KR100496497B1 - 고압 팬 - Google Patents

Abstract

본 발명은 블레이드 휘일(3, 4), 이 블레이드 휘일을 둘러싸는 팬 하우징(5, 6), 및 이 블레이드 휘일을 작동시키는 전기모터(1)를 포함하는 고압 팬에 관한 것이다. 블레이드 휘일의 장착과 관련된 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 블레이드 휘일(3, 4)이 주로 가벼운 탄소-섬유 기재 합성물로 구성되고, 전기모터(1)의 축(2)상에 직접 장착된다.

Description

고압 팬 {HIGH-PRESSURE FAN}

본 발명은 블레이드 휘일, 이 블레이드 휘일을 둘러싸는 팬 하우징, 및 이 블레이드 휘일을 작동시키는 전기모터를 포함하는 고압 팬에 관한 것이다.

개별 롤러 베어링을 갖추고 강철 블레이드로 만들어진 블레이드 휘일을 가지는 종래의 고압 팬으로는 하나의 단계에서 기껏해야 수십 킬로파스칼(kPa)의 압력 상승을 일으킬 수 있을 뿐이다. 종래 기술에 따른 고압 팬은 높은 압력 상승이 필요한 경우에 2단계 또는 다단계로 직렬 연결되어야 한다.

종래의 고압 팬의 기계적 완성에 있어서 결정적 요인은 강철 블레이드 휘일의 중량과 강도이다. 블레이드 휘일이 무겁기 때문에, 베어링의 치수설계와 관련하여 절충이 이루어져야 한다. 베어링은 블레이드 휘일의 중량에 의해 가해지는 큰 응력을 견뎌야 함은 물론, 높은 회전 속도에 의한 원심력과 롤러 부재내에서 발생하는 열을 견뎌야 한다. 팬이 원활하게 작동하기 위해서는, 회전자 시스템의 임계 회전속도가 작동 회전속도보다 높아야 한다. 이에 따라서, 실제 사용되는 롤러 베어링의 크기가 상대적으로 커지게 되며, 베어링에서 발생되는 열은 효과적인 오일 순환 윤활 시스템에 의해 제거된다.

이와 같은 특성에 의하여, 전기모터의 베어링이 강철 블레이드 휘일에 의해 발생하는 응력을 견디지 못하기 때문에, 기존의 일단계형 및 다단계형 고압 팬은 모두 개별 베어링, 즉 롤러 베어링 또는 미끄럼 베어링을 구비하여야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 고압 팬의 사시도이다.

본 발명의 목적은 전술한 종래 기술의 단점을 해소하는 것이다. 이러한 목적은 블레이드 휘일의 적어도 대부분이 탄소-섬유 기재 합성물(carbon-fiber-based composite)로 구성되고 이 블레이드 휘일이 전기모터의 축상에 직접 장착되는 것을 특징으로 하는 본 발명의 고압 팬에 의해 달성된다.

고압 팬의 블레이드 휘일 또는 이것의 주요 부품을 탄소-섬유 기재 합성물로 제조함으로써, 블레이드 휘일의 중량을 강철 블레이드 휘일의 중량의 몇 분의 1로 감소시킬 수 있다. 이러한 재질로 만들어진 블레이드 휘일은 강철 블레이드 휘일만큼 강하거나 또는 그보다 더 강할 정도의 치수가 될 수 있다. 경량의 합성 블레이드 휘일은 베어링에 대한 응력을 지나치게 높게 증가시키지 않으면서 표준 전기모터의 축상에 직접 장착될 수 있다. 교류 변환기에 의하여, 이러한 방식으로 구성된 팬은 베어링의 제작자에 의해 주어지는 최대 회전속도까지 회전될 수 있다.

전기모터가 자신을 관통하는 축을 가지며 합성물로 형성된 블레이드 휘일이 모터의 축의 양 끝단상에 장착될 때, 블레이드 휘일에서 발생하는 축력은 서로 상쇄되어 전기모터의 표준 베어링을 사용하는 것이 가능해 진다. 이러한 방식으로 구성된 팬의 양 측면은 중간 채널로 상호 연결될 수 있다. 즉, 2개의 개별 팬으로 구성된 통상적인 형식을 대체하는 2단계 팬을 제공할 수 있다. 물론, 이러한 팬의 구성은 전술한 중간 채널 없이 2개의 개별 직렬연결식 팬(two separate series-connected fans)으로 이용될 수도 있다.

2개의 개별 팬으로 구성된 통상적인 2단계 팬과 비교하면, 본 발명의 2단부 팬은 개별 베어링이 필요없기 때문에 전기모터와 블레이드 휘일 구조물 사이에 커플링을 필요로 하지 않음은 물론, 자체 케이스 및 순환 윤활장치를 갖춘 4개의 베어링을 필요로 하지 않는다. 더욱이, 본 장치는 소형이며, 단순하고 저렴한 강철 베드를 사용할 수 있으며, 장착에 있어서 다단 베드 구조물을 필요로 하지 않는다.

도 1에 도시되어 있는 고압 팬은 자체 동력원으로서 전기모터(1)를 갖고 있으며, 이 전기모터(1)는 자신을 관통하여 양 측면상에 돌출해 있는 회전자 축(2)을 포함하고 있다. 경량 블레이드 휘일(3, 4)이 개별 베어링 없이 축(2)의 양 단부상에 직접 장착되어 있으며, 이 블레이드 휘일(3, 4)의 적어도 대부분은 탄소-섬유 기재 합성물로 구성되어 있다. 다시 말하면, 적어도 자체 블레이드(3a, 4a)와 단부판(3b, 4b)이 탄소-섬유 기재 합성물로 구성되어 있다. 또한, 블레이드 휘일의 허브(4c)는 강철과 같은 다른 재료로 만들어질 수도 있다. "직접 장착"이란 전기모터(1)의 베어링만이 전술한 전체 구조물의 장착에 사용됨을 의미한다. 블레이드 휘일(3, 4)은 팬 하우징(5, 6)으로 둘러싸여 있으며, 제 1 하우징(5)의 가압 개구(9)는 중간 채널(7)을 통해 제 2 하우징(6)의 흡입구(10)에 연결되어 있다.

또한, 제 2 하우징(6)이 가압 개구(11)를 갖고 있으며, 제 1 하우징(5)이 흡입구(12)를 갖고 있다. 도면에서 제 1 및 제 2 하우징(5, 6)은 절개되어 도시되었다. 전체 팬 구조물은 단순한 강철 베드(8)상에 놓여진다.

중간 채널(7)에 의해 연결됨으로써, 본 발명의 팬은 2단계 팬의 기능을 한다. 만일 중간 채널(7)이 제거되면, 팬은 2개의 개별 직렬연결식 팬의 기능을 하게 된다.

이상으로 하나의 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 설명하였다. 그러나, 당업자라면 첨부된 청구범위 내에서 다양하게 변형시킬 수 있을 것이다. 예를 들면, 블레이드 휘일이 모터의 한쪽 단부에만 있을 수도 있으며, 축이 모터를 관통하지 않도록 구성될 수도 있을 것이다. 마찬가지로, 다수의 블레이드 휘일이 모터의 양 단부나 한쪽 단부에만 설치될 수도 있다.

Claims (4)

1. 블레이드 휘일(3, 4); 상기 블레이드 휘일을 둘러싸는 팬 하우징(5, 6); 및 상기 블레이드 휘일을 작동시키는 전기모터(1);를 포함하고,

   상기 전기모터(1)가 전기 모터(1)를 관통하는 축(2)을 가지며, 상기 전기모터(1)의 양 단부에는 상기 전기 모터의 축(2)상에 직접 장착되는 블레이드 휘일(3, 4)이 제공되는, 고압 팬에 있어서,

   상기 블레이드 휘일(3, 4)이 주로 탄소-섬유 기재 합성물로 구성되며,

   상기 블레이드 휘일(3, 4)을 둘러싸고 있는 상기 팬 하우징(5, 6)이 중간 채널(7)에 의해 상호 연결되고,

   상기 중간 채널(7)이 상기 팬 하우징 중의 하나의 하우징(5)의 가압 개구(9)로부터 다른 하우징(6)의 흡입구(10)까지 연장하는 것을 특징으로 하는 고압 팬.
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