KR20200105627A

KR20200105627A - 소음 감소 팬 휠 블레이드를 갖는 축류 통풍기

Info

Publication number: KR20200105627A
Application number: KR1020200023810A
Authority: KR
Inventors: 롤란트 케버; 토비아스 지거; 볼프강 라우퍼; 위르겐 헤어; 아놀트 슐데; 게오르크 아이머; 마틴 뮐러; 도미니크 하스; 지몬 호페; 율리엔 그릴리아트; 요한네스 단네커; 클레멘스 귄터
Original assignee: 에베엠-팝스트 센트 게오르겐 게엠베하 운트 코. 카게
Priority date: 2019-02-28
Filing date: 2020-02-26
Publication date: 2020-09-08
Also published as: US11391282B2; EP3702620A1; DE102019105190A1; US20200277962A1; CN210050072U; EP3988797B1; KR102320943B1; EP3988797A1; EP3702620B1; PL3702620T3; PL3988797T3

Abstract

본 발명은 하우징(2) 및 상기 하우징(2)을 통해 축 방향 기류를 발생시키기 위해 상기 하우징(2)에 배열된 팬 휠(3)을 갖는 축류 통풍기(1)로서, 상기 팬 휠(3)은 허브(5)로부터 각각의 블레이드 팁(8)까지 방사상 외측으로 연장되는 다수의 팬 휠 블레이드(4)를 포함하고, 블레이드들은 상기 하우징(2)의 내벽으로부터 헤드 갭(12)을 통해 이격되어 연장되며, 상기 팬 휠 블레이드들(4)은 각각의 상기 블레이드 팁(8)을 따라 보어홀들(boreholes)(7)을 포함하는, 축류 통풍기에 관한 것이다.

Description

소음 감소 팬 휠 블레이드를 갖는 축류 통풍기{AXIAL VENTILATOR HAVING NOISE-REDUCING FAN WHEEL BLADES}

본 발명은 하우징 및 하우징을 통해 축 방향 기류를 발생시키기 위해 하우징에 배열된 팬 휠을 갖는 축류 통풍기(axial ventilator)에 관한 것이다.

팬 휠을 둘러싸는 링형 하우징들을 갖는 축류 통풍기들에서, 팬 휠 블레이드들과 하우징 내벽 간 헤드 갭에서 헤드 갭 교류가 발생하며, 이는 실제로 중대한 소음 현상을 일으킨다. 종래 기술로 이의 감소를 위한 다수의 접근법이 이미 존재하지만, 모든 용도로 적합하지는 않다. 예를 들어, 축류 통풍기의 직경이 확장될 수 있다. 그러나, 이는 그것의 효율 및 풍하중 거동에 대한 역효과를 낳는다. 대안적으로, 유입 또는 유출에 영향을 주는 옵션이 존재하지만, 이를 위해서는 추가 구성요소들 및 보통 구조적 공간 증가 요건이 필요하다.

본 발명은 축류 통풍기의 소음 거동을 개선하는 목적에 기초한다.

이러한 목적은 청구항 1에 따른 특징 조합에 의해 달성된다.

본 발명에 따르면, 하우징 및 하우징을 통해 축 방향 기류를 발생시키기 위해 하우징에 배열된 팬 휠을 갖는 축류 통풍기(axial ventilator)가 제안된다. 상기 팬 휠은 허브로부터 각각의 블레이드 팁까지 방사상 외측으로 연장되는 다수의 팬 휠 블레이드를 포함하며, 이 블레이드들은 헤드 갭을 통해 상기 하우징의 내벽으로 이격되어 연장된다. 블레이드 팁은 하우징의 내벽을 따르는 팬 휠 블레이드들의 연장부이며, 이는 특히 팬 휠을 특히 하우징 링으로서 둘러싼다. 팬 휠 블레이드들은 각각의 블레이드 팁을 따라 보어홀들(boreholes)을 포함한다.

각각의 블레이드 팁을 따르는 보어홀들은 헤드 갭 교류와 직접 상호 작용하고 동작시 팬 휠의 소음 배출을 감소시킨다. 특히, 팬 휠 블레이드들의 블레이드 팁들을 따르는 유동 교류의 형상 및 전파가 영향을 유리하게 받는다. 팬 휠 블레이드들을 통해 블레이드 팁을 따라 제공되는 보어홀들이 있고 없는 것만 상이한 축류 통풍기들에서, 측정시 20%를 초과하는 소음 현상의 감소를 이루는 것이 가능했다.

보어홀들은 특히 팬 휠 블레이드들이 유동 방향에 수직하게 연장되는 축면에 관해 매우 편평한 받음각(이 각도는 특히 5-25°, 바람직하게는 10-20° 범위 내이다) 을 갖는 축류 통풍기들에서 바람직한 효과를 낸다.

축류 통풍기의 하나의 개선은 보어홀들이 팬 휠 블레이드들의 축 방향 양측 상에 형성되는 것을 특징으로 한다. 하나의 바람직한 실시 예에서, 보어홀들은 팬 휠 블레이드들을 통하는 관통 보어홀들로서 형성된다.

바람직하게는, 팬 휠 블레이드마다 복수의 보어홀이 각각의 블레이드 팁을 따라 제공된다. 보어홀들의 수는 2개 이상, 특히 3개 이상, 바람직하게는 5개 이상, 더 바람직하게는 7개 이상이다. 보어홀들은 이 경우 블레이드 팁에 평행한 선을 따라 연장된다. 그에 따라 이들의 배열은 하우징의 내벽에 관한 헤드 갭을 따르는 블레이드 팁의 프로파일을 통해 설정된다.

원형 단면을 갖는 보어홀들의 실시 예가 특히 바람직한 것으로 입증되었다. 보어홀들의 크기는 그것들의 직경을 통해 획정된다. 축류 통풍기의 하나의 바람직한 실시 예에서, 보어홀들은 팬 휠의 최대 팬 휠 직경의 0.7-1.5%, 바람직하게는 1%에 상응하는 최대 직경(DBmax)을 갖는다.

서로에 관한 보어홀들의 특수 배열이 또한 소음 감소를 증진시킨다. 서로에 관해 각각의 블레이드 팁을 따라 보어홀들의 각각의 블레이드 팁의 두 배에 상응하는 거리(A)를 두는 실시 변형 예가 유리하다. 거리(A)는 각 경우 여기서 각각의 보어홀의 중심점에서 측정된다. 팬 휠의 최대 팬 휠 직경(D)에 관해, 각각의 블레이드 팁을 따르는 서로에 관한 보어홀들의 거리(A)는 그것이 최대 팬 휠 직경(D)의 2%에 상응하는 것이 바람직하다.

또한, 보어홀들은 각각의 팬 휠 블레이드의 각각의 블레이드 팁으로부터 다소 방사상 내측으로 이격되긴 하지만 그 부근에 있어, 각각의 팬 휠 블레이드의 방사상 외측 블레이드 팁이 끊김 없이 그리고 중단됨 없이 연장되게 하는 것이 바람직하다. 소음 발생에 대하여 하나의 바람직한 실시 예는 보어홀들이 최대 직경(DBmax)을 갖고 DBmax ≤ LS ≤ 2.5 x DBmax가 적용되도록 각각의 블레이드 팁으로부터 방사상 길이(LS)에 걸쳐 이격되어 있는 것을 특징으로 한다. 특히 바람직하게는, LS = 1.5 x DBmax이다. 다시 말해, 보어홀들은 바람직하게는 블레이드 팁으로부터 보어홀 직경의 1.5배만큼 방사상 내측으로 오프셋된다. 또한 측정은 항상 여기서 보어홀들의 중심점에서 수행된다.

팬 휠의 최대 팬 휠 직경(D)에 관해, 각각의 블레이드 팁으로부터 보어홀들이 이격되는 길이(LS)는 바람직하게는 팬 휠의 최대 팬 휠 직경(D)의 1.5%에 상응한다.

바람직하게는, 팬 휠의 모든 보어홀은 각각 형상 및 크기에 대하여 동일하게 형성된다.

축류 통풍기의 하나의 바람직한 실시 변형 예에서, 보어홀들은 헤드 갭을 따르는 블레이드 팁의 최대 연장부의 10-40%에 상응하는 연장부에 걸쳐 각각의 팬 휠 블레이드의 블레이드 팁을 따라 제공되도록 규정된다. 이는 블레이드 팁을 따라 보어홀이 제공되지 않는 우세한 섹션이 있지만 최소 수량 및 최소 연장에 못 미치지 않아야 함을 의미한다. 또한, 보어홀들은 특히 각각의 블레이드 전단 및/또는 각각의 블레이드 후단 부근 블레이드 팁 영역에 배열시키는 것이 바람직하다. 팬 휠 블레이드들이 블레이드 팁으로부터 블레이드 전단 또는 각각의 블레이드 후단 및 헤드 갭까지의 전이 영역에 방사상으로 움푹 들어가게 연장되고 이러한 섹션에 하우징까지의 헤드 갭이 존재하지 않을 경우, 그럼에도 불구하고 보어홀들은 이러한 섹션에 블레이드 팁을 따라 제공될 수도 있다.

하나의 바람직한 실시 변형 예에서, 축류 통풍기는 또한 각각의 팬 휠 블레이드들이 블레이드 팁을 따라 그리고 팬 휠 블레이드들의 양측 상의 방사상 중심선 부근에 보어홀들이 없는 중앙 섹션을 포함하는 것을 제공한다. 그에 따라 보어홀들은 팬 휠 블레이드들의 전단 및/또는 후단 영역에 제공된다. 중앙 섹션은 바람직하게는 원주 방향에서 각각의 팬 휠 블레이드의 최대 연장부의 20-90%, 더 바람직하게는 40-80%를 획정한다.

축류 통풍기의 하나의 개선에서, 보어홀들이 팬 휠 블레이드들의 전단 및/또는 후단을 따라 추가로 제공된다. 서로에 관한 또는 전단 및/또는 후단에 관한 거리들은 바람직하게는 이 경우 블레이드 팁을 따르는 또는 블레이드 팁에 관한 보어홀들의 것들에 상응한다.

또한, 축류 통풍기에서, 팬 휠 블레이드들의 전단 및/또는 후단을 따르는 각각의 보어홀들의 수가 또한 블레이드 팁을 따르는 보어홀들의 수 이하인 실시 예가 유리하다. 이는 전단 상 그리고 후단 상의 보어홀들의 수가 각 경우 블레이드 팁 상의 보어홀들의 수보다 항상 큰 것은 아님을 의미한다.

일 실시 예에서, 축류 통풍기는 또한 팬 휠이 양면을 다 이용할 수 있는 것으로 설계되고 동작시 발생되는 그것의 유동 방향이 그것의 회전 방향에 따르는 것을 특징으로 한다. 그 다음 보어홀들은 바람직하게는 각각의 팬 휠 블레이드들의 전단 그리고 또한 후단 상에 축 방향 양측 상에 둘 다 제공된다.

본 발명의 다른 바람직한 개선은 종속항들에서 특징지어지고/거나 도면들에 기초하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 설명과 함께보다 보다 상세하게 후술된다. 도면들에서:
도 1은 제1 실시 예의 축류 통풍기의 상면도를 도시한다;
도 2는 도 1로부터의 축류 통풍기의 상세도를 도시한다;
도 3은 도 1로부터의 축류 통풍기의 정면 사시도를 도시한다;
도 4는 도 1로부터의 축류 통풍기의 배면 사시도를 도시한다;
도 5는 제2 실시 예의 축류 통풍기의 상면도를 도시한다.

축류 통풍기(1)의 제 1 실시 변형 예가 도 1 내지 도 4에 도시되어 있다. 그것은 축 방향 기류를 발생시키기 위한 양면을 다 이용할 수 있게 설계된 팬 휠(3)이 배열된 링형 폐쇄 하우징(2)을 포함하며, 이의 유동 방향은 팬 휠(4)의 회전 방향에 따른다. 팬 휠(3)은 원형으로 배열된 다수의 통기구(25)를 갖는 허브(5)를 포함하며, 여기에 단자들(14)을 통해 전기를 공급받는 구동 모터가 수용된다. 후측 상에, 구동 모터가 원주 방향으로 분산 배열된 웨브들(11)을 통해 하우징(2)에 연결되는 홀더(20)에 의해 홀딩된다. 웨브들(11)은 선형으로 연장되지만 방사면에 관해 기울어져 있다. 팬 휠 블레이드들(4)은 허브(5)로부터 하우징(2)의 내벽 부근에 블레이드 단을 형성하는 그 각각의 블레이드 팁(8)까지 방사상 외측으로 연장된다. 블레이드 팁들(8)과 하우징(2)이 내벽 사이에는 헤드 갭(12)이 제공되어, 팬 휠(3)이 하우징(2)과 관해 회전할 수 있게 된다. 팬 휠 블레이드들(4)은 각각 동일하게 형성된다. 블레이드 팁(8) 부근에, 그것들은 각각 원주 방향에서 볼 때 양측 상에 방사상으로 움푹 들어간 섹션(9)을 가지며, 여기서 블레이드 단은 여전히 방사상 외측을 향하지만 하우징(2)의 내벽으로부터 이격되어 있다. 이 부근에서, 블레이드 단은 전단(17) 및 후단(18)에 합쳐지며, 이들은 각각 원주 방향을 향하지만, 각각 팬 휠 블레이드들(4)의 방사상 최외곽 섹션에 관해 원주 방향으로 움푹 들어가게 형성된다. 원주 방향에서 볼 때 그 각각의 중심축을 따라, 축 방향 단차(24)가 각각의 팬 휠 블레이드들(4) 상에 형성되며, 이는 블레이드 팁(8) 영역에 팬 휠 블레이드(4)의 끊김없는 프로파일이 제공되도록, 방사상 내측에서 볼 때 확장되고 블레이드 팁(8) 쪽 밖으로 이어진다.

각각의 블레이드 팁(8)을 따라 각각의 팬 휠 블레이드들(4) 상에는 원형 단면을 갖는 복수의 보어홀(7)이 제공된다. 보어홀들(7)은 축 방향 양측 상의 각각의 동일한 위치에 형성되고 그에 따라 각각의 동일한 중심축을 갖는다. 보어홀들(7)은 관통 보어홀들로서 형성되는 것이 바람직하다. 도 1 내지 도 4에 따른 실시 예에서는, 블레이드 팁(8)을 따라 전단(17) 및 후단(18)를 향하는 양 단부 섹션 상에 8개의 보어홀(7). 즉, 팬 휠 블레이드(4)마다(이 중에서도 보어홀들(7)을 갖는 영역마다) 총 16개의 보어홀(7)이 제공되며, 헤드 갭(12)을 따라 블레이드 팁(8)을 따라 각각 6개의 보어홀(7)이 위치되고 움푹 들어간 영역(9)에 각각 2개의 보어홀(7)이 위치된다. 도 5에 따른 실시 예에서는, 블레이드 팁(8)을 따라 각각의 단부 섹션들 상에 각 경우 단지 7개의 보어홀(7), 즉, 팬 휠 블레이드(4)마다 총 14개의 보어홀(7)이 제공된다. 도 1 내지 도 4에 따른 실시 예에 관해, 도 5에 따른 실시 예에서는, 보어홀들(7)이 원주 방향에서 볼 때 외측으로 더 멀리 변위되어, 7개의 보어홀(7) 중 4개가 각각 헤드 갭(12)을 따르는 블레이드 팁(8)을 따라 위치되고 3개의 보어홀(7)이 각각 움푹 들어간 섹션(9)에 위치되게 된다. 그 외, 도 1 내지 도 4 및 도 5에 따른 실시 예들은 동일하다. 두 실시 예에 도시되지는 않지만, 대응하는 보어홀들(7)이 각각의 팬 휠 블레이드들(4)의 또한 전단(17) 또는 후단(18) 그리고 또한 전단(17) 및 후단(18) 상 둘 다의 영역에 제공될 수 있다. 그러나, 각각 전단(17) 또는 후단(18)을 따르는 보어홀들의 수는 방사상 외측 단의 보어홀들의 수 미만인 것으로 설정된다. 각각의 팬 휠 블레이드들(4)은 블레이드 팁(8)을 따라 그리고 팬 휠 블레이드들(4)의 양측 상의 방사상 중심선 부근에 보어홀들(7)이 없는 중앙 섹션(15)을 포함한다. 보어홀들(7)이 없는 중앙 섹션(15)은 도 1 및 도 5에 따른 실시 예들 양자에서, 그것들이 기본적으로 원주 방향 단 섹션들에 위치되기 때문에, 비교적 보다 큰 영역을 획정한다, 즉, 각각의 팬 휠 블레이드(4)의 보다 큰 연장부에 걸쳐 보어홀(7)이 제공되지 않는다.

도 1 및 도 5의 실시 예들 양자에서, 팬 휠 블레이드들(4)은 하우징(2)을 통해 연장되는 축면에 관해 25° 미만의 매우 작은 받음각(angle of attack)을 가지며, 이는 도 3에서 잘 볼 수 있는다. 그러한 작은 받음각의 경우, 보어홀들(7)이 특히 효과적이다.

보어홀들(7)의 크기, 형상 및 배열은 소음 감소 효과에 중대한 영향을 미친다. 바람직한 치수들이 도 5에 기록되어 있으며, 이것들은 또한 도 1 내지 4의 예시적인 실시 예에도 동일하게 적용 가능하다. 보어홀들(7)은 보어홀들(7)의 각 경우 중심점에서 측정될 때, 팬 휠(4)의 최대 팬 휠 직경(D)의 1%에 상응하는 최대 직경(DBmax)을 갖다. 각각의 블레이드 팁(8)을 따르는 서로에 관한 보어홀들(7)의 거리(A)는 최대 직경(DBmax)의 두 배 및 팬 휠(4)의 최대 팬 휠 직경(D)의 2%에 상응한다. 보어홀들(7)은 블레이드 팁(8)으로부터 팬 휠 직경(D)의 1.5% 및 최대 직경(DBmax)의 1.5배를 이루는 길이(LS)에 걸쳐 이격되어 있다. 각각의 팬 휠 블레이드(4)의 방사상 외측 블레이드 팁(8)은 끊김 없이 그리고 중단됨 없이 연장된다. 도 5에서의 실시 예에 따르면, 블레이드 팁(8)을 따르는 보어홀들(7)의 분산이 헤드 갭(12)이 형성되는 블레이드 팁 길이(L)의 10%에 상응하는 길이에 걸쳐 수행된다. 도 1 내지 도 4에 따른 실시 예에서, 그것은 20%이다.

도 1 내지 도 4 및 도 5에 따른 실시 예들 양자에서, 모든 보어홀(7)은 각각 동일하게 형성된다. 그러나, 대안적으로, 또한 형상 및 크기가 서로 상이한 보어홀들(7)이 제공될 수도 있다.

Claims

하우징(2) 및 상기 하우징(2)을 통해 축 방향 기류를 발생시키기 위해 상기 하우징(2)에 배열된 팬 휠(3)을 갖는 축류 통풍기(1)로서, 상기 팬 휠(3)은 허브(5)로부터 각각의 블레이드 팁(8)까지 방사상 외측으로 연장되는 다수의 팬 휠 블레이드(4)를 포함하고, 블레이드들은 상기 하우징(2)의 내벽으로부터 헤드 갭(12)에 걸쳐 이격되어 연장되며, 상기 팬 휠 블레이드들(4)은 각각의 상기 블레이드 팁(8)을 따라 보어홀들(boreholes)(7)을 포함하는, 축류 통풍기.
청구항 1에 있어서, 상기 팬 휠 블레이드들(4)은 축면에 관해 5-25°, 특히 10-20° 범위 내 작은 받음각(angle of attack)을 갖는 것을 특징으로 하는, 축류 통풍기.
청구항 1 또는 2에 있어서, 보어홀들(7)이 상기 팬 휠 블레이드들(4)의 축 방향 양측 상에 형성되는 것을 특징으로 하는, 축류 통풍기.
청구항 1 또는 2에 있어서, 보어홀들(7)이 상기 팬 휠 블레이드들(4)을 통해 관통 보어홀들로서 형성되는 것을 특징으로 하는, 축류 통풍기.
청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 있어서, 팬 휠 블레이드(4)마다 상기 각각의 블레이드 팁(8)을 따라 다수의 보어홀(7)이 두 개 이상, 특히 세 개 이상, 특히 다섯 개 이상 있고, 상기 보어홀들(7)이 상기 블레이드 팁(8)에 평행한 선을 따라 배열되는 것을 특징으로 하는, 축류 통풍기.
청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 있어서, 상기 보어홀들(7)이 원형 단면을 갖는 것을 특징으로 하는, 축류 통풍기.
청구항 1 내지 6에 있어서, 상기 보어홀들(7)이 상기 팬 휠(3)의 최대 팬 휠 직경(D)의 1%에 상응하는 최대 직경(DBmax)을 갖는 것을 특징으로 하는, 축류 통풍기.
청구항 1 내지 7에 있어서, 상기 보어홀들(7)이 상기 각각의 블레이드 팁(8)을 따라 서로에 관해 상기 최대 직경(DBmax)의 두 배에 상응하는 거리(A)를 두는 것을 특징으로 하되, 상기 거리는 각 경우 각각의 상기 보어홀(7)의 중심점에서 측정되는, 축류 통풍기.
청구항 1 내지 8 중 어느 한 항에 있어서, 상기 보어홀들(7)이 상기 각각의 블레이드 팁(8)을 따라 서로에 관해 상기 팬 휠(3)의 최대 팬 휠 직경(D)의 2%에 상응하는 거리(A)를 두는 것을 특징으로 하는, 축류 통풍기.
청구항 1 내지 9 중 어느 한 항에 있어서, 상기 보어홀들(7)이 최대 직경(DBmax)을 갖고 DBmax ≤ LS ≤ 2.5 x DBmax, 특히 LS = 1.5 x DBmax이 적용되도록 상기 각각의 블레이드 팁(8)으로부터 길이(LS)에 걸쳐 이격되어 있는 것을 특징으로 하는, 축류 통풍기.
청구항 1 내지 10 중 어느 한 항에 있어서, 상기 보어홀들(7)이 상기 각각의 블레이드 팁(8)으로부터 상기 팬 휠의 최대 팬 휠 직경(D)의 1.5%에 상응하는 길이(LS)에 걸쳐 이격되어 있는 것을 특징으로 하는, 축류 통풍기.
청구항 1 내지 11 중 어느 한 항에 있어서, 상기 보어홀들(7)이 상기 헤드 갭을 따르는 상기 블레이드 팁(8)의 최대 연장부의 10-40%에 상응하는 연장부에 걸쳐 각각의 상기 팬 휠 블레이드(4)의 상기 블레이드 팁(8)을 따라 제공되는 것을 특징으로 하는, 축류 통풍기.
청구항 1 내지 12 중 어느 한 항에 있어서, 상기 보어홀들(7)이 상기 팬 휠 블레이드들(4)의 전단(17) 및/또는 후단(18)을 따라 추가로 제공되는 것을 특징으로 하는, 축류 통풍기.
청구항 1 내지 13에 있어서, 상기 팬 휠 블레이드들의 상기 전단(17) 및/또는 상기 후단(18)을 따라 추가로 있는 각각의 상기 보어홀들(7)의 수가 상기 블레이드 팁(8)을 따라 있는 보어홀들(7)의 수 이하인 것을 특징으로 하는, 축류 통풍기.
청구항 1 내지 14 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 상기 팬 휠 블레이드들(4)은 상기 블레이드 팁(8)을 따라 그리고 상기 팬 휠 블레이드들(4)의 양측 상의 방사상 중심선 부근의 보어홀들(7)이 없는 중앙 섹션(15)을 포함하되, 상기 중앙 섹션은 원주 방향의 각각의 상기 팬 휠 블레이드(4)의 연장부의 20-90%를 획정하는 것을 특징으로 하는, 축류 통풍기.
청구항 1 내지 15 중 어느 한 항에 있어서, 상기 팬 휠(3)이 양면을 다 이용할 수 있도록 설계되고 동작시 발생되는 그것의 유동 방향은 그것의 회전 방향에 따르는 것을 특징으로 하는, 축류 통풍기.