KR101672262B1 - 에어포일 켐버 형태의 판형 후향후곡 비틀림깃 혼류 임펠러의 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 에어포일 켐버 형태의 판형 후향후곡 비틀림깃 혼류 임펠러의 구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 주판의 경사판이 뒤제침각(θ)으로 경사지게 형성되고, 상기 경사진 주판에 주판과 측판사이의 위치, 즉 임펠러의 주판 부근에서는 깃의 붙임각이 크고 임펠러의 측판 부근에서는 깃의 붙임각이 작아지게 하여 임펠러의 반경에 따라 깃의 붙임각도가 변하는 에어포일 켐버 형태의 판형 후향후곡 비틀림깃이 형성됨으로써, 임펠러의 회전시, 유체가 깃과 깃 사이에서 박리(와류)가 발생되지 않아 흐름이 원활하게 이송되고, 임펠러 토출구에서의 배출방향을 반경방향에서 축방향쪽으로 변경시켜 유동에너지가 효율적으로 이용되어 임펠러의 작동 효율이 높아져 송풍기의 성능을 크게 향상되며, 축류형 사류송풍기에 사용할 수 있고, 적용시 임펠러의 깃통로에서의 흐름을 부드럽게 하여 토출방향을 축방향으로 자연스럽게 변화시켜 손실을 감소하고, 그로 인해 축류형 사류송풍기의 효율이 향상되며, 작동점을 변화시킬 수 있고, 임펠러 깃통로에서의 흐름을 개선하여 임펠러에서 발생되는 소음을 감소시키는 특징이 있다.

Description

에어포일 켐버 형태의 판형 후향후곡 비틀림깃 혼류 임펠러의 구조{Mixed flow impeller having airfoil cambered plate type backward twisted blades}

본 발명은 에어포일 켐버 형태의 판형 후향후곡 비틀림깃 혼류 임펠러의 구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 주판이 뒤제침각(θ)으로 경사지게 형성되고, 상기 경사진 주판에 주판과 측판사이의 위치, 즉 임펠러의 주판 부근에서는 깃의 붙임각이 크고 임펠러의 측판 부근에서는 깃의 붙임각이 작아지게 하여 임펠러의 반경에 따라 깃의 붙임각도가 변하는 에어포일 켐버 형태의 판형 후향후곡 비틀림깃이 형성됨으로써, 임펠러의 회전시, 유체가 깃과 깃 사이에서 박리(와류)가 발생되지 않으며, 임펠러의 반경에 따라 유체흐름에 대한 부하가 적절히 분배되어 흐름이 원활하게 이송되고, 임펠러 토출구에서의 배출방향을 반경방향에서 축방향쪽으로 변경시켜 유동에너지가 효율적으로 이용되어 임펠러의 작동 효율이 높아져 송풍기의 성능을 크게 향상되며, 관류형 송풍기에 적용시 임펠러의 깃통로에서의 흐름을 부드럽게 하여 토출방향을 축방향으로 자연스럽게 변화시켜 손실을 감소하고, 그로 인해 관류형 송풍기의 효율이 향상되며, 작동점을 변화시킬 수 있고 임펠러 깃통로에서의 흐름을 개선하여 임펠러에서 발생되는 소음을 감소시키는 에어포일 켐버 형태의 판형 후향후곡 비틀림깃 혼류 임펠러의 구조에 관한 것이다.

일반적으로 임펠러는 펌프, 송풍기 또는 압축기의 주요 부분으로, 원주상에 같은 간격으로 배치된 수개의 깃을 가지고 회전되며, 공기나 물 또는 기름 등의 기체나 유체가 구동모터에 축과 연결되어 회전되는 깃 사이로 흘러나갈때 에너지가 만들어진다.

그리고 통상적으로 상기 깃은 원심형과 축류형으로 구분되며, 원심형 깃은 유체 또는 기체가 회전되는 축에 수직방향으로 흐르고, 축류형 깃은 유체 또는 기체가 회전되는 축의 축방향으로 흐른다.

한편 상기와 같은 임펠러는 유체의 이송 등에 이용되는데, 유체를 이송하기 위한 용도로 만들어지는 종래의 원심임펠러 구성을 보면 다음과 같다.

도 1은 종래의 원심임펠러의 정면 투시도이고 도 2는 측단면도인데, 종래의 원심임펠러는 주판(1), 측판(2), 깃(3) 그리고 회전축(4)으로 구성되며, 회전축(4)을 회전시키므로서 유체가 흡입구(S1) 흡입되고, 주판(1)과 측판(2) 및 깃(3)으로 형성된 깃통로를 통하여 임펠러출구(S2)로 토출되므로서 유체에 에너지를 가해준다.

상기 임펠러깃(3)은 주판과 측판사이를 연결하며 다수의 임펠러깃이 방사상으로 배열되고 각 임펠러깃은 약간 휜판상을 형성한다. 휘어진 형태의 임페러깃(3)은 안쪽으로 오목하게 휘어진 오목면(3')과 밖으로 볼록하게 휜 볼록면(3")이 나타 난다. 상기 오목하게 휜 오목면(3')은 볼록면(3")에 비하여 유체의 압력이 낮게 형성된다. 따라서 임펠러깃(3)의 오목면(3')에서 유체 흐름의 박리로 인하여 도 2 에 도시된 바와 같이 역류영역이 발생되어 임펠러의 성능이 저하된다.

그리고 임펠러는 깃(3)의 수가 제한되어 있고 또한 유체는 점성을 가지고 있기 때문에 깃통로에서의 마찰, 유동의 박리 등으로 인하여 임펠러출구(7)에서의 상대속도는 출구 깃각과는 달리 변하게 되며, 유체의 배출방향은 깃(3)의 수가 감소함에 따라 점차 출구깃각과는 커다란 차이가 발생한다.

이러한 현상으로 인하여 임펠러출구(7)에서 미끄럼속도가 발생되고 미끄럼속도는 임펠러회전 방향의 반대방향으로 발생하기 때문에 임펠러의 압력수두를 감소시키는 원인이 되며, 미끄럼속도가 크게 발생할수록 동일한 압력을 발생시키기 위하여 주속도를 증가시켜야 하므로 임펠러의 성능 및 효용성이 감소하게 된다.

원심 임펠러의 성능저하는 임펠러를 구동하기 위한 축동력의 상승과 효용성의 저하로 나타나며, 이러한 요인을 일부제거하여 준다면 원심임펠러의 성능을 향상시킬 수 있다는 가능성을 제공하여 준다.

직경에 대한 출구폭의 비율이 작은 원심임펠러의 경우, 측판(4)의 곡률반경과 주판(1)의 곡률반경의 차이가 작고 깃통로가 길기 때문에 측판입구(2')에서 가속된 흐름은 약간 감소되다가 임펠러출구(S2)에 도달할 때에는 다시 가속되며, 흡입구의 측판입구(2')에서 정압이 감소되어도, 깃통로내에서의 흐름이 전반적으로 감속이 발생하지 않고 가속되므로, 역압력구배가 크게 형성되는 깃통로에서의 압력구배에 불구하고, 측판입구(2')에서 흐름이 박리되지 않는다.

직경에 대한 출구폭의 비율이 큰 원심임펠러의 경우, 측판(2)의 곡률반경과 주판(1)의 곡률반경의 차이가 크고 깃통로가 짧기 때문에 측판입구(2')에서 가속된 흐름은 임펠러출구(S2)에 도달할 때에는 크게 감속되고, 임펠러출구(S2)에서의 속도분포는 측판입구(2')가 주판입구(8)쪽에 비해 매우 증가한 상태로 배출된다.

이때 측판(2)의 내부벽면을 따르면 유동이 강한 역압력구배가 형성되는 유동현상과유사한 형태의 유동현상이 발생하므로 흐름이 크게 가속되는 측판입구(2')에서 강한 박리현상이 발생하며, 박리된 흐름으로 인하여 측판(2)의 내부벽면의 깃통로가 완전히 차단되어 측판출구(2")에서는 강한 역류영역이 형성된다.

이러한 현상이 발생되면, 박리된 흐름으로 인하여 측판(2)의 내부벽면의 깃통로가 완전히 차단되어 측판출구(2")에서는 반경방향속도가 크게 감소되고, 미끄럼속도가 급격히 증가하여 압력발생을 감소시켜 임펠러의 성능 및 효용성이 크게 저하된다.

그러나 임펠러 깃통로의 폭이 커질수록 도 2에서와 같이 흐름은 측판에서 박리되어 임펠러 깃통로내에서 소용돌이 흐름이 발생하고, 박리로 인한 에너지의 손실이 발생한다.

이렇듯, 기존의 원심임펠러를 관류형송풍기에 적용할 경우, 도 2처럼 임펠러 토출구에서의 흐름이 반경방향으로 배출되어 덕트(D) 벽면에 수직으로 진입함으로써 덕트 벽면에서의 흐름이 축방향으로 유도되지 않고 덕트(D) 벽면에서의 충돌로 인하여 에너지가 소산되어 손실이 증가하게 되므로 관류형송풍기의 효율이 급감한다.

또한, 미끄럼속도는 원심임펠러의 성능에 매우 큰 영향을 주는 인자로 미끄럼속도가 증가할수록 원심임펠러의 효용성은 크게 감소한다.

이같이 역류영역의 형성 즉 흐름의 박리현상으로 인한 깃통로 일부가 차단되며 역류영역에서의 반경방향속도와 접선방향속도가 감소되어 임펠러의 성능이 저하된다.

대한민국 공개특허공보 제10-2005-0074360호 대한민국 등록실용신안공보 제20-0241247호

본 발명은 상기 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서,

주판이 뒤제침각(θ)으로 경사지게 형성되고, 상기 경사진 주판과 측판사이의 위치, 즉 임펠러의 반경에 따라 깃의 각도가 변하는 3차원의 에어포일 켐버 형태의 판형 후향후곡 비틀림깃이 형성됨으로써, 임펠러의 회전시, 유체가 깃과 깃 사이에서 박리(와류)가 발생되지 않아 흐름이 원활하게 이송되고, 임펠러의 주판과 측판 사이에서의 흐름이 적절한 부하를 갖도록 분포되어 임펠러 토출구에서의 배출방향을 반경방향에서 축방향쪽으로 원활하게 변경시키고, 특히 에어포일 켐버 형태의 판형 후향후곡 비틀림깃은 임펠러의 주판 부근에서는 깃의 붙임각을 크게 하여 압력발생을 크게 하고 임펠러의 측판 부근에서는 깃의 붙임각을 작게 하여 풍량을 크게 발생시켜 전반적으로 임펠러의 주판과 측판사이의 깃통로에서의 유동에너지가 효율적으로 변환되어 압력과 풍량을 증가시킴으로써 임펠러의 작동 효율이 높아져 송풍기의 성능을 크게 향상되는 에어포일 켐버 형태의 판형 후향후곡 비틀림깃 혼류 임펠러의 구조를 제공하는데 목적으로 한다.

또한, 깃의 단면이 에어포일 켐버 형태의 판형 후향후곡 비틀림깃으로 됨으로써, 축류형 사류송풍기에 사용할 수 있고, 적용시 임펠러의 깃통로에서의 흐름을 부드럽게 하여 토출방향을 축방향으로 자연스럽게 변화시켜 손실을 감소하고, 그로 인해 축류형 사류송풍기의 효율이 향상되며, 작동점을 변화시킬 수 있고, 임펠러 깃통로에서의 흐름을 개선하여 임펠러에서 발생되는 소음을 감소시키며, 임펠러 시동시 회전축에 가해지는 구조적인 파손위험성을 제거하기 위하여 날개단면의 흡입면 만을 성형하여 깃단면을 생성함으로써 임펠러의 무게를 줄여 임펠러의 관성모멘트를 감소시키는 에어포일 켐버 형태의 판형 후향후곡 비틀림깃 혼류 임펠러의 구조를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

상기 목적을 달성하고자, 본 발명은 회전력이 전달되는 회전축과;

상기 회전축이 중앙부에 고정 설치되어 회전축에 의해 회전되고, 외주연이 기준점(C)을 기준으로 뒤제침각(θ)으로 경사지게 주판이 형성되어 유체가 원활하게 이송되는 주판과;

상기 주판의 경사판 일단면에 부착되어 주판이 회전시, 유체를 일측으로 이송시키도록 에어포일 켐버 형태로 형성되는 판형 후향후곡 비틀림깃과;

상기 에어포일 켐버 형태의 판형 후향후곡 비틀림깃의 상부면에 형성되고, 중앙부에 유체가 유입되도록 흡입구가 형성되는 측판;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 에어포일 켐버 형태의 판형 후향후곡 비틀림깃 혼류 임펠러의 구조에 관한 것이다.

이상에서 살펴 본 바와 같이, 본 발명의 에어포일 켐버 형태의 판형 후향후곡 비틀림깃 혼류 임펠러의 구조는 주판의 경사판이 뒤제침각(θ)으로 경사지게 형성되고, 상기 경사진 경사판에 깃이 형성됨으로써, 임펠러의 회전시, 유체가 깃과 깃 사이에서 박리(와류)가 발생되지 않아 흐름이 원활하게 이송되고, 임펠러 토출구에서의 배출방향을 반경방향에서 축방향쪽으로 변경시켜 유동에너지가 효율적으로 이용되어 임펠러의 작동 효율이 높아져 송풍기의 성능을 크게 향상되는 효과가 있다.

또한, 날개깃의 단면이 에어포일 흡입면 형태의 후향후곡형으로 형성됨으로써, 축류형 사류송풍기에 사용할 수 있고, 적용시 임펠러의 깃통로에서의 흐름을 부드럽게 하여 토출방향을 축방향으로 자연스럽게 변화시켜 손실을 감소하고, 그로 인해 축류형 사류송풍기의 효율이 향상되며, 작동점을 변화시킬 수 있고, 임펠러 깃통로에서의 흐름을 개선하여 임펠러에서 발생되는 소음을 감소시키는 효과가 있다.

도 1은 종래의 원심임펠러를 나타낸 정면도이고,
도 2는 종래의 원심임펠러를 나타낸 측면도이고,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 에어포일 켐버 형태의 판형 후향후곡 비틀림깃 혼류 임펠러를 나타낸 평면도이고,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 에어포일 켐버 형태의 판형 후향후곡 비틀림깃 혼류 임펠러를 나타낸 측면 단면도이고,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 뒤제침각에 따라 팬의 유량계수와 압력계수 간의 관계를 나타낸 그래프도이고,
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 뒤제침각 변화에 따라 팬의 총합효율을 나타낸 그래프도이고,
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 뒤제침각 변화에 따라 팬의 최대총합효율의 변화와 유량계수 변화와, 비속도 변화를 나타낸 그래프도이고,
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 풍량과 전압의 관계를 나타낸 그래프도이고,
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 풍량과 전압효율의 관계를 나타낸 그래프도이다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래와 같은 특징을 갖는다.

본 발명은 회전력이 전달되는 회전축과;

상기 회전축이 중앙부에 고정 설치되어 회전축에 의해 회전되고, 외주연이 기준점(C)을 기준으로 뒤제침각(θ)으로 경사지게 경사판이 형성되어 유체가 원활하게 이송되는 주판과;

상기 주판의 경사판 일단면에 부착되어 주판이 회전시, 유체를 일측으로 이송시키도록 내부가 중공된 공간부가 형성되는 에어포일 켐버 형태의 판형 후향후곡 비틀림깃과;

상기 에어포일 켐버 형태의 판형 후향후곡 비틀림깃의 상부면에 형성되고, 중앙부에 유체가 유입되도록 흡입구가 형성되는 측판;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 특징을 갖는 본 발명은 그에 따른 바람직한 실시예를 통해 더욱 명확히 설명될 수 있을 것이다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 여러 실시예들을 상세히 설명하기 전에, 다음의 상세한 설명에 기재되거나 도면에 도시된 구성요소들의 구성 및 배열들의 상세로 그 응용이 제한되는 것이 아니라는 것을 알 수 있을 것이다. 본 발명은 다른 실시예들로 구현되고 실시될 수 있고 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 또, 장치 또는 요소 방향(예를 들어 "전(front)", "후(back)", "위(up)", "아래(down)", "상(top)", "하(bottom)", "좌(left)", "우(right)", "횡(lateral)")등과 같은 용어들에 관하여 본원에 사용된 표현 및 술어는 단지 본 발명의 설명을 단순화하기 위해 사용되고, 관련된 장치 또는 요소가 단순히 특정 방향을 가져야 함을 나타내거나 의미하지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다. 또한, "제 1(first)", "제 2(second)"와 같은 용어는 설명을 위해 본원 및 첨부 청구항들에 사용되고 상대적인 중요성 또는 취지를 나타내거나 의미하는 것으로 의도되지 않는다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 에어포일 켐버 형태의 판형 후향후곡 비틀림깃 혼류 임펠러를 나타낸 평면도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 에어포일 켐버 형태의 판형 후향후곡 비틀림깃 혼류 임펠러를 나타낸 측면 단면도이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 뒤제침각에 따라 팬의 유량계수와 압력계수 간의 관계를 나타낸 그래프도이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 뒤제침각 변화에 따라 팬의 총합효율을 나타낸 그래프도이고, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 뒤제침각 변화에 따라 팬의 최대총합효율의 변화와 유량계수 변화와, 비속도 변화를 나타낸 그래프도이고, 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 풍량과 전압의 관계를 나타낸 그래프도이고, 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 풍량과 전압효율의 관계를 나타낸 그래프도이다.

도 3 내지 도 9에 도시한 바와 같이, 본 발명의 에어포일 켐버 형태의 판형 후향후곡 비틀림깃 혼류 임펠러 구조는 회전축(10)과, 주판(20)과, 깃(30)과, 측판(40)으로 구성된다.

상기 회전축(10)은 도 3 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 일측이 주판(20)의 중앙부에 고정 설치되고, 타측은 덕트(D) 내측에 설치되어 회전력을 전달하는 축으로써, 상기 회전축(10)의 타측은 덕트(D) 내측에서 외부로 돌출되어 모터 등의 회전장치(미도시)에 연결되고, 상기 회전장치에 의해 회전되어 회전력을 주판(20)에 전달한다.

상기 주판(20)은 도 3 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 원형의 평판으로 형성되어 하단면 중앙부에 회전축(10)이 고정 설치되고, 상기 회전축(10)에 의해 주판(20)이 회전되며, 상기 주판(20)의 외주연은 기준점(C)을 기준으로 뒤제침각(sweep back angle,θ)으로 경사지게 경사판(21)이 형성된다.

여기서, 상기 경사판(21)은 도 4를 참고하여, 수평으로 형성된 주판(20)의 외주연 양끝단부에서 기준점(C)을 기준으로 단면상 "∧" 형태로 형성되어 유체의 흐름이 원활하게 이송된다. 이때, 상기 유체의 흐름이 원활하게 이송되도록 경사판(21)의 뒤제침각(θ)이 주판(20)의 수평선을 기준으로 10 ~ 45도 각도로 형성되어 상기 주판(20)의 회전시, 측판(40)의 흡입구(41)를 통해 유입된 유체가 깃(30) 사이에서 박리(와류)현상이 발생되지 않고, 임펠러 토출구에서의 배출방향을 반경방향에서 축방향쪽으로 변경시킨다.

이러한, 상기 경사판(21)의 뒤제침각(θ)에 따른 유량계수와 압력계수 간의 관계를 실험데이터 값으로 살펴보면, 도 5에 도시한 바와 같이, θ = 0도인 경우 최대 유량계수가 0.19로 가장 낮은 것으로 나타났고, θ = 17.5°인 경우 0.34로 나타났으며, θ = 35도인 경우 0.49로 나타났으며, θ = 52.5도가 가장 높게 0.55로 나타났다.

또한, 도 6에 도시한 팬의 총합효율의 경우 θ=0도인 경우 유량계수 0.15에서 40%, θ=17.5도인 경우 0.20에서 52%, θ=35도인 경우 0.29에서 49%, 그리고 θ=52.5도인 경우 0.31에서 38%의 최대 총합효율을 보였다. 즉, 임펠러 주판의 뒤제침각(θ)이 증가함에 따라 최대 유량에 큰 변화가 있고, 최대 총합효율의 위치가 유량계수가 큰 쪽으로 이동함을 볼 수 있다.

그리고, 상기 뒤제침각 변화에 따른 최대 총합효율의 변화를 살펴보면, 도 7(a)에 도시한 바와 같이, θ=0도에서 θ=17.5도까지의 범위에서는 최대 총합효율이 급격히 상승하다가 θ=17.5도부터 θ=35도 사이의 영역에서는 최대 총합효율이 서서히 감소하는 것으로 나타났으며, θ=35도 이후부터 최대 총합효율이 급격히 감소하는 경향을 보였다.

또한, 상기 뒤제침각 변화에 따른 최대 총합효율에서의 유량계수 변화를 살펴보면, 도 7(b)에 도시한 바와 같이, θ=0도에서 θ=35도까지 걸쳐 유량계수가 증가하다가 θ=35도 이후부터는 유량계수가 증가하는 경향이 현저히 감소하는 것으로 나타난다. 그리고, 상기 뒤제침각 변화에 따른 최대 총합효율에서의 비속도 변화를 살펴보면, 도 7(c)에 도시한 바와 같이, 뒤제침각이 증가함에 따라 비속도가 커지는 것을 알 수 있고, θ=17.5도부터 비속도가 급격히 크게 나타나는 것을 알 수 있다.

이렇듯, 상기 경사판(21)의 뒤제침각(θ)은 10 ~ 45도 각도로 형성되어야 유량계수와 압력계수가 안정적이면서 총합효율이 좋은 것을 실험데이터 값을 통해 알 수 있다.

상기 깃(30)은 도 3 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 주판(20)의 경사판(21) 일단면 즉, 도 4에서처럼 경사판(21)의 상부면에 부착되어 주판(20)이 회전축(10)에 의해 회전시, 깃(30)도 동시에 회전되어 측판(40)의 흡입구(41)를 통해 유체가 유입되게 하는 역할을 하며, 유입된 유체를 일측(토출구(32))으로 이송시키는 역할을 한다.

여기서, 상기 깃(30)은 도 4를 참고하여, 경사판(21)의 일단면에 수직으로 돌출 형성되면서 도 3을 참고하여, 주판(20)의 중앙부를 기준으로 방사상으로 다수개가 형성되고, 상기 다수개의 깃(30) 상부면에 측판(40)이 부착되어 깃(30)과 깃(30) 사이에 유체 유로(31)가 형성되며, 상기 유체 유로(31)를 통해 이송된 유체가 배출되도록 유체 유로(31)의 일측에 토출구(32)가 형성된다.

그리고, 상기 깃(30)은 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 주판(20)의 회전방향과 반대방향을 향해 형성되면서(후향), 주판(20) 회전방향의 반대방향으로 휘어지는 형태를 가지며(후곡), 임펠러의 반경에 따라 깃의 각도가 변하도록 중단부가 꼬아지며 비틀어지는(비틀림) 형상을 가지는, 에어포일 켐버(Airfoil camber) 형태의 판형 후향후곡 비틀림깃으로 형성되는데, 상기 깃(30)의 형태에 따라 축류형 사류송풍기 및 관류송풍기 등 다양한 송풍기에 임펠러가 사용된다.

상기 측판(40)은 도 3 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 중앙부에 유체가 유입되도록 흡입구(41)가 형성된 원형 판으로 형성되고, 상기 흡입구(41)가 관통되어 전체적으로 도넛 형태로 형성되어 다수개의 깃(30) 상부면에 구비되며, 그로 인해 상기 깃(30)과 깃(30) 사이에 유체 유로(31)가 형성되도록 칸막이 역할을 하는 것이다.

여기서, 상기 측판(40)은 도 4를 참고하여, 깃(30)의 상부면에 구비된다는 것은 경사판(21)의 상부면에 소정간격 이격되어 구비되는 것으로, 상기 경사판(21)의 뒤제침각처럼 측판(40)도 단면상 "∧" 형태로 경사지게 형성된다. 이때, 상기 측판(40)의 경사각은 깃(30)의 수직 폭에 따라 경사판(21)과 동일하거나 다르게 변경될 수 있다. 그로 인해, 상기 유체 유로(31)의 토출구(32)는 다양한 크기로 형성된다.

그런데, 상기 측판(40)의 흡입구(41)는 측판(40)이 경사지게 형성됨으로써, 도 2의 종래 측판(2)의 흡입구(S1) 관경보다 크게 형성되어 많은 양의 유체가 유입될 수 있다.

이렇듯, 상기에서 기술한 에어포일 켐버 형태의 판형 후향후곡 비틀림깃 혼류 임펠러(50)는 유체가 반경방향에서 축방향으로 흐르도록 형성되고, 일반적으로 사용되는 축류형 사류 송풍기 및 관류형 송풍기 등에 적용된다.

여기서, 상기 에어포일 켐버 형태의 판형 후향후곡 비틀림깃 혼류 임펠러(50)는 관류형송풍기에 적용할 경우, 도 4에서처럼 임펠러출구에서의 토출되는 흐름이 덕트(D)에 거의 평행하게 진입하여 관벽면에서의 에너지소산에 의한 손실이 크게 감소하여 도 8과 도 9에서처럼, 관류형송풍기의 효율이 증가한다.

또한, 상기 에어포일 켐버 형태의 판형 후향후곡 비틀림깃 혼류 임펠러(50)는 일반적인 원심 임펠러의 형상이 유체가 반경방향에서 축방향으로 흐르도록 경사판(21)이 경사지게 변형되어서 혼류 임펠러(50)로 되는 것이다.

10 : 회전축 20 : 주판
21 : 경사판
30 : 에어포일 켐버 형태의 판형 후향후곡 비틀림깃
31 : 유체 유로 32 : 토출구
40 : 측판 41 : 흡입구
50 : 혼류 임펠러

Claims (5)

1. 회전력이 전달되는 회전축(10)과;
   상기 회전축(10)이 중앙부에 고정 설치되어 회전축(10)에 의해 회전되고, 외주연이 기준점(C)을 기준으로 뒤제침각(θ)으로 경사지게 경사판(21)이 형성되어 유체가 원활하게 이송되는 주판(20)과;
   상기 주판(20)의 경사판 일단면에 부착되어 주판(20)이 회전시, 유체를 일측으로 이송시키도록, 에어포일 켐버(Airfoil camber) 형태로 형성되는 판형 후향후곡 비틀림깃(30)과;
   상기 에어포일 켐버 형태의 판형 후향후곡 비틀림깃(30)의 상부면에 형성되고, 중앙부에 유체가 유입되도록 흡입구(41)가 형성되는 측판(40);을 포함하여 구성되며,
   상기 에어포일 켐버 형태의 판형 후향후곡 비틀림깃(30)은 경사판(21)의 일단면에 수직으로 돌출 형성되면서 주판(20)의 중앙부를 기준으로 방사상으로 다수개가 형성되고, 상기 다수개의 에어포일 켐버형태의 판형 후향후곡 비틀림깃(30) 상부면에 측판(40)이 부착되어 에어포일 켐버형태의 판형 후향후곡 비틀림깃(30)과 에어포일 켐버형태의 판형 후향후곡 비틀림깃(30) 사이에 유체 유로(31)가 형성되며, 상기 유체 유로(31)를 통해 이송된 유체가 배출되도록 유체 유로(31)의 일측에 토출구(32)가 형성되며,
   상기 경사판(21)의 뒤제침각(θ)은 주판(20)의 회전시, 측판(40)의 흡입구(41)를 통해 유입된 유체가 에어포일 켐버형태의 판형 후향후곡 비틀림깃(30)에 의해 이송되는 유체가 유체 유로(31)에서 박리(와류)되지 않도록 10 ~ 45도 각도로 형성되어 유체가 원활하게 이송되며,
   상기 측판(40)은 중앙부에 흡입구(41)가 형성된 원형 판으로 형성되어 원주면이 경사판의 뒤제침각(θ)에 맞춰 경사지게 형성되며,
   판형 후향후곡 비틀림깃 혼류 임펠러는 덕트(D) 내에 설치되어 유체 유로(31)의 토출구(32)를 통해 배출된 유체가 덕트(D)를 타고 축방향으로 이송되며,
   상기 판형 후향후곡 비틀림깃(30)은 주판(20)의 회전방향과 반대방향을 향해 형성되면서, 주판(20)의 회전방향과는 반대방향으로 휘어지는 형태를 가지며, 판형 후향후곡 비틀림깃 혼류 임펠러의 반경에 따라 깃의 각도가 변하도록 중단부가 꼬아지며 비틀어지는 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 에어포일 켐버 형태의 판형 후향후곡 비틀림깃 혼류 임펠러의 구조.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제

Images