KR100218288B1 - Reverse revolution of axial dual fan - Google Patents
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Abstract
본 발명은 엇회전식 축류팬에 관한 것으로, 동일 축선상에 상호 반대로 회전되는 두 개의 회전축이 구비된 모터가 마련되어, 별도의 엇회전장치가 없이도 엇회전이 가능한 엇회전식 축류팬에 관한 것이다.The present invention relates to a counter-rotational axial fan, and relates to a counter-rotational axial fan that is provided with a motor having two rotary shafts that rotate opposite to each other on the same axis, without the need for a separate counter-rotation device.
본 발명에 따른 엇회전식 축류팬은 제 1축류팬과 제 2축류팬의 엇회전을 구현하기 위해, 상호 반대로 회전하는 두 개의 회전자와 한 개의 고정자를 구비하는 모터가 마련되고, 이 모터의 두 회전자에서 각각 연장된 두 회전축에 제 1축류팬과 제 2축류팬이 고정되었다. 따라서, 종래의 엇회전장치가 없이도 엇회전이 이루어짐으로써, 제조비용이 절감되는 이점이 있을 뿐만 아니라, 소음이 감소되어 엇회전식 축류팬의 저소음 특성을 충분히 살리는 이점이 있다.The counter-rotational axial fan according to the present invention is provided with a motor having two rotors and one stator rotating opposite to each other in order to realize counter rotation of the first axial fan and the second axial fan. The first axial flow fan and the second axial flow fan were fixed to two rotary shafts each extending from the rotor. Therefore, the counter-rotation is performed even without the conventional counter-rotating device, which not only has the advantage of reducing the manufacturing cost but also reduces the noise, thereby sufficiently utilizing the low noise characteristics of the counter-rotating axial fan.
Description
본 발명은 엇회전식 축류팬에 관한 것으로, 동일 축선상에 상호 반대로 회전되는 두 개의 회전축이 구비된 모터가 마련되어, 별도의 엇회전장치가 없이도 엇회전이 가능한 엇회전식 축류팬에 관한 것이다.The present invention relates to a counter-rotational axial fan, and relates to a counter-rotational axial fan that is provided with a motor having two rotary shafts that rotate opposite to each other on the same axis, without the need for a separate counter-rotation device.
팬은 기체를 수송하기 위한 것으로, 다수의 회전날개를 구비하여 기체에 운동에너지를 전달하는 기계장치이다. 이러한 팬은 날개의 형상에 따라 다양하게 분류되는데, 이중에서 프로펠러형 날개를 구비하여 기체를 축방향으로 송풍하는 형식을 축류팬이라 한다.The fan is for transporting gas, and is a mechanical device having a plurality of rotary vanes to transmit kinetic energy to the gas. These fans are classified according to the shape of the wing, the type of blowing the gas in the axial direction is provided with a propeller-type wing in the double is called an axial flow fan.
축류팬은 낮은 풍압으로 많은 풍량을 송풍하는데 주로 적용되며, 그 구조가 고속 회전에 적합하여 효율이 다른 형식의 팬에 비하여 높은 편이다. 그러나 축류팬은 날개의 고속회전으로 인해 원주속도가 크고, 원주속도성분의 영향으로 소용돌이가 발생하여 소음이 높은 결점이 있다.Axial flow fan is mainly used to blow a large amount of air at low wind pressure, and its structure is suitable for high speed rotation, and its efficiency is higher than that of other types of fans. However, the axial fan has a high circumferential speed due to the high-speed rotation of the blade, the vortex generated by the influence of the circumferential speed component has a high noise.
이러한 소음문제를 해결하기 위해 개발된 것이 엇회전식 축류팬이다. 엇회전식 축류팬은 회전방향이 다르고, 송풍방향이 같은 두개의 팬이 근접하게 마련되어, 제 1축류팬의 구동에 의해 발생된 소용돌이 성분이 제 2축류팬의 역방향 구동에 의해 흡수되는 원리가 이용된 것이다.The counter rotating axial fan was developed to solve this noise problem. The counter-rotating axial fan is provided with two fans having different rotational directions and the same blowing direction, so that the vortex component generated by the driving of the first axial fan is absorbed by the reverse driving of the second axial fan. will be.
이러한 종래의 엇회전식 축류팬은 도 1에 도시된 바와 같이, 모터(10)에서 연장된 구동축(11)에 제 1축류팬(13)이 설치되고, 구동축(11)과 동일한 축선에 마련된 피동축(12)에 제 2축류팬(14)이 설치된다. 그리고 구동축(11)과 피동축(12)의 사이에는 두 축(11,12)의 회전방향을 바꾸어 주는 엇회전장치(20)가 마련된다.In the conventional counter-rotating axial fan, as shown in FIG. 1, a first
제 1축류팬(13)과 제 2축류팬(14)은 상기 엇회전장치(20)에 의해 상호 반대 방향으로 회전된다. 따라서, 제 2축류팬(14)의 날개(14')는 제 1축류팬(13)의 날개(13') 방향과 반대로 마련되어, 회전방향이 다른 두 팬(13,14)이 구동시에 같은 방향으로 송풍되게 된다.The first
엇회전장치(20)는 도 2에 도시된 바와 같이, 복수개의 베벨기어(22,23,24)와 이들을 보호하는 케이싱(21)으로 이루어진다. 상기 케이싱(21)에는 구동축(11)과 피동축(12)이 내부로 연장되어 있다. 그리고 구동축(11)의 단부에는 구동베벨기어(22)가 마련되고, 이와 대향되는 피동축(12)의 단부에는 피동베벨기어(23)가 마련된다. 이 두 베벨기어 사이에는 구동베벨기어(22)의 회전력을 피동베벨기어(23)에 전달하면서 회전방향을 바꾸어 주는 중간베벨기어(24)가 하나이상 마련된다.As shown in FIG. 2, the
또한, 케이싱(21)에는 상기 구동축(11)과 피동축(12), 그리고 상기 중간베벨기어(24)를 지지하는 지지축(25)이 베어링(26)에 의해 회동 가능하게 지지된다.In addition, the
이와 같이 구성된 종래의 엇회전식 축류팬은 모터(10)의 구동에 의해 구동축(11)이 회전되면 제 1축류팬(13)과 구동베벨기어(22)가 회전된다. 이때 구동베벨기어(22)와 물려있는 중간베벨기어(24)가 회전되고, 다시 중간베벨기어(24)는 피동베벨기어(23)를 회전시키게 되는데, 이 과정에서 회전방향이 변하게 된다. 따라서 피동베벨기어(23)에서 연장된 피동축(12)은 구동축(11)의 역방향으로 회전되고, 이에 따라 제 2축류팬(14)은 제 1축류팬(13)의 반대로 회전된다.In the conventional reverse rotational axial fan configured as described above, when the
그러나 이러한 종래의 엇회전식 축류팬은, 엇회전 구조를 마련하기 위해, 별도의 엇회전장치(20)가 구비되어야 하고, 또한, 이 엇회전장치(20)는 높은 정밀도가 요구되고, 가공이 어려운 베벨기어가 사용됨에 따라 제조비용이 상승되는 원인이 되었다. 또한, 이 엇회전장치(20)는 고속회전시에 기어 이의 미끄럼접촉으로 인해 발생되는 소음이 커서, 엇회전식 축류팬의 저소음 특성이 저감되는 문제가 있을 뿐만 아니라, 엇회전장치(20)로 인해 설치공간이 커지는 문제가 있었다.However, such a conventional counter-rotating axial fan requires a
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 동일 축선상에 상호 반대로 회전되는 두 개의 회전축이 구비된 모터가 마련되어, 상기 두 회전축에 각각 고정된 제 1축류팬과 제 2축류팬이 별도의 엇회전장치 없이도 엇회전이 이루어짐으로써, 소음이 감소되고, 제조비용이 크게 절감되는 엇회전식 축류팬을 제공하는 것이다.The present invention is to solve this problem, an object of the present invention is provided with a motor having two rotary shafts are rotated opposite to each other on the same axis, the first axial fan and the second axial flow fan respectively fixed to the two rotary shafts It is to provide a counter-rotational axial fan that the noise is reduced, and the manufacturing cost is greatly reduced by the counter-rotation without this separate counter-rotation device.
도 1은 종래 엇회전식 축류팬의 구조를 보인 도면이다.1 is a view showing the structure of a conventional counter-rotating axial fan.
도 2는 종래 엇회전식 축류팬의 엇회전장치의 구조를 보인 단면도이다.Figure 2 is a cross-sectional view showing the structure of a conventional counter rotating device of a counter-rotating axial fan.
도 3은 본 발명에 따른 엇회전식 축류팬의 구조를 보인 단면도이다.3 is a cross-sectional view showing the structure of a counter-rotating axial fan according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 모터의 구조를 보인 단면도이다.4 is a cross-sectional view showing the structure of a motor according to the present invention.
도 5는 본 발명에 따른 엇회전식 축류팬의 다른 실시 예를 보인 도면이다.5 is a view showing another embodiment of a counter-rotating axial fan according to the present invention.
도 6은 본 발명에 따른 엇회전식 축류팬의 작동원리를 보인 도면이다.6 is a view showing the operating principle of the counter-rotating axial fan according to the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
30 : 모터 31 : 모터케이스30: motor 31: motor case
32 : 고정자 33 : 후면커버32: stator 33: rear cover
33 : 후면커버 34 : 제 1회전자33: rear cover 34: first rotor
35 : 제 2회전자 36 : 제 1회전축35: second rotor 36: first rotating shaft
37 : 제 2회전축 38 : 제 2베어링37: 2nd rotating shaft 38: 2nd bearing
39 : 제 1베어링 40 : 제 3베어링39: first bearing 40: third bearing
41 : 제 1축류팬 42 : 제 2축류팬41: first axial fan 42: second axial fan
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 모터의 구동에 의해 상호 반대로 회전되는 두 개의 축류팬을 구비한 엇회전식 축류팬에 있어서,In order to achieve the above object, the present invention provides a counter-rotational axial fan having two axial flow fans which rotate opposite to each other by driving a motor.
상기 모터는 상호 반대로 회전되는 제 1회전축과 제 2회전축을 구비하고, 상기 축류팬은 상기 제 2회전축에 결합된 제 1축류팬과 상기 제 1회전축에 결합되며 상기 제 1축류팬과 날개의 방향이 반대로 형성된 제 2축류팬을 구비하여, 상기 제 1축류팬의 구동에 의해 발생된 유체의 선회 성분이 제 2축류팬의 역방향 구동에 의해 소멸되게 된 것을 특징으로 한다.The motor has a first rotational shaft and a second rotational shaft which are rotated opposite to each other, the axial flow fan is coupled to the first axial flow fan and the first rotational shaft coupled to the second rotational shaft and the direction of the first axial flow fan and the wing It is provided with the 2nd axial flow fan formed in the reverse direction, and the turning component of the fluid produced by the drive of the said 1st axial flow fan is extinguished by the reverse drive of the 2nd axial flow fan.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도 3은 본 발명에 따른 엇회전식 축류팬을 보인 도면이다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 3 is a view showing a counter-rotating axial fan according to the present invention.
본 발명에 따른 엇회전식 축류팬은 축선이 동일하고 회전방향이 다른 두 개의 회전축(36,37)을 구비한 모터(30)와, 이 두 회전축(36,37)에 각각 결합되어 상호 반대로 회전되는 제 1축류팬(41)과 제 2축류팬(42)으로 크게 이루어 진다.The counter-rotating axial flow fan according to the present invention is coupled to the
본 발명에 따른 모터(30)는 도 4에 도시된 바와 같이, 모터케이스(31) 내부에 코일이 권선된 원통상의 고정자(32)가 마련된다. 이 고정자(32)는 모터(30)의 후면커버(33)에 고정되고, 고정자(32)의 내측과 외측에는 제 1회전자(34)와 제 2회전자(35)가 마련된다. 여기에서 고정자(32)의 외측에 구비된 제 2회전자(35)는 원통상으로 마련된다. 이 제 2회전자(35)는 중공축으로 구비된 제 2회전축(37)에 고정되는데, 이 제 2회전축(37)은 모터케이스(31)의 전면부(31a)에 마련된 제 2베어링(38)에 의해 지지됨으로서 회동 가능하게 지지된다. 또한, 제 1회전자(34)는 제 1회전축(36)에 고정되는데, 제 1회전축(36)의 일단은 제 2회전축(37)의 중공부(37')에 마련된 제 1베어링(39)에 의해 지지되고, 타단은 모터(30)의 후면커버(33)에 마련된 제 3베어링(40)에 의해 지지됨으로서, 제 1회전자(34)가 회동 가능하게 된다. 상기 제 1회전축(36)은 제 2회전축(37)의 중공부(37')를 통과하여 외측으로 연장되며, 두 축(36,37)은 상호 간섭없이 회동하게 된다.As shown in FIG. 4, the
이와 같이 구성된 모터(30)는 고정자(32)에 전류가 인가되면, 고정자(32) 철심에 자계가 발생되어, 제 1, 제 2회전자(34,35)에 자계가 유기된다. 유기된 자계에 의해 제 1, 제 2회전자(34,35)에는 서로 반대되는 방향으로 전류가 흐르게 되고, 이때 생성된 전류와 고정자(32)에 발생된 자계에 의해 힘이 발생된다.In the
힘의 방향은 제 1, 제 2회전자(34,35)가 서로 반대 방향이므로, 이들 회전자(34,35)는 상호 반대로 회전되고, 이로써 제 1회전축(36)과 제 2회전축(37)은 상호 반대로 회전된다.Since the first and
도 3을 참조하면, 이와 같이 구성된 모터(30)에서 연장된 제 2회전축(37)에는 제 1축류팬(41)이 고정되고, 제 2회전축(37)보다 길게 연장된 제 1회전축(36)에는 제 2축류팬(42)이 고정된다.Referring to FIG. 3, the first
모터(30)가 구동이 되면 제 1축류팬(41)과 제 2축류팬(42)은 상호 반대 방향으로 회전된다. 따라서, 제 2축류팬(42)의 날개(42')는 제 1축류팬(41)의 날개(41') 방향과 반대로 마련되어, 회전방향이 다른 두 팬(41,42)이 구동시에 같은 방향으로 송풍되게 된다.When the
도 5는 본 발명의 다른 실시 예를 도시한 것으로, 본 발명에 따른 모터(30)의 제 1회전축(36)이 모터(30)의 후면커버(33) 쪽으로 연장되고, 이 제 1회전축(36)에 제 2축류팬(42)이 고정된다. 그리고 모터(30)의 전면부(31a) 쪽으로는 제 2회전축(37)이 연장되어 여기에 제 1축류팬(41)이 고정된다. 따라서 본 실시 예는 모터(30)의 양측으로 연장된 두 회전축(36,37)에 각각 제 1축류팬(41)과 제 2축류팬(42)이 고정되어, 이 두 축류팬이 상호 반대로 회전되게 된다.5 shows another embodiment of the present invention, in which the first
이와 같이 구성된 엇회전식 축류팬은, 제 1축류팬(41)의 회전으로 발생된 선회기류가 제 2축류팬(42)의 역방향 구동에 의해 흡수되어, 소음이 감소되고, 팬의 효율이 높아지게 된다. 이러한 엇회전식 축류팬의 작동원리를 도 6을 참조하여 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.In the counter rotating axial flow fan configured as described above, the swirling air flow generated by the rotation of the first
제 1축류팬(41)의 구동에 의해 축방향으로 유입된 유체는 제 1축류팬(41)을 지나면서 축방향성분(Va)과 원주속도성분(Vt)의 에너지가 합성된 방향(V)으로 유동하게 된다. 즉, 유체는 제 1축류팬(41)의 원주속도성분(Vt)의 영향으로 선회를 일으키며 제 2축류팬(42)에 유입된다. 그런데 제 2축류팬(42)이 제 1축류팬(41)의 역방향으로 회전됨에 따라 제 2축류팬(42)의 원주속도성분(Vt')이 제 1축류팬(41)의 원주속도성분(Vt)의 역방향으로 작용하게 된다. 이로써 두 원주속도성분(Vt,Vt')의 에너지가 상쇄되어 제 1축류팬(41)의 회전으로 발생된 선회 성분은 제 2축류팬(42)에 흡수되게 된다. 결국, 제 2축류팬(42)을 지난 유체는 층류유동을 하게 되므로 팬의 소음이 감소되고, 효율이 높아지게 된다.The fluid flowing in the axial direction by the driving of the first
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 엇회전식 축류팬은 동일 축선상에 상호 반대로 회전되는 두 개의 회전축이 구비된 모터가 마련되고, 이 두 회전축에 각각 제 1축류팬과 제 2축류팬이 고정되었다. 따라서, 종래의 엇회전장치가 없이도 엇회전이 이루어짐으로써, 제조비용이 절감되는 이점이 있을 뿐만 아니라, 소음이 감소되어 엇회전식 축류팬의 저소음 특성을 충분히 살리는 이점이 있다.As described in detail above, the counter-rotational axial fan according to the present invention is provided with a motor having two rotary shafts which rotate opposite to each other on the same axis, and the first and second axial flow fans are respectively provided on the two rotary shafts. It was fixed. Therefore, the counter-rotation is performed even without the conventional counter-rotating device, which not only has the advantage of reducing the manufacturing cost but also reduces the noise, thereby sufficiently utilizing the low noise characteristics of the counter-rotating axial fan.
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