KR102035317B1

KR102035317B1 - Axial flow fan

Info

Publication number: KR102035317B1
Application number: KR1020180037757A
Authority: KR
Inventors: 유호국; 김민수
Original assignee: 디와이오토 주식회사
Priority date: 2018-03-30
Filing date: 2018-03-30
Publication date: 2019-10-22
Also published as: KR20190114679A

Abstract

본 발명에 따른 축류 팬은, 회전축에 결합되는 허브와, 상기 허브의 외주에 방사상으로 배열되어 상기 허브와 일체로 회전되면서 공기를 축 방향으로 송풍하는 복수 개의 회전 날개를 포함하며, 상기 회전 날개의 형상을 결정하는 인자로서 익현길이, 스윕각, 설치각, 캠버각, 유입각, 유출각, 점유각 및 후연선 높이가 정의된 축류 팬에 있어서, 상기 유입각, 유출각, 점유각 및 후연선의 높이를 최적으로 설정함으로써 팬의 외경이 410mm 이상인 대용량 축류 팬에 적용되는 형상으로서 동일한 고압 저항에서 종래의 축류 팬에 비하여 현저하게 많은 풍량을 발생시키는 효과를 제공하는 것을 특징으로 한다.An axial flow fan according to the present invention includes a hub coupled to a rotating shaft, and a plurality of rotary vanes radially arranged on an outer circumference of the hub to blow air in an axial direction while being integrally rotated with the hub, In the axial flow fan having the blade length, sweep angle, installation angle, camber angle, inflow angle, outflow angle, occupancy angle, and trailing edge height as factors for determining the shape, the inflow angle, outflow angle, occupancy angle, and tail strand By optimally setting the height of the fan, the outer diameter of the fan is 410 mm or more, which is a shape applied to a large-capacity axial flow fan.

Description

Axial flow fan

본 발명은 회전축에 결합 되는 허브와, 상기 허브의 외주에 방사상으로 배열되어 상기 허브와 일체로 회전되면서 공기를 축 방향으로 송풍하는 복수 개의 회전 날개를 포함하는 축류 팬에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 상기 축류 팬의 회전 날개의 형상을 변경하여 높은 압력 저항에서 풍량을 효율적으로 발생시키는 축류 팬에 관한 것이다.The present invention relates to an axial fan including a hub coupled to a rotating shaft, and a plurality of rotary vanes radially arranged on an outer circumference of the hub to rotate air integrally with the hub to blow air in an axial direction. The present invention relates to an axial fan for efficiently generating air flow at high pressure resistance by changing the shape of a rotary vane of the axial fan.

축류 팬(axial flow fan)은 허브를 중심으로 방사상으로 배열된 다수 회전 날개를 구비하여, 모터 등에 의해 회전되면서 공기를 회전 날개의 축방향으로 송풍하는 유체기계로서, 선풍기나 환기용 환풍기 또는 자동차의 라디에이터나 콘덴서 등의 공랭식 열교환기 방열을 촉진하기 위하여 상기 열교환기에 대하여 방열용 공기를 송풍하는 냉각 팬(cooling fan)등은 대표적인 축류 팬이다.An axial flow fan (axial flow fan) is a fluid machine that has a plurality of rotary blades arranged radially around the hub, and blows the air in the axial direction of the rotary blade while being rotated by a motor, etc., the fan or ventilation fan or automobile 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 into the heat exchanger is a typical axial flow fan.

이와 같은 축류 팬의 일 예가 대한민국 등록특허 제0663965호에 개시되어 있다.An example of such an axial fan is disclosed in Korean Patent No. 0663965.

일반적으로 도 1에 도시된 바와 같이 축류 팬(1)은 중앙의 허브(12)와 그 허브(12)의 둘레에 방사상으로 배열되는 다수의 회전 날개(11)가 합성수지제로써 일체형으로 성형되어 이루어지며 그 회전 날개의 외측단에는 밴드(13)가 마련되어 있다. 상기 축류 팬(1)은 그 허브(12)가 구동모터(미도시)의 구동축에 결합되어 구동모터의 회전력에 의해 허브(12)에 비스듬히 배치된 유선 단면구조를 갖는 회전 날개(11)가 허브(12)와 함께 일체로 회전하면서 그 전후면에 공기 유동속도 차이에 따른 차압을 생성하여 공기를 축 방향으로 송풍하게 된다.In general, as shown in FIG. 1, the axial fan 1 is formed by forming a single hub made of synthetic resin with a plurality of rotary blades 11 arranged radially around the hub 12 and the hub 12. A band 13 is provided at the outer end of the rotary blade. The axial fan 1 has a hub 12 is coupled to the drive shaft of the drive motor (not shown) is a rotating blade 11 having a wired cross-sectional structure obliquely disposed on the hub 12 by the rotational force of the drive motor hub While rotating integrally with (12), the air pressure is blown in the axial direction by generating a differential pressure according to the air flow rate difference on the front and rear surfaces thereof.

이와 같은 축류 팬의 구성에 있어서, 공기 유동에 직접 관여하는 것은 팬의 회전 날개로서, 이 회전 날개는 유선형 단면 구조를 가지고 있으면서 회전에 따른 회전 날개 압력면의 압력상승을 이용하여 축류 팬 전방에서부터 공기를 끌어들여 축류 팬 후방으로 공기를 밀어내는 역할을 한다.In the configuration of such an axial fan, it is the rotary blades of the fan that are directly involved in the air flow, and the rotary blades have a streamlined cross-sectional structure, and the air from the front of the axial fan is increased by using the pressure rise in the pressure surface of the rotary blades due to rotation. Draws air in and pushes air out behind the axial fan.

따라서, 이 회전 날개(11)는 축류 팬(1)의 송풍효율 및 소음의 발생량에 가장 큰 영향을 주므로, 축류 팬 회전 날개에 관련한 용어의 정의를 보인 도 2의 회전 날개 단면도에 도시된 바와 같이, 축류 팬(1) 설계시 회전 날개(11)의 익현길이(chord length, W), 설치각(stagger angle, β), 캠버각(camber angle, θ)과 도 1의 축류 팬의 정면도에 도시된 바와 같이 스윕각(sweeping angle, α) 등은 중요한 설계인자가 된다.Accordingly, since the rotary vane 11 has the greatest influence on the blowing efficiency and noise generation amount of the axial fan 1, as shown in the sectional view of the rotary vane of FIG. 2 showing the definition of the term relating to the axial fan rotary vane. In the design of the axial fan 1, the chord length (W), stagger angle (β), camber angle (θ) of the rotor blade 11 and the front view of the axial fan of FIG. 1 are shown. As shown, the sweeping angle α is an important design factor.

이러한 축류 팬을 설계할 때에는 다음과 같은 많은 제약 조건들이 따르게 된다.There are many constraints when designing such an axial fan:

예컨대, 자동차용 축류 팬은 엔진 냉각용 라디에이터나 에어컨용 컨덴서 혹은 둘 다를 냉각시키는데 사용되며, 이러한 열교환기에 걸리는 부하를 극복하면서 충분한 풍량을 생성시킬 수 있어야 한다. 또한, 허브에 장착된 모터의 전력소모량 대비 송풍 효율이 높아야 한다. 그런데 상기 등록특허 제0663965호에 개시된 축류 팬의 형상은 외경이 390mm 내지 410mm 정도의 축류 팬에 적합한 형상으로서, 승용차와 같이 축류 팬 전면부에 발생하는 압력 저항이 작은 경우에는 양호한 성능을 발휘하지만, 최근에 수요가 증가하는 스포츠 유틸리티 차량(SUV)과 같이 공기 역학(Aerodynamics) 상 고압의 압력 저항이 축류 팬의 전면부에 가해지는 차량에는 충분한 풍량을 발생시키지 못하는 문제점이 있다. 또한, 종래의 차량에는 대용량의 냉각 풍량을 발생시키기 위해 작은 크기로 된 복수의 냉각 팬 장치를 병렬로 배치하였으나, 패키지 공간을 많이 차지하고 제조 원가가 비싼 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해소하기 위해 대용량 단일 팬 시스템을 채용하는 최근의 경향에 비추어 새로운 형상의 축류 팬 개발의 필요성이 있다.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 must be high compared to the power consumption of the motor mounted in the hub. However, the shape of the axial fan disclosed in the Patent No. 0663965 is suitable for the axial fan having an outer diameter of about 390 mm to 410 mm, and exhibits good performance when the pressure resistance generated in the front of the axial fan, such as a passenger car, is small. Recently, there is a problem in that a high-pressure pressure resistance on aerodynamics such as a sports utility vehicle (SUV), in which demand increases, does not generate sufficient air volume in a vehicle applied to the front of the axial fan. In addition, in the conventional vehicle, a plurality of cooling fan devices having a small size are arranged in parallel in order to generate a large amount of cooling air volume, but it takes a lot of package space and has a high manufacturing cost. In light of the recent trend of employing a large capacity single fan system to solve this problem, there is a need to develop a new shape of axial fan.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 회전 날개의 형상을 결정하는 인자인 유입각, 유출각, 점유각, 후연선 높이 등을 최적으로 조합되도록 함으로써 고압 저항에서도 송풍 효율이 높은 축류 팬을 제공함에 목적이 있다.An object of the present invention is to devise to solve the above problems, the blowing efficiency even at high pressure resistance by the optimum combination of inlet angle, outlet angle, occupancy angle, trailing wire height, etc. that determine the shape of the rotary blades The purpose is to provide this high axial flow fan.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시 예에 따른 축류 팬은, 회전축에 결합되는 허브와,In order to achieve the above object, an axial flow fan according to an embodiment of the present invention includes a hub coupled to a rotating shaft,

상기 허브의 외주에 방사상으로 배열되어 상기 허브와 일체로 회전되면서 공기를 축 방향으로 송풍하는 복수 개의 회전 날개를 포함하며, 상기 회전 날개의 형상을 결정하는 인자로서 익현길이, 스윕각, 설치각, 캠버각, 유입각, 유출각, 점유각 및 후연선 높이가 정의된 축류 팬에 있어서,A radially arranged on the outer periphery of the hub and includes a plurality of rotary blades to blow air in the axial direction while being integrally rotated with the hub, the blade length, sweep angle, installation angle, as a factor for determining the shape of the rotary blade For an axial fan with defined camber angle, inlet angle, outlet angle, occupancy angle and trailing edge height,

상기 회전 날개의 내측단으로부터 상기 회전 날개의 외측단을 연결하는 최단 직선 길이(R)를 분모로 하고, 상기 회전 날개의 내측단으로부터 상기 최단 직선상에 있으며 상기 회전 날개의 내측단과 외측단 사이의 임의의 점과의 거리(r)를 분자로 한 무차원 값을 길이비(r/R)라 정의할 때,The shortest straight line length R connecting the outer end of the rotary wing from the inner end of the rotary vane is a denominator, and is located on the shortest straight line from the inner end of the rotary vane and between the inner and outer ends of the rotary vane. When we define the dimensionless value (r / R) as the numerator which is the distance (r) from any point,

상기 유입각은 상기 회전 날개의 내측단으로부터 외측단으로 갈수록 지속적으로 감소하며, The inflow angle is continuously reduced from the inner end to the outer end of the rotary blade,

상기 유출각은 상기 회전 날개의 내측단으로부터 상기 길이비가 0.8인 구간까지 감소하다가 이후 상기 회전 날개의 외측단까지 증가하며,The outflow angle decreases from the inner end of the rotary blade to a section where the length ratio is 0.8, and then increases to the outer end of the rotary blade,

상기 점유각은 상기 회전 날개의 내측단으로부터 상기 길이비가 0.08인 구간까지 증가하는 제1증가구간, 상기 길이비가 0.08인 지점에서 상기 길이비가 0.72인 구간까지 감소하는 감소구간 및 상기 길이비가 0.72인 지점에서 상기 회전 날개의 외측단까지 증가하는 제2증가구간을 가지며,The occupancy angle is a first increase section that increases from the inner end of the rotary blade to a section where the length ratio is 0.08, a decrease section that decreases from a point where the length ratio is 0.08 to a section where the length ratio is 0.72, and a point where the length ratio is 0.72 Has a second increasing section to increase to the outer end of the rotary blade,

상기 후연선 높이는 상기 회전 날개의 내측단으로부터 외측단까지 지속적으로 감소하는 점에 특징이 있다.The trailing wire height is characterized in that it continuously decreases from the inner end to the outer end of the rotary wing.

상기 회전 날개는 내측단으로부터 외측단으로 갈수록 상기 익현길이가 점진적으로 증가하는 제1증가구간과, 상기 제1증가구간에 연속되며 상기 익현길이가 점진적으로 감소하는 감소구간과, 상기 감소구간에 연속되며 상기 익현길이가 점진적으로 증가하는 제2증가구간을 가지며,The rotor blades are continuously increased in a first increase section in which the blade length gradually increases from an inner end to an outer end, in a decrease section in which the blade length gradually decreases while the blade length is gradually decreased. And the second increase period in which the length of the chord is gradually increased,

상기 제1증가 구간과 상기 감소 구간 간 변곡점은 상기 길이비가 0.2 내지 0.4인 지점에서 형성되며,An inflection point between the first increasing section and the decreasing section is formed at a point where the length ratio is 0.2 to 0.4,

상기 감소 구간과 상기 제2증가 구간 간 변곡점은 상기 길이비가 0.65 내지 0.7인 지점에서 형성된 것이 바람직하다.The inflection point between the reduction section and the second increase section is preferably formed at a point where the length ratio is 0.65 to 0.7.

상기 캠버각은 상기 회전 날개의 내측단으로부터 상기 길이비가 0.8인 지점까지 감소하다 상기 길이비가 0.8인 지점 이후부터 상기 회전 날개의 외측단까지 증가하는 것이 바람직하다.The camber angle decreases from the inner end of the rotary vane to the point where the length ratio is 0.8. The camber angle preferably increases from the point where the length ratio is 0.8 to the outer end of the rotary vane.

상기 스윕각은 상기 회전 날개의 내측단으로부터 상기 길이비가 0.15 내지 0.3인 지점을 기준으로 점점 감소하다가 상기 회전 날개의 외측단까지 점점 증가하는 것이 바람직하다.Preferably, the sweep angle is gradually decreased from the inner end of the rotary vane to the point at which the length ratio is 0.15 to 0.3, and gradually increases to the outer end of the rotary vane.

상기 설치각은 상기 회전 날개의 내측단에서 외측단까지 연속적으로 감소하는 것이 바람직하다.The installation angle is preferably reduced continuously from the inner end to the outer end of the rotary blade.

상기 스윕각은 상기 길이비가 0.5인 지점까지 음의 값을 가지며, 상기 길이비가 0.5인 지점을 기점으로 상기 회전 날개의 외측단까지 양의 값을 가지는 것이 바람직하다.The sweep angle has a negative value up to a point at which the length ratio is 0.5, and preferably has a positive value up to the outer end of the rotary blade from the point at which the length ratio is 0.5.

본 발명에 따른 축류 팬은, 팬의 외경이 410mm 이상인 대용량 축류 팬에 적용되는 형상으로서 축류 팬을 구성하는 회전 날개의 높은 압력 지점에서 작동이 용이하고 송풍효율을 최대로 확보할 수 있도록 함으로써 동일한 고압 저항에서 종래의 축류 팬에 비하여 현저하게 많은 풍량을 발생시키는 효과를 제공한다.The axial flow fan according to the present invention is a shape that is applied to a large capacity axial flow fan having an outer diameter of 410 mm or more, and is easy to operate at a high pressure point of the rotary blades constituting the axial flow fan, thereby ensuring maximum blowing efficiency. The resistance provides the effect of generating a significantly higher amount of air compared to a conventional axial fan.

도 1은 일반적인 축류 팬의 정면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 축류 팬 회전 날개의 Ⅱ-Ⅱ 선 단면도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 축류 팬의 정면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 축류 팬의 회전 날개의 Ⅳ-Ⅳ 선 단면도이다.
도 5는 도 3에 도시된 축류 팬의 회전 날개의 길이비에 대한 익현길이의 변화를 보여주는 그래프이다.
도 6은 도 3에 도시된 축류 팬의 회전 날개의 길이비에 대한 스윕각의 변화를 보여주는 그래프이다.
도 7은 도 4에 도시된 축류 팬의 회전 날개의 길이비에 대한 설치각의 변화를 보여주는 그래프이다.
도 8은 도 4에 도시된 축류 팬의 회전 날개의 길이비에 대한 캠버각의 변화를 보여주는 그래프이다.
도 9는 도 4에 도시된 축류 팬의 회전 날개의 길이비에 대한 유입각의 변화를 보여주는 그래프이다.
도 10은 도 4에 도시된 축류 팬의 회전 날개의 길이비에 대한 유출각의 변화를 보여주는 그래프이다.
도 11은 도 3에 도시된 축류 팬의 회전 날개의 길이비에 대한 점유각의 변화를 보여주는 그래프이다.
도 12는 도 3에 도시된 축류 팬의 회전축에 대해 수직인 방향에서 본 허브와 회전 날개의 형상으로써 후연선 높이의 정의를 도식적으로 보여주는 도면이다.
도 13은 도 3에 도시된 축류 팬의 회전 날개의 길이비에 대한 후연선 높이의 변화를 보여주는 그래프이다.
도 14는 동일 압력 조건에서 종래의 축류 팬과 본 발명의 축류 팬의 풍량을 비교한 실험 결과이다.1 is a front view of a general axial fan.
FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II of the axial fan rotor blade shown in FIG. 1. FIG.
3 is a front view of an axial fan according to a preferred embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV of the rotary vane of the axial fan shown in FIG. 3.
FIG. 5 is a graph showing a change in the length of the chord with respect to the length ratio of the rotary blades of the axial fan shown in FIG. 3.
6 is a graph showing a change in the sweep angle with respect to the length ratio of the rotary blades of the axial fan shown in FIG.
7 is a graph showing a change in installation angle with respect to the length ratio of the rotary blades of the axial fan shown in FIG.
FIG. 8 is a graph showing a change in camber angle with respect to the length ratio of the rotary blades of the axial fan shown in FIG. 4.
9 is a graph showing a change in inflow angle with respect to the length ratio of the rotary blades of the axial fan shown in FIG.
FIG. 10 is a graph showing a change in the outflow angle with respect to the length ratio of the rotary blades of the axial fan shown in FIG. 4.
FIG. 11 is a graph showing a change in the occupation angle with respect to the length ratio of the rotary blades of the axial fan shown in FIG. 3.
12 is a diagram schematically showing the definition of the trailing edge height as the shape of the hub and the rotary vanes seen in a direction perpendicular to the rotation axis of the axial fan shown in FIG. 3.
FIG. 13 is a graph showing a change in the trailing edge height with respect to the length ratio of the rotary blades of the axial fan shown in FIG. 3.
14 is an experimental result comparing the air volume of the conventional axial flow fan and the axial flow fan of the present invention under the same pressure condition.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 냉각팬를 첨부된 도면을 참조하면서 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a preferred cooling fan according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 축류 팬의 정면도이다. 도 4는 도 3에 도시된 축류 팬의 회전 날개의 Ⅳ-Ⅳ 선 단면도이다. 도 5는 도 3에 도시된 축류 팬의 회전 날개의 길이비에 대한 익현길이의 변화를 보여주는 그래프이다. 도 6은 도 3에 도시된 축류 팬의 회전 날개의 길이비에 대한 스윕각의 변화를 보여주는 그래프이다. 도 7은 도 4에 도시된 축류 팬의 회전 날개의 길이비에 대한 설치각의 변화를 보여주는 그래프이다. 도 8은 도 4에 도시된 축류 팬의 회전 날개의 길이비에 대한 캠버각의 변화를 보여주는 그래프이다. 도 9는 도 4에 도시된 축류 팬의 회전 날개의 길이비에 대한 유입각의 변화를 보여주는 그래프이다. 도 10은 도 4에 도시된 축류 팬의 회전 날개의 길이비에 대한 유출각의 변화를 보여주는 그래프이다. 도 11은 도 3에 도시된 축류 팬의 회전 날개의 길이비에 대한 점유각의 변화를 보여주는 그래프이다. 도 12는 도 3에 도시된 축류 팬의 회전축에 대해 수직인 방향에서 본 허브와 회전 날개의 형상으로써 후연선 높이의 정의를 도식적으로 보여주는 도면이다. 도 13은 도 3에 도시된 축류 팬의 회전 날개의 길이비에 대한 후연선 높이의 변화를 보여주는 그래프이다. 도 14는 동일 압력 조건에서 종래의 축류 팬과 본 발명의 축류 팬의 풍량을 비교한 실험 결과이다.3 is a front view of an axial fan according to a preferred embodiment of the present invention. 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV of the rotary vane of the axial fan shown in FIG. 3. FIG. 5 is a graph showing a change in the length of the chord with respect to the length ratio of the rotary blades of the axial fan shown in FIG. 3. 6 is a graph showing a change in the sweep angle with respect to the length ratio of the rotary blades of the axial fan shown in FIG. 7 is a graph showing a change in installation angle with respect to the length ratio of the rotary blades of the axial fan shown in FIG. FIG. 8 is a graph showing a change in camber angle with respect to the length ratio of the rotary blades of the axial fan shown in FIG. 4. 9 is a graph showing a change in inflow angle with respect to the length ratio of the rotary blades of the axial fan shown in FIG. FIG. 10 is a graph showing a change in the outflow angle with respect to the length ratio of the rotary blades of the axial fan shown in FIG. 4. FIG. 11 is a graph showing a change in the occupation angle with respect to the length ratio of the rotary blades of the axial fan shown in FIG. 3. FIG. 12 is a diagram schematically showing the definition of the trailing edge height as the shape of the hub and the rotary vanes seen in a direction perpendicular to the rotation axis of the axial fan shown in FIG. 3. FIG. 13 is a graph showing a change in the trailing edge height with respect to the length ratio of the rotary blades of the axial fan shown in FIG. 3. 14 is an experimental result comparing the air volume of the conventional axial flow fan and the axial flow fan of the present invention under the same pressure condition.

도 3 내지 도 14를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 축류 팬(20)은, 허브(25)와 회전 날개(30)와 밴드(60)를 포함하여 이루어진다.3 to 14, the axial fan 20 according to the preferred embodiment of the present invention includes a hub 25, a rotary vane 30, and a band 60.

상기 허브(25)는 외부 동력에 의한 회전축에 대해 회전 가능하게 설치된다. 상기 회전 날개(30)는 상기 허브(25)의 외주에 방사상으로 배열되어 상기 허브(25)와 일체로 회전되면서 공기를 축 방향으로 송풍하며, 복수 개가 마련된다. 상기 회전 날개(30)와 상기 허브(25)가 만나는 부분을 회전 날개의 내측단(32)이라 하며, 상기 회전 날개(30)의 회전반경 방향의 타단부를 외측단(33)이라 정의한다. The hub 25 is installed to be rotatable about a rotating shaft by external power. The rotary vanes 30 are radially arranged on the outer circumference of the hub 25 to blow air in the axial direction while being integrally rotated with the hub 25, and a plurality of the vanes 30 are provided. The portion where the rotary blade 30 and the hub 25 meet is called the inner end 32 of the rotary blade, the other end of the rotary blade 30 in the direction of the radius of rotation is defined as the outer end 33.

상기 밴드(60)는 상기 회전 날개(30)의 강성을 보완하여 주는 기능을 하며, 상기 회전 날개(30)의 외측단(33)에 상기 회전 날개(30)와 일체로 회전하도록 마련된다.The band 60 has a function of supplementing the rigidity of the rotary blade 30, is provided to rotate integrally with the rotary blade 30 on the outer end 33 of the rotary blade (30).

상기 회전 날개(30)의 형상을 결정하는 인자로서 익현길이(W), 스윕각(α), 설치각(β), 캠버각(θ), 유입각(β1), 유출각(β2), 점유각(φ), 후연선 높이(Z)가 후술하는 바와 같이 정의된다.The blade length (W), the sweep angle (α), the installation angle (β), the camber angle (θ), the inflow angle (β1), the outflow angle (β2), and occupancy as factors that determine the shape of the rotary blade 30 The angle φ and the trailing edge height Z are defined as described later.

상기 회전 날개(30)의 형상을 결정하는 인자들을 서술하기 위해 상기 회전 날개(30)의 회전 반경 방향에 따른 위치좌표로서 길이비(r/R)를 정의한다. 상기 길이비(r/R)는 상기 회전 날개의 내측단(32)으로부터 상기 회전 날개의 외측단(33)을 연결하는 최단 직선길이 즉 회전 날개 전체길이(R)를 분모로 하고, 상기 내측단(32)으로부터 상기 최단 직선상에 있으며 상기 회전 날개의 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 rotary vane 30, the length ratio r / R is defined as the position coordinate along the rotational radial direction of the rotary vane 30. The length ratio r / R is the shortest straight length connecting the outer end 33 of the rotary wing 33 from the inner end 32 of the rotary wing, that is, the total length R of the rotary wing as the denominator, and the inner end. It is a dimensionless value which is on the shortest straight line from (32), and has the molecular distance r of arbitrary points between the inner end 32 and the outer end 33 of the said rotary blade.

도 4를 참조하면, 전연(leading edge, 35)은 회전 날개(30)의 단면에서 회전 날개의 회전방향 최선단에 위치하는 점이고, 전연(35)의 반대단 즉 날개의 회전반대방향측 끝단에 위치하는 점을 후연(trailing edge, 36)이라 할 때, 그 각 지점들을 반경방향으로 연결한 선을 도 3에 도시된 바와 같이 각각 전연선(leading edge Line, 350)과 후연선(trailing edge line, 360)이라고 정의한다. 그리고 전연선(350)과 후연선(360)의 중앙, 즉, 회전 날개(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. 4, the leading edge 35 is a point located at the uppermost end of the rotational direction in the cross section of the rotary vane 30, and is located at the opposite end of the leading edge 35, that is, at the opposite end of the vane side. When the point where it is located is called a trailing edge 36, a line connecting the respective points in the radial direction is shown as a leading edge line 350 and a trailing edge line as shown in FIG. , 360). In addition, the center line (median) of the leading edge 350 and the trailing edge (360), that is, the line connecting the points located in the middle of the leading edge (35) and the trailing edge (36) located at the same radius in the rotary blade (30) line, 34).

상기 익현길이(chord length, W)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 전연(35)에서부터 후연(36)까지 거리이다. 상기 익현길이(W)는 상기 축류 팬(20)의 회전시 회전 날개(30)의 회전방향의 폭을 나타내는 인자로서, 풍량과 효율에 영향을 준다. 즉, 동일한 조건의 축류 팬에 있어서 상기 익현길이(W)가 클수록 풍량과 효율이 증가하나 일정 기준값 이상에서는 오히려 감소한다. 즉, 축류 팬의 유동 특성상 회전 날개의 밴드(60)측과 허브측에서의 유동이 회전 날개의 중간영역(mid-span)으로 몰리는 현상이 발생하게 되는데, 이때 중간영역에서 익현길이가 크면 상기 축류 팬(20)의 효율상승의 효과보다 오히려 부하적 요인에서 역효과를 가져오게 된다. 따라서 상기 익현길이의 중간영역을 어떻게 구성하는 것은 상기 축류 팬(20)의 설계 상 매우 중요하다. 상기 축류 팬(20)의 풍량과 효율은 회전 날개(30)의 반경 방향에 대한 익현길이(W)의 분포에 의해서도 달라진다. 따라서 본 발명의 바람직한 실시 예에 있어서는 상기 익현길이(W)가 상기 내측단(32)으로부터 상기 외측단(33)으로 가면서 3차곡선형태로 연속적으로 변화하며 각 변곡점을 경계로 하여 제1증가구간(a1), 감소구간(a2), 제2증가구간(a3)으로 구분되는 변화 분포를 가진다. 상기 제1증가구간(a1)은 상기 회전 날개(30)의 내측단(32)에서 시작하여 길이비(r/R)가 대략 0.3이 되는 지점까지이다. 상기 제1증가구간(a1)에서 상기 익현길이(W)는 점진적으로 증가하는 분포를 보인다. The chord length W is the distance from the leading edge 35 to the trailing edge 36, as shown in FIG. The blade length (W) is a factor representing the width of the rotational direction of the rotary blades 30 during the rotation of the axial fan 20, and affects the air volume and efficiency. That is, in the axial flow fan under the same conditions, the larger the length of the chord length (W) increases the air flow rate and efficiency, but rather decreases above a certain reference value. That is, due to the flow characteristics of the axial fan, a phenomenon in which the flow from the band 60 side and the hub side of the rotary vane is driven into the mid-span of the rotary vane occurs. Rather than the effect of the efficiency increase of 20), it is adversely affected by the load factor. Therefore, how to configure the middle region of the chord length is very important in the design of the axial fan (20). The amount of air and the efficiency of the axial fan 20 also vary depending on the distribution of the blade length W in the radial direction of the rotary vane 30. Therefore, in the preferred embodiment of the present invention, the chord length W is continuously changed in the form of a cubic curve while going from the inner end 32 to the outer end 33, and the first increase section has a boundary at each inflection point. It has a change distribution divided into (a1), a decrease section (a2), and a second increase section (a3). The first increase section a1 starts at the inner end 32 of the rotary vane 30 to a point where the length ratio r / R is approximately 0.3. In the first increase section a1, the blade length W shows a gradual increase in distribution.

상기 감소구간(a2)은 상기 제1증가구간(a1)으로부터 연결되며 상기 길이비(r/R)가 상기 길이비가 0.65 내지 0.7인 지점까지가 바람직하다. 상기 감소구간(a2)에서는 길이비(r/R)가 증가함에 따라 상기 익현길이(W)는 점진적으로 감소하는 분포를 보인다.The reduction section a2 is connected from the first increase section a1, and the length ratio r / R is preferably up to a point where the length ratio is 0.65 to 0.7. In the reduction section a2, the length of the chord length W gradually decreases as the length ratio r / R increases.

상기 제2증가구간(a3)은 상기 감소구간(a2)으로부터 연결되며 상기 외측단(33)까지의 구간을 가리킨다. 상기 제2증가구간(a3)에서는 길이비(r/R)가 증가함에 따라 상기 익현길이(W)는 점진적으로 증가하는 분포를 보인다.The second increase section a3 is connected to the decrease section a2 and indicates a section up to the outer end 33. In the second increase section a3, the length of the chord length W gradually increases as the length ratio r / R increases.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 축류 팬(20)에 있어서, 회전 날개(30)의 반경방향 위치에 따른 익현길이(W)의 변화를 보여주고 있다. 이 그래프에서 세로축은 상기 익현길이(W)를 상기 회전 날개 전체길이(R)로 나눈 무차원 값을 나타낸다. 이 그래프에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 축류 팬(20)은 회전 날개(30)의 내측단(32)으로부터 반경방향으로 갈수록 상기 익현길이(W)가 제1증가구간(a1), 감소구간(a2), 제2증가구간(a3)으로 나뉘어 특징적으로 변하고 있음을 알 수 있다. 이러한 3차곡선 형태의 익현길이(W)의 분포는 종래의 축류 팬의 회전 날개와 현저히 구별되는 본 발명의 특징중 하나이다.FIG. 5 shows a change in the chord length W according to the radial position of the rotary vane 30 in the axial fan 20 according to the preferred embodiment of the present invention. In this graph, the vertical axis represents the dimensionless value obtained by dividing the blade length W by the total length R of the rotor blades. As can be seen in this graph, the axial flow fan 20 according to the present invention, the radial length from the inner end 32 of the rotary blade 30 toward the radial length (W) is the first increase interval (a1), It can be seen that it is characteristically divided into a decrease section (a2) and a second increase section (a3). The distribution of the chord length W in the form of a cubic curve is one of the characteristics of the present invention which is remarkably distinguished from the rotating blades of the conventional axial fan.

상기 스윕각(sweeping angle, α)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 허브중심(27)에서 상기 회전 날개(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. 3, the sweeping angle α is a straight line connecting the inner end 32 on the leading wire 350 of the rotary blade 30 at the hub center 27. Lo) and the angle between the straight line (Lr) connecting the arbitrary point (P) on the leading wire (350) in the hub center (27). The angle refers to the angle of rotation (forward) of the wing as a positive (+) angle and the angle of the opposite direction of rotation (rear) to a negative (-).

상기 스윕각(α)은 소음 감소와 아울러 효율 향상을 위해 최적값을 취하고 있다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 허브(25)에서 가까운 영역에서는 스윕각(α)을 점진적으로 감소하도록 구성하여 효율 증대 및 허브 측에서 스윕각(α)의 급격한 변화로 발생할 수 있는 날개 강도의 취약성을 보완하였다. 상기 회전 날개(30)의 외측단(33)에 가까운 영역에서는 스윕각(α)을 음의 값을 가지도록 구성하여 소음 감소를 도모하였다. 더 구체적으로, 상기 스윕각(α)은 상기 회전 날개(30)의 내측단(32)에서는 0의 각도를 가지며 점진적으로 감소하다가, 상기 길이비(r/R)가 0.15 내지 0.3인 구간에서 변곡되어 점진적으로 증가하는 분포를 보인다. 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예에서는 상기 스윕각(α)이 음의 각도에서 양의 각도로 바뀌는 지점은 길이비(r/R)가 0.5인 지점이다.The sweep angle α is optimized to reduce noise and improve efficiency. That is, as shown in Figure 3, in the region close to the hub 25 is configured to gradually reduce the sweep angle (α) to increase the efficiency and wing strength that can occur due to a sudden change in the sweep angle (α) on the hub side The vulnerability was supplemented. In the region close to the outer end 33 of the rotary vane 30, the sweep angle α was configured to have a negative value to reduce noise. More specifically, the sweep angle α gradually decreases with an angle of 0 at the inner end 32 of the rotary vane 30, and is inflected in a section in which the length ratio r / R is 0.15 to 0.3. Gradually increasing distribution. As shown in FIG. 6, in the preferred embodiment of the present invention, the point at which the sweep angle α is changed from a negative angle to a positive angle is a point at which the length ratio r / R is 0.5.

상기 설치각(stagger angle, β)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 회전 날개(30)의 원주방향 단면에서 전연(35)과 후연(36)을 잇는 직선이 회전방향 직선(HL)과 이루는 각이다. 축류 팬은 회전하면서 공기를 회전 날개 전방에서 후방으로 이동시키게 되는데, 이러한 공기의 이동은 회전 날개가 회전하면서 정압부(355)의 압력을 상승시킴에 따라 발생하는 것이다. 즉, 축류 팬 회전에 따라 날개의 정압부(355)에는 정압(+)이 생성되고 부압부(366)에는 부압(-)이 발생하게 되며, 따라서 축류 팬이 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 축류 팬 회전에 필요한 회전력이 줄어들어 결과적으로 축류 팬의 효율을 향상시킬 수 있다는 것을 추론할 수 있다.As shown in FIG. 4, the stagger angle β is a straight line connecting the leading edge 35 and the trailing edge 36 in the circumferential cross section of the rotary vane 30 with the rotation direction straight line HL. It is angle. As the axial fan rotates, the air moves from the front of the rotary blade to the rear, and the movement of the air occurs as the rotary blade rotates and increases the pressure of the positive pressure unit 355. That is, according to the rotation of the axial fan, a positive pressure (+) is generated at the positive pressure part 355 of the blade and a negative pressure (-) is generated at the negative pressure part 366, so that the positive pressure part 355 of the blade is required to rotate the axial fan. ) And a driving force of the motor that can overcome the pressure difference between the negative pressure portion 366. Paradoxically, it can be inferred that reducing the pressure difference between the positive pressure unit 355 and the negative pressure unit 366 reduces the rotational force required for the rotation of the axial fan and consequently improves the efficiency of the axial fan.

그런데 축류 팬에 있어서, 상기 설치각(β)이 너무 크면 부압부(366)에서 박리 현상이 발생하여 정압부(355)와 부압부(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 축류 팬의 효율 향상에 중요하다.However, in the axial fan, when the installation angle β is too large, peeling phenomenon occurs in the negative pressure portion 366, and the pressure difference between the positive pressure portion 355 and the negative pressure portion 366 becomes large, resulting in a sharp drop in efficiency. If the angle β is too small, a high speed rotation is required to produce the required amount of air, and the noise is rapidly increased. Therefore, determining the proper installation angle β is important for improving the efficiency of the axial fan.

또한, 축류 팬의 유동 특성상 회전 날개(30)의 밴드(60) 측에 공기 유동이 회전 날개의 외측단(33)으로 몰리는 현상이 발생하게 되므로 본 발명에서는 상기 회전 날개(30)의 외측단(33)에서 최소의 설치각(β)을 갖도록 함으로써 상기 회전 날개(30)의 외측단(33)에 스트레스가 집중되지 않도록 구성하였다. 도 7에는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 설치각(β)의 분포를 상기 길이비에 따라 도시하였다.In addition, in the present invention, a phenomenon in which air flows to the outer end 33 of the rotary vane occurs on the band 60 side of the rotary vane 30 due to the flow characteristic of the axial fan. By having a minimum installation angle (β) in 33) was configured so that the stress is not concentrated on the outer end 33 of the rotary blade (30). 7 shows the distribution of the installation angle β according to the preferred embodiment of the present invention according to the length ratio.

상기 캠버각(camber angle, θ)은 도 4에 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 camber line 37 at the leading edge 35 and the tangent of the camber line 37 at the trailing edge 36 as shown in FIG. 4.

본 발명에 따른 바람직한 실시 예에 따르면, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 캠버각(θ)은 상기 회전 날개(30)의 내측단(32)으로부터 점점 감소하여 길이비(r/R)가 0.8인 지점에서 내측단(32)의 캠버각(θ)이 최소값을 가지며, 그 지점으로부터 점점 증가한다.According to a preferred embodiment of the present invention, as shown in Figure 8, the camber angle (θ) is gradually reduced from the inner end 32 of the rotary blade 30 so that the length ratio (r / R) is 0.8 At the point of in, the camber angle θ of the inner end 32 has a minimum value and gradually increases from that point.

상기 유입각(β1)은 도 4에 도시된 바와 같이 전연(35) 에서 캠버라인(37)의 접선과 회전 방향 직선(HL)이 이루는 각도로 정의한다.As shown in FIG. 4, the inflow angle β1 is defined as an angle formed between the tangent of the camber line 37 and the straight line HL in the rotation direction at the leading edge 35.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따르면, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 유입각(β1)은 상기 회전 날개(30)의 내측단(32)으로부터 외측단으로 갈수록 지속적으로 감소하도록 구성된다. 상기 유입각(β1)이 크면 풍량이 증가하나 상기 회전 날개(30)에 가해지는 부하가 증가하므로 진동 및 소음이 증가할 수 있다. 상기 유입각(β1)이 작으면 풍량이 감소하나 상기 회전 날개(30)에 가해지는 부하가 감소하므로 진동 및 소음이 감소하여 회전 날개(30)의 내구성이 향상된다. 이와 같이 상기 유입각(β1) 외측단으로 갈수적 감소함으로써 견고한 구조로 형성된 허브(25)에 가까운 부위에서 큰 풍량을 발생시키고 회전 날개(30)의 외측단으로 갈수록 부하를 감소시켜 내구성이 양호하게 유지되면서 최고의 풍량을 발생시키는 효과를 얻을 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, as shown in FIG. 9, the inflow angle β1 is configured to continuously decrease toward the outer end from the inner end 32 of the rotary vane 30. If the inflow angle β1 is large, the air volume increases, but the load applied to the rotary vane 30 increases, so that vibration and noise may increase. If the inflow angle β1 is small, the amount of air is reduced, but the load applied to the rotary vane 30 is reduced, thereby reducing vibration and noise, thereby improving durability of the rotary vane 30. In this way, by gradually reducing the inflow angle β1 to the outer end, a large amount of air is generated at a portion close to the hub 25 formed of a rigid structure, and the load is reduced toward the outer end of the rotary wing 30 to improve durability. It is possible to obtain the effect of generating the highest air volume while maintaining.

상기 유출각(β2)은 도 4에 도시된 바와 같이 후연(36) 에서 캠버라인(37)의 접선과 회전 방향 직선(HL)이 이루는 각도로 정의한다.As shown in FIG. 4, the outflow angle β2 is defined as an angle formed between a tangent line of the camber line 37 and a straight line HL in the trailing edge 36.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따르면, 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 유출각(β2)은 상기 회전 날개(30)의 내측단(32)으로부터 길이비가 0.8인 구간까지 감소하다가 이후 상기 회전 날개의 외측단까지 증가하도록 구성된다. 상기 유출각(β2)이 크면 상기 회전 날개(30)의 후연(36)에 가해지는 부하가 커진다. 한편, 상기 유출각(β2)이 작으면 상기 회전 날개(30)의 후연(36)에 가해지는 부하가 작아진다. 이와 같이 상기 유출각(β2)이 일정 구간까지 감소하다가 증가하도록 구성됨으로써 내구성이 가장 취약한 회전 날개(30)의 중간 부위에서 상기 회전 날개(30)에 가해지는 부하를 최소화할 수 있는 효과를 제공한다.According to a preferred embodiment of the present invention, as shown in FIG. 10, the outflow angle β2 is reduced from the inner end 32 of the rotary blade 30 to a section having a length ratio of 0.8 and then of the rotary blade It is configured to increase to the outer end. When the outflow angle β2 is large, the load applied to the trailing edge 36 of the rotary vane 30 becomes large. On the other hand, when the outflow angle β2 is small, the load applied to the trailing edge 36 of the rotary vane 30 becomes small. As such, the outflow angle β2 is configured to decrease and increase to a predetermined section, thereby providing an effect of minimizing the load applied to the rotary vanes 30 at the middle portion of the rotary vanes 30 having the least durability. .

상기 점유각(φ)은 도 3에 도시된 바와 같이, 축류 팬(20)의 정면도에서 허브중심(27)에서 회전 날개(30)의 전연(35)과 후연(36)을 지나는 직선을 그을 때 그 두 직선 사이의 각도로 정의한다. 즉, 상기 점유각(φ)은 상기 길이비의 변화에 따라 회전 날개(30)의 단면이 차지하는 호의 중심각을 의미한다.The occupancy angle φ is a straight line passing through the leading edge 35 and the trailing edge 36 of the rotary blade 30 at the hub center 27 in the front view of the axial fan 20, as shown in FIG. It is defined as the angle between the two straight lines. That is, the occupancy angle φ means the center angle of the arc occupied by the cross section of the rotary blade 30 according to the change in the length ratio.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따르면, 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 점유각(φ)은 상기 회전 날개(30)의 내측단(32)으로부터 상기 길이비(r/R)가 0.08인 구간까지 증가하는 제1증가구간(b1)을 가지며, 상기 길이비(r/R)가 0.08인 지점에서 상기 길이비(r/R)가 0.72인 구간까지 감소하는 감소구간(b2) 및 상기 길이비(r/R)가 0.72인 지점에서 상기 회전 날개(30)의 외측단까지 증가하는 제2증가구간(b3)을 가진다. 상기 점유각(φ)이 크면 각각의 회전 날개(30)의 풍량이 증가한다. 그러나, 상기 점유각(φ)이 크면 회전 날개(30)에 가해지는 부하가 커지므로 회전 날개(30)의 내구성이 약화 된다. 이에 따라 상기 점유각(φ) 제1증가구간(b1), 감소구간(b2), 제2증가구간(b3)을 순차적으로 가지도록 구성됨으로써 상기 회전 날개(30)의 중간 부위의 취약함을 보완하면서 최대의 풍량을 발생시킬 수 있는 효과가 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, as shown in FIG. 11, the occupation angle φ is from the inner end 32 of the rotary blade 30 to the section having the length ratio r / R of 0.08. A decrease section b2 and a length ratio having a first increasing section b1 and decreasing from a point where the length ratio r / R is 0.08 to a section where the length ratio r / R is 0.72; At the point where r / R) is 0.72, it has a second increase section b3 that increases to the outer end of the rotary vane 30. If the occupation angle φ is large, the air volume of each rotary vane 30 is increased. However, when the occupation angle φ is large, the load applied to the rotary vanes 30 becomes large, so that the durability of the rotary vanes 30 is weakened. Accordingly, the fragility angle φ is configured to have a first increase section b1, a decrease section b2, and a second increase section b3 sequentially to compensate for the weakness of the intermediate portion of the rotary blade 30. While there is an effect that can generate the maximum amount of air.

상기 후연선 높이(Z)는 도 12에 도시된 바와 같이, 축류 팬(20)의 회전축의 측방에서 보았을 때, 허브(25)의 상단면과 회전 날개(30)의 후연(36) 사이의 직선 거리로 정의한다. 상기 후연선 높이(Z)는 허브(25)의 상단면을 기준으로 그 상단면보다 높은 쪽을 양(+)의 값으로 정의하고, 그 상단면 보다 낮은 쪽을 음(-)의 값으로 정의한다. 12 is a straight line between the top surface of the hub 25 and the trailing edge 36 of the rotary blade 30, as seen from the side of the rotation axis of the axial fan 20, as shown in FIG. Defined by distance. The trailing edge height Z is defined as a positive value higher than the upper surface of the hub 25 as a positive value and a lower value of the lower edge of the hub 25 as a negative value of the hub 25. .

본 발명의 바람직한 실시 예에 따르면, 도 13에 도시된 바와 같이, 상기 후연선 높이(Z)는 상기 회전 날개(30)의 내측단(32)으로부터 외측단(33)까지 지속으로 감소하도록 구성된다. 후연선 높이(Z)가 크면 회전 날개(30)의 전연(35)과 후연(36) 간의 경사가 커져서 풍량이 증가한다. 그러나 후연선 높이(Z)이 크면 회전 날개(30)의 부하가 커지므로 내구성이 약화 되고 진동 및 소음이 증가할 수 있다. 이러한 점을 고려하여 후연선 높이(Z)는 상술한 유입각(β1), 유입각(β1) 및 점유각(φ)과의 상호작용을 고려하여 최적으로 설계하여야 한다. 이러한 설계인자들을 고려하여 본원 발명에서는 상기 후연선 높이(Z)를 상기 길이비(r/R)에 따라 지속적으로 감소하도록 구성함으로써 전체적으로 최고의 풍량을 발생시키며 회전 날개(30)의 양호한 내구성을 확보하도록 하였다.According to a preferred embodiment of the present invention, as shown in FIG. 13, the trailing wire height Z is configured to continuously decrease from the inner end 32 to the outer end 33 of the rotary vane 30. . If the trailing edge height Z is large, the inclination between the leading edge 35 and the trailing edge 36 of the rotary blade 30 increases, so that the amount of air increases. However, if the trailing wire height Z is large, the load of the rotary blade 30 increases, so durability may be weakened and vibration and noise may increase. In consideration of this point, the trailing wire height Z should be optimally designed in consideration of the interaction between the inflow angle β1, the inflow angle β1, and the occupancy angle φ. In consideration of such design factors, in the present invention, the trailing wire height Z is configured to continuously decrease according to the length ratio r / R, so as to generate the highest overall air volume and to ensure good durability of the rotary wing 30. It was.

상술한 바와 같이 축류 팬(20)의 회전 날개(30) 형상은 익현길이(W), 스윕각(α), 설치각(β), 캠버각(θ), 유입각(β1), 유출각(β2), 점유각(φ), 후연선 높이(Z)에 따라 결정되며, 상기 익현길이(W)는 상기 회전 날개(30)의 내측단(32)으로부터 상기 길이비(r/R)에 따라 제1증가구간(a1), 감소구간(a2), 제2증가구간(a3)이 순차적으로 형성되도록 구성하였다. 상기 설치각(β)은 상기 회전 날개(30)의 외측단(33)에서 최소의 값을 가지는 것이 바람직하며, 이는 상기 회전 날개(30)의 외측단(33)에서의 부하 손실을 최소로 하기 위한 것이다. 축류 팬(20)은 그 회전 날개(30)의 설계 인자의 조합이 최적상태가 될 때, 사용자가 필요로 하는 송풍 효율 및 소음감소 효과를 얻을 수 있다. 또한, 상기 유입각(β1), 유출각(β2), 점유각(φ) 및 후연선 높이(Z)를 상술한 바와 한정하여 구성함으로써 전체적으로 최고의 풍량을 발생시키며 회전 날개(30)의 양호한 내구성을 확보하도록 하였다.As described above, the shape of the rotary vanes 30 of the axial fan 20 has a blade length (W), a sweep angle (α), an installation angle (β), a camber angle (θ), an inflow angle (β1), and an outflow angle ( β2), the occupancy angle φ and the trailing wire height Z, and the chord length W is determined from the inner end 32 of the rotary vane 30 according to the length ratio r / R. The first increase section (a1), the decrease section (a2), the second increase section (a3) is configured to be formed sequentially. The installation angle β preferably has a minimum value at the outer end 33 of the rotary vane 30, which minimizes the load loss at the outer end 33 of the rotary vane 30. It is for. The axial fan 20 can obtain the blowing efficiency and noise reduction effect required by the user when the combination of the design factors of the rotary vanes 30 becomes optimal. In addition, the inflow angle β1, the outflow angle β2, the occupancy angle φ, and the trailing edge height Z are limited to those described above, thereby generating the highest overall air flow rate and improving the durability of the rotary vanes 30. It was secured.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 회전 날개(30)가 장착된 축류 팬(20)의 송풍효율은 도 14에 도시된 바와 같이 종래의 축류 팬의 송풍 효율에 비해 동일 압력 조건에서 그 성능이 2.5배 이상 월등히 향상된 것을 알 수 있다. 즉, 도 14를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 축류 팬은 고압 저항인 20mmAq에서 종래의 축류 팬이 발생하는 풍량(Q)은 4300CMH(시간당 풍량, cubicmeter per hour)로써 종래 축류 팬이 발생하는 풍량 1600CMH에 비하여 현저하게 향상된 것을 알 수 있다. 도 14에서 세로축은 축류 팬(20)의 전면부에 발생하는 압력 저항으로서 표기된 압력 단위는 mmAq, 즉 압력의 크기를 물기둥의 높이로 표기한 것이다. 통상적으로 1mmAq의 압력은 9.8Pa이다. As shown in FIG. 14, the blowing efficiency of the axial fan 20 equipped with the rotary vanes 30 according to the preferred embodiment of the present invention is 2.5 times the performance under the same pressure condition as compared to the blowing efficiency of the conventional axial fan. It can be seen that the above significantly improved. That is, referring to FIG. 14, in the axial flow fan according to the preferred embodiment of the present invention, the air flow Q generated by the conventional axial flow fan at 20 mmAq of high pressure resistance is 4300 cmH (cubicmeter per hour). It can be seen that the air volume generated is significantly improved compared to 1600CMH. In FIG. 14, the vertical axis denotes pressure resistance that occurs in the front portion of the axial fan 20 in mmAq, that is, the magnitude of the pressure as the height of the water column. Typically the pressure of 1 mmAq is 9.8 Pa.

이와 같이 본 발명에 따른 축류 팬은, 팬의 외경이 410mm 이상인 대용량 축류 팬에 적용되는 형상으로서 축류 팬을 구성하는 회전 날개의 높은 압력 지점에서 작동이 용이하고 송풍효율을 최대로 확보할 수 있도록 함으로써 동일한 고압 저항에서 종래의 축류 팬에 비하여 현저하게 많은 풍량을 발생시키는 효과를 제공한다.As described above, the axial fan according to the present invention has a shape applied to a large-capacity axial fan having an outer diameter of 410 mm or more, thereby making it easy to operate at a high pressure point of the rotary blades constituting the axial fan and to ensure maximum blowing efficiency. At the same high pressure resistance, it provides the effect of generating a significantly larger amount of air compared to a conventional axial fan.

이상, 바람직한 실시 예를 들어 본 발명에 대해 설명하였으나, 본 발명이 그러한 예에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범주 내에서 다양한 형태의 축류 팬이 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 examples, and various types of axial flow fans may be embodied within the scope without departing from the technical spirit of the present invention.

20: 축류 팬
25: 허브
27: 허브중심
30: 회전 날개
32: 내측단
33: 외측단
34: 중앙선
35: 전연
36: 후연
W: 익현길이
a1: 제1증가구간(익현길이)
a2: 감소구간(익현길이)
a3: 제2증가구간(익현길이)
b1: 제1증가구간(점유각)
b2: 감소구간(점유각)
b3: 제2증가구간(점유각)
Z: 후연선 높이
α: 스윕각
β: 설치각
β1: 유입각
β2: 유출각
θ: 캠버각
φ: 점유각
60: 밴드
350: 전연선
355: 정압부
360: 후연선
366: 부압부 20: axial flow fan
25: Hub
27: Hub Center
30: rotary wing
32: inner end
33: outer edge
34: center line
35: leading edge
36: trailing edge
W: Ikhyeon length
a1: 1st increase section (extension length)
a2: decrease section (extension length)
a3: second incremental section (extension length)
b1: first increase section (occupancy)
b2: reduction interval (occupancy)
b3: second incremental segment (occupancy)
Z: Tread line height
α: sweep angle
β: mounting angle
β1: inflow angle
β2: outflow angle
θ: camber angle
φ: occupation angle
60: band
350: twisted pair
355: static pressure part
360: trailing wire
366: negative pressure

Claims

A hub coupled to the rotating shaft,
A radially arranged on the outer periphery of the hub and includes a plurality of rotary blades for blowing air in the axial direction while being integrally rotated with the hub, the blade length, sweep angle, installation angle, as a factor for determining the shape of the rotary blade For an axial fan with defined camber angle, inlet angle, outlet angle, occupancy angle and trailing edge height,
The shortest straight line length R connecting the outer end of the rotary wing from the inner end of the rotary wing is a denominator, and is located on the shortest straight line from the inner end of the rotary wing and between the inner end and the outer end of the rotary wing. When we define the dimensionless value (r / R) as the numerator which is the distance (r) from any point,
The inflow angle is continuously reduced from the inner end to the outer end of the rotary blade,
The outflow angle decreases from the inner end of the rotary wing to a section where the length ratio is 0.8 and then increases to the outer end of the rotary wing,
The occupancy angle is a first increase section that increases from the inner end of the rotary blade to a section where the length ratio is 0.08, a decrease section that decreases from a point where the length ratio is 0.08 to a section where the length ratio is 0.72, and a point where the length ratio is 0.72 Has a second increasing section to increase to the outer end of the rotary blade,
And the trailing wire height is continuously reduced from the inner end to the outer end of the rotary vane.

The method of claim 1,
The rotor blades are continuously increased in a first increase section in which the blade length gradually increases from an inner end to an outer end, in a reduction section in which the blade length is gradually reduced and continues in the first increase section. The second length of the chord length is gradually increased,
An inflection point between the first increasing section and the decreasing section is formed at a point where the length ratio is 0.2 to 0.4,
An inflection point between the reduction section and the second increase section is formed at a point where the length ratio is 0.65 to 0.7.

The method of claim 1,
And the camber angle decreases from the inner end of the rotary vane to the point where the length ratio is 0.8. The axial fan increases from the point where the length ratio is 0.8 to the outer end of the rotary vane.

The method of claim 1,
And the sweep angle gradually decreases from the inner end of the rotary vane to the point where the length ratio is 0.15 to 0.3 and gradually increases to the outer end of the rotary vane.

The method of claim 1,
The installation angle is an axial fan, characterized in that continuously decreasing from the inner end to the outer end of the rotary blade.

The method of claim 1,
The sweep angle has a negative value to the point where the length ratio is 0.5, the axial fan characterized in that it has a positive value to the outer end of the rotary blade starting from the point where the length ratio is 0.5.