KR100272540B1

KR100272540B1 - 시로코팬의벨마우스구조

Info

Publication number: KR100272540B1
Application number: KR1019980013498A
Authority: KR
Inventors: 이창선
Original assignee: 구자홍; 엘지전자주식회사
Priority date: 1998-04-15
Filing date: 1998-04-15
Publication date: 2001-01-15
Also published as: KR19990080334A

Abstract

본 발명은 시로코 팬의 벨마우스 구조에 관한 것으로 시로코 팬의 벨마우스 형상을 변형시켜 상기 시로코 팬 내로 공기의 흡입, 토출이 원활하게 이루어지도록 하여 상기 시로코 팬의 흡입소음이 저감됨과 함께 시로코 팬의 성능이 향상되도록 한 것이다.

이를 위해, 본 발명은 시로코 팬(1)의 외곽에 설치된 팬 하우징(2)과, 상기 팬 하우징(2) 내에 설치되어 공기를 흡입, 토출시키도록 회전되는 임펠러(3)와, 상기 팬 하우징(2)에 형성된 흡입구(4)와, 상기 팬 하우징(2)에 형성된 디퓨저(5)와, 상기 흡입구(4)측에 설치되어 흡입되는 공기를 안내함과 함께 임펠러(3)를 보호하는 벨마우스(6)로 구성된 시로코 팬에 있어서; 상기 벨마우스(6)는 팬 하우징(2)의 외곽으로 측단면이 반원형으로 돌출되도록 형성하여서 된 것이다.

Description

시로코 팬의 벨마우스 구조{structure of bellmouth for sirocco fan}

본 발명은 시로코 팬 분야에 관한 것으로써, 좀 더 구체적으로는 시로코 팬에서 공기의 흡, 토출이 원활하게 이루어지도록 하는 시로코 팬의 벨마우스 구조에 관한 것이다.

일반적으로 시로코 팬은 사하라 사막의 강한 계절풍인 시로코의 이름을 딴 송풍기로써, 덕트를 조합하여 환기나 공기조절에 널리 쓰이며, 이와 같은 것으로는 멀티블래드 팬(multiblade fan)이 있다.

상기 시로코 팬은 다른 기구물의 유동 저항을 이기고 원하는 곳에 공기를 이동시켜 기구물을 냉각하거나 냉각 또는 가열된 공기의 열원을 이동시킬 수 있도록 유동에 정압과 동압을 전달하는 기구물이다.

상기 시로코 팬(1)은 도 1에서 도시한 바와 같이, 외곽에 설치되는 스크롤 형상의 팬 하우징(2)과, 상기 팬 하우징(2) 내에 설치되어 모터(미도시)의 구동력에 따라 회전되면서 공기를 흡입, 토출시키는 임펠러(3)와, 상기 팬 하우징(2)에 형성되어 공기가 흡입되는 흡입구(4)와, 상기 팬 하우징(2)에 형성되어 팬 하우징(2) 내를 유동하는 공기가 토출되는 디퓨저(5)와, 상기 흡입구(4)측에 설치되어 팬 하우징(2) 내로 흡입되는 공기를 안내함과 함께 임펠러(3)를 보호하는 벨마우스(6)와, 상기 팬 하우징(2)에 형성되어 흡입구를 통해 흡입되는 공기가 나뉘어지도록 하는 컷오프(cutoff)(7)로 구성되어 있다.

상기 벨마우스(6)의 내주연부는 팬 하우징(2)의 내측으로 절곡되어 있고, 상기 벨마우스(6)의 절곡은 1/4원호 형상으로 형성되어 있으며, 상기 벨마우스(6)의 원호 끝부분에는 흡입되는 공기의 직진성을 확보하기 위해 직선부(a)가 형성되어 있다.

상기 벨마우스(6)의 원호 직경(ｒ)크기는 임펠러의 직경(ｒ_imp)의 0.1배로 형성하는 것이 좋다고 하지만 대부분은 0.05∼0.15배로 형성되어 있으며, 상기 벨마우스(6)의 내경(ｒ₁)은 임펠러 직경(ｒ_imp)의 0.80∼0.95배로 형성되어 있다.

상기 벨마우스(6)의 원호 직선부 끝단과 임펠러(3)와의 거리(ℓ)는 보통 허락하는 범위 내에서 최대한 줄이는 것이 좋으나 보통 7∼12㎜정도로 형성되어 있으며, 상기 임펠러(3)의 직경(ｒ_imp)에는 관계없이 형성되어 있다.

이와 같이 구성된 종래 시로코 팬(1)은 팬 하우징(2) 내에 설치된 임펠러(3)가 모터(미도시)의 구동력에 의해 회전되면 상기 임펠러(3)의 회전력에 의해 팬 하우징(3)에 형성된 흡입구(4)를 통해 공기가 팬 하우징(2) 내로 흡입된다.

이때, 흡입구(4)측에 설치되어 임펠러(3)를 보호하는 벨마우스(6)의 내주연부가 팬 하우징(2)의 내측방향으로 1/4원호 형상으로 절곡되고, 상기 벨마우스(6)의 절곡된 원호 끝단부에 직선부(a)가 형성되어 있으므로 상기 벨마우스(6)에 의해 공기가 팬 하우징(2) 내로 안내되어 원활하게 흡입된다.

상기 흡입된 공기는 계속해서 회전되는 임펠러(3)의 회전력에 의해 팬 하우징(2) 내를 유동하면서 압력이 상승된 후 상기 팬 하우징(2)에 형성된 디퓨저(5)를 통해 팬 하우징(2)의 외부로 토출된다.

여기서, 다른 형태의 팬에 비해 상대적으로 고압인 시로코 팬(1)은 내부에서의 공기유동이 비교적 복잡하게 이루어지는데, 상기 시로코 팬(1)의 임펠러(3)에 의해 디퓨저(5)를 통해 공기가 토출시 공기의 유동방향은 임펠러(3)의 날개와 측면에서 볼 때 수직으로 되어야만 상기 디퓨저(5)에서 벽면과 평행한 공기의 유동을 확보하여 와류가 적게 발생함과 함께 충돌과 마찰에 의한 공기의 유동손실을 최소화할 수 있다.

즉, 시로코 팬(1)에서는 공기의 유동이 임펠러(3) 정면에서 유입될 때의 관성력이 지대하게 영향을 주게된다.

그러나, 이러한 종래 시로코 팬은 벨마우스의 형상에 의해서 도 3에서와 같이 흡입구를 통해 팬 하우징 내로 공기가 흡입될 때 팬 하우징의 상면을 따라 유동하면서 흡입구를 통해 팬 하우징 내로 흡입되는 공기에 의해 교란되므로 인하여 상기 팬 하우징 내로 흡입되는 공기는 전체적으로 수직한 상태로 흡입되지 못해 상기 시로코 팬에서 흡입소음이 발생되는 문제점이 있었다.

또한, 흡입되는 공기의 유동방향이 불일치하므로 임펠러에서 디퓨저로 공기를 토출시 디퓨저의 내측면에 공기가 부딪히면서 디퓨저를 통해 토출되므로 상기 디퓨저에서 도 4에서와 같은 와류가 발생되어 전체적인 시로코 팬의 성능이 저하되는 문제점도 있었다.

본 발명은 종래 이와같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로써, 시로코 팬의 벨마우스 형상을 변형시켜 상기 시로코 팬 내로 공기의 흡입, 토출이 원활하게 이루어지도록 하여 상기 시로코 팬의 흡입소음이 저감됨과 함께 시로코 팬의 성능이 향상되도록 하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 시로코 팬의 외곽에 설치되는 팬 하우징과, 상기 팬 하우징 내에 설치되어 공기를 흡입, 토출시키도록 회전되는 임펠러와, 상기 팬 하우징에 형성된 흡입구와, 상기 팬 하우징에 형성된 디퓨저와, 상기 흡입구측에 설치되어 흡입되는 공기를 안내함과 함께 임펠러를 보호하는 벨마우스로 구성된 시로코 팬에 있어서; 상기 벨마우스는 팬 하우징의 외곽으로 돌출되도록 형성하여서 된 것을 특징으로 하는 시로코 팬의 벨마우스 구조가 제공된다.

도 1은 종래 시로코 팬을 나타낸 사시도.

도 2는 시로코 팬의 벨마우스를 나타낸 단면도.

도 3은 시로코 팬 내로 흡입된 공기의 유동방향을 나타낸 상태도.

도 4는 시로코 팬의 디퓨저에서의 공기 와류분포를 나타낸 상태도.

도 5는 본 발명 시로코 팬을 나타낸 사시도.

도 6은 시로코 팬의 벨마우스를 나타낸 단면도.

도 7은 시로코 팬 내로 흡입된 공기의 유동방향을 나타낸 상태도.

도 8은 시로코 팬의 디퓨저에서의 공기 와류분포를 나타낸 상태도.

도 9는 시로코 팬의 성능을 비교한 그래프.

도 10은 시로코 팬의 소음을 비교한 그래프.

도 11은 본 발명 시로코 팬의 벨마우스 측단면을 나타낸 제 1 다른 실시예.

도 12는 본 발명 시로코 팬의 벨마우스 측단면을 나타낸 제 2 다른 실시예.

도 13은 본 발명 시로코 팬의 벨마우스 측단면을 나타낸 제 3 다른 실시예.

도 14는 본 발명 시로코 팬의 벨마우스 측단면을 나타낸 제 4 다른 실시예.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1: 시로코 팬 2: 팬 하우징

3: 임펠러 6: 벨마우스

이하, 본 발명의 일 실시예를 첨부도면 도 5 내지 도 8을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

시로코 팬은 종래의 구성에서 언급한 바 있으므로 중복되는 부분은 그 설명을 생략하고, 동일한 구조에 한해서는 종래와 동일한 부호를 부여키로 한다.

도 5는 본 발명 시로코 팬을 나타낸 사시도이고, 도 6은 시로코 팬의 벨마우스를 나타낸 단면도이고, 도 7은 시로코 팬 내로 흡입된 공기의 유동방향을 나타낸 상태도이고, 도 8은 시로코 팬의 디퓨저에서의 공기 와류분포를 나타낸 상태도로써, 본 발명은 시로코 팬(1)의 외곽에 팬 하우징(2)이 형성되어 있고, 상기 팬 하우징(2) 내에 모터(미도시)의 구동력에 따라 회전되면서 공기를 흡입, 토출시키는 임펠러(3)가 설치되어 있다.

상기 팬 하우징(2)에 공기가 흡입되는 흡입구(4)가 형성되어 있고, 상기 팬 하우징(2)에 팬 하우징 내를 유동하는 공기가 토출되는 디퓨저(5)가 형성되어 있다.

상기 팬 하우징(2)의 흡입구(4)측에 팬 하우징(2) 내로 흡입되는 공기를 안내함과 함께 임펠러(3)를 보호하는 벨마우스(6)가 설치되어 있고, 상기 벨마우스(6)는 팬 하우징(2)의 외곽으로 돌출되도록 형성되어 있으며, 상기 벨마우스(6)의 측단면은 도 6에서와 같이 반원으로 형성되어 있다.

상기 벨마우스(6)의 내측 원호 끝부분에는 팬 하우징(2)의 흡입구(4)를 통해 공기가 수직한 상태로 흡입되게 안내하도록 직선부(a)가 형성되어 있다.

상기 벨마우스(6)의 반원 직경(ｒ₁)은 임펠러 직경(ｒ_imp)의 0.01∼0.20배로 형성되어 있으며, 상기 벨마우스(6)의 반원 직경(ｒ₁)이 임펠러(3) 직경(ｒ_imp)의 0.01배보다 작으면 상기 시로코 팬(1) 내로 흡입되는 공기의 풍량이 저감될 뿐만 아니라 소음저감 효과가 저하되고, 상기 벨마우스(6)의 반원 직경(ｒ₁)이 임펠러(3) 직경(ｒ_imp)의 0.20배보다 크면 벨마우스(6)가 팬 하우징(1)의 외측 치수를 벗어나게 된다.

상기 벨마우스(6)의 내경(ｒ₂)은 임펠러(3) 직경(ｒ_imp)의 0.8∼1.0배로 형성되어 있으며, 상기 벨마우스(6)의 내경(ｒ₂)이 임펠러(3) 직경(ｒ_imp)의 0.8배보다 작으면 상기 시로코 팬(1) 내로 흡입되는 공기의 풍량이 저감되고, 상기 벨마우스(6)의 내경(ｒ₂)이 임펠러(3) 직경(ｒ_imp)의 1.0배보다 크면 임펠러(3)보다 벨마우스(6)의 내경(ｒ₂)이 커지게 되므로 임펠러(3)가 이탈될 수 있을 뿐만 아니라 시로코 팬(1) 내로 흡입되는 공기가 벨마우스(6)의 내경을 통해 외부로 빠져나오게 된다.

상기 벨마우스(6)의 원호 내측 끝단부와 임펠러(3)와의 거리(ℓ)는 임펠러(3) 직경(ｒ_imp)의 0.01∼0.2배로 형성되어 있으며, 상기 벨마우스(6)의 원호 내측 끝단부와 임펠러(3)와의 거리(ℓ)가 임펠러(3) 직경(ｒ_imp)의 0.01배보다 작으면 임펠러(3)의 외측면과 닿을 수 있어 상기 임펠러(3) 또는 벨마우스(6)가 파손될 수 있고, 상기 벨마우스(6)의 원호 내측 끝단부와 임펠러(3)와의 거리(ℓ)가 임펠러(3) 직경(ｒ_imp)의 0.2배보다 크면 상기 벨마우스(6)를 통해 팬 하우징(2) 내로 흡입된 공기가 다시 외부로 빠져나오게 된다.

다른 실시예의 벨마우스(6)의 측단면은 도 11에서와 같이 타원형으로 형성되어 있거나 도 12에서와 같이 이중원호(ｒ₃,ｒ₄)로 형성되어 있으며, 또는 도 13에서와 같이 원주를 기준으로 1/2∼1/3원호로 형성되어 있거나 도 14에서와 같이 원주를 기준으로 1/2∼2/3원호로 형성되어 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용은 다음과 같다.

먼저, 시로코 팬(1)의 팬 하우징(2)에 형성된 흡입구(4)측에 설치된 벨마우스(6)의 형상은 팬 하우징(2)의 외곽으로 돌출되어 있으며, 상기 돌출된 벨마우스(6)의 측단면은 반원이나 타원형 또는 이중원호 그리고 원주를 기준으로 1/2∼1/3원호 및 1/2∼2/3원호 형상 등으로 형성되어 있으므로 상기 팬 하우징(2) 내에 모터(미도시)의 구동력에 따라 회전되는 임펠러(3)의 회전력에 의해 공기가 흡입될 때 상기 팬 하우징(2)의 상면을 따라 유동되는 공기가 돌출된 벨마우스(6)에 걸려 부딪히게 되므로 인하여 상기 팬 하우징(2)의 흡입구(4)로 흡입되는 공기는 팬 하우징(2)의 상면을 따라 유동되는 공기의 영향을 받지 않아 상기 팬 하우징(2) 내로 원활하게 흡입된다.

그리고, 상기 벨마우스(6)의 내측 원호 끝부분에는 직선부(a)가 형성되어 있으므로 상기 팬 하우징(2)의 흡입구(4)를 통해 흡입되는 공기는 벨마우스(6)의 직선부(a)에 의해 안내되어 수직한 상태로 흡입된다.

상기와 같이, 팬 하우징(2) 내로 흡입된 공기는 계속해서 회전되는 임펠러(3)의 회전력에 의해 팬 하우징(2) 내를 유동하면서 압력이 상승된 후 상기 팬 하우징(2)에 형성된 디퓨저(5)를 통해 시로코 팬(1)의 외부로 토출된다.

좀 더 설명하면, 도 7과 도 8에서와 같이 팬 하우징(2)의 상면을 따라 흡입구(4)로 흡입되는 공기의 량을 최소화하고, 상기 흡입구(4)를 통해 공기가 수직한 상태로 흡입되며, 상기 임펠러(3)의 회전력에 의해 팬 하우징(2) 내를 유동하는 공기는 임펠러(3)의 날개와 측면에서 볼 때 수직 상태로 유동되면서 상기 디퓨저(5)를 통해 시로코 팬(1)의 외부로 토출되므로 상기 디퓨저(5)에서의 와류가 적게 발생될 뿐만 아니라 유동되는 공기가 디퓨저(5)의 내측면과 충돌 및 마찰에 의한 유동손실이 최소화된다.

여기서, 벨마우스(6)의 원호 내주면의 공간(s)에 흡입되는 공기의 일부가 유동되고, 상기 유동되는 공기가 다시 흡입구를 통해 팬 하우징(2) 내로 흡입되므로 상기 흡입되는 공기의 흡입소음을 저감시킨다.

이상에서와 같이, 본 발명은 흡입구측에 설치되는 벨마우스의 형상을 원호형상으로 팬 하우징의 외곽으로 돌출되도록 형성함으로써, 상기 팬 하우징 상면을 따라 흡입구로 흡입되는 공기의 량을 최소화 하여 상기 벨마우스에 의해 공기가 수직한 상태로 팬 하우징 내로 흡입되고, 상기 흡입된 공기가 팬 하우징 내를 유동하면서 디퓨저를 통해 임펠러의 날개와 측면에서 볼 때 수직한 상태로 토출되므로 인하여 상기 디퓨저에서의 와류 발생이 저감될 뿐만 아니라 상기 디퓨저의 내측면과의 충돌 및 마찰에 의한 공기의 유동손실을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

또한, 시로코 팬의 팬 하우징 내로 공기의 흡입, 토출이 원활하게 이루어지므로 공기의 유동손실이 저감되어 상기 시로코 팬의 성능이 향상되고, 흡입되는 공기의 흡입소음이 저감되는 효과도 있다.

Claims

시로코 팬의 외곽에 설치된 팬 하우징과, 상기 팬 하우징 내에 설치되어 공기를 흡입, 토출시키도록 회전되는 임펠러와, 상기 팬 하우징에 형성된 흡입구와, 상기 팬 하우징에 형성된 디퓨저와, 상기 흡입구측에 설치되어 흡입되는 공기를 안내함과 함께 임펠러를 보호하는 벨마우스로 구성된 시로코 팬에 있어서;

상기 벨마우스는 그 측단면이 호형을 이루도록 팬 하우징의 외곽으로 돌출형성되고, 이와 더불어 상기 벨마우스의 내측 선단이 팬 하우징의 수평한 외측면과 동일평면상에 위치하거나 또는 그 하부에 위치하게 됨을 특징으로 하는 시로코 팬의 벨마우스 구조.
제 1 항에 있어서,

상기 벨마우스의 반원 직경(r₁)은 임펠러 직경(r_imp)의 0.01∼0.20 배로 형성되고, 상기 벨마우스의 내경(r₁)은 임펠러 직경(r_imp)의 0.8∼1.0 배로 형성되며, 상기 벨마우스의 원호 내측 끝단부와 임펠러의 거리(ℓ)는 임펠러 직경(r_imp)의 0.01∼0.2배로 형성됨을 특징으로 하는 시로코 팬의 벨마우스 구조.
제 1 항에 있어서,

상기 벨마우스의 측단면이,

타원형을 이루거나, 반경이 서로 다른 두 개의 원이 만나서 이루는 이중원호 형상을 이루게 됨을 특징으로 하는 시로코 팬의 벨마우스 구조.
제 1 항에 있어서,

상기 벨마우스의 측단면이, 원주를 기준으로 1/2∼2/3원호 형상으로 형성됨을 특징으로 하는 시로코 팬의 벨마우스 구조.