KR20080091024A - Axial ventilator, especially for the cooling system of a rail vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 축류 통풍기, 특히 철도 차량용 축류 통풍기에 관한 것이다.The present invention relates to an axial ventilator, in particular an axial ventilator for railway vehicles.
축류 통풍기들은 오래전부터 공지되어 있다. 많은 간행물이 있다. 예컨대 US 4 358 245, US 4 569 631, US 4 569 632, US 4 684 324 참고.Axial flow ventilators have long been known. There are many publications. See eg US 4 358 245, US 4 569 631, US 4 569 632, US 4 684 324.
최신 블레이드 형태는 낫(sickle) 형태이다. 개별 블레이드는 블레이드 휠의 회전 방향으로 볼 때 전방으로 휘어진다. 블레이드를 잘라 실린더 단면들을 만들고, 개별 실린더 단면의 중심을 연결하면, 모든 중심이 하나의 연결 선을 형성한다. The latest blade form is a sickle form. The individual blades bend forward when viewed in the direction of rotation of the blade wheel. By cutting the blades to form cylinder sections, and connecting the centers of the individual cylinder sections, all the centers form one connecting line.
최근에는 통풍기 소음의 문제가 매우 중요하다. 소음 레벨을 낮추기 위한 많이 노력이 이루어졌다. US 4 358 245는 블레이드의 외부 단부에 고정된 칼라를 외주에 구비한 통풍기 블레이드 휠을 설명한다. 블레이드들은 전방으로 심하게 휘어진다. 블레이드 각은 내부로부터 외부로 반경을 따라 커진다.Recently, the problem of ventilator noise is very important. Much effort has been made to lower the noise level. US 4 358 245 describes a ventilator blade wheel with a collar fixed to the outer end of the blade. The blades bend badly forward. The blade angle increases along the radius from inside to outside.
소음 레벨을 낮추는 것과 더불어, 효율을 높이기 위해 노력한다.In addition to lowering the noise level, efforts are made to increase efficiency.
환경 보호에 대한 요구가 커짐에 따라, 지금까지 공지된 해결책은 소음 부하 를 줄이는데 더 이상 충분치 않다.As the demand for environmental protection grows, the solutions known so far are no longer sufficient to reduce the noise load.
본 발명의 과제는 작동 중에 생기는 소음 레벨을 현저히 떨어뜨리고, 공지된 통풍기보다 가급적 개선된 효율을 가진 축류 통풍기를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide an axial ventilator which significantly lowers the noise level produced during operation and has as much improved efficiency as possible than known ventilators.
상기 과제는 청구항 1의 특징에 의해 해결된다.The problem is solved by the features of
발명자는 낫 블레이드들을 가진 블레이드 휠을 전제로 한다. 블레이드는 전방으로 휘어진다. 연결 선은 입체적으로 휘어져 연장한다. 블레이드는, 스위프 각, 즉 상기 연결 선과 이것에 놓인 접선이 형성하는 각이 블레이드의 반경을 따라 비선형 함수이도록 형성된다.The inventor assumes a blade wheel with sickle blades. The blade is bent forward. The connecting line extends in three dimensions. The blades are formed such that the sweep angle, ie the angle formed by the connecting line and the tangents lying thereon, is a nonlinear function along the radius of the blade.
2차 또는 3차 또는 그 밖의 함수가 고려된다.Second or third order or other functions are considered.
본 발명에 따른 블레이드를 가진 통풍기는 지금까지 보다 4 내지 8 dB 더 낮은 소음 레벨을 갖는 것으로 나타났다. 통풍기의 효율도 만족스럽다. 효율은 지금까지 공지된 통풍기의 효율보다 높거나 또는 적어도 동일하다.The ventilator with blades according to the invention has been shown to have a sound level of 4 to 8 dB lower than so far. The efficiency of the ventilator is also satisfactory. The efficiency is higher or at least equal to the efficiency of the ventilators known so far.
본 발명을 첨부한 도면을 참고로 구체적으로 설명한다.The present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1 및 도 2에 도시된 블레이드 휠은 허브(2), 및 다수의 블레이드들(3)을 갖는다. 블레이드들은 낫(sickle) 블레이드들이다. 블레이드들은 전방으로 휘어진다(블레이드 휠의 회전 방향(4) 참고).The blade wheel shown in FIGS. 1 and 2 has a
블레이드들 중 하나를 자른 다수의 단면들이 실린더 단면으로 주어진다(가상 절단 선 3.1 내지 3.8 참고). 절단 선의 중심을 서로 연결하면, 연결 선(5)이 주어진다. 연결 선(5)은 투영면에서 휘어질 뿐만 아니라, 투영면에 대해 수직으로도 휘어진다. 따라서, 이들은 입체적으로 휘어진다.A number of cross sections from one of the blades is given as a cylinder cross section (see virtual cutting lines 3.1 to 3.8). When the centers of the cutting lines are connected to each other, a connecting line 5 is given. The connecting line 5 is not only curved in the projection plane, but also perpendicular to the projection plane. Thus, they bend in three dimensions.
반경의 여러 지점에서 상기 연결 선(5)에 접선을 형성하면, 각각 각(δ), 소위 스위프 각이 주어진다. 스위프 각(δ)은 반경에 따라 변한다.Forming a tangent to the connecting line 5 at several points in the radius gives the angle δ, the so-called sweep angle, respectively. The sweep angle δ varies with the radius.
도 3은 반경에 대한 스위프 각(δ)의 곡선을 나타낸다. 본 경우에는 상기 곡선은 2차 함수를 따른다. 허브에서의 각(δ)은 -55도이고, 외주에서의 각은 55도이다.3 shows a curve of the sweep angle δ relative to the radius. In this case the curve follows a quadratic function. The angle δ at the hub is -55 degrees and the angle at the outer circumference is 55 degrees.
따라서, 스위프 각(δ)의 곡선은 비선형이다. 상기 곡선은 2차 함수와는 다른 함수, 예컨대 3차 함수에 따라 연장할 수도 있다.Therefore, the curve of the sweep angle δ is nonlinear. The curve may extend in accordance with a function different from the quadratic function, such as a cubic function.
도 4는 구체적인 실시예에 상응하는 블레이드 휠을 나타낸다. 허브(3) 및 블레이드(3) 참고. 블레이드들은 낫 블레이드들이다. 이들은 전방으로 휘어지고 모든 중요한 세부 사항에 있어서 도 1 및 도 2에 따른 블레이드에 상응한다. 여기에서도 반경에 대한 스위프 각은 2차 함수에 따라 연장한다(상세히 도시되지 않음).4 shows a blade wheel corresponding to a specific embodiment. See also hub (3) and blade (3). Blades are sickle blades. These bend forward and correspond to the blades according to FIGS. 1 and 2 in all important details. Here too the sweep angle with respect to the radius extends according to the quadratic function (not shown in detail).
도 5에 도시된 모터 지지체(6)는 도 4에 도시된 블레이드 휠을 위해 설계된다. 모터 지지체(6)는 블레이드 휠의 흡입 측 또는 압력 측에, 각각 블레이드 휠에 대해 동축으로 배치될 수 있다. 모터 지지체(6)는 조립된 상태에서 고정된다.The motor support 6 shown in FIG. 5 is designed for the blade wheel shown in FIG. 4. The motor support 6 may be arranged coaxially with respect to the blade wheel, respectively, on the suction side or the pressure side of the blade wheel. The motor support 6 is fixed in the assembled state.
모터 지지체(6)는 중앙 디스크(6.1), 이에 대해 동심인 원주 칼라(6.2) 및 스트립들(6.3)을 포함한다. 스트립들(6.3)은 중앙 디스크(6.1) 및 원주 칼라(6.2)에 고정된다. 이들은 중앙 디스크(6.1)과 관련해서 할선의 형태로 배치된다. 중앙 디스크는 통풍기의 도시되지 않은 구동 모터를 지지한다.The motor support 6 comprises a central disk 6. 1, a circumferential collar 6. 2 and strips 6. 3 concentric with it. The strips 6.3 are fixed to the central disk 6. 1 and the circumferential collar 6. They are arranged in the form of dashed lines with respect to the central disk 6.1. The central disk supports the drive motor, not shown, of the ventilator.
도 6은 모터 지지체(6)와 결합된 블레이드 휠(2)을 도시한다. 둘 다 서로 동축으로 배치된다. 본 경우에는 모터 지지체(6)가 블레이드 휠(1)의 흡입 측 상에 배치된다. 도시되지 않은 모터는 모터 디스크(6.1) 상에 조립된다.6 shows a
발명자는 블레이드 휠(1)과 관련한 모터 지지체(6)의 배치가 소음 레벨 및 효율을 위해 중요하다는 것을 알았다. 배치는 개별 스트립(6.3)과 그 아래 놓인 관련 블레이드(3) 사이의 각(α)이 가급적 크도록, 특히 방사방향 외부 영역에서 크도록 선택되어야 한다. 이는 통풍기가 작동 중에 발생하는 소음 레벨에 바람직하게 작용할 뿐만 아니라 그 효율에 바람직하게 작용한다.The inventor has found that the arrangement of the motor support 6 in relation to the
모터 지지체(6)를 반대로 블레이드 휠와 결합함으로써, 스트립(6.1)이 역 방향으로 향하게 되면, 각(α)은 매우 작거나, 또는 심지어 제로일 수 있다. 각(α)은 방사방향 외부 영역에서 훨씬 더 작을 것이다.By combining the motor support 6 with the blade wheels in reverse, if the strip 6. 1 is directed in the reverse direction, the angle α can be very small or even zero. The angle α will be much smaller in the radially outer region.
작동 블레이드가 원주 칼라를 갖지 않아서, 블레이드 피크를 서로 연결하는 어떤 연결 부재도 필요하지 않은 것이 바람직하다. 이 경우, 블레이드(3)의 단부들은 자유로이 돌출한다.It is preferable that the actuating blade does not have a circumferential collar, so that no connecting member connecting the blade peaks to each other is necessary. In this case, the ends of the
도 1은 회전 축선의 방향으로 본 블레이드 휠의 일부를 도시한 도면.1 shows a portion of a blade wheel seen in the direction of the axis of rotation;
도 2는 도 1의 측면도.2 is a side view of FIG. 1;
도 3은 반경에 대한 스위프 각의 곡선을 나타낸 도면.3 shows a curve of sweep angle versus radius.
도 4는 블레이드 휠의 사시도 및 평면도.4 is a perspective view and a plan view of the blade wheel;
도 5는 블레이드 휠과 함께 조립하기 위한 모터 지지체.5 is a motor support for assembling with a blade wheel.
도 6은 블레이드 휠과 결합된 모터 지지체.6 is a motor support coupled with a blade wheel.
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