의 외연부 후연간거리ℓx는 기본적으로는 ℓx=0로 하여야 할 것이다. 단, 보스부에서의 후연위치가 외주부에서의 위치보다 송풍측으로 돌출하여 있으므로 ℓx=0.04DT까지 ℓx를 크게하더라도 개방점소음레벨이 충분히 낮은 축류팬이됨을 부기하여 준다.Therefore, a value of DB = 1.05DT was obtained as a marginal dimension method that satisfies surging characteristics and can sufficiently reduce the open point noise. Although not shown in the city, the surge limit in this case is 95% of the open quantity. In addition, the distance between the end of the bell mouse 10 and the trailing edge distance lx of the outer edge of the blade 1 should be basically lx = 0. However, since the trailing edge position at the boss is more protruding toward the blowing side than the position at the outer circumference, the axial fan is sufficiently low that the open point noise level is sufficiently low even if Lx is increased up to Lx = 0.04DT.

이상 말한 본 발명에 의하면 날개의 필수 파라미터인

Figure kpo00068
,
Figure kpo00069
를 최적화한 축류날개를 써서 벨마우스 형상도 최적화 하였으므로 대풍량이며, 더우기 개방점 가까이에서의 소음레벨이 매우 낮은 축류팬을 제공할 수가 있다.According to the present invention mentioned above is an essential parameter of the wing
Figure kpo00068
,
Figure kpo00069
It is also possible to provide an axial fan with very high airflow and very low noise level near the opening point.

또한 본 발명은 θ,

Figure kpo00070
를 최적화함으로서 상기효과를 더욱 조장한 축류팬을 제공할 수 있다.In addition, the present invention is θ,
Figure kpo00070
By optimizing the axial fan can be provided to further enhance the above effects.

Claims (2)

회전축을 중심으로하는 변경 R의 원통면에서 임펠러를 절단시의 단면에서의 익현선중심점 PR과, 날개의 보스부를 반경 Pb의 원통면에서 절단시의 단면에서의 익현선중심점Pb를 지나 상기 회전축과 직교하는 평면 Sc간의 거리를 Ls로 할 때, 공기류의 흡입측을 정방향으로한 좌표계에 있어서 PR점을 상기평면 Sc에 대하여 항상 정방향으로 위치시켜The axis of rotation passes through the center of the ship line P R at the cross section when cutting the impeller at the cylindrical surface of the change R centered on the axis of rotation, and the center of the ship line Pb at the cross section when the boss portion of the blade is cut at the cylindrical surface of the radius Pb. When the distance between the plane Sc and the plane Sc is orthogonal to Ls, the point P R is always positioned in the forward direction with respect to the plane Sc in the coordinate system in which the intake side of the air flow is in the forward direction.
Figure kpo00071
로 표현되는
Figure kpo00072
의 값을
Figure kpo00073
로 하고 회전축과 직교하는 평면에 날개면을 투영시의 투영면에 있어서 상기 날개의 보스부를 반경 Rb의 원통면에서 절단시의 단면에서의 익현선중심점 Pb'로 하고 상기 회전축을 원점 0으로하여 상기 0점과 Pb'점을 잇는 직선을 X축으로한 좌표계에서 상기 날개면을 반점R의 원통면에서 절단시의 익현선중심점을 PR'로 하며 직선PR'-0와 X축이 이루는 각도를
Figure kpo00074
로 할 때
Figure kpo00075
의 반경방향분포를
Figure kpo00071
Represented by
Figure kpo00072
The value of
Figure kpo00073
In the projection surface at the time of projecting the wing surface to the plane orthogonal to the axis of rotation, the boss portion of the blade is the center of the leading line Pb 'at the cross section at the time of cutting from the cylindrical surface of radius Rb, and the rotation axis is referred to as zero point of zero. In the coordinate system where the straight line connecting the point and the Pb 'point is the X axis, the center point of the leading line when cutting the wing surface from the cylindrical surface of the spot R is P R ', and the angle formed between the straight lines P R '-0 and the X axis is determined.
Figure kpo00074
When
Figure kpo00075
Radial distribution of
Figure kpo00076
Figure kpo00076
(Rt : 날개끝반경, Rb : 날개보스반경,
Figure kpo00077
: 직선 Pt'-0와 X축이 이루는 각도)으로 부여하여
(Rt: wing tip radius, Rb: wing boss radius,
Figure kpo00077
: The angle between the straight line Pt'-0 and the X-axis)
Figure kpo00078
로 하고,
Figure kpo00078
With
회전축과 직교하는 평면이 있으며 그곳으로 부터 반경 BR의 곡면으로 좁혀져, 상기 날개외경 DT에 대하여 내경 DB를 가진 흡입벨마우스에 있어서, 팬위치를 상기 날개 외주에서의 후연부와 벨마우스 종단부간 거리를 ℓx로 할 때 각 파라미터의 크기의 값을In the suction bell mouse having a plane orthogonal to the axis of rotation and radiused from it to a curved surface of radius BR, the fan position is determined by the distance between the trailing edge and the bell mouse end at the outer periphery of the blade. When setting ℓx, the value of the size of each parameter BR=0.15DT∼0.2DTBR = 0.15DT to 0.2DT DB=1.01DT∼1.05DTDB = 1.01DT to 1.05DT ℓx=0∼0.04DTℓx = 0 to 0.04DT 로 한 것을 특징으로 하는 축류팬.An axial flow fan characterized by the above-mentioned.
회전축을 중심으로한 반경 R의 원통면에서 임펠러를 절단시의 단면에서의 익현선중심점 RR과, 날개의 보스부를 반경 Rb의 원통면에서 절단시의 단면에서의 익현선중심점 Rb를 지나 상기 회전축과 직교하는 평면 Sc간의 거리를 Ls로 할 때 공기류의 흡입측을 정방향으로 좌표계에 있어서 RR점을 평면 Sc에 대하여 항상 정방향으로 위치시켜The axis of rotation passes through the center of the ship line R R at the cross section when cutting the impeller at the cylindrical surface of radius R about the axis of rotation, and the center of the ship line Rb at the cross section when the boss portion of the blade is cut at the cylinder surface of radius Rb. and to stay located in the forward direction with respect to R R point in the suction side of the air flow when the perpendicular distance between the plane Sc which Ls the coordinates in the normal direction to the plane Sc
Figure kpo00079
로 표현되는
Figure kpo00080
의 값을
Figure kpo00081
로 하고, 회전축과 직교하는 평면에 날개면을 투영시의 투영면에 있어서, 상기 날개의 보스부를 반경 Rb의 원통면에서 절단시의 단면에서의 익현선중심점 Pb'로 하고, 상기 회전축을 원점0로 하여 상기 0점과, Rb'점을 잇는 직선을 X축으로한 좌표계에서 날개면을 반경 R의 원통면에서 절단시의 익현선중심점을 PR'로 하며 직선 PR'-0와 X축이 이루는 각도를
Figure kpo00082
로 할 때
Figure kpo00083
의 반경방향분포를
Figure kpo00079
Represented by
Figure kpo00080
The value of
Figure kpo00081
In the projection surface at the time of projecting a wing surface to the plane orthogonal to a rotation axis, the boss | hub part of the said blade is made into the tip line center point Pb 'in the cross section at the time of cutting | disconnection from the cylindrical surface of radius Rb, and the said rotation axis is origin 0 In the coordinate system where the straight line connecting the 0 point and the Rb 'point is the X axis, the center point of the leading line when cutting the wing surface from the cylindrical surface of radius R is P R ' and the straight lines P R '-0 and the X axis are Angle
Figure kpo00082
When
Figure kpo00083
Radial distribution of
Figure kpo00084
Figure kpo00084
(Rt : 날개끝반경, Rb : 날개보스반경, Set : 직선 Pt'-0와 X축이 이루는 각도)으로 부여하여
Figure kpo00085
로 하고, 날개면을 반경 R의 원통면에서 절단하여 그 단면을 2차 원편면으로 전개시킨 전개도에 있어서 그 날개단면에서의 캠버선의 형상을 원호형상으로 하고 그 원호를 형성하기 위한 중심각을 θ로 할 때 θ의 반경방향분포를
(Rt: wing tip radius, Rb: wing boss radius, Set: angle between the straight line Pt'-0 and the X axis)
Figure kpo00085
In the developed view in which the wing surface is cut from the cylindrical surface of radius R and its cross section is developed into a secondary circular surface, the shape of the camber line at the wing end surface is arc-shaped, and the center angle for forming the arc is? The radial distribution of θ
Figure kpo00086
Figure kpo00086
(
Figure kpo00087
: 날개끝에서의 캠버각,
Figure kpo00088
: 날개보스부에서 캠버각)으로 부여하여
Figure kpo00089
,
Figure kpo00090
,
Figure kpo00091
로 하고, 상기 전개도에 있어서, 날개의 익현선과 회전축에 평행으로 날개의 전연을 지나는 직선이 이루는 각도를
Figure kpo00092
로 할 때
Figure kpo00093
의 반경반향분포를
Figure kpo00094
(
Figure kpo00095
: 날개끝에서의 엇갈림각,
Figure kpo00096
: 날개보스에서의 거갈림각)으로 부여하여
Figure kpo00097
로 하고, 회전축과 직교하는 평면이 있으며 그곳으로 부터 반경 BR의 곡면으로 좁혀져, 상기 날개외경 DT에 대하여 내경 DB를 가진 흡입벨마우스에 있어서, 팬위치를 상기 날개외주에서의 후연부와 벨마우스 종단부간 거리를 ℓx로 할 때 각 파라미터의 크기의 값을
(
Figure kpo00087
= Camber angle at wing tip,
Figure kpo00088
: Wing boss part to camber angle)
Figure kpo00089
,
Figure kpo00090
,
Figure kpo00091
In the developed view, the angle formed by the straight line passing through the leading edge of the blade parallel to the blade line and the rotation axis of the blade
Figure kpo00092
When
Figure kpo00093
Radial distribution of
Figure kpo00094
(
Figure kpo00095
: Staggered angle at the tip of the wing,
Figure kpo00096
: The cornering angle at the wing boss)
Figure kpo00097
In the suction bell mouse having a plane orthogonal to the rotation axis and narrowed therefrom to a curved surface of radius BR, and having an inner diameter DB with respect to the wing outer diameter DT, the fan position is the trailing edge of the wing outer circumference and the bell mouse end. When the sub-interval is set to ℓx, the value of the size of each parameter
BR=0.05DT∼0.2DTBR = 0.05DT to 0.2DT DB=1.01DT∼1.05DTDB = 1.01DT to 1.05DT ℓx=0∼0.04DTℓx = 0 to 0.04DT 로 한 것을 특징으로 하는 축류팬.An axial flow fan characterized by the above-mentioned.
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