KR100852950B1

KR100852950B1 - 축류팬의 블레이드 구조

Info

Publication number: KR100852950B1
Application number: KR1020020029807A
Authority: KR
Inventors: 정우열; 조경석; 박세영
Original assignee: 한라공조주식회사
Priority date: 2002-05-29
Filing date: 2002-05-29
Publication date: 2008-08-19
Also published as: KR20030092221A

Abstract

본 발명은 축류팬의 블레이드 구조에 관한 것으로서, 익단에서 압력 집중을 최소화 시킴과 아울러 익근에서 풍량을 증가시킬 수 있도록 한 것이다.

본 발명은 회전축에 결합된 허브(3)와, 상기 허브(3) 외주에 전향곡률을 가지고 방사상으로 배열되어 상기 허브(3)와 일체로 결합된 복수 개의 블레이드(5)로 구성된 축류팬(1)에 있어서,

상기 블레이드는 익근(7)에서부터 익단(9)까지 제1,제2,제3, 제4 구간으로 형성함과 아울러, 상기 각 구간의 캠버비(Camber Ratio)를 각각 다르게 형성하되, 상기 제1 구간은 상기 익근(7)으로부터 시작하여 상기 블레이드(5) 길이의 30%~40% 지점까지이고, 상기 제1 구간의 캠버값(H_c)은 코드길이(L_c)의 10%~14% 내에서 일정한 값을 가지게 하는 것을 특징으로 한다.

축류팬, 블레이드, 허브, 캠버값, 익근, 익단

Description

축류팬의 블레이드 구조{Blade Structure of Axial Flow Fan}

도 1은 종래의 축류팬의 후방 사시도,

도 2는 종래의 축류팬의 부분확대 정면도,

도 3은 도 1의 A-A선 단면도,

도 4는 도 1의 B-B선 단면도,

도 5는 종래의 축류팬의 블레이드의 반경비에 대한 캠버비를 나타낸 그래프,

도 6은 본 발명의 축류팬의 후방 사시도,

도 7은 본 발명의 축류팬의 부분확대 사시도,

도 8은 본 발명의 축류팬의 부분확대 정면도,

도 9는 도 6의 C-C선 단면도,

도 10은 도 6의 D-D선 단면도,

도 11은 도 6의 E-E선 단면도,

도 12는 도 6의 F-F선 단면도,

도 13은 본 발명의 축류팬의 블레이드의 반경비에 대한 캠버비를 나타낸 그래프이다.

<도면의 주요부분에 사용된 부호의 설명>

1: 축류팬 3: 허브

5: 블레이드 7: 익근

9: 익단 L: 코드길이(Chord Lenth)

L.E: 전연(Leading Edge) L.E.L: 전연선(Leading Edge Line)

T.E: 후연(Trailing Edge) T.E.L: 후연선(Trailing Edge Line)

H: 최대 캠버값(Max Camber Value)

본 발명은 축류팬의 블레이드 구조에 관한 것이다.

일반적으로 알려진 바와 같이 축류팬은 모터의 구동에 의해 회전하면서 그 주요구성부인 블레이드(blade)를 통해 전방의 외기를 강제로 인입하여 후방인 축방향으로 송풍시킴으로써 환기 또는 냉각 등을 수행할 수 있도록 된 장치로, 선풍기나 공조기와 같은 가전제품 뿐만 아니라 항공기나 발전기 등의 다양한 산업 설비에도 이용된다.

종래의 축류팬 블레이드 구조는 도 1 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 구동모터(미도시)의 회전축(미도시)에 연결되는 원환형의 허브(3)와, 상기 허브(3)의 둘레를 따라 방사상으로 배열되는 다수의 블레이드(5)로 구성된다. 그리고 상기 블레이드(5)는 익근(blade root)(7)에서 부터 익단(blade tip)(9)까지 제 1, 2 구간으로 유선형 단면구조를 형성함과 아울러 상기 각 구간의 캠버비(Camber Ratio)를 각각 다르게 한다.

상기 브레이드의 단면구조는 후연(Trailing Edge)(T.E)에서 부터 전연 (Leading Edge)(L.E)까지 코드길이(Chord Lenth)(L)와, 최대 캠버값(Max Camber Value)(H)으로 이루어진다. 그리고 캠버비(Camber Ratio)는 상기 코드길이(L)를 기준으로 하여 상기 최대 캠버값(H)을 비율로 나타낸 값이다.

그리고 상기 브레이드(5)는 제 1, 2 구간으로 형성함과 아울러 상기 각 구간의 캠버비를 각각 다르게 형성한다.

상기 제 1 구간은 상기 익근(7)으로 부터 시작하여 블레이드(5) 전체 길이의 50% 지점까지이고, 상기 제 1 구간의 캠버값(H_a)은 코드길이(L_a)의 6~10% 내에서 일정한 값으로 부터 일정한 변화율로 감소한다.

그리고 상기 제 2 구간은 상기 제 1 구간의 끝지점에서 부터 시작하여 상기 익단(9)까지이고, 상기 제 2 구간의 캠버값(H_b)은 코드길이(L_b)의 4% 정도에서 일정한 값을 가지게 한다.

상기와 같은 상태에서, 구동모터의 구동축에 결합되어 구동모터의 회전력에 의해 허브(3)에 비스듬이 배치된 유선단면구조를 갖는 블레이드(5)가 허브(3)와 함께 일체로 회전하고, 상기 블레이드(5)는 회전되면서 그 전후면에 공기유동속도 차이에 따른 차압을 생성하여 공기를 축방향으로 송풍하게 된다.

공기 유동에 직접 관여하는 것은 블레이드(5)로서, 상기 블레이드(5)는 유선형 단면구조를 가지고 있으면서 회전에 따른 블레이드(5) 압력면의 압력상승을 이용하여 축류팬(1) 전방에서부터 공기를 끌어들여 축류팬(1) 후방으로 공기를 밀어 낸다.

그러나 상기한 축류팬(1)은, 익단(9) 측에 가까운 블레이드(5)에서는 반경이 큼으로 토크(Torque)가 크게 발생함으로서 압력이 집중되고, 익근(7) 측에 가까운 블레이드(5)에서는 반경이 짧음으로 토크가 적게 발생함으로서 풍량 증대에 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 시정하여, 익단에서 압력의 집중을 최소화 시킴과 아울러 익근에서 풍량을 증가시킬 수 있도록 한 축류팬의 블레이드 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 회전축에 결합된 허브(3)와, 상기 허브(3) 외주에 전향곡률을 가지고 방사상으로 배열되어 상기 허브(3)와 일체로 결합된 복수 개의 블레이드(5)로 구성된 축류팬(1)에 있어서, 상기 블레이드는 익근(7)에서부터 익단(9)까지 제1,제2,제3, 제4 구간으로 형성함과 아울러, 상기 각 구간의 캠버비(Camber Ratio)를 각각 다르게 형성하되, 상기 제1 구간은 상기 익근(7)으로부터 시작하여 상기 블레이드(5) 길이의 30%~40% 지점까지이고, 상기 제1 구간의 캠버값(H_c)은 코드길이(L_c)의 10%~14% 내에서 일정한 값을 가지게 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 도 6 내지 도 13에 도시한 바와 같이, 구동모터(미도시)의 회전축 (미도시)에 연결되는 환형의 허브(3)와, 상기 허브(3)의 둘레를 따라 방사상으로 배열되는 다수의 블레이드(5)로 구성되는 것으로서, 상기 블레이드(5)는 익근(7)에서부터 익단(9)까지 적어도 3개 이상의 구간으로 유선형 단면구조를 형성함과 아울러 상기 각 구간의 캠버비(Camber Ratio)를 각각 다르게 형성한다.

본 발명의 실시예로써 상기 블레이드(5)의 길이 방향으로 4개 구간을 갖는 축류팬 구조를 도 6 내지 도 8에 도시하였다.

즉, 상기 구간은 제 1, 2, 3, 4 구간을 갖는 축류팬의 블레이드 구조로써, 이에 대하여 자세히 설명하면 다음과 같다.

상기 제 1 구간은 상기 익근(7)으로 부터 시작하여 블레이드(5) 길이의 30%~40% 지점까지이고, 상기 제 1 구간의 캠버값(H_c)은 코드길이(L_c)의 10%~14% 내에서 일정한 값을 가지게 한다.

그리고 상기 제 2 구간은 상기 제 1 구간의 끝지점으로 부터 시작하여 블레이드(5) 길이의 60%~70% 지점까지이고, 상기 제 2 구간의 캠버값(H_d)은 상기 제 1 구간의 캠버값(H_c)의 끝지점에서 부터 시작하여 코드길이(L_d)의 6%~10% 값까지 감소되게 한다.

그리고 상기 제 3 구간은 상기 제 2 구간의 끝지점으로 부터 시작하여 블레이드(5) 길이의 75%~85% 지점까지이고, 상기 제 3 구간의 캠버값(H_e)은 제 2 구간의 캠버값(H_d)의 끝지점에서 부터 시작하여 코드길이(L_e)의 6%~10% 내에서 일정한 값을 가지게 한다.

그리고 상기 4구간에서는 상기 제 3 구간의 끝지점으로 부터 시작하여 익단 (9)까지이고, 상기 제 4 구간의 캠버값(H_f)은 상기 제 3 구간의 캠버값(H_e)의 끝지점에서 부터 시작하여 코드길이(L_f)의 3%~7% 값까지 감소되게 한다.

공기 유동에 직접 관여하는 것은 블레이드(5)로서, 상기 블레이드(5)는 유선형 단면구조를 가지고 있으면서 회전에 따른 블레이드(5) 압력면의 압력상승을 이용하여 축류팬(1) 전방에서부터 공기를 끌어들여 축류팬(1) 후방으로 공기를 밀어낸다.

이상과 같이 형성된 본 발명에 따른 축류팬 블레이드와 종래의 축류팬 블레이드를 비교하여 실험한 결과를 아래의 표 1에 나타내었다.

	회전수	풍량	풍량증감
종래의 축류팬	2460	1216
본발명 축류팬	2460	1291	6.2%

상기 표 1에서와 같이, 동일 회전수에서 본 발명의 축류팬은 더 큰 풍량을 발생한다.

한편, 상기한 본 발명은 4개의 구간을 갖는 축류팬의 블레이드에 대하여 특정한 실시예가 설명되었지만 본 발명은 설계인자에 따라 축류팬의 블레이드 구간이 5개 이상으로 다양하게 변형되어 실시될 수 있다.

즉, 축류팬의 크기, 쉬라우드의 설계인자 및 차량의 크기등에 따라 축류팬의 블레이드 길이방향으로 3 ~ 5개 구간 또는 그 이상의 구간으로 나누어 각각 캠버비를 다르게 형성함으로써 최대의 풍량을 얻을 수 있다.

이상과 같이 본 발명은 허브와 블레이드로 구성됨과 아울러 상기 블레이드는 적어도 3개 이상의 구간으로 각각의 캠버량을 다르게 형성한 것으로서, 허브측과 인접한 블레이드면에서 풍량이 증가하고, 익단측 블레이드가 압력 집중이 최소화 됨과 아울러 날개 전체의 압력을 균형있게 분포시킨다. 따라서 블레이드 전체에서 발생하는 풍량도 증가하게 된다.

Claims

회전축에 결합된 허브(3)와, 상기 허브(3) 외주에 전향곡률을 가지고 방사상으로 배열되어 상기 허브(3)와 일체로 결합된 복수 개의 블레이드(5)로 구성된 축류팬(1)에 있어서,

상기 블레이드는 익근(7)에서부터 익단(9)까지 제1,제2,제3, 제4 구간으로 형성함과 아울러, 상기 각 구간의 캠버비(Camber Ratio)를 각각 다르게 형성하되, 상기 제1 구간은 상기 익근(7)으로부터 시작하여 상기 블레이드(5) 길이의 30%~40% 지점까지이고, 상기 제1 구간의 캠버값(H_c)은 코드길이(L_c)의 10%~14% 내에서 일정한 값을 가지게 하는 것을 특징으로 하는 축류팬의 블레이드 구조.
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제 1 항에 있어서,

상기 제 2 구간은 상기 제 1 구간의 끝지점으로 부터 시작하여 블레이드(5) 길이의 60%~70% 지점까지이고, 상기 제 2 구간의 캠버값(H_d)은 상기 제 1 구간의 캠버값(H_c)의 끝지점에서 부터 시작하여 코드길이(L_d)의 6%~10% 값까지 감소되게 하는 것을 특징으로 하는 축류팬의 블레이드 구조.
제 1 항에 있어서,

상기 제 3 구간은 상기 제 2 구간의 끝지점으로 부터 시작하여 블레이드(5) 길이의 75%~85% 지점까지이고, 상기 제 3 구간의 캠버값(H_e)은 상기 제 2 구간의 캠버값(H_d)의 끝지점에서 부터 시작하여 코드길이(L_e)의 6%~10% 내에서 일정한 값을 가지게 하는 것을 특징으로 하는 축류팬의 블레이드 구조.
제 1 항에 있어서,

상기 4구간에서는 상기 제 3 구간의 끝지점으로 부터 시작하여 익단(9)까지이고, 상기 제 4 구간의 캠버값(H_f)은 상기 제 3 구간의 캠버값(H_e)의 끝지점에서 부터 시작하여 코드길이(L_f)의 3%~7% 값까지 감소되게 하는 것을 특징으로 하는 축류팬의 블레이드 구조.