KR20010081656A

KR20010081656A - Axial Fan

Info

Publication number: KR20010081656A
Application number: KR1020000007571A
Authority: KR
Inventors: 문동수; 정인화
Original assignee: 구자홍; 엘지전자주식회사
Priority date: 2000-02-17
Filing date: 2000-02-17
Publication date: 2001-08-29

Abstract

PURPOSE: An axial flow fan is provided to prevent breakage of an axial flow fan at high speed rotation by minimizing a shearing stress due to the size of a blade in the axial flow fan. CONSTITUTION: An axial flow fan comprises a blade(21), a hub(23) connected to the blade to transmit torque, and a reinforcement(22) preventing a stress concentration in a joint part of the blade and the hub. The reinforcement having a smooth curved boundary line is thickened smoothly to match with the thickness of the blade, and the hub is thickened smoothly to prevent stress concentration. The structure of the axial flow fan is improved to prevent the blade from being broken. The axial flow fan protects the blade against breakage in rotating the blade at a high speed, and prevents the breakage of the blade in enlarging the area of the reinforcement and in increasing the RPM(Revolutions Per Minute) of the blade. The additional expense is reduced with modifying the axial flow fan simply.

Description

Axial Fan

본 발명은 축류팬에 관한 것으로서, 특히 개선된 축류팬의 날개와 허브의 이음부의 형상에 관한 것이다.The present invention relates to an axial fan, in particular to the shape of the joints of the blades and hub of the improved axial fan.

일반적으로 팬(fan)은 통풍기로서, 날개차의 회전운동에 의해서 기체를 압송하고 그 압력비가 1.1 또는 토출 압력 1,000 mmAg 미만의 송풍기를 의미한다. 대표적인 팬으로는 원심팬과 축류팬이 있다.In general, a fan is an air ventilator, and means a blower that pressurizes gas by a rotary motion of a van and whose pressure ratio is 1.1 or less than a discharge pressure of 1,000 mmAg. Typical fans include centrifugal fans and axial flow fans.

도 1은 일반적인 축류팬의 날개와 허브의 형상을 보인 평면도이다. 도 1을 참조하면, 팬의 날개가 커지면 더 큰 전단력을 받게 되며, 이러한 특성으로 인해 팬이 고속으로 회전하게 되면 허브와 날개가 이어지는 부분이 쉽게 파손된다. 따라서, 파손을 막기 위해서는 도 2A 내지 도 2B에 도시된 바와 같이 형상이 깨지는 부위를 보강하는 것이 일반적인 방법이었다.1 is a plan view showing the shape of the wing and the hub of a general axial fan. Referring to Figure 1, the larger the blade of the fan receives a larger shear force, due to this characteristic when the fan is rotated at high speed, the hub and the blade connecting portion is easily broken. Therefore, in order to prevent breakage, as shown in FIGS. 2A to 2B, it is a general method to reinforce the broken part.

이러한 보강 방법을 적용할 경우, 팬이 깨지는 현상은 크게 줄어들지만 보강된 날개의 바깥 부분이 깨지는 경우가 발생하였다. 특히, 팬의 회전수가 높게 요구되는 때에는 팬의 날개가 깨지는 빈도가 높아지게 되었다.When the reinforcement method is applied, the fan breakage is greatly reduced, but the outer part of the reinforcement wing is broken. In particular, when the rotation speed of the fan is required to be high, the frequency at which the fan blades are broken is increased.

즉, 종래의 경우에는 팬의 날개를 보강해 줌으로써 응력 집중이 분산되는 효과는 있으나 도 3B 내지 도 3C에서 도시된 바와 같이 응력이 집중되는 부분이 보강이 안된 다른 부분으로 이동하기 때문에 팬의 날개가 깨지는 현상을 완전히 없애는 데에는 한계가 있었다.That is, in the conventional case, the stress concentration is dispersed by reinforcing the blades of the fan, but as shown in FIGS. 3B to 3C, the stress concentration portion moves to another portion that is not reinforced, as shown in FIGS. 3B to 3C. There was a limit to getting rid of the phenomena completely.

본 발명의 목적은 이와 같은 종래 기술의 문제점을 감안하여 창출된 것으로서, 축류팬의 날개의 크기로 인해 발생되는 전단 응력을 최소화하여 고속 회전시에도 파손되지 않는 축류팬을 제공하기 위한 것이다.An object of the present invention was created in view of the problems of the prior art, to minimize the shear stress caused by the size of the blade of the axial fan to provide an axial fan that does not break even at high speed rotation.

도 1은 일반적인 축류팬의 날개와 허브의 형상을 보인 평면도.1 is a plan view showing the shape of the wing and hub of a typical axial flow fan.

도 2a및 2b는 종래의 축류팬의 파손을 막기 위한 축류팬의 날개와 허브의 형상을 보인 평면도.Figure 2a and 2b is a plan view showing the shape of the blade and the hub of the axial fan to prevent damage of the conventional axial fan.

도 3a~3c는 종래의 축류팬의 날개에 보강을 하지 않을 경우와 할 경우를 설명하기 위한 도면.3A to 3C are views for explaining the case and when not to reinforce the wing of the conventional axial flow fan.

도 4는 본 발명에 따른 개선된 형상의 날개를 갖는 축류팬.4 is an axial flow fan with wings of an improved shape according to the invention.

도 5는 본 발명에 따른 개선된 형상의 날개의 단면 상세도.5 is a cross-sectional detail view of a wing of an improved shape in accordance with the present invention.

도 6은 본 발명에 따른 개선된 형상의 날개를 구비한 축류팬의 반지름의 영향을 설명하기 위한 도면.Figure 6 is a view for explaining the effect of the radius of the axial fan with a wing of improved shape according to the present invention.

<도면의 중요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for important parts of the drawing>

21 ...... 날개21 ...... wings

22 ...... 보강재22 ...... Reinforcement

23 ...... 허브23 ...... Herb

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 축류팬은 소정 형상의 날개와, 상기 날개와 연결되어 회전 토크를 전달하기 위한 허브와, 상기 날개와 허브의 이음부에 스무스한 곡선 형상을 갖으며 응력의 크기에 따라 결정된 반지름을 갖는 보강재로 구성된 것을 특징으로 한다. 여기서, 상기 보강재와 상기 날개의 경계면은 스무스한 곡선 형상을 갖는 것이 바람직하다.In order to achieve the above object, the axial flow fan according to the present invention has a blade having a predetermined shape, a hub connected to the blade to transmit rotational torque, and a smooth curved shape at a joint portion of the blade and the hub and has a stress. It characterized in that the reinforcement having a radius determined according to the size of. Here, it is preferable that the interface between the reinforcing material and the wing has a smooth curved shape.

또한, 상기 보강재의 반지름은 상기 허브의 반지름에서 상기 허브의 지름보다 1/2의 길이 만큼 더 긴 길이 내에서 결정되는 것이 바람직하다.In addition, the radius of the reinforcing material is preferably determined within a length longer than half the diameter of the hub at the radius of the hub.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 4는 본 발명에 따른 개선된 형상의 날개를 갖는 축류팬이다. 도 4를 참조하면, 축류팬은 소정 형상의 날개(21)와, 날개(21)와 연결되어 회전 토크를 전달하기 위한 허브(23)와, 날개(21)와 허브(23)의 이음부에 응력 집중을 예방하기 위한 보강된 보강재(22)로 구성된다.4 is an axial fan having a wing of an improved shape according to the invention. Referring to FIG. 4, the axial fan includes a blade 21 having a predetermined shape, a hub 23 connected to the blade 21 to transmit rotational torque, and a joint portion of the blade 21 and the hub 23. It consists of a reinforced stiffener 22 to prevent stress concentration.

이와 같이 구성된 축류팬의 동작을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.The operation of the axial fan configured as described above will be described with reference to the accompanying drawings.

본 발명에서는 종래와 다르게 축류팬의 날개(21)의 전면을 보강한다. 즉, 팬과 날개가 닿는 부분을 전부 보강함으로써, 종래에 발생했던 허브(23)와 날개(21)가 닿는 부분에 응력 집중이 발생되지 않도록 하게한다.In the present invention, unlike the conventional reinforcement of the front surface of the blade 21 of the axial fan. That is, by reinforcing all the portions where the fan and the blade touches, the stress concentration is prevented from occurring in the portion where the hub 23 and the blade 21 hit in the prior art.

그러나, 날개에 대한 보강이 끝나는 부분(24, 25)에서 응력이 집중될 가능성이 있는데, 회전체의 중심에서 떨어져 있을 뿐만 아니라 응력 집중이 발생할 수 있는 부분이 길기 때문에 분산되어서 응력의 크기가 작다. 따라서, 응력 집중으로 인한 팬의 날개(21)는 파손되지 않고 팬의 회전수를 어느 정도 높인 경우에도 크게 문제되지 않는다.However, there is a possibility that the stress is concentrated at the parts 24 and 25 where the reinforcement to the wing ends, which is not only separated from the center of the rotor, but also dispersed so that the stress concentration can be long, so the stress is small. Therefore, the blade 21 of the fan due to the stress concentration does not break, and it does not matter much even if the number of rotations of the fan is increased to some extent.

특히, 팬의 날개(21)와 허브(23)의 이음부에 보강되는 보강재(22)의 경계면이 스무스한 곡선 형상을 갖으면, 보강의 효과를 더욱 높일 수 있다. 즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 날개(21)에 붙여지는 보강재(22)는 두께 변화율을 일정하게 하면서 날개(21)의 두께와 같아지게 하며, 허브(23)의 두께는 반대로 두꺼워 지면서 허브(23)에 날개(21)가 부착되는 것이다. 이러한 형상은 급격한 두께 변화에서 올 수 있는 응력 집중을 막아주며, 이러한 방식으로 축류팬을 설계하면 큰 효과를 볼 수 있다.In particular, when the interface between the blade 21 of the fan and the reinforcing material 22 that is reinforced on the joints of the hub 23 has a smooth curved shape, the effect of reinforcement can be further enhanced. That is, as shown in Figure 5, the reinforcing material 22 attached to the blade 21 is made equal to the thickness of the blade 21 while maintaining a constant rate of change of thickness, the thickness of the hub 23 is reversely thickened hub The blade 21 is attached to (23). This shape prevents stress concentrations that can result from rapid changes in thickness, and designing the axial fan in this way can have great effects.

또한, 도 6에 도시된 바와 같이 날개의 보강되는 부분의 반지름은 응력의 크기에 따라 결정될 수 있는데, 같은 회전수에서 파손을 막기 위한 것이면 허브의 반지름보다 약간 크게 보강하는 것으로도 충분히 파손을 막을 수 있으며, 만일 기존의 팬 지름이 현재보다 1/2를 더 길게 보강된다면 축류팬의 회전수가 50%정도 높아지는 경우에도 파손을 방지할 수 있다.In addition, as shown in FIG. 6, the radius of the reinforcing portion of the blade may be determined according to the magnitude of the stress, and if it is to prevent the breakage at the same rotational speed, the damage may be sufficiently prevented by reinforcing slightly larger than the radius of the hub. And, if the existing fan diameter is reinforced by 1/2 longer than the current can prevent damage even if the rotational speed of the axial fan is increased by about 50%.

이상과 같은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따르면, 축류팬의 날개부분의 파손을 막기 위한 보강 방법과 날개부분의 파손을 막을 수 있는 개선된 구조를 갖는 축류팬을 제공한다. 이러한 형상을 갖는 축류팬을 제품에 적용할 경우 같은 회전수에서 파손을 막을 수 있을 뿐만 아니라, 보강의 넓이를 넓게 한 상태에서 회전수를 증가시키는 경우에도 축류팬의 날개의 파손을 막을 수 있는 효과가 있다.According to a preferred embodiment of the present invention as described above, it provides an axial fan having a reinforcing method for preventing the breakage of the wing portion of the axial flow fan and an improved structure that can prevent the breakage of the wing portion. When the axial fan having such a shape is applied to the product, it can not only prevent damage at the same rotational speed, but also prevent the damage of the axial fan blade even if the rotational speed is increased while the reinforcement is widened. There is.

본 발명을 제품에 적용할 경우에는 날개를 보강하는데 금형에 대한 약간의 수정이 필요하며, 또한 약간의 재료가 더 필요하게 되나, 이러한 추가적인 비용은 날개가 파손됨에 따라 부품을 바꾼다든지 형상 설계를 다시 하는 것과 비교해볼때 매우 경제적인 방식이라 할 수 있다.When the present invention is applied to a product, a slight modification of the mold is required to reinforce the wing, and a little more material is required, but this additional cost may be changed parts or the shape design again as the wing is broken. Compared to doing that, it's a very economical way.

Claims

Wings of a predetermined shape,

A hub connected to the vane to transmit rotational torque;

An axial fan, characterized in that the reinforcement having a smooth curved shape at the joint of the wing and the hub and having a radius determined according to the magnitude of the stress.

The method of claim 1, wherein the portion of the reinforcing member attached to the wing is a shape that is equal to the thickness of the wing while the thickness change rate is constant, and the thickness of the hub provides a shape to which the wing is attached to the hub. Axial flow fan.

The axial flow fan of claim 1, wherein the radius of the reinforcement is determined within a length longer than half the diameter of the hub at the radius of the hub.