KR100663965B1 - Axial flow fan - Google Patents
Axial flow fan Download PDFInfo
- Publication number
- KR100663965B1 KR100663965B1 KR1020050089698A KR20050089698A KR100663965B1 KR 100663965 B1 KR100663965 B1 KR 100663965B1 KR 1020050089698 A KR1020050089698 A KR 1020050089698A KR 20050089698 A KR20050089698 A KR 20050089698A KR 100663965 B1 KR100663965 B1 KR 100663965B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- angle
- length
- rotary blade
- blade
- hub
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
- F04D29/32—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps
- F04D29/38—Blades
- F04D29/384—Blades characterised by form
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
- F04D29/32—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps
- F04D29/325—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps for axial flow fans
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
- F04D29/32—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps
- F04D29/38—Blades
- F04D29/388—Blades characterised by construction
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/66—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing
- F04D29/661—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing especially adapted for elastic fluid pumps
- F04D29/663—Sound attenuation
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2210/00—Working fluids
- F05D2210/10—Kind or type
- F05D2210/12—Kind or type gaseous, i.e. compressible
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S415/00—Rotary kinetic fluid motors or pumps
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S416/00—Fluid reaction surfaces, i.e. impellers
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S417/00—Pumps
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Description
도 1은 일반적인 축류팬 조립체의 분해사시도이다.1 is an exploded perspective view of a typical axial fan assembly.
도 2는 도 1에 도시된 축류팬의 정면도이다.FIG. 2 is a front view of the axial fan shown in FIG. 1.
도 3은 도2의 축류팬 회전날개의 Ⅲ-Ⅲ 선 단면도이다.3 is a cross-sectional view taken along the line III-III of the axial fan rotor blade of FIG.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 축류팬의 정면도이다.4 is a front view of an axial fan according to a preferred embodiment of the present invention.
도 5는 도 4 에 도시된 축류팬의 회전날개의 Ⅴ-Ⅴ선 단면도이다.5 is a cross-sectional view taken along line V-V of the rotary blade of the axial fan shown in FIG.
도 6은 도 4 에 도시된 축류팬의 회전날개의 길이비에 대한 익현길이의 변화를 보여주는 그래프이다.6 is a graph showing a change in the length of the chordal length with respect to the length ratio of the rotor blades of the axial fan shown in FIG.
도 7은 도 4 에 도시된 회전날개의 길이비에 대한 스윕각의 변화를 보여주는 그래프이다.7 is a graph showing a change in the sweep angle with respect to the length ratio of the rotor blade shown in FIG.
도 8은 도 4 에 도시된 회전날개의 길이비에 대한 설치각의 변화를 보여주는 그래프이다.8 is a graph showing a change in installation angle with respect to the length ratio of the rotary blade shown in FIG.
도 9는 도 4 에 도시된 회전날개의 길이비에 대한 캠버각의 변화를 보여주는 그래프이다.9 is a graph showing a change in camber angle with respect to the length ratio of the rotor blade shown in FIG.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
20...축류팬 25...허브20 ...
27...허브중심 30...회전날개 27.Center of hub 30.Rotating wing
32...내측단 33...외측단 32 ... inside
34...중앙선 35...전연 34 ... Centerline 35 ... Perfect
36...후연 W...익현길이 36 ... Wonyeon W ... Ikhyeon Length
a1...제1감소구간 a2...증가구간 a1 ... Decrease section a2 ... Increase section
a3...제2감소구간 α...스윕각 a3 ... 2nd reduction section α ... sweep angle
β...설치각 θ...캠버각β ... mounting angle θ ... camber angle
60...밴드 60 ... band
본 발명은 회전축에 결합되는 허브와, 상기 허브의 외주에 방사상으로 배열되어 상기 허브와 일체로 회전되면서 공기를 축방향으로 송풍하는 복수 개의 회전날개를 포함하는 축류팬에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 상기 축류팬의 회전날개의 형상을 변경하여 동일한 원동력으로 효율이 높으면서도 소음 발생량이 적은 축류팬에 관한 것이다.The present invention relates to an axial fan including a hub coupled to a rotating shaft, and a plurality of rotary blades radially arranged on an outer circumference of the hub to blow air in an axial direction while being integrally rotated with the hub. By changing the shape of the rotary blade of the axial fan relates to an axial fan with high efficiency and a small amount of noise generated by the same driving force.
축류팬(axial flow fan)은 허브를 중심으로 방사상으로 배열된 다수 회전날개를 구비하여, 모터등에 의해 회전되면서 공기를 회전날개의 축방향으로 송풍하는 유체기계로서, 선풍기나 환기용 환풍기 또는 자동차의 라디에이터나 콘덴서 등의 공랭식 열교환기 방열을 촉진하기 위하여 상기 열교환기에 대하여 방열용 공기를 송풍하는 냉각팬(cooling fan)등은 대표적인 축류팬이다.An axial flow fan has a plurality of rotary blades arranged radially around a hub, and is a fluid machine that blows air in the axial direction of a rotary blade while being rotated by a motor or the like. In order to promote heat dissipation of air-cooled heat exchangers such as radiators and condensers, a cooling fan that blows air for heat dissipation to the heat exchanger is a typical axial fan.
일반적으로 도 1에 도시된 바와 같이, 축류팬(1)은 그 둘레를 둘러싸 고정하고 송풍공기를 안내하는 슈라우드(Shroud)(2)와 한 조를 이루어 장착된다. 그리고, 도 2에 도시된 바와 같이 축류팬(1)은 중앙의 허브(12)와 그 허브(12)의 둘레에 방사상으로 배열되는 다수의 회전날개(11)가 합성수지제로써 일체형으로 성형되어 이루어지며 그 회전날개의 외측단에는 밴드(13)가 마련되어 있다. 상기 축류팬(1)은 그 허브(12)가 구동모터(3)의 구동축에 결합되어 구동모터(3)의 회전력에 의해 허브(12)에 비스듬이 배치된 유선단면구조를 갖는 회전날개(11)가 허브(12)와 함께 일체로 회전하면서 그 전후면에 공기유동속도 차이에 따른 차압을 생성하여 공기를 축방향으로 송풍하게 된다.In general, as shown in Figure 1, the axial flow fan (1) is mounted in pairs with a shroud (2) that surrounds and secures its circumference and guides blowing air. As shown in FIG. 2, the
이와 같은 축류팬의 구성에 있어서, 공기 유동에 직접 관여하는 것은 팬의 회전날개로서, 이 회전날개는 유선형 단면구조를 가지고 있으면서 회전에 따른 회전날개 압력면의 압력상승을 이용하여 축류팬 전방에서부터 공기를 끌어들여 축류팬 후방으로 공기를 밀어내는 역할을 한다.In the configuration of such an axial fan, the fan is directly involved in the flow of air, and the rotor blade has a streamlined cross-sectional structure, and the air is driven from the front of the axial fan using the pressure rise of the pressure plane of the rotor blade according to the rotation. It draws in and pushes the air behind the axial fan.
따라서, 이 회전날개(11)는 축류팬(1)의 송풍효율 및 소음의 발생량에 가장 큰 영향을 주므로, 축류팬 회전날개에 관련한 용어의 정의를 보인 도 3의 회전날개 단면도에 도시된 바와 같이, 축류팬(1) 설계시 회전날개(11)의 익현길이(chord length;W), 설치각(stagger angle)(β), 캠버각(camber angle)(θ)과 도 2의 축류팬의 정면도에 도시된 바와 같이 스윕각(sweeping angle)(α)등은 중요한 설계인자가 된다.Therefore, since the
이러한 축류팬을 설계할 때에는 다음과 같은 많은 제약조건들이 따르게 된 다.There are many constraints when designing such an axial fan:
예컨대, 자동차용 축류팬은 엔진 냉각용 라디에이터나 에어컨용 컨덴서 혹은 둘다를 냉각시키는데 사용 되며, 이러한 열교환기에 걸리는 부하를 극복하면서 충분한 풍량을 생성시킬 수 있어야 한다. 또한, 허브에 장착된 모터의 전력소모량 대비 송풍효율이 높아야 한며, 더불어 송풍 소음이 작아야 한다.For example, automotive axial fans are used to cool radiators for engine cooling, condensers for air conditioners, or both, and must be able to generate sufficient airflow while overcoming the load on these heat exchangers. In addition, the blowing efficiency should be higher than the power consumption of the motor mounted on the hub, and the blowing noise should be small.
이상의 제약조건들을 충족할 수 있는 축류팬을 구성하는데 있어서, 축류팬의 날개가 송풍효율 및 소음의 발생량에 가장 큰 영향을 주게 된다.In constructing an axial fan capable of satisfying the above constraints, the blades of the axial fan have the greatest influence on the blowing efficiency and the amount of noise generated.
이에 상기한 바와 같은 제약조건을 충족할 수 있으면서 축류팬의 성능을 향상할 수 있는 다양한 방안들이 제안되었다.Accordingly, various methods have been proposed to improve the performance of the axial fan while satisfying the above constraints.
미국특허 제 4,569,631 호에는 전연(leading edge)(17)이 허브와 가까운 영역에서는 일정 이상의 후향 스윕각(sweeping angle)(α)을 갖고 밴드와 가까운 영역에서는 일정값 이상의 전향 스윕각을 가지며 반경방향 위치에 따른 설치각이 정의된 축류팬이 제안되어 있으며, 미국특허 제 4,684,324 호에서는 전연과 후연(trailing edge,18)에서 원주방향으로 동일한 거리에 있는 점들의 조합으로 정의되는 중앙선(median line)(16)에 대해 상기 미국특허 제 4,569,631 호와 유사하게 허브 측에서는 후향 스윕각을 밴드 측에서는 전향 스윕각을 가지며 후향에서 전향으로 바뀌는 위치와 반경에 따른 익현길이 그리고 설치각이 정의된 축류팬을 제안하고 있다. 또한 미국특허 제5,273,400 호에서는 위 2 개의 미국특허와 유사하게 허브측에서 끝단으로 가면서 후향에서 전향으로 변화하는 스윕각을 가지며 익현길이와 설치각 그리고 캠버각이 정의된 팬을 제안하고 있다. 그리고 미국특허 제 5,393,199 호에서는 회전날개의 스윕각이 허브측에서부터 그 끝단까지 모두 전향 스윕각을 갖되 회전날개 끝단에서의 스윕각이 15°를 넘지않고 허브측에 전연선(leading edge line)(170)과 후연선(trailing edge line)(180)이 반경선(radial line)과 나란한 영역을 가지며 익현길이가 허브측에서 날개 끝단으로 가면서 증가하다 감소하는 축류팬을 제안하고 있다.U.S. Patent No. 4,569,631 has a leading
또한 대한민국 특허공개공보 제2000-0047976, 제2001-0063068, 제1999-0047379 등에도 축류팬의 회전날개에 대한 설계인자들을 변경하여 송풍효율을 높이거나 소음발생을 줄이는 기술이 개시되어 있다. In addition, the Republic of Korea Patent Publication No. 2000-0047976, 2001-0063068, 1999-0047379 and the like also discloses a technique for changing the design factors for the rotary blades of the axial flow fan to increase the blowing efficiency or reduce the noise.
그러나 상기 소개한 바와 같은 종래 축류팬들은 일정 한도 내에서 송풍 효율 증대 또는 소음감소 효과를 얻을 수는 있었으나 일정한 한계가 있었다. However, the conventional axial flow fans as described above were able to obtain the effect of increasing the blowing efficiency or reducing the noise within a certain limit, but there was a certain limit.
축류팬의 유동 특성상 회전날개의 밴드측과 허브측에서의 유동이 회전날개의 중간영역(mid-span)으로 몰리는 현상이 발생하게 되는데, 이때 회전날개의 중간영역에서의 모양이, 캠버각이 과도하게 들어가 있거나, 큰 설치각을 갖는 경우나, 익현길이가 크면 축류팬의 부하는 효율상승의 효과를 가져오는 것 보다 오히려 부하적 요인에서, 구동하는 모터의 소비전력을 상승시켜 전체적인 효율면에서 역효과를 가져오는 문제점이 있다. 또한 축류팬 사용자들의 요구 수준이 높아짐에 따라 축류팬의 송풍효율을 높임과 동시에 소음을 감소시켜야 하는 문제점이 있다.Due to the flow characteristics of the axial fan, the flow from the band side and hub side of the rotor blades is concentrated in the mid-span of the rotor blades. , Or with a large installation angle or a large blade length, the load of the axial fan has an adverse effect on the overall efficiency by increasing the power consumption of the driving motor rather than the effect of the efficiency increase. There is a problem coming. In addition, as the demand level of the axial fan users increases, there is a problem that the noise of the axial fan should be increased while reducing the noise.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 더 구체적으로는 회전날개의 형상을 결정하는 인자인 익현길이, 스윕각, 설치각, 캠버 각등을 최적화된 관계를 유지하도록 하여 발생소음이 작은 반면 송풍효율은 높은 축류팬을 제공함에 목적이 있다.The present invention has been made to solve the problems described above, more specifically, noise generated by maintaining the optimum relationship between the blade length, sweep angle, installation angle, camber angle, etc. that determine the shape of the rotary blades While small, the blowing efficiency is aimed at providing a high axial flow fan.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 축류팬은, 회전축에 결합되는 허브와, 상기 허브의 외주에 방사상으로 배열되어 상기 허브와 일체로 회전되면서 공기를 축방향으로 송풍하는 복수 개의 회전날개를 포함하며, 상기 회전날개의 형상을 결정하는 인자로서 익현길이, 스윕각, 설치각, 캠버각이 정의되며, 상기 익현길이는 상기 회전날개의 내측단과 외측단 사이에서 제1감소구간, 증가구간, 제2감소구간을 가지며, 상기 회전날개의 중간영역에서 최소값을 가지며; 상기 스윕각은 그 회전날개의 내측단으로부터 음의 각도에서 외측단으로 갈수록 점점 양의 각도로 바뀌며; 상기 설치각은 상기 회전날개의 내측단으로부터 외측단으로 갈수록 점점 감소하여 중간영역에서 최소값을 가지며 다시 외측단으로 갈수록 증가하며; 상기 캠버각은 길이비 0.75 내지 0.85인 지점에서 최소값을 가지며 그 지점으로부터 회전날개의 외측단까지 점점 증가하는 점에 특징이 있다.In order to achieve the above object, the axial flow fan according to the present invention includes a hub coupled to a rotating shaft, and a plurality of rotations radially arranged on an outer circumference of the hub to rotate air integrally with the hub to blow air in the axial direction. The blade length includes a blade length, a sweep angle, an installation angle, and a camber angle as factors for determining the shape of the rotary blade, and the blade length is increased by a first decrease section between the inner and outer ends of the rotary blade. A section, a second reduction section, and a minimum value in the middle region of the rotary blades; The sweep angle is gradually changed from a negative angle to an outer end from the inner end of the rotary blade to a positive angle; The installation angle gradually decreases from the inner end to the outer end of the rotary blade, has a minimum value in the middle region, and increases toward the outer end; The camber angle is characterized by having a minimum at a point of 0.75 to 0.85 in length and gradually increasing from the point to the outer end of the rotor blade.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하면서 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 4 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 축류팬 회전날개의 평면도이다. 그리고, 도 5는 도 4 에 도시된 축류팬의 회전날개의 Ⅴ-Ⅴ선 단면도이며, 도 6은 도 4 에 도시된 축류팬의 회전날개의 길이비에 대한 익현길이의 변화를 보여주는 그래프이다.4 is a plan view of an axial fan rotary blade according to a preferred embodiment of the present invention. 5 is a cross-sectional view taken along line V-V of the rotary blades of the axial fan shown in FIG. 4, and FIG. 6 is a graph showing the change in the length of the blade blade with respect to the length ratio of the rotary blades of the axial fan shown in FIG.
도 4 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예의 축류팬(20)은, 허브(25)와 회전날개(30)와 밴드(60)를 포함하여 이루어져 있다. 4 to 5, the
상기 허브(25)는 외부 동력에 의한 회전축에 대해 회전가능하게 설치되어 있다. 상기 회전날개(30)는 상기 허브(25)의 외주에 방사상으로 배열되어 상기 허브(25)와 일체로 회전되면서 공기를 축방향으로 송풍하며, 복수 개가 마련되어 있다. 상기 회전날개(30)와 상기 허브(25)가 만나는 부분을 회전날개의 내측단(32)이라 하며, 상기 회전날개(30)의 회전반경 방향의 타단부를 외측단(33)이라 한다. The
상기 밴드(60)는 상기 회전날개(30)의 강성을 보완하여 주는 기능을 하며, 상기 회전날개(30)의 외측단(33)에 상기 회전날개(30)와 일체로 회전하도록 마련되어 있다.The
상기 회전날개(30)의 형상을 결정하는 인자로서 익현길이(W), 스윕각(α), 설치각(β), 캠버각(θ)이 후술하는 바와 같이 정의된다.As the factors for determining the shape of the
상기 회전날개(30)의 형상을 결정하는 인자들을 서술하기 위해 상기 회전날개(30)의 회전반경방향에 따른 위치좌표로서 길이비(r/R)를 정의한다. 상기 길이비(r/R)는 상기 회전날개의 내측단(32)으로부터 상기 회전날개의 외측단(33)을 연결하는 최단 직선길이 즉 회전날개 전체길이(R)를 분모로 하고, 상기 내측단(32)으로부터 상기 최단 직선상에 있으며 상기 회전날개의 내측단(32)과 외측단(33) 사이의 임의의 점과의 거리(r)를 분자로 한 무차원 값이다.In order to describe the factors for determining the shape of the
도 5를 참조하면, 전연(leading edge,)(35)은 회전날개(30)의 단면에서 회전날개의 회전방향 최선단에 위치하는 점이고, 전연(35)의 반대단 즉 날개의 회전반 대방향측 끝단에 위치하는 점을 후연(trailing edge)(36)이라 할 때, 그 각 지점들을 반경방향으로 연결한 선을 각각 전연선(leading edge Line)(350)과 후연선(360)(trailing edge line)이라고 정의한다. 그리고, 전연선(350)과 후연선(360)의 중앙, 즉, 회전날개(30)에서 동일한 반경에 위치하는 전연(35)과 후연(36)의 중간에 위치한 점들을 연결한 선을 중앙선(median line)(34)이라고 정의한다.Referring to FIG. 5, the leading
상기 익현길이(chord length)(W)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 전연(35)에서부터 후연(36)까지 거리이다. 상기 익현길이(W)는 상기 축류팬(20)의 회전시 회전날개(30)의 회전방향의 폭을 나타내는 인자로서, 풍량과 효율에 영향을 준다. 즉, 동일한 조건의 축류팬에 있어서 상기 익현길이(W)가 클수록 풍량과 효율이 증가하나 일정 기준값 이상에서는 오히려 감소한다. 즉, 축류팬의 유동 특성상 회전날개의 밴드(60)측과 허브측에서의 유동이 회전날개의 중간영역(mid-span)으로 몰리는 현상이 발생하게 되는데, 이때 중간영역에서 익현길이가 크면 상기 축류팬(20)의 효율상승의 효과를 가져오는 것 보다 오히려 부하적 요인에서 역효과를 가져오게 된다. 따라서 도 6에 도시한 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에서는 상기 회전날개(30)의 익현길이(W)를 중간영역에서 최소로 하였다. 또한 그 풍량과 효율은 회전날개(30)의 반경방향에 대한 익현길이(W)의 분포에 의해서도 달라진다. 따라서 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서는 상기 익현길이(W)가 상기 내측단(32)으로부터 상기 외측단(33)으로 가면서 3차곡선형태로 연속적으로 변화하며 각 변곡점을 경계로 하여 제1감소구간(a1), 증가구간(a2), 제2감소구간(a3)으로 구분되는 변화 분포를 가진다. 상기 제1감소구간(a1)은 상기 회전날개(30)의 내측단에서 시작하여 길이비(r/R)가 0.5가 되는 지점까지이며 그 위치에서 상기 익현길이(W)가 최소값을 갖는다. 상기 제1감소구간에서는 상기 익현길이(W)가 상기 길이비(r/R)가 증가함에 따라 점진적으로 감소하는 분포를 보인다. 상기 증가구간(a2)은 상기 제1감소구간으로부터 연결되며 상기 길이비(r/R)가 0.7 내지 0.9인 지점까지가 바람직하다. 상기 증가구간(a2)에서는 길이비(r/R)가 증가함에 따라 상기 익현길이(W)는 점진적으로 증가하는 분포를 보인다. 상기 제2감소구간(a3)은 상기 증가구간(a2)으로부터 연결되며 상기 외측단(33)까지의 구간을 가리킨다. 상기 제2감소구간(a3)에서는 길이비(r/R)가 증가함에 따라 상기 익현길이(W)는 점진적으로 감소하는 분포를 보인다.The chord length W is the distance from the leading
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 축류팬(20)에 있어서, 회전날개(30)의 반경방향 위치에 따른 익현길이(W)의 변화를 보여주고 있다. 이 그래프에서 세로축은 상기 익현길이(W)를 상기 회전날개 전체길이(R)로 나눈 무차원 값을 나타낸다. 이 그래프에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 축류팬(20)은 회전날개(30)의 내측단(32)으로부터 반경방향으로 갈수록 상기 익현길이(W)가 제1감소구간, 증가구간, 제2감소구간으로 나뉘어 특징적으로 변하고 있음을 알 수 있다. 이러한 3차곡선 형태의 익현길이(W)의 분포는 종래의 축류팬의 회전날개와 현저히 구별되는 본 발명의 특징이다.6 shows a change in the length of the chord length W according to the radial position of the
상기 스윕각(sweeping angle)(α)은, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 허브중심(27)에서 상기 회전날개(30)의 상기 전연선(350)상의 내측단(32)을 연결하는 직선(Lo)과 상기 허브중심(27)에서 상기 전연선(350)상의 임의 지점(P)을 연결하는 직선(Lr) 사이의 각이다. 상기 각도는 날개의 회전 방향(전향)각도를 양(+)의 각도로 회전 반대방향(후향)의 각도를 음(-)의 각도라 한다.As shown in FIG. 5, the sweeping angle α is a straight line connecting the
상기 스윕각(α)은 소음 감소와 아울러 효율 향상을 위해 최적값을 취하고 있다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 허브(25)에서 가까운 영역에서는 스윕각(α)을 작게 하여 효율 증대 및 허브 측에서 스윕각(α)의 급격한 변화로 발생할 수 있는 날개 강도의 취약성을 보완하였으며, 상기 회전날개(30)의 외측단(33)에 가까운 영역에서는 스윕각(α)을 크게 하여 소음 감소를 도모하였다. 더 구체적으로 보면, 상기 스윕각(α)은 상기 회전날개(30)의 내측단(32)에서는 음(-)의 각도를 가지며, 날개의 외측단(33)으로 가면서 점점 감소하다가 다시 회전방향으로 증가한다. 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에서는 스윕각(α)이 음의 각도에서 양의 각도로 바뀌는 지점은 길이비(r/R)가 0.8 내지 0.9가 되는 지점이다.The sweep angle α is optimized to reduce noise and improve efficiency. That is, as shown in FIG. 4, in the region close to the
상기 설치각(stagger angle)(β)은, 도 5에 도시된 바와 같이, 날개의 원주방향 단면에서 전연(35)과 후연(36)을 잇는 직선이 회전방향 직선(HL)과 이루는 각이다. 축류팬은 회전하면서 공기를 회전날개 전방에서 후방으로 이동시키게 되는데, 이러한 공기의 이동은 회전날개가 회전하면서 정압부(355)의 압력을 상승시킴에 따라 발생하는 것이다. 즉, 축류팬 회전에 따라 날개의 정압부(355)에는 정압(+)이 생성되고 부압부(366)에는 부압(-)이 발생하게 되며, 따라서 축류팬이 회전하기 위해서는 날개의 정압부(355)와 부압부(366) 사이의 압력차를 극복할 수 있는 회전력 즉 모터의 구동력을 필요로 한다. 이를 역설적으로 보면 정압부(355)와 부압부(366)의 압력차를 줄이면 축류팬 회전에 필요한 회전력이 줄어들어 결과적으로 축류팬의 효율을 향상시킬 수 있다는 것을 추론할 수 있다.As illustrated in FIG. 5, the stagger angle β is an angle formed by a straight line connecting the leading
그런데, 축류팬에 있어서, 상기 설치각(β)이 너무 크면 부압부(366)에서 박리 현상이 발생하여 두 면(355,366) 사이의 압력차가 커지게 되어 효율이 급격히 떨어지며, 설치각(β)이 너무 작으면 요구되는 풍량을 내기 위해 고속회전이 필요하여 소음이 급격이 증가하게 된다. 따라서 적절한 설치각(β)을 결정하는 것은 축류팬의 효율 향상에 중요하다.However, in the axial fan, if the mounting angle β is too large, peeling phenomenon occurs in the
또한 축류팬의 유동 특성상 회전날개의 밴드(60)측과 허브측에서의 유동이 회전날개의 중간영역(mid-span)으로 몰리는 현상이 발생하게 되는데, 이때 중간영역에서 설치각(β)이 크면 상기 축류팬(20)의 효율상승의 효과를 가져오는 것 보다 오히려 부하적 요인에서 역효과를 가져오게 된다. 따라서 본 발명에서는 상기 회전날개(30)의 중간영역에서 최소의 설치각(β)을 갖도록 하였다.In addition, due to the flow characteristics of the axial fan, a phenomenon in which the flow from the
본 발명에 따른 축류팬에 있어서 날개의 설치각(β)은 축류팬(20) 회전날개(30)의 외측단(33)의 설치각(β)이 내측단(32)에서의 설치각(β)의 80% 내지 95%가 되도록 하는 것이 바람직하며, 외측단(33)에서의 설치각(β)은 15° 내지 35°인 것이 바람직하다. 그리고, 상기 회전날개(30)의 중간영역에서의 부하로 인한 손실을 최소화하기 위해 상기 설치각(β)은 상기 회전날개(30)의 길이비(r/R)가 0.4 내지 0.6인 지점에서 최소값을 가지도록 하는 것이 바람직하다. 도8 에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 설치각(β)의 분포를 상기 길이비에 따라 도시하였다.In the axial fan according to the present invention, the mounting angle β of the blade is set at the
상기 캠버각(camber angle)(θ)은 도 5에 도시된 바와 같이 전연(35) 에서 캠버라인(37)의 접선과 후연(36)에서 캠버라인(37)의 접선 사이의 각도이다.The camber angle θ is the angle between the tangent of the
본 발명에 따른 바람직한 실시예에 따르면, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 캠버각(θ)은 상기 회전날개(30)의 내측단(32)으로부터 점점 감소하여 길이비(r/R)가 0.75 내지 0.85인 지점에서 내측단(32)의 캠버각(θ)의 60% 내지 70%인 각도로 최소값을 가지며, 그 지점으로부터 점점 증가한다.According to the preferred embodiment of the present invention, as shown in FIG. 9, the camber angle θ is gradually decreased from the
상술한바와 같이 축류팬(20)의 회전날개(30) 형상은 익현길이(W), 스윕각(α), 설치각(β), 캠버각(θ)에 따라 결정되며, 상기 익현길이(W)와 상기 설치각(β)은 상기 회전날개의 중간영역에서 최소의 값을 가지는 것이 바람직하며, 이는 상기 회전날개(30)의 중간영역에서의 부하 손실을 최소로 하기 위한 것이다. 축류팬(20)은 그 회전날개(30)의 설계 인자의 조합이 최적상태가 될때, 사용자가 필요로 하는 송풍효율 및 소음감소 효과를 얻을 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 회전날개(30)가 장착된 축류팬(20)의 송풍효율은 종래 기술에 의한 축류팬의 송풍효율에 비해 그 성능이 월등히 우월한 것이다. As described above, the shape of the
이상, 바람직한 실시예를 들어 본 발명에 대해 설명하였으나, 본 발명이 그러한 예에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범주 내에서 다양한 형태의 축류팬(20)이 구체화될 수 있을 것이다.As mentioned above, although the present invention has been described with reference to preferred embodiments, the present invention is not limited to such an example, and various types of
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 축류팬은, 종래 축류팬들이 가진 문제점들을 개선한 것으로서, 즉, 회전날개의 형상을 결정하는 인자인 익현길이를 회전날개의 회전 반경방향에 대해 3차원곡선 형태로 분포시키고, 스윕각, 설치각, 캠버각이 최적화된 관계를 유지하도록 함으로써 동일한 파워모터를 사용하여 송풍 시 발생소음이 작은 반면에 송풍효율은 높은 축류팬을 제공하는 효과가 있다.As described above, the axial flow fan according to the present invention improves the problems of the conventional axial flow fans, that is, a three-dimensional curve shape with respect to the radial direction of the rotation of the blade length, which is a factor that determines the shape of the rotary blade. By distributing to and maintaining the optimized relationship between the sweep angle, installation angle, and camber angle, the noise generated during blowing using the same power motor is small while blowing efficiency is high.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020050089698A KR100663965B1 (en) | 2005-09-27 | 2005-09-27 | Axial flow fan |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020050089698A KR100663965B1 (en) | 2005-09-27 | 2005-09-27 | Axial flow fan |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR100663965B1 true KR100663965B1 (en) | 2007-01-02 |
Family
ID=37866705
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020050089698A KR100663965B1 (en) | 2005-09-27 | 2005-09-27 | Axial flow fan |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100663965B1 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101160992B1 (en) * | 2006-02-10 | 2012-06-29 | 한국델파이주식회사 | Cooling Fan for Auto Mobile |
JP2013538976A (en) * | 2010-09-29 | 2013-10-17 | ヴァレオ システム テルミク | Blower wheel with varying chord length |
JP2013538975A (en) * | 2010-09-29 | 2013-10-17 | ヴァレオ システム テルミク | Blower wheel with variable pitch angle |
CN108757570A (en) * | 2018-08-01 | 2018-11-06 | 珠海格力电器股份有限公司 | Axial flow fan blade and axial flow fan |
KR20190114679A (en) * | 2018-03-30 | 2019-10-10 | 디와이오토 주식회사 | Axial flow fan |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07269493A (en) * | 1994-03-31 | 1995-10-17 | Matsushita Seiko Co Ltd | Axial fan for joint use of intake and exhaust |
KR20010073585A (en) * | 2000-01-18 | 2001-08-01 | 구자홍 | Axial flow fan for refrigerator |
KR20030014960A (en) * | 2001-08-14 | 2003-02-20 | 엘지전자 주식회사 | Axial fan for Indoor unit of airconditioner |
KR20040078933A (en) * | 2003-03-05 | 2004-09-14 | 한라공조주식회사 | Axial flow fan |
-
2005
- 2005-09-27 KR KR1020050089698A patent/KR100663965B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07269493A (en) * | 1994-03-31 | 1995-10-17 | Matsushita Seiko Co Ltd | Axial fan for joint use of intake and exhaust |
KR20010073585A (en) * | 2000-01-18 | 2001-08-01 | 구자홍 | Axial flow fan for refrigerator |
KR20030014960A (en) * | 2001-08-14 | 2003-02-20 | 엘지전자 주식회사 | Axial fan for Indoor unit of airconditioner |
KR20040078933A (en) * | 2003-03-05 | 2004-09-14 | 한라공조주식회사 | Axial flow fan |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101160992B1 (en) * | 2006-02-10 | 2012-06-29 | 한국델파이주식회사 | Cooling Fan for Auto Mobile |
JP2013538976A (en) * | 2010-09-29 | 2013-10-17 | ヴァレオ システム テルミク | Blower wheel with varying chord length |
JP2013538975A (en) * | 2010-09-29 | 2013-10-17 | ヴァレオ システム テルミク | Blower wheel with variable pitch angle |
EP2622227B1 (en) * | 2010-09-29 | 2020-03-25 | Valeo Systemes Thermiques | Propeller for ventilator, with a variable chord length |
EP2622226B1 (en) * | 2010-09-29 | 2020-03-25 | Valeo Systemes Thermiques | Propeller for ventilator, with a variable blade angle |
KR20190114679A (en) * | 2018-03-30 | 2019-10-10 | 디와이오토 주식회사 | Axial flow fan |
KR102035317B1 (en) | 2018-03-30 | 2019-10-22 | 디와이오토 주식회사 | Axial flow fan |
CN108757570A (en) * | 2018-08-01 | 2018-11-06 | 珠海格力电器股份有限公司 | Axial flow fan blade and axial flow fan |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU2003207098B2 (en) | Fan | |
JP3291654B2 (en) | Axial fan | |
JP4046164B2 (en) | Axial fan | |
KR101018146B1 (en) | Axial fan assembly | |
JP6022941B2 (en) | Propellers for fans such as automobiles | |
CA2572925C (en) | Axial fan blade having a convex leading edge | |
EP2381113B1 (en) | Propeller fan, fluid feeder and molding die | |
EP0992693B1 (en) | Axial fan | |
JP2009531578A (en) | Axial fan | |
JP2008509323A (en) | High efficiency axial fan | |
JP2008507652A (en) | Axial impeller with increased flow rate | |
CN111577655B (en) | Blade and axial flow impeller using same | |
US6315521B1 (en) | Fan design with low acoustic tonal components | |
KR100663965B1 (en) | Axial flow fan | |
JP4048302B2 (en) | Axial fan | |
JP6414268B2 (en) | Propeller fan | |
CN110566500B (en) | Impeller of centrifugal ventilator | |
KR102035317B1 (en) | Axial flow fan | |
KR100761153B1 (en) | Axial flow fan | |
KR100897133B1 (en) | Cooling fan | |
US12012969B2 (en) | Propeller fan | |
KR101470004B1 (en) | Axial flow fan | |
CN114607627A (en) | Axial flow fan blade and axial flow fan | |
KR20090108406A (en) | Double axial flow fan for motor vehicle |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20121129 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20131129 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20141202 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20151124 Year of fee payment: 10 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20161006 Year of fee payment: 11 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20181001 Year of fee payment: 13 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20191008 Year of fee payment: 14 |