KR100546650B1 - 송풍기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 송풍팬에 관한 것으로, 공기의 유동을 축방향과 평행함과 더불어 작은 크기로도 고풍량과 고풍압을 동시에 생성할 수 있도록 함과 더불어 제작이 용이하여 대량 생산에 유리하도록 한 것이다.

이를 위한 본 발명의 송풍팬은 구동모터에 결합하여 회전하는 회전축과; 상기 회전축에 고정된 기다란 원통형의 허브와; 상기 허브의 외주면에 허브의 일단에서부터 타단까지 축방향을 따라 나선형으로 비틀어지면서 형성된 복수개의 블레이드와; 상,하부 금형에 의한 성형시 상기 각 블레이드의 출구단과 이웃하는 블레이드의 입구단을 연결하도록 상기 허브의 외주면에 형성되는 분할선(partition line)을 포함하여 구성된다.

송풍기, 송풍팬, 나선형, 블레이드, 팬하우징

Description

송풍기{Blower}

도 1은 본 발명에 따른 송풍기의 제 1실시예를 나타낸 사시도

도 2는 도 1의 송풍기의 송풍팬의 사시도

도 3은 도 1의 송풍기의 송풍팬의 정면도

도 4는 도 1의 송풍기의 송풍팬의 평면도

도 5는 도 1의 송풍기의 팬하우징의 단면도

도 6은 도 1의 송풍기의 팬하우징의 사양에 따른 풍량 및 소음 특성을 나타낸 그래프

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10 : 송풍팬 11 : 회전축

12 : 허브 13 : 블레이드

15 : 팬하우징

본 발명은 송풍기에 관한 것으로, 특히 공기조화기 등의 가전제품이나 기타 제조 설비 등에 설치되어 고풍량과 고풍압으로 공기를 축방향으로 송풍할 수 있도 록 한 송풍기에 관한 것이다.

일반적으로, 공기조화기와 같은 가전제품이나 공장 설비의 환기 시스템에는 공기를 강제로 송풍시키는 여러 종류의 송풍기들이 설치되며, 이러한 송풍기들은 송풍공기의 유동 특성에 따라 축류형 송풍기와 원심형 송풍기로 구분할 수 있다.

축류형 송풍기는 공기의 유동이 회전축과 평행하게 발생하는 축류팬을 적용한 송풍기로, 유량은 많이 발생하지만 압력은 낮게 생성되는 특성이 있다.

그리고, 원심형 송풍기는 통상적으로 블레이드의 입구 유동은 회전축 방향이나 출구 유동은 회전축에 직각인 반경방향으로 생성되도록 한 것인데, 이러한 원심형 송풍기는 원심력에 의한 압력 증가가 목적으로 유량은 적게 발생하지만 압력은 높은 특성이 있다.

따라서, 송풍기를 적용하는 시스템에서는 이러한 각각의 송풍기들의 특성을 고려하여 적용하게 되는데, 예를 들어 공기조화기의 실내기는 높은 풍압을 요구하므로 주로 시로코팬이나 터보팬 등을 채용한 원심형 송풍기들이 적용되고, 고풍압보다는 고풍량이 요구되는 실외기에서는 축류형 송풍기가 적용된다. 또한, 환기 시스템에서도 단시간에 많은 공기를 배출하기 위하여 주로 고풍량을 구현할 수 있는 축류형 송풍기가 적용된다.

그런데, 상기와 같은 송풍기들은 풍량과 풍압을 동시에 증가시키기가 어려우므로 고풍압과 고풍량을 동시에 만족시켜야 할 경우에는 그 크기를 증가시켜야 하고, 따라서 가전 제품의 경우에는 송풍기의 크기 증가로 인하여 전체적인 제품 크기가 증가하게 되며, 시스템 내에서 설치 위치의 제약을 많이 받게 되는 문제점을 안고 있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 공기의 유동을 축방향과 평행하게 함과 더불어 작은 크기로도 고풍량과 고풍압을 동시에 달성할 수 있도록 한 송풍기를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 한 형태에 따르면, 구동모터에 결합하여 회전하는 회전축과; 상기 회전축에 고정된 기다란 원통형의 허브와; 상기 허브의 외주면에 허브의 일단에서부터 타단까지 축방향을 따라 나선형으로 비틀어지면서 형성되고, 상기 허브의 반경보다 작거나 같은 폭을 갖는 복수개의 블레이드와; 상기 블레이드의 외측을 둘러싸도록 설치된 팬하우징을 포함하여 구성된 송풍기가 제공된다.

이하, 본 발명에 따른 송풍기의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 송풍기는 구동모터(미도시)에 결합되어 회전하는 회전축(11)과, 이 회전축(11)의 외측에서 회전축(11)에 고정되게 결합된 기다란 원통형의 허브(12)와, 상기 허브(12)의 외주면에 허브(12)의 일단에서부터 타단까지 축방향을 따라 나선형으로 비틀어지면서 형성된 2개의 블레이드(13)로 구성된 송풍팬(10)과; 상기 송풍팬(10)의 블레이드(13)의 외측을 둘러싸도록 설치되는 팬하우징(15)으로 구성된다.

여기서, 상기 허브(12)는 입구단과 출구단이 폐쇄된 형태를 갖는다.

그리고, 상기 블레이드(13)는 대략 반원형으로 만곡된 형태로 형성되어 있는데, 그 폭(W)이 상기 허브(12)의 반경(D_h/2)보다 작거나 같게 형성된다. 상기 블레이드(13)는 전술한 것과 같이 곡면 형태로 형성되지 않고 직선형 등의 여러가지 형태로 형성될 수 있는데, 이 경우에도 상기 블레이드(13)의 폭은 허브(12)의 반경보다 작아야 한다.

상기와 같은 구조로 이루어진 송풍팬(10)은 회전시 외부 공기가 하단의 입구측에서 유입된 후 허브(12) 및 블레이드(13) 면을 따라 유동하여 상단의 출구측에서 토출되는 유동경로를 갖게 되는데, 이 때 상기 팬하우징(15)은 송풍팬(10)의 회전력을 감쇄시키지 않고 공기가 원활히 유입 및 배출되도록 하며 유동 공기의 정압을 높이는 역할을 한다.

한편, 도 2 내지 도 4를 참조하면, 상기 송풍팬(10)은 허브비(D_h/D_b)를 블레이드(13)에 의한 직경(D_b)에 대한 허브(12)의 직경(D_h)의 비로 정의했을 때 허브비(D_h/D_b)가 0.5 ~ 0.8일 경우 풍량 및 풍압이 양호한 특성을 가지고 있으며, 특히 허브비(D_h/D_b)가 0.6에서 풍압 및 풍량이 가장 양호한 특성을 갖는다.

또한, 동일한 조건에서 상기 블레이드(13)의 입구각(θ_i)이 대략 35°일 때 소음이 가장 작게 나타나는 것으로 발견되었는데, 이는 블레이드(13)의 입구각(θ_i)이 대략 35°에서 유입되는 공기의 입사각과 유선(stream line)이 거의 일치하게 되어 난류 발생이 최소화되기 때문이다.

그리고, 상기 블레이드(13)는 입구쪽에서 출구쪽으로 갈수록 점차적으로 각도가 증가하여 출구각(θ_e)이 입구각(θ_i)보다 크도록 한 것이 좋은 유동 특성을 갖는다.

상기 블레이드(13)는 그의 두께가 일정하지 않고 허브측이 반경 방향 외측의 팁(tip)측보다 두껍게 형성되는 것이 진동 특성에 좋은데, 이는 블레이드(13)의 무게중심을 내측으로 유도함으로써 송풍팬의 회전시 발생하는 모멘트를 줄여 진동을 줄일 수 있기 때문이다.

또한, 상기 블레이드(13)가 전술한 실시예와 같이 소정의 곡률반경을 갖도록 만곡되게 형성된 경우, 블레이드(13)의 입구측의 곡률반경이 크고 출구측의 곡률반경이 작도록 된 것이 바람직한데, 이렇게 할 경우 입구측에서 공기 유입이 원활해지고 출구측에서는 공기를 모아서 토출하는 효과가 있으므로 토출공기의 정압을 상승시킬 수 있다.

한편, 상기 팬하우징(15)은 일체형으로 형성될 수 있으나, 도 1과 도 5에 도시된 것과 같이, 회전축(11)을 중심으로 대칭적으로 설치되는 제 1팬하우징(15a) 및 제 2팬하우징(15b)의 2부분으로 분할되게 형성될 수 있다. 여기서, 제 1,2팬하우징(15a, 15b)의 각 모서리부분은 송풍기가 설치되는 시스템의 공기유로의 내벽면과 연접하도록 하는 것이 바람직하다.

상기 1,2팬하우징(15a, 15b)은 중간부분이 대략 직선형으로 형성되고, 하부 의 입구부와 상부의 출구부가 반경방향 외측으로 점차적으로 확장되며 소정의 곡률로 만곡된 형태를 갖도록 된 것이 바람직한데, 여기서 상기 제 1,2팬하우징(15a, 15b)은 입구부 곡률반경이 출구부 곡률반경보다 더 큰 것이 좋다.

또한, 도 6의 그래프에 도시된 것과 같이, 상기 팬하우징(15)의 중간부가 이루는 직경(D)과 중간부의 직선구간의 길이(L)의 비(D/L)는 5일 때 풍량 및 소음 특성이 더욱 양호한 것으로 판명되었으나, 반드시 이에 국한하지는 않는다.

상기와 같은 본 발명의 송풍기는 특히 공기조화기에 유용하게 적용할 수 있을 것이나, 공기의 송풍력을 이용하는 모든 종류의 시스템에서도 유용하게 적용할 수 있을 것이다.

이상에서와 같이 본 발명에 따르면, 허브의 외주면에 나선형의 블레이드들이 상호 중첩되지 않게 형성되므로 금형에 의한 사출 성형이 가능하여 제작이 용이해지고 대량 생산을 할 수 있게 되며, 다양하고 복잡한 형태의 송풍팬 제작이 가능하게 된다.

Claims (20)

1. 구동모터에 결합하여 회전하는 회전축과;

   상기 회전축에 고정된 기다란 원통형의 허브와;

   상기 허브의 외주면에 허브의 일단에서부터 타단까지 축방향을 따라 나선형으로 비틀어지면서 형성되고, 상기 허브의 반경보다 작거나 같은 폭을 갖는 복수개의 블레이드와;

   상기 블레이드의 외측을 둘러싸도록 설치된 팬하우징을 포함하여 구성된 송풍기.
2. 제 1항에 있어서, 상기 팬하우징은 공기가 유입되는 입구부 및 공기가 배출되는 출구부가 반경방향 외측으로 확장된 형태로 된 것을 특징으로 하는 송풍기.
3. 제 2항에 있어서, 상기 팬하우징의 입구부 및 출구부가 소정의 곡률로 만곡되면서 확장된 형태인 것을 특징으로 하는 송풍기.
4. 제 3항에 있어서, 상기 팬하우징은 입구부 및 출구부의 곡률반경이 서로 다른 것을 특징으로 하는 송풍기.
5. 제 4항에 있어서, 상기 팬하우징은 입구부의 곡률반경이 출구부의 곡률반경 보다 더 큰 것을 특징으로 하는 송풍기.
6. 제 2항에 있어서, 상기 팬하우징은 입구부와 출구부 사이의 중간부가 직선형으로 된 것을 특징으로 하는 송풍기.
7. 제 1항 또는 제 6항에 있어서, 상기 팬하우징은 회전축을 중심으로 제 1팬하우징과 제 2팬하우징의 2부분으로 대칭되게 분할된 형태인 것을 특징으로 하는 송풍기.
8. 제 6항에 있어서, 상기 팬하우징의 중간부가 이루는 직경(D)과 중간부의 직선구간의 길이(L)의 비(D/L)는 5인 것을 특징으로 하는 송풍기.
9. 구동모터에 결합하여 회전하는 회전축과;

   상기 회전축에 고정된 기다란 원통형의 허브와;

   상기 허브의 외주면에 허브의 일단에서부터 타단까지 축방향을 따라 나선형으로 비틀어지면서 형성되고, 상기 허브의 반경보다 작거나 같은 폭을 갖는 복수개의 블레이드를 포함하여 구성된 송풍기.
10. 제 1항 또는 제 8항에 있어서, 상기 허브의 직경(D_h)과 블레이드의 회전 궤 적이 이루는 원의 직경(D_b)의 비(D_h/D_b)는 0.5~0.8인 것을 특징으로 하는 송풍기.
11. 제 10항에 있어서, 상기 허브의 직경(D_h)과 블레이드의 회전 궤적이 이루는 원의 직경(D_b)의 비(D_h/D_b)는 0.6인 것을 특징으로 하는 송풍기.
12. 제 1항 또는 제 8항에 있어서, 상기 허브의 입구단과 출구단은 폐쇄되게 형성된 것을 특징으로 하는 송풍팬.
13. 제 1항 또는 제 8항에 있어서, 상기 각 블레이드는 입구각(θ_i)이 출구각(θ_e)보다 작도록 된 것을 특징으로 하는 송풍기.
14. 제 1항 또는 제 8항에 있어서, 상기 각 블레이드의 입구각(θ_i)은 35°인 것을 특징으로 하는 송풍기.
15. 제 1항 또는 제 8항에 있어서, 상기 각 블레이드는 입구단에서 출구단으로 갈수록 각도(θ)가 점차 커지도록 된 것을 특징으로 하는 송풍기.
16. 제 1항 또는 제 8항에 있어서, 상기 각 블레이드는 허브측이 반경방향 외측 의 팁측보다 두께가 두껍게 형성된 것을 특징으로 하는 송풍기.
17. 제 1항 또는 제 8항에 있어서, 상기 각 블레이드는 허브측에서 반경방향 외측의 팁(tip)쪽으로 직선형으로 된 것을 특징으로 하는 송풍기.
18. 제 1항 또는 제 8항에 있어서, 상기 각 블레이드는 허브측에서 반경방향 외측의 팁쪽으로 소정의 곡률로 만곡되게 형성된 것을 특징으로 하는 송풍기.
19. 제 18항에 있어서, 상기 각 블레이드는 입구단의 곡률반경과 출구단의 곡률반경이 다르게 형성된 것을 특징으로 하는 송풍기.
20. 제 19항에 있어서, 상기 각 블레이드의 입구단의 곡률반경이 출구단의 곡률반경보다 큰 것을 특징으로 하는 송풍기.

Images