KR0174803B1

KR0174803B1 - 제트팬

Info

Publication number: KR0174803B1
Application number: KR1019960049946A
Authority: KR
Inventors: 마사루 무라야마; 시게키 곤도
Original assignee: 이토 스케치; 마쓰시타 세코 가부시키가이샤
Priority date: 1995-10-30
Filing date: 1996-10-30
Publication date: 1999-03-20
Also published as: EP0772007A3; KR970021784A; DE69631459D1; EP0772007A2; JPH09126194A; JP3575891B2; EP0772007B1; DE69631459T2; TW397888B

Abstract

제트팬은 케이스(1), 케이스에 수용된 전기모터(2), 전기모터(2)에 연결된 임펠러(3), 및 공기흐름 방향에 대해 하류에 위치되고 또한 케이스(1)에 동축이되게 설치된 적어도 하나의 부스터링(8)을 포함한다. 부스터링(8)은 케이스(1)의 세로축을 가로지르는 방향에서 볼때 익형 또는 아치형 단면 프로파일을 가진다. 부스터링(8)은 그의 내측표면으로서 익형 또는 아치형 단면 프로파일의 상부표면을 가지고 또한 제트팬의 공기방출구와 면하는 기단과 기단의 직경보다는 작지만 공기방출구의 직경보다는 큰 직경의 뒷전을 가진다.

Description

제트팬

제1도는 본 발명의 제1실시예에 따른 제트팬의 단면도.

제2도는 제1도와 유사한 본 발명의 제2실시예에 따른 도면.

제3도는 제1도와 유사한 본 발명의 제3실시예에 따른 도면.

제4도는 제1도와 유사한 본 발명의 제4실시예에 따른 도면.

제5도는 제1도와 유사한 본 발명의 제5실시예에 따른 도면.

제6도는 부스터링에 가해지는 힘을 나타낸 도면.

제7도는 제트 방출구에서 부스터링의 기단까지의 거리와 부스터링에 발생된 추력사이의 관계를 나타내는 도표.

제8도는 측정된 부스터링의 단면도.

제9도는 통상적인 제트팬의 단면도.

제10도는 제9도와 비슷한 통상적인 다른 제트팬.

제11도는 제9도와 비슷한 통상적인 또다른 제트팬.

본 발명은 터널의 내부를 환기하기 위하여 분출물을 불어내기 위한, 터널의 천장에 장착되는 축팬에 관한 것이다. 이러한 종류의 축팬을 보통 제트팬으로 불린다.

터널에 설치된 제트팬은 터널내의 공기 환기를 위한 공기의 세로흐름을 유도하기 위해 추력을 발생시킨다. 터널내부 공기는 발생된 추력을 터널의 단면적으로 나누어 얻어진 값과 같은 압력을 제트팬으로 부터 받는다. 최근에 터널내의 교통량 증가 또는 동력소비증가 때문에 보다 높은 추력을 발생시키고 또한 보다 높은 효율의 제트팬으로 환기를 강화시키고자 하는 요구가 증가되었다.

제9도는 원통형 케이스(101), 케이스에 수용된 전기모터(102), 및 전기 모터(102)에 바로 연결된 임펠러(103)를 포함하는 통상적인 제트팬을 보여준다. 제9도에 도시된 제트팬은 임펠러(103)에 의해 발생된 소음을 흡수하기 위한 원통형의 앞쪽과 뒤쪽 소음기(104)를 포함한다.

제10도는 다수의 주입안내날개(105)를 가지는 다른 통상적인 제트팬을 보여준다.

제11도는 다수의 방출안내날개(106)를 가지는 또다른 통상적인 제트팬을 보여준다.

이러한 통상적인 제트팬에서, 전기모터(102)가 회전하면 임펠러(103)를 공기압을 증가시켜 공기흐름을 만든다. 이러한 종류의 공기흐름은 회전성분을 가지기 때문에 안개날개 (105 또는 106)를 가지는 제10도 또는 제11도의 제트팬은 공기흐름의 회전성분을 감소시킴으로 제9도에 도시된 제트팬보다 더 높은 효율을 가진다.

그러나, 통상적인 제트팬에서, 발생된 추력은 공기밀도, 제트팬을 통과하는 질량흐름율, 및 소음기(104)가 불어낸 제트속도 등과 같은 세값의 곱으로 결정된다. 따라서, 질량흐름율 또는 제트의 속도의 증가만이라도 추력을 증가시킨다.

본 발명은 상기 단점을 극복하기 위해 개발되어 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 질량흐름율과 제트의 속도를 증가시키지 않고 터널내의 공기압을 증가시키기 위해 높은 추력을 생성할 수 있는 고효율 제트팬을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 단순한 구조를 가지고 또한 저가로 제조될 수 있는 상기 기술된 형태의 제트팬을 제공하는 것이다.

상기 목적을 이루기 위해, 본 발명에 따른 제트팬은 원통형 페이스, 케이스에 수용된 전기모터, 및 전기모터에 연결된 임펠러를 포함하고, 또한 케이싱에 동심으로 배치되고 또한 공기흐름 방향에 대해 하류에 위치된 적어도 하나의 부스터링이 특징이다.

부스터링은 케이싱의 세로축을 횡단하는 방향에서 보았을 때 아치형 또는 익형(aerofoil) 단면 프로파일을 가진다.

또한 부스터링은 내측표면으로서 아치형 또는 익형 단면 프로파일의 상부 표면을 가지고 또한 기단의 직경보다 작지만 공기방출구의 직경보다는 큰 직경의 뒷전(trailing edge)과 그리고 제트팬의 공기방출구와 면하는 기단을 가진다.

상기 기술된 구조는 고속제트 속으로 끌리는 주위공기로부터 기인되는 공기 흐름을 사용함으로써 부스터링에 양력(alift)과 항력(adrag)을 발생시킨다. 양력과 항력의 합성력은 제트방향에 반대이며 또한 부스터링에 추력을 발생시키는 축방향 분력을 가진다. 제트가 그의 방향으로 부스터링에 발생된 추력의 반작용으로써 힘을 받기 때문에 본 발명의 제트팬을 부스터링을 가지지 않는 통상적인 제트팬과 비교하면 터널내부에 공기압을 더 증가시킬 수 있다.

도면을 참조해 보면, 본 발명의 제1실시예에 따른 제트팬이 제1도에 도시되어 있다. 도면에서 알 수 있는 바와 같이, 제트팬은 원통형 케이스(1), 케이스내에 수용된 전기모터(2), 전기모터(2)에 바로 연결된 임펠러(3), 및 임펠러(3)에 의해 발생된 소음을 흡수하기 위한 원통형의 전,후 소음기(4)를 포함한다. 제트팬은 또한 케이스(1)의 세로축을 가로지르는 방향에서 볼때 아치형의 단면 프로파일을 가지는 부스터링(8)을 가진다. 부스터링(8)은 다수의 레이디얼 리브(7)에 의해 원통형 후방소음기(4)에 동축을 되도록 고정된다. 부스터링(8)은 그의 내측표면으로써 아치형의 단면 프로파일 또는 익형의 상부 표면을 가지고 또한 제트팬의 공기 또는 제트방출구와 면하는 기단과 그리고 기단의 직경보다는 작고 공기방출구의 직경보다는 큰 직경을 가지는 뒷전을 가진다.

상기 구조로, 전기모터(2)가 회전하면 임펠러(3)는 후방 소음기(4)를 제트로서 통과하는 공기흐름을 발생시킨다. 제트는 주위공기를 부스터링(8)내로 끌어당겨 부스터링을 향한 공기흐름을 형성한다. 따라서, 제6도에 도시되어 있는 바와 같이 양력(L)과 항력(D)이 부스터링(8)에 가해진다. 양력(L)과 항력(D)의 합성력은 케이스(1)의 축방향으로 작용하는 분력(Tt)을 가진다. 이 분력(Tt)은 제트의 방향에 반대이고 그리고 부스터링(8)에 가해지는 추력으로 여겨진다.

제7도는 부스터링(8)에 가해지는 추력(Tt)의 한 측정결과 예를 보여준다. 제8도는 측정에 사용된 부스터링을 보여준다. 제7도는 제트방출구(방출구 직경 : 100mm)에서 부스터링(8)의 기단까지의 거리와 부스터링에 가해지는 추력(Tt) 사이의 관계를 제트의 속도를 변수로하여 보여준다. 제7도는 제트의 속도가 8m/s, 17.7m/s, 21.7m/s 또는 27.7m/s이고 그리고 거리가 0 내지 350mm 까지 변할 때 부스터링에 추력(Tt)이 발생하였다는 것을 보여준다.

부스터링(8)에 발생된 추력(Tt)의 반작용 때문에 제트는 제트의 방향으로 부스터력(Fj)을 받는다. 따라서, 제1도에 도시된 바와 같이 부스터링(8)의 설치는 제트팬이 향상된 추력과 더 높은 효율을 가지게 하므로 터널내부에 공기압을 증가시키는 것이 가능하다.

상기 실시예에서 비록 부스터링(8)이 익형단면을 가지는 것으로 기술되었다하더라도, 유선형의 내측표면을 가지는 한 아치형의 단면은 가질 수 있다는 것을 명심해야 한다. 또한 부스터링(8)이 링형태의 평판판금으로 만들어질 수 있다는 것을 명심해야 한다. 그러나, 이 경우 평판판금을 제트방향으로 방사상으로, 내측으로 돌출하는 아치형을 가지도록 구부려진다.

또한, 레이디얼 리브(7)가 장방향 단면 또는 구형단면과 같은 다각형 단면을 가질 수 있다하더라도, 레이디얼 리브는 공기저항 또는 압력손실을 줄이기 위해 유선형 단면을 가진다는 것을 명심해야 한다.

제2도는 본 발명의 제2실시예에 따른 제트팬을 도시한 것으로서, 제트팬은 제1도에 도시된 제트팬과 비슷한 구조이지만, 제트팬은 공기흐름 방향에 대해 임펠러(3)의 상류에 위치된 전기모터(2) 둘레에 확고하게 설치된 다수의 주입안내날개(5)를 포함한다.

제3도는 본 발명의 제3실시예에 따른 제트팬을 도시한 것으로서, 제트팬은 제1도에 도시된 제트팬과 비슷한 구조이지만, 제트팬은 공기흐름 방향에 대해 임펠러(3)의 하류에 위치된 전기모터(2) 둘레에 확고하게 고정된 다수의 방출 안내날개(6)를 포함한다.

제2도와 제3도에 도시된 각 구조는 임펠러(3)에 의해 발생된 공기 흐름의 회전성분을 감소시킬 수 있다. 따라서, 제트팬에 의해 발생된 추력과 제트팬의 효율은 제1도의 제트팬과 비교하면 더 향상될 수 있어서, 터널내부에 공기압을 증가시킬 수 있다.

제4도는 본 발명의 제4실시예에 따른 제트팬을 도시한 것으로서, 제트팬은 제1도의 제트팬과 똑같은 구조이지만, 제트팬은 다수의 레이디얼 리브(7)에 의해 원통형 후방 소음기(4)에 동축이 되도록 연결된 다른 부스터링(8)을 가진다.

비록 제1도 내지 제4도에 도시된 제트팬이 하나 또는 두개의 부스터링(8)을 가진다 하더라도, 제트팬은 서로 동축으로 설치된 세개 또는 그 이상의 부스터링을 가질 수 있다.

제5도는 본 발명의 제5실시예에 따른 제트팬을 도시한 것으로서, 제트팬은 원통형 케이스, 케이스에 수용된 전기모터(2), 전기모터(2)에 바로 연결된 모터(3), 및 원통형의 전,후방 소음기(4)를 가진다. 제5도의 제트팬은 제트팬에 바로 연결되지 않고 터널의 천장에 지지봉(9)으로 케이스(1)와 동축이되게 축방향으로 정렬되어 고정된 부스터링(8)을 추가로 포함한다.

상기에서 기술된 바와 같이, 본 발명에 따라 하나 또는 그 이상의 부스터링(8)이 추력과 효율을 증가시키도록 케이스(1)에 동축이 되게 설치되어 터널내의 공기압을 증가시킬 수 있다. 따라서, 소망된 환기량이 같다면, 본 발명의 제트팬은 전력소비를 감소시킬 수 있거나 또는 제트팬의 수효가 통상적인 경우와 비교해 감소될 수 있다.

본 발명이 첨부도면을 참조해 예로서 충분히 기술되었다 하더라도, 다양한 변경과 수정이 이루어질 수 있다는 것을 본 기술분야의 당업자라면 잘 알 것이다. 따라서, 그러한 변경과 수정이 본 발명의 개념과 범위를 이탈하지 않는다면 이들은 이에 속하는 것으로 여겨져야 한다.

Claims

케이스(1), 케이스에 수용된 전기모터(2), 및 전기모터(2)에 연결된 임펠러(3)를 포함하는 제트팬에 있어서, 공기흐름 방향에 대해 케이스의 하류에 위치되고 또한 케이스(1)와 동축이 되게 설치된 적어도 하나의 부스터링(8)이 특징인 제트팬.
제1항에 있어서, 상기 부스터링(8)은 케이스(1)의 세로축을 가로지르는 방향에서 볼때 익형 단면 프로파일을 가지고 또한 그의 내측표면으로서 익형 단면 프로파일의 상부표면을 가지는 것이 특징인 제트팬.
제1항에 있어서, 상기 부스터링(8)은 케이스(1)의 세로축을 가로지르는 방향에서 볼때 아치형 단면 프로파일을 가지고 또한 그의 내측표면으로서 아치형 단면 프로파일의 상부표면을 가지는 것이 특징인 제트팬.
제1항에 있어서, 상기 부스터링(8)은 제트팬의 공기방출구와 면하는 기단과 그리고 기단의 직경보다는 작지만 공기방출구의 직경보다는 큰 직경의 뒷전을 가지는 것이 특징인 제트팬.