KR101820828B1

KR101820828B1 - 팬 블레이드 및 이를 위한 고정 수단

Info

Publication number: KR101820828B1
Application number: KR1020117022070A
Authority: KR
Inventors: 헨리크 비트
Original assignee: 더블유 앤 에스 매니지먼트 지엠비에이치 앤 씨오 케이 지
Priority date: 2009-02-26
Filing date: 2010-02-26
Publication date: 2018-01-22
Also published as: US20110311365A1; AU2010219156A1; KR20110126715A; DK2401506T3; US8827652B2; EP2401506B1; AU2010219156B2; CN105889120A; CN102333960A; ES2787232T3; EP2401506A1; DE102009010748A1; US20140377074A1; WO2010097225A1; US9856888B2

Abstract

본 발명은 팬 블레이드(1), 매연 제거 팬의 블레이드 구간(2)을 팬 허브에 고정하기 위한 고정 수단(3)과 고온에서도 높은 인장 강도를 보장하는 팬 블레이드(1)에 관한 것이다. 상기 고정 수단(3)과 팬 블레이드(1)는 가능한 무게가 절감되도록 제작되어야 한다. 또한 상기 고정 수단(3)은 팬 블레이드(1)의 블레이드 구간(2)과 고장력 체결부를 형성하기 위해 형성된 결합 구간(5)을 구비하며, 결합 구간(5)은 대체로 블레이드 구간(2)의 안쪽에 배치될 수 있다.

Description

팬 블레이드 및 이를 위한 고정 수단 {FAN BLADE AND FASTENING MEANS THEREFOR}

본 발명은 팬 블레이드, 매연 제거 팬의 블레이드 구간을 팬 허브에 고정하기 위한 고정 수단에 관한 것이다.

본 발명은 또한 매연 제거 팬에 이용되는 팬 블레이드로서, 팬 블레이드를 블레이드 허브에 고정하기 위한 고정 수단과 블레이드 구간을 구비하는 팬 블레이드에 관한 것이다.

지하철 혹은 터널 또는 지하 주차장과 같이 폐쇄된 주차 건물에 이용되는 팬은 여러 가지 부하 및 주변 조건 하에서도 긴 수명 동안 신뢰할 만하게 작동되어야 한다. 지하철, 터널 또는 지하 주차장에 설치되는 팬은 수 년 또는 수 십 년에 걸쳐 작동되도록 설계된다. 지하철 또는 터널의 매연 제거 팬으로서 팬이 이용되는 경우, 지하철 또는 터널 사업자 측에서 화재 발생 시 나타나는 고온에서도 팬이 작동될 것을 요구한다. 이러한 요구 사항들은 부분적으로는 법으로 규정되어 있다.

다른 한편으로는 팬을 비용 면에서 경제적이고 재료를 절감하는 방식으로 제조하고자 하는 시도들이 있다. 팬은 다수의 일반적인 팬 블레이드가 반경 방향에서 배치되는 팬 허브에 따라 그 기본 구조가 형성된다. 일반적인 팬 블레이드의 고정은 대부분 블레이드 소켓으로 형성되는 일반적인 고정 수단을 이용하여 이루어진다.

상기 설명된 팬에 대한 일반적인 요구 사항들을 배경으로 다양한 팬들이 공지되었다. 무게를 근소하게 유지하기 위해 팬 블레이드가 알루미늄으로 혹은 알루미늄 합금으로 속이 비지 않게 주조되는 팬이 공지되었다. 그러나 알루미늄으로 제조된 팬 블레이드는 300℃ 이상의 온도에서 사용하는 데에 제약이 있다. 알루미늄의 인장 강도는 앞서 언급한 온도에서는 급격하게 감소하고, 따라서 알루미늄이 점차 흐르기 시작한다. 사형 주조 합금과 같이, 특수 알루미늄 합금이라 할지라도 이러한 결함을 본질적으로 개선할 수 없다. 이러한 알루미늄의 단점의 결과 알루미늄 주조 방식으로 제조된 팬 블레이드는 예컨대 화재로 인한 고온 시에 허브로부터 풀릴 수 있다.

알루미늄으로 제조된 팬 블레이드의 이러한 결함을 바탕으로 종래 기술에서는 부하가 크고 속도가 빠르며 또는 블레이드 길이가 긴 경우에 매연 제거 팬을 위해 강철(steel)로 속이 비지 않게 주조된 팬 블레이드가 사용된다. 그러나 속이 비지 않은 주강 블레이드를 포함한 팬은 무겁다는 것이 단점이다.

독일 특허 DE 10 2004 010 397 A1 로부터는 팬의 임펠러(impeller)를 위한 블레이드가 공지되었다. 위의 특허 문헌에서는 단단한 고강도 재료로 구성되는 내부 지지부가 알루미늄 또는 유사한 경금속 합금으로 구성된 바깥 부분의 내부에 삽입되도록 주조된다. 내부의 지지부는 2 개의 플레이트로 구성되고, 이 2 개의 플레이트들은 각각의 플레이트에 형성된 홈을 통해 블레이드 축 방향에서 직각으로 만나도록 상호 삽입된다. 공지된 블레이드는 2개의 허브 몸체 사이에서 압착에 의해 고정됨으로써 허브와 결합된다. 이를 위해서는 2개의 허브 몸체가 주조 부재이어야 하거나 또는 비용이 많이 드는 용접 구조로 형성되어야 한다는 단점이 있다. 이는 큰 팬의 개별 제작이나 소규모 양산 시에 바람직하지 않다.

따라서 본 발명의 목적은 팬 블레이드, 매연 제거 팬의 블레이드 구간을 팬 허브에 고정하기 위한 고정 수단과 처음에 언급한 형식의 팬 블레이드를 제공하되, 앞서 언급한 문제점을 방지하고 제공하는 데 있다. 본 발명에 따른 고정 수단과 본 발명에 따른 팬 블레이드를 이용하여 고온 및 빠른 회전 속도에서도 높은 인장 강도를 보장할 수 있으며, 고정 수단 및 팬 블레이드는 가능한 한 무게가 절감되는 방식으로 제조된다. 또한 고정 수단은 비용 면에서 개별 제조에 적합하도록 경제적으로 제조될 수 있다.

본 발명에 따라 처음에 언급한 형식의 고정 수단과 관련된 이러한 목적은, 고정 수단이 블레이드 구간과 고장력 체결부를 형성하기 위해 팬 블레이드에 형성된 결합 구간을 지님으로써 달성된다. 이러한 결합 구간은 대체로 블레이드 구간의 내부에 배치될 수 있다. 또한 본 발명에 따라 고정 수단이 적어도 제조 과정에서 본래의 팬 블레이드와 별도로 제조될 수 있다는 점도 장점이다. 그 결과 팬 블레이드를 팬 허브에 고정하기 위한 최적의 재료를 선택할 수 있으며, 그와 상관없이 팬 블레이드 영역을 위해 최적의 재료를 선택할 수 있다. 고온에서 높은 인장 강도와 우수한 크리프 파괴 거동을 지닌 재료로 제조된 고정 수단이 선택될 수 있다. 또한 팬의 안정성은 전체적으로 저해되지 않으면서, 팬 블레이드를 위해 가벼운 재료가 선택될 수 있다.

본 발명에 따라 고정 수단은 팬 블레이드의 블레이드 구간과 함께 주조되도록 형성된다. 이런 경우 본 발명에 따른 고정 수단은 속이 비지 않은 주조 팬 블레이드를 해당하는 팬 허브에 고정하기 위해 이용될 수 있다. 본 발명에 따른 고정 수단의 결합 구간을 팬 블레이드 내에 삽입하여 주조함으로써 블레이드 팬이 고정 수단 및 그와 함께 간접적으로는 팬 허브와 견고하게 체결된다.

본 발명에 따른 고정 수단이 실질적으로 강철(steel)로 제조될 때에 팬의 고온 인장 강도와 크리프 파괴 거동에 대해 바람직하다.

본 발명에 따른 고정 수단의 실시예로 결합 구간이 대체로 평평하게 또는 플레이트 형식으로 또는 원추형으로 형성된다. 고정 수단의 플레이트 형태는, 고정 수단이 팬 블레이드와 함께 주조될 때에 팬 블레이드와 고장력 체결부를 형성할 수 있다.

본 발명에 따른 고정 수단의 실시예로, 반경 방향에서 형성되는 결합 구간의 경계부가 축 방향 또는 반경 방향 돌출부에서 만곡된 루트(route)를 지닐 때, 팬 블레이드의 블레이드 구간과 고정 수단의 결합 구간 사이에서 확실하게 고장력 체결부가 형성된다. 그렇게 함으로써 강철(steel)로 제조된 고정 수단과 예컨대 팬 블레이드의 알루미늄으로 제조된 블레이드 구간과의 주조를 통한 체결부가 견고하게 형성된다. 가장자리부는 톱니 또는 그와 유사한 모양을 지닐 수 있다.

본 발명에 따라 만곡된 루트가 대체로 톱니 형태를 지님으로써 고정 수단을 팬 블레이드와 함께 주조할 시에 미늘 형태의 체결부가 형성된다. 목적에 부합하게 톱니 형태는, 팬 작동 중에 반경 방향에서 바깥쪽으로 힘이 작용하는 경우에 힘들이 팬 블레이드와 본 발명에 따른 고정 수단 사이에서 상쇄되도록 배향된다.

본 발명에 따른 또 다른 실시예로 본 발명에 따른 고정 수단을 팬 블레이드와 함께 주조할 시에, 결합 구간이 반경 방향으로 가변적인 너비를 구비할 때에 고장력 체결부가 형성된다.

본 발명의 또 다른 실시예로 견고한 체결을 위해 결합 구간의 너비가 적어도 예컨대 반경 방향에서 바깥쪽으로 감소하도록 형성된다.

본 발명의 범위 내에서 결합 구간이 공동부, 보어부를 구비할 때 인장 강도 및 고정 수단과 팬 블레이드 간의 결합에 있어서 추가적인 개선이 달성된다. 고정 수단을 팬 블레이드를 포함하여 주조할 시에 공동부가 고정 아이(fastening eye)의 역할을 한다. 본 발명의 틀 내에서 공동부를 다양하게 형성할 수 있다. 예컨대 서로 평행하게 연장되며 반경 방향에서 정렬된 2열의 보어부가 제공될 수 있다. 본 발명에 따른 또 다른 고정 수단에서는 고정 수단의 반경 방향 축을 따라 배치되는 유일한 보어부가 입증되었다.

본 발명의 변형예에 따라 결합 구간은 비틀림을 지니며, 이러한 비틀림은 팬 블레이드의 블레이드 구간의 비틀림에 맞추어진다. 이런 식으로 공기 역학적 원인에 의해 비틀린 형태를 지니는 축 방향 팬 블레이드에 대해 고정 수단이 마치 뼈대인 것처럼 사용될 수 있다는 점도 장점이다.

본 발명의 또 다른 실시예로 고정 수단이 반경 방향에서 결합 구간에 이어지는 소켓 구간을 구비하되, 대체적으로 반경 방향에서 연장되는 길쭉한 고정 부재를 포함하는 소켓 구간을 팬 블레이드를 팬 허브에 고정하기 위하여 구비할 때에 팬 블레이드가 본 발명에 따른 고정 수단에 의해 팬 허브에 고정된다. 고정 수단은 블레이드 볼트로서 직선의 또는 원추형의 시트부(seat)를 포함하여 형성될 수 있다. 반경 방향에서 연장되는 고정 부재는 비틀린 블레이드 볼트로서 형성될 수 있다. 블레이드 볼트는 고정 수단의 결합 구간과 일체형으로 형성될 수 있거나 또는 결합 구간과 예컨대 용접 결합될 수 있다. 따라서 허브는 비용 면에서 일체형으로 형성될 수 있고, 본 발명에 따른 고정 수단의 소켓 구간을 삽입하기 위해 오로지 반경 방향에서 수용 홀들만 제공되면 된다. 본 발명의 틀 내에서 소켓 구간과 수용 보어홀들 사이에 나사 이음부가 실현될 수 있다. 이를 위해 소켓 구간 영역에 수나사부가 형성될 수 있다.

소켓 구간은 본 발명의 추가의 실시예로 제1 원추형 구간과 반경 방향에서 제1 원추형 구간에 이어지는 제2 원추형 구간으로 이루어질 수 있되, 제2 원추형 구간은 제1 원추형 구간 보다 더 작은 지름을 구비한다.

본 발명의 또 다른 실시예로 제2 원추형 구간에 대향하여 점점 가늘어지는 제2 원추형 구간에 지지 시트가 반경 방향에서 연결된다.

지지 시트는 본 발명의 추가 실시예로 원통형 시트로 형성될 수 있고 제1 또는 제2 원추형 구간과 견고하게 체결될 수 있다. 본 발명에 따른 팬 블레이드를 허브 내부의 적합한 개구부에 소켓 구간을 간단하게 삽입함으로써 허브에 조립할 시에, 지지 시트는 블레이드 구간에 비해 상대적으로 결합 구간이 예압되는 것을 저지하는 데 이용된다.

팬 블레이드가 본 발명에 따른 고정 수단에 의해 팬 허브에 고정될 시에 예압되는 것을 저지하기 위하여 본 발명의 범위 내에서 소켓 구간이 팬 허브와 고정 수단의 나사 체결을 위해 카운터 너트를 구비할 수 있다. 팬 블레이드의 예압 손실이 효과적으로 방지되기 위해서는 카운터 너트가 고정 수단과 견고하게 체결되는 것이 중요하다.

본 발명의 또 다른 실시예로 고정 수단이 반경 방향에서 바깥쪽으로, 원추형으로 점점 가늘어지는 형태로 형성된다. 또한 이러한 조치에 의해, 팬 블레이드와 함께 주조할 시에 이러한 구조 부재들 간에 고장력 체결부가 달성된다.

본 발명의 추가 실시예로 결합 구간의 너비가 적어도 영역 별로 반경 방향에서 바깥쪽으로 감소되도록 형성될 수 있다. 예컨대 고정 구간은 전나무의 윤곽을 지닌 평평한 플레이트 형태를 지닐 수 있다.

또한 본 발명의 기초가 되는 목적은 매연 제거 팬을 위한 팬 블레이드가, 팬 블레이드를 팬 허브에 고정시키기 위한 고정 수단 및 블레이드 구간을 구비함으로써 달성되되, 이 때 고정 수단은 블레이드 구간과 다른 재료로 제조된다. 이러한 조치를 통해 고정 수단을 위해 비교적 높은 고온 시에도 높은 고온 인장 강도와 우수한 크리프 파괴 거동을 구비한 재료가 선택될 수 있다. 다른 한편으로 블레이드 구간을 위해 또 다른 기준에 따라, 예컨대 중량 감소를 위해 재료가 선택될 수 있다.

본 발명의 실시예로 팬 블레이드가 특허 청구항 제1항 내지 제13항에 따라 형성되는 고정 수단을 구비할 수 있다.

본 발명의 범위 내에서 고정 수단은 블레이드 구간과 함께 주조되는 방식으로 형성될 수 있다.

매연 제거 팬에 적합한 본 발명에 따른 팬 블레이드의 실시예로 블레이드 구간은 강철(steel)에 비해 더욱 작은 밀도를 지닌 재료, 알루미늄으로 제조된다. 그렇게 함으로써 고온 시에 필요한 높은 인장 강도를 유지하면서도 동시에 팬의 중량은 근소해진다.

본 발명은 도면을 참고하여 실시예를 통해 예시적으로 설명되며, 이 때 추가의 세부 사항들은 도면의 도에서 추론할 수 있다.

기능적으로 동일한 부재들은 동일한 도면 부호를 지닌다.

도 1은 본 발명에 따른 고정 수단을 지닌 본 발명에 따른 팬 블레이드를 도시한 부분 정면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 본 발명에 따른 팬 블레이드의 고정 수단을 도시한 평면도(a)와 측면도(b)이다.
도3은 용접 결합된 카운터 너트를 포함하는 본 발명에 따른 고정 수단의 또 다른 실시예를 도시하는 사시도이다.
도 4는 원추형 시트를 구비하는 본 발명에 따른 고정 수단의 추가 실시예를 도시하는 사시도이다.
도 5는 접시머리 너트를 지닌 본 발명에 따른 고정 수단의 추가 실시예를 도시하는 사시도이다.
도 6은 팬 허브에 조립된 본 발명에 따른 팬 블레이드를 포함하는 팬 허브를 축 방향에서 절단하여 도시하는 개략도이다.

도 1은 블레이드 구간(2)과 고정 부재(3)를 포함하는 팬 블레이드(1)를 평면도로 도시한다. 상기 도 1은 부분 정면도이다. 이하에서 반경 방향이라 함은 항상 도 1에서 블레이드 구간(2)의 종방향 축에 따라서, 팬 블레이드와 관련된 반경 방향을 의미한다. 또한 축 방향은 전체 팬의 축 방향을 의미한다. 따라서 도 1로부터 고정 부재(3)가 블레이드 구간(2)의 내부에 위치한다는 것을 알 수 있다. 팬 블레이드(1)를 제조하기 위해 고정 부재(3)는 블레이드 구간(2)을 주조할 시에 블레이드 구간(2)과 함께 주조된다.

고정 부재(3)는 소켓 구간(4)이 블레이드 구간(2)의 반경 방향의 내부 단면으로부터 돌출되도록 블레이드 구간(2)과 함께 주조된다. 팬 블레이드(1)는 소켓 구간(4)을 이용하여 통상 미도시된 팬 허브에 삽입되어 고정된다. 일 실시예로 팬 블레이드(1)의 블레이드 구간(2)은 알루미늄으로 이루어진다. 다른 한편으로 고정 부재(3)와 고정 부재(3)의 소켓 구간(4)은 강철(steel)로 이루어진다. 그에 따라 고정 부재(3)는 블레이드 구간(2) 보다 실질적으로 더욱 고장력의 재료로 제조된다. 따라서 고정 부재(3)는 내부의 강철(steel) 프레임으로서 작용하며, 팬 블레이드(1)의 작동 시에 충분한 인장 강도를 보장한다. 강철(steel)로 제조된 고정 부재(3)의 고온 인장 강도는 약 300⁰C 또는 400⁰C의 고온에서도 보장된다. 그에 비해 알루미늄으로 제조되는 블레이드 구간(2)의 고온 인장 강도는 언급된 온도에서 충분하지 않다. 고정 부재(3)가 연강, 예컨대 DIN ISO 898 제1부 1988년 버전에 따른 강도 등급 5.6의 연강으로 구성되는 것으로 증명되었다. 그에 비해 더욱 단단한 강철(steel), 예컨대 강도 등급 8.8의 강철(steel)들은 부서지기 쉬운 것으로 증명되었다.

이하에서는 도2 내지 도5를 참조하여 본 발명에 따른 고정 부재(3)의 형태가 다양한 실시예로 설명된다.

도 2에는 도 1에 따른 팬 블레이드(1)의 고정 부재(3)가 도 1의 관점과 일치하게 평면도로 도시되고(a), 또한 도 2의 (a)에 대해 종방향 축을 중심으로 90°회전되어 도시된다(b). 도 2의 도면 (a) 및 (b)로부터 고정 부재(3)가 결합 구간(5)과 소켓 구간(4)으로 이루어지는 것을 알 수 있다. 결합 구간(5)과 소켓 구간(4)은 각각 강도 등급 5.6의 연강으로 이루어진다. 결합 구간(5)은 평평한 플레이트 형태이다. 블레이드 구간(2)의 반경 방향에서 장착 시에 연장되는 가장자리부는 각각 다수의 톱니부(6)를 구비한다. 전체적으로 플레이트형 결합 구간(5)의 형태는 가장자리부의 톱니부(6)를 바탕으로 전나무를 연상시킨다. 결합 구간(5)은 고정 부재(3)의 플레이트형 결합 구간(5)의 반경 방향에서 가장 바깥 쪽 단부에 둥글게 깍인 첨두부(7)를 구비한다. 결합 구간(5)은 비대칭되게 형성된다. 즉, 반경 방향 라인(8)을 따라 거울 대칭이 이루어지지 않는다.

결합 구간(5)에는 보어홀들(9)이 제공된다. 이 보어홀들은 반경 방향에서 서로 평행하게 연장되는 2개의 열에 대략 동일한 간격으로 배치된다.

소켓 구간(4)은 결합 구간(5)과 용접 결합된다.

도 3에는 본 발명에 따른 고정 부재(3)의 또 다른 실시예가 도시된다. 구조는 도 2에 도시된 고정 부재(3)의 구조와 일치한다. 도 2가 고정 부재(3)를 평면도로 도시하는 반면, 도 3은 사시도로 도시한다. 도 2에 따른 고정 부재(3)와 달리 도 3에 따른 고정 부재(3)는 하나의 보어홀(9)을 구비한다. 이 보어홀은 고정 부재(3)의 중심축(8) 상에 위치한다.

결합 구간(5)의 톱니 형태는 2 개의 가장자리부에서 반경 방향 라인(8)을 따라 거울 대칭을 이룬다. 소켓 구간(4)은 원추형 구간(10)과, 반경 방향 라인(8)을 따라 이 원추형 구간(10)에 이어지며 이 구간(10)보다 작은 지름을 가진 또 다른 원추형 구간(11)으로 이루어진다. 원추형 구간(10)에 대향하여 점점 가늘어지는 원추형 구간(11)에는 반경 방향 라인(8)을 따라서 지지 시트(12)가 연결된다. 이 원통형 시트(12)는 원추형 구간(11)과 견고하게 결합된다. 허브 내부의 적합한 개구부에 소켓 구간(4)을 삽입함으로써 팬 블레이드(1)를 도면들에 미도시된 허브에 조립할 시에 원통형 시트(12)는 결합 구간(5)이 블레이드 구간(2)에 비해 상대적으로 예압되는 것을 저지하는 데 이용된다. 따라서 허브가 일체형으로 형성됨으로써 비용 면에서 경제적이라는 장점을 지니며, 소켓 구간의 삽입을 위해 반경 방향에서 수용 보어홀들이 제공되기만 하면 된다. 본 발명의 범위 내에서 소켓 구간과 수용 보어홀들 간에 나사 이음부가 실현된다.

도 4는 고정 부재(3)의 추가 실시예를 역시 사시도로 도시한다. 결합 구간(5)의 구조는 도 3에 도시된 고정 부재(3)의 결합 구간(5)과 일치한다. 도 3에 도시된 고정 부재(3)와 달리 도 4에 도시된 고정 부재(3)의 소켓 구간(4)은 원추형 시트 구간(13)을 지닌다. 원추형 시트 구간(13)은 도 3에 따른 실시예의 원통형 시트 구간(12)과 유사하게 팬 블레이드(1)의 블레이드 구간(2)이 예압되지 않고 미도시된 허브와 확실하게 체결되게 하거나 또는 다른 방식으로 허브와 체결되게 한다.

도 4에는 반경 방향에서 원추형인 웨지 구간(14)이 소켓 구간(4)의 원추형 구간(10)의 연장부에서 고정 부재(3)의 소켓 구간(4)과 결합 구간(5)을 고정하는 데 이용된다는 점이 잘 드러난다. 웨지 구간(14)은 반경 방향에서 플레이트형 결합 구간(5)에 대한 수용부를 지닌다. 결합은 용접을 통해 형성된다. 설명된 웨지 구간(14)은 도 2 및 도 3에 따른 고정 부재들에도 제공된다.

도 5는 본 발명에 따른 고정 부재(3)의 추가 실시예를 도시한다. 기본적인 구조는 도 2 내지 도 4에 도시된 고정 부재들(3)과 일치한다. 원추형 구간(10)에 결합 구간(5) 방향에서 접시머리 너트(15)가 연결된다. 결합 구간(5)의 전나무 형태는 반경 방향 라인(8)을 따라 대칭을 이룬다. 그러나 도 2 내지 도 4에 도시된 고정 부재(3)의 실시예들과 달리 각 가장자리부들은 2 개의 톱니부만 지니며, 이 톱니부들은 개별적으로 볼 때 축 방향 라인(16)을 따라 거울 대칭을 이룬다.

도 2 내지 도 5에 따른 실시예들에서 본 발명에 따른 고정 부재들은 팬 블레이드(1)의 블레이드 구간(2)과 고장력 체결부를 형성하는 데에 적합하다.

이때 블레이드 구간(2)와 결합 구간(5) 사이의 체결부는 팬 블레이드(1)의 제조 시에 주조를 통해 생성된다. 통상 블레이드 구간(2)은 일반적인 주형에서 주조된다. 본 발명에 따른 고정 부재(3)는 적합한 방식으로 주형에 배치된다. 상기 설명된 실시예에 따라 알루미늄으로 구성된 블레이드 구간(2)이 주조될 때에, 알루미늄이 보어홀의 형태를 지닌 공동부들(9)을 통과하고, 주조 화합물이 경화될 시에 각각 블레이드 구간(2)과 결합 구간(5)의 스터드(stud) 형태의 고정부들이 형성된다. 또한 고정 부재(3)의 결합 구간(5)의 톱니부(6) 사이 공간들에 주조 화합물이 주입될 시에 톱니부(6)를 보충하는 윤곽이 형성되며, 이는 고정 부재(3)의 결합 구간(5)의 톱니부와 기어 형태로 상호 작용한다.

본 발명에 따른 팬 블레이드(1)를 포함하는 팬이 작동할 시에 강철(steel)로 제조되는 고정 부재(3)는 허브 방향에서 팬 블레이드(1)의 블레이드 구간(2)에 구심력을 가한다. 그렇게 함으로써 블레이드 구간(2)은 높은 회전 속도에도 미도시된 허브에 확실하게 홀딩된다. 이러한 체결부는 고온, 예컨대 400℃ 에서도 확실하다. 이는 예컨대 강도 등급 5.6인 강철(steel)의 고온 인장 강도는 언급된 온도 범위에서도 우수하기 때문이다. 도 2에 따른 고정 부재(3)의 경우 미늘 형식의 기울기를 구비하는 톱니부(6)의 윤곽이 이런 방식으로 블레이드 구간(2)을 고정한다.

따라서 본 발명에 따라 적어도 400 ℃까지의 온도 범위에 걸쳐 신뢰할 만하게 사용할 수 있는 고정 부재(3)와 팬 블레이드(1)가 제공된다. 이는 매연 제거 팬에 사용될 수 있다.

소켓 구간(4)의 원추형 구간(10)은 미도시된 허브에서 멈춤 나사를 이용하여 뒤틀리지 않도록 보호될 수 있다. 이러한 변형예에 따라 소켓 구간(4)의 원추형 구간(10)은 멈춤 나사의 맞물림을 위해 평평하게 된다.

도면들에 미도시되었으나, 비틀린 결합 구간(5)을 포함하는 본 발명에 따른 고정 부재(3)의 일 실시예는 도 2 (b)에 따른 도면에서 비틀림이 식별되고, 이는 팬 블레이드(1)의 블레이드 구간(2)의 윤곽과 일치한다.

도 6은 예컨대 도 4에 도시된 고정 부재(3)에 형성된 것과 같은 원추형 시트(13)를 구비하는, 본 발명에 따른 팬 블레이드(1)가 팬 허브(17)에 고정되는 방법을 도시하되, 팬 허브를 관통하여 축방향 단면으로 도시한다. 도 6에서 알 수 있는 바와 같이 팬 허브(17)는 일체형으로 형성된다. 또한 팬 허브(17)는 팬 블레이드(1)를 수용하기 위해 각각 하나의 보어홀(18)을 구비한다. 이 보어홀들(18)은 제조 시에 비용 면에서의 경제성을 위해 팬 허브(17) 내에 형성된다. 그렇게 함으로써 본 발명에 따른 팬 블레이드(1)를 포함하는 팬들이 개별 제조 또는 소량 양산 시에도 경제적으로 제조될 수 있다. 팬 블레이드들(1)은 소켓 구간(4)을 이용하여 바깥에서부터 보어홀들(18)에 삽입될 수 있고, 그렇게 하여 원추형 시트(13)가 보어홀(18)의 가장자리에 안착된다. 카운터 너트(19)를 이용하여 원추형 시트(13)는 팬 블레이드(1)가 예압되지 않도록 팬 허브(17)에 고정된다.

1 : 팬 블레이드
2 : 블레이드 구간
3 : 고정 부재
4 : 소켓 구간
5 : 결합 구간
6 : 톱니부
7 : 첨두부
8 : 반경 방향 라인
9 : 보어홀
10 : 원추형 구간
11 : 원추형 구간
12 : 원통형 시트
13 : 원추형 시트
14 : 웨지 구간
15 : 접시머리 너트
16 : 축방향 라인
17 : 팬 허브
18 : 보어홀
19 : 카운터 너트

Claims

매연 제거 팬은 팬 블레이드(1)의 블레이드 구간(2)을 팬 허브에 고정하기 위한 고정 수단(3)으로서, 상기 고정 수단(3)은 팬 블레이드(1)의 블레이드 구간(2)과 고장력 체결부를 형성하기 위해 형성되는 결합 구간(5)을 구비하며, 이 고정 수단(3)은 상기 블레이드 구간(2)의 내부에 배치될 수 있고, 또한 상기 고정 수단(3)은 팬 블레이드(1)를 팬 허브에 고정하기 위해 반경 방향(8)에서 상기 결합 구간(5)에 이어지는 소켓 구간(4)을 구비하되, 이 소켓 구간은 실질적으로 반경 방향으로 연장되는 길쭉한 고정 요소(10, 11)를 지니며, 상기 소켓 구간은 팬 허브의 반경 방향의 수용 보어홀에 고정되기 위해 형성되는 것을 특징으로 하는 고정 수단에 있어서,
상기 소켓 구간은 제1 원추형 구간과 제2 원추형 구간으로 이루어지되, 제2 원추형 구간이 반경 방향에서 상기 제1 원추형 구간에 이어지며, 상기 제1 원추형 구간에 비해 작은 지름을 지니는 것을 특징으로 하는 고정 수단.
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제 1항에 있어서,
제1 원추형 구간에 대향하여 점점 가늘어지는 제2 원추형 구간에는 반경 방향에서 지지 시트가 이어지는 것을 특징으로 하는 고정 수단.
제 4항에 있어서,
상기 지지 시트는 원통형 시트로 형성되고, 상기 제1 원추형 구간 또는 제2 원추형 구간과 견고하게 체결되는 것을 특징으로 하는 고정 수단.
제 1항에 있어서,
상기 팬은 팬 블레이드(1)의 블레이드 구간(2)과 함께 주조되기 위해 형성되며 강철(steel)로 제조되는 고정 수단.
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제 1항에 있어서,
반경 방향에서 배향되는 상기 결합 구간은 경계부들 가운데 하나의 경계부가 축 방향 또는 반경 방향 돌출부에서 곡선의 루트를 구비하는 것을 특징으로 하는 고정 수단.
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제 1항에 있어서,
상기 결합 구간은 반경 방향에서 가변적인 너비를 구비하는 것을 특징으로 하는 고정 수단.
제 1항에 있어서,
상기 결합 구간의 너비는 적어도 영역에 따라 반경 방향에서 바깥쪽으로 감소되도록 형성되고 또는 상기 결합 구간(5)은 공동부, 보어홀(9)을 구비하는 것을 특징으로 하는 고정 수단.
제 1항에 있어서,
상기 결합 구간(5)은 비틀림을 구비하며, 상기 비틀림은 팬 블레이드(1)의 블레이드 구간(2)의 비틀림에 맞추어지는 것을 특징으로 하는 고정 수단.
제 1항에 있어서,
상기 소켓 구간(4)은 상기 고정 수단(3)과 팬 허브를 나사 체결하기 위해 카운터 너트(12, 13)를 구비하는 것을 특징으로 하는 고정 수단.
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제 1항에 있어서,
매연 제거 팬을 위한 팬 블레이드(1)는, 팬 블레이드(1)를 팬 허브에 고정하기 위해 고정 수단(3)과 블레이드 구간(2)을 포함하는 팬 블레이드(1)에 있어서, 상기 고정 수단(3)은 상기 블레이드 구간(2)과 다른 재료로 제조되는 것을 특징으로 하는 팬 블레이드.
제 1항 또는 제 15항에 있어서,
상기 고정 수단(3)은 상기 블레이드 구간과 함께 주조되어 형성되고 상기 블레이드 구간(2)은 강철(steel)에 비해 작은 밀도를 지니는 재료인 알루미늄으로 제조되는 것을 특징으로 하는 팬 블레이드.