KR950007521B1

KR950007521B1 - 시로코우 팬

Info

Publication number: KR950007521B1
Application number: KR1019920014700A
Authority: KR
Inventors: 박인철
Original assignee: 엘지전자주식회사; 구자홍
Priority date: 1992-08-14
Filing date: 1992-08-14
Publication date: 1995-07-11
Also published as: US5586053A; CN1089013A; KR940004220A; CN1042970C

Abstract

내용 없음.

Description

시로코우 팬

제1도는 일반적인 시로코우 팬의 요부 구성도.

제2도는 본 발명에 의한 시로코우 팬의 요부 구성도.

제3도는 본 발명에 의한 시로코우 팬의 적용되는 NACL 4자리 계열 유선익형을 보인 구성도.

제4도는 본 발명에 의한 시로코우 팬의 작용도.

제5도는 본 발명에 의한 시로코우 팬의 풍량실험값을 보인 도표.

제6도는 본 발명에 의한 시로코우 팬의 소음특성을 보인 도표.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 시로코우팬 몸체 11 : 단일날개

본 발명은 각종 공기조화기의 송풍기(blower)에 사용되는 시로코우팬(sirocco fan)에 관한 것으로, 특히 송풍 효율을 향상시키고, 유동소음을 저감시킬 수 있게 한 시로코우 팬에 관한 것이다.

일반적인 시로코우 팬은 제1도에 도시한 바와 같이, 팬의 몸체(1)에 원호상으로 수개의 단일익형(翼刑)(2)('이하, 단일날개'라 칭함)이 형성된 구조로 되어 있는바, 이와 같은 시로코우 팬은 회전동작으로 공기가 단일날개(2)의 입구측(A)으로 유입된 후, 단일날개(2)의 형상을 따라 유동방향이 변하여 출구측(B)으로 유출된다.

이때, 단일날개(2)의 호내부(C)의 흐름은 단일날개(2)의 호형상에 따라 흐름방향이 심하게 뉘어지게 되며, 호외부(D)의 흐름은 공기입자의 관성력에 의하여 흐름이 연결되지 못하고 단일날개(2)로부터 박리(eperation)되는 현상이 발생된다.

이에따라, 와류가 형성되어 운동에너지가 손실됨으로써 송풍 효율이 저하되는 단점이 있었으며, 뿐만 아니라 단일날개(2)의 외측단부에 커팅부(2a)가 존재하게 됨으로써 그 커팅부(2a)의 후류에 웨이크 존(wake zone)이 존재하여 미세한 와류에 의한 공기 유동소음이 주원이 되는 등의 문제점이 있었다.

본 발명의 주 목적은 와류 형성을 방지하여 운동에너지가 손실되는 현상을 방지함으로써 송풍 효율을 향상시킬 수 있도록 한 시로코우 팬을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 공기의 유동소음을 저감시킴으로써 보다 쾌적한 환경을 유지시킬 수 있도록 한 시로코우 팬을 제공함에 있다.

본 발명은 시로코우 팬의 송풍 효율을 향상시키고, 공기 유동소음을 저감시키기 위하여, 여러가지 실험을 반복적으로 실시해 본 결과, 시로코우 팬의 단일날개 형상을 저속 항공기의 날개를 구성할때 주로 사용되는 NACL 4자리 계열 유선날개(익형)를 변형하여 구성함으로써 소정의 목적을 달성할 수 있었다.

이하, 본 발명에 의한 시로코우 팬을 첨부 도면에 도시한 실시예에 따라서 설명하면 다음과 같다.

제2도는 본 발명에 의한 시로코우 팬의 요부 구성도를 보인 것으로, 이에 도시한 바와 같이, 본 발명에 의한 시로코우 팬은 시로코우 팬 몸체(10)의 단일날개(11) 형상을 기존의 라운드의 호가 아니 저속 항공기의 날개를 구성할때 주로 사용되는 NACL 4자리 계열 유선날개를 변형하여 구성한 것이다.

제3도는 본 발명에 의한 시로코우 팬에 적용되는 NACL 4자리 계열 유선날개의 형상을 보인 상세도로서, 캠버 라인(camber line)(21)은 다음의 식 ①③로 나타낸다.

[수학식 1]

[수학식 2]

또한, 캠버라인(21)의 임의의 위치에서 접선에 대한 수직 두께 분포는 다음의 식 ③으로 나타낸다.

[수학식 3]

한편, 시로코우 팬을 설계한 결과 제4도에 도시한 바와 같이, 익형의 주요 기하학적 변수를 결정할 수 있으며, 이들 각 변수를 기하학적 상관관계를 갖는다.

[수학식 4]

특히, Tb=β₂-90°-θ······················④

[수학식 5]

Ta=Tb=δ·························⑤

상기한 ④⑤식으로부터

[수학식 6]

Ta=δ+90°+θ-β₂···········⑥의 관계가 성립한다.

제4도의 r₁은 시로코우 팬의 내측 반경, r₂은 시로코우 팬의 외측 반경, β₁는 날개 입구각, β₂는 날개 출구각, δ은 전향각, T_a는 앞전각, T_b는 뒷전각, X는 날개 취부각, α는 익근각을 각각 보인 것이다.

한편, 캠버라인(21)의 선단부(22)에서 기울기는 앞전각(Ta)과 동일하므로 다음의 식 ⑦이 성립하게 된다.

[수학식 7]

따라서, 캠버라인(21)를 구성하는 주요 인자인 m, p 값을 구성함에 있어서, p값의 범위가 통상적으로 0.25~0.45인 것에 착안하여 제5도에 도시한 실험결과 값처럼, p=0.35~0.4로 결정하게 되면, m값은 자동적으로 결정되어, 캠버라인(21)을 구성하게 되는 것이다.

이와 같이 캠버라인(21)이 결정되면, 식③의 두께 분포식을 이용하여 익상면 (23)과 익하면(24)을 결정하게 된다.

상기한 바와 같이 구성되는 본 발명에 의한 시로코우 팬은 시로코우팬 몸체(10)의 단일날개(11) 형상을 저속 항공기의 날개를 구성할때 주로 사용되는 NACL 4자리 계열 유선날개를 변형하여 구성함으로써 단일날개(11)의 입구측으로 유입되는 공기가 단일날개(11)의 형태에 따라 유동하게 되므로 방해를 받지 않고 단일날개(11)의 후방측으로 원활하게 진행되는 것이며, 이에 따라서 단일날개(11)의 호내부 및 호외부에서의 유동박리 현상을 억제하게 되고, 이와 동시에 난류유동 발생을 억제할 수 있는 것이다.

특히, 단일날개(11)의 후단부(25)가 비교적 날카로와 웨이크 존의 발생율 방지하게 된다.

상기한 바와 같은 본 발명의 일실시예에 있어서는, 단일날개(11)의 형상을 NACL 4자리 계열 유선날개를 적용하였으나, 꼭 이에 한정하는 것은 아니며, NACL 5자리 계열 유선날개, NACL 6자리 계열 유선날개를 적용할 수도 있는 것이며, 이와같은 경우에 있어서도, 시로코우 팬 설계 결과의 기하학적 변수로서, 캠버라인의 주요 인자를 결정한 후, 각 계열별 두께 분포식에 따라 익상면 및 익하면을 결정하여 시로코우펜을 구성할 수도 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 시로코우 팬은 단일날개의 형상을 NACL 4자리 계열 유선날개를 변형하여 구성하여 공기가 유선(stream line)을 따라 흐르는 것을 방해하지 않도록 함으로써, 난류유동시 관찰되는 와류등이 억제되어 유동에너지의 손실이 최소화 되며, 이에 따라 시로코우 펜의 송풍 효율이 39%로서, 기존 시로코우 팬의 송풍 효율이 30~35%인 것에 비하여 약 4~9% 정도가 향상됨을 알 수 있으며, 또한 웨이크 존을 제거하여 고주파 대역의 소음레벨을 감소시킴으로써 제6도에 도시한 바와 같이, 평균 소음치가 51.4dB로서 기존 시로코우 팬의 평균 소음치55dB 보다 3.6dB가 향상되는 등의 효과가 있다.

Claims

시로코우 팬 몸체(10)에 형성되는 단일날개(11) 캠버 라인(21)이 다음의 식①②을 만족하도록 하고, 상기 캠버라인(21)의 임의의 위치(X)에서 접선에 대한 수직 두께 분포가 다음의 식③을 만족하도록 형성함을 특징으로 하는 시로코우 팬.
제1항에 있어서, 상기 P는 0.35~0.4인 것을 특징으로 하는 시로 코우 팬.