KR101570234B1 - 보조블레이드를 부착한 축류홴 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에서는 기존의 축류형 홴이 단지, 블레이브, 허브로만 구성되어 있어 설계점이외의 운전조건에서 성능이 급격하게 낮아지는 단점이 있어서 사용범위가 좁으며 제한적이고, 단일 메인블레이드의 구조적인 한계 때문에 송풍효율이 낮은 반면 소음이 크고, 반경방향의 속도성분으로 인하여 축류형 홴의 하류에서 유체의 운동에너지(동압)가 작아지는 문제점을 개선하고자, 메인블레이드 일면에 대각선형상으로 겹쳐지면서 메인블레이드 일면과 일체형으로 형성되는 보조블레이드가 포함되어 구성됨으로서, 기존의 축류홴보다 동압(유체의 운동에너지)을 60% 증가시키는 축류형 홴과 원심형 홴의 중간 영역의 성능특성을 통해 산업용 송풍기, 공조기기, 자동차, 중장비 냉각홴, 에어컨 실외기, 냉장고 등의 가전제품, 컴퓨터 CPU 냉각홴, 각종 OA기기, 네트워크 장비의 냉각장치 등에 널리적용시킬 수가 있어 사용범위를 기존에 비해 70% 넓힐 수 있으며, 반경방향의 속도성분으로 인하여 홴의 하류에서 유체의 운동에너지(동압)을 커지게 하고, 축방향속도는 작아지게 하며, 반경방향속도를 커지게 하여 송풍효율이 높고, 소음이 작은 스템 심 보조메인블레이드를 부착한 축류홴 제조방법 및 이를 통해 제조된 축류홴을 제공하는데 그 목적이 있다.

Description

보조블레이드를 부착한 축류홴 제조방법 및 이를 통해 형성된 축류홴{THE METHOD OF AXIAL FAN WITH SUB-BLADE}

본 발명에서는 메인블레이드에 대각선방향으로 부착된 보조블레이드가 포함되어 구성됨으로서, 기존의 축류홴보다 동압(유체의 운동에너지)을 30% 증가시켜서 축류형 홴과 원심형 홴의 중간 영역의 성능특성을 통해 산업용 송풍기, 공조기기, 자동차, 중장비 냉각홴, 에어컨 실외기, 냉장고 등의 가전제품, 컴퓨터 CPU 냉각홴, 각종 장비의 냉각장치 등에 널리 적용시킬 수 있는 보조블레이드를 부착한 축류홴에 관한 것이다.

일반적으로 축류홴은 원심형홴 및 시로코형홴에 비해 상대적으로 비속도(Ns)가 크고 비직경(Ds)이 작아 동일한 직경 및 압력에서 큰 유량을 얻을 수 있는 장점을 갖는다.

축류홴은 일반적으로 저압에서 대풍량을 요구하는데 적합하지만, 최근에는 고압용으로도 적용되고 있는 추세이다.

그러나, 기존의 축류형 홴은 단지, 메인블레이드, 허브로만 구성되어 있어 설계점이외의 운전조건에서 성능이 급격하게 낮아지는 단점이 있어서 사용범위가 좁으며 제한적이었다.

또한, 이들 모든 종래 축류형 홴들은 단일 메인블레이드의 구조적인 한계 때문에 송풍효율이 낮은 반면 소음이 크고, 동압이 작아서 홴의 하류에서 유체의 운동에너지가 작아지는 문제점이 있었다.

국내공개특허공보 제10-2013-0074511호(2013년07월04일 공개)

상기의 문제를 해결하기 위하여 본 발명에서는 기존의 축류홴보다 동압(유체의 운동에너지)을 30% 증가시키는 축류형 홴과 원심형 홴의 중간 영역의 성능특성을 내는 홴을 이용하여 산업용 송풍기, 공조기기, 자동차, 중장비 냉각홴, 에어컨 실외기, 냉장고 등의 가전제품, 컴퓨터 CPU 냉각홴, 장비의 냉각장치 등에 널리적용시킬 수가 있어 사용범위를 기존에 비해 50%이상 넓힐 수 있으며, 반경방향의 속도성분의 증가로 인하여 홴의 하류에서 유체의 운동에너지(동압)을 커지게 하여 송풍효율이 높고, 소음이 작은 보조블레이드를 부착한 축류홴 제조방법 및 이를 통해 형성된 축류홴을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 보조블레이드를 부착한 축류홴 제조방법은

커터기를 통해 원통드럼형상의 홴성형부재를 축류홴의 사이즈에 맞게 절단시키는 단계(S10)와,

홴성형부재의 하단부에서부터 메인블레이드를 형성할 부분까지 부채꼴형압출가공기를 통하여 홴성형부재의 내경을 확대시키는 단계(S20)와,

홴성형부재의 내경이 확대된 부분을 단조가공기를 통하여 수평으로 평평하게 펼치는 단계(S30)와,

수평으로 펼쳐진 부위에 커트기를 통해 절단홈을 형성시켜 메인블레이드의 1차 성형물을 형성시키는 단계(S40)와,

트위스트 가압기를 통해 메인블레이드의 1차성형물을 원주방향의 회전 반경을 따라 축류홴의 압력계수(Ψ), 유량계수(φ), 동력계수(ξ), 축류홴 효율을 고려한 최적의 유체 운동에너지(동압)를 갖도록 트위스트시켜 성형시키는 단계(S50)와,

허브성형기를 통해 허브를 형성시키는 단계(S60)와,

메인블레이드 일면에 보조블레이드를 대각선방향으로 겹쳐지도록 메인블레이드 일면과 일체형으로 형성시켜 보조블레이드를 부착한 축류홴을 완성시키는 단계(S70)로 이루어짐으로서 달성된다.

상기 스템 심 보조메인블레이드를 부착한 축류홴 제조방법을 통해 구동 모터의 구동축에 결합되는 허브가 형성되고, 상기 허브 둘레에 방사상으로 배열된 다수의 메인블레이드가 형성되며, 메인블레이드 일면에 대각선방향으로 겹쳐지면서 원주방향의 회전 반경을 따라 보조블레이드가 형성된 축류홴이 완성되어 형성된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 기존의 축류홴보다 동압(유체의 운동에너지)을 30% 증가시킬 수 있고, 축류형 홴과 원심형 홴의 중간 영역의 성능특성을 나타내는 홴이 되어 사용범위를 기존에 비해 50% 넓힐 수 있으며, 반경방향의 속도성분으로 인하여 홴의 하류에서 유체의 운동에너지(동압)을 커지게 하여 송풍효율이 높고, 소음이 작은 좋은 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 보조블레이드를 부착한 축류홴 제조장치(1)의 구성요소를 도시한 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 보조블레이드를 부착한 축류홴의 평면방향과 측면방향을 도시한 일실시예도,
도 3은 본 발명에 따른 보조블레이드를 부착한 축류홴의 구성요소를 도시한 평면사시도,
도 4는 본 발명에 따른 보조블레이드를 부착한 축류홴 제조방법 중 원통드럼형상의 홴성형부재를 축류홴의 사이즈에 맞게 절단시키고, 홴성형부재의 내경을 확대시키며, 수평으로 평평하게 펼치는 과정을 도시한 일실시예도,
도 5는 본 발명에 따른 커트기를 통해 절단홈을 형성시켜 메인블레이드의 1차 성형물을 형성시키는 과정을 도시한 일실시예도,
도 6은 본 발명에 따른 보조블레이드를 부착한 축류홴 제조방법을 통해 완성된 축류홴의 형상을 도시한 일실시예도.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 첨부하여 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 보조블레이드를 부착한 축류홴 제조장치(1)의 구성요소를 도시한 사시도에 관한 것으로, 이는 커터기(10), 부채꼴형압출가공기(20), 트위스트 가압기(30), 땜납기(40)로 구성된다.

상기 커터기(10)는 원통드럼형상의 홴성형부재를 축류홴의 사이즈에 맞게 절단시키고, 수평으로 펼쳐진 부위에 절단홈을 형성시켜 메인블레이드의 1차 성형물을 형성시키는 역할을 한다.

상기 부채꼴형압출가공기(20)는 홴성형부재의 하단부에서부터 메인블레이드를 형성할 부분까지 홴성형부재의 내경을 확대시키는 역할을 한다.

상기 트위스트 가압기(30)는 메인블레이드의 1차성형물을 원주방향의 회전 반경을 따라 축류홴의 압력계수(Ψ), 유량계수(φ), 동력계수(ξ), 축류홴 효율을 고려한 최적의 유체 운동에너지(동압)를 갖도록 트위스트시켜 성형시키는 역할을 한다.

여기서, 최적의 유체 운동에너지는 동압으로서, 수학식 8과 같이, 동력계수(ξ)에 대한 유량계수(φ)와 압력계수(Ψ)의 연산값으로 이루어진 축류홴의 효율이 최대치를 말한다.

상기 땜납기(40)는 메인블레이드 일면에 보조블레이드를 대각선방향으로 겹쳐지도록 부착한 후, 메인블레이드 일면과 일체형으로 형성시키는 역할을 한다.

이하, 본 발명에 따른 보조블레이드를 부착한 축류홴의 구체적인 제조방법에 관해 설명한다.

축류홴의 성능과 관련된 변수들은 회전수(N), 직경(D), 전압(△P_t) 등이 있으며, 이러한 성능변수와 밀접한 유속변수로는 평균축방향속도 (C_m), 유입스윌속도 (C₁), 출구스윌속도 (C₂) 가 있다.

또한 홴 날개 형상과 관련된 변수들로는 입구 날개각 (β₁), 출구 날개각 (β₂), 캠버각 (Ψc), 전향각, 영각(i), 코드길이(c), 현절비(σ), 스윕각 등이 있다.

즉, 본 발명에서는 도 2에 도시한 바와 같이, 허브의 중심점과 블레이드 허브 엣지(Bh)의 중심점이 연결되는 선과 허브의 중심점과 블레이드 팁 엣지(Bt)의 중심점이 연결되는 선이 이루는 스윕각(Sweep angle)(Sa)으로 설정하고, 현라인(Chord line)과 허브의 측면이 이루는 각을 블레이드 설치각(Attachment angle)(a)으로 설정한다.

또한, 블레이드의 직경에 대한 허브의 직경비를 허브율(Hub ratio : l/L)로 설정하고, 블레이드와 블레이드 사이의 거리를 피치(Pitch)로 설정하며, 블레이드의 규칙성을 현절비(Solidity)로 설정한다.

그리고, 블레이드의 끝단(Le)와 쉬라우드(Te) 사이의 거리를 홴 틈새(Tip clearance)로 설정한다.

따라서 본 발명에 따른 보조블레이드의 설계는 주어진 작동점에서 요구되는 성능을 발휘하도록 이들 변수들을 적절하게 조합하도록 구성된다.

보조블레이드의 설계 단계는 이차원 익렬이론을 바탕으로 하여 각 익렬에 대한 실험식과 상관식을 이용하는 평균 유선법, 손실 모델을 고려한 피치평균의 비점성 유동해석인 통과유량법, 그리고 삼차원 점성 수치해석적 방법을 이용한 최적화 설계로 구성된다.

또한 다양한 시제품들에 대한 성능시험을 통해 얻어진 자료들을 데이터베이스화하여 고객이 원하는 조건에 적합한 표준제품을 자동으로 설정해주도록 구성된다.

본 발명에 따른 보조블레이드는 기초이론이나, 실험경험 값에 의한 여러 변수들, 제작된제품들에 대한 각종 시험성적 등과 같은 종합적인 결과를 바탕으로 실행한다.

특히, 유량, 압력, 회전수, 직경등, 기본적인 사항들로부터 설계를 시작해서 이들의 조합으로 이루어진, 유량계수, 압력계수, 동력계수, 비속도, 비직경과 같은 무차원변수들의 상호 관계를 파악해서 설계한다.

첫 번째, 본 발명에서는 축류홴 설계변수 결정에서부터 적절한 변수를 결정해서 설계된다.

설계하는 홴의 직경과 회전수가 정해지면 홴이 낼 수 있는 성능의 범위가 결정된다.

그리고, 본 발명에서는 비속도와 비직경을 고려하여 최종적인 설계변수를 결정하게 된다.

유체기계의 설계 성능 변수는 비속도가 정해지면 코디어(Cordier) 선도를 이용하여 적절한 비직경을 결정할 수 있게 된다.

이를 무시하고 설계변수를 결정하여 설계하면, 고효율의 홴을 설계할 수 없으며, 설계된 홴의 성능과 소음을 보장할 수가 없다.

본 특허에서는 코디어(Cordier) 선도를 기준으로 적절한 비속도와 비직경을 결정하였다.

비속도는 특정한 홴을 대표하는 종류의 변수로서 홴의 성능, 유동형태, 날개형상 선정, 동일 종류의 홴에 대한 상호 간의 비교를 위해 사용되는 무차원 변수이다.

비속도의 값이 크면 홴은 압력상승에 비해 유량이 많고, 비속도가 작으면 유량에 비해 홴 압력 상승량이 높게 된다.

성능이 우수한 홴은 작동점에서 비속도, 비직경은 일정한 상관관계를 갖으며, 이러한 관계를 정리한 것이 코디어(Cordier) 선도이다. 비속도와 비직경의 정의는 다음의 수학식 1, 2와 같다.

여기서, N은 rad/s, Q는 ㎥/s, △P_t는 Pa의 단위를 갖는다. 코디어(Cordier) 선도에서 비속도와 비직경의 대략적인 관계식은 다음의 수학식 3, 4와 같다.

본 발명에 따른 축류홴의 상사비교를 위한 무차원수에는 압력계수(Ψ), 유량계수(φ), 동력계수(ξ)가 있다. 각각은 압력상승, 유량, 출력을 홴 직경과 회전수로 무차원화 한 것으로 수학식 5, 6, 7과 같이 정의된다.

둘째, 본 발명에서는 유량계수, 압력계수와 함께 축류홴을 평가하는 중요한 항목인 효율을 결정해서 설계된다.

즉, 축류홴의 효율은 다음의 수학식 8과 같이 정의된다.

셋째, 본 발명에서는 날개 수를 결정해서 설계된다.

즉, 날개의 수는 성능과 소음에 큰 영향을 주는 변수이다.

날개의 수가 줄어들수록 성능은 증가하고 소음은 감소하는 경향을 갖는다.

하지만 날개 수가 줄어들면 유동이 날개를 따라 흐르는 정도의 악화를 가져와서, 정압의 저하를 초례 할 수 있으므로 코드길이와 피치비에 따른 적정한 날개 수의 선택이 요구되어진다.

홴 설치 공간이 큰 경우 현절비가 일정하면 날개수의 감소가 가능하다.

날개 수의 변화는 정상 추력 소음 (Steady thrust noise) 에 영향을 미치는 것을 알 수 있다.

특히 BPF 성분은 정상 익면 하중의 주원인이므로 이에 대한 피크치를 줄이기 위해서는 각 날개에 걸리는 하중을 감소시켜야 한다.

일반적으로 날개수가 2 배 증가하면 약 2~3 의 소음이 증가하는 것으로 되어있으며, 날개 수의 증가는 오버럴소음(overall noise)을 증가시키며, 날개수의 감소는 날개 통과 주파수음의 피크를 뚜렷이 나타낸다.

따라서, 본 발명에서는 모든 홴 설계에 5개~7개의 날개 수를 설계하도록 설정된다.

이하, 본 발명에서는 상기에서 설명한 축류홴의 압력계수(Ψ), 유량계수(φ), 동력계수(ξ), 축류홴 효율, 날개 수를 고려하여, 제조한 보조블레이드를 부착한 축류홴의 제조방법에 관해 구체적으로 설명한다.

먼저, 도 4에서 도시한 바와 같이, 커터기를 통해 원통드럼형상의 홴성형부재를 축류홴의 사이즈에 맞게 절단시킨다(S10).

다음으로, 홴성형부재의 하단부에서부터 메인블레이드를 형성할 부분까지 부채꼴형압출가공기를 통하여 홴성형부재의 내경을 확대시킨다(S20).

다음으로, 홴성형부재의 내경이 확대된 부분을 단조가공기를 통하여 수평으로 평평하게 펼친다(S30).

다음으로, 도 5에 도시한 바와 같이, 수평으로 펼쳐진 부위에 커트기를 통해 절단홈을 형성시켜 메인블레이드의 1차 성형물을 형성시킨다(S40).

여기서, 메인블레이드의 1차 성형물은 사각형상, 삼각형상, 반달형상, 호주박형상, 주걱형상, 장화형상 중 어느 하나가 선택되어 형성된다.

다음으로, 트위스트 가압기를 통해 메인블레이드의 1차성형물을 원주방향의 회전 반경을 따라 축류홴의 압력계수(Ψ), 유량계수(φ), 동력계수(ξ), 축류홴 효율을 고려한 최적의 유체 운동에너지(동압)를 갖도록 트위스트시켜 성형시킨다(S50).

다음으로, 도 5에 도시한 바와 같이, 허브성형기를 통해 허브를 형성시킨다(S60).

여기서, 허브성형기는 단조장치로서, 캡형상으로 형성시키고, 내부에 구동모터의 구동축과 결합되는 결합홀을 음각으로 형성시킨다.

끝으로, 메인블레이드 일면에 보조블레이드를 대각선형상으로 겹쳐지도록 땜납한 후, 메인블레이드 일면과 일체형으로 형성시켜 보조블레이드를 부착한 축류홴을 완성시킨다(S70).

이때, 보조블레이드는 허브의 중심점과 메인블레이드 허브 에지(Hub edge)의 중심점이 연결되는 제1 선과, 허브의 중심점과 메인블레이드 팁 에지(Tip edge)의 중심점이 연결되는 제2 선이 이루는 스윕각(Sweep angle)을 형성시킨 상태에서, 보조블레이드가 추가되어 생성되는 스윕각의 각도가 허브의 중심점을 기준으로 원주방향 회전 반경을 따라 10°~60°로 뒤로 젖혀져 기울어져서 형성되도록, 메인블레이드의 하단 대각선형상 부위에 겹쳐지면서 메인블레이드 일면과 일체형으로 형성되도록 구성된다.

이로 인해, 반경방향의 속도성분으로 인하여 홴의 하류에서 유체의 운동에너지(동압)을 커지게 하고, 축방향속도는 작아지게 하며, 반경방향속도를 커지게 할 수가 있다.

또한, 본 발명에 따른 허브, 메인블레이드, 보조블레이드는 내구성이 강하고, 가벼우며, 용접성이 우수한 SUS재질로 이루어진다.

스테인리스 강(SUS)은 크롬이 11~12% 이상 함유되어 있는 강으로서, 크롬에 의하여 매우 얇고 연속적인 산화피막이 형성되어 표면을 화학반응으로부터 보호해 줌으로써 내식성을 갖게 된다.

스테인리스 강은 금속 조직학적 미세 구조와 결정학적 인자에 의해 오스테나이트계, 페라이트계, 마르텐사이트계, 석출경화형, 그리고 이상 스테인리스 강(dulex stainless steel)으로 구별된다.

본 발명에서는 기계적 특성에 영향을 미치는 Nb와 용접성에 영향을 미치는 Cu, Ba을 일정비율로 첨가하여 조성된 스테인리스 강을 사용함으로써 용접에 의해 고품질의 블레이드를 제조한다.

본 발명에 따른 스테인리스 강은 Fe 65.110~69.325wt%, Cu 0.040~1.800wt%, Ba 0.005~0.010wt%, Nb 0.300~0.700wt%, C 0.050~0.700wt%, Cr 18.50~19.50wt%, Ni 9.200~9.500wt%, Si 0.840~0.870wt%, Mn 1.700~1.750wt%, S 0.020~0.030wt%, P 0.020~0.030wt%의 성분조성을 갖는다.

상기한 바와 같이, 상기 Cu 및 Ba은 스테인리스 강이 용접특성을 가질 수 있도록 첨가하는 것으로서, 상기 제시된 범위 내에서 사용하는 것이 바람직하다. 상기 Cu의 구체적인 함량은 1.23wt%이고, Ba의 구체적인 함량은 0.008wt%이다.

그리고 상기 Nb는 용접부의 기계적 성질을 향상시키기 위해 첨가하는 것으로서, 상기 제시된 범위 내에서 사용하는 것이 바람직하다. 상기 Nb의 보다 구체적인 함량은 0.4wt이다.

상기 스테인리스 강을 이용하여 블레이드 제작시에는 Cr 22wt%, Mo 13wt%, Ni 59.49wt%, W 3wt%, C 0.01wt%, Co 2.5wt%의 성분조성을 갖는 용접봉을 이용하여 전류(A) 400, 전압(V) 25, 용접속도 40(cm/min), 입열량 15(kJ/min)의 조건에서 용접처리한다. 이때 용접부위의 산화방지를 위해 가스를 가하게 되며, 본 발명에서는 Ar + 5% N₂ gas를 사용한다.

이하, 본 발명에 따른 스템 심 보조메인블레이드를 부착한 축류홴 제조방법 을 통해 제조된 축류홴의 형상과 구체적인 구성요소에 관해 설명한다.

상기 보조블레이드를 부착한 축류홴 제조방법을 통해 구동 모터의 구동축에 결합되는 허브가 형성되고, 상기 허브 둘레에 방사상으로 배열된 다수의 메인블레이드가 형성되며, 메인블레이드 일면에 대각선방향으로 겹쳐지면서 원주방향의 회전 반경을 따라 보조블레이드가 형성된 축류홴이 제조된다.

상기 축류홴은 도 3 및 도 6에 도시한 바와 같이, 허브(100), 메인블레이드(200), 보조블레이드(300)로 구성된다.

첫째, 본 발명에 따른 허브(100)에 관해 설명한다.

상기 허브(100)는 구동모터의 구동축에 결합되어 구동모터의 회전력을 메인블레이드와 보조블레이드로 전달시키는 역할을 한다.

이는 캡형상으로 형성되어, 구동모터의 구동축과 결합되는 결합홀이 음각으로 함몰되어 형성된다.

상기 허브는 둘레를 따라 복수개의 메인블레이드가 일체형으로 형성된다.

둘째, 본 발명에 따른 메인블레이드(200)에 관해 설명한다.

상기 메인블레이드(200)는 허브로부터 전달된 구동모터의 회전력을 통해 원주방향의 회전 반경을 따라 회전되어 유체의 운동에너지(동압)를 생성시키는 역할을 한다.

이는 사각형상, 삼각형상, 반달형상, 호주박형상, 주걱형상, 장화형상 중 어느 하나가 선택되어 형성된다.

셋째, 본 발명에 따른 보조블레이드(300)에 관해 설명한다.

상기 보조블레이드(300)는 메인블레이드 일면에 대각선방향으로 겹쳐지면서 메인블레이드 일면과 일체형으로 형성되어, 반경방향의 속도성분으로 인하여 홴의 하류에서 유체의 운동에너지(동압)을 커지게 하고, 축방향속도는 작아지게 하며, 반경방향속도를 커지게 하는 역할을 한다.

이는 허브의 중심점과 메인블레이드 허브 에지(Hub edge)의 중심점이 연결되는 제1 선과, 허브의 중심점과 메인블레이드 팁 에지(Tip edge)의 중심점이 연결되는 제2 선이 이루는 스윕각(Sweep angle)을 형성시킨 상태에서, 보조블레이드가 추가되어 생성되는 스윕각의 각도가 허브의 중심점을 기준으로 원주방향 회전 반경을 따라 10°~60°로 뒤로 젖혀져 기울어져서 형성되도록, 메인블레이드의 하단 대각선형상 부위에 겹쳐지면서 메인블레이드 일면과 일체형으로 형성된다.

여기서, 스윕각의 각도가 허브의 중심점을 기준으로 원주방향 회전 반경을 따라 10°이하로 뒤로 젖혀져 기울어져서 형성되면, 유체의 운동에너지가 작아져서 홴 효율이 떨어지는 문제점이 발생되고, 스윕각의 각도가 허브의 중심점을 기준으로 원주방향 회전 반경을 따라 60°이상으로 뒤로 젖혀져 기울어져서 형성되면, 보조블레이드가 원주방향을 따라 회전시 소음이 많이 발생되고, 공기저항에 의해 보조블레이드 표면이 쪼개지거나 금이 가는 현상이 발생되기 때문에, 스윕각의 각도가 허브의 중심점을 기준으로 원주방향 회전 반경을 따라 10°~60°로 뒤로 젖혀져 기울어져서 형성되는 것이 가장 바람직하다.

이때, 보조블레이드가 원주방향을 따라 고속회전하면, 반경방향의 속도성분으로 인하여 홴의 하류에서 유체의 운동에너지(동압)을 커지게 하여 축류형 홴과 원심형 홴의 중간 영역을 형성시킨다.

이로 인해, 본 발명에 따른 보조블레이드가 부착된 축류홴은 기존의 축류홴보다 동압(유체의 운동에너지)을 30% 증가시킬 수 있고, 축류형 홴과 원심형 홴의 중간 영역의 성능특성을 나타내는 홴이 되어 사용범위를 기존에 비해 50% 넓힐 수 있다.

1 : 축류홴 제조장치 10 : 커터기
20 : 부채꼴형압출가공기 30 : 트위스트 가압기
40 : 땜납기

Claims (5)

1. 커터기를 통해 원통드럼형상의 홴성형부재를 축류홴의 사이즈에 맞게 절단시키는 단계(S10)와,
   홴성형부재의 하단부에서부터 메인블레이드를 형성할 부분까지 부채꼴형압출가공기를 통하여 홴성형부재의 내경을 확대시키는 단계(S20)와,
   홴성형부재의 내경이 확대된 부분을 단조가공기를 통하여 수평으로 평평하게 펼치는 단계(S30)와,
   수평으로 펼쳐진 부위에 커트기를 통해 절단홈을 형성시켜 메인블레이드의 1차 성형물을 형성시키는 단계(S40)와,
   트위스트 가압기를 통해 메인블레이드의 1차성형물을, 원주방향의 회전 반경을 따라 회전되는 축류홴의 동력계수(ξ)에 대한 유량계수(φ)와 압력계수(Ψ)의 연산값으로 이루어진 축류홴의 효율이 최대치인 유체 운동에너지를 갖도록 트위스트시켜 성형시키는 단계(S50)와,
   허브성형기를 통해 허브를 형성시키는 단계(S60)와,
   메인블레이드 일면에 보조블레이드를 대각선방향으로 겹쳐지도록 땜납한 후, 메인블레이드 일면과 일체형으로 형성시켜, 보조블레이드를 부착한 축류홴을 완성시키는 단계(S70)로 이루어지고,
   상기 보조블레이드는
   Fe 65.110~69.325wt%, Cu 0.040~1.800wt%, Ba 0.005~0.010wt%, Nb 0.300~0.700wt%, C 0.050~0.700wt%, Cr 18.50~19.50wt%, Ni 9.200~9.500wt%, Si 0.840~0.870wt%, Mn 1.700~1.750wt%, S 0.020~0.030wt%, P 0.020~0.030wt%의 성분조성을 갖는 스테인리스 강으로,
   메인블레이드 하단 대각선형상 부위에, Cr 22wt%, Mo 13wt%, Ni 59.49wt%, W 3wt%, C 0.01wt%, Co 2.5wt%의 성분조성을 갖는 용접봉을 이용하여 전류(A) 400, 전압(V) 25, 용접속도 40(cm/min), 입열량 15(kJ/min)의 조건에서 용접처리하여 메인블레이드 일면과 일체형으로 제조되는 보조블레이드를 부착한 축류홴 제조방법에 있어서,
   상기 축류홴은
   유량계수(φ)와 압력계수(Ψ)를 곱한값에 동력계수(ξ)를 나눈
   

   

   의 축류홴 효율로 이루어지고,
   날개 수는 7개로 형성되는 것을 특징으로 하는 보조블레이드를 부착한 축류홴 제조방법.
   
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