KR100648089B1 - 축류송풍기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 축류팬이 그 후연측 익단부로부터 반경방향으로 더 연장된 누설방지부를 가짐으로써 축류팬과 슈라우드 사이의 간극을 통해 누설되는 공기를 효과적으로 차단하여 송풍료율이 높은 축류송풍기에 관한 것이다.

본 발명에 따른 축류송풍기는, 팬 외주단과 반경방향으로 일정 간격을 유지하며 축방향 팬 너비와 축방향으로 일부가 중첩되는 중첩부(20b)를 가지고 송풍구(200)를 형성하는 슈라우드(2)와; 상기 슈라우드의 송풍구 중심에 배치되는 구동모터(3)와; 상기 구동축에 허브(10) 중심이 결합되고 그 허브 외주에 원주방향으로 배열된 다수의 날개(11)를 갖는 축류팬(1);을 포함하여 이루어지는 축류송풍기에 있어서, 상기 각 날개(11)의 후연(11b)은 상기 중첩부(20b)의 후단 보다 하류에 위치하며, 상기 중첩부의 후단 보다 하류에 위치하는 익단으로부터 반경방향으로 더 연장된 누설방지부(11d)를 더 포함하여 이루어지며, 이와 같은 구성에 따르면, 축류팬 날개의 후연측 익단 모서리의 누설방지부가 송풍구 중첩부(20b)와 날개 익단 사이의 익단간극을 통해 발생하는 누설류의 생성을 억제하여 송풍효율이 높고 송풍소음은 작다.

축류팬, 쉬라우드, 열교환기, 역류, 와류, 간극

Description

축류송풍기{AXIAL FOW FAN ASSEMBLY}

도 1은 일반적인 축류송풍기의 정면도.

도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도.

도 3은 종래 축류송풍기의 축류팬과 슈라우드 송풍구의 구조를 도 1의 Ⅲ-Ⅲ 선을 따라 취하여 보인 상반부 우측면도.

도 4는 종래 다른 축류송풍기의 축류팬과 슈라우드 송풍구의 구조를 도 1의 Ⅲ-Ⅲ 선을 따라 취하여 보인 상반부 단면도.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 축류송풍기의 축류팬과 슈라우드 송풍구의 구조를 도 1의 Ⅲ-Ⅲ 선을 따라 취하여 보인 상반부 단면도.

도 6은 도 5의 축류송풍기 정면도.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 축류송풍기의 축류팬과 슈라우드 송풍구의 구조를 도 1의 Ⅲ-Ⅲ 선을 따라 취하여 보인 상반부 우측면도.

도 8은 도 7의 축류송풍기 정면도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1 : 축류팬 11 : 날개

11a : 전연 11b : 후연

11c : 익단 11d, 11e : 누설방지부

12 : 팬 밴드 2 : 슈라우드

20 : 하우징 20a : 유입부

20b : 중첩부 3 : 모터

T : 익단간극

본 발명은 축류팬과 그 축류팬이 송풍하는 공기를 축방향으로 유도하는 슈라우드로 이루어진 축류송풍기에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 축류팬이 그 후연측 익단부로부터 반경방향으로 더 연장된 누설방지부를 가짐으로써 축류팬과 슈라우드 사이의 간극을 통해 누설되는 공기를 효과적으로 차단하여 송풍효율이 높은 축류송풍기에 관한 것이다.

축류송풍기는 중앙의 허브(Hub)를 중심으로 방사상으로 배열된 다수 날개를 갖는 축류팬을 모터에 의해 회전시켜 공기를 날개의 축방향으로 송풍하는 유체기계로서, 선풍기나 실내환기용 환풍기 또는 자동차의 라디에이터나 콘덴서 등의 공랭식 열교환기에 대하여 방열을 촉진할 수 있는 방열용 공기를 송풍하는 냉각팬(Cooling Fan) 등은 전형적인 축류송풍기들이다.

특히 자동차 공기조화장치의 열교환기에 장착되는 축류송풍기는 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 허브(10)와 그 허브(10) 외주에 원주방향으로 배열된 다수의 날개(11)로 이루어지고, 상기 각 날개(11)의 익단을 따라 원형의 팬 밴드(12)가 부 착되기도 하는 축류팬(1)과, 그 축류팬(1) 주위를 내부에 형성된 송풍구(200)로 둘러싸 그 송풍구(200)로 축류팬(1)이 끌어들이는 공기를 안내하는 슈라우드(2)로 이루어져, 열교환기(미도시)의 후면 또는 전면에 장착되는 바, 이와 같은 자동차 열교환기용 축류송풍기는 열교환기에 대한 축류팬의 상대위치에 따라 푸셔 타입(Pusher type)과 풀러 타입(Puller type)으로 분류된다. 푸셔 타입은 열교환기 앞에서 뒤쪽의 열교환기측으로 강제송풍하도록 구성된 것이며, 풀러 타입은 열교환기 뒤에서 열교환기 앞쪽에서부터 공기를 끌어들이도록 구성된 것이다. 도 1와 도 2에 도시된 축류송풍기는 종래의 전형적인 풀러 타입 축류송풍기이다.

한편, 축류팬을 주위를 둘러싸는 슈라우드(2)는, 도 1과 도 2에 에 도시된 바와 같이, 축류팬(1) 및 축류팬 구동용 모터(3)를 고정하고, 축류팬(2)의 공기유입면적을 열교환기의 범위 내로 한정하며, 동시에 정후방으로 송풍되도록 송풍공기를 안내하여 열교환기에 대한 송풍효율을 높이는 작용을 하는 것으로서, 통상, 쉬라우드의 전체 골격을 형성하고 그 내부에 송풍구를 형성하는 하우징(20)과, 하우징(20)이 형성하는 송풍구(200)의 중앙의 모터 지지링(21)과, 그리고, 상기 모터 지지링(21)을 하우징(20)에 대하여 지지하는 대략 방사상으로 배열된 다수의 안내깃(22) 등을 포함하여 이루어져 있다.

슈라우드(2)에 있어서, 하우징(20)은 열교환기에 대한 송풍면적을 확대하기 위하여 상류측에서 최대로 개방된 후 후류로 갈수록 점차 축소되는 경사진 유입부(20a)를 형성하고 또 그 유입부(20a)의 후단에서 하류를 향하여 연장된 중첩부(20b)쪽으로 상류에서 하류로 갈수록 점진적으로 축소되는 송풍구(200)를 형성하 여 축류팬(2) 주위를 둘러싼다. 이에 슈라우드(2)는 축류팬 송풍시 공기를 확대된 면적의 유입부(20a)를 통해 유입되게 함과 아울러 중첩부(20b)를 통해 축방향으로 유도함으로써 축류팬(1)의 송풍효율을 높일 수 있다.

이와 같은 각 구성들의 작용에 있어서, 서로 근접한 하우징(20)의 중첩부(20b)와 축류팬 날개(11)의 익단(11c) 사이의 익단간극(T)에서는 익단(11c)에서 발생되는 와류와 그 간극(T)으로 송풍공기의 누설 등의 영향으로 송풍손실이 발생하기 때문에 축류송풍기의 송풍효율 향상을 위해서는 익단간극(T)을 가능한 작게 하는 것이 유리하다. 그러나, 자동차용 축류송풍기의 경우에는 차량의 진동에 의해 팬 날개가 슈라우드와 상호 간섭이 일어나지 않도록 설정되는 날개 익단과 슈라우드의 중첩부(20b) 사이의 간극(T)(이하, 익단간극)을 아주 작게 사용할 수 없다. 축류팬은 하류측의 압력이 상류측 보다 상대적으로 높고 또 날개의 익단에서 강한 와류가 발생하여 슈라우드의 익단간극에서 생기는 누설에 의해 송풍량 손실을 감수해야만 하였으며, 송풍 소음도 크게 되는 문제점을 가지고 있었다.

이 문제를 해결하기 위하여, 도 4에 도시된 바와 같이, 축류팬의 날개 익단(11c)을 따라 와류의 생성을 억제할 수 있는 팬 밴드(12)가 부착되고, 그 팬 밴드(12)의 선단에는 나팔형의 플렌지부(12a)가 성형되며, 송풍구(200)을 형성하는 슈라우드(2)의 중첩부(20b)에는 상기 플렌지부(12a)에 대응하여 단차가 형성된 축류송풍기가 제안되었다.

그러나, 도 3의 종래 축류송풍기의 경우에는 날개(11)의 중첩부(20b) 선단 보다 앞에 위치하는 날개 부분(ΔL)이 익단간극(T)으로 유입되는 공기의 흐름을 차 단하여 익단간극(T)을 통한 누설류의 생성을 억제하기는 하지만, 도시된 바와 같이 날개(11)의 익단(11c)에서 생성되는 와류를 그대로 방치하고 있어 송풍효율을 높이는데 한계를 가지고 있었으며 송풍소음도 크다는 문제점을 가지고 있었다.

또한, 도 4의 종래 축류송풍기의 경우에는 도 3의 축류송풍기와 달리 팬 밴드(12)가 날개의 익단(11c)에서 생성되는 와류를 억제할 수 있으나, 팬 밴드(12)로 인해 축류팬 중량이 무겁고 팬 밴드(12) 외주에서 공기의 역류현상이 활발하게 일어나기 때문에 송풍효율이 떨어진다는 문제점을 있었다.

이에, 본 발명은 상술한 바와 같은 종래 축류송풍기가 가진 문제점이 해소된 것으로, 축류팬과 슈라우드 사이의 간극을 통해 누설되는 공기를 효과적으로 차단하여 송풍효율이 높은 반면에 송풍소음은 오히려 저감된 축류송풍기를 제공하고자 한다.

상기와 같은 목적을 가지고 안출된 본 발명에 따른 축류송풍기는, 후류방향으로 갈수록 축소되는 유입부와 상기 유입부 후단에서 후류측을 향하여 연장된 중첩부를 가지고 송풍구를 형성하는 슈라우드와; 상기 슈라우드의 송풍구 중심에 그 구동축이 배치되는 구동모터와; 상기 구동축에 허브 중심이 결합되어 상기 구동축에 의해 회전되면서 그 허브 외주에 원주방향으로 배열된 동일한 익단 반경의 다수의 날개가 공기유동을 일으켜 공기를 축방향으로 송풍하는 축류팬;을 포함하여 이루어지는 축류송풍기에 있어서, 상기 각 날개는 익단측에서 그 전연이 상기 중첩부 의 선단 보다 상류에 위치하고 후연은 상기 중첩부의 후단 보다 하류에 위치하며, 상기 중첩부의 후단 보다 후류에 위치하는 익단으로부터 반경방향으로 더 연장되어 형성된 누설방지부를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 각 날개의 축방향 너비는 익단에서 허브측으로 갈수록 점감된다.

또한, 상기 누설방지부의 외경은 상기 슈라우드에 대하여 상기 축류팬을 상류측에서 결합해야 하는 경우에는 상기 중첩부의 내경 보다 더 작게 설정되고, 후류측에서 결합해야 하는 경우에는 상기 중첩부의 내경 보다 더 크게 설정되는 것이 바람직하다.

이하, 도면이 첨부된 본 발명의 바람직한 실시예들을 통하여 본 발명에 따른 축류송풍기의 특징으로 보다 구체적으로 살펴본다.

본 실시예의 설명에 있어서, 종래 기술의 구성과 동일한 구성에 대해서는 서두의 종래 기술 설명에서 사용했던 부호를 동일하게 사용하기로 한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 축류송풍기의 축류팬과 슈라우드 송풍구의 구조를 도 1의 Ⅲ-Ⅲ 선을 따라 취하여 보인 상반부 단면도이고, 도 6은 그 정면도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 축류송풍기는 일반적인 축류송풍기와 마찬가지로 축류팬과, 상기 축류팬의 익단 주위를 둘러싸는 슈라우드, 그리고, 상기 송풍구 중심에 위치한 구동축으로 상기 축류팬을 회전시키는 구동모터(미도시) 등으로 이루어지며, 특히 그 축류팬과 슈라우드는 다음과 같이 특징을 갖는다.

축류팬(1)은 대략 용기형상인 허브(10)와 상기 허브(10) 외주를 따라 배열되는 다수의 날개(11)로 이루어져 그 허브(10) 중심을 축으로 회전하면서 축방향으로 비스듬히 배치된 날개(11)가 생성하는 축방향 공기유동에 의해 앞쪽에서부터 공기를 끌어들여 뒤쪽으로 송풍하는 것으로, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 그 날개(11)의 익단(11c)측 선단이 후술하는 슈라우드의 중첩부(20b) 선단 보다 ΔL 만큼 상류측에 위치하며, 그 후류측에는 익단(11c)으로부터 방사방향으로 더 연장된 누설방지부(11d)를 더 포함하여 이루어진다. 특히, 이 축류팬(1)은 슈라우드(2) 앞쪽에서(상류측에서) 슈라우드(2)에 결합되도록 구성된 것으로서, 그 누설방지부(11d)가 상류측에서 슈라우드(2)의 송풍구(200)를 빠져나갈 수 있게 하기 위해 누설방지부(11d)의 외경(ΦF2)이 날개(11)의 익단 외경(ΦF1) 보다는 크지만 송풍구(200)의 중첩부(20b) 내경(ΦS) 보다는 작게 설정된다.( ΦF1〈 ΦF2 〈 ΦS2 )

이 실시예의 슈라우드(2)는 도 5에 에 도시된 바와 같이, 후류로 가면서 축소되는 유입부(20a)와 상기 유입부(20a) 후단에서 정후방을 향하여 연장된 중첩부(20b)로 이루어져 그 내부에 전후로 개방된 송풍구(200)를 형성하는 하우징(20)과, 상기 송풍구(200) 중앙에 위치하는 모터 지지링(도 1, 2의 부호 21 참조)과, 상기 모터 지지링을 하우징(20)에 연결하고 고정하는 다수의 안내깃(도 1, 2의 부호 22 참조) 등으로 이루어진 것으로, 상기 모터 지지링은 축류팬(1)이 결합된 구동모터(도 1, 2의 부호 3 참조)를 지지고정하고, 상기 하우징(20)은 그 유입부(20a)로써 공기유입면적을 확대시켜 한정하고, 중첩부(20b)는 유입부(20a)의 유도로 유입되는 송풍공기를 축방향으로 한정한다. 그리고 안내깃은 상기 모터 지지링을 하우징에 대하여 지지하는 작용을 한다.

이상과 같은 구성에 따라 본 발명에 따른 축류송풍기의 한 예는 중첩부(20b) 선단보다 앞에 위치하여 도 5에 도시된 바와 같이 측면에서 볼 때 유입부(20a)로 돌출되는 날개의 상류측 부분(ΔL 부분)이 반경방향의 공기유동을 일으켜 에어 커튼(Air curtain)을 만듬으로써 송풍구 내주면과 날개 익단 사이의 익단간극으로 유입되는 공기의 흐름을 차단하고, 아울러 후류측의 누설방지부(11d)가 송풍구(200)의 뒤에서 반경방향 공기유동을 유발하여 익단간극(T)을 통해 송풍되는 공기유동을 차단함으로써, 익단간극(T)에 의해 기인하는 누설류를 억제할 수 있다. 따라서, 송풍효율은 높고 반면에 송풍소음이 상대적으로 작다는 장점이 있다.

한편, 도 7과 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 축류송풍기로서, 도시된 바와 같이, 이 축류송풍기는 앞서의 일 실시예 축류송풍기와 달리 축류팬(1)이 슈라우드(2)의 뒤쪽의 하류측에서 슈라우드(2)에 결합되도록 구성된 것으로서, 익단간극(T)을 통한 누설방지효과를 높이기 위해 축류팬(1)의 누설방지부(11e)의 외경이 중첩부(20b)의 내경 보다 더 크게 설정되었다. 즉, 이 축류송풍기는 축류팬(1)의 누설방지부(11d)가 더 큰 외경(ΦF2)을 가지고 더욱 가속된 반경방향의 공기유동을 일으킴으로써 익단간극(T)를 통한 누설류의 생성을 극단적으로 억제할 수 있다. 따라서, 축류팬(1)의 송풍효율을 획기적으로 높일 수 있고 송풍소음의 발생도 극도로 억제할 수 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 축류송풍기는 축류팬 날개의 후연측 익단 모서리로부터 반경방향으로 더 연장되어 형성된 누설방지부가 송풍구 내주면과 날개 익단 사이의 익단간극을 통해 발생하는 누설류의 생성을 억제할 수 있음에 따라 송풍효율은 높고 반면에 송풍소음이 상대적으로 작다. 따라서, 본 발명에 따른 축류송풍기는 송풍효율이 높기 때문에 열교환기가 축류송풍기에 대하여 요구하는 송풍량의 조건에서 축류송풍기를 소형화할 수 있게 하고, 소음도 작아 자동차의 승차감 향상에도 기여할 수 있다.

Claims (4)

1. 팬 외주단과 반경방향으로 일정 간격을 유지하며 축방향 팬 너비와 축방향으로 일부가 중첩되는 중첩부를 가지고 송풍구를 형성하는 슈라우드와; 상기 슈라우드의 송풍구 중심에 그 구동축이 배치되는 구동모터와; 상기 구동축에 허브 중심이 결합되어 상기 구동축에 의해 회전되면서 그 허브 외주에 원주방향으로 배열된 다수의 날개가 공기유동을 일으켜 공기를 축방향으로 송풍하는 축류팬;을 포함하여 이루어지는 축류송풍기에 있어서,

   상기 각 날개의 후연은 상기 중첩부의 후단 보다 하류에 위치하며, 상기 중첩부의 후단 보다 후류에 위치하는 익단으로부터 반경방향으로 더 연장되어 형성된 누설방지부를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 축류송풍기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 각 날개의 축방향 너비는 익단에서 허브측으로 갈수록 점감되는 것을 특징으로 하는 축류송풍기.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 누설방지부의 외단 반경은 상기 중첩부의 내경 보다 더 작은 것을 특징으로 하는 축류송풍기.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 누설방지부의 외단 반경은 상기 중첩부의 내경 보다 더 큰 것을 특징으로 하는 축류송풍기.

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