KR102518997B1

KR102518997B1 - 이중 반전 팬

Info

Publication number: KR102518997B1
Application number: KR1020217010044A
Authority: KR
Inventors: 수치 리; 후이 장; 지저 장
Original assignee: 광둥 미디어 화이트 홈 어플라이언스 테크놀로지 이노베이션 센터 컴퍼니 리미티드; 미디어 그룹 코 엘티디
Priority date: 2018-10-15
Filing date: 2018-12-21
Publication date: 2023-04-05
Anticipated expiration: 2038-12-21
Also published as: CN111043063B; EP3842644A1; WO2020077814A1; EP3842644B1; US20210388839A1; CN111043063A; US11506211B2; EP3842644A4; JP2022501548A; KR20210046800A; JP7092433B2

Abstract

이중 반전 팬(100)은 임펠러 컴포넌트(20) 및 에어 가이드 구조(10)를 포함한다. 임펠러 컴포넌트는 회전 방향이 반대인 제1 단계 임펠러(21) 및 제2 단계 임펠러(22)를 포함하며, 제1 단계 임펠러(21)의 제1 날개(212)의 압력 표면은 제2 단계 임펠러(22)의 제2 날개(222)의 흡력 표면을 향해 설치되며, 날개 루트로부터 날개 팁으로의 방향에서, 제1 날개(212) 및 제2 날개(222)는 각각의 회전 방향을 향해 구부러진다. 에어 가이드 구조(10)는 에어 디플렉터(13)를 포함하고, 에어 디플렉터(13)는 제1 단계 임펠러(21)의 에어 유입 측의 중심 위치에 설치되며, 에어 디플렉터(13)의 에어 유입 측 표면의 적어도 일부는 디플렉트 면을 형성하며, 디플렉트 면은 제1 단계 임펠러(21)를 향하는 방향에서 이중 반전 팬(100)의 축선으로부터 멀어지도록 연장된다. 상기 이중 반전 팬은 소음을 저하시키고, 풍압을 향상시킨다.

Description

이중 반전 팬

본 출원은 출원 번호가 201811198045.9이고, 출원일이 2018년 10월 15일인 중국 특허 출원에 기반하여 제출한 것이며, 상기 중국 특허 출원의 우선권을 주장하는바, 상기 중국 특허 출원의 모든 내용은 참조로서 본 출원에 인용된다.

본 발명은 팬 기술분야에 관한 것으로서, 특히 이중 반전 팬에 관한 것이다.

통상적인 이중 반전 축류팬은, 응용이 비교적 광범위한 다중 날개 원심 송풍기에 비해, 소음이 높고, 풍압이 낮은 특성을 구비한다, 특히 이중 반전 축류 송풍기가 소형화로 제조된 후, 소음이 높고, 풍압이 낮은 특성이 더욱 돌출하다.

본 발명은 종래 기술에 존재하는 기술적 과제 중 적어도 하나를 해결하는데 목적을 두고 있다. 이를 위해, 본 발명은 이중 반전 팬을 제공하고, 상기 이중 반전 팬은 구조 파라미터가 합리적으로 설계된 후, 풍압을 향상시키고, 소음을 저하시킬 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 이중 반전 팬에 있어서, 임펠러 컴포넌트 및 에어 가이드 구조를 포함하고, 상기 임펠러 컴포넌트는 회전 방향이 반대인 제1 단계 임펠러 및 제2 단계 임펠러를 포함하고, 상기 제1 단계 임펠러는 제1 휠허브 및 상기 제1 휠허브 위에 연결된 복수 개의 제1 날개를 포함하며, 상기 제2 단계 임펠러는 제2 휠허브 및 상기 제2 휠허브 위에 연결된 복수 개의 제2 날개를 포함하며, 상기 제1 날개의 압력 표면은 상기 제2 날개의 흡력 표면을 향해 설치되며, 날개 루트로부터 날개 팁으로의 방향에서, 상기 제1 날개 및 상기 제2 날개는 각각의 회전 방향을 향해 구부러지며; 상기 에어 가이드 구조는 에어 유입 그릴을 포함하고, 상기 에어 유입 그릴은 복수 개의 원주 방향을 따라 배열된 지지 가이드 베인을 포함하며, 에어 출구 측을 향하는 방향에서, 상기 지지 가이드 베인은 구부러지게 설치되며, 상기 지지 가이드 베인의 구부러진 방향은 상기 제1 날개의 회전 방향과 반대이며, 상기 지지 가이드 베인의 입구 장착각은 상기 지지 가이드 베인의 출구 장착각보다 작다.

본 발명의 실시예에 따른 이중 반전 팬에 있어서, 에어 출구 측을 향하는 방향으로 구부러진 지지 가이드 베인을 설치하는 것을 통해, 지지 가이드 베인이 제1 날개를 향한 입구의 에어 가이드를 보장하고, 에어 유입에 의한 소음을 감소시키며, 이중 반전 팬의 압력 손실을 감소시킨다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 에어 가이드 구조는 에어 디플렉터를 포함하고, 상기 에어 디플렉터는 상기 제1 단계 임펠러의 에어 유입 측의 중심 위치에 설치되며, 상기 에어 디플렉터의 에어 유입 측 표면의 적어도 일부는 디플렉트 면을 형성하며, 상기 디플렉트 면은 상기 제1 단계 임펠러를 향하는 방향에서 상기 이중 반전 팬의 축선으로부터 멀어지도록 연장된다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 디플렉트 면은 반구형 면이고, 상기 반구형 면의 직경은 적어도 상기 제1 휠허브의 에어 유입 측 끝단의 직경의 0.8 배이며, 상기 반구형 면의 직경은 상기 제1 휠허브의 에어 유입 측 끝단의 직경의 1.1 배를 초과하지 않는다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 지지 가이드 베인의 입구 장착각은 0°이고, 상기 지지 가이드 베인의 출구 장착각은 적어도 18°이며, 상기 지지 가이드 베인의 출구 장착각은 42°를 초과하지 않는다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 지지 가이드 베인은 날개 루트 엔드로부터 날개 팁 엔드가, 상기 제1 날개의 회전 방향에 반대되는 방향으로 구부러지며, 평균각은 360°를 상기 지지 가이드 베인의 날개수와 동일한 개수로 나눌 경우, 각 등분이 차지하는 각도이며, 상기 평균각은 각 상기 지지 가이드 베인의 굽힘각보다 적어도 4° 더 크고, 상기 평균각은 각 상기 지지 가이드 베인의 굽힘각에 비해 15°를 초과하지 않는다.

본 발명의 실시예에 따르면, 에어 유입측으로부터 에어 출력측으로의 방향에서, 상기 제1 휠허브의 직경은 점차적으로 커지며, 여기서, 상기 제1 휠허브가 에어 유입측 끝단에서의 직경은 적어도 상기 제1 휠허브가 에어 출력측 끝단에서의 직경의 0.5 배이며, 상기 제1 휠허브가 에어 유입측 끝단에서의 직경은 상기 제1 휠허브가 에어 출력측 끝단에서의 직경의 0.85 배를 초과하지 않으며; 상기 제1 휠허브가 에어 출력측 끝단에서의 직경은 적어도 상기 제1 단계 임펠러의 플랜지 직경의 0.25 배이며, 상기 제1 휠허브가 에어 출력측 끝단에서의 직경은 상기 제1 단계 임펠러의 플랜지 직경의 0.45 배를 초과하지 않는다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제2 단계 임펠러의 휠허브 비는 상기 제2 휠허브의 직경과 상기 제2 단계 임펠러의 플랜지 직경 사이의 비례값이며, 상기 제2 단계 임펠러의 휠허브의 비는 적어도 0.45이며, 상기 제2 단계 임펠러의 휠허브 비는 0.7을 초과하지 않는다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제1 날개의 입구는 뒤로 커브드되고, 상기 제1 날개의 입구 커브드 각은 L1이며, L1은 5°≤L1≤12°를 만족한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제1 날개의 출구는 앞으로 커브드되고, 상기 제1 날개의 출구 커브드 각은 L2이며, L2는 3°≤L2≤15°를 만족한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제2 날개의 입구는 뒤로 커브드되고, 상기 제2 날개의 입구 커브드 각은 L3이며, L3은 5°≤L3≤10°를 만족한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제2 날개의 출구는 앞으로 커브드되고, 상기 제2 날개의 출구 커브드 각은 L4이며, L4는 3°≤L4≤8°를 만족한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제2 날개의 출구각과 상기 제1 날개의 입구각의 차이는 10°를 초과하지 않고, 상기 제2 날개의 입구각과 제1 날개 기준각의 차이는 5°를 초과하지 않으며, 여기서, 상기 제1 날개 기준각은 상기 제1 날개 입구각의 탄젠트 값이 유량 계수를 참조한 후의 아크 탄젠트 함수각이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제1 날개의 축방향 너비는 적어도 상기 제2 날개 축방향 너비의 1.4 배이고, 상기 제1 날개의 축방향 너비는 상기 제2 날개 축방향 너비의 3 배를 초과하지 않는다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제1 날개와 상기 제2 날개 사이의 축방향 간격은 적어도 상기 제1 날개 축방향 너비의 0.1 배이고, 상기 축방향 간격은 상기 제1 날개 축방향 너비의 0.8 배를 초과하지 않는다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제1 휠허브가 에어 출력측 끝단에서의 직경은 적어도 상기 제2 휠허브 직경의 0.9 배이고, 상기 제1 휠허브가 에어 출력측 끝단에서의 직경은 상기 제2 휠허브 직경의 1.1 배를 초과하지 않는다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제2 날개는 상기 제1 날개보다 최대로 3 개가 더 많고, 상기 제1 날개는 상기 제2 날개보다 최대로 5 개가 더 많다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 임펠러 컴포넌트는 축방향으로 설치된 복수 개의 세트이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제1 날개의 날개 형태 및 상기 제2 날개의 날개 형태는 상이하다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제1 날개의 플랜지 직경은 상기 제2 날개의 플랜지 직경과 동일하거나, 상기 제1 날개의 플랜지 직경은 상기 제2 날개의 플랜지 직경과 동일하지 않다.

본 발명에 첨부된 측면 및 장점은 아래의 서술에서 일부 개시될 것이며, 일부는 아래의 서술에서 분명해지거나 본 발명의 실천에 의해 이해될 것이다.

본 발명의 전술한 것 및 추가적인 측면 중 적어도 하나 및 장점은 아래의 도면을 결합하여 실시예의 설명에서 명백해지고 이해하기 쉬워진다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이중 반전 팬의 에어 채널의 구성의 단면 구조도이다.
도 2는 본 발명의 에어 유입 그릴 정면도이다.
도 3은 본 발명의 에어 유입 그릴 날개 형태 단면 형태 라인도이다.
도 4는 본 발명의 에어 유입 그릴 파라미터 정의 설명도이다.
도 5는 본 발명의 실시예의 이중 반전 팬의 파라미터 예시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예의 제1 단계 임펠러의 정면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예의 제1 단계 임펠러의 측면도이다.
도 8은 본 발명의 실시예의 제2 단계 임펠러의 정면도이다.
도 9는 본 발명의 실시예의 제2 단계 임펠러의 측면도이다.
도 10은 제1 날개 및 제2 날개의 파라미터 정의 설명도이다.
도 11은 본 출원의 실시예에 따른 에어 디플렉터 구조 소음 테스트 데이터이다.
도 12는 본 출원의 실시예에 따른 에어 유입 그릴 구조 소음 테스트 데이터이다.
도 13은 본 출원의 등속 풍압 향상 데이터이다.

아래에서, 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하며, 상기 실시예의 예시는 도면에서 나타나며, 여기서 시종 동일하거나 유사한 도면 부호는 동일하거나 유사한 소자 또는 동일하거나 유사한 기능을 구비하는 소자를 표시한다. 하기에서 도면을 참조하여 기재한 실시예는 오직 예시적인 것으로, 오직 본 출원에 대한 해석만을 위한 것이고, 본 출원에 대한 한정으로 이해해서는 안된다.

본 발명의 서술에서 알아야 할 것은, 용어 "중심", "종방향", "횡방향", " 길이", "너비", "두께", "상", "하", "앞", "뒤", "좌", "우", "수직", "수평", "꼭대기", "밑부분", "내부", "외부", "순시침", "역시침", "축방향", "반경 방향", "원주 방향" 등 지시하는 방위 또는 위치 관계는 첨부된 도면에서 나타낸 방위 또는 위치 관계에 따른 것이며, 단지 본 발명을 쉽게 서술하고 설명을 간소화하기 위한 것일 뿐, 해당 장치 또는 소자가 반드시 구체적인 특정된 방위를 구비하거나 특정된 방위로 구성되고 조작되는 것을 의미하거나 암시하는 것이 아니므로, 본 발명에 대한 한정으로 이해해서는 안된다. 또한, "제1", "제2"로 한정된 특징은 하나 또는 더 많은 상기 특징이 명시적으로 또는 암시적으로 포함될 수 있다. 본 발명의 설명에서, 달리 언급되지 않는 한, "복수 개"는 두 개 또는 두 개 이상을 의미한다.

본 발명에 대한 서술에 있어서, 설명해야 할 것은, 별도의 명확한 규정 및 한정이 없는 한, 용어 "장착", "서로 연결", "연결"은 광범위한 뜻으로 이해하여야 하며, 예들 들어, 고정 연결일 수 있고, 탈착 연결일 수도 있으며, 또는 일체형 연결일 수도 있으며; 기계적 연결일 수 있으며, 전기적 연결일 수도 있고; 직접적인 연결일 수 있으며, 중간매체를 통한 간접적인 연결일 수도 있으며, 두개의 소자 내부의 연통일 수도 있다. 본 분야 통상의 기술자들은 구체적인 경우에 따라 상기 본 발명에서의 상기 용어의 구체적인 의미를 이해할 수 있다.

아래에 도 1 내지 도 13을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 이중 반전 팬(100)을 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 이중 반전 팬(100)은, 에어 가이드 구조(10) 및 임펠러 컴포넌트(20)를 포함한다.

임펠러 컴포넌트(20)는 회전 방향이 반대인 제1 단계 임펠러(21) 및 제2 단계 임펠러(22)를 포함하고, 제1 단계 임펠러(21)는 제1 휠허브(211) 및 제1 휠허브(211)에 연결된 복수 개의 제1 날개(212)를 포함하며, 제2 단계 임펠러(22)는 제2 휠허브(221) 및 제2 휠허브(221)에 연결된 복수 개의 제2 날개(222)를 포함하며, 제1 날개(212)의 압력 표면은 제2 날개(222)의 흡력 표면을 향하여 설치된다. 여기서, 설명해야 할 것은, 압력 표면, 흡력 표면은 본 분야에서 공지된 날개의 통상적인 구조 명칭이며, 임펠러 위의 날개 압력 표면에 대응되는 일측은 상기 임펠러의 에어 출력측이며, 임펠러 위의 날개 흡력 표면에 대응되는 일측은 상기 임펠러의 에어 유입측이다.

다시 말해, 이중 반전 팬(100)이 동작할 경우 기류가 유동되는 방향은, 제1 단계 임펠러(21)로부터 제2 단계 임펠러(22)로의 방향과 대체적으로 일치하다. 날개 루트로부터 날개 팁으로의 방향에서, 제1 날개(212)는 회전 방향을 향해 구부러진다. 날개 루트로부터 날개 팁으로의 방향에서, 제2 날개(222)는 회전 방향을 향해 구부러지고, 즉 제1 날개(212)와 제2 날개(222)의 구부러진 방향은 반대된다.

본 발명의 실시예에 있어서, 이중 반전 팬(100)에서 제1 단계 임펠러(21)와 제2 단계 임펠러(22)를 이중 반전하도록 설치하는 것은, 제1 단계 임펠러(21) 회전에 의해 생성된 바람장을 이용하여 제2 단계 임펠러(22)의 바람장에 영향을 주는 것이며, 제2 단계 임펠러(22)의 풍압을 변화시킬 수 있을 뿐만 아니라, 제2 단계 임펠러(22)의 풍속, 바람장 확산 원뿔각(cone angle), 심지어 와류 상황 등을 변화시킬 수도 있다. 제2 단계 임펠러(22)가 회전할 경우 고리형 와류 형태의 풍류를 형성할 수 있고, 제1 단계 임펠러(21)와 제2 단계 임펠러(22)가 동시 회전할 경우, 제1 단계 임펠러(21)의 바람장 영향 하에, 제2 단계 임펠러(22)의 회전에 의해 형성된 고리형 와류 형태의 풍류는 디스핀(despin) 현상 및 항속 현상이 나타날 수 있다.

설명해야 할 것은, 본 발명의 실시예에 따른 이중 반전 팬(100)은 선풍기, 순환팬, 환기팬, 공조팬 등 에어를 송출해야 하는 기기에 적용될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 따른 이중 반전 팬(100)은 열교환에 사용되는 것이 아니라 주로 기류 유동 촉진에 사용된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 에어 가이드 구조(10)는 에어 유입 그릴(11)을 포함하고, 에어 유입 그릴(11)은 제1 단계 임펠러(21)에 인접되게 설치되며, 에어 유입 그릴(11)은 복수 개의 원주 방향을 따라 배열된 지지 가이드 베인(111)을 포함하므로, 에어 유입 그릴(11)은 지지 역할을 할뿐만 아니라, 에어 유입 그릴(11)은 에어 가이드 역할도 한다.

구체적으로, 에어 출구 측을 향하는 방향에서, 지지 가이드 베인(111)은 구부러지게 설치되고, 지지 가이드 베인(111)의 구부러진 방향은 제1 날개(212)의 회전 방향과 반대되며, 지지 가이드 베인(111)의 입구 장착각은 W0이고, 지지 가이드 베인(111)의 출구 장착각은 W1이며, W0과 W1은 W0<W1을 만족한다.

여기서, 에어 유입 그릴(11)과 제1 단계 임펠러(21)는 상대적으로 회전하고, 에어 유입 그릴(11)은 복수 개의 원주 방향을 따라 배열된 지지 가이드 베인(111)을 포함하므로, 에어 유입 그릴(11)은 에어 가이드 로터로 간주할 수 있고, 지지 가이드 베인(111)은 상기 에어 가이드 로터의 날개로 간주할 수 있다. 지지 가이드 베인(111)의 구부러진 방향이 제1 날개(212)의 회전 방향과 반대이므로, 에어 유입 그릴(11)을 제1 단계 임펠러(21) 회전 방향에 반대되는 에어 가이드 로터로 간주할 수 있다.

여기서, 지지 가이드 베인(111)은 축방향에서 구부러진 상태를 나타내고, 지지 가이드 베인(111)의 구부러진 특징을 추가로 한정하기 위해, 본 출원은 지지 가이드 베인(111)의 입구 장착각이 W0이고, 지지 가이드 베인(111)의 출구 장착각이 W1인 것을 제안한다. 지지 가이드 베인(111)의 입구 장착각, 출구 장착각의 명칭은, 날개의 입구각 및 출구각을 인용하여 얻어진 것이다. 즉 지지 가이드 베인(111)은 날개에 해당되고, 지지 가이드 베인(111)의 입구 장착각은 날개 입구각에 해당되며, 지지 가이드 베인(111)의 출구 장착각은 날개 출구각에 해당된다.

그러나 날개의 입구각, 출구각은 본 출원의 공지된 날개의 통상적인 구조 명칭이고, 날개가 입구 위치에서의 날개각은 날개의 입구각이며, 날개가 출구 위치에서의 날개각은 날개의 출구각이다.

아래에 지지 가이드 베인(111)의 입구 장착각(W0), 지지 가이드 베인(111)의 출구 장착각(W1)을 계산하는 방법을 명확하게 설명하고, 아래에 언급한 제1 날개(212), 제2 날개(222)의 입구각, 출구각은, 입구 장착각(W0), 출구 장착각(W1)과 동일한 계산 방식을 각각 사용하며, 여기서 더이상 입구각, 출구각의 계산 방법을 반복하여 설명하지 않는다.

지지 가이드 베인(111)의 입구 장착각(W0)은, 지지 가이드 베인(111)의 평균선이 에어 유입단에서의 접선과 팬 축선 사이의 협각과 동일하다. 지지 가이드 베인(111)의 출구 장착각(W1)은, 지지 가이드 베인(111)의 평균선이 에어 출구단에서의 접선과 팬 축선 사이의 협각과 동일하다.

도 2 및 도 3에 도시된 에어 유입 그릴(11)을 예로 들면, 지지 가이드 베인(111)의 평균선은 지지 가이드 베인(111)의 중간 곡면과 기준 원주면 사이의 교차 선이다. 기준 원주면은 팬 축과 동축인 원주면이며, 지지 가이드 베인(111)의 양측의 대향적인 표면은 익면이며, 지지 가이드 베인(111)의 중간 곡면은 양측 익면 사이의 등거리 기준면이다. 도 3에 도시된 활주로 형태와 근접한 형태는 기준 원주면이 지지 가이드 베인(111)에서 형성된 단면 형태이며, 지지 가이드 베인(111)의 중간 곡면과 상기 단면의 교차 선은 도시된 평균선을 형성하며, 평균선의 양단 접선과 팬 축선은 협각 W0 및 W1을 각각 형성한다.

에어 유입 그릴(11) 위의 지지 가이드 베인(111)은 구부러지게 설치되고, 에어 출구 측을 향하는 방향에서, 지지 가이드 베인(111)의 구부러진 방향은 제1 날개(212)의 회전 방향에 반대되므로, 제1 단계 임펠러(21)로 흐르는 기류를 제1 단계 임펠러(21)의 회전 방향에 반대되는 방향을 향해 흐르도록 유도하여, 제1 단계 임펠러(21)의 에어 유입측 바람장을 변경시킨다. 에어 유입 그릴(11) 위의 지지 가이드 베인(111)이 제1 단계 임펠러(21)에 대한 역할은, 제1 단계 임펠러(21)가 제2 단계 임펠러(22)에 대한 역할과 유사하며, 최종적으로 지지 가이드 베인(111)은 제1 단계 임펠러(21)에 대해 영향 줌으로써, 제2 단계 임펠러(22)의 에어 출력 바람장에 영향 준다. 이로써 임펠러 컴포넌트(20)의 회전 속도가 저하되더라도, 에어 출력 풍압은 여전히 향상될 수 있다.

여기서 지지 가이드 베인(111)의 입구 장착각(W0)이 지지 가이드 베인(111)의 출구 장착각(W1)보다 작은 것을 제안하는 원인은, 지지 가이드 베인(111)이 제1 날개(212)의 입구를 향해 에어를 가이드하도록 보장하기 위한 것이고, 에어 유입 소음을 감소시킬 뿐만 아니라, 압력 손실의 감소에 유리하다. 본 발명의 실시예에 따른 이중 반전 팬(100)에 있어서, 에어 출구 측을 향하는 방향으로 구부러진 지지 가이드 베인(111)을 설치하는 것을 통해, 지지 가이드 베인(111)이 제1 날개(212)의 입구를 향해 에어를 가이드하도록 보장하고, 에어 유입에 의한 소음을 감소시키며, 이중 반전 팬(100)의 압력 손실을 감소시킨다.

일부 실시예에 있어서, 에어 가이드 구조(10)는 에어 디플렉터(13)를 포함하고, 에어 디플렉터(13)는 제1 단계 임펠러(21)의 에어 유입 측의 중심 위치에 설치되며, 에어 디플렉터(13)의 에어 유입 측 표면의 적어도 일부는 디플렉트 면을 형성하며, 디플렉트 면은 제1 단계 임펠러(21)를 향하는 방향에서 이중 반전 팬(100)의 축선으로부터 멀어지도록 연장된다.

이해할 수 있는 것은, 로터의 반경 방향 면(팬 축에 수직되는 면) 위에서, 팬 축선과 가까울수록 선형 속도가 더욱 작고, 기류 증압이 더욱 작으며; 반대로, 날개 팁 엔드와 가까울수록, 기류 증압이 더욱 크다. 따라서 디플렉트 면을 갖는 에어 디플렉터(13)의 디자인은, 제1 휠허브(211)로 흐르는 기류를, 제1 날개(212)로 흐르도록 유도하는데 유리하며, 한 측면으로 기류가 제1 휠허브(211)를 피하는데 유리하므로, 기류 난류 및 소음을 감소시키고, 풍압 손실을 감소시키며, 다른 측면으로 작업량이 큰 영역으로 기류를 유도하여, 에어 출력 풍압을 향상시킬 수 있다. 이러한 이중 반전 팬(100)은 상하류 저항력이 비교적 큰 시나리오에서, 역할이 특히 뚜렷하다. 이로써, 제1 단계 임펠러(21)의 에어 유입측의 중심 위치에서 에어 디플렉터(13)는 팬에어 유입이 임펠러 컴포넌트(20)의 증압이 강한 영역으로 유도할 수 있어, 기류가 날개 루트쪽 부근에서 과다한 난류, 소음을 초래하는 것을 예방함으로써, 이중 반전 팬(100)의 풍압을 증강시키고, 소음을 감소시키는 것에 유리하다.

구체적으로, 에어 디플렉터(13)의 에어 유입 그릴(11)에서 멀리 떨어진 측의 표면은 반구형 면이고, 즉 디플렉트 면을 반구형 면으로 설치하며, 반구형 면 가공이 가장 간단하다. 물론, 디플렉트 면은 타원형 표면, 쌍곡면 등과 같은 다른 회전형 표면을 선택할 수도 있으며, 여기서 한정하지 않는다.

선택적으로, 디플렉트 면이 반구형 면일 경우, 반구형 면의 직경은 적어도 제1 휠허브(211)가 에어 유입측 끝단에서의 직경의 0.8 배이며, 반구형 면의 직경은 제1 휠허브(211)가 에어 유입측 끝단에서의 직경의 1.1 배를 초과하지 않는다. 도 5를 참조하면, 반구형 면의 직경은 Ddao이고, 제1 휠허브(211)가 에어 유입측 끝단에서의 직경은 DH1이며, Ddao와 DH1은 0.8*DH1≤Ddao≤1.1*DH1을 만족한다. 이때 반구형 면의 직경이 너무 작으면, 제1 휠허브(211)의 변두리 위치에는 여전히 비교적 큰 풍량이 존재하여, 풍압 손실 및 소음을 초래한다. 그러나 반구형 면의 직경이 너무 크면, 팬의 에어 유입 면적이 영향을 받아, 에어 출력량이 저하되는 것을 초래한다. 따라서 여기서 0.8*DH1≤Ddao≤1.1*DH1을 선택하여, 반구형 면의 에어 가이드 효과를 충분히 이용할 수 있는 동시에, 직경이 너무 큼으로 인한 에어 유입량의 저하를 예방할 수 있다. 일부 실시예에 있어서, 에어 가이드 구조(10)는 에어 덕트(14)를 포함하고, 에어 덕트(14)는 축방향 양단이 개방된 원통형으로 형성되며, 임펠러 컴포넌트(20)는 에어 덕트(14) 내부에 설치된다. 에어 덕트(14)의 설치는 유도 작용을 하여, 팬의 에어 공급 거리를 연장할 수 있으며, 한편 임펠러 컴포넌트(20) 주변의 조기 압력 방출을 예방하여, 제2 단계 임펠러(22) 위치로부터 출력된 풍압이 크도록 보장한다.

구체적으로, 에어 덕트(14)의 축방향의 양쪽에는 에어 유입 그릴(11) 및 에어 출력 그릴(12)이 설치되고, 제1 단계 임펠러(21)는 에어 유입 그릴(11)에 인접되게 설치되며, 제2 단계 임펠러(22)는 에어 출력 그릴(12)에 인접되게 설치된다. 에어 유입 그릴(11) 및 에어 출력 그릴(12)의 설치는 에어 덕트(14)를 지지하며, 도 1의 예에서, 제1 단계 임펠러(21)는 제1 모터에 의해 구동되고, 제2 단계 임펠러(22)는 제2 모터에 의해 구동되며, 제1 모터는 에어 유입 그릴(11)에 고정되며, 제2 모터는 에어 출력 그릴(12)에 고정된다.

일부 실시예에 있어서, 제1 단계 임펠러(21) 및 제2 임펠러는 동일한 모터에 의해 구동되고, 그 중 하나의 임펠러에는 회전 구조가 연결되며, 이때 모터는 에어 유입 그릴(11) 및 에어 출력 그릴(12)에 고정될 수 있으며, 여기서 한정하지 않는다.

선택적으로, 지지 가이드 베인(111)의 입구 장착각(W0)은 0°이고, 지지 가이드 베인(111)의 출구 장착각(W1)은 18°≤W1≤42°를 만족한다. 지지 가이드 베인(111)의 입구 장착각 및 출구 장착각의 디자인은, 통상적인 축류 로터의 날개의 날개 형태 특성에 적용되어, 에어 가이드가 풍압에 대한 영향을 최대한으로 향상시킨다. 여기서 이해할 수 있는 것은, 지지 가이드 베인(111)은 에어 유입 그릴(11) 위에 설계되므로, 지지 가이드 베인(111)의 축방향 사이즈는 너무 크지 않다. 지지 가이드 베인(111)의 출구 장착각(W1)이 18°보다 작을 경우, 에어 가이드 효과는 너무 약하고; 지지 가이드 베인(111)의 출구 장착각(W1)이 42°보다 클 경우, 에어 가이드는 제1 단계 임펠러(21)의 에어 유입 각도에 부합될 수 없으므로, 오히려 기류 난류 등 현상을 초래할 수 있다.

일부 실시예에 있어서, 지지 가이드 베인(111)은 날개 루트 엔드로부터 날개 팁 엔드에서, 제1 날개(212)의 회전 방향에 반대되는 방향을 향해 구부러지므로, 에어 유입 그릴(11)의 형태는 축류 로터의 모형이 되어, 바람장에 대한 영향 효과가 더욱 뚜렷해진다.

구체적으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 여기서 에어 유입 그릴(11)은 평균각을 구비하고, 평균각은 360°를 지지 가이드 베인(111)의 날개수와 동일한 개수로 나눌 경우, 각 등분이 차지하는 각도로 설정한다. 평균각은 각 지지 가이드 베인(111)의 굽힘각보다 적어도 4° 더 크고, 평균각은 각 지지 가이드 베인에의 굽힘각에 비해 15°를 초과하지 않는다. 즉, 각 지지 가이드 베인(111)의 굽힘각(T0)과 지지 가이드 베인(111)의 날개수(BN0) 사이는 (360°/BN0-15°)≤T0≤(360°/BN0-4°)를 만족하고, 인접한 두 개의 지지 가이드 베인(111) 사이의 간격각(Tg)은 4°≤Tg≤15°를 만족한다. 여기서 지지 가이드 베인(111)의 굽힘각(T0)은, 동일한 반경 방향 단면(반경 방향 단면은 팬 축선에 수직됨) 위에서, 지지 가이드 베인(111)의 날개 루트 엔드와 날개 팁 엔드 사이의 중심각을 가리킨다. 지지 가이드 베인(111)의 간격각(Tg)은, 동일한 반경 방향 단면 위에서, 지지 가이드 베인(111)의 날개 팁 엔드와 구부러진 방향에서 지지 가이드 베인(111)에 인접한 날개 루트 엔드 사이의 중심각을 가리킨다. 이로써 지지 가이드 베인(111) 배열 밀도를 제한하여, 한 측면으로 에어 출력량의 저하를 예방하고, 다른 측면으로 일부 와류를 감소시킨다.

일부 실시예에 있어서, 에어 유입측으로부터 에어 출력측으로의 방향에서, 제1 휠허브(211)의 직경은 점차적으로 커진다. 제1 휠허브(211)가 에어 유입측 끝단에서의 직경은 적어도 제1 휠허브(211)가 에어 출력측 끝단에서의 직경의 0.5 배이고, 제1 휠허브(211)가 에어 유입측 끝단에서의 직경은 제1 휠허브(211)가 에어 출력측 끝단에서의 직경의 0.85 배를 초과하지 않는다. 또한, 제1 휠허브(211)가 에어 출력측 끝단에서의 직경은 적어도 제1 단계 임펠러(21) 플랜지 직경의 0.25배이고, 제1 휠허브(211)가 에어 출력측 끝단에서의 직경은 제1 단계 임펠러(21) 플랜지 직경의 0.45 배를 초과하지 않는다.

구체적으로 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 휠허브(211)가 에어 유입측 끝단에서의 직경은 DH1이고, 제1 휠허브(211)가 에어 출력측 끝단에서의 직경은 DH2이며, DH1과 DH2는 0.5*DH2≤DH1≤0.85*DH2, DH2=(0.25-0.45)*DS1을 만족하며, 여기서 DS1은 제1 단계 임펠러(21)의 플랜지 직경이다. 제1 단계 임펠러(21)의 플랜지 직경은 제1 단계 임펠러(21)의 직경으로 지칭될 수도 있으며, 즉 제1 단계 임펠러(21) 위의 복수 개의 제1 날개(212)가 회전 축선으로부터 가장 먼 포인트에 위치하는 원의 직경이다.

여기서 제1 휠허브(211)를 제2 휠허브(221)을 향하는 방향에서 직경이 점차적으로 커지도록 설치하고, 제1 휠허브(211)의 원주면은 다른 디플렉트 면에 대응되어, 제2 휠허브(221)으로 흐르는 기류를, 제2 날개(222)로 유도하는데 유리하므로, 제2 휠허브(221) 위치에서의 난류 및 소음을 감소시키고, 에어 출력 풍압을 추가적으로 향상시킨다.

여기서, 제1 휠허브(211)의 양쪽 직경 비례의 제한은, 제1 휠허브(211)의 원주면이 뚜렷한 에어 가이드 효과를 나타낼 수 있도록 보장하기 위한 것이다. 또한 제1 휠허브(211)가 에어 유입측 끝단에서의 직경이 너무 작으면, 복수 개의 제1 날개(212)를 배치할 수 없으므로, 양단의 합리적인 직경 비례는 제1 날개(212)의 합리적인 배치도 보장할 수 있다. 제1 휠허브(211)의 직경 사이즈와 제1 단계 임펠러(21)의 플랜지 직경을 제한하는 것은, 한 측면으로 날개의 충분한 스위핑 면적을 보장하고, 다른 한 측면으로 제1 휠허브(211)의 직경이 너무 작음으로 인한 비틀림 기능이 약한 경우를 예방한다.

일부 실시예에 있어서, 제2 휠허브(221)의 직경은 DH3이고, 제2 단계 임펠러(22)의 플랜지 직경은 DS2이며, 제2 단계 임펠러(22)의 휠허브 비는 CD2=DH3/DS2이며, CD2는 0.45≤CD2≤0.7을 만족한다. 이러한 설치는 충분한 스위핑 면적을 보장하는데 유리하며, 에어 디플렉터(13) 및 다른 에어 가이드 구조를 충분히 이용하여, 제2 날개(222)로 유도된 기류를 가압하여, 에어 출력 압력을 향상시킨다. 제2 단계 임펠러(22)의 플랜지 직경은 제2 단계 임펠러(22)의 직경으로 지칭될 수도 있고, 즉 제2 단계 임펠러(22) 위의 복수 개의 제2 날개(222)가 회전 축선으로부터 가장 먼 포인트에 위치하는 원의 직경이다.

본 분야의 공지된 부분은, 임펠러의 날개는 모두 전연 및 후연("후연"은 "뒷전"으로도 지칭됨)을 구비하며, 유체의 유동 방향에 따라 판단하면, 유체는 날개 전연으로부터 날개 채널로 흐르며, 날개 후연으로부터 날개 채널에서 흘러나온다. 상기 임펠러에 멀리 떨어진 회전 축선의 방향에서, 날개 전연이 에어 출력측의 방향을 따라 연장되면, 상기 날개의 입구가 뒤로 커브드되는 것으로 지칭하며; 반대 이면, 상기 날개의 입구가 앞으로 커브드되는 것으로 지칭한다. 상기 임펠러에 먼 회전 축선의 방향에서, 날개 후연이 에어 유입측의 방향을 따라 연장되면, 날개의 출구가 앞으로 커브드되는 것으로 지칭하고; 반대 이면, 날개의 출구가 뒤로 커브드되는 것으로 지칭한다.

일부 실시예에 있어서, 제1 날개(212)의 입구가 뒤로 커브드되면, 제1 날개(212)의 입구 커브드 각은 L1이고, L1은 5°≤L1≤12°를 만족한다. 여기서, 제1 날개(212)는 전연을 구비하고, 제1 날개(212)의 중간 곡면(즉 동일한 두께의 면)과 제1 날개(212)의 전연의 교차 선은 제1 전연 선이다. 제1 전연 선 위의 어느 하나의 포인트의 접선과, 반경 방향 단면(즉 팬 축선에 수직된 단면) 사이의 협각은 L1이다. 제1 날개(212)의 입구를 뒤로 커브드하도록 설치하고, L1의 범위를 한정하면, 기류 저항을 감소시켜, 충분한 대기압을 생성하는데 유리하다.

일부 실시예에 있어서, 제1 날개(212)의 출구가 앞으로 커브드되면, 제1 날개(212)의 출구 커브드 각은 L2이며, L2는 3°≤L2≤15°를 만족한다. 제1 날개(212)는 후연을 구비하고, 제1 날개(212)의 중간 곡면과 제1 날개(212)의 후연의 교차 선은 제1 후연 선이다. 제1 후연 선 위의 어느 한 포인트의 접선과, 반경 방향 단면 사이의 협각은 L2이다. 제1 날개(212)의 출구를 앞으로 커브드하도록 설치하고, L2의 범위를 한정하면, 기류 저항을 감소시켜, 충분한 대기압을 생성하는데 유리하다.

일부 실시예에 있어서, 제2 날개(222)의 입구가 뒤로 커브드되면, 제2 날개(222)의 입구 커브드 각은 L3이고, L3은 5°≤L3≤10°를 만족한다. 제2 날개(222)는 전연을 구비하고, 제2 날개(222)의 중간 곡면과 제2 날개(222)의 전연의 교차 선은 제2 전연 선이다. 제2 전연 선 위의 어느 하나의 포인트의 접선과, 반경 방향 단면 사이의 협각은 L3이다. 제2 날개(222)의 입구를 뒤로 커브드하도록 설치하고, L3의 범위를 제한하면, 기류 저항을 감소시켜, 충분한 대기압을 생성하는데 유리하다.

일부 실시예에 있어서, 제2 날개(222)의 출구는 앞으로 커브드되고, 제2 날개(222)의 출구 커브드 각은 L4이며, L4는 3°≤L4≤8°를 만족한다. 제2 날개(222)는 후연을 구비하고, 제2 날개(222)의 중간 곡면과 제2 날개(222)의 후연의 교차 선은 제2 후연 선이다. 제2 후연 선 위의 어느 하나의 포인트의 접선과, 반경 방향 단면 사이의 협각은 L4이다. 제2 날개(222)의 출구를 앞으로 커브드하도록 설치하고, L4의 범위를 제한하여, 기류 저항을 감소시켜, 충분한 대기압을 생성하는데 유리하다.

일부 실시예에 있어서, 도 10에 도시된 바와 같이, 제2 날개(222)의 출구각과 제1 날개(212)의 입구각의 차이는 10°를 초과하지 않고, 제2 날개(222)의 입구각과 제1 날개 기준각의 차이는 5°를 초과하지 않으며, 여기서, 제1 날개 기준각은 제1 날개(212) 입구각의 탄젠트 값이 유량 계수를 참조한 후의 아크 탄젠트 함수각이다.

구체적으로, 도 10에 도시된 바와 같이, 제1 날개(212)의 입구각은 W2이고, 제2 날개(222)의 입구각은 W4이며, 제2 날개(222)의 출구각은 W5이며, W2 및 W5는 (W2-10°)≤W5≤(W2+10°), (W4t-5°)≤W4≤(W4t+5°)를 만족하며, 여기서 W4t=arctan{Fi*tan(W2)/[Fi+tan(W2)]}이고, Fi는 유량 계수이다.

이해할 수 있는 것은, 제1 날개(212)의 입구각(W1), 제2 날개(222)의 입구각(W3) 및 출구각(W4)의 크기는 제1 단계 임펠러(21) 및 제2 단계 임펠러(22)의 에어 출력 특성에 어느 정도 영향을 주며, 복수 회의 실험을 통해, 제1 날개(212)의 입구각(W1), 제2 날개(222)의 입구각(W3), 제2 날개(222)의 출구각(W4)이 상기 식을 만족할 경우, 제1 단계 임펠러(21) 및 제2 단계 임펠러(22)의 에어 출력 특성이 좋고, 에어 출력량이 크며, 에어 공급 거리가 먼 것이 증명되었다.

일부 실시예에 있어서, 제1 날개(212)의 축방향 너비는 B1이고, 제2 날개(222)의 축방향 너비는 B2이며, B1 및 B2는 1.4*B2≤B1≤3*B2를 만족한다. 도 5를 보다시피, 날개의 축방향 너비는, 날개의 최대 축방향 사이즈를 가리키고, 즉 날개를 임펠러의 회전 축선 위에 투영할 경우, 형성된 투영 선 세그먼트의 길이이다.

이해할 수 있는 것은, 통상적인 경우에 이중 반전 팬(100)의 축방향의 총 너비는 한정적이고, 합리적으로 분배된 제1 날개(212) 및 제2 날개(222)의 축방향 너비는 이중 반전 팬(100)의 에어 출력 특성을 보장하는데 유리하다. 복수 회의 실험에 따라, B1/B2가 1.4-3의 범위 내에 있을 경우, 이중 반전 팬(100)이 우수한 에어 출력 특성을 가지므로, 이때 이중 반전 팬(100)의 에어 출력량이 크고, 에어 출력 풍압이 큰 것이 증명되었다.

여기서 설명해야 할 것은, 축방향 너비의 경우, 어떻게 한정적인 축방향 너비를 두 단계의 임펠러에 분배할 것은, 연구할 가치가 있는 문제이다. 제2 단계 임펠러(22)의 경우, 제1 단계 임펠러(21)의 출구 기류는 역방향 사전 회전을 제공하는 것에 해당된다. 예를 들어 제1 단계 임펠러(21)가 순시침으로 회전되면, 제1 단계 임펠러(21) 출구의 기류는 순시침의 기류 회전을 가져오며, 제2 단계 임펠러(22)가 역시침으로 회전되면, 제2 단계 임펠러(22) 출구의 기류는 역시침의 기류 회전을 가져온다. 두 단계의 임펠러가 동시에 회전되면, 최종적으로 제2 단계 임펠러(22) 출구의 기류에서의 일부 기류 회전이 상호 상쇄될 수 있다.

그러나 출구 기류 중 기류 회전이 많을 수록, 팬의 동작 능력이 더욱 강하며, 즉 풍량, 풍압이 더욱 크다. 기류 회전을 증가하려면, 로터의 회전 속도를 향상시키거나, 날개 형태를 수정할 수 있다. 날개 형태를 수정하는 관점으로 보면, 가장 적합한 방안은 제1 날개(212)의 축방향 길이를 증가시키는 것이다. 그 이유는, 제2 날개(222)의 축방향 길이를 증가시키면, 기류 회전이 증가하지만, 기류의 에어 출력 방향이 축선을 이탈하여, 에어 공급 거리가 멀지 않은 것을 초래할 수 있기때문이다. 그러나 제1 날개(212)의 축방향 길이를 증가시키면, 기류 회전이 증가될 뿐만 아니라, 제1 날개(212) 생성 기류가 제2 날개(222) 생성 기류에 중첩되므로, 기류 방향 벡터 중첩에 대한 분석 결과에 따르면, 최종적인 기류의 에어 출력 방향이 축을 이탈하지 않아, 축류 팬의 충분히 긴 에어 공급 거리를 보장한다.

여기서, 제1 날개(212)의 축방향 길이가 증가되면 기류 회전을 증가시킬 수 있는 이유는, 충분히 긴 축방향 길이 하에서, 기류가 충분한 회전 각으로 회전하여, 충분히 많은 기류 회전을 생성하기 때문이다. 제1 단계 임펠러(21)에 의해 충분히 많은 기류 회전이 생성되어, 제2 단계 임펠러(22)에 의해 생성된 기류 회전에 중첩된 후, 남은 기류 회전은 여전히 충분하므로, 이중 반전 팬(100)의 최종적인 풍량 및 풍압은 크다.

일부 실시예에 있어서, 제1 날개(212)와 제2 날개(222) 사이의 축방향 간격은 Bg이고, 제1 날개(212)의 축방향 너비는 B1이며, Bg 및 B1은 0.1*B1≤Bg≤0.8*B1를 만족한다. 제1 날개(212)와 제2 날개(222)를 회전 축선 위에 투영하여, 공동 선을 갖는 두 개의 선 세그먼트를 형성할 수 있으며, 두 개의 선 세그먼트 사이의 간격 길이는, 제1 날개(212)와 제2 날개(222) 사이의 축방향 간격(Bg)과 동일하다.

이해할 수 있는 것은, 제1 날개(212) 및 제2 날개(222) 사이의 축방향 간격 크기는 이중 반전 팬(100)의 출력 바람장 성능에 직접 영향을 줄 수 있고, Bg/B1이 0.1-0.8의 범위 내에 있을 경우, 이중 반전 팬(100)은 우수한 에어 출력 특성을 구비할 수 있다.

선택적으로, Bg는 10mm≤Bg≤15mm를 만족한다. 물론, 여기서 설명해야 할 것은, Bg의 값은 상기 범위에 한정되지 않으며, 실제 응용에서 Bg는 실제 수요에 따라 적응적으로 조정될 수 있다.

일부 실시예에 있어서, 제1 휠허브(211)가 에어 출력측 끝단에서의 직경은 DH2이고, 제2 휠허브(221)의 직경은 DH3이며, DH2와 DH3은 0.9≤DH2/DH3≤1.1을 만족한다. 이해할 수 있는 것은, DH2/DH3의 크기는 제1 단계 임펠러(21)에 의해 출력된 바람장 및 제2 단계 임펠러(22)에 의해 출력된 바람장의 중첩 관계에 직접 영향을 준다. 복수 회의 실험에 따라, DH2/DH3이 0.9-1.1 범위 내에 있을 경우, 제1 단계 임펠러(21)에 의해 출력된 바람장 및 제2 단계 임펠러(22)에 의해 출력된 바람장의 상호 영향이 강력함으로써, 이중 반전 팬(100)이 출력 가능한 풍압이 크고, 에어 공급 거리가 먼 바람장이 출력되도록 보장하는 것이 증명되었다. 물론, 여기서 설명해야 할 것은, DH2 및 DH3의 구체적인 비례값은 실제 수요에 따라 조정될 수 있고, 상기 범위에 한정되지 않는다.

도 1의 예에 있어서, 제1 단계 임펠러(21)의 플랜지 직경(DS1)은 제2 단계 임펠러(22)의 플랜지 직경(DS2)과 동일하다. 그러나 제1 단계 임펠러(21)의 플랜지 직경(DS1)과 제2 단계 임펠러(22)의 플랜지 직경(DS2)이 상이할 경우에도, 동일한 기능을 구현할 수 있다.

일부 실시예에 있어서, 제1 날개(212)의 개수는 BN1이고, 제2 날개(222)의 개수는 BN2이며, BN1 및 BN2는 BN2-3≤BN1≤BN2+5를 만족한다.

이해할 수 있는 것은, BN1 및 BN2의 값은 제1 단계 임펠러(21) 및 제2 단계 임펠러(22)의 바람장 중첩 효과에 직접 영향을 주고, 실제 실험에 따라, BN1 및 BN2가 BN2-3≤BN1≤BN2+5를 만족하며, 제1 단계 임펠러(21) 및 제2 단계 임펠러(22)의 바람장 중첩 효과가 가장 좋으므로, 이중 반전 팬(100)의 에어 출력 특성을 잘 보장하는 것이 증명되었다. 물론, 본 발명의 다른 실시예에서, BN1 및 BN2의 값은 실제 상황에 따라 구체적으로 선택될 수 있고, 상기 범위에 한정되지 않는다.

도 1에서, 제1 단계 임펠러(21) 및 제2 단계 임펠러(22)는 오직 한 세트이다. 본 발명의 다른 실시예에 있어서, 제1 단계 임펠러(21) 및 제2 단계 임펠러(22)는 복수 세트를 설치할 수 있으며, 이때에도 동일한 기능을 구현할 수 있다.

요약하면, 본 발명의 실시예의 이중 반전 팬(100)은, 에어 가이드 구조(10) 및 임펠러 컴포넌트(20)에 대한 일련의 구조, 파라미터의 최적화 설계를 통해, 소음을 감소시키고, 풍압을 향상시킬 수 있다.

아래에 도 1-도 13을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예의 이중 반전 팬(100)을 설명한다.

실시예에 있어서,

본 발명의 실시예의 이중 반전 팬(100)은 에어 덕트(14), 에어 유입 그릴(11), 제1 단계 임펠러(21), 제1 모터, 제2 단계 임펠러(22), 제2 모터, 에어 출력 그릴(12)을 포함한다. 제1 단계 임펠러(21)는 원주 방향으로 이격된 복수 개의 제1 날개(212)를 포함하고, 제2 단계 임펠러(22)는 원주 방향으로 이격된 복수 개의 제2 날개(222)를 포함하며, 제1 날개(212)의 압력 표면은 제2 날개(222)의 흡력 표면에 대향으로 설치되며, 제1 날개(212) 및 제2 날개(222)의 구부러진 방향은 반대된다. 에어 유입 그릴(11) 위에는 9 개의 지지 가이드 베인(111)이 설치되고, 에어 유입 그릴(11)의 에어 유입측에는 에어 디플렉터(13)가 설치되며, 에어 디플렉터(13)의 바람맞이 측은 반구형 면이다.

여기서, 에어 디플렉터(13) 위의 반구형 면의 직경은 Ddao=0.9DH1이고, 지지 가이드 베인(111)의 날개 형태 입구 장착각은 W0=0이며, 출구 장착각은 W1=30°이며, 굽힘각은 T0=35°이며, 간격각은 Tg=5°이다. 이중 반전 축류팬을 구성하는 제2 단계 임펠러(22)의 휠허브비는 CD2=0.7이다.

상기 실시예에서, 제1 단계 임펠러(21) 및 제2 단계 임펠러(22)의 날개 형태 관계는 W4=W1, (W3t-5°)≤W3≤(W3t+5°), B1=2.5B2, Bg=15mm이며; 두 단계의 임펠러의 플랜지 직경(DS1, DS2)은 동일하며; 두 단계의 임펠러의 날개수는 동일하며, BN1=BN2=7이다.

상기 실시예의 이중 반전 팬(100)과, 에어 디플렉터(13)를 제거한 이중 반전 팬(100)에 대해 소음 테스트를 수행하여, 얻은 대비 결과는 도 11에 도시된 바와 같다. 상이한 풍량의 경우, 에어 디플렉터(13)의 설치가 모두 소음을 감소시키는 것을 알 수 있다.

상기 실시예의 이중 반전 팬(100)과, 일반 에어 유입 그릴(11)로 대체한 이중 반전 팬(100)에 대해 소음 테스트를 수행하여, 얻은 대비 결과는 도 12에 도시된 바와 같다. 여기서 일반 에어 유입 그릴(11)은, 그릴 바가 더이상 구부러지게 디자인되지 않은 것을 의미한다. 상이한 풍량의 경우, 본 발명의 실시예에서의 구부러진 에어 유입 그릴(11)은 모두 소음을 감소시키는 것을 알 수 있다.

상기 실시예의 이중 반전 팬(100)과, 상술한 바와 같이 구조를 최적화되지 않은 이중 반전 팬(100)을 비교하면, 본 발명의 실시예의 이중 반전 팬(100)이 최종적으로 얻은 압력 상승이 매우 돌출함을 알 수 있다.

본 명세서의 서술에 있어서, 참조 용어 "일 실시예", "일부 실시예", "예시적 실시예", "예", "구체적인 예", 또는 "일부 예" 등 서술은 해당 실시예 또는 예시를 결합하여 서술한 구체적인 특징, 구조, 재료 또는 특점이 본 발명의 적어도 하나의 실시예 또는 예시 중에 포함된다는 것을 뜻한다. 본 명세서에 있어서, 상기 용어에 대한 예시적인 표현은 동일한 실시예 또는 예시를 의미하지 않을 수도 있다. 또한, 서술한 구체적인 특징, 구조, 재료 또는 특점은 임의의 하나 또는 복수 개의 실시예 또는 예시 중에서 적합한 방식으로 결합될 수 있다.

본 발명의 실시예를 도시 및 설명하였지만, 본 분야의 통상적인 기술자라면, 본 발명의 원리 및 사상을 벗어나지 않는 상황 하에서 이러한 실시예에 대해 다양한 변화, 수정, 대안 및 변형을 수행할 수 있고, 본 발명의 범위는 청구범위 및 그 등가물에 의해 한정되는 것을 이해할 수 있을 것이다.

100: 이중 반전 팬
10: 에어 가이드 구조
11: 에어 유입 그릴
111: 지지 가이드 베인
12: 에어 출력 그릴
13: 에어 디플렉터
14: 에어 덕트
20: 임펠러 컴포넌트
21: 제1 단계 임펠러
211: 제1 휠허브
212: 제1 날개
22: 제2 단계 임펠러
221: 제2 휠허브
222: 제2 날개

Claims

이중 반전 팬으로서,
임펠러 컴포넌트 및 에어 가이드 구조를 포함하고;
임펠러 컴포넌트는, 회전 방향이 반대인 제1 단계 임펠러 및 제2 단계 임펠러를 포함하고, 상기 제1 단계 임펠러는 제1 휠허브 및 상기 제1 휠허브 위에 연결된 복수 개의 제1 날개를 포함하며, 상기 제2 단계 임펠러는 제2 휠허브 및 상기 제2 휠허브 위에 연결된 복수 개의 제2 날개를 포함하며, 상기 제1 날개의 압력 표면은 상기 제2 날개의 흡력 표면을 향해 설치되며, 날개 루트로부터 날개 팁으로의 방향에서, 상기 제1 날개 및 상기 제2 날개는 각각의 회전 방향을 향해 구부러지며;
에어 가이드 구조는, 에어 유입 그릴을 포함하고, 상기 에어 유입 그릴은 상기 제1 단계 임펠러에 인접하게 설치되며, 상기 에어 유입 그릴은 복수 개의 원주 방향을 따라 배열된 지지 가이드 베인을 포함하며, 에어 출구 측을 향하는 방향에서, 상기 지지 가이드 베인은 구부러지게 설치되며, 상기 지지 가이드 베인의 구부러진 방향은 상기 제1 날개의 회전 방향과 반대이며, 상기 지지 가이드 베인의 입구 장착각은 상기 지지 가이드 베인의 출구 장착각보다 작고;
상기 제2 날개의 출구각과 상기 제1 날개의 입구각의 차이는 10°를 초과하지 않고, 상기 제2 날개의 입구각과 제1 날개 기준각의 차이는 5°를 초과하지 않으며, 상기 제1 날개 입구각은 W2이고, 상기 제1 날개 기준각은 W4t이고, 상기 이중 반전 팬의 유량 계수는 Fi일 때, 상기 제1 날개 기준각(W4t)은 arctan{Fi*tan(W2)/[Fi+tan(W2)]}인 것을 특징으로 하는 이중 반전 팬.
제1항에 있어서,
상기 에어 가이드 구조는 에어 디플렉터를 포함하고, 상기 에어 디플렉터는 상기 에어 유입 그릴의 에어 유입측의 중심 위치에 설치되며, 상기 에어 디플렉터의 에어 유입 측 표면의 적어도 일부는 디플렉트 면을 형성하며, 상기 디플렉트 면은 상기 제1 단계 임펠러를 향하는 방향에서 상기 이중 반전 팬의 축선으로부터 멀어지도록 연장되는 것을 특징으로 하는 이중 반전 팬.
제2항에 있어서,
상기 디플렉트 면은 반구형 면이고, 상기 반구형 면의 직경은 적어도 상기 제1 휠허브의 에어 유입 측 끝단의 직경의 0.8 배이며, 상기 반구형 면의 직경은 상기 제1 휠허브의 에어 유입 측 끝단의 직경의 1.1 배를 초과하지 않는 것을 특징으로 하는 이중 반전 팬.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 지지 가이드 베인의 입구 장착각은 0°이고, 상기 지지 가이드 베인의 출구 장착각은 적어도 18°이며, 상기 지지 가이드 베인의 출구 장착각은 42°를 초과하지 않는 것을 특징으로 하는 이중 반전 팬.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 지지 가이드 베인은 날개 루트 엔드로부터 날개 팁 엔드가, 상기 제1 날개의 회전 방향에 반대되는 방향으로 구부러지며, 평균각은 360°를 상기 지지 가이드 베인의 날개수와 동일한 개수로 나눌 경우, 각 등분이 차지하는 각도이며, 상기 평균각은 각 상기 지지 가이드 베인의 굽힘각보다 적어도 4°크고, 상기 평균각은 각 상기 지지 가이드 베인의 굽힘각에 비해 15°를 초과하지 않는 것을 특징으로 하는 이중 반전 팬.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
에어 유입측으로부터 에어 출력측의 방향에서, 상기 제1 휠허브의 직경은 점차적으로 커지며;
상기 제1 휠허브가 에어 유입측 끝단에서의 직경은 적어도 상기 제1 휠허브가 에어 출력측 끝단에서의 직경의 0.5 배이며, 상기 제1 휠허브가 에어 유입측 끝단에서의 직경은 상기 제1 휠허브가 에어 출력측 끝단에서의 직경의 0.85 배를 초과하지 않으며;
상기 제1 휠허브가 에어 출력측 끝단에서의 직경은 적어도 상기 제1 단계 임펠러의 플랜지 직경의 0.25 배이며, 상기 제1 휠허브가 에어 출력측 끝단에서의 직경은 상기 제1 단계 임펠러의 플랜지 직경의 0.45 배를 초과하지 않는 것을 특징으로 하는 이중 반전 팬.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 단계 임펠러의 휠허브 비는 상기 제2 휠허브의 직경과 상기 제2 단계 임펠러의 플랜지 직경 사이의 비례값이며, 상기 제2 단계 임펠러의 휠허브의 비는 적어도 0.45이며, 상기 제2 단계 임펠러의 휠허브 비는 0.7을 초과하지 않는 것을 특징으로 하는 이중 반전 팬.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 날개의 입구는 뒤로 커브드되고, 상기 제1 날개의 입구 커브드 각은 L1이며, L1은 5°≤L1≤12°를 만족하는 것을 특징으로 하는 이중 반전 팬.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 날개의 출구는 앞으로 커브드되고, 상기 제1 날개의 출구 커브드 각은 L2이며, L2는 3°≤L2≤15°를 만족하는 것을 특징으로 하는 이중 반전 팬.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 날개의 입구는 뒤로 커브드되고, 상기 제2 날개의 입구 커브드 각은 L3이며, L3은 5°≤L3≤10°를 만족하는 것을 특징으로 하는 이중 반전 팬.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 날개의 출구는 앞으로 커브드되고, 상기 제2 날개의 출구 커브드 각은 L4이며, L4는 3°≤L4≤8°를 만족하는 것을 특징으로 하는 이중 반전 팬.
삭제
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 날개의 축방향 너비는 적어도 상기 제2 날개 축방향 너비의 1.4 배이고, 상기 제1 날개의 축방향 너비는 상기 제2 날개 축방향 너비의 3 배를 초과하지 않는 것을 특징으로 하는 이중 반전 팬.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 날개와 상기 제2 날개 사이의 축방향 간격은 적어도 상기 제1 날개 축방향 너비의 0.1 배이고, 상기 축방향 간격은 상기 제1 날개 축방향 너비의 0.8 배를 초과하지 않는 것을 특징으로 하는 이중 반전 팬.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 휠허브가 에어 출력측 끝단에서의 직경은 적어도 상기 제2 휠허브 직경의 0.9 배이고, 상기 제1 휠허브가 에어 출력측 끝단에서의 직경은 상기 제2 휠허브 직경의 1.1 배를 초과하지 않는 것을 특징으로 하는 이중 반전 팬.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 날개의 개수는 BN1이고, 상기 제2 날개의 개수는 BN2 일 때, BN2-3≤BN1≤BN2+5를 만족하는 것을 특징으로 하는 이중 반전 팬.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 임펠러 컴포넌트는 축방향으로 설치된 복수 개의 세트인 것을 특징으로 하는 이중 반전 팬.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 날개의 날개 형태 및 상기 제2 날개의 날개 형태는 상이한 것을 특징으로 하는 이중 반전 팬.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 날개의 플랜지 직경은 상기 제2 날개의 플랜지 직경과 동일하거나, 상기 제1 날개의 플랜지 직경은 상기 제2 날개의 플랜지 직경과 동일하지 않는 것을 특징으로 하는 이중 반전 팬.