KR960009751B1 - 송풍기 및 그 임펠러의 제조방법 - Google Patents

Abstract

없음.

Description

송풍기 및 그 임펠러의 제조방법

제1도는 종래의 송풍기의 임펠러의 사시도.

제2도는 동 임펠러의 날개부단면도.

제3도는 본 발명의 일실시예에 있어서의 송풍기의 임펠러의 사시도.

제4도는 동 임펠러의 날개부단면도.

제5도는 동 날개부의 다공질부재에 있어서의 수지소결재료의 구조모식도.

제6도는 동 임펠러를 사용한 송풍기의 단면도.

제7도는 동 임펠러의 날개부에 있어서의 압력변동의 완충원리를 설명하는 모식도.

제8도는 동 날개부의 다공질부재의 사시도.

제9도는 동 임펠리의 제작방법을 표시한 금형의 부분사시도.

제10도는 동 임펠리의 제작방법을 표시한 공정도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

(11) : 임펠러(13) : 날개

(15) : 바깥둘레가장자리부분(비다공질부재)

(16) : 다공질부재(22a) : 가동금형

(22b) : 성형금형

본 발명은 공조기기등에 사용하는 송퐁기 및 송풍기용 임펠러의 제조방법에 관한 것이다.

저소음화 기술의 하나로서, 종래부터 임펠러의 날개재료에 다공질재료를 이용하는 방법이 알려져 있다. 시로코팬을 예로든 그 일례(일본국 특개소 63-32196호 공보)를 제1도에 표시한다. 제1도에 있어서, 송풍기의 임펠러(1)에서는, 상부고정프레임(2)과 하부디스크(3)의 사이에 날개(4)가 접착 또는 끼워맞춤 또는 용접등에 의해 배치되어 있다. 이 날개(4)는 전체를 금속, 합성수지 또는 세라믹등의 다공질재료로 구성하고 있다.

다음에 제2도에 제1도에 있어서의 날개(4)의 단면을 표시하고 있다. 제2도에 있어서 날개(4)의 단면(4a)에는 날개(4)의 하면으로부터 상면에 연통하는 무수한 구멍이 형성되어 있으며, 날개(4)의 하면의 공기 흐름(A1)의 일부를 공기 흐름(A2)으로 표시한 바와 같이 이들 무수한 구멍을 개재해서 날개(4) 상면으로 인도하고, 날개(4)의 표면경계층의 비교적 저속의 공기흐름을 가속한다. 이 공기흐름(A2)의 효과에 의해, 날개(4)의 상면부의 공기속도분포(B1)는 균일한 분포가 된다. 이에 의해 날개(4)의 표면으로부터의 박리는 방지되고, 공기흐름(A3)의 혼란에 의한 소음을 저감하는 것으로 되어 있다.

그러나 상기 종래의 구성에서는 날개(4)의 상하면이 연통하고 있는 다공질재료는 통상의 비다공질재료에 비해서 성형이 곤란하고, 강도부족이다. 이와 같은 재료에 의해서 송풍기의 날개(4)를 구성하면, 재질이 입자로 구성되어 있으므로, 날개(4)의 면형상의 치수정밀도, 특히 바람을 가르는 단부형상의 정밀도가 나빠져서 소정성능을 얻을 수 없다. 또 성형이 어려운 것에 덧붙여서 날개의 성형후 비다공질재료의 프레임등에 접착, 끼워맞춤 혹은 용접등에 의해 전합하는 공정이 필요하여, 조립에 시간이 걸리고 현저하게 고가의 것이 되는 외에, 완성해도 강도부족은 해소디지 않아 실용화에는 많은 문제를 남기고 있었다.

본 발명은 상기 종래의 문제를 해결하는 것으로서 저소음화를 도모하기 위하여 다공질재료에 의해서 날개를 구성하면서 제조가 용이하고 생산성이 높고 또한 강도상 문제가 없는 송풍기 및 그 임펠러의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본원 발명은, 날개의 중앙부에 앞뒤 연통가능한 구멍을 가진 다공질부재를 사용하고, 상기 날개의 주변부의 상기 다공질부재 외주 둘레에는 중실수지로 이루어진 비다공질부재를 사용하고, 상기 다공질부재와 비다공질부재를 일체성형한 임펠러를 가진 것이다.

또, 그 다공질부재와 비다공질부재의 베이스재질을 동일재질로 하는 것이다.

또, 본원발명은, 다공질부재를 형성하고, 그 다공질부재를 사이에 끼운 가동금형과, 그 가동금형에 인접하고, 또한 중실수지의 비다공질부재를 성형하는 성형금형을 분할해서 형성하고, 상기 가동금형의 상기 다공질부재를 사이에 끼우는 압력을, 상기 중실수지의 비다공질부재의 성형압력이상으로 하는 송풍기의 임펠러를 제조하는 것이다.

또 그 성형금형을 가동금형의 외주에 배치한 것이다.

상기 구성에 의해, 날개부의 일부에 다공질부재를 사용하고, 그밖의 부분, 예를들면, 날개의 바깥둘레가장자리부분에 중실수지로 이루어진 비다공질부재를 사용하는 등해서 양자를 일체성형했으므로, 공기의 흐름이 다공질부재의 면상을 통과할때에, 다공질부재의 날개압력면쪽과 날개부압력면쪽, 즉 앞뒤가 연통가능하고 공기가 출입하기 때문에, 날개면상에서 발생하는 압력변동을 억제되게 되고, 이에 의해, 이 압력변동에 의거한 소음은 저감되는 동시에 날개부의 다공질부재 이외의 부분, 예를들면 날개바깥둘레 가장지리부분의 중실수지에 의해서 강도부족의 다공질부재의 결점이 보충되어 강도상의 문제가 해소된다.

또, 다공질부재와 비다공질부재의 베이스재질을 동일재질로 했으므로, 날개를 구성하는 다공질부재와 비다공질부재가 양호하게 융합하여 강고하게 접착해서 강도상 유리한 것이 된다.

또, 다공질부재와 비다공질부재의 금형을 인접시키는 동시에 분할해서 양자를 일체성형하므로, 큰 금형에 비해서 각 구조부를 제작하기 쉬워 금형가격이 저감되고, 또 일체성형시의 작업성도 좋고 저소음의 송풍기용 임펠러를 단시간에 염가에 얻을 수 있다. 또 다공질부재부분을 사이에 끼부는 압력을 중실수지의 성형압력보다 강하게 하거나 또는 동등하게 해서 양자를 일체성형하므로, 성형시 비다공질의 중실수지가 다공질재료쪽에 많이 침입하는 것이 방지된다.

또한, 날개의 다공질부재를 가압하는 가동금형을 다공질부재의 외주근처에 배치했으므로, 날개의 각 구조부를 제작하기 쉬워 금형가격이 보다 저감가능하며, 일체성형시의 작업성도 좋아진다.

이하, 본 발명의 일실시예에 있어서의 송풍기에 대해서 도면과 함께 설명한다.

제3도는 본 발명의 일실시예의 송풍기용 임펠러의 사시도이며, 또, 제4도는 제3도의 임펠러의 날개단면도이다. 제3도 및 제4도에 있어서, 임펠러(11)는 원추대형상의 허브부(12)와, 이 허브부(12)의 외주부에 장착되어 있는 날개(13)와, 임펠러보스(14)에 의해 일체로 구성되어 있다. 또 이 날개(13)는 날개앞가장자리부(15a) 및 날개뒤가장자리부(15b)등의 바깥둘레가장자리부분(15)을 제외한 중앙부분의 범위에 날개(13)의 압력면쪽(D1)과 부압력면쪽(D2)을 관통하는 다수의 연통기공을 가진 PP(폴리프로필렌)나 AES(아크릴로니트릴 특수 에틸렌 프로필렌고무스틸렌)등으로 이루어진 다공질부재(16)를 사용하고, 바깥둘레가장자리부분(15)를 포함한 나머지부분에는 허브부(12)등을 형성하고 있는 것과 같은 비다공질의 합성수지 예를들면 폴리프로필레등을 사용하여, 양자는 일체로 형성되어 있다.

여기서, 다공질부재(16)의 재료로서는, 합성수지의 분말을 집적가열해서 분말끼리 부분적으로 용착시켜서 연통기공을 형성한 재료(이하 수지소결재료라고 함)를 사용하고 있다. 그 미세구조의 모식도를 제5도에 표시하고, 다수의 연통기공(17)에 의해 다공질부재의 앞뒤, 예를들면 압력면쪽(D1)과 부압력면쪽(D2)의 사이가 연통하고 있다.

제6도에 제3도의 인펠러(11)를 사용한 송풍기의 단면도이다. 제6도에 있어서 임펠러(11)는 전동기(18)에 대해서 회전자재하게 지지되고, 또한, 에어가이더(19)에 대하여 소정위치에 있도록 설치되어 있다. 또 전동기(18)는 전동기 지지대(20)에 장착하여 고정되어 있다. 이 전동기(18)에 의해 소정의 회전방향으로 임펠러(11)가 구동되면 공기는(E1) 쪽으로부터 흡입되어(E2) 쪽의 방향으로 불어나와 송풍기로서 작동한다.

다공질부재를 날개의 일부에 사용하므로써 저소음화가 가능하게 된다. 즉 먼저 임펠러(11)가 회전하면 공기는 임펠러(11)의 날개앞가장자리부(15a)로부터 유입하고, 제7도에 표시한 바와같이 날개의 압력면쪽(D1)과 부압력면쪽(D2)을 따라서 흘러서 공기흐름(F1) 및 (F2)를 형성하고, 날개뒤가장자리부(15b)로부터 흘러나와 소정방향으로 불러나온다. 이때 날개면상에서는 흐름의 경계면의 압력변동, 층 흐름으로부터 난류로 이행할때에 발생하는 압력변동이 발생하는 동시에, 날개의 동작조건에 따라서는 날개로부터의 흐름의 박리에 따른 압력변동이 여기되나, 날개의 바깥둘레가장자리부분을 제외한 일부의 범위를 다공질부재(16)에 의해서 구성하고 있기 때문에, 공기의 흐름이 다공질부재(16)의 면상을 통과할때에 날개면상에서 발생하는 압력변동은, 이하와 같은 기구에 의해서 완화된다. 즉 제7도에 표시한 바와 같이, 연통기공(17)의 미세한 구멍을 개재해서 날개압력면쪽(D1)과 날개부압력면쪽(D2)이 연통해서 공기흐름(F3)으로서 공기가 출입하기 때문에, 날개압력면쪽(D1)의 압력이 높아진 경우에는, 날개부압력면쪽(D2)에 공기가 흘러나와 압력변동이 억제되고, 또 반대로 날개부 압력면쪽(D2)의 압력이 높아진 경우에는 날개압력면쪽(D1)에 공기가 흘러나와 압력변동이 억제되는 기구로 되어 있다. 이 결과, 날개면상에서 발생하는 압력변동에 의거한 소음은 압력변동이 작아지기 때문에 저감된다.

한편, 제8도에 표시한 바와 같이, 수지소결재료로 이루어진 다공질부재(16)는 대략 반원호형상의 잘린부분(21)을 복수개 가지고 있으며, 이 부분에는 허브부(12)등을 형성하고 있는 것과 같은 비다공질의 합성수지에 의해서 충전되게 된다. 이와 같은 임펠러(11)의 제조방법에 대해서 이하 설명한다. 먼저 제8도에 표시한 잘린부분(21)을 가진 수지소결재료로 이루어진 다공질부재(16)를 제작한다. 이 경우, 수지소결재의 소결시에 마찬가지의 형상의 금형에 의해 성형해도 되고, 정해진 길이의 소결재로부터 펀칭등의 방법에 의해 모양을 형성해도 된다. 다음에 이와 같이 해서 얻어진 수지소결재의 다공질부재(16)는 제9도에 표시한 바와같이 사출성형용 금형(22)에 장착된다. 이때 금형(22)내에는 다공질부재(16)의 임시고정용핀(23)이 나와 있으며, 이 임시고정용핀(23)에 다공질부재(16)에 형성한 잘린부분(21)를 끼워넣어 임시고정한다.

또 금형(22)을 폐쇄하나, 이때 제10도의 A에 표시한 바와 같이, 다공질부재(16)의 부분을 사이에 끼우고 성형가공하는 부분의 가공금형(22a)과 비다공질부재의 중심수지를 성형하는 부분의 성형금형(22b)을 분할해서 완전히 금형면을 따라서 고정한다. 또 제10도의 B에 표시한 바와 같이, 임시고정용핀(23)을 화살표 G의 방향으로 움직여서 성형금형(22b)내로부터 뺀다. 계속해서 제10도의 C에 표시한 바와 같이 성형금형(22b)내에 중실수지(24)를 사출해서 날개(13)의 바깥 둘레가장자리부분(15)을 성형하는 동시에, 다공질부재(16)의 잘린부분(21)내에 중실수지(24)를 충전해서 날개(13)을 구성하는 바깥둘레가장자리부분(15)과 다공질부분(16)를 일체성형한다.

또한, 금형을 분할해서 다공질부재(16)의 부분에 상당하는 금형의 가공부를 다공질부재(16)의 외주근처만으로 하므로써 날개의 각 구조부를 제작하기 쉽고 금형 비용이 저감되고, 일체성형시의 작업성도 좋아진다. 또, 성형을 할때 다공질부재(16)중에 있어서의 압력을 중실수지(24)부분중의 압력보다 동등 또는 강하게 해두므로써 중실수지(24)의 다공질부재(16)에의 침입을 방지할 수 있다. 또 다공질재료와 중실재료의 베이스가 되는 원료의 재질은 동일한 것이 바람직하고, 이에 의해 날개를 구성하는 다공질부재(16)와 중실수지(24)가 양호하게 융합하여 강고하게 접착해서 강도상 유리한 것이 된다. 또한, 제10도에 있어서의 날개부분의 금형을 표시했으나, 다공질부재(16)의 외주부분과 함께 허브부(12)도 동시에 형성된다.

또한, 본 실시예에 있어서 임펠러를 사류팬으로 설명했으나, 시로코팬등 다른 것이어도 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 의하여, 저소음화를 도모하기 위하여 다공질부재에 의해서 날개를 구성하면서, 제조가 용이하고 생산성이 높고, 또한 강도상 문제가 없는 임펠러를 가진 송풍기를 얻을 수 있는 것이다.

Claims (4)

1. 날개의 중앙부에 앞뒤 연통가능한 구멍을 가진 다공질부재를 사용하고, 상기 날개의 주변부의 상기 다공질부재 외주둘레에는 중실수지로 이루어진 비다공질부재를 사용하고, 상기 다공질부재와 비다공질부재를 일체성형한 임펠러를 가진 것을 특징으로 하는 송풍기.
2. 제1항에 있어서, 다공질재와 비다공질부재의 베이스재질을 동일재질로한 것을 특징으로 하는 송풍기.
3. 다공질부재를 형성하고, 그 다공질부재를 사이에 끼운 가동금형과, 그 가동금형에 인접하고 또한 중실수지의 비다공질부재를 성형하는 성형금형을 분할해서 형성하고, 상기 가동금형의 상기 다공질부재를 사이에 끼우는 압력을, 사익 중실수지의 비다공질부재의 성형압력이상으로 하는 것을 특징으로 하는 송풍기의 임펠러의 제조방법.
4. 제3항에 있어서, 성형금형을 가동금형의 외주에 배치한 것을 특징으로 하는 송풍기의 임펠러의 제조방법.