WO2022071677A1 - 축류팬 - Google Patents

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WO2022071677A1
WO2022071677A1 PCT/KR2021/012328 KR2021012328W WO2022071677A1 WO 2022071677 A1 WO2022071677 A1 WO 2022071677A1 KR 2021012328 W KR2021012328 W KR 2021012328W WO 2022071677 A1 WO2022071677 A1 WO 2022071677A1
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blades
blade
axial fan
center
hub
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PCT/KR2021/012328
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English (en)
French (fr)
Inventor
박대석
김명훈
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한온시스템 주식회사
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    • F05D2240/30—Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor

Definitions

  • the present invention relates to an axial fan in which the direction of air flow when the fan rotates is formed parallel to the rotation axis of the fan.
  • a vehicle uses air blown by a blower fan to cool a heat exchange medium passing through a heat exchanger such as a radiator or a condenser.
  • a blower fan for a vehicle an axial fan in which the direction of air flow is formed parallel to the rotation shaft of the fan is mainly used.
  • 1 and 2 are plan views showing a conventional axial fan.
  • the conventional axial fan has a hub 10 serving as a rotation center, and a plurality of blades 20 radially disposed on the outside of the hub 10 in the radial direction, each blade root connected to the outer circumferential surface of the hub 10 . ) and a fan band 30 disposed on the outside of the plurality of blades 20 in the radial direction and connected to the tip of each of the blades 20 .
  • Such an axial fan can be largely divided into a forward-blade axial fan and a reverse-blade axial fan according to the direction in which the fan rotates and the direction in which the blades (wings) are bent. That is, as shown in FIG. 1 , the direction in which the fan rotates and the blade 20 is bent is a forward sweep fan (FS fan), and as shown in FIG. 2 , the rotation direction of the fan and the blade 20 are bent. The opposite direction is a Backward Sweep fan (BS fan).
  • FS fan forward sweep fan
  • BS fan Backward Sweep fan
  • the axial fan is relatively superior in performance because the streamlines of the air flow do not overlap as shown in FIG. .
  • the rear-blade axial fan is advantageous in terms of noise (sound), but as a result of flow analysis as shown in FIG. 4, air flows in the tip direction along the shape of the blade, and the vortex overlaps and collides in the area where the tip of the blade and the fan band meet. Accordingly, there is a disadvantage in that the performance of the fan is deteriorated.
  • the present invention has been devised to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide an axial fan having the advantages of the reverse-blade axial fan in terms of noise and excellent performance like the reverse-blade axial fan. .
  • the axial fan of the present invention for achieving the above object includes a hub serving as a rotation center, a plurality of blades radially disposed on the outside of the hub and each blade root connected to the outer circumferential surface of the hub, and the plurality of blades.
  • each of the blades is, based on a reference radius line (SL) connecting specific radial points between the blade root and the tip, the reference radius line an inner blade positioned inside the radial direction of (SL) and bent opposite to the rotational direction of the axial fan; and an outer blade positioned outside the reference radial line (SL) in a radial direction and bent in the same direction as the rotation direction of the axial fan.
  • SL reference radius line
  • each of the blades is based on a straight line (L1) connecting the center (C) of the hub and the center (C1) of the blade root, a straight line connecting the center (C) of the hub and the center (C2) of the tip (C2)
  • the angle ⁇ 1 formed by L2) may be formed opposite to the rotation direction of the axial fan.
  • each of the blades is based on a straight line (L3) connecting the center (C) of the hub and the inflection point (P), which is the center of the inflection part where the inner and outer blades meet, the inflection point (P) and the tip of the blade.
  • the angle ⁇ 2 formed by the straight line L4 connecting the center C2 may be formed to be the same as the rotation direction of the axial fan.
  • each of the blades is, based on a straight line (L1) connecting the center (C) of the hub and the center (C1) of the blade root, the inflection portion where the center (C) of the hub and the inner and outer blades meet
  • the angle ⁇ 3 formed by the straight line L3 connecting the inflection point P, which is the center, may be formed opposite to the rotational direction of the axial fan.
  • the radius of the reference radius line SL of each blade may be formed to be 1/3 or more from the tip of the blade compared to the radial length from the tip of the blade to the blade root.
  • the inner blade may be bent opposite to the rotational direction of the axial fan.
  • the outer blade may be bent in the same direction as the rotational direction of the axial fan.
  • the plurality of blades may be formed to have the same radial lengths of the inner blades, and the plurality of blades may be formed to have the same radial lengths of the outer blades.
  • the plurality of blades may have the same spacing between neighboring blades.
  • the plurality of blades may not have the same spacing between neighboring blades.
  • each of the blades may have a leading edge LE and a trailing edge TE extending from the blade root to the tip, and the leading edge LE and the trailing edge TE may be bent in a shape corresponding to each other.
  • the axial fan of the present invention has an advantage in terms of noise due to good tone like a reverse-blade axial fan, and also has the advantage of excellent performance like a reverse-blade axial fan because the wire does not overlap near the tip of the blade.
  • 1 and 2 are plan views showing a conventional axial flow fan and a reverse blade axial fan.
  • 3 and 4 are images showing the results of analysis of air flow at the tip of the blades of the conventional forward blade axial fan and the reverse blade axial fan.
  • 5 and 6 are a plan view and a partially enlarged view showing an axial fan according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is an image showing the pressure distribution on the blades in the axial fan according to an embodiment of the present invention.
  • 5 and 6 are a plan view and a partially enlarged view showing an axial fan according to an embodiment of the present invention.
  • the axial fan may be largely composed of a hub 100 , a plurality of blades 200 , and a fan band 300 .
  • the hub 100 is a rotational center, and may be rotated by being coupled to a driving shaft of a driving motor.
  • the hub 100 may be formed in a concave container shape so that the driving motor can be accommodated inside, and a cylindrical cylinder is extended in one direction from the outer periphery of a disk-shaped plate to which the driving motor is coupled to the center. can be formed with
  • the hub 100 may be formed in various shapes.
  • the blade 200 is configured in plurality, and the plurality of blades 200 may be disposed radially spaced apart from each other on the outside of the hub 100 along the circumferential direction.
  • the blades 200 have a blade root 210 , which is the innermost end in a radial direction, connected to the outer circumferential surface of the hub 100 , and a plurality of blades 200 are formed in the hub 100 to extend radially outward.
  • the blades 200 connect the leading edge (LE), which is the front end of the rotational direction of the axial fan, and the trailing edge (TE), which is the rear end.
  • An installation angle formed by a straight chord line with the rotational direction of the axial fan may be formed at a specific angle.
  • the center C1 of the blade root 210 and the center of the tip 220 may be located on the center line ML connecting the centers of the leading edge LE and the trailing edge TE.
  • the fan band 300 may be formed in a ring shape, and the fan band 300 is disposed on the outside of the blades 200 so that the radially outermost tip 220 of each of the blades 200 is the fan band ( 300) may be connected to the inner circumferential surface.
  • the hub 100 , the plurality of blades 200 , and the fan band 300 may be integrally formed through injection or the like.
  • each of the blades 200 may be configured to include an inner blade 201 positioned on the radially inner side of the reference radius line SL and an outer blade 202 positioned on the radially outer side, and radially
  • the inner end of the outer blade 202 is connected to the outer end of the inner blade 201 may be integrally formed. That is, the reference radius line SL is a line connecting points where the inner blade 201 and the outer blade 202 of each of the blades 200 meet and connect with each other. ) can be a circle with a specific radius.
  • each of the blades 200 may be formed to be bent opposite to the rotational direction of the axial fan, and the outer blade 202 may be formed to be bent in the same direction as the rotational direction of the axial fan. there is. That is, when the rotational direction of the axial fan is clockwise as shown, the inner blade 201 is bent counterclockwise to the left and the outer blade is bent to the clockwise right, the blade 200 The outer blade 202 may be bent in a direction opposite to the direction in which the inner blade 201 is bent while going from the blade root 210 to the tip 220 of the wing root 210 .
  • each of the blades 200 is based on a straight line L1 connecting the center C of the hub 100 and the center C1 of the blade root 210 of the blade 200,
  • An angle ⁇ 1 formed by a straight line L2 connecting the center C and the center C2 of the tip 220 of the blade 200 may be formed opposite to the rotation direction of the axial fan. That is, when the rotational direction of the axial fan is clockwise, the blade 200 may be in the form of a reverse blade axial fan in which the tip 220 is rotated counterclockwise by an angle of ⁇ 1 with respect to the L1 line.
  • the center C of the hub 100 and the inner blade 201 And the angle ⁇ 3 formed by the straight line L3 connecting the inflection point P, which is the center of the inflection portion 215 where the outer blade 202 meets, may be formed opposite to the rotational direction of the axial fan. That is, the inner blade 201 may be at a position in which the inflection point P is rotated counterclockwise by an angle of ⁇ 3 with respect to the L1 line. In this case, the inflection point P may be located on the center line ML.
  • the inflection point P based on the straight line L3 connecting the center C of the hub 100 and the inflection point P, which is the center of the inflection portion 215 where the inner blade 201 and the outer blade 202 meet, the inflection point P ) and the straight line L4 connecting the center C2 of the tip 220 of the blade 200 may form an angle ⁇ 2 formed in the same direction as the rotation direction of the axial fan. That is, the outer blade 202 may be in a position in which the tip 220 is rotated by an angle of ⁇ 2 in the clockwise direction with respect to the L3 line.
  • the overall shape of each of the blades is formed in a rearward blade shape that is bent opposite to the rotational direction of the axial flow fan, the inner blade is formed in a rearward blade shape and the outer blade is formed in a forward direction It may be formed in the form of a feather. Accordingly, it has an advantage in terms of noise as it has a relatively good tone like a reverse-blade axial fan, and also has excellent performance like a reverse-blade axial fan because the wire does not overlap near the tip of the blade.
  • FIG. 7 is an image showing the pressure distribution on the blades in a conventional reverse blade axial fan
  • FIG. 7 is an image showing the pressure distribution on the blades in the axial fan according to an embodiment of the present invention.
  • the radius of the reference radius line SL of each of the blades 200 is at least 1/3 point from the tip 220 compared to the radial length from the tip 220 to the blade root 210 of the blade 200 .
  • the inner blade 201 may be formed in a shape that is curved opposite to the rotational direction of the axial fan. That is, when the rotational direction of the axial fan is clockwise, the inner blade 201 may be formed in the shape of a back curved blade bent in a counterclockwise direction from the blade root 210 to a radially outward direction.
  • the outer blade 202 may be formed to be bent in the same direction as the rotational direction of the axial fan. That is, the outer blade 202 may be formed in the form of a front collar bent in a clockwise direction while going radially outward from the inflection portion 215 .
  • the plurality of blades 200 may have the same radial lengths of the inner blades 201 , and the plurality of blades 200 may have the same radial lengths of the outer blades 202 .
  • a plurality of blades may have the same spacing between neighboring blades. That is, the axial fan of the present invention may be formed as an conformal fan, and when the axial fan is formed by injection molding, it is easy to adjust the balance when manufacturing the axial fan by injection molding, but the peak noise may be relatively high.
  • the plurality of blades may be formed so that the spacing between adjacent blades is not the same. That is, the axial fan of the present invention may be formed as a non-conformal fan, and when the non-conformal fan is formed, it is relatively difficult to adjust the balance when manufacturing the axial fan by injection molding, but there is an advantage in that peak noise can be relatively reduced.
  • each of the blades 200 may have a shape in which the leading edge LE and the trailing edge TE extending from the blade root 210 to the tip 220 are curved in a shape corresponding to each other.
  • the inner blade and the outer blade may be formed in various shapes and arrangements, and the cross-sectional shape of the blade may also be formed in various airfoil shapes.
  • L1 A straight line connecting the center of the hub and the center of the wing muscle
  • L2 A straight line connecting the center of the hub and the center of the tip
  • L3 A straight line connecting the center of the hub and the inflection point
  • L4 A straight line connecting the inflection point and the center of the tip

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

본 발명은 회전 중심이 되는 허브, 상기 허브의 외측에 방사상으로 배치되며 각각의 익근이 허브의 외주면에 연결된 복수의 블레이드, 및 상기 복수의 블레이드들의 외측에 배치되며 각각의 블레이드들의 익단이 연결된 팬 밴드를 포함하는 축류팬에 있어서, 각각의 블레이드들은 익단과 익근 사이의 특정한 반경 지점들을 잇는 기준 반경선(SL)을 기준으로, 상기 기준 반경선(SL)의 반경방향 내측에 위치하고 상기 축류팬의 회전방향과 반대로 꺾인 내측 블레이드; 및 상기 기준 반경선(SL)의 반경방향 외측에 위치하고 상기 축류팬의 회전방향과 동일한 방향으로 꺾인 외측 블레이드; 를 포함하여 이루어져, 후향깃 축류팬의 소음 측면에서의 장점을 갖으면서 아울러 후향깃 축류팬과 같이 성능이 우수한 축류팬에 관한 것이다.

Description

축류팬
본 발명은 팬의 회전 시 공기 흐름의 방향이 팬의 회전축과 나란하게 형성되는 축류팬에 관한 것이다.
일반적으로 차량에서는 송풍팬에 의해 송풍되는 공기를 이용해 라디에이터, 콘덴서 등의 열교환기 내부를 통과하는 열교환매체를 냉각시킨다. 그리고 차량용 송풍팬으로는 공기 흐름의 방향이 팬의 회전축과 나란하게 형성된 축류팬이 주로 사용되고 있다.
도 1 및 도 2는 종래의 축류팬의 나타낸 평면도이다.
도시된 바와 같이 종래의 축류팬은 회전 중심이 되는 허브(10), 반경방향으로 상기 허브(10)의 외측에 방사상으로 배치되며 각각의 익근이 허브(10)의 외주면에 연결된 복수의 블레이드(20) 및 반경방향으로 상기 복수의 블레이드(20)들의 외측에 배치되며 각각의 블레이드(20)들의 익단이 연결된 팬 밴드(30)를 포함하여 구성된다.
이러한 축류팬은 팬의 회전 방향과 블레이드(날개)들이 꺾인 방향에 따라 크게 전향깃 축류팬 및 후향깃 축류팬으로 나눌 수 있다. 즉, 도 1과 같이 팬의 회전 방향과 블레이드(20)가 꺾인 방향이 동일한 것이 전향깃 축류팬(Forward sweep fan; FS fan)이고, 도 2와 같이 팬의 회전 방향과 블레이드(20)가 꺾인 방향이 반대인 것이 후향깃 축류팬(Backward Sweep fan; BS fan)이다.
여기에서 전향깃 축류팬은 도 3과 같이 공기 흐름의 유선이 중첩되지 않아 상대적으로 성능이 우수하지만 소음 측면에서 불리하여, 상대적으로 소음 측면에서 유리한 후향깃 축류팬의 개발에 대한 소비자들의 요구가 있다.
그런데 후향깃 축류팬은 소음(음색) 측면에서는 유리하지만, 도 4와 같이 유동해석 결과 공기가 블레이드의 형상을 따라 익단 방향으로 흘러서 블레이드의 익단과 팬 밴드가 만나는 부분의 영역에서 와류가 중첩되어 충돌되며, 이에 따라 팬의 성능 저하가 발생하는 단점이 있다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
KR 10-0818407 B1 (2008.03.08)
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 후향깃 축류팬의 소음 측면에서의 장점을 갖으면서 아울러 후향깃 축류팬과 같이 성능이 우수한 축류팬을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 축류팬은, 회전 중심이 되는 허브, 상기 허브의 외측에 방사상으로 배치되며 각각의 익근이 허브의 외주면에 연결된 복수의 블레이드, 및 상기 복수의 블레이드들의 외측에 배치되며 각각의 블레이드들의 익단이 연결된 팬 밴드를 포함하는 축류팬에 있어서, 각각의 블레이드들은, 익근과 익단 사이의 특정한 반경 지점들을 잇는 기준 반경선(SL)을 기준으로, 상기 기준 반경선(SL)의 반경방향 내측에 위치하고 상기 축류팬의 회전방향과 반대로 꺾인 내측 블레이드; 및 상기 기준 반경선(SL)의 반경방향 외측에 위치하고 상기 축류팬의 회전방향과 동일한 방향으로 꺾인 외측 블레이드; 를 포함하여 이루어질 수 있다.
또한, 상기 각각의 블레이드들은, 상기 허브의 중심(C)과 익근의 중심(C1)을 잇는 직선(L1)을 기준으로, 상기 허브의 중심(C)과 익단의 중심(C2)을 잇는 직선(L2)이 이루는 각도(θ1)가 상기 축류팬의 회전방향과 반대로 형성될 수 있다.
또한, 상기 각각의 블레이드들은, 상기 허브의 중심(C)과 상기 내측 블레이드 및 외측 블레이드가 만나는 변곡부의 중심인 변곡점(P)을 잇는 직선(L3)을 기준으로, 상기 변곡점(P)과 익단의 중심(C2)을 잇는 직선(L4)이 이루는 각도(θ2)가 상기 축류팬의 회전방향과 동일하게 형성될 수 있다.
또한, 상기 각각의 블레이드들은, 상기 허브의 중심(C)과 익근의 중심(C1)을 잇는 직선(L1)을 기준으로, 상기 허브의 중심(C)과 상기 내측 블레이드 및 외측 블레이드가 만나는 변곡부의 중심인 변곡점(P)을 잇는 직선(L3)이 이루는 각도(θ3)가 상기 축류팬의 회전방향과 반대로 형성될 수 있다.
또한, 상기 각각의 블레이드의 기준 반경선(SL)의 반경은, 상기 블레이드의 익단에서부터 익근까지의 반경방향 길이 대비 상기 익단에서부터 1/3 지점 이상으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 내측 블레이드는 축류팬의 회전방향과 반대로 휘어있을 수 있다.
또한, 상기 외측 블레이드는 축류팬의 회전방향과 동일한 방향으로 휘어있을 수 있다.
또한, 상기 복수의 블레이드는 내측 블레이드들의 반경방향 길이가 서로 같게 형성되며, 상기 복수의 블레이드는 외측 블레이드의 반경방향 길이가 서로 같게 형성될 수 있다.
또한, 상기 복수의 블레이드는 서로 이웃하는 블레이드들 사이의 간격이 동일할 수 있다.
또한, 상기 복수의 블레이드는 서로 이웃하는 블레이드들 사이의 간격이 동일하지 않을 수 있다.
또한, 상기 각각의 블레이드들은 익근에서 익단까지 연장되는 전연(LE) 및 후연(TE)을 가지며, 상기 전연(LE) 및 후연(TE)은 서로 대응되는 형태로 휘어져 있을 수 있다.
본 발명의 축류팬은, 후향깃 축류팬과 같이 음색이 좋아 소음 측면에서의 장점을 갖으면서 아울러 블레이드의 익단 부근에서 유선이 중첩되지 않아 후향깃 축류팬과 같이 성능이 우수한 장점이 있다.
도 1 및 도 2는 종래의 전향깃 축류팬 및 후향깃 축류팬을 나타낸 평면도이다.
도 3 및 도 4는 종래의 전향깃 축류팬 및 후향깃 축류팬의 블레이드 익단 부분에서 공기의 유동해석 결과를 나타낸 이미지이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 축류팬을 나타낸 평면도 및 부분 확대도이다.
도 7은 종래의 후향깃 축류팬에서 블레이드 상의 압력 분포를 나타낸 이미지이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 축류팬에서 블레이드 상의 압력 분포를 나타낸 이미지이다.
이하, 상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명의 축류팬을 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 축류팬을 나타낸 평면도 및 부분 확대도이다.
도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 축류팬은 크게 허브(100), 복수의 블레이드(200) 및 팬 밴드(300)로 구성될 수 있다.
허브(100)는 회전 중심이 되는 부분이며, 구동모터의 구동축에 결합되어 회전될 수 있다. 일례로 허브(100)는 구동모터가 내측에 수용될 수 있도록 오목한 용기 형태로 형성될 수 있으며, 구동모터가 중앙에 결합되는 원판 형태의 플레이트 외주연에서 일측방향으로 원통형의 실린더가 연장된 형성된 형태로 형성될 수 있다. 이외에도 허브(100)는 다양한 형태로 형성될 수 있다.
블레이드(200)는 복수로 구성되며, 복수의 블레이드(200)가 원주방향을 따라 허브(100)의 외측에 방사상으로 서로 이격되어 배치될 수 있다. 그리고 블레이드(200)들은 반경방향으로 가장 안쪽 끝부분인 익근(210)이 허브(100)의 외주면에 연결되어, 허브(100)에서 복수의 블레이드(200)들이 반경방향 바깥쪽으로 연장된 형태로 형성될 수 있다. 그리고 축류팬의 회전 시 공기의 유동방향이 회전축 방향과 동일하게 형성되도록, 블레이드(200)들은 축류팬의 회전방향 전방쪽 끝부분인 전연(LE)과 후방쪽 끝부분인 후연(TE)을 잇는 직선인 코드 라인(chord line)이 축류팬의 회전방향과 이루는 설치각이 특정한 각도로 형성될 수 있다. 또한, 블레이드(200)는 전연(LE)과 후연(TE)의 중심을 잇는 중앙선(ML) 상에 익근(210)의 중심(C1) 및 익단(220)의 중심이 위치할 수 있다.
팬 밴드(300)는 링 형태로 형성될 수 있으며, 팬 밴드(300)는 블레이드(200)들의 외측에 배치되어 각각의 블레이드(200)들의 반경방향 가장 바깥쪽인 익단(220)이 팬 밴드(300)의 내주면에 연결될 수 있다. 그리하여 일례로 허브(100), 복수의 블레이드(200) 및 팬 밴드(300)가 사출 등을 통해 일체로 형성될 수 있다.
여기에서 각각의 블레이드(200)들은 기준 반경선(SL)의 반경방향 내측에 위치하는 내측 블레이드(201)와 반경방향 외측에 위치하는 외측 블레이드(202)를 포함하여 구성될 수 있으며, 반경방향으로 내측 블레이드(201)의 바깥쪽 끝단에 외측 블레이드(202)의 내측 끝단이 연결되어 있는 형태로 일체로 형성될 수 있다. 즉, 기준 반경선(SL)은 각각의 블레이드(200)들의 내측 블레이드(201)와 외측 블레이드(202)가 서로 만나 연결되는 지점들을 연결한 선으로서, 회전 중심인 허브(100)의 중심(C)을 기준으로 특정한 반경을 갖는 원이 될 수 있다.
그리고 각각의 블레이드(200)들의 내측 블레이드(201)는 축류팬의 회전방향과 반대로 꺾인 형태로 형성될 수 있으며, 외측 블레이드(202)는 축류팬의 회전방향과 동일한 방향으로 꺾인 형태로 형성될 수 있다. 즉, 축류팬의 회전방향이 도시된 바와 같이 시계방향일 때, 내측 블레이드(201)는 반시계방향인 왼쪽으로 꺾여있고 외측 블레이드는 시계방향인 오른쪽으로 꺾여있는 형태로 형성되어, 블레이드(200)의 익근(210)에서 익단(220) 쪽으로 가면서 내측 블레이드(201)가 꺾여있는 방향의 반대방향으로 외측 블레이드(202)가 꺾여있는 형태가 될 수 있다.
보다 상세하게 각각의 블레이드(200)들은, 허브(100)의 중심(C)과 블레이드(200)의 익근(210)의 중심(C1)을 잇는 직선(L1)을 기준으로, 허브(100)의 중심(C)과 블레이드(200)의 익단(220)의 중심(C2)을 잇는 직선(L2)이 이루는 각도(θ1)가 축류팬의 회전방향과 반대로 형성될 수 있다. 즉, 축류팬의 회전방향이 시계방향일 때 블레이드(200)는 L1 선을 기준으로 익단(220)이 반시계방향으로 θ1 각도만큼 회전된 위치에 있는 후향깃 축류팬 형태가 될 수 있다. 그리고 허브(100)의 중심(C)과 블레이드(200)의 익근(210)의 중심(C1)을 잇는 직선(L1)을 기준으로, 허브(100)의 중심(C)과 내측 블레이드(201) 및 외측 블레이드(202)가 만나는 변곡부(215)의 중심인 변곡점(P)을 잇는 직선(L3)이 이루는 각도(θ3)가 축류팬의 회전방향과 반대로 형성될 수 있다. 즉, 내측 블레이드(201)는 L1 선을 기준으로 변곡점(P)이 반시계방향으로 θ3 각도만큼 회전된 위치에 있을 수 있다. 이때, 변곡점(P)은 중앙선(ML) 상에 위치할 수 있다.
또한, 허브(100)의 중심(C)과 내측 블레이드(201) 및 외측 블레이드(202)가 만나는 변곡부(215)의 중심인 변곡점(P)을 잇는 직선(L3)을 기준으로, 변곡점(P)과 블레이드(200)의 익단(220)의 중심(C2)을 잇는 직선(L4)이 이루는 각도(θ2)가 축류팬의 회전방향과 동일하게 형성될 수 있다. 즉, 외측 블레이드(202)는 L3 선을 기준으로 익단(220)이 시계방향으로 θ2 각도만큼 회전된 위치에 있을 수 있다.
그리하여 본 발명의 일실시예에 따른 축류팬은, 블레이드들 각각의 전체적인 형태가 축류팬의 회전방향과는 반대로 꺾여있는 후향깃 형태로 형성되되, 내측 블레이드는 후향깃 형태로 형성되고 외측 블레이드는 전향깃 형태로 형성될 수 있다. 이에 따라 후향깃 축류팬과 같이 상대적으로 음색이 양호하여 소음 측면에서의 장점을 갖으며, 아울러 블레이드의 익단 부근에서 유선이 중첩되지 않아 후향깃 축류팬과 같이 우수한 성능을 가질 수 있다.
도 7은 종래의 후향깃 축류팬에서 블레이드 상의 압력 분포를 나타낸 이미지이며, 도은 본 발명의 일실시예에 따른 축류팬에서 블레이드 상의 압력 분포를 나타 이미지이다.
도 7과 같이, 종래의 후향깃 축류팬에서는 블레이드의 익단 부근에 압력이 집중되는데 반해, 도 8과 같이 본 발명의 축류팬에서는 상대적으로 블레이드 전체에 압력이 고르게 분포된 것을 알 수 있으며, 이에 따라 성능이 향상되고 전체적인 소음이 개선될 수 있다. 그리고 유체해석 시험 결과에서도 종래의 후향깃 축류팬에 비해 본 발명의 축류팬은 성능(효율)이 현저히 향상된 것을 확인할 수 있었다.
또한, 각각의 블레이드(200)들의 기준 반경선(SL)의 반경은, 블레이드(200)의 익단(220)에서부터 익근(210)까지의 반경방향 길이 대비 익단(220)에서부터 1/3 지점 이상으로 형성될 수 있다. 즉, 반경방향으로 블레이드(200)의 익단(220)에서부터 기준 반경선(SL)까지의 거리(a)는 블레이드(200)의 익단(220)에서부터 익근(210)까지의 거리(b)의 1/3 이상{a≥(1/3)×b}으로 형성될 수 있다.
그리고 내측 블레이드(201)는 축류팬의 회전방향과 반대로 휘어있는 형태로 형성될 수 있다. 즉, 축류팬의 회전방향이 시계방향일 때 내측 블레이드(201)는 익근(210)에서부터 반경방향 바깥쪽으로 가면서 반시계방향으로 휘어져있는 후곡깃 형태로 형성될 수 있다. 또한, 외측 블레이드(202)는 축류팬의 회전방향과 동일한 방향으로 휘어있는 형태로 형성될 수 있다. 즉, 외측 블레이드(202)는 변곡부(215)에서부터 반경방향 바깥쪽으로 가면서 시계방향으로 휘어져있는 전곡깃 형태로 형성될 수 있다.
또한, 복수의 블레이드(200)는 내측 블레이드(201)들의 반경방향 길이가 서로 같게 형성되며, 복수의 블레이드(200)는 외측 블레이드(202)의 반경방향 길이가 서로 같게 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 축류팬에서 복수의 블레이드는 서로 이웃하는 블레이드들 사이의 간격이 동일할 수 있다. 즉, 본 발명의 축류팬은 등각팬으로 형성될 수 있으며, 등각팬으로 형성된 경우 사출성형으로 축류팬을 제조할 때 밸런스 조정이 용이하나, 상대적으로 피크 노이즈가 높을 수 있다. 또는, 본 발명의 축류팬에서 복수의 블레이드는 서로 이웃하는 블레이드들 사이의 간격이 동일하지 않게 형성될 수 있다. 즉, 본 발명의 축류팬은 비등각팬으로 형성될 수 있으며, 비등각팬으로 형성된 경우 사출성형으로 축류팬을 제조할 때 밸런스 조정이 상대적으로 어렵지만, 상대적으로 피크 노이즈를 감소시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 각각의 블레이드(200)들은 익근(210)에서 익단(220)까지 연장되는 전연(LE) 및 후연(TE)이 서로 대응되는 형태로 휘어진 형상을 가질 수 있다. 이외에도 내측 블레이드 및 외측 블레이드는 다양한 형태 및 배치로 형성될 수 있으며, 블레이드의 단면 형태도 다양한 익형의 형태로 형성될 수 있다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
[부호의 설명]
100 : 허브, C : 허브의 중심(회전 중심)
200 : 블레이드, 201 : 내측 블레이드, 202 : 외측 블레이드
210 : 익근, C1 : 익근의 중심, 215 : 변곡부
P : 변곡점, 220 : 익단, C2 : 익단의 중심
LE : 전연, TE : 후연, ML : 중앙선
300 : 팬 밴드, SL : 기준 반경선
L1 : 허브의 중심과 익근의 중심을 잇는 직선
L2 : 허브의 중심과 익단의 중심을 잇는 직선
L3 : 허브의 중심과 변곡점을 잇는 직선
L4 : 변곡점과 익단의 중심을 잇는 직선
θ1 : L1과 L2가 이루는 각도
θ2 : L3과 L4가 이루는 각도
θ3 : L1과 L3이 이루는 각도

Claims (11)

  1. 회전 중심이 되는 허브, 상기 허브의 외측에 방사상으로 배치되며 각각의 익근이 허브의 외주면에 연결된 복수의 블레이드, 및 상기 복수의 블레이드들의 외측에 배치되며 각각의 블레이드들의 익단이 연결된 팬 밴드를 포함하는 축류팬에 있어서,
    각각의 블레이드들은,
    익근과 익단 사이의 특정한 반경 지점들을 잇는 기준 반경선(SL)을 기준으로, 상기 기준 반경선(SL)의 반경방향 내측에 위치하고 상기 축류팬의 회전방향과 반대로 꺾인 내측 블레이드; 및
    상기 기준 반경선(SL)의 반경방향 외측에 위치하고 상기 축류팬의 회전방향과 동일한 방향으로 꺾인 외측 블레이드;
    를 포함하여 이루어지는 축류팬.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 각각의 블레이드들은,
    상기 허브의 중심(C)과 익근의 중심(C1)을 잇는 직선(L1)을 기준으로, 상기 허브의 중심(C)과 익단의 중심(C2)을 잇는 직선(L2)이 이루는 각도(θ1)가 상기 축류팬의 회전방향과 반대로 형성된 것을 특징으로 하는 축류팬.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 각각의 블레이드들은,
    상기 허브의 중심(C)과 상기 내측 블레이드 및 외측 블레이드가 만나는 변곡부의 중심인 변곡점(P)을 잇는 직선(L3)을 기준으로, 상기 변곡점(P)과 익단의 중심(C2)을 잇는 직선(L4)이 이루는 각도(θ2)가 상기 축류팬의 회전방향과 동일하게 형성된 것을 특징으로 하는 축류팬.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 각각의 블레이드들은,
    상기 허브의 중심(C)과 익근의 중심(C1)을 잇는 직선(L1)을 기준으로, 상기 허브의 중심(C)과 상기 내측 블레이드 및 외측 블레이드가 만나는 변곡부의 중심인 변곡점(P)을 잇는 직선(L3)이 이루는 각도(θ3)가 상기 축류팬의 회전방향과 반대로 형성된 것을 특징으로 하는 축류팬.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 각각의 블레이드의 기준 반경선(SL)의 반경은,
    상기 블레이드의 익단에서부터 익근까지의 반경방향 길이 대비 상기 익단에서부터 1/3 지점 이상으로 형성된 것을 특징으로 하는 축류팬.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 내측 블레이드는 축류팬의 회전방향과 반대로 휘어있는 것을 특징으로 하는 축류팬.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 외측 블레이드는 축류팬의 회전방향과 동일한 방향으로 휘어있는 것을 특징으로 하는 축류팬.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 블레이드는 내측 블레이드들의 반경방향 길이가 서로 같게 형성되며, 상기 복수의 블레이드는 외측 블레이드의 반경방향 길이가 서로 같게 형성된 것을 특징으로 하는 축류팬.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 블레이드는 서로 이웃하는 블레이드들 사이의 간격이 동일한 것을 특징으로 하는 축류팬.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 블레이드는 서로 이웃하는 블레이드들 사이의 간격이 동일하지 않은 것을 특징으로 하는 축류팬.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 각각의 블레이드들은 익근에서 익단까지 연장되는 전연(LE) 및 후연(TE)을 가지며, 상기 전연(LE) 및 후연(TE)은 서로 대응되는 형태로 휘어진 것을 특징으로 하는 축류팬.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102671477B1 (ko) * 2023-09-06 2024-05-31 주식회사 한성시스코 공기조화기용 고성능 터보팬

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130107442A (ko) * 2012-03-22 2013-10-02 한라비스테온공조 주식회사 축류팬
KR20170046948A (ko) * 2015-10-22 2017-05-04 한온시스템 주식회사 축류팬
US20170159543A1 (en) * 2015-12-02 2017-06-08 Brose Fahrzeugteile Gmbh & Co. Kg, Wuerzburg Fan and fan module
KR20190114679A (ko) * 2018-03-30 2019-10-10 디와이오토 주식회사 축류 팬
WO2020152211A1 (de) * 2019-01-23 2020-07-30 Brose Fahrzeugteile SE & Co. Kommanditgesellschaft, Würzburg Lüfterrad eines kraftfahrzeugs

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0945625B1 (en) * 1998-03-23 2004-03-03 SPAL S.r.l. Axial flow fan
DE60117177T2 (de) 2000-11-08 2006-09-28 Robert Bosch Corp., Broadview Hocheffizienter, zustromangepasster axiallüfter

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130107442A (ko) * 2012-03-22 2013-10-02 한라비스테온공조 주식회사 축류팬
KR20170046948A (ko) * 2015-10-22 2017-05-04 한온시스템 주식회사 축류팬
US20170159543A1 (en) * 2015-12-02 2017-06-08 Brose Fahrzeugteile Gmbh & Co. Kg, Wuerzburg Fan and fan module
KR20190114679A (ko) * 2018-03-30 2019-10-10 디와이오토 주식회사 축류 팬
WO2020152211A1 (de) * 2019-01-23 2020-07-30 Brose Fahrzeugteile SE & Co. Kommanditgesellschaft, Würzburg Lüfterrad eines kraftfahrzeugs

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