KR101187223B1 - 축류팬 - Google Patents

Abstract

본 발명은 팬에서 토출된 공기가 엔진룸내의 엔진등에 직접 충돌하지 않고 그 주위로 회피 유동되도록 설계함과 아울러 재순환 공기가 발생되지 않도록 함으로써 열교환기의 성능을 증가시켜 엔진 냉각을 효율적으로 하도록 한 축류팬을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 축류팬은, 모터의 회전축에 결합되는 허브와, 상기 허브의 외주에 일체로 형성되어 회전되면서 공기를 축방향으로 송풍하는 복수개의 날개를 포함하여 이루어진 축류팬에 있어서, 상기 날개는, 그 중앙선이 익근에서 변곡점까지는 회전방향에 대해 볼록한 곡률로 형성되고, 변곡점에서 익단까지는 회전방향에 대해 오목한 곡률로 형성되는 것을 특징으로 한다.

축류팬, 익근, 변곡, 익단

Description

축류팬{Axial Flow Fan}

도 1은 종래 기술에 의한 축류팬의 정면도.

도 2는 종래 기술에 의한 축류팬의 공기 유동 방향을 나타낸 도면.

도 3은 본 발명에 의한 축류팬의 정면도.

도 4 내지 도 6은 변곡점 반경 위치에 따른 본 발명의 날개의 부분 확대도.

도 7은 본 발명에 의한 공기 유동 방향을 나타낸 도면.

도 8은 본 발명의 변곡점 반경 위치에 따른 소음 및 전력의 변화를 나타낸 그래프.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 축류팬

11 : 허브

12 : 날개

13 : 팬 밴드

본 발명은 축류팬에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 팬에서 토출된 공기가 엔 진룸내의 엔진등에 직접 충돌하지 않고 그 주위로 회피 유동되도록 설계함과 아울러 재순환 공기가 발생되지 않도록 함으로써 열교환기의 성능을 증가시켜 엔진 효율을 증가시킬 수 있도록 한 축류팬에 관한 것이다.

축류팬(Axial Flow Fan)은 허브를 중심으로 하여 방사상으로 배열된 다수 회전익을 구비하여, 모터등에 의해 회전되면서 공기를 회전익의 축방향으로 송풍하는 유체기계로서, 선풍기나 환기용 선풍기 또는 자동차의 라디에이터나 콘덴서 등의 공랭식 열교환기 방열을 촉진하기 위하여 상기 열교환기에 대하여 방열용 공기를 송풍하는 냉각팬(Cooling Fan)등은 대표적으로 축류팬이다.

자동차 공기조화장치의 열교환기 냉각팬으로 사용되는 축류팬은 그 주위를 벨 마웃스형 통풍구로 둘러싸고 통풍구 전면 또는 후면에서 송풍공기를 축방향으로 유도할 수 있는 안내깃을 가지는 쉬라우드와 함께 열교환기 후면 또는 전면에 장착되는 바, 이와 같은 축류팬은 열교환기에 대한 배치 형식에 따라 퓨셔 타입(Pusher Type)과 풀러 타입(Puller Type)으로 분류된다.

도 1은 종래 기술에 의한 축류팬의 정면도이다.

도시된 바와 같이, 축류팬(1)은 허브(2)와, 상기 허브(2)의 외주에서 방사상으로 뻗은 다수의 날개(3), 그리고 상기 날개(3)들의 선단을 연결하여 날개(3)의 주위를 둘러싸는 원형의 팬 밴드(4)를 구비하고 있다.

상기 허브(2)는 구동모터(미도시)의 구동축에 결합되어 상기 구동모터의 회전력에 의해 허브(2)에 비스듬히 배치되어 유선단면구조를 갖는 날개(3)가 허브(2)와 함께 일체로 회전하면서 그 전후면에 공기유동속도 차이에 따른 차압을 생성하 여 공기를 축방향으로 송풍하게 된다.

상기와 같이 구성된 종래 기술에 따른 축류팬은 도 2에 도시된 바와 같이, 공기의 유동 방향이 대부분 축방향으로 직진하는 경향이 있다.

따라서, 엔진룸내에서 엔진등의 구조물과 충돌하게 될 우려가 매우 높으며, 이렇게 온도가 높은 구조물과의 충돌로 인해 뜨거워진 공기는 다시 열교환기의 전면으로 재순환되어 축류팬으로 유입되는 공기의 온도를 상승시켜 열교환기의 냉각 성능을 저하시키는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 팬에서 토출된 공기가 엔진룸내의 엔진등에 직접 충돌하지 않고 그 주위로 회피 유동되도록 설계함과 아울러 재순환 공기가 발생되지 않도록 함으로써 열교환기의 성능을 증가시켜 엔진 냉각을 효율적으로 하도록 한 축류팬을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 축류팬은, 모터의 회전축에 결합되는 허브와, 상기 허브의 외주에 일체로 형성되어 회전되면서 공기를 축방향으로 송풍하는 복수개의 날개를 포함하여 이루어진 축류팬에 있어서, 상기 날개는, 그 중앙선이 익근에서 변곡점까지는 회전방향에 대해 볼록한 곡률로 형성되고, 변곡점에서 익단까지는 회전방향에 대해 오목한 곡률로 형성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 의한 축류팬의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 의한 축류팬의 정면도이고, 도 4 내지 도 6은 변곡점 반경 위치에 따른 본 발명의 날개의 부분 확대도이며, 도 7은 본 발명에 의한 공기 유동 방향을 나타낸 도면이며, 도 8은 본 발명의 변곡점 반경 위치에 따른 소음 및 전력의 변화를 나타낸 그래프이다.

본 발명에 의한 축류팬(10)은 허브(11)와, 상기 허브(11)의 외주에서 방사상으로 뻗은 다수의 날개(12), 그리고 상기 날개(12)들의 선단을 연결하여 날개(12)의 주위를 둘러싸는 원형의 팬 밴드(13)를 구비한다.

여기서, 상기 팬 밴드(13)를 구비하지 않은 노밴드 타입의 축류팬도 본 발명에 적용 가능하다.

상기 날개(12)는, 그 중앙선(12a)이 익근에서 변곡점(CP)까지 회전 방향에 대해 볼록한 곡률로 형성되고, 변곡점(CP)에서 익단까지는 회전 방향에 대해 오목한 곡률로 형성된다.

여기서, 0는 허브(11)의 중심점이다.

그리고, 본 발명은 상기 허브(11)의 외주면에서 상기 날개(12)의 익단까지의 최단거리를 R2라고 하고, 상기 허브(11)의 외주면에서 상기 변곡 기점(CP)까지의 최단거리를 R1이라고 할때, 다음식,

를 만족하도록 형성된다.

그리고, 본 발명은 상기 중앙선(12a)상의 익단점(P1)과 상기 허브(11)의 중심(0)을 연결한 선 "L"과, 상기 중앙선(12a)상의 익근점(P2)과 상기 허브(11)의 중 심(0)을 연결한 선 "ℓ"이 이루는 각도(θ)는 0°≤θ≤80°가 되도록 형성된다.

그리고, 본 발명은 상기 날개(12)의 익근에서 변곡점까지는 상기 중앙선(12a)의 곡률 중심이 회전 방향 반대쪽에 있고, 상기 변곡점에서 날개(12)의 익단까지는 상기 중앙선(12a)의 곡률 중심이 회전 방향에 있도록 형성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 날개는 변곡점(CP)인 반경(R1)에서 반경(R2)까지는 포워드(foreward) 형상으로 전개되어 기류소음을 줄여줄수 있게 된다.

상기와 같이 구성된 본 발명에서 소음과 전력 소모간의 관계를 도 8을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 중앙선(12a)의 타입을 #1(◆)으로 할때에는 변곡점(CP)이 형성되는 경우에 반경(

)에서 소음이 높음과 아울러 전력 소모도 높았으나, 변곡점(CP)이 반경(

)에서 반경(

)으로 갈수록 점차적으로 감소하는 것으로 나타났다.

그러나, 중앙선(12a)의 타입을 #2(■)으로 할때에는 변곡점(CP)이 형성되는 경우에 반경(

), 반경(

), 반경(

)으로 변경될수록 소음은 미세하게 증가하고, 전력 소모는 반경(

)에서만 약간 증가하는 나타났다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 구성을 가짐으로써 소음을 감소시킬 수 있고, 전력 소모량이 많지 않음을 알 수 있다.

한편, 상기와 같이 본 발명을 구성하게 되면, 본 발명은 도 7에 도시된 바와 같이, 축류팬을 통과한 공기의 유동 방향은 종래의 도면 도 2와 같이 축방향으로 직진하지 않고 축류팬의 외측 방향으로 경사지게 토출된다.

좀더 상세하게는, 토출된 공기가 엔진룸내에서 엔진 등의 구조물과 충돌하지 않게 된다.

따라서, 상기와 같이 구조물과의 충돌이 발생하기 않게 됨에 따라 토출된 공기는 다시 열교환기로 재순환되지 않게 되며, 이에 따라 열교환기로 뜨거운 공기가 유입되지 않아 열교환기의 성능을 높여 엔진 냉각 성능을 증대시킨다.

그리고, 토출된 공기가 엔진에 정면으로 충돌하지 않고, 우회하여 지나가기 때문에, 토출된 공기가 엔진 등의 구조물에 충돌된 후 높은 열을 가지고 역류되는 종래 문제점을 해소할 수 있기 때문에 열교환기의 냉각 성능을 저하지키기 않게 된다.

이상 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 축류팬에 따르면, 팬에서 토출된 공기가 엔진룸내의 엔진등에 직접 충돌하지 않고 그 주위로 회피 유동되도록 설계함과 아울러 재순환 공기가 발생되지 않도록 함으로써 열교환기의 성능을 증가시켜 엔진 냉각을 효율적으로 할 수 있게 된다.

Claims (4)

1. 모터의 회전축에 결합되는 허브(11)와, 상기 허브(11)의 외주에 일체로 형성되어 회전되면서 공기를 축방향으로 송풍하는 복수개의 날개(12)를 포함하여 이루어진 축류팬에 있어서, 상기 날개(12)는, 그 중앙선(12a)이 익근에서 변곡점(CP)까지는 회전방향에 대해 볼록한 곡률로 형성되고, 변곡점(CP)에서 익단까지는 회전방향에 대해 오목한 곡률로 형성되며,

   상기 허브(11)의 외주면에서 상기 날개(12)의 익단까지의 최단거리를 R2라고 하고, 상기 허브(11)의 외주면에서 상기 변곡점(CP)까지의 최단거리를 R1이라고 할때, 다음식,

   

   를 만족하는 것을 특징으로 하는 축류팬.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 중앙선(12a)상의 익단점과 상기 허브(11)의 중심을 연결한 선 "L"과, 상기 중앙선(12a)상의 익근점과 상기 허브(11)의 중심을 연결한 선 "ℓ"이 이루는 각도(θ)는 0°≤θ≤80°인 것을 특징으로 하는 축류팬.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 날개의 익근에서 변곡점까지는 상기 중앙선(12a)의 곡률 중심이 회전 방향 반대쪽에 있고, 변곡점에서 익단까지는 상기 중앙선(12a)의 곡률 중심이 회전 방향에 있는 것을 특징으로 하는 축류팬.

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