WO2014182121A1 - 원심팬 및 원심팬의 제조방법 - Google Patents

원심팬 및 원심팬의 제조방법 Download PDF

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WO2014182121A1
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forming member
shroud
centrifugal fan
blade
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손상육
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LG Electronics Inc
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    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00—Manufacture
    • F05D2230/50—Building or constructing in particular ways
    • F05D2230/54—Building or constructing in particular ways by sheet metal manufacturing

Definitions

  • the present invention relates to a centrifugal fan and a method for producing a centrifugal fan.
  • the centrifugal fan is a fan that accelerates air introduced in the axial direction through the shroud and discharges it radially through the blades.
  • the performance of centrifugal fans is influenced by various shape factors as well as frictional losses and impact losses. For example, the speed of the centrifugal fan, the shape of the blade, the angle or number, the shape of the shroud, etc. are representative examples of factors affecting the performance of the centrifugal fan.
  • the shape of the blade is important to improve the performance without significantly changing the overall size or size of the centrifugal fan. Recently, many studies have been conducted to obtain the desired performance by varying the shape of the blade. Is done.
  • the easiest way to produce a blade of the desired shape is to inject a resin material, in this case, the abacus and the shroud are combined with the blade is also generally made of a resin material of the same material as the blade.
  • the centrifugal fan is small in size, the required strength can be secured by the resin material, but it is not easy to increase the size in terms of rigidity and durability.
  • the abacus to which the rotational force of the motor is transmitted may be formed of a metal material having sufficient strength, and the blade may be formed of a resin material.
  • the blade and the abacus are coupled between different materials. It is not only easy to secure the bonding strength or durability, but when fasteners are added to secure the bonding strength, there is a difficulty in improving performance because it acts as a factor causing friction loss.
  • the metal material is suitable for the centrifugal fan to be applied to large products, but the metal centrifugal fan is difficult to implement the shape of the blade freely compared to the resin material, the blade made of a conventional metal material was very simple.
  • the blade of the conventional metal is made of a single plate.
  • the blade thickness should be at least 2 mm or more, and depending on the material, the thickness may be 2.7 mm or more.
  • the thicker the blade the higher the material cost and the lower the efficiency of the fan.
  • the shape of the blade has a great influence on the performance of the fan (especially the efficiency of the fan). Therefore, the conventional metal centrifugal fan is heavier than the resin material, but it is not much gain in terms of efficiency.
  • Japanese Patent Laid-Open No. 2000-45997 discloses a blade formed by folding a sheet of metal material.
  • the patent forms a blade that is bent on one plate to form an airfoil in cross section.
  • the blade is the front edge (1af) is a predetermined inclination with respect to the axis of rotation of the centrifugal fan, the rear edge (1ab) is shown in Figure 6 (b) of the patent, although the three-dimensional form parallel to the rotation exit
  • the blade has a camber line with each airfoil taken on arbitrary layers orthogonal to the axis of rotation.
  • the blade has the longest length of the camber wire at the lower end joined with the main plate 3 and the shortest length of the camber wire at the upper end contacting the shroud, but the camber wire at the upper end is completely connected with the camber wire at the lower end. Overlaps.
  • This type of blade is inevitable, as shown in FIG. 7 (a) of the patent, as long as the metal sheet is bent to the frame 5c2 defining one camber wire.
  • the blade is made of a metal material, there is a certain constraint on the shape of the blade, so that the complex three-dimensional shape, for example, the angle of attack ( ⁇ ) along the vertical direction of the blade.
  • ⁇ the angle of attack
  • Japanese Patent Laid-Open No. 2003-396522 discloses two parts (first surface portion 51 and second surface portion 61) made of a resin material of a blade, the thickness of which becomes thinner from the leading edge to the trailing edge. Although the centrifugal fan is formed by combining the two parts, the thickness becomes very thin toward the trailing edge of the blade, so that the part forming the trailing edge cannot be formed by combining the two parts due to the limit of the injection thickness. An intact trailing edge is formed in one surface portion, and the negative pressure surface is formed by the trailing edge portion of the first surface portion as well as the second surface portion.
  • the coupling between the second surface portion and the first surface portion on the negative pressure surface is made by the fitting defect, but in order to solve the weakness of the bonding strength to form a joining projection (62a) protruding toward the first surface portion, An annular projection 52a into which the joining projection is fitted is formed in the first surface portion. Since the joining projection and the annular projection are not only easy to process because the first and second surface portions are formed of the resin material, the bonding between the joining projection and the annular projection is a fitting method, so that the deformation of the joining part and the annular projection is somewhat different. Only when possible can we keep the bonds apart from each other.
  • the problem to be solved by the present invention is to provide a centrifugal fan having a blade consisting of two members of a metal material.
  • centrifugal fan that improves the performance of the fan by improving the shape of the blade.
  • the metal material to provide a centrifugal fan having a blade of a complex three-dimensional shape that was difficult to implement in the prior art.
  • centrifugal fan which improved rigidity, reducing material cost.
  • centrifugal fan having a blade made of a curved surface having a positive pressure surface and a negative pressure surface different from each other.
  • centrifugal fan that can easily combine the three-dimensional blade with the shroud or abacus.
  • centrifugal fan that minimizes the welding trace between the members to suppress the increase in flow resistance and minimize the effect on the balancing of the fan due to the welding trace.
  • centrifugal fan in which the joining part or joining part between the members which comprise a blade does not exist on a positive pressure surface or a negative pressure surface.
  • centrifugal fan which suppressed vortex generation in the outer periphery of a shroud or the outer periphery of an abacus.
  • Centrifugal fan of the present invention is a main plate that is rotated about the rotation axis; A shroud having a suction port through which air is sucked; And a plurality of blades arranged along the circumferential direction between the main plate and the shroud, wherein air sucked through the inlet flows from the front end to the rear end.
  • the blade is formed by a mutual bonding between a pair of members made of a metal plate having a curved surface, one of the pair of members is a positive pressure surface forming member to form a positive pressure surface of the blade, the other is the blade A negative pressure surface forming member for forming a negative pressure surface of the.
  • the positive pressure surface forming member and the negative pressure surface forming member are joined to each other with a space therebetween so that the cross section of the blade forms a closed shape on the layer crossing the rotation axis.
  • the cross-sections of the blade when projecting the cross-sections of the blade on the layer consisting of a plane orthogonal to the axis of rotation on a projection plane in the direction of the axis of rotation, two of the lines connecting the front and rear ends of the respective sections on the projection plane.
  • the abnormality is not located on the copper line.
  • Bonding between the positive pressure surface forming member and the negative pressure surface forming member may be made at the front end and the rear end, and the space may be located between the front end and the rear end. Bonding between the positive pressure surface forming member and the negative pressure surface forming member may be made between the rear surface of the positive pressure surface and the rear surface of the negative pressure surface.
  • the positive pressure surface forming member and the negative pressure surface forming member may be made of steel.
  • the positive pressure surface forming member and the negative pressure surface forming member may each be formed of a metal plate having a uniform thickness.
  • the shroud, the blade and the main plate may be made of the same material.
  • At least one of the positive pressure surface forming member and the negative pressure surface forming member may include a shroud joining surface portion which is joined to the shroud.
  • the shroud joint surface may be bent in a direction away from each other at the upper end of each of the positive pressure surface forming member and the negative pressure surface forming member.
  • the shroud may have a curved surface in which an inner circumferential surface through which the air sucked through the suction port is guided is extended in a direction away from the rotating shaft toward the main plate side along the rotating shaft, and the shroud joint surface may be in close contact with the curved surface.
  • the shape may correspond to the shape of the curved surface.
  • the curved surface may be formed by pressure processing.
  • the cross section of the blade on any layer that crosses the axis of rotation is the upper and lower surfaces of the upper and lower surfaces extending in a curved surface between the leading edge and the trailing edge, respectively, the lower surface belongs to the positive pressure surface, the lower surface is the An airfoil belonging to the negative pressure surface can be configured.
  • a camber line connecting equidistant distances from the upper surface and the lower surface may be positioned between a cord and a top line connecting the leading and trailing edges in a straight line.
  • the blade has an angle formed by a tangent line passing through the point in a circle in which a predetermined point on the camber line is located among the concentric circles around the rotation axis, and an angle formed by the tangent line of the camber line at the point is a stream of air flow on the positive pressure surface. It may include a section that increases gradually along the line.
  • the height from the main plate to the point where the front end of the blade meets the shroud may be greater than the height from the main plate to the point where the rear end of the blade meets the shroud.
  • At least one of the positive pressure surface forming member and the negative pressure surface forming member may include an abacus bonding surface portion bonded to the main plate.
  • the main plate joining surface portion may be bent in a direction away from each other at the lower end of each of the positive pressure surface forming member and the negative pressure surface forming member.
  • the space may be defined by the rear surface of the positive pressure surface, the rear surface of the negative pressure surface, the shroud and the main plate.
  • the positive pressure surface may be defined in the entire region by the positive pressure surface forming member, and the negative pressure surface may be defined in the entire region by the negative pressure surface forming member.
  • the centrifugal fan of the present invention is a main plate rotated about a rotation axis; A shroud having a suction port through which air is sucked; And a plurality of blades arranged along the circumferential direction between the main plate and the shroud, wherein air sucked through the inlet flows from the front end to the rear end.
  • the blade is formed by mutual bonding between a pair of members made of a metal plate, one of the pair of members is a positive pressure surface forming member to form a positive pressure surface of the blade, the other is a negative pressure surface of the blade
  • the negative pressure surface forming member to form a. Bonding between the positive pressure surface forming member and the negative pressure surface forming member is made at the front end and the rear end.
  • Bonding between the positive pressure surface forming member and the negative pressure surface forming member may be made between the rear surface of the positive pressure surface and the rear surface of the negative pressure surface. Bonding between the positive pressure surface forming member and the negative pressure surface forming member may be formed by forming a protrusion on one of the positive pressure surface and the negative pressure surface, and projecting welding between the protrusion and the other of the positive pressure surface and the negative pressure surface. have.
  • Bonding between the positive pressure surface forming member and the negative pressure surface forming member may be made by spot welding.
  • Bonding between the positive pressure surface forming member and the negative pressure surface forming member may be made by laser welding.
  • the positive pressure surface forming member and the negative pressure surface forming member may be made of steel.
  • the shroud, the blade and the main plate may be made of the same material.
  • At least one of the positive pressure surface forming member and the negative pressure surface forming member may include a shroud joining surface portion which is joined to the shroud.
  • the shroud joint surface portion may be bent in a direction away from each other at the upper end of each of the positive pressure surface forming member and the negative pressure surface forming member.
  • At least one of the upper end of the front end and the upper end of the rear end may contact the shroud.
  • the shroud joining surface portion may be formed in a section except for a portion constituting the front end portion and the rear end portion at an upper end of at least one of the positive pressure surface forming member and the negative pressure surface forming member.
  • Bonding between the shroud joining surface portion and the shroud forms a protrusion on one of the shroud joining surface portion and the shroud, and a predetermined surface of the projecting portion, the shroud joining surface portion, and the other of the shroud By projection welding in the liver.
  • Bonding between the shroud joining surface portion and the shroud may be made by spot welding.
  • At least one of the shroud and the shroud joining surface part may be formed in a row at a predetermined interval with welding traces recessed from the peripheral part by the spot welding.
  • Bonding between the shroud joining surface portion and the shroud may be made by laser welding.
  • At least one of the positive pressure surface forming member and the negative pressure surface forming member may include an abacus bonding surface portion bonded to the main plate.
  • the main plate joining surface portion may be bent in a direction away from each other at the lower end of each of the positive pressure surface forming member and the negative pressure surface forming member.
  • At least one of the upper end of the front end and the lower end of the rear end may contact the main plate.
  • the main plate joining surface portion may be formed in a section except for a portion constituting the front end portion and the rear end portion at the lower end of at least one of the positive pressure surface forming member and the negative pressure surface forming member.
  • At least one of the positive pressure surface forming member and the negative pressure surface forming member may have a curved surface formed by pressure processing.
  • the shroud may have a curved surface in which an inner circumferential surface through which the air sucked through the suction port is guided is extended in a direction away from the rotating shaft toward the main plate side along the rotating shaft, and the shroud joint surface may be in close contact with the curved surface.
  • the shape may correspond to the shape of the curved surface.
  • the height from the main plate to the point where the front end of the blade meets the shroud may be greater than the height at which the rear end of the blade meets the shroud.
  • the blade may be defined by the whole of the positive pressure surface forming member, and the whole of the negative pressure surface may be defined by the negative pressure surface forming member.
  • the centrifugal fan of the present invention is a main plate rotated about a rotation axis; A shroud having a suction port through which air is sucked; And a plurality of blades arranged along the circumferential direction between the main plate and the shroud, wherein air sucked through the inlet flows from the front end to the rear end.
  • the blade is formed by a mutual bonding between a pair of members made of a metal plate having a curved surface, the cross-section of the blade on the layer consisting of a plane orthogonal to the axis of rotation to project the cross section of the blade on a predetermined projection surface in the direction of the axis of rotation At least two or more of the lines connecting the front end and the rear end of each section on the projection surface are not located on the copper line.
  • the rear end of the blade is located farther from the rotation axis than the front end, it may be located in a direction opposite to the direction of rotation of the centrifugal fan.
  • the cross section of the blade on any layer that crosses the axis of rotation is the upper and lower surfaces of the upper and lower surfaces extending in a curved surface between the leading edge and the trailing edge, respectively, belonging to the positive pressure surface of the blade,
  • An airfoil belonging to the negative pressure surface of the blade can be configured.
  • the airfoil may be a camber wire connecting equidistant distances from the upper surface and the lower surface of the airfoil between the cord line and the upper surface of the cable line connecting the leading edge and the trailing edge in a straight line.
  • the pair of members constituting the blade includes: a positive pressure surface forming member defining an entire area of the positive pressure surface of the blade; And a negative pressure surface forming member defining an entire area of the negative pressure surface of the blade.
  • the positive pressure surface forming member and the negative pressure surface forming member may be made of steel.
  • the shroud, the blade and the main plate may be made of the same material.
  • At least one of the pair of members may have a curved surface.
  • the pair of members can be joined to each other with a space on them.
  • the blade may be convex in the direction in which the positive pressure surface is facing on the shroud side, and convex in the direction in which the negative pressure surface is facing at the main plate side.
  • the blade may have a maximum distance from the rotation axis at the convex portion in the direction in which the positive pressure surface faces.
  • the blade may have a minimum distance from the rotation axis at the convex portion in the direction in which the negative pressure surface faces.
  • the blade may include a convex portion in the direction in which the positive pressure surface is directed.
  • the blade may have a maximum distance from the rotation axis at the convex portion in the direction in which the positive pressure surface faces.
  • the centrifugal fan of the present invention is a main plate rotated about a rotation axis; A shroud having a suction port through which air is sucked; And a plurality of blades arranged along the circumferential direction between the main plate and the shroud.
  • the blade is formed by mutual bonding between a pair of members made of a metal plate, one of the pair of members is a positive pressure surface forming member to form a positive pressure surface of the blade, the other is a negative pressure surface of the blade The negative pressure surface forming member to form a.
  • the positive pressure surface forming member includes a first curved portion forming a curved surface, a first shear bonding surface portion and a first rear bonding surface portion on both sides thereof with the first curved portion interposed therebetween.
  • the negative pressure surface forming member forms a curved surface and has a second curved portion having a space between the first curved portion and a second shear bonding joined to the first shear bonding surface portion on both sides with the second curved portion therebetween.
  • a surface portion and a second rear stage bonding surface portion joined to the first rear stage bonding surface portion are formed.
  • the first curved portion and the second curved portion may form curved lines different from each other on the longitudinal cross section of the blade parallel to the rotation axis.
  • the curve formed by the first curved portion in a longitudinal section parallel to the rotation axis may be convex in the direction in which the positive pressure surface faces on the shroud side, and convex in the direction in which the negative pressure surface faces on the main plate side.
  • the blade may include a longitudinal cross section that is parallel to the rotation axis, the convex side facing the positive pressure side on the shroud side, and the longitudinal side convex toward the negative pressure side on the main plate side.
  • the blade may be convex in the direction in which the positive pressure surface is directed.
  • the first shear bond surface portion and the second shear bond surface portion may have shapes corresponding to each other.
  • the first curved portion and the second curved portion may form an airfoil.
  • the first curved portion may constitute an upper surface of the airfoil, and the second curved portion may constitute a lower surface of the airfoil.
  • At least one of the positive pressure surface forming member and the negative pressure surface forming member may include a shroud joining surface portion which is joined to the shroud.
  • the shroud may have a curved surface extending in a direction away from the rotation axis as the inner circumferential surface through which the air sucked through the suction port is guided along the rotation axis direction, and the shroud joint surface portion corresponds to the shape of the shroud. It can have a curved surface.
  • the shroud joining surface part may be formed in a section except for a portion constituting the front joining part and the rear joining part at an upper end of at least one of the positive pressure forming part and the negative pressure forming part.
  • At least one of the positive pressure surface forming member and the negative pressure surface forming member may include a main plate bonding surface portion in contact with the main plate.
  • the main plate joining surface part may be formed in a section except for a portion constituting the front joining part and the rear joining part at a lower end of at least one of the positive pressure forming part and the negative pressure forming part.
  • Method for producing a centrifugal fan of the present invention is a member forming step of forming a first member and a second member having a curved surface by molding a metal plate; A blade forming step of bonding a front end portion of the first member and the second member and joining a rear end portion of the first member and the second member to form a blade; A shroud bonding step of bonding the shroud to at least one of the first member and the second member; And an abacus bonding step of bonding the abacus and at least one of the first member and the second member.
  • the member bonding step may include resistance welding the first member and the second member.
  • Positioning the blade on the abacus may further include, and the abacus bonding step may be performed in a state in which the blade is in place on the abacus.
  • the method may further include positioning the blade on the shroud, and the shroud joining step may be performed while the blade is in the shroud.
  • the blade, the shroud and the main plate may further comprise the step of painting in an integrated state.
  • the manufacturing method of the centrifugal fan and the centrifugal fan of the present invention has the effect of improving the performance of the fan by the three-dimensional blade shape while having a high rigidity compared to the conventional centrifugal fan made of a resin material.
  • the two members are respectively processed into curved surfaces, and then joined to form blades, the curved surfaces implemented by the respective members are independent of each other, so that a complicated three-dimensional blade (for example, a positive pressure surface and a negative pressure) is formed.
  • Surface is composed of curved surfaces having different tendencies).
  • the flow rate discharged from the main plate side is increased, so that the flow rate or flow rate distribution from the upper end of the blade in contact with the shroud to the lower end of the blade in contact with the main plate is more uniform than in the prior art.
  • the strength of the material is increased and the toughness is reduced due to the characteristics of the plastic working.
  • FIG. 1 illustrates a plug fan module as an example in which a centrifugal fan is applied.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a centrifugal fan according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of the centrifugal fan of FIG. 2.
  • Figure 4 shows the centrifugal fan of Figure 2 cut in the longitudinal direction.
  • FIG 5 shows an enlarged view of a structure in which (a) the hub and (b) the hub are coupled to the main plate.
  • Figure 6 shows the coupling of the (a) the positive pressure surface forming member, (b) the negative pressure surface forming member and (c) the positive pressure surface forming member and the negative pressure surface forming member.
  • FIG. 14 shows the factors defined at point P on the camber line with reference to FIG.
  • Figure 15 shows (a) the positions of the layers and (b) the cross sections taken by the layers on the blade.
  • FIG. 16 shows the cross sections shown in FIG. 15 on one plane by projecting in the direction of the rotation axis.
  • FIG. 18 is a graph illustrating the efficiency according to the air volume (Q) of the centrifugal fan and the conventional centrifugal fan according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 19 is a perspective view of a centrifugal fan according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 23 shows cross sections of the blade taken on the layers of FIG. 22.
  • FIG. 24 shows the cross sections shown in FIG. 23 on one plane by projecting in the rotation axis direction.
  • the centrifugal fan according to the embodiments described below may be applied to a refrigerator, an air conditioner, a cleaner, and the like. Since air naturally flows into the fan and is discharged to the outside, it can be installed without a duct, and in particular, it is installed outdoors as shown in FIG.
  • the plug may be applied to a plug type fan module applied to an air conditioner.
  • the fan module 1 includes a motor 2 having a rotation shaft, a support frame 3 supporting the motor 2, and a centrifugal fan 4 coupled to the rotation shaft of the motor 2.
  • an opening is formed in the front panel 5 installed at the front of the support frame 3 so that air can flow into the centrifugal fan 4, and the air introduced along the rotation axis direction through the opening is a centrifugal fan. As the 4 is rotated, it is discharged radially in the region of the rear surface of the front panel 5.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a centrifugal fan according to an embodiment of the present invention.
  • 3 is an exploded perspective view of the centrifugal fan of FIG. 2.
  • Figure 4 shows the centrifugal fan of Figure 2 cut in the longitudinal direction.
  • 5 shows an enlarged view of a structure in which (a) the hub and (b) the hub are coupled to the main plate.
  • Figure 6 shows the coupling of the (a) the positive pressure surface forming member, (b) the negative pressure surface forming member and (c) the positive pressure surface forming member and the negative pressure surface forming member.
  • 7 shows the heights at the front and rear ends of the blades of the centrifugal fan.
  • 8 shows grooves in which rivets for fixing the blades are fixed.
  • FIG. 9 to 10 partially illustrate centrifugal fans, in particular showing rivets and weld marks.
  • 11 shows the blade cut laterally.
  • 12 shows a cross section of the blade.
  • 13 shows the main factors defining the cross-sectional shape and mounting structure of the blade.
  • FIG. 14 shows the factors defined at point P on the camber line with reference to FIG.
  • Figure 15 shows (a) the positions of the layers and (b) the cross sections taken by the layers on the blade.
  • FIG. 16 shows the cross sections shown in FIG. 15 on one plane by projecting in the direction of the rotation axis.
  • the centrifugal fan 100 includes a main plate 110, a shroud 120, and a plurality of blades 130.
  • the material of the main plate 110, the shroud 120 and the blade 130 may be formed of a plastic material, preferably, steel.
  • the main plate 110 is rotated about a rotating axis O by the motor 4 (see FIG. 1).
  • the main plate 110 may be directly connected to the rotating shaft of the motor, but the centrifugal fan 100 may further include a hub 160 coupling the main plate 110 to the rotating shaft of the motor. .
  • the shroud 120 is spaced apart from the main plate 110 and forms an inlet 121 through which air is introduced in the direction of the rotation axis O.
  • the shroud 120 is formed in a ring shape in which the inlet 121 is formed at the center, and gradually expands in a radial direction from an inner circumference forming the inlet 121, at an outer circumference where the airflow conveyed by the blade 130 is discharged. Has a maximum diameter.
  • the shroud 120 may form a curved surface in which an inner surface on which air is guided is convexly curved toward the main plate 110.
  • a plurality of blades 130 are disposed along the circumferential direction between the main plate 110 and the shroud 120. Air sucked through the inlet 121 of the shroud 120 flows from the front end of the blade 130 to the rear end and is discharged.
  • the centrifugal fan 100 may have seven blades 130.
  • a portion at which the air flow sucked through the shroud 120 begins to contact the blade 130 is defined as a front end (FE), and a portion at which the air flow is separated from the blade 130 is referred to as a rear end (RE, Front Edge).
  • FE front end
  • RE rear end
  • the front ends FE are located on a predetermined common inner circumference, RE) are located on a predetermined common outer circumference having a diameter larger than the inner circumference.
  • the surface facing the outside of the centrifugal fan 100 in the blade 130 is called the positive pressure surface 131, and the surface facing the inside of the centrifugal fan 100 corresponding to the opposite side of the positive pressure surface 131 is the negative pressure surface 132. ),
  • the front end FE of the blade 130 is located in the direction (or rotational direction of the centrifugal fan 100) toward the positive pressure surface 131 relative to the rear end RE.
  • the main plate 110 includes a blade support plate 111 supporting the lower end of the blade 130, and a hub raised from the blade support plate 111 to the shroud 120 at the center thereof. It includes a mounting portion (112).
  • the hub mounting portion 112 extends with a predetermined curvature from the blade support plate 111.
  • the center of the hub mounting portion 112 is formed with a mounting hole (110a) is opened so that the hub 160 can be mounted, the hub mounting portion 112 is a plurality of first fastening holes (a) along the circumference of the mounting hole (110a) 110b) is formed at regular intervals along the circumferential direction.
  • the hub 160 has an insertion hole 160a through which a rotating shaft (not shown) of the motor is inserted in the center, and the hub body portion 161 and the hub body portion 161 seated on the hub mounting portion 112.
  • the tubular first protrusion 162 protrudes around the insertion hole 160a.
  • the hub body portion 161 has second fastening holes 161a formed to correspond to the first fastening holes 110b, and fastening members such as screws or bolts are formed in the first fastening holes 110b and the second fastening holes. By being fastened to 161a, the hub 160 and the main plate 110 are coupled to each other.
  • the first protrusion 162 has a key insertion groove 162a into which a key formed on a rotation shaft of the motor is inserted, and a fastening member fastened to a fastening hole (not shown) formed in the key in a radial direction. It has a key fastening hole 162b penetrated along it. A thread may be formed along the key fastening hole 162b.
  • the hub 160 may further include a tubular second protrusion 163 protruding from the hub body 161 in the opposite direction to the first protrusion 162 along the circumference of the insertion hole 160a.
  • the second protrusion 163 is inserted into the mounting hole 110a of the hub mounting portion 112, and the diameter thereof is substantially the same as the diameter of the mounting hole 110a.
  • the height HH raised from the blade support plate 111 and the curvature of the hub mount 112 are the owner of the efficiency of the fan and interact with each other.
  • the height of the hub mounting portion 112 is increased to act as a resistance to the inflow airflow to reduce the flow rate, but the appropriate height considering the curvature and the interaction of the hub mounting portion 112 increases the flow rate to increase the efficiency.
  • the hub mounting portion 112 is in contact with the rear surface of the hub body portion 161 forms a horizontal plane, but bent at the first curvature (1 / HR1) from the outer end of the horizontal plane, the portion connected to the blade support plate 111 Has a second curvature 1 / HR2 opposite to the first curvature 1 / HR1.
  • BD / 2 indicates a radius of the hub mounting part 112.
  • the main plate 110 has a discharge guide portion 113 on its outer peripheral side. More specifically, the blade support plate 111 is made of a plane that the surface of the blade 130 is coupled, the discharge guide portion 113 has a third curvature (1 / HR3) from the plane portion and the main plate 110 It consists of a curved surface that is bent downward (direction away from the shroud 120) to the outer periphery.
  • the guide is smoothly guided along the discharge guide 113, thereby suppressing the generation of vortices at the outer circumference of the main plate 110 from which the discharge airflow is separated, and reducing the resistance. There is.
  • BD / 2 represents the blowing radius of the abacus 110, and the distance from the center O of the abacus 110 to the rear end RE of the blade 130, the blade 130 is the main plate 110 and It is the value measured at the part connected.
  • the BDL indicates the length of the region in which the air flow separated from the rear end of the blade 130 is guided along the main plate 110. From the rear end RE of the blade 130 to the outer circumference of the main plate 110 along the radial direction. Is the distance.
  • the shroud 120 extends from the suction port 121 side to the outer circumference, forming a curved surface whose inner diameter is gradually increased.
  • the curved surface may have a constant curvature, but may preferably be changed a plurality of times.
  • the first curvature (1 / SR1) and the second curvature are sequentially made while extending from the inlet 121 to form a curved surface.
  • the third curvature 1 / SR3 is a curvature at the outer circumferential portion of the shroud 120 and preferably has a value substantially the same as the third curvature 1 / HR3 of the main plate 110. In this case, it was confirmed that the efficiency of the fan is improved.
  • SD 1/2 indicates the radius of the inlet 121 (diameter is SD 1), and SD 2/2 is a distance from the center O of the shroud 120 to the rear end RE of the blade 130.
  • Reference numeral 130 is a value measured at a portion connected to the shroud 120.
  • the vertical distance between the upper end of the blade 130 and the main plate 110 in contact with the shroud 120 is maximum at the front end FE of the blade 130. It has a value B1 and a minimum value B2 at the rear end RE of the blade 130.
  • the ratio B2 / B1 of the minimum value B2 to (B1) is both a factor that can contribute to the static pressure and the improvement of the fan. In particular, in the case of pluggable fan modules, it is important to optimize this static pressure raising factor because there is no duct.
  • the blade 130 includes a positive pressure surface forming member 140 forming a positive pressure surface 131 (see FIG. 2), and a negative pressure surface forming a negative pressure surface 132 (see FIG. 2).
  • the member 150 is included.
  • the positive pressure surface forming member 140 and the negative pressure surface forming member 150 may be coupled to form a space S therebetween.
  • the entire area of the positive pressure surface 131 is defined by the positive pressure surface forming member 140
  • the entire area of the negative pressure surface 132 is defined by the negative pressure surface forming member 150.
  • the positive pressure surface forming member 140 and the negative pressure surface forming member 150 may be formed by processing a metal plate.
  • the positive pressure surface forming member 140 (or the negative pressure surface forming member 150) is formed by processing a metal plate having a uniform thickness.
  • the positive pressure surface forming member 140 or the negative pressure surface forming member 150 may have sufficient rigidity even if the thickness thereof is about 1 mm. This is because the blade formed using the conventional metal sheet has a thickness of 2 mm or more. Compared to that, the thickness is reduced by 1/2 or more.
  • the positive pressure surface forming member 140 and the negative pressure surface forming member 150 may be formed by press molding (press forming) a plastic metal plate.
  • the steel plate has good plasticity, so that it is easy to be molded into various forms, but sufficient corrosion resistance, heat resistance, and rigidity can be secured according to the content ratio of carbon (C), chromium (Cr), nickel (Ni), and the like. Can be.
  • the centrifugal fan made of steel, it is possible to rotate at a faster speed than the conventional resin material due to the improved rigidity.
  • the present invention forms a blade using two members 140 and 150 made of a metal material, thereby ensuring sufficient rigidity and realizing a blade having a complicated shape for improving fan performance. There is an advantage.
  • the positive pressure surface forming member 140 and the negative pressure surface forming member 150 may be bonded to each other. Bonding between the positive pressure surface forming member 140 and the negative pressure surface forming member 150 may be made between the back surfaces of each member.
  • Bonding between the positive pressure surface forming member 140 and the negative pressure surface forming member 150 may be made between the back surfaces of each member.
  • a portion where the bonding between the positive pressure surface forming member 140 and the negative pressure surface forming member 150 is formed at the front end of the blade 130 is referred to as the shear joint 133, and the positive pressure surface is formed at the rear end of the blade 130.
  • the portion where the bonding between the member 140 and the negative pressure surface forming member 150 is made is referred to as a rear-junction 134.
  • the blade 130 has a main body 135 formed between the front junction 133 and the rear end junction 134, the main body 135 has a space (S) inward.
  • the body portion 135 may form a closed structure whose cross section surrounds the space (S).
  • the positive pressure surface forming member 140 has a first front joining surface portion 141 formed at a front end portion, a first rear joining surface portion 142 formed at a rear end portion, and a first front joining surface portion 141 and a second rear end portion.
  • the first curved portion 145 is formed between the bonding surface portion 142.
  • the second shear bonding surface portion 151 is formed at the front end portion
  • the second shear bonding surface portion 152 is formed at the rear end portion
  • the second shear bonding surface portion 151 is formed.
  • a second curved surface portion 155 is formed between the second back-side bonding surface portion 152.
  • the junction is made between the first shear junction surface portion 141 and the second shear junction surface portion 151, and in the trailing junction portion 134, the first posterior junction surface portion 142 and the first junction. Bonding is made between two rear-end joining surface parts 152.
  • the rear surface of the first shear bonding surface portion 141 (hereinafter referred to as the first shear bonding surface portion) and the rear surface of the second shear bonding surface portion 151 (hereinafter referred to as the second shear bonding surface) are It may be in surface contact with each other.
  • the first shear bond surface portion 141 and the second shear bond surface portion 151 may have bonding surfaces of a shape corresponding to each other. That is, the first shear bonding surface and the second shear bonding surface may be bonded to each other by being in substantially the same shape.
  • first rear-end junction surface the rear surface of the first rear-end junction 142
  • second rear-end junction surface the rear surface of the second rear-end junction 152
  • the first back end joining surface part 142 and the second back end joining surface part 152 may have joining surfaces having shapes corresponding to each other. That is, the first back end joining surface and the second back end joining surface may be bonded to each other by being in substantially the same shape.
  • the main body 135 includes a first curved portion 145 and a second curved portion 155, and a space S is formed between the first curved portion 145 and the second curved portion 155.
  • the space S has a cross-sectional shape determined by the rear surface of the first curved portion 145 and the rear surface of the second curved portion 155, and the main plate 110 downward by the shroud 120 on the upper side. It is limited by.
  • the first curved portion 145 and the second curved portion 155 may have a shape in which the curvature changes with different tendencies.
  • the shape of the first curved portion 145 and the second curved portion 155 determines the shape of the positive pressure surface 131 and the shape of the negative pressure surface 132, respectively.
  • the ability to configure the shape freely is very advantageous in terms of improving the performance of the fan.
  • Bonding between the positive pressure surface forming member 140 and the negative pressure surface forming member 150 at the front junction 133 or the back junction 134 may be made by welding, and in particular, resistance welding and laser welding may be performed. Can be mentioned.
  • Resistance welding is resistance welding in which the generation of resistance heat is limited to a relatively small specific part by pressurizing the welding position of the base material and passing current.
  • spot or projection welding Welding using electrodes generates band-shaped fusion marks (beads) formed by melting the base metal and the electrodes, but projection welding and spot welding have less bead formation, so the effect on the fan balancing is minimal. have.
  • Laser welding is relatively expensive, but the welding heat is very low, the range of heat influence is small, and the traces of the welding are not the least, so that very precise joints between the members are possible.
  • the blade 130 is formed by using laser welding, the area of the front junction 133 and the rear junction 134 may be significantly reduced.
  • the blade 130 may include a shroud connector 136 connected to the shroud 120.
  • the shroud connection part 136 may include shroud joint surface parts 143 and 153 bent at an upper end of at least one of the positive pressure surface forming member 140 and the negative pressure surface forming member 150.
  • the first shroud joint surface portion 143 and the second shroud joint surface portion 153 are formed in the positive pressure surface forming member 140 and the negative pressure surface forming member 150, respectively, and the positive pressure surface forming member 140 is formed. ) And the negative pressure surface forming member 150 are bonded to each other, the first shroud joining surface portion 143 and the second shroud joining surface portion 153 are bent in opposite directions.
  • the first shroud joining surface 143 and the second shroud joining surface 153 may be joined to the inner circumferential surface of the shroud 120 by welding.
  • Each of the first shroud joining surface portion 143 and the second shroud joining surface portion 153 is joined to each shroud 120 (hereinafter referred to as a first shroud joining surface and a second shroud joining surface). It is preferable to form a curved surface corresponding to the shape of the inner circumferential surface so that.) May be in close contact with the inner circumferential surface of the shroud 120.
  • the blade 130 may include an abacus connector 137 connected to the abacus 110.
  • the abacus connection part 137 may include abacus joint surface parts 144 and 154 bent at a lower end of at least one of the positive pressure surface forming member 140 and the negative pressure surface forming member 150.
  • the first abacus bonding surface portion 144 and the second abacus bonding surface portion 154 are formed in the positive pressure surface forming member 140 and the negative pressure surface forming member 150, respectively, In a state where the negative pressure surface forming members 150 are bonded to each other, the first abacus bonding surface portion 144 and the second abacus bonding surface portion 154 are bent in opposite directions.
  • the first abacus bonding surface portion 144 and the second abacus bonding surface portion 154 may be bonded to the abacus 110 by welding.
  • Each joining surface (hereinafter, referred to as a first abacus joining surface and a second abacus joining surface) to which the first abacus joining surface portion 144 and the second abacus joining surface portion 154 are joined to the main plate 110 is a main plate ( In close contact with 110).
  • Bonding between the shroud joining surface portions 143 and 153 and the shroud 120 or joining the abacus joining surface portions 144 and 154 to the abacus 110 may be by welding, and in particular, resistance welding and laser Welding may be mentioned. Resistance welding and laser welding have already been described, and further description thereof will be omitted.
  • the positive pressure surface forming member 140 and the negative pressure surface forming member 150 may be formed through the following process.
  • the metal plate material (especially steel plate material) having plasticity is pressed to form a first member and a second member having a curved surface.
  • the first member and the second member may be a positive pressure surface forming member 140 and a negative pressure surface forming member 150, respectively. Bending the upper end of any one of the first member 140 and the second member 150 to form the shroud joining surface portions 143, 153, and the first member 140 and the second member 150. It may include the step of bending the lower end of any one of the abacus bonding surface portion (144, 154).
  • the blade 130 is integrally placed on the main plate 110 by the bonding between the members 140 and 150.
  • the blade 130 may be fixed according to the preset inlet and outlet angles.
  • Shroud Bonding Step At least one of the first member 140 and the second member 150 is bonded to the shroud 120 in a state where the blade 130 is positioned on the main plate 110.
  • bonding may be performed by resistance welding (spot welding or projection welding) between the shroud joint surface portions 143, 153 and the shroud 120.
  • Abacus Bonding Step At least one of the first member 140 and the second member 150 is bonded to the abacus 110 in a state where the blade 130 is positioned on the abacus 110. Bonding may be achieved by resistance welding (particularly, spot welding or projection welding) between the abacus joint surface portions 144 and 154 and the abacus 110.
  • step (1), (4) or (5) the grooves 172 for fixing the rivets 171 to the shroud joining surface portions 143 and 153 and the abacus bonding surface portions 144 and 154 are provided.
  • the shroud 120 and the shroud joint surface portions 143 and 153 may be machined by rivets 171 in accordance with the grooves 172 before the resistance welding in step (4) or (5).
  • the abacus 110 and the abacus abutment surfaces 144 and 154 may be fastened. As shown in FIG.
  • FIG. 8 At least two positions of the front end portion and the rear end portion of the abacus joining surface portions 144 and 154 and at least the rear end portions of the shroud bonding surface portions 143 and 153 are shown in FIG. 8. It may be one place. However, depending on the size of the centrifugal fan 100, a groove 172 for fastening the rivet 171 may be further processed at the front ends of the shroud joint surface portions 143 and 153.
  • the joining surface portions 143, 153, 144, 154 and the counterpart are predetermined from the front end to the rear end at a portion other than the position where the rivet 171 is fastened. Spot welded can be spaced.
  • FIGS. 9 and 10 show the completed centrifugal fan made of the rivet 171 and the spot welding, the shroud joint surface portion 143, 153, the rivet 171 is fastened to two places of the rear end, the main plate bonding It can be seen that the rivets 171 are fastened to the front and rear ends of the surface portions 144 and 154, respectively.
  • these figures show traces by spot welding.
  • the spot welding leaves indentation or welding scars 173 in the form recessed from the surface in the base material. Due to the nature of the spot welding, the weld scars 173 are formed in a very limited range, Since there is little resistance to flow and it does not increase the weight of the base material, there is an advantage that there is little adverse effect on the balancing of the fan. In the case of projection welding, it is preferable to obtain a smooth surface without welding scars. However, when the thickness of the base material is thick, the weld scars 173 may be left although they are fine.
  • the shroud joint surface portions 143 and 153 or the abacus joint surface portions 144 and 154 need not necessarily reach the entire length from the front end to the rear end of the blade 130.
  • the front end portion of the blade 130, the shear junction portion 133 is formed in the entire area from the upper end portion connected to the shroud 120 to the lower end portion connected to the main plate 110, the shear junction portion 133 Top and bottom are bonded to the shroud 120 and the main plate 110, respectively.
  • a rear end junction 134 is formed at the rear end of the blade 130 from the upper end connected to the shroud 120 to the lower end connected to the main plate 110, and the upper end of the rear end junction 134.
  • the shroud connection part 136 is formed between the upper end of the front end junction 133 and the upper end of the rear end junction 134
  • the abacus connection part 173 is formed of the lower end of the front end junction 133 and the rear end junction 134. It is formed between the bottom.
  • the joint is formed between the positive pressure surface forming member 140 and the negative pressure surface forming member 150 by projection welding, respectively. It is preferable that the upper and lower ends of each of the joints 133 and 134 where the 153 or the abacus joint surface portions 144 and 154 are not formed are preferably held.
  • the blade 130 may have a 3D shape.
  • the 3D-shaped blade when projecting the cross-sections of the blade on a predetermined projection surface in a predetermined layer consisting of a predetermined plane orthogonal to the rotation axis (O) on the predetermined projection surface in the rotation axis (O) direction, At least two of the lines connecting the front end (FE) and the rear end (RE) of the respective cross sections are defined as not being located on the copper line.
  • the lines connecting the front end and the rear end are those defined according to a predetermined rule.
  • the front end FE and the rear end RE may be connected in a straight line.
  • the negative pressure surface 132 may be connected to the points located at an equidistant distance.
  • the blade 130 may form an airfoil cross section of a portion where the space S is formed.
  • This airfoil is defined by the body portion 135.
  • the cross section of the inner circumferential surface constituting the space (S) is an airfoil as a whole, but the front end of the cross-section may have a peak due to the bonding between the positive pressure surface forming member 140 and the negative pressure surface forming member 150, 'foll' It is defined based on the shape of the outer circumferential surface of the blade 130, the leading edge (LE) is located on an imaginary curve connecting between the outer circumferential surface of the positive pressure surface forming member 140 and the outer circumferential surface of the negative pressure surface forming member 150. define. In the drawing, r denotes the radius of curvature at the leading edge LE, and the radius of curvature at the top or bottom surface of the airfoil has a minimum value at the leading edge LE.
  • the cross section of the main body 135 may be an airfoil having a space S inwardly or a streamlined shape.
  • the airfoil has a leading edge, a trailing edge, and an upper surface connecting the leading and trailing edges (145a).
  • a lower surface 155a, and its shape is determined by various factors. These factors include a straight line connecting the leading and trailing edges (CRL, chord line), and a camber line (CBL, connecting the points located equidistant from the upper and lower surfaces between the leading and trailing edges).
  • CBL camber line
  • Xc Vector along codeline (CRL) at leading edge (LE)
  • ⁇ angle formed by the leading edge (LE) and the trailing edge (TE) with respect to the rotation axis (O)
  • ⁇ (P) angle formed by TC (P) and TCB (P)
  • ⁇ (P) angle formed by TCB (P) and CRL
  • ⁇ (P) is called an angle of attack
  • the angle of attack ⁇ (LE) at the leading edge LE is defined as an inlet angle
  • the angle of attack ⁇ (TE) at the trailing edge TE is an outlet angle. Is defined as
  • FIG. 15A four layers orthogonal to the rotation axis O are displayed.
  • the cross-sections S (L1), S (L2), S (L3), and S (L4) of the blade 130 have a first layer (Layer 1), a second layer (Layer 2), and a third layer ( Layer 3) and the fourth layer (Layer 4).
  • the first layer (Layer 1), the second layer (Layer 2), the third layer (Layer 3) and the fourth layer (Layer 4) required to define the shape of the blade 130 are from top to bottom along the rotation axis (O) It is enough if taken in order.
  • the camber wires are formed on the upper surface 145a of the airfoil at the end faces S (L1), S (L2), S (L3), and S (L4) of the arbitrary blades 130. It can be located between and the code line. Since the upper surface 145a constituting the positive pressure surface 131 is convex toward the outside of the centrifugal fan 1, the flow velocity at the positive pressure surface 131 is increased.
  • the rear end RE (L1) in the first blade section S (L1) is taken at the portion where the blade 130 is in contact with the shroud 120.
  • the rear end RE (2) is a circle C (L2) having a radius Rmax of the concentric circles C (P) about the rotation axis O.
  • the rear end RE (L3) is located on a circle C (L4) with a radius Rmin. .
  • the rear end RE of the blade 130 moves from the portion in contact with the shroud 120 toward the main plate 110, and gradually moves away from the rotation axis O in a certain section and then rotates on the second layer Layer 2.
  • the distance to (O) becomes the maximum (Rmax), and then gradually approaches the axis of rotation (O), the distance from the third layer (Layer 3) to the axis of rotation (O) becomes the minimum (Rmin), rest again. It is further away from the axis of rotation O until it meets the wood 120 (see RE (L4)).
  • the rear end RE of the blade 130 is composed of curves connecting RE (L1), RE (L2), RE (L3) and RE (L4), and considering the relationship in which these points are geometrically arranged, There is an inflection point between RE (L2) and RE (L3).
  • the section between the inflection point and the RE (L4) is the concave shape of the positive pressure surface 131 toward the rotation axis (O), not only advantageous to increase the positive pressure, there is an effect of inducing the flow to the main plate 10 side.
  • the front end (FE (L1) on the first layer (Layer 1) ) Is located far from the axis of rotation O relative to the other shears FE (L2), FE (L3), FE (L4), and the shear (FE (L3) on the third layer (Layer 3) ) Is located closer to the axis of rotation O than the other shears FE (L1), FE (L2), FE (L4) shown in the figure.
  • the blade 130 has a trailing end of the feature points (for example, an inflection point and a point where the distance from the rotation axis O becomes the minimum or maximum) that can be seen as a change in distance from the rotation axis O to the front end FE.
  • the feature points of the RE for example, RE (L3) and RE (L2) to be the minimum distance to the rotation axis O
  • the blade angles S (L1), S (L2), S (L3), and S (L4) are described with reference to the angle of attack ⁇ defined with reference to FIGS. 13 to 14, and the cross section on the first layer (Layer 1).
  • the angle of attack ⁇ at S (L1) increases from the leading edge LE (L1) to the trailing edge TE (L1) and at the cross section S (L4) on the fourth layer (Layer 4).
  • ⁇ value also increases from the leading edge (LE (L4)) to the trailing edge (TE (L4)).
  • the inlet angle ⁇ (LE (L1)) in the first end face S (L1) is approximately 16 degrees
  • the outlet angle ⁇ (TE (L1)) is approximately 24 degrees.
  • the inlet angle ⁇ (LE (L4)) in the fourth end face S (L4) is approximately 10 degrees
  • the outlet angle ⁇ (TE (L4)) is approximately 38 degrees.
  • the blade 130 Since the flow rate discharged along the main plate 110 and the flow rate through the shroud 120 are different from each other, the blade 130 is moved from the upper end connected with the shroud 120 to the lower end connected with the main plate 110.
  • the change in the angle of attack ⁇ has a great influence on the efficiency of the fan. Therefore, the blade 130 has a cross section S (L4) in the fourth layer Layer 4 from the leading edge LE (L1) in the cross section S (L1) in the first layer Layer 1.
  • the angle of attack increases gradually, and the exit angle ⁇ at the cross section S (L4) on the fourth layer Layer 4 is increased. (TE (L4))) is the best. Therefore, the flow rate discharged from the main plate 110 side can be increased.
  • the blade 130 has a curve formed by the first curved portion 145 in a longitudinal section parallel to the rotation axis O, and is convex in the direction toward which the positive pressure surface 131 faces on the shroud 120 side ( On the main plate 110 side, it is convex in the direction which the negative pressure surface 132 faces (refer CRC).
  • CRC convex in the direction which the negative pressure surface 132 faces
  • the negative pressure surface 132 may have a convex shape in the direction.
  • FIG. 18 is a graph illustrating the efficiency according to the air volume (Q) of the centrifugal fan and the conventional centrifugal fan according to an embodiment of the present invention.
  • the centrifugal fan 100 according to an embodiment of the present invention has been confirmed that the efficiency of the air volume is increased compared to the conventional centrifugal fan, in particular, the centrifugal fan 100 efficiency This reached a maximum of 82%, which is a significant improvement over the prior art, which was about 70% crazy at the same air volume.
  • FIG. 19 is a perspective view of a centrifugal fan according to another embodiment of the present invention.
  • 20 to 21 illustrate the centrifugal fan of FIG. 19 cut in the longitudinal direction.
  • 22 shows the layers referred to to explain the shape of the blade.
  • FIG. 23 shows cross sections of the blade taken on the layers of FIG. 22.
  • FIG. 24 shows the cross sections shown in FIG. 23 on one plane by projecting in the rotation axis direction.
  • the centrifugal fan 200 according to another embodiment of the present invention includes a main plate 210 to which the hub 260 is coupled, a shroud 220, and a blade 230. .
  • the shroud 220 has a first curvature 1 / SR1 and a second in sequence while extending in a curved shape from the inlet 221 side.
  • the curvature varies with the curvature 1 / SR2
  • the processing of the discharge guide SDL for diffusing the flow is easy.
  • the main plate 210 may also have a discharge guide portion 213 on its outer circumference, and the discharge guide portion 213 may have the same shape as the discharge guide portion SDL of the shroud 220.
  • the blade 230 may be formed by mutual bonding between the positive pressure surface forming member 240 and the negative pressure surface forming member 250, these members 240, 250 Bonding method between the two may be made substantially the same as the above-described embodiment described with reference to FIGS.
  • the front bonding surface portion of the positive pressure surface forming member 240 and the front bonding surface portion of the negative pressure surface forming member 250 may be joined to each other, and the rear end portion 234 may be bonded to each other.
  • the rear end joint surface portion of the negative pressure surface forming member 250 and the rear joint surface portion of the negative pressure surface forming member 250 may be joined to each other.
  • At least one of the positive pressure surface forming member 240 and the negative pressure surface forming member 250 may be bonded to each other.
  • Shroud bonding surface portion (not shown) to be bonded to the shroud 220 may be formed on the top.
  • the lower end of at least one of the positive pressure surface forming member 240 and the negative pressure surface forming member 250 may be formed with a main plate bonding surface portion (not shown) to be bonded to the main plate 210.
  • the shroud joining surface portion and the main plate joining surface portion are substantially the same as in the blade 130 according to the above-described embodiment.
  • the blade 230 includes a front junction 233, a body 235, and a rear junction 234, and a cross section of the blade 230 described below constitutes an airfoil by the body 235. .
  • FIG. 22 a first layer (Layer 1), a second layer (Layer 2), and a third layer (Layer 3) orthogonal to the rotation axis O are shown.
  • Cross sections S (L1), S (L2), and S (L3) of the blades 230 of FIGS. 23 to 24 are respectively a first layer (Layer 1), a second layer (Layer 2), a third layer These are the ones shown on (Layer 3).
  • the rear end RE (L1) in the first blade section S (L1) is taken at the portion where the blade 230 is in contact with the shroud 120.
  • the third blade cross section S (L3) is taken at a portion where the blade 230 meets the main plate 210.
  • the second blade end face S (L2) is taken between the first blade end face S (L1) and the third blade end face S (L3), but the shape of the blade 230 is not limited thereto.
  • the first layer (Layer 1), the second layer (Layer 3) and the third layer (Layer 3) for definition are sufficient to be taken in order from top to bottom along the rotation axis (O).
  • the second blade cross section S (L2) is farthest from the rotational axis O.
  • the positive pressure surface of the blade 230 is the longest distance from the rotation axis (O) on the second blade end surface (S (L2)). That is, the blade 230 is most convex in the direction in which the positive pressure surface faces in the second blade end surface S (L2).
  • the blade 230 is a longitudinal section parallel to the rotation axis O, and may have a longitudinal section that forms a convex shape in the direction in which the positive pressure surface faces.
  • the front end or the rear end of the blade 230 may have a convex shape in the direction in which the positive pressure surface is directed.
  • the blade 230 extends upward from the convex portion formed between the first blade end surface S (L1) and the third blade end surface S (L3) to connect with the shroud 220.
  • the upper extension portion 239 is perpendicular to the main plate 210, and the shroud joint surface portion of the positive pressure surface forming member 240 and the negative pressure surface forming member 250 extends upward. It is formed on top of the portion 239.

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Abstract

본 발명의 원심팬은 가소성을 갖는 두 개의 부재를 상호 접합하여 구성된 블레이드를 갖으므로써, 내구성이 뛰어나고, 블레이드의 정압면 또는 부압면의 복잡한 형상을 용이하게 구현할 수 있어, 팬의 성능 향상에 유리하다.

Description

원심팬 및 원심팬의 제조방법
본 발명은 원심팬 및 원심팬의 제조방법에 관한 것이다.
원심팬은 쉬라우드를 통해 축방향으로 유입된 공기를 가속시켜 블레이드들 사이를 통해 반경방향으로 토출하는 팬이다. 원심팬의 성능은 마찰손실, 충격손실 등은 물론 여러 형상요인에 의해 영향을 받는다. 예를들어, 원심팬의 속도, 블레이드의 형상, 각도나 개수, 쉬라우드의 형상 등이 원심팬의 성능에 영향을 미치는 요인들의 대표적인 예이다.
이러한 요인들 중 특히, 블레이드의 형상은, 원심팬의 전체적인 크기나 규격을 크게 변경하지 않고도 성능을 향상시킬 수 있어 중요한데, 최근에는 블레이드의 형상을 다양하게 시도함으로써 원하는 성능을 얻고자 하는 연구들이 활발하게 이루어지고 있다.
복잡한 형상의 블레이드일수록, 이를 제조하는데 있어서 재질이 중요한 요소로써 고려되어야 한다. 원하는 형상의 블레이드를 가장 쉽게 제조할 수 있는 방법으로는 수지재를 사출하는 것으로, 이 경우, 블레이드와 결합되는 주판과 쉬라우드 역시 블레이드와 동일한 재질의 수지재로 이루어지는 것이 일반적이다. 원심팬이 소형인 경우에는 수지재에 의해서도 필요한 강도를 확보할 수 있으나, 대형화하기는 강성과 내구성 측면에서 쉽지 않다.
다르게는, 모터의 회전력이 전달되는 주판은 충분한 강도를 갖는 금속재질로 형성하고, 블레이드는 수지재로 형성하는 것을 고려해 볼 수 있으나, 이 경우에는 블레이드와 주판의 결합이 이종의 재질간에 이루어지기 때문에 결합강도나 내구성을 확보하는 것이 쉽지 않을 뿐더라, 결합 강도를 확보하기 위해 체결구가 추가되는 경우, 마찰손실을 유발하는 요인으로 작용하여 성능 향상에 어려움이 있다.
한편, 대형제품에 적용되는 원심팬에는 매우 큰 기외정압이 작용하기 때문에, 수지재로 형성되는 경우에는 압력을 견디지 못하고 파손될 우려가 있다. 그래서, 대형제품에 적용되는 원심팬에는 금속재질이 적합하나, 금속재질의 원심팬은 수지재에 비해 블레이드의 형상을 자유롭게 구현하기 어려워, 종래의 금속재질로 이루어진 블레이드는 그 형상이 매우 단순하였다.
종래의 금속재질의 블레이드에 대해 좀 더 살펴보자면, 먼저, 블레이드가 하나의 판재로 이루어진 경우를 생각해 볼 수 있다. 이 경우, 강성 확보를 위해서는 블레이드의 두께가 적어도 2mm 이상이 되어야 하며, 재질에 따라서는 2.7mm 이상의 두께를 갖는 경우도 있다. 블레이드의 두께가 두꺼워질수록 재료비가 증가하고 팬의 효율이 떨어지는 문제가 있다. 잘 알려진 바와 같이, 블레이드의 형상은 팬의 성능(특히, 팬의 효율)에 큰 영향을 미친다. 따라서, 종래의 금속재질의 원심팬은 수지재에 비해 무거워졌으나, 효율 측면에서는 그 다지 이득이 되지 못하였다.
한편, 일본공개특허 2000-45997은 금속재질로 된 하나의 판재를 접어서 형성한 블레이드를 개시하고 있다. 상기 특허는 하나의 판재를 굽힘 가공하여 단면이 익형(airfoil)을 이루는 블레이드를 형성하고 있다. 특히, 상기 블레이드는 전연(1af)은 원심팬의 회전축에 대해 소정의 경사를 이루고, 후연(1ab)은 상기 회전출에 평행한 입체적이 형태이기는 하나, 상기 특허의 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 블레이드는 회전축과 직교하는 임의의 레이어들 상에 취한 각 익형들이 공통의 캠버선(camber line)을 갖는다. 예를들어, 상기 블레이드는 주판(3)과 접합되는 하단부에서 캠버선의 길이가 가장길고, 쉬라우드와 접하는 상단부에서 캠버선의 길이가 가장 짧으나, 상기 상단부에서의 캠버선은 상기 하단부에서의 캠버선과 완전히 중첩된다. 이러한 형태의 블레이드는 상기 특허의 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이, 하나의 금속판재를 하나의 캠버선을 정의하는 틀(5c2)에 맞추어 굽힘가공을 하는 이상 필연적인 것이다. 이상에서와 같이 일본공개특허 2000-45997는 블레이드가 금속재질로 이루어지기는 하나, 블레이드의 형상에 일정한 제약이 있어 복잡한 입체 형상, 예를들어, 블레이드의 상하 방향을 따라 받음각(β)의 형태가 변한다거나, 블레이드 각 단면의 캠버선들이 서로와의 관계에서 각도를 이룬는 등의 복잡한 형상의 블레이드를 형성하기 곤란한 문제가 있다.
한편, 일본공개특허 2003-396522는 전연(Leading Edge)에서 후연(Trailing Edge)으로 갈수록 두께가 얇아지는 블레이드를 수지재로 이루어진 두 개의 부품(제 1 면부(51), 제 2 면부(61))을 결합하여 형성한 원심팬을 개시하고 있으나, 블레이드의 후연으로 갈수록 두께가 매우 얇아지기 때문에, 사출 두께의 한계 상 후연을 이루는 부분을 두 개의 부품을 결합하여 형성할 수 없어, 정압면을 이루는 제 1 면부에 온전한 후연을 형성하고, 부압면은 제 2 면부 뿐만 아니라 제 1 면부의 후연부분에 의해 형성된다. 여기서, 부압면 상에서 제 2 면부와 제 1 면부간의 결합은 끼움 결함에 의해 이루어지나, 그 결합강도의 취약성을 해결하고자 제 2 면부에 제 1 면부를 향해 돌출된 접합돌기(62a)를 형성하고, 제 1 면부에는 상기 접합돌기가 끼워지는 환상의 돌기(52a)를 형성하고 있다. 이러한 접합돌기와 환상의 돌기는 제 1 면부와 제 2 면부가 수지재로 형성되었기에 가공이 용이한 것일 뿐만 아니라, 상기 접합돌기와 환상의 돌기 간의 결합은 끼움방식이기 때문에, 수지재와 같이 다소 간의 변형이 가능한 경우여야만 상호 분리되지 않고 결합을 유지할 수 있다.
본 발명이 해결하려고 하는 과제는 금속재질의 두 개의 부재로 이루어진 블레이드를 갖는 원심팬을 제공하는 것이다.
또한, 블레이드의 형상 개선을 통해 팬의 성능을 향상시킨 원심팬을 제공하는 것이다.
또한, 금속재질로는 기존에 구현하기 어려웠던 복잡한 입체 형상의 블레이드를 갖는 원심팬을 제공하는 것이다.
또한, 재료비를 줄이며서도, 강성을 향상시킨 원심팬을 제공하는 것이다.
또한, 종래에 비해 대형제품에 적용될 수 있는 원심팬을 제공하는 것이다.
또한, 정압면과 부압면이 서로 다른 경향을 갖는 곡면으로 이루어진 블레이드를 갖는 원심팬을 제공하는 것이다.
또한, 블레이드의 형상 개선을 통해 유동저항을 줄이고, 특히, 팬의 효율을 개선시킨 원심팬을 제공하는 것이다.
또한, 입체적인 형상의 블레이드를 쉬라우드 또는 주판과 쉽게 결합할 수 있는 원심팬을 제공하는 것이다.
또한, 부재간의 용접흔을 최소화하여 유동저항의 증가를 억제하고 용접흔으로 인한 팬의 밸런싱에 미치는 영향을 최소화한 원심팬을 제공하는 것이다.
또한, 블레이드를 구성하는 부재간의 접합부 또는 결합부가 정압면 또는 부압면 상에 존재하지 않는 원심팬을 제공하는 것이다.
또한, 쉬라우드의 외주 또는 주판의 외주에서의 와류 생성을 억제한 원심팬을 제공하는 것이다.
또한, 블레이드의 형상을 개선함으로써 주판 측에서 토출되는 유량을 증가시킨 원심팬을 제공하는 것이다.
또한, 금속판재의 가공과정을 통해 블레이드의 강성을 개선시킨 원심팬을 제공하는 것이다.
또한, 금속재질의 두 개의 부재로 이루어진 블레이드를 갖는 원심팬을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
또한, 블레이드를 구성하는 두 개의 부재 간을 접합하는 방법을 포함하는 원심팬의 제조방법을 제공하는 것이다.
또한, 블레이드와 주판 또는 쉬라우드 간을 접합하는 방법을 포함하는 원심팬의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 원심팬은 회전축을 중심으로 회전되는 주판; 공기가 흡입되는 흡입구가 형성된 쉬라우드(shroud); 및 상기 주판과 쉬라우드 사이에서 원주방향을 따라 배열되고, 상기 흡입구를 통해 흡입된 공기가 전단부로부터 후단부로 유동되는 다수개의 블레이드를 포함한다. 상기 블레이드는 곡면을 갖는 금속판재로 이루어진 한 쌍의 부재간의 상호 접합에 의해 형성되되, 상기 한 쌍의 부재 중 어느 하나는 상기 블레이드의 정압면을 형성하는 정압면 형성부재이고, 다른 하나는 상기 블레이드의 부압면을 형성하는 부압면 형성부재이다. 상기 정압면 형성부재와 부압면 형성부재는, 상기 회전축을 가로지르는 레이어 상에서 상기 블레이드의 단면이 폐쇄 형태를 이루도록, 서로 간의 사이에 공간을 두고 서로 접합된다.
바람직하게는, 상기 회전축과 직교하는 평면으로 이루어진 레이어들 상에서의 상기 블레이드의 단면들을 상기 회전축 방향으로 소정의 투영면 상에 투영할 시, 상기 투영면 상에서 상기 각 단면의 전단과 후단을 연결한 선들 중 둘 이상이 동선상에 위치되지 않는다.
상기 정압면 형성부재와 부압면 형성부재 간의 접합은 상기 전단부와 상기 후단부에서 이루어지고, 상기 전단부와 후단부 사이에 상기 공간이 위치할 수 있다. 상기 정압면 형성부재와 부압면 형성부재 간의 접합은 상기 정압면의 배면과 상기 부압면의 배면 간에 이루어질 수 있다.
상기 정압면 형성부재와 상기 부압면 형성부재는 스틸재질로 이루어질 수 있다.
상기 정압면 형성부재와 부압면 형성부재는 각각 균일한 두께의 금속판재로 형성될 수 있다.
상기 쉬라우드, 블레이드 및 주판은 동일한 재질로 이루어질 수 있다.
상기 정압면 형성부재 및 부압면 형성부재 중 적어도 하나는 상기 쉬라우드와 접합되는 쉬라우드 접합면부를 포함할 수 있다. 상기 쉬라우드 접합면은 상기 정압면 형성부재 및 부압면 형성부재 각각의 상단부에서 서로에 대해 멀어지는 방향으로 절곡되어 형성될 수 있다.
상기 쉬라우드는 상기 흡입구를 통해 흡입된 공기가 안내되는 내주면이 상기 회전축을 따라 상기 주판 측으로 갈수록 상기 회전축으로부터 멀어지는 방향으로 확장되는 곡면을 갖을 수 있고, 상기 쉬라우드 접합면부는 상기 곡면에 밀착될 수 있도록, 상기 곡면의 형상과 대응하는 형상을 이룰 수 있다.
상기 곡면은 가압가공에 의해 형성될 수 있다.
상기 회전축을 가로지는 임의의 레이어 상에서 상기 블레이드의 단면은 전연(leading edge)과 후연(trailing edge) 사이에서 각각 곡면을 이루며 연장되는 상면과 하면 중 상기 상면이 상기 정압면에 속하고, 하면이 상기 부압면에 속하는 익형(airfoil)을 구성할 수 있다. 상기 익형은 상기 상면과 하면으로부터 등거리를 연결한 캠버선(camber line)이, 상기 전연과 후연을 직선으로 연결한 코드선(chord)과 상기 상면 사이에 위치할 수 있다. 상기 블레이드는 상기 회전축을 중심으로 한 동심원들 중 상기 캠버선 상의 소정의 점이 위치하는 원에서 상기 점을 지나는 접선과, 상기 점에서 상기 캠버선의 접선이 이루는 각은, 상기 정압면 상의 기류 경로(stream line)를 따라 진행될수록 점점 증가되는 구간을 포함할 수 있다.
상기 주판으로부터 상기 블레이드의 전단이 상기 쉬라우드와 만나는 지점까지의 높이는, 상기 주판으로부터 상기 블레이드의 후단이 상기 쉬라우드와 만나는 지점까지의 높이보다 클 수 있다.
상기 정압면 형성부재 및 부압면 형성부재 중 적어도 하나는 상기 주판과 접합되는 주판 접합면부를 포함할 수 있다. 상기 주판 접합면부는 상기 정압면 형성부재 및 부압면 형성부재 각각의 하단부에서 서로에 대해 멀어지는 방향으로 절곡되어 형성될 수 있다.
상기 공간은 상기 정압면의 배면과 상기 부압면의 배면과 상기 쉬라우드와 상기 주판에 의해 규정될 수 있다.
상기 정압면은 전 영역이 상기 정압면 형성부재에 의해 규정될 수 있고, 상기 부압면은 전 영역이 상기 부압면 형성부재에 의해 규정될 수 있다.
다르게는, 본 발명의 원심팬은 회전축을 중심으로 회전되는 주판; 공기가 흡입되는 흡입구가 형성된 쉬라우드(shroud); 및 상기 주판과 쉬라우드 사이에서 원주방향을 따라 배열되고, 상기 흡입구를 통해 흡입된 공기가 전단부로부터 후단부로 유동되는 다수개의 블레이드를 포함한다. 상기 블레이드는 금속판재로 이루어진 한 쌍의 부재간의 상호 접합에 의해 형성되되, 상기 한 쌍의 부재 중 어느 하나는 상기 블레이드의 정압면을 형성하는 정압면 형성부재이고, 다른 하나는 상기 블레이드의 부압면을 형성하는 부압면 형성부재이다. 상기 정압면 형성부재와 부압면 형성부재 간의 접합은 상기 전단부와 상기 후단부에서 이루어진다.
상기 정압면 형성부재와 부압면 형성부재 간의 접합은 상기 정압면의 배면과 상기 부압면의 배면 간에 이루어질 수 있다. 상기 정압면 형성부재와 상기 부압면 형성부재 간의 접합은 상기 정압면과 부압면 중 어느 하나의 배면에 돌출부를 형성하고, 상기 돌출부와 상기 정압면과 부압면 중 다른 하나 간의 프로젝션 용접에 의해 이루어질 수 있다.
상기 정압면 형성부재와 상기 부압면 형성부재 간의 접합은 스팟 용접에 의해 이루어질 수 있다.
상기 정압면 형성부재와 상기 부압면 형성부재 간의 접합은 레이져 용접에 의해 이루어질 수 있다.
상기 정압면 형성부재와 상기 부압면 형성부재는 스틸재질로 이루어질 수 있다.
상기 쉬라우드, 블레이드 및 주판은 동일한 재질로 이루어질 수 있다.
상기 정압면 형성부재 및 부압면 형성부재 중 적어도 하나는 상기 쉬라우드와 접합되는 쉬라우드 접합면부를 포함할 수 있다. 상기 쉬라우드 접합면부는 상기 정압면 형성부재 및 부압면 형성부재 각각의 상단부에서 서로에 대해 멀어지는 방향으로 절곡되어 형성될 수 있다.
상기 전단부의 상단 및 후단부의 상단 중 적어도 하나는 상기 쉬라우드와 접할 수 있다. 상기 쉬라우드 접합면부는 상기 정압면 형성부재 및 부압면 형성부재 중 적어도 하나의 상단부에서 상기 전단부와 상기 후단부를 구성하는 부분을 제외한 구간에 형성될 수 있다.
상기 쉬라우드 접합면부와 상기 쉬라우드 간의 접합은 상기 쉬라우드 접합면부 및 상기 쉬라우드 중 어느 하나에 돌출부를 형성하고, 상기 돌출부와 상기 쉬라우드 접합면부 및 상기 쉬라우드 중 다른 하나가 갖는 소정의 면 간에 프로젝션 용접에 의해 이루어질 수 있다.
상기 쉬라우드 접합면부와 상기 쉬라우드 간의 접합은 스팟 용접에 의해 이루어질 수 있다. 상기 쉬라우드 및 상기 쉬라우드 접합면부 중 적어도 하나에는 상기 스팟 용접에 의해 주변부보다 함몰된 용접흔들이 소정의 간격을 이루며 열을 지어 형성될 수 있다.
상기 쉬라우드 접합면부와 상기 쉬라우드 간의 접합은 레이져 용접에 의해 이루어질 수 있다.
상기 정압면 형성부재 및 부압면 형성부재 중 적어도 하나는 상기 주판과 접합되는 주판 접합면부를 포함할 수 있다. 상기 주판 접합면부는 상기 정압면 형성부재 및 부압면 형성부재 각각의 하단부에서 서로에 대해 멀어지는 방향으로 절곡되어 형성될 수 있다.
상기 전단부의 상단 및 후단부의 하단 중 적어도 하나는 상기 주판과 접할 수 있다. 상기 주판 접합면부는 상기 정압면 형성부재 및 부압면 형성부재 중 적어도 하나의 하단부에서 상기 전단부와 상기 후단부를 구성하는 부분을 제외한 구간에 형성될 수 있다.
상기 정압면 형성부재와 상기 부압면 형성부재 중 적어도 하나는 가압가공에 의해 형성된 곡면을 갖을 수 있다.
상기 쉬라우드는 상기 흡입구를 통해 흡입된 공기가 안내되는 내주면이 상기 회전축을 따라 상기 주판 측으로 갈수록 상기 회전축으로부터 멀어지는 방향으로 확장되는 곡면을 갖을 수 있고, 상기 쉬라우드 접합면부는 상기 곡면에 밀착될 수 있도록, 상기 곡면의 형상과 대응하는 형상을 이룰 수 있다.
상기 주판으로부터 상기 블레이드의 전단이 상기 쉬라우드와 만나는 점까지의 높이는, 상기 주판으로부터 상기 블레이드의 후단이 상기 쉬라우드와 만나는 높이보다 클 수 있다.
상기 블레이드는 상기 정압면 전체가 상기 정압면 형성부재에 의해 규정될 수 있고, 상기 부압면 전체가 상기 부압면 형성부재에 의해 규정될 수 있다.
다르게는, 본 발명의 원심팬은 회전축을 중심으로 회전되는 주판; 공기가 흡입되는 흡입구가 형성된 쉬라우드; 및 상기 주판과 쉬라우드 사이에서 원주방향을 따라 배열되고, 상기 흡입구를 통해 흡입된 공기가 전단부로부터 후단부로 유동되는 다수개의 블레이드를 포함한다. 상기 블레이드는 금속판재로 이루어져 곡면을 갖는 한 쌍의 부재간의 상호 접합에 의해 형성되되, 상기 회전축과 직교하는 평면으로 이루어진 레이어들 상에서의 상기 블레이드의 단면들을 상기 회전축 방향으로 소정의 투영면 상에 투영할 시, 상기 투영면 상에서 상기 각 단면의 전단과 후단을 연결한 선들 중 둘 이상이 동선상에 위치되지 않는다.
상기 블레이드의 후단은 전단에 비해 상기 회전축으로부터 먼 거리에 위치하되, 상기 원심팬의 회전방향과 반대방향 쪽으로 치우쳐 위치할 수 있다.
상기 회전축을 가로지는 임의의 레이어 상에서 상기 블레이드의 단면은 전연(leading edge)과 후연(trailing edge) 사이에서 각각 곡면을 이루며 연장되는 상면과 하면 중 상기 상면이 상기 블레이드의 정압면에 속하고, 하면이 상기 블레이드의 부압면에 속하는 익형(airfoil)을 구성할 수 있다.
상기 익형은 상기 상면과 하면으로부터 등거리를 연결한 캠버선이, 상기 전연과 후연을 직선으로 연결한 코드선과 상기 상면 사이에 위치할 수 있다. 상기 회전축을 중심으로 한 동심원들 중, 상기 캠버선 상의 소정의 점이 위치하는 원에서 상기 점을 지나는 접선과, 상기 점에서 상기 캠버선의 접선이 이루는 각은, 상기 정압면 상의 기류 경로를 따라 진행될수록 점점 증가될 수 있다.
상기 블레이드를 구성하는 한 쌍의 부재는 상기 블레이드의 정압면의 전 영역을 규정하는 정압면 형성부재; 및 상기 블레이드의 부압면의 전 영역을 규정하는 부압면 형성부재를 포함할 수 있다.
상기 정압면 형성부재와 상기 부압면 형성부재는 스틸재질로 이루어질 수 있다.
상기 쉬라우드, 블레이드 및 주판은 동일한 재질로 이루어질 수 있다.
상기 한 쌍의 부재 중 적어도 하나는 곡면을 갖을 수 있다.
상기 한 쌍의 부재는 그들 상에 공간을 두고 서로 접합될 수 있다.
상기 블레이드는 상기 쉬라우드 측에서는 정압면이 향하는 방향으로 볼록하고, 상기 주판 측에서는 부압면이 향하는 방향으로 볼록할 수 있다. 상기 블레이드는 상기 정압면이 향하는 방향으로 볼록한 부분에서 상기 회전축으로부터의 거리가 최대가 될 수 있다.
상기 블레이드는 상기 부압면이 향하는 방향으로 볼록한 부분에서 상기 회전축으로부터의 거리가 최소가 될 수 있다.
상기 블레이드는 상기 정압면이 향하는 방향으로 볼록한 부분을 포함할 수 있다. 상기 블레이드는 상기 정압면이 향하는 방향으로 볼록한 부분에서 상기 회전축으로부터의 거리가 최대가 될 수 있다.
다르게는, 본 발명의 원심팬은 회전축을 중심으로 회전되는 주판; 공기가 흡입되는 흡입구가 형성된 쉬라우드; 및 상기 주판과 쉬라우드 사이에서 원주방향을 따라 배열되는 다수개의 블레이드를 포함한다. 상기 블레이드는 금속판재로 이루어진 한 쌍의 부재간의 상호 접합에 의해 형성되되, 상기 한 쌍의 부재 중 어느 하나는 상기 블레이드의 정압면을 형성하는 정압면 형성부재이고, 다른 하나는 상기 블레이드의 부압면을 형성하는 부압면 형성부재이다. 상기 정압면 형성부재는 곡면을 이루는 제 1 곡면부와, 상기 제 1 곡면부를 사이에 두고 양측으로 각각 제 1 전단 접합면부와, 제 1 후단 접합면부를 포함한다. 상기 부압면 형성부재는 곡면을 이루고, 상기 제 1 곡면부의 사이에 공간을 갖는 제 2 곡면부와, 상기 제 2 곡면부를 사이에 두고 양측으로 각각 상기 제 1 전단 접합면부와 접합되는 제 2 전단 접합면부와, 상기 제 1 후단 접합면부와 접합되는 제 2 후단 접합면부가 형성된다.
상기 회전축과 평행한 상기 블레이드의 종단면 상에서 상기 제 1 곡면부와 상기 제 2 곡면부는 서로 다른 형태의 곡선을 이룰 수 있다.
상기 회전축에 평행한 종단면에서 상기 제 1 곡면부가 이루는 곡선은, 상기 쉬라우드 측에서는 상기 정압면이 향하는 방향으로 볼록하고, 상기 주판 측에서는 상기 부압면이 향하는 방향으로 볼록할 수 있다.
상기 블레이드는 상기 회전축에 평행한 종단면으로, 상기 쉬라우드 측에서는 상기 정압면이 향하는 방향으로 볼록하고, 상기 주판 측에서는 상기 부압면이 향하는 방향으로 볼록한 종단면을 포함할 수 있다.
상기 블레이드는 상기 정압면이 향하는 방향으로 볼록할 수 있다.
상기 제 1 전단 접합면부와 제 2 전단 접합면부는 서로 대응하는 형상일 수 있다.
상기 회전축을 가로지르는 레이어 상에서, 상기 제 1 곡면부와 제 2 곡면부는 익형을 구성할 수 있다. 상기 제 1 곡면부는 상기 익형의 상면을 구성할 수 있고, 상기 제 2 곡면부는 상기 익형의 하면을 구성할 수 있다.
상기 정압면 형성부재 및 상기 부압면 형성부재 중 적어도 하나는 상기 쉬라우드와 접합되는 쉬라우드 접합면부를 포함할 수 있다. 상기 쉬라우드는 상기 흡입구를 통해 흡입된 공기가 안내되는 내주면이 상기 회전축 방향을 따라 갈수록, 상기 회전축으로부터 멀어지는 방향으로 확장되는 곡면을 갖을 수 있고, 상기 쉬라우드 접합면부는 상기 쉬라우드의 형상과 대응하는 곡면을 갖을 수 있다.
상기 쉬라우드 접합면부는 상기 정압면 형성부재 및 부압면 형성부재 중 적어도 하나의 상단부에서 상기 전단 접합부와 상기 후단 접합부를 구성하는 부분을 제외한 구간에 형성될 수 있다.
상기 정압면 형성부재 및 상기 부압면 형성부재 중 적어도 하나는 상기 주판과 접하는 주판 접합면부를 포함할 수 있다. 상기 주판 접합면부는 상기 정압면 형성부재 및 부압면 형성부재 중 적어도 하나의 하단부에서 상기 전단 접합부와 상기 후단 접합부를 구성하는 부분을 제외한 구간에 형성될 수 있다.
본 발명의 원심팬의 제조방법은 금속판재를 성형하여 곡면을 갖는 제 1 부재와 제 2 부재를 형성하는 부재형성단계; 상기 제 1 부재와 제 2 부재의 전단부를 접합하고, 상기 제 1 부재와 제 2 부재의 후단부를 접합하여 블레이드를 형성하는 블레이드형성단계; 상기 제 1 부재 및 제 2 부재 중 적어도 하나와 쉬라우드를 접합하는 쉬라우드접합단계; 및 상기 제 1 부재 및 제 2 부재 중 적어도 하나와 주판을 접합하는 주판접합단계를 포함한다.
상기 부재접합단계는 상기 제 1 부재와 제 2 부재를 저항용접하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 블레이드를 상기 주판에 정위치시키는 단계를 더 포함할 수 있고, 상기 주판접합단계는 상기 블레이드가 상기 주판에 정위치된 상태에서 실시될 수 있다.
상기 블레이드를 상기 쉬라우드에 정위치시키는 단계를 더 포함할 수 있고, 상기 쉬라우드접합단계는 상기 블레이드가 상기 쉬라우드에 정위치된 상태에서 실시될 수 있다.
상기 블레이드, 쉬라우드 및 주판이 일체로 결합된 상태에서 도장하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 원심팬 및 원심팬의 제조방법은 수지재로 이루어진 종래의 원심팬에 비해 높은 강성을 가지면서도, 입체적인 블레이드 형상에 의해 팬의 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 금속재질의 얇은 두장의 판재를 각각 가공해서 접합함으로써, 기존에 구현하기 어려웠던 복잡한 형상의 블레이드를 만들 수 있는 효과가 있다. 또한, 두장의 판재로 구성된 블레이드는, 종래의 방식에 비해 재료비가 적게 들고, 무게가 가벼워져 팬의 효율이 증가되고, 소비전력은 절감할 수 있는 효과가 있다. 또한, 금속재질로 이루어져 강성이 향상되고 따라서, 대형화가 가능한 효과가 있다.
또한, 두개의 부재를 각각 곡면으로 가공한 후에 접합하여 블레이드를 형성하기 때문에, 각각의 부재에 의해 구현되는 곡면의 형상이 서로에 대해 독립적이어서 복잡한 입체 형상의 블레이드(예를들어, 정압면과 부압면이 서로 다른 경향을 갖는 형태의 곡면으로 이루어짐)를 형성할 수 있는 효과가 있다.
또한, 금속재료를 이용해서 복잡한 형상의 블레이드를 형성할 수 있어, 유동저항을 줄이고 팬의 성능, 특히 효율을 개선할 수 있는 효과가 있다.
또한, 입체적인 표면을 갖는 블레이드를 쉬라우드 또는 주판과 쉽게 결합할 수 있는 효과가 있다.
또한, 부재간의 용접흔을 최소화 할 수 있어 유동 저항의 증가를 억제하고, 용접흔으로 인해 팬의 밸런싱에 미치는 악영향을 최소화할 수 있다.
또한, 블레이드를 구성하는 부재간의 접합부 또는 결합부가 정압면 또는 부압면 상에서 존재하지 않아 유동 저항을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 쉬라우드의 외주 또는 주판의 외주에서 와류의 생성이 억제되는 효과가 있다.
또한, 블레이드의 형상을 개선함으로써 주판 측에서 토출되는 유량을 증가시켜, 쉬라우드와 접하는 블레이드의 상단으로부터 주판과 접하는 블레이드의 하단까지의 유량 또는 유속 분포가 종래에 비해 균일해 지는 효과가 있다.
또한, 금속판재를 소성 가공하여 블레이드를 형성하는 경우, 소성 가공의 특성 상 재질의 강도가 증가되고 인성은 감소하는 효과가 있다.
도 1은 원심팬이 적용되는 일례로 플러그 팬 모듈을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 원심팬을 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2의 원심팬의 분해 사시도이다.
도 4는 도 2의 원심팬을 종방향으로 절개하여 도시한 것이다.
도 5는 (a)허브와, (b)허브가 주판에 결합되는 구조를 확대하여 도시한 것이다.
도 6은 (a)정압면 형성부재, (b)부압면 형성부재 및 (c)정압면 형성부재와 부압면 형성부재의 결합도를 도시한 것이다.
도 7은 원심팬의 블레이드를 전단과 후단에서의 높이를 표시한 것이다.
도 8은 블레이드를 설치하기 위한 리벳이 고정되는 홈들을 표시한 것이다.
도 9 내지 도 10은 원심팬을 부분적으로 도시한 것으로, 특히, 리벳과 용접흔들을 표시한 것이다.
도 11은 블레이드를 횡으로 절개하여 도시한 것이다.
도 12는 블레이드의 횡단면을 도시한 것이다.
도 13은 블레이드의 단면 형상과 취부구조를 정의하는 주요 인자들을 표시한 것이다.
도 14는 도 13을 참조하여 캠버선 상의 점 P에서 정의되는 인자들을 표시한 것이다.
도 15는 (a)레이어들의 위치와, (b)레이어들에 의해 취해지는 단면들을 블레이드에 표시한 것이다.
도 16은 도 15에 표시된 단면들을 회전축 방향으로 투영하여 하나의 평면상에 도시한 것이다.
도 17은 블레이드의 종단면을 도시한 것이다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 원심팬과 종래의 원심팬의 풍량(Q)에 따른 효율을 비교하여 도시한 그래프이다.
도 19는 본 발명의 다른 실시예에 따른 원심팬을 도시한 사시도이다.
도 20 내지 도 21은 도 19의 원심팬을 종방향으로 절개하여 도시한 것이다.
도 22는 블레이드의 형상을 설명하는데 참조되는 레이어들을 표시한 것이다.
도 23은 도 22의 레이어들 상에서 취해진 블레이드의 단면들을 표시한 것이다.
도 24는 도 23에 표시된 단면들을 회전축 방향으로 투영하여 하나의 평면상에 도시한 것이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도 1은 원심팬이 적용되는 일례로 플러그 팬 모듈을 도시한 것이다. 이하에서 설명하는 실시예들에 따른 원심팬은 냉장고, 공기조화기, 청소기 등에 두로 적용될 수 있다. 공기가 자연스럽게 팬의 내부로 유입되어 외부로 토출되기 때문에, 덕트가 없이도 설치가 가능하며, 특히, 도 1에 도시된 바와 같은 실외에 설치되어 실내로부터 유입된 공기를 냉각 또는 가열하여 실내로 다시 공급하는 공기조화기에 적용되는 플러그(plug)형 팬 모듈에 적용될 수 있다. 이러한, 팬 모듈(1)은 회전축을 갖는 모터(2)와, 모터(2)를 지지하는 지지 프레임(3)과, 모터(2)의 회전축에 결합되는 원심팬(4)을 포함한다. 또한, 지지 프레임(3)의 전면에 설치되는 전면 패널(5)에는 원심팬(4)으로 공기가 유입될 수 있도록 개구부가 형성되고, 상기 개구부를 통해 회전축 방향을 따라 유입된 공기는, 원심팬(4)이 회전됨에 따라 전면 패널(5) 배면의 영역에서 방사상으로 토출된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 원심팬을 도시한 사시도이다. 도 3은 도 2의 원심팬의 분해 사시도이다. 도 4는 도 2의 원심팬을 종방향으로 절개하여 도시한 것이다. 도 5는 (a)허브와, (b)허브가 주판에 결합되는 구조를 확대하여 도시한 것이다. 도 6은 (a)정압면 형성부재, (b)부압면 형성부재 및 (c)정압면 형성부재와 부압면 형성부재의 결합도를 도시한 것이다. 도 7은 원심팬의 블레이드를 전단과 후단에서의 높이를 표시한 것이다. 도 8은 블레이드를 설치하기 위한 리벳이 고정되는 홈들을 표시한 것이다. 도 9 내지 도 10은 원심팬을 부분적으로 도시한 것으로, 특히, 리벳과 용접흔들을 표시한 것이다. 도 11은 블레이드를 횡으로 절개하여 도시한 것이다. 도 12는 블레이드의 횡단면을 도시한 것이다. 도 13은 블레이드의 단면 형상과 취부구조를 정의하는 주요 인자들을 표시한 것이다. 도 14는 도 13을 참조하여 캠버선 상의 점 P에서 정의되는 인자들을 표시한 것이다. 도 15는 (a)레이어들의 위치와, (b)레이어들에 의해 취해지는 단면들을 블레이드에 표시한 것이다. 도 16은 도 15에 표시된 단면들을 회전축 방향으로 투영하여 하나의 평면상에 도시한 것이다.
도 2를 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 원심팬(100)은 주판(110)과, 쉬라우드(120)와, 다수개의 블레이드(130)를 포함한다. 주판(110), 쉬라우드(120) 및 블레이드(130)의 재질은 가소성을 갖는 금속재, 바람직하게는, 스틸(steel)로 형성될 수 있다.
주판(110)은 모터(4, 도 1 참조)에 의해 회전축(O, rotating axis)을 중심으로 회전된다. 실시예에 따라, 주판(110)은 모터의 회전축과 직결될 수도 있으나, 원심팬(100)은 주판(110)을 모터의 회전축(rotating shaft)과 결합하는 허브(160)를 더 포함할 수 있다.
쉬라우드(120)는 주판(110)과 이격되어 배치되고, 회전축(O) 방향으로 공기의 유입이 이루어지는 흡입구(121)를 형성한다. 쉬라우드(120)는 중앙에 흡입구(121)가 형성된 링형상으로 이루어지며, 흡입구(121)를 형성하는 내주로부터 반경방향으로 점점 확장되어, 블레이드(130)에 의해 압송된 기류가 토출되는 외주에서 최대 직경을 갖는다. 쉬라우드(120)는 공기가 안내되는 내측면이 주판(110)을 향해 볼록하게 만곡된 곡면을 이룰 수 있다.
블레이드(130)는 주판(110)과 쉬라우드(120) 사이에서 원주방향을 따라 다수개가 배치된다. 쉬라우드(120)의 흡입구(121)를 통해 흡입된 공기가 블레이드(130)의 전단부로부터 후단부로 유동되어 토출된다. 반드시 그래야만 하는 것은 아니나, 원심팬(100)은 7개의 블레이드(130)를 가질 수 있다.
이하, 블레이드(130)에서 쉬라우드(120)를 통해 흡입된 기류가 접촉되기 시작하는 부분을 전단(FE, Front Edge)이라고 정의하고, 블레이드(130)로부터 기류가 분리되는 부분을 후단(RE, Front Edge)이라고 정의한다. 회전축(O)과 직교하는 임의의 레이어(또는, 평면)를 취할 시, 상기 레이어상에 나타나는 블레이드(130)의 단면들에서, 전단(FE)들은 소정의 공통의 내주 상에 위치되고, 후단(RE)들은 상기 내주보다 큰 직경을 갖는 소정의 공통의 외주 상에 위치된다. 블레이드(130)에서 원심팬(100)의 외측을 향하는 면을 정압면(131)이라고 하고, 정압면(131)의 반대쪽에 해당하는, 원심팬(100)의 내측을 향하는 면을 부압면(132)이라고 할 때, 블레이드(130)의 전단(FE)은 후단(RE)에 비해 정압면(131)이 향하는 방향(또는, 원심팬(100)의 회전방향)쪽에 위치한다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 주판(110)은 블레이드(130)의 하단부를 지지하는 블레이드 지지판부(111)와, 중앙에서 블레이드 지지판부(111)로부터 쉬라우드(120)를 향해 융기된 허브 장착부(112)를 포함한다. 허브 장착부(112)는 블레이드 지지판부(111)로부터 소정의 곡률을 가지며 연장된다. 허브 장착부(112)의 중앙에는 허브(160)가 장착될 수 있도록 개구된 장착공(110a)이 형성되고, 허브 장착부(112)에는 장착공(110a)의 둘레를 따라 다수개의 제 1 체결공(110b)이 원주방향을 따라 일정한 간격으로 형성된다.
허브(160)는 중앙에 모터의 회전축(미도시)이 삽입되는 삽입공(160a)이 형성되고, 허브 장착부(112) 상에 안착되는 허브 몸체부(161)와, 허브 몸체부(161)로부터 삽입공(160a) 둘레를 따라 돌출된 관상의 제 1 돌출부(162)를 갖는다.
허브 몸체부(161)에는 제 1 체결공(110b)들과 대응하여 형성된 제 2 체결공(161a)들이 형성되고, 나사나 볼트 등의 체결부재가 제 1 체결공(110b)과 제 2 체결공(161a)에 체결됨으로써 허브(160)와 주판(110)간이 결합이 이루어진다.
제 1 돌출부(162)는 내주면에 모터의 회전축에 형성된 키(Key)가 삽입되는 키 삽입홈(162a)이 형성되고, 상기 키에 형성된 체결공(미도시)과 체결되는 체결부재가 반경방향으로 따라 관통되는 키 체결공(162b)을 갖는다. 키 체결공(162b)을 따라 나사산이 형성될 수 있다.
또한, 허브(160)는 허브 몸체부(161)로부터 삽입공(160a) 둘레를 따라 제 1 돌출부(162)와 반대 방향으로 돌출된 관상의 제 2 돌출부(163)를 더 포함할 수 있다. 제 2 돌출부(163)는 허브 장착부(112)의 장착공(110a) 내로 삽입되며, 그 직경은 실질적으로 장착공(110a)의 직경과 같다.
한편, 허브 장착부(112)가 블레이드 지지판부(111)로부터 융기된 높이(HH)와, 허브 장착부(112)의 곡률은 팬의 효율에 대한 주인자이며 서로 교호작용이 있다. 허브 장착부(112)의 높이가 높아지면 유입 기류에 저항으로 작용하여 유량을 감소시키지만 허브 장착부(112)의 곡률과 교호작용을 고려한 적당한 높이는 유속의 흐름을 좋게하여 효율을 증가시킨다.
허브 장착부(112)는 허브 몸체부(161)의 배면과 접하는 부분은 수평면을 이루나, 상기 수평면의 외측 끝단으로부터 제 1 곡률(1/HR1)로 절곡되며, 블레이드 지지판부(111)와 연결되는 부분에서는 제 1 곡률(1/HR1)과 반대방향의 제 2 곡률(1/HR2)을 갖는다. 참고로, BD/2는 허브 장착부(112)의 반경을 표시한 것이다.
주판(110)은 그 외주측에 토출안내부(113)를 갖는다. 보다 상세하게, 블레이드 지지판부(111)는 블레이드(130)의 결합이 이루어지는 면이 평면으로 이루어지며, 토출안내부(113)는 상기 평면부으로부터 제 3 곡률(1/HR3)을 가지며 주판(110)의 외주까지 하향(쉬라우드(120)와 멀어지는 방향) 절곡되는 곡면으로 이루어진다. 원심팬(100)의 회전에 의해 공기가 토출될 시 토출안내부(113)를 따라 부드럽게 안내됨으로써, 토출 기류가 분리되는 주판(110)의 외주에서 와류가 생성되는 것이 억제되고 저항이 감소되는 효과가 있다.
BD/2는 주판(110)의 송풍 반지름을 표시한 것으로, 주판(110)의 중심(O)으로부터 블레이드(130)의 후단(RE)까지의 거리로, 블레이드(130)가 주판(110)과 연결되는 부분에서 측정된 값이다. BDL는 블레이드(130)의 후단에서 박리된 기류가 주판(110)을 따라 안내되는 영역의 길이를 표시한 것으로, 블레이드(130)의 후단(RE)으로부터 반경방향을 따라 주판(110)의 외주까지의 거리이다.
쉬라우드(120)는 흡입구(121)측으로부터 외주까지, 내의 직경이 점점 증가되는 곡면을 이루며 연장된다. 이러한 곡면은 그 곡률이 일정할 수도 있으나, 바람직하게는 다수회 변경될 수 있으며, 본 실시예에서는 흡입구(121)측으로부터 곡면을 이루며 연장되는 중에 차례로 제 1 곡률(1/SR1), 제 2 곡률(1/SR2) 및 제 3 곡률(1/SR3)을 갖는다. 여기서, 특히, 제 3 곡률(1/SR3)은 쉬라우드(120)의 외주부에서의 곡률로, 주판(110)의 제 3 곡률(1/HR3)과 실질적으로 같은 값을 갖는 것이 바람직하고, 실험에 의하면 이 경우에 팬의 효율이 개선됨이 확인되었다.
SD1/2는 흡입구(121)의 반경(지름은 SD1)을 표시한 것이고, SD2/2는 쉬라우드(120)의 중심(O)으로부터 블레이드(130)의 후단(RE)까지의 거리로, 블레이드(130)가 쉬라우드(120)와 연결되는 부분에서 측정된 값이다.
내주면이 곡면을 이루는 쉬라우드(120)의 구조를 고려할 시, 쉬라우드(120)와 접하는 블레이드(130)의 상단부와 주판(110)까지의 수직 거리는, 블레이드(130)의 전단(FE)에서 최대값(B1)을 갖고, 블레이드(130)의 후단(RE)에서 최소값(B2)을 갖는다.
주판(110)의 송풍지름(BD)에 대한 쉬라우드(120)의 흡입지름(SD1)의 비(SD1/BD)와, 블레이드(130)의 상단부와 주판(110)까지의 수직 거리의 최대값(B1)에 대한 최소값(B2)의 비(B2/B1)는 모두 팬의 정압과 향상에 기여할 수 있는 인자이다. 특히, 플러그형 팬 모듈의 경우, 덕트가 없기 때문에 이러한 정압 상승 인자를 최적화하는 것이 중요하다.
그런데, SD1/BD 값이 커질수록 정압 상승에는 유리하지만 원심팬이 설치되는 장치의 전체 크기에 따른 제약으로 인해 이 값을 일정 수준 이상 증가시키는데는 제약이 따르고, B2/B1 값 역시 클수록 정압 상승에 유리하지만, 쉬라우드(120)의 외주에서 유동의 박리(separation)가 발생될 수 있어 성능 저하의 원인이 될 수 있다.
도 6 내지 도 8를 참조하면, 블레이드(130)는 정압면(131, 도 2 참조)을 형성하는 정압면 형성부재(140)와, 부압면(132, 도 2 참조)을 형성하는 부압면 형성부재(150)를 포함한다. 정압면 형성부재(140)와 부압면 형성부재(150)는 양자 사이에 공간(S)을 이루며 결합될 수 있다. 바람직하게는, 정압면(131)의 전 영역이 정압면 형성부재(140)에 의해 규정되고, 부압면(132)의 전 영역이 부압면 형성부재(150)에 의해 규정된다. 정압면 형성부재(140)와 부압면 형성부재(150)는 금속판재를 가공하여 형성될 수 있다. 바람직하게는, 정압면 형성부재(140)(또는 부압면 형성부재(150))는 균일한 두께를 갖는 금속판재를 가공하여 형성된다. 특히, 정압면 형성부재(140) 또는 부압면 형성부재(150)는 그 두께가 대략 1mm 정도만 되어도 충분한 강성을 가질 수 있으며, 이는 종래의 금속판재를 이용하여 형성한 블레이드의 두께가 2mm 이상이었던 것에 비해 그 두께가 1/2 이상 줄어든 것이다.
보다 상세하게, 정압면 형성부재(140)와 부압면 형성부재(150)는 가소성의 금속 판재를 가압성형(프레스 성형:press成型)하여 이루어질 수 있다. 특히, 스틸 판재는 가소성(可塑性)이 좋아 다양한 형태로의 성형이 용이하면서도, 탄소(C), 크롬(Cr), 니켈(Ni) 등의 함량비에 따라 충분한 내식성, 내열성, 강성 등을 확보할 수 있다. 특히, 스틸로 이루어진 원심팬은, 향상된 강성으로 인해 종래의 수지재에 비해 더 빠른 속도로 회전이 가능하다. 종래 수지재질로 이루어진 원심팬은 복잡한 형상의 블레이드를 구현하는데는 용이하나, 강성이 약하며, 특히, 대형제품에 적용되는 팬의 경우는 강한 기외정압에 의해 블레이드가 파손될 위험이 커, 안정성에서 문제가 있었다. 이에 비해, 본 발명은 금속재질로 이루어진 2 개의 부재(140, 150)를 이용하여 블레이드를 형성함으로써, 충분한 강성을 확보할 수 있을 뿐만 아니라, 팬의 성능 개선을 위한 복잡한 형상의 블레이드를 구현할 수 있는 이점이 있다.
블레이드(130)의 전단부와 후단부에서는 정압면 형성부재(140)와 부압면 형성부재(150)가 서로 접합될 수 있다. 정압면 형성부재(140)와 부압면 형성부재(150) 간의 접합은 각 부재의 배면들간에 이루어질 수 있다. 이하, 블레이드(130)의 전단부에서 정압면 형성부재(140)와 부압면 형성부재(150) 간의 접합이 이루어진 부분을 전단 접합부(133)라고 하고, 블레이드(130)의 후단부에서 정압면 형성부재(140)와 부압면 형성부재(150) 간의 접합이 이루어진 부분을 후단 접합부(134)라고 한다. 또한, 블레이드(130)는 전단 접합부(133)와 후단 접합부(134) 사이에 본체부(135)가 형성되고, 본체부(135)는 내측으로 공간(S)을 갖는다. 특히, 본체부(135)는 그 단면이 공간(S)을 감싸는 폐쇄구조를 이룰 수 있다.
정압면 형성부재(140)는 전단부에 제 1 전단 접합면부(141)가 형성되고, 후단부에 제 1 후단 접합면부(142)가 형성되고, 제 1 전단 접합면부(141)와 제 2 후단 접합면부(142) 사이에 제 1 곡면부(145)가 형성된다. 이와 유사하게, 부압면 형성부재(150)는 전단부에 제 2 전단 접합면부(151)가 형성되고, 후단부에 제 2 후단 접합면부(152)가 형성되고, 제 2 전단 접합면부(151)와 제 2 후단 접합면부(152) 사이에 제 2 곡면부(155)가 형성된다.
블레이드(130)의 전단 접합부(133)에서는 제 1 전단 접합면부(141)와 제 2 전단 접합면부(151) 간에 접합이 이루어지고, 후단 접합부(134)에서는 제 1 후단 접합면부(142)와 제 2 후단 접합면부(152)간에 접합이 이루어진다.
바람직하게는, 제 1 전단 접합면부(141)의 배면(이하, 제 1 전단 접합면이라고 함.)과 제 2 전단 접합면부(151)의 배면(이하, 제 2 전단 접합면이라고 함.)은 서로 면접촉될 수 있다. 제 1 전단 접합면부(141)와 제 2 전단 접합면부(151)는 서로 대응하는 형상의 접합면을 갖을 수 있다. 즉, 제 1 전단 접합면과 제 2 전단 전합면이 실질적으로 동일한 형상으로 이루어짐으로써 서로 밀착된 상태로 접합될 수 있다.
마찬가지로, 제 1 후단 접합부(142)의 배면(이하, 제 1 후단 접합면이라고 함.)과 제 2 후단 접합부(152)의 배면(이하, 제 2 후단 접합면이라고 함.)은 서로 면접촉될 수 있다. 제 1 후단 접합면부(142)와 제 2 후단 접합면부(152)는 서로 대응하는 형상의 접합면을 갖을 수 있다. 즉, 제 1 후단 접합면과 제 2 후단 전합면이 실질적으로 동일한 형상으로 이루어짐으로써 서로 밀착된 상태로 접합될 수 있다.
본체부(135)는 제 1 곡면부(145)와 제 2 곡면부(155)를 포함하고, 제 1 곡면부(145)와 제 2 곡면부(155) 사이에 공간(S)이 형성된다. 공간(S)은 제 1 곡면부(145)의 배면과 제 2 곡면부(155)의 배면에 의해 횡단면의 형상이 정해지고, 상측으로는 쉬라우드(120)에 의해 하측으로는 주판(110)에 의해 한정된다. 접합이 이루어지기 전에는, 정압면 형성부재(140)와 부압면 형성부재(150)가 서로에 대해 독립적이기 때문에, 얼마든지 서로 다른 형태로 자유롭게 가공이 가능하다. 따라서, 제 1 곡면부(145)와 제 2 곡면부(155)가 서로 다른 경향으로 곡률이 변화되는 형상을 이루는 것도 가능하다. 특히, 제 1 곡면부(145)와 제 2 곡면부(155)의 형상은 각각 정압면(131)의 형상과, 부압면(132)의 형상을 결정하기 때문에, 곡면부들(145, 155)의 형상을 자유롭게 구성할 수 있다는 점은 팬의 성능 향상 측면에서 매우 유리하다. 특히, 하나의 판재를 접어서 정압면과 부압면을 형성하는 경우(일본공개특허 2000-45997 참조)에 비해 보다 복잡한 곡면들로 구성된 정압면 또는 부압면을 형성할 수 있다.
전단 접합부(133) 또는 후단 접합부(134)에서 정압면 형성부재(140)와 부압면 형성부재(150) 간의 접합은 용접에 의해 이루어질 수 있고, 구체적인 방식으로는 저항 용접과 레이져(raser) 용접을 들 수 있다.
저항용접은 모재의 용접 위치에 가압한 후 전류를 통하게 하여 저항열의 발생을 비교적 작은 특정부분으로 국한시킨 저항용접이다. 예를들어, 스팟이나 프로젝션 용접을 들 수 있다. 용접봉을 이용한 용접은 모재와 용접봉이 녹아서 생긴 띠 모양의 파형의 융착 자국(비드: bead)가 생성되나, 프로젝션 용접이나 스팟 용접은 비드 형성이 적어 팬의 밸런싱(balancing)에 미치는 영향이 미미한 이점이 있다.
레이져 용접은 상대적으로 비용이 많이 들기는 하나, 용접 입열이 대단히 적고, 열 영향 범위가 좁고, 용접한 흔적이 가장 남지 않아, 부재간의 매우 정교한 접합이 가능하다. 레이져 용접을 이용하여 블레이드(130)를 형성하는 경우에는 전단 접합부(133)와 후단 접합부(134)의 면적을 획기적으로 줄일 수 있다.
블레이드(130)는 쉬라우드(120)와 연결되는 쉬라우드 연결부(136)를 포함할 수 있다. 쉬라우드 연결부(136)는 정압면 형성부재(140) 및 부압면 형성부재(150) 중 적어도 하나의 상단부에서 절곡된 쉬라우드 접합면부(143, 153)를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 정압면 형성부재(140)와 부압면 형성부재(150)에 각각 제 1 쉬라우드 접합면부(143)와 제 2 쉬라우드 접합면부(153)가 형성되고, 정압면 형성부재(140)와 부압면 형성부재(150)가 서로 접합된 상태에서, 제 1 쉬라우드 접합면부(143)와 제 2 쉬라우드 접합면부(153)는 서로 반대방향으로 절곡된 형태이다. 제 1 쉬라우드 접합면부(143)와 제 2 쉬라우드 접합면부(153)는 쉬라우드(120)의 내주면과 용접에 의해 접합될 수 있다. 제 1 쉬라우드 접합면부(143)와 제 2 쉬라우드 접합면부(153)는 쉬라우드(120)와 접합되는 각각의 접합면(이하, 제 1 쉬라우드 접합면, 제 2 쉬라우드 접합면이라고 함.)이 쉬라우드(120)의 내주면과 밀착될 수 있도록 상기 내주면의 형상에 대응한 곡면을 이루는 것이 바람직하다.
블레이드(130)는 주판(110)과 연결되는 주판 연결부(137)를 포함할 수 있다. 주판 연결부(137)는 정압면 형성부재(140) 및 부압면 형성부재(150) 중 적어도 하나의 하단부에서 절곡된 주판 접합면부(144, 154)를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 정압면 형성부재(140)와 부압면 형성부재(150)에 각각 제 1 주판 접합면부(144)와 제 2 주판 접합면부(154)가 형성되고, 정압면 형성부재(140)와 부압면 형성부재(150)가 서로 접합된 상태에서, 제 1 주판 접합면부(144)와 제 2 주판 접합면부(154)는 서로 반대방향으로 절곡된 형태이다. 제 1 주판 접합면부(144)와 제 2 주판 접합면부(154)는 주판(110)과 용접에 의해 접합될 수 있다. 제 1 주판 접합면부(144)와 제 2 주판 접합면부(154)는 주판(110)과 접합되는 각각의 접합면(이하, 제 1 주판 접합면, 제 2 주판 접합면이라고 함.)이 주판(110)과 밀착된다.
쉬라우드 접합면부(143, 153)와 쉬라우드(120) 간의 접합 또는 주판 접합면부(144, 154)와 주판(110)과의 접합은 용접에 의해 이루어질 수 있고, 구체적인 방식으로는 저항 용접과 레이져 용접을 들 수 있다. 저항 용접과 레이져 용접에 대해서는 이미 설명하였는바 더 이상의 설명은 생략한다.
도 6을 참조하면, 정압면 형성부재(140)와 부압면 형성부재(150)는 다음과 같은 과정을 통해 형성될 수 있다.
(1) 부재 형성단계; 소성을 갖는 금속판재(특히, 스틸판재)를 가압성형(press)하여 곡면을 갖는 제 1 부재와 제 2 부재를 형성한다. 상기 제 1 부재와 제 2 부재는 각각 정압면 형성부재(140)와 부압면 형성부재(150)일 수 있다. 제 1 부재(140) 및 제 2 부재(150) 중 어느 하나의 상단부를 절곡시켜 쉬라우드 접합면부(143)(153)를 형성하는 단계와, 제 1 부재(140) 및 제 2 부재(150) 중 어느 하나의 하단부를 절곡시켜 주판 접합면부(144)(154)를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
(2) 블레이드 형성단계: 제 1 부재(140)와 제 2 부재(150)의 전단부를 서로 접합하고, 제 1 부재(140)와 제 2 부재(150)의 후단부를 서로 접합하여 블레이드(130)를 형성한다. 각 부재(140)(150)의 전단부들을 프로젝션 용접을 통해 접합함으로써 전단 접합부(133)가 형성되고, 각 부재(140)(150)의 후단부들을 다시 프로젝션 용접을 통해 접합함으로써 후단 접합부(134)가 형성될 수 있다.
(3) 가조립단계; 부재들(140)(150) 간의 접합에 의해 일체로 된 블레이드(130)를 주판(110)에 정위치 시킨다. 블레이드(130)가 기 설정된 입구각과 출구각에 맞추어 고정될 수 있다.
(4) 쉬라우드 접합단계: 블레이드(130)가 주판(110) 상에 정위치된 상태에서 제 1 부재(140)와 제 2 부재(150) 중 적어도 하나를 쉬라우드(120)와 접합한다. 특히, 쉬라우드 접합면부(143)(153)와 쉬라우드(120) 간에 저항 용접(스팟 용접 또는 프로젝션 용접)에 의한 접합이 이루어질 수 있다.
(5) 주판 접합단계: 블레이드(130)가 주판(110) 상에 정위치된 상태에서 제 1 부재(140)와 제 2 부재(150) 중 적어도 하나를 주판(110)과 접합한다. 주판 접합면부(144)(154)와 주판(110) 간에 저항 용접(특히, 스팟 용접, 또는 프로젝션 용접)에 의한 접합이 이루어질 수 있다.
(6) 도장단계: 주판(110), 쉬라우드(120) 및 블레이드(130)의 조립이 완료된 상태에서 도장을 한다. 도료층에 의해 내식성이 향상되고, 부재들간의 결합부위가 밀봉될 수 있다.
특히, (1)단계, (4)단계 또는 (5)단계에서는 쉬라우드 접합면부(143)(153)와 주판 접합면부(144)(154)에 리벳(171) 고정을 위한 홈(172)이 가공될 수 있으며, (4)단계 또는 (5)단계에서 저항 용접을 하기 전에 홈(172)에 맞추어 리벳(171)으로 쉬라우드(120)와 쉬라우드 접합면부(143)(153)를 체결하고, 마찬가지로, 주판(110)과 주판 접합면부(144)(154)가 체결될 수 있다. 홈(172)이 가공되는 위치는 도 8에 도시된 바와 같이, 주판 접합면부(144)(154)에서는 전단부와 후단부의 적어도 2개소, 쉬라우드 접합면부(143)(153)에서는 후단부의 적어도 1개소일 수 있다. 다만, 원심팬(100)의 크기에 따라서는 쉬라우드 접합면부(143)(153)의 전단부에도 리벳(171) 체결을 위한 홈(172)이 더 가공될 수 있다. 접합면부(143)(153)(144)(154)들과 상대물(쉬라우드(120) 또는 주판(110))은 리벳(171)이 체결되는 위치 이외의 부분에서 전단부로부터 후단부로 소정의 간격을 두고 스팟 용접될 수 있다. 도 9와 도 10은 리벳(171)과 스팟 용접이 이루어진 완성된 원심팬을 도시하고 있는데, 쉬라우드 접합면부(143)(153)는 후단부의 2개소에 리벳(171)이 체결되고, 주판 접합면부(144)(154)의 전단부와 후단부 각각에 리벳(171)이 체결되었음을 알 수 있다. 또한, 이들 도면들에는 스팟 용접에 의한 흔적들이 표시되어 있다. 도시된 바와 같이, 스팟 용접은 모재에 표면으로부터 함몰된 형태의 오목자국(Indentation) 또는 용접흔(173)을 남기는데, 스팟 용접의 특성상 이러한 용접흔(173)은 매우 국한적인 범위에 형성되어, 유동에 대한 저항이 적고, 모재의 중량을 증가시키는 것도 아니기 때문에, 팬의 밸런싱에 미치는 악영향이 거의 없는 이점이 있다. 프로젝션 용접의 경우는, 바람직하게는 용접흔이 없는 매끈한 표면을 얻을 수 있으나, 모재의 두께가 두꺼운 경우에는 미세하기는 하나 용접흔(173)이 남을 수 있다.
한편, 쉬라우드 접합면부(143)(153) 또는 주판 접합면부(144)(154)는 반드시 블레이드(130)의 전단에서 후단에 이르는 전체 길이에 이를 필요는 없다. 바람직하게는, 블레이드(130)의 전단부에는 쉬라우드(120)와 연결되는 상단부부터 주판(110)과 연결되는 하단부에 이르는 전영역에 전단 접합부(133)가 형성되고, 전단 접합부(133)의 상단과 하단이 각각 쉬라우드(120)와 주판(110)과 접합된다. 마찬가지로, 블레이드(130)의 후단부에는 쉬라우드(120)와 연결되는 상단부부터 주판(110)과 연결되는 하단부에 이르는 전영역에 후단 접합부(134)가 형성되고, 후단 접합부(134)의 상단과 하단이 각각 쉬라우드(120)와 주판(110)과 접합된다. 이 경우, 쉬라우드 연결부(136)는 전단 접합부(133)의 상단과 후단 접합부(134)의 상단 사이에 형성되고, 주판 연결부(173)는 전단 접합부(133)의 하단과 후단 접합부(134)의 하단 사이에 형성된다. 전단 접합부(133)와 후단 접합부(134)에서는 각각 프로젝션 용접에 의해 정압면 형성부재(140)와 부압면 형성부재(150) 간에 접합이 이루어지고, 특히, 이러한 접합은 쉬라우드 접합면부(143)(153) 또는 주판 접합면부(144)(154)가 형성되지 않은 각 접합부(133)(134)의 상단과 하단에서도 유지되는 것이 바람직하다.
한편, 블레이드(130)는 3D형상을 가질 수 있다. 이하, 3D 형상의 블레이드는, 회전축(O)과 직교하는 소정의 평면으로 이루어진 소정의 레이어(layer)들 상에서의 블레이드의 단면들을 회전축(O) 방향으로 소정의 투영면 상에 투영할 시, 상기 투영면 상에서 상기 각 단면의 전단(FE)과 후단(RE)을 연결한 선들 중 둘 이상이 동선상에 위치되지 않는 것으로 정의한다. 여기서, 상기 전단과 후단을 연결한 선들은 일정한 규칙에 따라 정의된 것들로, 예를들어, 전단(FE)과 후단(RE)를 직선으로 연결한 것일 수 있으며, 다르게는, 정압면(131)과 부압면(132)으로부터 등거리에 위치하는 점들을 연결한 것일 수 있다.
도 11 내지 도 12를 참조하면, 블레이드(130)는 공간(S)이 형성된 부분의 단면이 익형을 이룰 수 있다. 이러한 익형은 본체부(135)에 의해 규정된다. 공간(S)을 이루는 내주면의 단면은 전체적으로 익형이기는 하나, 상기 단면의 전단은 정압면 형성부재(140)와 부압면 형성부재(150) 간의 접합으로 인한 첨점을 갖을 수 있기 때문에, '익형'은 블레이드(130)의 외주면의 형상을 기준으로 정의하고, 전연(LE)은 정압면 형성부재(140)의 외주면과 부압면 형성부재(150)의 외주면 사이를 연결하는 가상의 곡선 상에 위치하는 것으로 정의한다. 도면에서 r은 전연(LE)에서의 곡률 반경을 표시한 것으로, 익형의 상부면 또는 하부면에서의 곡률반경은 전연(LE)에서 최소값을 갖는다.
이하, 본체부(135)에 대해 보다 상세하게 살펴보기로 한다. 본체부(135)의 단면은, 내측으로 공간(S)을 둔 익형(airfoil), 또는 유선형일 수 있다. NACA(National Advisory Committee for Aeronautics, 미국 항공 자문 위원회)에서 제시한 정의에 의하면, 익형은 전연(leading edge)과, 후연(trailing edge)과, 상기 전연과 후연을 연결하는 상면(upper surface, 145a)과, 하면(lower surface, 155a)로 구성되며, 여러가지 인자들에 의해 그 형상이 정해진다. 이들 인자로는 전연과 후연을 연결한 직선인 코드선(CRL, chord line), 전연과 후연 사이에서 상면과 하면으로부터 등거리에 위치한 점들을 연결한 캠버선(CBL, camber line) 등이 있다. 도 13 내지 도 14를 참조하여, 본체부(135)의 단면의 형상과 주판(110) 상에서의 배치를 정의하는데 필요한 인자들은 다음과 같다.
Xc: 전연(LE)에서 코드선(CRL)을 따라 표시한 백터
Yc: 전연(LE)에서 Xc와 직교하는 백터
α: 회전축(O)에 대해 전연(LE)과 후연(TE)이 이루는 각도
C(P): 회전축(O)을 중심으로 캠버선(CBL) 상의 점(P)을 지나는 원주
TC(P): 점(P)에서 C(P)에 대한 접선(도 10에서는 점(P)이 전연인 경우를 표시하고 있음.)
TCB(P): 점(P)에서 CBL의 접선(도 10에서는 점(P)이 전연인 경우를 표시하고 있음.)
β(P): TC(P)와 TCB(P)가 이루는 각도
θ(P): TCB(P)와 CRL이 이루는 각도
γ: 전연(LE)에서 CRL과 TC가 이루는 각도
OT: 중심축(O)과 후연(TE)을 연결한 선
φ: 후연(TE)에서 CRL과 OT가 이루는 각도
이하, β(P)를 받음각이라고 하고, 전연(LE)에서의 받음각 β(LE)을 입구각(inlet angle)이라 정의하고, 후연(TE)에서의 받음각 β(TE)는 출구각(outlet angle)이라고 정의한다.
한편, 도 15의 (a)에는 회전축(O)과 직교하는 4개의 레이어가 표시되어 있다. 블레이드(130)의 단면들(S(L1), S(L2), S(L3), S(L4))는 각각 제 1 레이어(Layer 1), 제 2 레이어(Layer 2), 제 3 레이어(Layer 3) 및 제 4 레이어(Layer 4) 상에서 보여지는 것들이다. 블레이드(130)의 형상을 정의하는데 필요한 제 1 레이어(Layer 1), 제 2 레이어(Layer 2), 제 3 레이어(Layer 3) 및 제 4 레이어(Layer 4)는 회전축(O)을 따라 위에서 아래로 순서대로 취해지면 족하다.
이하, 도 15 내지 도 16을 참조하면, 임의의 블레이드(130)의 단면(S(L1), S(L2), S(L3), S(L4))에서 캠버선은 익형의 상면(145a)과 코드선 사이에 위치할 수 있다. 정압면(131)을 구성하는 상면(145a)이 원심팬(1)의 외측으로 볼록한 형태를 이루기 때문에, 정압면(131)에서의 유속이 증가된다.
제 1 블레이드 단면(S(L1))에서 후단(RE(L1))은 블레이드(130)가 쉬라우드(120)와 접하는 부분에서 취한 것이다. 제 2 블레이드 단면(S(L2))에서 후단(RE(2))은 회전축(O))을 중심으로 하는 동심원(C(P))들 중 반경이 최대(Rmax)인 원(C(L2) 상에 위치한다. 레이어(Layer 3) 상에 표시된 제 3 블레이드 단면(S(L3))에서 후단(RE(L3))은 반경이 최소(Rmin)인 원(C(L4)) 상에 위치한다.
즉, 블레이드(130)의 후단(RE)은 쉬라우드(120)와 접하는 부분에서부터 주판(110)측으로 진행되는 중에, 일정구간에서는 점점 회전축(O)으로부터 멀어지다가 제 2 레이어(Layer 2) 상에서 회전축(O)까지의 거리가 최대(Rmax)가 되고, 이후로는 점점 회전축(O)으로 접근하여 제 3 레이어(Layer 3) 상에서 회전축(O)까지의 거리가 최소(Rmin)가 되고, 다시 쉬라우드(120)와 만날때까지 회전축(O)으로부터 점점 멀어진다(RE(L4) 참조).
블레이드(130)의 후단(RE)은, RE(L1), RE(L2), RE(L3) 및 RE(L4)를 연결하는 곡선으로 이루어지며, 기하학적으로 이들 점들이 배치되는 관계를 고려하면, RE(L2)와 RE(L3) 사이에 변곡점을 갖는다. 특히, 상기 변곡점과 RE(L4) 사이의 구간은 정압면(131)이 회전축(O)을 향해 오목한 형태가 되어, 정압 상승에 유리할 뿐만 아니라, 유동을 주판(10) 측으로 유도하는 효과가 있다.
한편, 각 블레이드 단면에서의 전단들(FE(L1), FE(L2), FE(L3), FE(L4))의 위치를 살펴보면, 제 1 레이어(Layer 1) 상에서의 전단(FE(L1))이 다른 전단들(FE(L2), FE(L3), FE(L4))에 비해 회전축(O)으로부터 거리가 먼 곳에 위치되고, 제 3 레이어(Layer 3) 상에서의 전단(FE(L3))이 도면에 표시된 다른 전단들(FE(L1), FE(L2), FE(L4))에 비해 회전축(O)측으로 접근된 곳에 위치한다. 따라서, 블레이드(130)는 회전축(O)으로부터 전단(FE)까지의 거리 변화 추이를 알 수 있는 특징점들(예를들어, 변곡점, 회전축(O)으로부터 거리가 최소 또는 최대가 되는 지점)이 후단(RE)의 특징점들(예를들어, 회전축(O)까지의 거리 최소가 되는 RE(L3)와, 최대가 되는 RE(L2))과 동 레이어 상에서 표시되지 않을 수 있다. 이는, 블레이드(130)가 복잡한 3D형상이기 때문이며, 금속판재는 이러한 복잡한 형상을 구현하기 용이하다.
한편, 블레이드 단면들(S(L1), S(L2), S(L3), S(L4))에서 도 13 내지 도 14를 참조하여 정의한 받음각 β를 살펴보면, 제 1 레이어(Layer 1) 상의 단면(S(L1))에서의 받음각(β)은 전연(LE(L1))으로부터 후연(TE(L1))으로 갈수록 증가되며, 제 4 레이어(Layer 4) 상의 단면(S(L4))에서의 β값 역시 전연(LE(L4))으로부터 후연(TE(L4))으로 갈수록 증가되는 특성을 보인다. 제 1 단면(S(L1))에서의 입구각(β(LE(L1)))은 대략 16도이고, 출구각(β(TE(L1)))은 대략 24도이다. 또한, 제 4 단면(S(L4))에서의 입구각(β(LE(L4)))은 대략 10도이고, 출구각(β(TE(L4)))은 대략 38도이다.
주판(110)을 따라 토출되는 유속과, 쉬라우드(120)를 통과하는 유속이 서로 다르기 때문에, 블레이드(130)가 쉬라우드(120)와 연결되는 상단부로부터 주판(110)과 연결되는 하단부로의 받음각(β)의 변화 경향은 팬의 효율에 큰 영향을 미친다. 따라서, 블레이드(130)는 제 1 레이어(Layer 1)에서의 단면(S(L1))에서의 전연(LE(L1))에서부터 제 4 레이어(Layer 4)에서의 단면(S(L4))의 후연(TE(L4))로 정압면(131)을 따라 최단 경로나 기류 방향을 따라 이동할 시 받음각은 점점 증가되며, 제 4 레이어(Layer 4)상의 단면(S(L4))에서 출구각(β(TE(L4)))이 최고가 된다. 따라서, 주판(110) 측에서 토출되는 유속을 증가시킬 수 있다.
도 17은 블레이드의 종단면을 도시한 것이다. 도 17을 참조하면, 블레이드(130)는 회전축(O)과 평행한 종단면에서 제 1 곡면부(145)가 이루는 곡선은, 쉬라우드(120) 측에서는 정압면(131)이 향하는 방향으로 볼록하고(RC 참조), 주판(110) 측에서는 부압면(132)이 향하는 방향으로 볼록하다(CRC 참조). 특히, 종단면이 주판(110) 측에서는 부압면(132)이 향하는 방향으로 볼록하기 때문에, 기류가 주판(110) 측으로 유인되는 효과가 있으며, 따라서, 블레이드(130)의 상단부로부터 하단부에 이르는 전 구간에서 비교적 균일한 풍량으로 토출이 이루어질 수 있다.
또한, 회전축(O)과 평행한 종단면들을 바탕으로 블레이드(130)의 형태를 살펴보면, 이들 중단면들 중 적어도 하나가, 쉬라우드(120) 측에서는 정압면(131)이 향하는 방향으로 볼록하고, 주판(110) 측에서는 부압면(132)이 향하는 방향으로 볼록한 형상을 이룰 수 있다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 원심팬과 종래의 원심팬의 풍량(Q)에 따른 효율을 비교하여 도시한 그래프이다. 실험에 의하면, 도 18에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예예 따른 원심팬(100)은 종래의 원심팬에 비해 풍량에 따른 효율이 증가됨이 확인되었으며, 특히, 원심팬(100)은 효율이 최대 82%에 이르렀으며, 이는 동일한 풍량에서 대략 70% 미쳤던 종래에 비해 비약적인 개선을 이룬 것이다.
도 19는 본 발명의 다른 실시예에 따른 원심팬을 도시한 사시도이다. 도 20 내지 도 21은 도 19의 원심팬을 종방향으로 절개하여 도시한 것이다. 도 22는 블레이드의 형상을 설명하는데 참조되는 레이어들을 표시한 것이다. 도 23은 도 22의 레이어들 상에서 취해진 블레이드의 단면들을 표시한 것이다. 도 24는 도 23에 표시된 단면들을 회전축 방향으로 투영하여 하나의 평면상에 도시한 것이다.
도 19 내지 도 24를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 원심팬(200)은 허브(260)가 결합되는 주판(210)과, 쉬라우드(220)와, 블레이드(230)를 포함한다.
도 21을 참조하면, 쉬라우드(220)는 전술한 실시예에 따른 쉬라우드(120)와 마찬가지로, 흡입구(221)측으로부터 곡면을 이루며 연장되는 중에 차례로 제 1 곡률(1/SR1)과 제 2 곡률(1/SR2)로 곡률이 변하기는 하나, 외주부에 수평부(223)와, 수평부(223)와 소정의 각(DA)을 이루는 토출 안내부(SDL)가 형성되는 차이가 있다. 유동을 확산시키는 토출 안내부(SDL)의 가공이 용이한 이점이 있다.
주판(210)도 그 외주측에 토출안내부(213)를 갖을 수 있으며, 토출안내부(213)는 쉬라우드(220)의 토출안내부(SDL)와 동일한 형상으로 이루어질 수 있다.
한편, 도 19 내지 도 20에서 보이는 바와 같이, 블레이드(230)는 정압면 형성부재(240)와 부압면 형성부재(250) 간의 상호 접합에 의해 형성될 수 있으며, 이들 부재(240)(250)간의 접합방식은 도 1 내지 도 18을 참조하여 설명한 전술한 실시예와 실질적으로 동일하게 이루어질 수 있다. 예를들어, 블레이드(230)의 전단부(233)에서는 정압면 형성부재(240)의 전단 접합면부와 부압면 형성부재(250)의 전단 접합면부가 서로 접합될 수 있고, 후단부(234)에서는 부압면 형성부재(250)의 후단 접합면부와 부압면 형성부재(250)의 후단 접합면부가 서로 접합될 수 있다.정압면 형성부재(240) 및 부압면 형성부재(250) 중 적어도 하나의 상단에는 쉬라우드(220)와 접합되는 쉬라우드 접합면부(미표기)가 형성될 수 있다. 또한, 정압면 형성부재(240) 및 부압면 형성부재(250) 중 적어도 하나의 하단에는 주판(210)과 접합되는 주판 접합면부(미표기)가 형성될 수 있다. 상기 쉬라우드 접합면부와 주판 접합면부는 실질적으로 전술한 실시예에 따른 블레이드(130)에서와 같은 구성이다.
또한, 블레이드(230)는 전단 접합부(233), 본체부(235), 후단 접합부(234)를 포함하며, 이하에서 설명하는 블레이드(230)의 단면은 본체부(235)에 의해 익형을 구성한다.
도 22에는 회전축(O)과 직교하는 제 1 레이어(Layer 1), 제 2 레이어(Layer 2) 및 제 3 레이어(Layer 3)가 표시되어 있다. 도 23 내지 도 24의 블레이드(230)의 단면들(S(L1), S(L2), S(L3))은 각각 제 1 레이어(Layer 1), 제 2 레이어(Layer 2), 제 3 레이어(Layer 3) 상에서 보여지는 것들이다.
제 1 블레이드 단면(S(L1))에서 후단(RE(L1))은 블레이드(230)가 쉬라우드(120)와 접하는 부분에서 취한 것이다. 제 3 블레이드 단면(S(L3))는 블레이드(230)가 주판(210)과 만나는 부분에서 취한 것이다. 제 2 블레이드 단면(S(L2))은 제 1 블레이드 단면(S(L1)과 제 3 블레이드 단면(S(L3)) 사이에서 취한 것이다. 다만, 이에 한하지 않고, 블레이드(230)의 형상을 정의하기 위한 제 1 레이어(Layer 1), 제 2 레이어(Layer 3) 및 제 3 레이더(Layer 3)는 회전축(O)을 따라 위에서 아래로 순서대로 취해지면 족하다.
제 2 블레이드 단면(S(L2))은 회전축(O)으로부터 가장 멀리 떨어져 있다. 특히, 블레이드(230)의 정압면은 제 2 블레이드 단면(S(L2)) 상에서 회전축(O)으로부터의 거리가 가장 멀다. 즉, 블레이드(230)는 제 2 블레이드 단면(S(L2))에서 정압면이 향하는 방향으로 가장 볼록하다.
블레이드(230)는 회전축(O)과 평행한 종단면으로써, 정압면이 향하는 방향으로 볼록한 형태를 이루는 종단면을 가질 수 있다. 특히, 블레이드(230)의 전단 또는 후단은 정압면이 향하는 방향으로 볼록한 형태를 이룰 수 있다.
한편, 도 22를 참조하면, 블레이드(230)는 제 1 블레이드 단면(S(L1)과 제 3 블레이드 단면(S(L3)) 사이에 형성된 볼록한 부분으로부터 상측으로 연장되어 쉬라우드(220)와 연결되는 상측 연장부(239)를 더 포함한다. 상측 연장부(239)는 주판(210)과 수직하며, 정압면 형성부재(240)과 부압면 형성부재(250)의 쉬라우드 접합면부는 상측 연장부(239)의 상단에 형성된다.

Claims (75)

  1. 회전축을 중심으로 회전되는 주판;
    공기가 흡입되는 흡입구가 형성된 쉬라우드(shroud); 및
    상기 주판과 쉬라우드 사이에서 원주방향을 따라 배열되고, 상기 흡입구를 통해 흡입된 공기가 전단부로부터 후단부로 유동되는 다수개의 블레이드를 포함하고,
    상기 블레이드는,
    곡면을 갖는 금속판재로 이루어진 한 쌍의 부재간의 상호 접합에 의해 형성되되,
    상기 한 쌍의 부재 중 어느 하나는 상기 블레이드의 정압면을 형성하는 정압면 형성부재이고, 다른 하나는 상기 블레이드의 부압면을 형성하는 부압면 형성부재이고,
    상기 정압면 형성부재와 부압면 형성부재는,
    상기 회전축을 가로지르는 레이어 상에서 상기 블레이드의 단면이 폐쇄 형태를 이루도록, 서로 간의 사이에 공간을 두고 서로 접합되는 원심팬.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전축과 직교하는 평면으로 이루어진 레이어들 상에서의 상기 블레이드의 단면들을 상기 회전축 방향으로 소정의 투영면 상에 투영할 시, 상기 투영면 상에서 상기 각 단면의 전단과 후단을 연결한 선들 중 둘 이상이 동선상에 위치되지 않는 원심팬.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 정압면 형성부재와 부압면 형성부재 간의 접합은,
    상기 전단부와 상기 후단부에서 이루어지고, 상기 전단부와 후단부 사이에 상기 공간이 위치하는 원심팬.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 정압면 형성부재와 부압면 형성부재 간의 접합은,
    상기 정압면의 배면과 상기 부압면의 배면 간에 이루어지는 원심팬.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 정압면 형성부재와 상기 부압면 형성부재는 스틸재질로 이루어진 원심팬.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 정압면 형성부재와 부압면 형성부재는 각각,
    균일한 두께의 금속판재로 형성되는 원심팬.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 쉬라우드, 블레이드 및 주판은 동일한 재질로 이루어진 원심팬.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 정압면 형성부재 및 부압면 형성부재 중 적어도 하나는,
    상기 쉬라우드와 접합되는 쉬라우드 접합면부를 포함하는 원심팬.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 쉬라우드 접합면은,
    상기 정압면 형성부재 및 부압면 형성부재 각각의 상단부에서 서로에 대해 멀어지는 방향으로 절곡되어 형성되는 원심팬.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 쉬라우드는,
    상기 흡입구를 통해 흡입된 공기가 안내되는 내주면이 상기 회전축을 따라 상기 주판 측으로 갈수록 상기 회전축으로부터 멀어지는 방향으로 확장되는 곡면을 갖고,
    상기 쉬라우드 접합면부는,
    상기 곡면에 밀착될 수 있도록, 상기 곡면의 형상과 대응하는 형상을 이루는 원심팬.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 곡면은 가압가공에 의해 형성된 원심팬.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전축을 가로지는 임의의 레이어 상에서 상기 블레이드의 단면은,
    전연(leading edge)과 후연(trailing edge) 사이에서 각각 곡면을 이루며 연장되는 상면과 하면 중 상기 상면이 상기 정압면에 속하고, 하면이 상기 부압면에 속하는 익형(airfoil)을 구성하는 원심팬.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 익형은,
    상기 상면과 하면으로부터 등거리를 연결한 캠버선(camber line)이, 상기 전연과 후연을 직선으로 연결한 코드선(chord)과 상기 상면 사이에 위치하는 원심팬.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 블레이드는,
    상기 회전축을 중심으로 한 동심원들 중 상기 캠버선 상의 소정의 점이 위치하는 원에서 상기 점을 지나는 접선과, 상기 점에서 상기 캠버선의 접선이 이루는 각은, 상기 정압면 상의 기류 경로(stream line)를 따라 진행될수록 점점 증가되는 구간을 포함하는 원심팬.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 주판으로부터 상기 블레이드의 전단이 상기 쉬라우드와 만나는 지점까지의 높이는, 상기 주판으로부터 상기 블레이드의 후단이 상기 쉬라우드와 만나는 지점까지의 높이보다 큰 원심팬.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 정압면 형성부재 및 부압면 형성부재 중 적어도 하나는,
    상기 주판과 접합되는 주판 접합면부를 포함하는 원심팬.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 주판 접합면부는,
    상기 정압면 형성부재 및 부압면 형성부재 각각의 하단부에서 서로에 대해 멀어지는 방향으로 절곡되어 형성되는 원심팬.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 공간은,
    상기 정압면의 배면과 상기 부압면의 배면과 상기 쉬라우드와 상기 주판에 의해 규정되는 원심팬.
  19. 제 1 항에 있어서,
    상기 정압면은,
    전 영역이 상기 정압면 형성부재에 의해 규정되고,
    상기 부압면은,
    전 영역이 상기 부압면 형성부재에 의해 규정되는 원심팬.
  20. 회전축을 중심으로 회전되는 주판;
    공기가 흡입되는 흡입구가 형성된 쉬라우드(shroud); 및
    상기 주판과 쉬라우드 사이에서 원주방향을 따라 배열되고, 상기 흡입구를 통해 흡입된 공기가 전단부로부터 후단부로 유동되는 다수개의 블레이드를 포함하고,
    상기 블레이드는,
    금속판재로 이루어진 한 쌍의 부재간의 상호 접합에 의해 형성되되,
    상기 한 쌍의 부재 중 어느 하나는 상기 블레이드의 정압면을 형성하는 정압면 형성부재이고, 다른 하나는 상기 블레이드의 부압면을 형성하는 부압면 형성부재이고,
    상기 정압면 형성부재와 부압면 형성부재 간의 접합은,
    상기 전단부와 상기 후단부에서 이루어지는 원심팬.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 정압면 형성부재와 부압면 형성부재 간의 접합은,
    상기 정압면의 배면과 상기 부압면의 배면 간에 이루어지는 원심팬.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 정압면 형성부재와 상기 부압면 형성부재 간의 접합은,
    상기 정압면과 부압면 중 어느 하나의 배면에 돌출부를 형성하고, 상기 돌출부와 상기 정압면과 부압면 중 다른 하나 간의 프로젝션 용접에 의해 이루어지는 원심팬.
  23. 제 20 항에 있어서,
    상기 정압면 형성부재와 상기 부압면 형성부재 간의 접합은 스팟 용접에 의해 이루어지는 원심팬.
  24. 제 20 항에 있어서,
    상기 정압면 형성부재와 상기 부압면 형성부재 간의 접합은 레이져 용접에 의해 이루어지는 원심팬.
  25. 제 20 항에 있어서,
    상기 정압면 형성부재와 상기 부압면 형성부재는 스틸재질로 이루어진 원심팬.
  26. 제 20 항에 있어서,
    상기 쉬라우드, 블레이드 및 주판은 동일한 재질로 이루어진 원심팬.
  27. 제 20 항에 있어서,
    상기 정압면 형성부재 및 부압면 형성부재 중 적어도 하나는 상기 쉬라우드와 접합되는 쉬라우드 접합면부를 포함하는 원심팬.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 쉬라우드 접합면부는,
    상기 정압면 형성부재 및 부압면 형성부재 각각의 상단부에서 서로에 대해 멀어지는 방향으로 절곡되어 형성되는 원심팬.
  29. 제 27 항에 있어서,
    상기 전단부의 상단 및 후단부의 상단 중 적어도 하나는 상기 쉬라우드와 접하는 원심팬.
  30. 제 29 항에 있어서,
    상기 쉬라우드 접합면부는,
    상기 정압면 형성부재 및 부압면 형성부재 중 적어도 하나의 상단부에서 상기 전단부와 상기 후단부를 구성하는 부분을 제외한 구간에 형성되는 원심팬.
  31. 제 27 항에 있어서,
    상기 쉬라우드 접합면부와 상기 쉬라우드 간의 접합은,
    상기 쉬라우드 접합면부 및 상기 쉬라우드 중 어느 하나에 돌출부를 형성하고, 상기 돌출부와 상기 쉬라우드 접합면부 및 상기 쉬라우드 중 다른 하나가 갖는 소정의 면 간에 프로젝션 용접에 의해 이루어지는 원심팬.
  32. 제 27 항에 있어서,
    상기 쉬라우드 접합면부와 상기 쉬라우드 간의 접합은 스팟 용접에 의해 이루어지는 원심팬.
  33. 제 32 항에 있어서,
    상기 쉬라우드 및 상기 쉬라우드 접합면부 중 적어도 하나에는,
    상기 스팟 용접에 의해 주변부보다 함몰된 용접흔들이 소정의 간격을 이루며 열을 지어 형성되는 원심팬.
  34. 제 27 항에 있어서,
    상기 쉬라우드 접합면부와 상기 쉬라우드 간의 접합은 레이져 용접에 의해 이루어지는 원심팬.
  35. 제 20 항에 있어서,
    상기 정압면 형성부재 및 부압면 형성부재 중 적어도 하나는,
    상기 주판과 접합되는 주판 접합면부를 포함하는 원심팬.
  36. 제 35 항에 있어서,
    상기 주판 접합면부는,
    상기 정압면 형성부재 및 부압면 형성부재 각각의 하단부에서 서로에 대해 멀어지는 방향으로 절곡되어 형성되는 원심팬.
  37. 제 35 항에 있어서,
    상기 전단부의 상단 및 후단부의 하단 중 적어도 하나는 상기 주판과 접하는 원심팬.
  38. 제 37 항에 있어서,
    상기 주판 접합면부는,
    상기 정압면 형성부재 및 부압면 형성부재 중 적어도 하나의 하단부에서 상기 전단부와 상기 후단부를 구성하는 부분을 제외한 구간에 형성되는 원심팬.
  39. 제 20 항에 있어서,
    상기 정압면 형성부재와 상기 부압면 형성부재 중 적어도 하나는 가압가공에 의해 형성된 곡면을 갖는 원심팬.
  40. 제 20 항에 있어서,
    상기 쉬라우드는 상기 흡입구를 통해 흡입된 공기가 안내되는 내주면이 상기 회전축을 따라 상기 주판 측으로 갈수록 상기 회전축으로부터 멀어지는 방향으로 확장되는 곡면을 갖고,
    상기 쉬라우드 접합면부는,
    상기 곡면에 밀착될 수 있도록, 상기 곡면의 형상과 대응하는 형상을 이루는 원심팬.
  41. 제 20 항에 있어서,
    상기 주판으로부터 상기 블레이드의 전단이 상기 쉬라우드와 만나는 점까지의 높이는, 상기 주판으로부터 상기 블레이드의 후단이 상기 쉬라우드와 만나는 높이보다 큰 원심팬.
  42. 제 20 항에 있어서,
    상기 블레이드는,
    상기 정압면 전체가 상기 정압면 형성부재에 의해 규정되고,
    상기 부압면 전체가 상기 부압면 형성부재에 의해 규정되는 원심팬.
  43. 회전축을 중심으로 회전되는 주판;
    공기가 흡입되는 흡입구가 형성된 쉬라우드; 및
    상기 주판과 쉬라우드 사이에서 원주방향을 따라 배열되고, 상기 흡입구를 통해 흡입된 공기가 전단부로부터 후단부로 유동되는 다수개의 블레이드를 포함하고,
    상기 블레이드는,
    금속판재로 이루어져 곡면을 갖는 한 쌍의 부재간의 상호 접합에 의해 형성되되,
    상기 회전축과 직교하는 평면으로 이루어진 레이어들 상에서의 상기 블레이드의 단면들을 상기 회전축 방향으로 소정의 투영면 상에 투영할 시, 상기 투영면 상에서 상기 각 단면의 전단과 후단을 연결한 선들 중 둘 이상이 동선상에 위치되지 않는 원심팬.
  44. 제 43 항에 있어서,
    상기 블레이드의 후단은 전단에 비해 상기 회전축으로부터 먼 거리에 위치하되, 상기 원심팬의 회전방향과 반대방향 쪽으로 치우쳐 위치하는 원심팬,
  45. 제 43 항에 있어서,
    상기 회전축을 가로지는 임의의 레이어 상에서 상기 블레이드의 단면은,
    전연(leading edge)과 후연(trailing edge) 사이에서 각각 곡면을 이루며 연장되는 상면과 하면 중 상기 상면이 상기 블레이드의 정압면에 속하고, 하면이 상기 블레이드의 부압면에 속하는 익형(airfoil)을 구성하는 원심팬.
  46. 제 43 항에 있어서,
    상기 익형은,
    상기 상면과 하면으로부터 등거리를 연결한 캠버선이, 상기 전연과 후연을 직선으로 연결한 코드선과 상기 상면 사이에 위치하는 원심팬.
  47. 제 46 항에 있어서,
    상기 회전축을 중심으로 한 동심원들 중, 상기 캠버선 상의 소정의 점이 위치하는 원에서 상기 점을 지나는 접선과, 상기 점에서 상기 캠버선의 접선이 이루는 각은, 상기 정압면 상의 기류 경로를 따라 진행될수록 점점 증가되는 원심팬.
  48. 제 43 항에 있어서,
    상기 블레이드를 구성하는 한 쌍의 부재는,
    상기 블레이드의 정압면의 전 영역을 규정하는 정압면 형성부재; 및
    상기 블레이드의 부압면의 전 영역을 규정하는 부압면 형성부재를 포함하는 원심팬.
  49. 제 43 항에 있어서,
    상기 정압면 형성부재와 상기 부압면 형성부재는 스틸재질로 이루어진 원심팬.
  50. 제 43 항에 있어서,
    상기 쉬라우드, 블레이드 및 주판은 동일한 재질로 이루어진 원심팬.
  51. 제 43 항에 있어서,
    상기 한 쌍의 부재 중 적어도 하나는 곡면을 갖는 원심팬.
  52. 제 43 항에 있어서,
    상기 한 쌍의 부재는 그들 상에 공간을 두고 서로 접합되는 원심팬.
  53. 제 43 항에 있어서,
    상기 블레이드는,
    상기 쉬라우드 측에서는 정압면이 향하는 방향으로 볼록하고, 상기 주판 측에서는 부압면이 향하는 방향으로 볼록한 원심팬.
  54. 제 53 항에 있어서,
    상기 블레이드는,
    상기 정압면이 향하는 방향으로 볼록한 부분에서 상기 회전축으로부터의 거리가 최대가 되는 원심팬.
  55. 제 53 항에 있어서,
    상기 블레이드는,
    상기 부압면이 향하는 방향으로 볼록한 부분에서 상기 회전축으로부터의 거리가 최소가 되는 원심팬.
  56. 제 43 항에 있어서,
    상기 블레이드는,
    상기 정압면이 향하는 방향으로 볼록한 부분을 포함하는 원심팬.
  57. 제 56 항에 있어서,
    상기 블레이드는,
    상기 정압면이 향하는 방향으로 볼록한 부분에서 상기 회전축으로부터의 거리가 최대가 되는 원심팬.
  58. 회전축을 중심으로 회전되는 주판;
    공기가 흡입되는 흡입구가 형성된 쉬라우드; 및
    상기 주판과 쉬라우드 사이에서 원주방향을 따라 배열되는 다수개의 블레이드를 포함하고,
    상기 블레이드는,
    금속판재로 이루어진 한 쌍의 부재간의 상호 접합에 의해 형성되되, 상기 한 쌍의 부재 중 어느 하나는 상기 블레이드의 정압면을 형성하는 정압면 형성부재이고, 다른 하나는 상기 블레이드의 부압면을 형성하는 부압면 형성부재이고,
    상기 정압면 형성부재는,
    곡면을 이루는 제 1 곡면부와, 상기 제 1 곡면부를 사이에 두고 양측으로 각각 제 1 전단 접합면부와, 제 1 후단 접합면부를 포함하고,
    상기 부압면 형성부재는,
    곡면을 이루고, 상기 제 1 곡면부의 사이에 공간을 갖는 제 2 곡면부와, 상기 제 2 곡면부를 사이에 두고 양측으로 각각 상기 제 1 전단 접합면부와 접합되는 제 2 전단 접합면부와, 상기 제 1 후단 접합면부와 접합되는 제 2 후단 접합면부가 형성된 원심팬.
  59. 제 58 항에 있어서,
    상기 회전축과 평행한 상기 블레이드의 종단면 상에서,
    상기 제 1 곡면부와 상기 제 2 곡면부는 서로 다른 형태의 곡선을 이루는 원심팬.
  60. 제 58 항에서,
    상기 회전축에 평행한 종단면에서 상기 제 1 곡면부가 이루는 곡선은, 상기 쉬라우드 측에서는 상기 정압면이 향하는 방향으로 볼록하고, 상기 주판 측에서는 상기 부압면이 향하는 방향으로 볼록한 원심팬.
  61. 제 58 항에서,
    상기 블레이드는,
    상기 회전축에 평행한 종단면으로, 상기 쉬라우드 측에서는 상기 정압면이 향하는 방향으로 볼록하고, 상기 주판 측에서는 상기 부압면이 향하는 방향으로 볼록한 종단면을 포함하는 원심팬.
  62. 제 58 항에서,
    상기 블레이드는,
    상기 정압면이 향하는 방향으로 볼록한 원심팬.
  63. 제 58 항에 있어서,
    상기 제 1 전단 접합면부와 제 2 전단 접합면부는 서로 대응하는 형상인 원심팬.
  64. 제 58 항에 있어서,
    상기 회전축을 가로지르는 레이어 상에서, 상기 제 1 곡면부와 제 2 곡면부는 익형을 구성하는 원심팬.
  65. 제 64 항에 있어서,
    상기 제 1 곡면부는 상기 익형의 상면을 구성하고,
    상기 제 2 곡면부는 상기 익형의 하면을 구성하는 원심팬.
  66. 제 58 항에 있어서,
    상기 정압면 형성부재 및 상기 부압면 형성부재 중 적어도 하나는,
    상기 쉬라우드와 접합되는 쉬라우드 접합면부를 포함하는 원심팬.
  67. 제 66 항에 있어서,
    상기 쉬라우드는,
    상기 흡입구를 통해 흡입된 공기가 안내되는 내주면이 상기 회전축 방향을 따라 갈수록, 상기 회전축으로부터 멀어지는 방향으로 확장되는 곡면을 갖고,
    상기 쉬라우드 접합면부는 상기 쉬라우드의 형상과 대응하는 곡면을 갖는 원심팬.
  68. 제 66 항에 있어서,
    상기 쉬라우드 접합면부는,
    상기 정압면 형성부재 및 부압면 형성부재 중 적어도 하나의 상단부에서 상기 전단 접합부와 상기 후단 접합부를 구성하는 부분을 제외한 구간에 형성되는 원심팬.
  69. 제 58 항에 있어서,
    상기 정압면 형성부재 및 상기 부압면 형성부재 중 적어도 하나는,
    상기 주판과 접하는 주판 접합면부를 포함하는 원심팬.
  70. 제 69 항에 있어서,
    상기 주판 접합면부는,
    상기 정압면 형성부재 및 부압면 형성부재 중 적어도 하나의 하단부에서 상기 전단 접합부와 상기 후단 접합부를 구성하는 부분을 제외한 구간에 형성되는 원심팬.
  71. 금속판재를 성형하여 곡면을 갖는 제 1 부재와 제 2 부재를 형성하는 부재형성단계;
    상기 제 1 부재와 제 2 부재의 전단부를 접합하고, 상기 제 1 부재와 제 2 부재의 후단부를 접합하여 블레이드를 형성하는 블레이드형성단계;
    상기 제 1 부재 및 제 2 부재 중 적어도 하나와 쉬라우드를 접합하는 쉬라우드접합단계; 및
    상기 제 1 부재 및 제 2 부재 중 적어도 하나와 주판을 접합하는 주판접합단계를 포함하는 원심팬의 제조방법.
  72. 제 71 항에 있어서,
    상기 부재접합단계는,
    상기 제 1 부재와 제 2 부재를 저항용접하는 단계를 포함하는 원심팬의 제조방법.
  73. 제 71 항에 있어서,
    상기 블레이드를 상기 주판에 정위치시키는 단계를 더 포함하고,
    상기 주판접합단계는,
    상기 블레이드가 상기 주판에 정위치된 상태에서 실시되는 원심팬의 제조방법.
  74. 제 71 항에 있어서,
    상기 블레이드를 상기 쉬라우드에 정위치시키는 단계를 더 포함하고,
    상기 쉬라우드접합단계는,
    상기 블레이드가 상기 쉬라우드에 정위치된 상태에서 실시되는 원심팬의 제조방법.
  75. 제 71 항에 있어서,
    상기 블레이드, 쉬라우드 및 주판이 일체로 결합된 상태에서 도장하는 단계를 더 포함하는 원심팬의 제조방법.
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