KR20130064384A - 송풍기에 사용되는 관류형 팬. - Google Patents

Abstract

본 발명은 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, 안내깃각은 15도인 송풍기용 임펠러에 관한 것이다.

Description

송풍기에 사용되는 관류형 팬. {a impeller fan}

본 발명은 송풍기에 사용되는 관류형 팬에 관한 것이다.

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.

그런데, 관류형 팬의 성능은 임펠러의 형태, 임펠러 주관의 후퇴각, 안내 안내깃의 수 및 안내 안내깃의 각 등에 의하여 토출량에 큰 편차를 보인다.

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.

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,

상기 하판부의 하향 경사진 원형판의 후퇴각은 30도 내지 40도 범위이며, 수직 안내깃의 수는 12이며, 수직 안내깃의 각은 75도인 것을 특징으로 한다.

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.

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.

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.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면에 따라 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

첨부 도면중 도 1은 본 발명 송풍기용 임펠러의 사시도이고, 도 2는 본 발명 송풍기용 임펠러의 분해도이다.

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.

이때, 상기 하판부의 하향 경사진 원형판의 후퇴각은 30도 내지 40도 범위이며, 수직 안내깃의 수는 12이며, 수직 안내깃의 각은 75도이다.

특히 상기 하판부의 하향 경사진 원형판의 후퇴각은 35로 하는 것이 바람직하다.

첨부 도면중 도 3은 본 발명 송풍기용 임펠러의 단면도이다.

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.

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.

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.

한편, 임펠러 주관의 후퇴각, 안내깃 각의 변화는 관류형 팬의 성능에 커다란 영향을 미친다.

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.

관류형 팬의 성능을 분석하기 위하여 임펠러의 회전수를 1,750rpm으로 유지하였다.

후퇴각 및 안내깃각의 변화에 따른 성능특성을 분석하기 위하여 동일한 실험을 반복하였으며, 측정된 자료는 유량계수, 압력계수 및 총합 효율로 변환하였다.

도4는 임펠러 주관의 후퇴각의 변화에 따른 관류형 팬의 유량과 압력간의 관계를 도시한 것이고 도 5는 관류형 팬의 총합효율을 나타내는 곡선이다.

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.

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.

따라서, 임펠러의 후퇴각 35도에 대하여 최적의 안내깃각은 15도임을 알 수 있다.

PHOENICS(Ver. 3.4) code를 사용하여 후퇴각의 변화에 따른 임펠러의 내부유동의 변화를 고찰하였다.

이때 유동상태는 다음 표와 같이 총합효율이 최대가 되는 유량에서의 흐름특성을 분석하였다.

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.

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.

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.

또한 안내깃각이 15도인 경우, 안내깃각 30도와 45도인 경우에 비해 보다 넓은 최대유량 범위를 보이며 최대효율점을 유량이 높은 쪽으로 이동하게 한다.

10 : 상판부 11 : 개구부 12 : 돌출연부 13: 체결공 30: 안내깃

Claims (2)

1. 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.
2. 상기 하판부의 하향 경사진 원형판의 후퇴각은 35도인 송풍기용 임펠러.
   

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