KR20130139023A - Centrifugal blower - Google Patents

Centrifugal blower Download PDF

Info

Publication number
KR20130139023A
KR20130139023A KR1020120062682A KR20120062682A KR20130139023A KR 20130139023 A KR20130139023 A KR 20130139023A KR 1020120062682 A KR1020120062682 A KR 1020120062682A KR 20120062682 A KR20120062682 A KR 20120062682A KR 20130139023 A KR20130139023 A KR 20130139023A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
radius
impeller
bell mouth
blowing
air
Prior art date
Application number
KR1020120062682A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101400665B1 (en
Inventor
김재원
Original Assignee
선문대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 선문대학교 산학협력단 filed Critical 선문대학교 산학협력단
Priority to KR1020120062682A priority Critical patent/KR101400665B1/en
Priority to US13/591,558 priority patent/US20130330182A1/en
Publication of KR20130139023A publication Critical patent/KR20130139023A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101400665B1 publication Critical patent/KR101400665B1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/08—Sealings
    • F04D29/16—Sealings between pressure and suction sides
    • F04D29/161—Sealings between pressure and suction sides especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/162—Sealings between pressure and suction sides especially adapted for elastic fluid pumps of a centrifugal flow wheel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/28—Rotors specially for elastic fluids for centrifugal or helico-centrifugal pumps for radial-flow or helico-centrifugal pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/4206—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/4213—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for elastic fluid pumps suction ports
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/4206—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/4226—Fan casings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/44—Fluid-guiding means, e.g. diffusers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

The present invention relates to a centrifugal ventilator capable of assuring efficiency by forming a geometric size of a bell mouth to be an optimum state and improving ventilation efficiency as the D/R (D: radius of an air inlet, R: radius of an impeller) is planned in a range of 85-87%. The r/R (r: cross section radius of the bell mouth) is planned in a range of 8-10%.

Description

원심형 송풍장치{Centrifugal blower}[0001] Centrifugal blower [0002]

본 발명은 원심형 송풍장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 송풍 효율이 우수한 원심형 송풍장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a centrifugal fan apparatus, and more particularly to a centrifugal fan apparatus having an excellent blowing efficiency.

송풍장치는 공기의 송풍이 필요한 공조기기, 환기 시스템 등에 주로 사용된다. 송풍장치는 공기 입구와 출구의 유동방향이 모두 회전축과 일치하는 축류형 송풍장치와, 스크롤케이싱 내부에 내장된 임펠러를 고속으로 회전시킬 때 발생하는 원심력으로 흡입한 공기를 외부로 토출하는 원심형 송풍장치로 구분된다.The ventilation system is mainly used in air conditioners and ventilation systems that require air blowing. The air blowing device includes an axial flow fan unit in which both the air inlet and the outlet flow direction coincide with the rotation axis, Devices.

원심형 송풍장치는 원심력에 의한 압력 증가를 목적으로 하므로 유량보다는 압력이 필요한 곳에 많이 사용된다.Centrifugal blowers are used where pressure is required rather than flow rate because of the purpose of increasing pressure by centrifugal force.

이와 관련된 선행기술로는 국내실용등록 제0173233호(2000.03.15) "소음 저하용 원심 송풍기 임펠러의 구조"가 있다. Prior art relating to this is the Korean Utility Registration No. 0173233 (Mar. 15, 2000) "Structure of centrifugal blower impeller for noise reduction".

그런데, 종래의 원심형 송풍장치는 구조상 저압부로 모아진 공기의 순간 압력 상승으로 스크롤케이싱 내부의 공기가 역류하는 현상이 발생할 수 있다. 이러한 공기 역류 현상은 유량 손실을 발생하여 원심형 송풍장치의 송풍 효율을 저하시킨다.However, in the conventional centrifugal air blower, there may occur a phenomenon that air in the scroll casing flows backward due to an instantaneous pressure rise of the air collected by the low pressure portion in the structure. This backflow phenomenon causes a flow loss and lowers the blowing efficiency of the centrifugal fan.

본 발명의 목적은 스크롤케이싱 내부의 공기 역류를 방지하여 유량 손실을 최소화하도록 스크롤케이싱에 벨마우스를 설치하며, 벨마우스의 기하학적 크기를 최적의 상태로 구현하여 송풍 효율을 향상시키는 원심형 송풍장치를 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a centrifugal type blower which improves blowing efficiency by installing a bell mouth on a scroll casing and minimizing flow loss by preventing reverse flow of air in a scroll casing, .

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 상면에 흡입구가 형성되고 측면에 토출구가 형성된 스크롤케이싱과, 상기 스크롤케이싱의 내부에 설치되고 원통형상이며 내부에 허브가 배치되어 상기 허브의 회전시 회전되는 임펠러와, 상기 스크롤케이싱의 흡입구 가장자리에 배치된 링형태로 상기 스크롤케이싱의 공기 흡입구를 형성하며 단면이 반원형상인 벨마우스를 포함하며, 상기 임펠러의 반경(R)에 대한 상기 공기 흡입구의 반경(D)인 D/R는 85~87% 범위이다.According to an aspect of the present invention, there is provided a scroll casing including a suction port formed on an upper surface thereof and a discharge port formed on a side surface thereof, a cylindrical casing having a cylindrical shape and a hub disposed therein And a bell mouth which has a semicircular cross section and forms an air intake port of the scroll casing in the form of a ring disposed at a periphery of a suction port of the scroll casing, wherein a radius R of the impeller D / R, which is the radius (D) of the air inlet, is in the range of 85 to 87%.

상기 임펠러의 반경(R)에 대한 상기 벨마우스의 단면 반경(r)인 r/R은 8~10% 범위이다.R / R, which is the cross-sectional radius (r) of the bell mouth relative to the radius R of the impeller, is in the range of 8 to 10%.

상기 임펠러의 반경(R)에 대한 공기 흡입구의 반경(D)인 D/R는 86%이고, 상기 임펠러의 반경(R)에 대한 상기 벨마우스의 단면 반경(r)인 r/R는 9%이다.Wherein R / R, which is the cross-sectional radius (r) of the bell mouth with respect to the radius (R) of the impeller, is 86% and the ratio D / R of the air inlet to the impeller radius (D) to be.

송풍시 상기 벨마우스의 하부에 와류가 형성되고, 상기 와류는 송풍방향을 따라 상기 벨마우스와 이격될수록 세기가 감소한다.A vortex is formed in the lower part of the bell mouth when blowing air, and the intensity decreases as the vortex is separated from the bell mouth along the blowing direction.

본 발명에 의한 원심형 송풍장치에 의하면, 스크롤케이싱에 벨마우스를 설치하며, 임펠러의 반경(R)에 대한 공기 흡입구의 반경(D) D/R을 85~87% 범위, 임펠러의 반경(R)에 대한 상기 벨마우스의 단면 반경(r) r/R은 8~10% 범위로 설계한다. According to the centrifugal air blowing apparatus of the present invention, a bell mouth is provided in the scroll casing, and the radius D of the air inlet port relative to the radius R of the impeller D / R ranges from 85 to 87% (R) r / R of the bell mouth is designed in the range of 8 to 10%.

이러한 원심형 송풍장치의 기하학적 설계는 송풍시 벨마우스의 하부에 강한 와류, 중간 크기 와류, 약한 와류가 순차적으로 형성되게 하여 송풍 효율을 향상시키고 원심형 송풍장치의 성능을 보장하는 효과가 있다.The geometric design of the centrifugal blower has the effect of improving the blowing efficiency and ensuring the performance of the centrifugal blower by forming strong vortex, medium vortex and weak vortex sequentially in the lower part of the bell mouth during blowing.

도 1은 본 발명에 의한 원심형 송풍장치의 바람직한 실시예를 보인 분해 사시도.
도 2는 본 발명에 의한 원심형 송풍장치의 바람직한 실시예를 보인 결합 사시도.
도 3은 본 발명 실시예의 단면도.
도 4는 r/R이 6%로 고정된 상태에서 D/R의 영향을 실험하기 위해 유량계수에 대한 압력계수(a), 송풍 효율(b)을 송풍 성능 곡선으로 나타낸 그래프.
도 5는 r/R이 9%로 고정된 상태에서 D/R의 영향을 실험하기 위해 유량계수에 대한 압력계수(a), 송풍 효율(b)을 송풍 성능 곡선으로 나타낸 그래프.
도 6은 r/R이 11%로 고정된 상태에서 D/R의 영향을 실험하기 위해 유량계수에 대한 압력계수(a), 송풍 효율(b)을 송풍 성능 곡선으로 나타낸 그래프.
도 7은 D/R가 91%로 고정된 상태에서 r/R의 영향을 실험하기 위해 유량계수에 대한 압력계수(a), 송풍 효율(b)를 송풍 성능 곡선으로 나타낸 그래프.
도 8은 D/R가 86%로 고정된 상태에서 r/R의 영향을 실험하기 위해 유량계수에 대한 압력계수(a), 송풍 효율(b)를 송풍 성능 곡선으로 나타낸 그래프.
도 9는 D/R가 82%로 고정된 상태에서 r/R의 영향을 실험하기 위해 유량계수에 대한 압력계수(a), 송풍 효율(b)를 송풍 성능 곡선으로 나타낸 그래프.
도 10의 (a),(b)는 r/R이 9%, D/R이 86%인 원심형 송풍장치의 송풍 흐름을 CFD프로그램으로 분석한 시뮬레이션 도면.1 is an exploded perspective view showing a preferred embodiment of a centrifugal fan according to the present invention.
FIG. 2 is a perspective view of a centrifugal fan according to a preferred embodiment of the present invention. FIG.
3 is a cross-sectional view of an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a graph showing the pressure coefficient (a) and the blowing efficiency (b) with respect to the flowmeter number as a blowing performance curve in order to test the influence of D / R in a state where r / R is fixed at 6%.
FIG. 5 is a graph showing the pressure coefficient (a) and the blowing efficiency (b) with respect to the flowmeter number as a blowing performance curve in order to test the influence of D / R in a state where r / R is fixed at 9%.
6 is a graph showing the pressure coefficient (a) and the blowing efficiency (b) with respect to the flow meter number as a blowing performance curve in order to test the influence of D / R in a state where r / R is fixed to 11%.
7 is a graph showing the pressure coefficient (a) and the blowing efficiency (b) with respect to the flowmeter number as a blowing performance curve in order to test the influence of r / R in a state where D / R is fixed at 91%.
8 is a graph showing the pressure coefficient (a) and the blowing efficiency (b) with respect to the flowmeter number as a blowing performance curve in order to test the influence of r / R in a state where D / R is fixed at 86%.
9 is a graph showing the pressure coefficient (a) and the blowing efficiency (b) with respect to the flow meter number as a blowing performance curve in order to test the influence of r / R in a state where D / R is fixed at 82%.
10 (a) and 10 (b) are simulation drawings in which a blowing flow of a centrifugal type blower having r / R of 9% and D / R of 86% is analyzed by a CFD program.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 원심형 송풍장치는, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 흡입구(13)와 토출구(15)를 구비한 스크롤케이싱(11)과, 스크롤케이싱(11)의 내부에 설치된 원통형상이며 내부에 허브(19)가 배치되어 허브(19)의 회전시 회전되는 임펠러(17)와, 스크롤케이싱(11)의 흡입구(13) 가장자리에 배치되는 링형상으로 스크롤케이싱(11)의 공기 흡입구(29)를 형성하며 단면이 반원형상인 벨마우스(27)를 포함한다.1 to 3, the centrifugal type air blowing apparatus of the present invention is provided with a scroll casing 11 having an inlet 13 and a discharge port 15, a cylindrical casing 11 provided inside the scroll casing 11, An impeller 17 rotatably disposed at the hub 19 and a ring 19 disposed at an edge of the inlet 13 of the scroll casing 11. The scroll casing 11 has an air inlet (27) whose cross section is a semicircular shape.

스크롤케이싱(11)은 상부 중앙에 공기가 흡입되는 흡입구(13)가 형성되고 일측면에 흡입된 공기를 외부로 토출하는 토출구(15)가 형성된다.The scroll casing (11) has a suction port (13) for sucking air in the upper center and a discharge port (15) for discharging the sucked air to the outside.

임펠러(17)는 허브(19) 및 허브(19)의 외측에 방사상으로 배열되는 복수 개의 블레이드(21)로 구성된다. 임펠러(17)는 상부에서 바라볼 때 원판형상을 가지며, 블레이드(21)가 소정의 높이를 가지므로 대략 원통형상으로 형성된다. 또한, 임펠러(17)는 외부로부터의 공기가 유입될 수 있도록 상부는 개방되어 있다. The impeller 17 is composed of a plurality of blades 21 radially arranged on the outside of the hub 19 and the hub 19. The impeller 17 has a disc shape when viewed from above, and is formed into a substantially cylindrical shape since the blade 21 has a predetermined height. The upper portion of the impeller 17 is open so that air from outside can be introduced.

허브(19)는 아치형상으로 중앙에 구동모터(23)의 회전축(25)이 연결되어 구동모터(23)가 구동하면 회전한다. 허브(19)가 회전하면 임펠러(17)가 회전하여 임펠러(17)의 상측으로부터 공기가 유입되고, 임펠러(17)의 회전에 의한 원심력으로 인해 공기의 압력이 증가하게 되며, 증가한 공기의 압력은 블레이드(21) 사이에 형성된 공간으로 토출된다. 블레이드(21) 사이에 형성된 공간으로 토출된 공기는 스크롤케이싱(11)의 토출구(15)를 통해 외부로 배출된다.The hub 19 has an arch shape and is connected to the center of the rotary shaft 25 of the drive motor 23 to rotate when the drive motor 23 is driven. When the hub 19 rotates, the impeller 17 rotates, air flows from the upper side of the impeller 17, the pressure of the air increases due to the centrifugal force due to the rotation of the impeller 17, And is discharged into a space formed between the blades 21. The air discharged into the space formed between the blades 21 is discharged to the outside through the discharge port 15 of the scroll casing 11. [

벨마우스(27)는 스크롤케이싱(11)의 흡입구(13) 가장자리에 설치되어 실질적으로 스크롤케이싱(11)의 공기 흡입구(29)를 형성한다. 벨마우스(27)는 단면이 반원형상으로 임펠러의 상부면과 소정간격 이격되게 위치된다. 벨마우스(27)는 공기의 유입을 안내하며 임펠러(17)에서 유동하는 스크롤케이싱(11) 내부의 공기가 역류하는 현상을 방지한다.The bell mouth 27 is provided at the edge of the suction port 13 of the scroll casing 11 to form an air suction port 29 of the scroll casing 11 substantially. The bell mouth 27 is positioned in a semicircular cross section and spaced apart from the upper surface of the impeller by a predetermined distance. The bell mouth 27 guides the inflow of air and prevents the air in the scroll casing 11 flowing in the impeller 17 from flowing backward.

벨마우스(27)의 공기 흡입구의 반경(D)은 원심형 송풍장치(10)의 송풍 효율에 중요한 영향을 미친다. 벨마우스(27)의 공기 흡입구(29) 반경이 과도하게 작거나 크면 벨마우스(27)의 하부에 뚜렷하고 강한 와류만 형성되어 송풍 손실이 발생한다.The radius D of the air intake port of the bell mouth 27 has a significant influence on the blowing efficiency of the centrifugal fan apparatus 10. If the radius of the air inlet 29 of the bell mouth 27 is excessively small or large, only a strong and strong vortex is formed in the lower part of the bell mouth 27 to generate a blowing loss.

또한, 벨마우스(27)의 단면 반경(r)은 원심형 송풍장치(10)의 작동에 영향을 미친다. 벨마우스(27)의 단면 반경(r)이 과도하게 작으면 송풍 효율에 부정적인 영향이 있고, 벨마우스(27)의 단면 반경(r)이 과도하게 크면 제작 원가가 상승하고 제한된 원심형 송풍장치(10)의 크기로 인해 단면 반경이 큰 벨마우스(27)의 사용이 불가능하다.In addition, the cross-sectional radius r of the bell mouth 27 affects the operation of the centrifugal fan 10. [ If the cross-sectional radius r of the bell mouth 27 is excessively small, the blowing efficiency is adversely affected. If the cross-sectional radius r of the bell mouth 27 is excessively large, the production cost rises and the limited centrifugal blower 10, it is impossible to use the bell mouth 27 having a large cross-sectional radius.

도 3에 도시된 바에 의하면, 원심형 송풍장치(10)는 송풍 효율 향상을 위해 임펠러의 반경(R)에 대한 공기 흡입구의 반경(D)인 D/R가 85~87% 범위이고, 임펠러의 반경(R)에 대한 벨마우스의 단면 반경(r)인 r/R이 8~10% 범위이다.3, the centrifugal air blower 10 has a D / R of 85 to 87% which is a radius D of the air inlet relative to the radius R of the impeller for improving the blowing efficiency, The cross-sectional radius (r) of the bell mouth relative to the radius (R) is in the range of 8 to 10%.

임펠러의 반경(R)에 대한 공기 흡입구의 반경(D)인 D/R이 85~87%인 범위는 원심형 송풍장치의 송풍 효율을 향상시키는 최적의 범위이고, 임펠러의 반경(R)에 대한 벨마우스의 단면 반경(r)인 r/R이 8~10%인 범위는 원심형 송풍장치의 송풍 효율을 향상시키면서도 원심형 송풍장치의 소형화를 위해 설계할 수 있는 최적의 범위이다. The range of 85 to 87% D / R which is the radius D of the air inlet relative to the radius R of the impeller is an optimal range for improving the blowing efficiency of the centrifugal fan, The range in which the cross-sectional radius (r) of the bell mouth, r / R, is in the range of 8 to 10% is the optimum range that can be designed for miniaturization of the centrifugal type blower while improving the blowing efficiency of the centrifugal blower.

임펠러의 반경(R)에 대한 공기 흡입구의 반경(D)인 D/R가 85~87% 범위이고, 임펠러의 반경(R)에 대한 벨마우스의 단면 반경(r)인 r/R이 8~10% 범위이면 원심형 송풍장치는 송풍시 벨마우스(27) 하부에서 강한 와류(strong vortex), 중간 크기 와류(midium size vortex) 약한 와류(weak vortex)가 송풍방향을 따라 순차적으로 형성된다.R / R, which is the cross-sectional radius (r) of the bell mouth with respect to the radius (R) of the impeller, is in the range of 85 to 87%, the D / R which is the radius D of the air inlet relative to the radius R of the impeller, 10%, the centrifugal blower is formed with a strong vortex, a midium size vortex and a weak vortex sequentially in the blowing direction under the bell mouth 27 at the time of blowing.

즉, 송풍시 벨마우스(27)의 하부에 와류가 형성되고, 와류는 송풍방향을 따라 벨마우스(27)와 이격될수록 세기가 감소한다.That is, a vortex is formed in the lower part of the bell mouth 27 when blowing air, and the intensity decreases as the vortex moves away from the bell mouth 27 along the blowing direction.

구체적으로, 강한 와류가 벨마우스(27) 직하부에 형성되고, 중간 크기의 와류가 상기 강한 와류에 연속하여 벨마우스(27) 하부에 형성되며, 약한 와류가 블레이드(21)의 공기 토출측으로 블레이드(21)에 근접하여 형성된다. 이러한 와류는 송풍 효율을 향상시킨다.Specifically, a strong vortex is formed immediately below the bell mouth 27, a medium-sized vortex is formed in the lower portion of the bell mouth 27 in succession to the strong vortex, and a weak vortex is formed in the air discharge side of the blade 21 (21). This vortex improves the blowing efficiency.

임펠러의 반경(R)에 대한 공기 흡입구의 반경(D)인 D/R이 85% 미만이거나 87%를 초과하면 송풍 효율이 감소되고, 임펠러의 반경(R)에 대한 벨마우스의 단면 반경(r)인 r/R이 8% 미만이면 송풍 효율이 감소하며 10%를 초과하면 원심형 송풍장치의 소형화가 어렵거나 송풍 효율이 감소한다.If D / R, which is the radius D of the air inlet relative to the radius R of the impeller, is less than 85% or more than 87%, the blowing efficiency is reduced and the cross-sectional radius of the bellmouth relative to the radius R of the impeller, r ) Is less than 8%, the blowing efficiency is decreased. If the ratio is more than 10%, it is difficult to downsize the centrifugal blower or the blowing efficiency is decreased.

바람직하게는, 임펠러의 반경(R)에 대한 공기 흡입구의 반경(D) D/R은 86%이고, 임펠러의 반경(R)에 대한 벨마우스의 단면 반경(r)인 r/R은 9%이다. 상기 범위에서 원심형 송풍장치의 송풍 효율은 0.51%로 송풍 효율이 가장 우수하다.
Preferably, the ratio D / R of the air inlet to the impeller radius R is 86%, and the ratio r / R of the bell mouth to the radius R of the impeller is 9% to be. In the above range, the blowing efficiency of the centrifugal blower is 0.51%, and the blowing efficiency is the most excellent.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위해 실험을 통해 D/R과 r/R 설계의 임계적 의의를 설명한다. Hereinafter, the critical significance of the D / R and r / R design will be described through experiments in order to facilitate understanding of the present invention.

<실험><Experiment>

임펠러의 반경(R)에 대한 공기 흡입구의 반경(D)인 D/R를 82%~91%, 임펠러의 반경(R)에 대한 상기 벨마우스의 단면 반경(r)인 r/R을 6%~11%로 변화시키면서 유량 계수에 따른 송풍 효율을 측정하였다.R / R, which is the cross-sectional radius (r) of the bell mouth relative to the radius (R) of the impeller, is set to 6% To 11%, and the blowing efficiency according to the flow coefficient was measured.

송풍 효율 비교를 위해 유동 조건과 성능 변수는 무차원화하여 사용한다.For comparison of ventilation efficiency, flow condition and performance variable are used without dimensionality.

성능 변수는 유량계수(flow rate coefficient), 압력계수(pressure coefficient), 동력계수(power coefficient), 정압효율(static efficiency)을 포함한다.The performance parameters include flow rate coefficient, pressure coefficient, power coefficient, and static efficiency.

(1) 유량계수(flow rate coefficient)는 아래의 식으로 나타낸다.(1) The flow rate coefficient is expressed by the following equation.

Figure pat00001
Figure pat00001

(φ:유량계수, Q:유량, N:임펠러 회전수, d:임펠러의 반경)(φ: flow meter number, Q: flow rate, N: impeller rotation number, d: impeller radius)

(2) 압력계수(pressure coefficient)는 아래의 식으로 나타낸다.(2) The pressure coefficient is expressed by the following equation.

Figure pat00002
Figure pat00002

(ψ:압력계수, P:작동유체(공기) 밀도, N:임펠러 회전수, d:임펠러의 반경)(P: working fluid (air) density, N: impeller rotation number, d: impeller radius)

(3) 동력계수(power coefficient)는 아래의 식으로 나타낸다.(3) The power coefficient is expressed by the following equation.

Figure pat00003
Figure pat00003

(λ:동력계수, M:전동기 소비동력, N:임펠러 회전수, d:임펠러의 반경, ρ:무차원화된 음압)(λ: power coefficient, M: motor power consumption, N: impeller speed, d: impeller radius, ρ: non-dimensionalized sound pressure)

(4) 정압효율(static efficiency)은 아래의 식으로 나타낸다.(4) The static efficiency is expressed by the following equation.

Figure pat00004
Figure pat00004

(η:정압효율, φ:유량계수, ψ:압력계수, λ:동력계수)(η: static pressure efficiency, φ: flow coefficient, ψ: pressure coefficient, λ: power coefficient)

상술한 성능 변수를 무차원화한 무차원 변수는 무한대로부터 출발할 수 있다. 그러나 본 실시예의 경우 임펠러의 반경(R)에 대한 벨마우스의 단면 반경(r) r/R을 10% 부근에서 실험한다. A dimensionless variable that non-dimensionizes the above performance variable can start from infinity. However, in this embodiment, the cross-sectional radius (r) r / R of the bell mouth relative to the radius R of the impeller is tested at around 10%.

r/R을 10% 부근에서 실험하는 것은 Aeroacoustics conference(1998년)에서 발표된 Fehse, K.-R와 Neise, W의 Generation Mechanisms of Low-Frequency Centrifugal Fan Noise에 근거한다.
Experiments at around 10% r / R are based on the Fehse, K.-R and Neise, W Generation Mechanisms of Low-Frequency Centrifugal Fan Noise published at the Aeroacoustics conference (1998).

아래의 표 1은 D/R, r/R을 변화시키면서 유량 계수에 따른 송풍 효율을 측정한 것이다.Table 1 below shows the measurement of the blowing efficiency according to the flow coefficient while changing D / R and r / R.

r/R
D/Rr / R
D / R 6%
(10/155)6%
(10/155) 7%
(11/155)7%
(11/155) 8%
(12.5)8%
(12.5) 9%
(14/155)9%
(14/155) 10%
(15.5/155)10%
(15.5 / 155) 11%
(17.5/155)11%
(17.5 / 155) 91%91% 0.460.46 0.460.46 0.470.47 0.480.48 0.470.47 구현불가Can not implement 90%90% 0.460.46 0.460.46 0.470.47 0.480.48 0.470.47 구현불가Can not implement 89%89% 0.470.47 0.460.46 0.470.47 0.480.48 0.470.47 구현불가Can not implement 88%88% 0.470.47 0.470.47 0.470.47 0.480.48 0.480.48 구현불가Can not implement 87%87% 0.480.48 0.480.48 0.500.50 0.500.50 0.500.50 0.470.47 86%86% 0.490.49 0.490.49 0.500.50 0.510.51 0.500.50 0.480.48 85%85% 0.480.48 0.480.48 0.500.50 0.500.50 0.500.50 0.480.48 84%84% 0.470.47 0.470.47 0.470.47 0.470.47 0.480.48 0.470.47 83%83% 0.470.47 0.470.47 0.470.47 0.470.47 0.470.47 0.460.46 82%82% 0.470.47 0.470.47 0.470.47 0.470.47 0.470.47 0.460.46

표 1에 의하면, 임펠러의 반경(R)에 대한 공기 흡입구의 반경(D)인 D/R은 86%이고, 임펠러의 반경(R)에 대한 벨마우스의 단면 반경(r)인 r/R은 9%인 설계 범위에서 원심형 송풍장치의 송풍 효율이 가장 우수함이 확인된다.
According to Table 1, D / R, which is the radius D of the air inlet relative to the radius R of the impeller, is 86%, and r / R, the cross-sectional radius r of the bellmouth relative to the radius R of the impeller, It is confirmed that the blowing efficiency of the centrifugal blower is the best in the design range of 9%.

도 4에는 r/R이 6%로 고정된 상태에서 D/R의 영향을 실험하기 위해 유량계수에 대한 압력계수(a), 송풍 효율(b)을 송풍 성능 곡선으로 나타내었다.4, the pressure coefficient (a) and the blowing efficiency (b) with respect to the number of flowmeters are shown as a blowing performance curve in order to test the influence of D / R in a state where r / R is fixed to 6%.

도 4에 도시된 바에 의하면, 송풍 효율은 유량계수가 증가하면서 증가하여 최대점에서 최대효율에 이르렀다가 이후 감소한다. D/R이 86%에서 송풍 효율이 가장 우수하다.As shown in FIG. 4, the blowing efficiency increases as the flow rate increases, reaches the maximum efficiency at the maximum point, and then decreases. The ventilation efficiency is the best at D / R of 86%.

r/R이 6%, D/R 91%인 경우, 벨마우스 하부에 강한 와류만 형성되고, 강한 와류 형상이 공기가 이동하는 부분에 데드존(dead zone)을 형성하여 송풍 효율을 저하시킨다.When r / R is 6% and D / R is 91%, only a strong vortex is formed in the lower portion of the bell mouth, and a strong vortex shape forms a dead zone in a portion where air moves, thereby lowering the blowing efficiency.

r/R이 6%, D/R 86%인 경우, 벨마우스 하부에 매우 약한 와류가 형성되고, 이는 벨마우스 하부에 강한 와류가 형성되는 것을 방지하여 r/R이 6%, D/R 91%인 경우에 비해서는 송풍 효율이 개선된다. In the case of r / R 6% and D / R 86%, a very weak vortex was formed in the lower part of the bell mouth, %, The blowing efficiency is improved.

r/R이 6%, D/R 82%인 경우, 벨마우스 하부에 강한 와류, 넓은 크기의 와류, 강한 와류가 송풍 방향을 따라 순차적으로 형성되어 송풍 효율을 감소시킨다. When r / R is 6% and D / R is 82%, a strong vortex, a large vortex and a strong vortex are sequentially formed in the lower part of the bell mouth along the blowing direction to reduce the blowing efficiency.

도 5에는 r/R이 9%로 고정된 상태에서 D/R의 영향을 실험하기 위해 유량계수에 대한 압력계수(a), 송풍 효율(b)을 송풍 성능 곡선으로 나타내었다.Fig. 5 shows the pressure coefficient (a) and the blowing efficiency (b) with respect to the flow meter number as a blowing performance curve in order to test the influence of D / R under the condition that r / R is fixed at 9%.

도 5에 도시된 바에 의하면, 송풍 효율은 D/R이 86%에서 가장 우수하다.5, the blowing efficiency is the highest at D / R of 86%.

도 6에는 r/R이 11%로 고정된 상태에서 D/R의 영향을 실험하기 위해 유량계수에 대한 압력계수(a), 송풍 효율(b)을 송풍 성능 곡선으로 나타내었다.Fig. 6 shows the pressure coefficient (a) and the blowing efficiency (b) with respect to the flow meter number as a blowing performance curve in order to test the influence of the D / R under the state where the r / R is fixed at 11%.

도 6에 도시된 바에 의하면, 송풍 효율은 D/R이 91%에서 우수하나, D/R 86%와 큰 차이가 없었다. 그리고, D/R 91%, r/R 11%의 조건은 구현이 불가능하다.
As shown in FIG. 6, the blowing efficiency was excellent at 91% of D / R but not significantly different from 86% of D / R. The conditions of D / R 91% and r / R 11% can not be implemented.

도 7에는 D/R가 91%로 고정된 상태에서 r/R의 영향을 실험하기 위해 유량계수에 대한 압력계수(a), 송풍 효율(b)를 송풍 성능 곡선으로 나타내었고, 도 8에는 D/R가 86%로 고정된 상태에서 r/R의 영향을 실험하기 위해 유량계수에 대한 압력계수(a), 송풍 효율(b)를 송풍 성능 곡선으로 나타내었으며, 도 9에는 D/R가 82%로 고정된 상태에서 r/R의 영향을 실험하기 위해 유량계수에 대한 압력계수(a), 송풍 효율(b)를 송풍 성능 곡선으로 나타내었다. 7 shows the pressure coefficient (a) and the blowing efficiency (b) with respect to the number of flowmeters in a blowing performance curve in order to test the effect of r / R in a state where the D / R is fixed to 91% (A) and the blowing efficiency (b) with respect to the flow meter number are shown by the blowing performance curve in order to test the effect of r / R under the condition that the ratio R / R is fixed at 86% (A) and the blowing efficiency (b) with respect to the number of flowmeters in order to test the influence of r /

도 7 내지 도 9에 의하면, D/R가 86%, r/R이 9%에서 송풍효율이 0.51로 가장 우수하다.7 to 9, the D / R is 86% and the r / R is 9%, and the blowing efficiency is the best at 0.51.

상술한 실험 결과, 임펠러의 반경(R)에 대한 공기 흡입구의 반경(D)인 D/R이 85~87% 범위이고, 임펠러의 반경(R)에 대한 벨마우스의 단면 반경(r)인 r/R이 8~10% 범위에서 송풍 효율이 우수함이 확인된다.As a result of the above-mentioned experiment, it is found that the ratio D / R of the air inlet diameter D to the radius R of the impeller is in the range of 85 to 87%, and the radius r of the bell mouth of the bellmouth relative to the radius R of the impeller r / R is in the range of 8 ~ 10%.

특히, 임펠러의 반경(R)에 대한 공기 흡입구의 반경(D) D/R는 86%이고, 임펠러의 반경(R)에 대한 벨마우스의 단면 반경(r)인 r/R이 9%인 경우 송풍 효율이 가장 우수함이 확인된다.Particularly, when the ratio D / R of the air inlet to the impeller radius R is 86% and the ratio r / R of the bell mouth to the impeller radius r is 9% It is confirmed that the blowing efficiency is the best.

도 10에는 (a),(b)는 r/R이 9%, D/R이 86%인 원심형 송풍장치의 송풍 흐름을 CFD프로그램으로 분석한 시뮬레이션 도면을 나타내었다.10 (a) and 10 (b) are simulation drawings in which a blowing flow of a centrifugal fan having r / R of 9% and D / R of 86% is analyzed by a CFD program.

도 10에 도시된 바에 의하면, 강한 와류(strong vortex)가 벨마우스 직하부에 형성되고, 중간 크기의 와류(medium size vortex)가 강한 와류에 연속하여 벨마우스 하부에 형성되며, 약한 와류(weak vortex)가 블레이드의 공기 토출측으로 블레이드에 근접하여 형성됨이 확인된다. 이러한 형태의 와류가 송풍 효율을 향상시키고 송풍장치의 최대 성능을 보장한다.10, a strong vortex is formed in the lower part of the bell mouth, a medium size vortex is formed in the lower part of the bellmouth in succession to a strong vortex, and a weak vortex ) Is formed close to the blade toward the air discharge side of the blade. This type of vortex improves blowing efficiency and ensures maximum performance of the blower.

본 발명에서는 전술한 실험 결과에서 뒷받침되는 바와 같이 임펠러의 반경(R), 공기 흡입구의 반경(D), 벨마우스의 단면 반경(r)의 기하학적 설계를 통해 벨마우스 하부에 강한 와류, 중간 크기의 와류, 약한 와류를 순차적으로 형성하여 송풍 효율을 향상시키는 효과를 검증하였다. In the present invention, the geometry of the impeller radius (R), the air inlet radius (D), and the bell mouth radius (r) are supported by the experimental results described above, Vortex, and weak vortex in order to improve the blowing efficiency.

또한, 본 발명은 소음시험에서 상술한 임펠러의 반경(R), 공기 흡입구의 반경(D), 벨마우스의 단면 반경(r)의 기하학적 설계가 원심형 송풍장치의 소음 품질에 영향을 미치지 않음을 확인하였다.
Further, the present invention can be applied to the case where the geometrical design of the impeller radius R, the air inlet radius D, and the bell mouth radius r of the impeller described in the noise test does not affect the noise quality of the centrifugal fan Respectively.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

10:원심형 송풍장치 11:스크롤케이싱
13:흡입구 15:토출구
17:임펠러 19:허브
21:블레이드 23:구동모터
25:회전축 27:벨마우스
29:공기 흡입구10: Centrifugal blower 11: Scroll casing
13: inlet 15: outlet
17: impeller 19: hub
21: blade 23: drive motor
25: rotating shaft 27:
29: Air intake

Claims (4)

상면에 흡입구가 형성되고 측면에 토출구가 형성된 스크롤케이싱과,
상기 스크롤케이싱의 내부에 설치되고 원통형상이며 내부에 허브가 배치되어 상기 허브의 회전시 회전되는 임펠러와,
상기 스크롤케이싱의 흡입구 가장자리에 배치된 링형태로 상기 스크롤케이싱의 공기 흡입구를 형성하며 단면이 반원형상인 벨마우스를 포함하며,
상기 임펠러의 반경(R)에 대한 상기 공기 흡입구의 반경(D)인 D/R는 85~87% 범위인 것을 특징으로 하는 원심형 송풍장치.A scroll casing having a suction port formed on an upper surface thereof and a discharge port formed on a side surface thereof,
An impeller installed inside the scroll casing and having a cylindrical shape and having a hub disposed therein and rotated when the hub rotates;
A bell mouth having a semi-circular cross section and forming an air inlet of the scroll casing in the form of a ring disposed at an inlet port of the scroll casing,
Centrifugal blower, characterized in that the radius (D) of the air inlet (D) to the radius (R) of the impeller is in the range of 85 to 87%. 청구항 1에 있어서,
상기 임펠러의 반경(R)에 대한 상기 벨마우스의 단면 반경(r)인 r/R은 8~10% 범위인 것을 특징으로 하는 원심형 송풍장치.The method according to claim 1,
Wherein r / R, which is the cross-sectional radius (r) of the bell mouth with respect to the radius R of the impeller, is in the range of 8 to 10%. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 임펠러의 반경(R)에 대한 공기 흡입구의 반경(D)인 D/R는 86%이고,
상기 임펠러의 반경(R)에 대한 상기 벨마우스의 단면 반경(r)인 r/R는 9%인 것을 특징으로 하는 원심형 송풍장치.The method according to claim 1 or 2,
D / R, which is the radius (D) of the air inlet relative to the radius R of the impeller, is 86%
Wherein the r / R ratio of the bell mouth to the radius R of the impeller is 9%. 청구항 1에 있어서,
송풍시 상기 벨마우스의 하부에 와류가 형성되고, 상기 와류는 송풍방향을 따라 상기 벨마우스와 이격될수록 세기가 감소하는 것을 특징으로 하는 원심형 송풍장치.
The method according to claim 1,
Wherein a vortex is formed at a lower portion of the bell mouth when blowing air, and the vortex decreases in intensity as the bell mouth is separated from the bell mouth along the blowing direction.
KR1020120062682A 2012-06-12 2012-06-12 Centrifugal blower KR101400665B1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120062682A KR101400665B1 (en) 2012-06-12 2012-06-12 Centrifugal blower
US13/591,558 US20130330182A1 (en) 2012-06-12 2012-08-22 Centrifugal blower

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120062682A KR101400665B1 (en) 2012-06-12 2012-06-12 Centrifugal blower

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130139023A true KR20130139023A (en) 2013-12-20
KR101400665B1 KR101400665B1 (en) 2014-05-27

Family

ID=49715449

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120062682A KR101400665B1 (en) 2012-06-12 2012-06-12 Centrifugal blower

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20130330182A1 (en)
KR (1) KR101400665B1 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6244547B2 (en) * 2013-09-24 2017-12-13 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 Single suction centrifugal blower
FR3014029B1 (en) * 2013-12-04 2015-12-18 Valeo Systemes Thermiques SUCTION PULSER FOR A DEVICE FOR HEATING, VENTILATION AND / OR AIR CONDITIONING OF A MOTOR VEHICLE
KR20150133408A (en) * 2014-05-20 2015-11-30 아정테크(주) Installation condition for electric mortor for double inlet blower
KR101813845B1 (en) * 2015-02-12 2017-12-29 세키스이가가쿠 고교가부시키가이샤 Curable composition for inkjet, and method for manufacturing electronic component

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56118593A (en) * 1980-02-25 1981-09-17 Hitachi Ltd Blower
US5525036A (en) * 1991-11-29 1996-06-11 Goldstar Co., Ltd. Suction structure of a sirocco fan housing
US5215437A (en) * 1991-12-19 1993-06-01 Carrier Corporation Inlet orifice and centrifugal flow fan assembly
US5352089A (en) * 1992-02-19 1994-10-04 Nippondenso Co., Ltd. Multi-blades fan device
US5803721A (en) * 1996-10-29 1998-09-08 Enviroflex, Inc. Clean room fan unit
KR100459180B1 (en) * 2002-01-03 2004-12-03 엘지전자 주식회사 Bell-mouth of centrifugal fan
JP3698150B2 (en) 2003-05-09 2005-09-21 ダイキン工業株式会社 Centrifugal blower
CN101408196B (en) * 2003-06-18 2011-06-01 三菱电机株式会社 Blower
KR100550529B1 (en) * 2003-12-30 2006-02-10 엘지전자 주식회사 Centrifugal fan of a refrigerator
JP3879764B2 (en) * 2004-07-14 2007-02-14 ダイキン工業株式会社 Centrifugal blower
EP2108845A4 (en) * 2007-01-29 2011-10-26 Mitsubishi Electric Corp Multiblade centrifugal fan
JP2009203897A (en) 2008-02-28 2009-09-10 Daikin Ind Ltd Multi-blade blower

Also Published As

Publication number Publication date
US20130330182A1 (en) 2013-12-12
KR101400665B1 (en) 2014-05-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI394895B (en) Centrifugal fans and air fluid machinery using the centrifugal fan
KR20180004083A (en) Air conditioner
KR101750877B1 (en) Mechanical fan and Air conditioner comprising the same
KR101400665B1 (en) Centrifugal blower
KR0180742B1 (en) Vacuum cleaner having an impeller and diffuser
CN103644143A (en) Air purifying machine and fan thereof
JP6229141B2 (en) Blower
CN103133419A (en) Axial-flow fan
CN104295531A (en) Centrifugal fan and air conditioner
CN113309736A (en) Blade, impeller, centrifugal fan, range hood and blade design method
JP2010242601A (en) Centrifugal blower and seat for automobiles
US9638211B2 (en) Scroll tongue part and rotary machine including the same
KR20150113580A (en) Impeller of 2 step radial blower
WO2008001033A1 (en) Centrifugal impeller
JP2006207587A (en) Blower device
JP2014001656A (en) Centrifugal blower and cloth dryer including the same
JP2013053533A (en) Axial flow blower and air conditioner
JP2016017500A (en) Centrifugal blower
JP2011080409A (en) Centrifugal blower and electric vacuum cleaner
KR20200037945A (en) fan assembly
KR100725813B1 (en) Centrifugal fan
EP3193022B1 (en) Centrifugal ventilating fan
KR102340872B1 (en) Air circulation device
TW201732155A (en) Electrically driven air blower and electric vacuum cleaner
KR20110026064A (en) Blower of air conditioner for vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180409

Year of fee payment: 5

R401 Registration of restoration