KR101933724B1 - 축류팬 구축 시스템 - Google Patents

Abstract

중심축을 중심으로 구성되는 실질적으로 원통형인 송풍관과, 모터 케이스의 역할을 하는 내관(24)을 포함하는 축류 송풍기를 구축하고, 내관(24)에 대하여 후방 연장되는 구동 모터와 내관(24) 내에서 주로 연장되는 구동 모터(6)의 장착을 가능하게 하도록 구동 모터(6)를 장착하기 위한 여러 가지 장착 옵션을 제공하는 시스템이 개시된다.

Description

축류팬 구축 시스템{A SYSTEM FOR THE CONSTRUCTION OF AN AXIAL FAN}

본 발명은 축류팬의 구축을 위한 시스템에 관한 것으로서, 상기 축류팬은 중심축을 중심으로 구성되고 실질적으로 원통형인 송풍관을 포함하되, 팬 회전자가 구성되며, 상기 팬 회전자는 송풍관의 중심축과 실질적으로 일치하며 구동 모터의 구동 샤프트의 연장선상에 배치되어 그것과 연결되는 회전자 허브를 가지며, 팬 회전자의 후방에는 구동 모터를 장착하고 보유하기 위한 모터 케이스가 제공되고, 상기 모터 케이스는, 회전자 허브 쪽을 향하는 최전단부와 회전자 허브 반대쪽을 향하는 최후단부를 갖는 내관을 포함하되 상기 내관은 해당 내관의 중심축이 송풍관의 중심축에 일치되도록 하기 위해 다수의 립에 의해 송풍관에 보유되며, 모터 케이스는 내관에 구동 모터를 장착하기 위해 구성되는 하나 이상의 장착용 이음관을 추가로 포함한다.

오늘날, 상술한 유형을 갖는 축류팬의 다양한 실시예가 공지되어 있으며, 이들은 일반적으로 배관 시스템을 통한 공기 송풍을 목적으로 환기 시스템과 같은 배관 시스템과 일체가 되어 사용된다.

이와 같이, 상술한 유형을 취하는 팬의 일 실시예는 미국특허 제6220830호를 통해 공지되어 있다.

따라서, 한편으로는 소정 조건과 팬 회전자의 구동을 위한 소정의 모터 출력 하에서 고도의 압력 증가 및/또는 고도의 공기 처리량을 성취하기 위해 높은 효율성을 축류팬에 부여하고, 다른 한편으로는, 특히 저장 및 장착 비용의 최소화를 위해 비교적 적은 수의 부품으로 상이한 작동 조건에 최적화된 다양한 팬을 제작하는 것을 가능하게 하는 것이 이런 축류팬의 개발에 있어서 지속적인 도전과제이다.

이런 맥락에서 문제가 되는 것은, 내관의 반경은 서로 동일하지만, 제1 팬은 최적 작동을 위해 높은 구동력 및 이에 따른 대형 구동 모터를 필요로 하는 팬 회전자를 가지고, 제2 팬은 자체로 상당히 낮은 구동력을 필요로 하는 회전자를 가지는 팬의 구성이 가능하게 하는 것이다.

이에 기초하여, 본 발명의 목적은 소수의 구성 부품으로 상이한 작동 조건에 맞추어 제작되는 팬을 구성할 수 있게 해주는 동시에 팬의 효율성을 비교적 높게 유지할 수 있도록 해주는, 상술한 유형의 시스템을 제공하는 것이다.

이런 목적은, 상술한 유형을 취하되, 해당 시스템은 적어도 하나의 소형 구동 모터와 적어도 하나의 대형 구동 모터를 포함하고 상기 구동 모터는 둘 다 장착용 이음관에 장착되도록 구성되며, 구동 샤프트의 중심축에서 직각으로 측정된 소형 구동 모터의 최대 치수는 대형 구동 모터의 대응하는 최대 치수보다 작으며, 내관의 내측 면의 내관 반경은 소형 구동 모터의 최대 치수보다는 크고 대형 구동 모터의 최대 치수보다는 작으며, 장착용 이음관은 적어도 보다 큰 치수를 가지는 소형 모터의 부분이 내관 내부로 완전히 연장되는 방식으로 소형 모터가 내관에 장착되도록 허용하는 제1 이음관과, 적어도 보다 큰 치수를 가지는 대형 모터의 부분이 내관의 최후단부 후방으로 완전히 연장되는 방식으로 대형 모터가 내관에 장착되도록 허용하는 제2 이음관을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템에 의해 달성된다.

이를 통해, 구성에 필요한 다양한 부품의 수가 저감될 수 있는데, 이는 예컨대 정해진 내관과 회전자 허브가, 의도하는 회전 속도로 팬 회전자를 구동하기 위해 매우 다양한 구동 모터를 필요로 하는 팬을 구성하기 위해 사용될 수 있기 때문이다. 소형 구동 모터는 축류팬의 정면에서 바라볼 때 내관의 외측으로 추가로 연장되지 않으며, 이는 작동 중에 축류팬의 공기 흐름에 발생하는 난류의 저감에 기여한다.

특히 바람직하게는, 내관과 제1 장착용 이음관은, 제1 장착용 이음관이 내관의 최전단부에 최대한 가까이 장착되도록 구성된다. 이를 통해, 작동 중에 구동 모터의 샤프트가 가능한 한 거의 변형되지 않도록 하기 위해 비교적 소형인 구동 모터에서 회전자 허브까지의 거리가 최소화될 수 있다.

이런 맥락에서, 대형 모터가 장착될 수 있는 내관과 제2 장착용 이음관은, 제2 장착용 이음관이 내관의 최후단부에 최대한 가까이 장착되도록 구성될 수 있다.

또한, 장착용 이음관은, 내관의 내측 반경과 동일한 외측 반경을 가지는 최외측 원형 플랜지가 마련될 경우, 내관을 효율적으로 지지하는 역할을 추가로 수행할 수 있다.

특히 바람직하게는, 내관의 최전단부의 반경은, 내관의 최전단부에 가장 가까이 위치한 회전자 허브 부분의 반경과 일치한다. 이를 통해, 작동 중에 공기 흐름에 난류가 발생할 위험성이 저감된다.

추가적인 바람직한 실시예에 따르면, 립 중에서 적어도 독립적인 것들은 축류팬의 공기 흐름을 위한 안내면(guide face)으로 구성된다.

도 1은 정면과 상측에서 비스듬히 바라본 축류팬의 사시도이다.
도 2는 도 1에 따른 축류팬의 일부를 도시하는 부분도이다.
도 3은 도 2에 따른 팬의 모터 케이스의 일부를 도시하는 부분도이다.
도 4는 도 1에 도시된 것과 대비되는 축류팬의 대안적인 실시예의 일부를 도시하는 부분도이다.
도 5는 도 4에 따른 팬의 모터 케이스의 일부를 도시하는 부분도이다.

이와 같이, 도 1은 본 발명에 따른 축류팬(1)을 도시하며, 상기 축류팬(1)은 모터(6)에 의해 구동되는 프로펠러 형태의 팬 회전자를 가지며, 상기 팬 회전자(2)는 회전자의 중심축을 중심으로 모터(6)에 의해 구동되는 미도시 회전자 샤프트에 장착되는 회전자 허브(4)를 가진다.

회전자(2)는 송풍관(3)의 중심에 배치되는데, 송풍관(3)은 그 양측 단부에 송풍관(3)으로부터 외향 연장되고, 축류팬에 의한 공기 추진이 이루어지는 환기 배관 시스템과 같은 배관 시스템에 축류팬(1)을 장착하기 위한 볼트 구멍이 마련된 장착용 플랜지(7)를 구비한다.

또한, 회전자(2)는 송풍관(3)을 향하여 회전자 허브(4)로부터 방사상 외향 연장되는 한 세트의 회전자 블레이드(5)를 구비하는데, 이들 회전자 블레이드(5)는 송풍관(3)의 내측 면과 회전자 블레이드(5)의 최외측 단부 사이에 최소한의 가능한 팁 유격이 형성되도록 하기 위해 송풍관(3)의 내측 면과 짧은 간격을 두고 종단된다.

축류팬은 추가적인 특징으로서, 팬 모터(6)의 장착을 위한 모터 케이스를 구비하되, 모터는 도시된 실시예에서 작동 중에 축류팬의 공기 흐름을 위한 안내면의 역할을 추가로 겸하는 다수의 립에 의해 송풍관(3)의 중심부에 보유되는 내관(24)을 가진다.

보이는 바와 같이, 회전자 허브(4)는 가장 큰 직경이 최후단부에 배치되도록 구성되며, 내관(24)은 회전자 허브의 최외측 직경에 대응하는 직경을 가진다.

다음으로, 도 2와 도 4는 동일한 내관(24)을 가지지만 나머지 모든 부품은 상이한 축류팬의 두 개의 서로 다른 실시예를 도시한다.

따라서, 도 1에 도시된 팬은 장착용 이음관에 의해 내관(24)에 장착되는 대형 구동 모터(6)로 구성되며, 구동 모터(6)는 비교적 큰 외경을 가지는 팬 회전자(미도시)를 작동시킨다.

도 4의 팬은 제2 장착용 이음관(25a)에 의해 내관(24)에 장착되는 소형 구동 모터(6a)를 갖춘 대안적인 구성으로 도시되어 있으며, 모터(6a)는 비교적 작은 외경을 가지는 팬 회전자(미도시)를 작동시킨다.

도 3과 도 5는 위에 언급된 두 가지의 축류팬 모두를 구성하기 위해 사용되지만, 대형 및 소형 구동 모터(6, 6a)를 장착하기 위해 각각 다른 장착용 이음관이 사용되는 내관(24)을 도시하고 있다. 장착용 이음관(25, 25a)은, 중심부에 배치될 때는 구동 모터의 장착용으로 사용되는 장착용 플랜지(26)를 가지고, 최외측에서는 볼트에 의해 내관(24)의 내측 면에 장착되는 원통형 플랜지(27, 27a)를 가지는 회전 대칭인 피스(piece)들로 구성되어 있다는 것이 보일 것이다.

동일한 중심 배치 내관(24)을 사용하는 상술한 축류팬(1, 1a) 모두를 사용함으로써, 축류팬의 공기 흐름에 증가된 난류를 일으키지 않으면서 동일한 회전자 허브를 양 축류팬 모두에 사용할 수 있는 것이 가능해지며, 따라서 팬의 효율을 높인다는 유동적 관점에서 최적화될 경우, 바로 팬 회전자가 축류팬에서는 비교적 고가의 부품이 된다는 점을 고려한다면, 동일한 회전자 허브(4)가 축류팬(1, 1a)의 여러 가지 구성에 사용될 수 있다는 것은 매우 바람직하다.

Claims (6)

1. 축류팬(1)이 중심축을 중심으로 구성되는 원통형인 송풍관(3)을 포함하며, 팬 회전자(5)가 구성되고, 상기 팬 회전자(5)는 송풍관(3)의 중심축과 일치하고 구동 모터(6, 6a)의 구동 샤프트의 연장선상에 배치되어 구동 모터(6, 6a)와 연결되는 회전자 허브(4)를 가지며, 팬 회전자(5)의 후방에는 구동 모터(6, 6a)를 장착하고 보유하기 위한 모터 케이스가 마련되며, 상기 모터 케이스는 회전자 허브(4) 쪽을 향하는 최전단부와 회전자 허브(4) 반대쪽을 향하는 최후단부를 갖는 내관(24)을 포함하되 상기 내관은 해당 내관(24)의 중심축이 송풍관(3)의 중심축에 일치되도록 하기 위해 다수의 립(20)에 의해 송풍관(3)에 보유되며, 상기 모터 케이스는 구동 모터(6, 6a)를 내관(24)에 장착하기 위해 구성되는 하나 이상의 장착용 이음관(25, 25a)을 추가로 포함하는, 축류팬(1)의 구축을 위한 시스템으로서, 상기 시스템은 소형 구동 모터(6a)와 대형 구동 모터(6) 중 하나를 포함하되 상기 구동 모터(6, 6a)는 둘 다 장착용 이음관(25, 25a)에 장착되도록 구성되고, 구동 샤프트의 중심축에서 직각으로 측정된 소형 구동 모터(6a)의 최대 치수는 대형 구동 모터(6)의 대응되는 최대 치수보다 작으며, 내관(24)의 내측 면의 반경은 소형 구동 모터(6a)의 최대 치수보다는 크고 대형 구동 모터(6)의 최대 치수보다는 작으며, 장착용 이음관(25, 25a)은 상기 내관(24)의 내측 면의 반경보다 작은 치수를 가지는 소형 모터(6a)의 적어도 일부분이 내관(24) 내부로 완전히 연장되는 방식으로 소형 구동 모터(6a)가 내관(24)에 장착되도록 허용하는 제1 이음관(25a)과, 상기 내관(24)의 내측 면의 반경보다 큰 치수를 가지는 대형 구동 모터(6)의 적어도 일부분이 내관(24)의 최후단부 후방으로 완전히 연장되는 방식으로 대형 모터(6)가 내관(24)에 장착되도록 허용하는 제2 이음관(25)을 포함하는 것을 특징으로 하는 축류팬 구축 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 내관(24)과 제1 장착용 이음관(25a)은 상기 제1 장착용 이음관이 상기 내관(24)의 최전단부에 최대한 가까이 장착되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 축류팬 구축 시스템.
3. 제1항에 있어서, 상기 내관(24)과 제2 장착용 이음관(25)은 상기 제2 장착용 이음관이 상기 내관(24)의 최후단부에 최대한 가까이 장착되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 축류팬 구축 시스템.
4. 제3항에 있어서, 상기 장착용 이음관(25, 25a) 중 적어도 하나는, 상기 내관(24)을 지지하도록 하기 위해 상기 내관(24)의 내측 반경과 동일한 외측 반경을 가지는 최외측 원형 플랜지를 가지는 것을 특징으로 하는 축류팬 구축 시스템.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 내관(24)의 최전단부의 반경은 내관(24)의 최전단부에 가장 가까이 위치한 회전자 허브(4) 부분의 반경에 대응하는 것을 특징으로 하는 축류팬 구축 시스템.
6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 립들 중에서 적어도 독립적인 립은 축류팬의 공기 흐름을 위한 안내면(20)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 축류팬 구축 시스템.

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